1、華北水利水電學(xué)院土木與交通學(xué)院 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書課題名稱3×20m預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計指導(dǎo)教師李曉克課題來源模擬課題類型AY注：1、課題來源包括科研（注明項目類型，如基金項目、攻關(guān)項目、某企事業(yè)單位項目等）、教學(xué)、生產(chǎn)、模擬、自選。2、課題類型：(1)A工程設(shè)計；B技術(shù)開發(fā)；C軟件工程；D理論研究； (2)X真實課題；Y模擬課題；Z虛擬課題；要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。1. 畢業(yè)設(shè)計依據(jù)1.1 設(shè)計依據(jù)(1) 交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003），簡稱標(biāo)準(zhǔn)；(2) 交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡稱橋規(guī)；(3)

2、交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004），簡稱公預(yù)規(guī)；(4)交通部頒公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）；(5)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）；(6)預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接修改（GB T14370-93）；(7)公路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系列（JTT663-2006）；(8)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管（JT-T529-2004）；(9)城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ77-98）；(10)橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、基礎(chǔ)工程等教材。1.2 設(shè)計方案上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)組合箱梁，采用整體現(xiàn)澆施工或預(yù)制施工，預(yù)應(yīng)力采用后張法施工，下部

3、結(jié)構(gòu)采用樁柱式墩臺。1.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：3×20m；(2)橋梁寬度：0.5m2×7m+0.5m，共15m；(3)橋梁橫坡：2%；(4)設(shè)計荷載：公路一級；(5)環(huán)境類別：類；(6)設(shè)計基準(zhǔn)期：100年；(7)每側(cè)護(hù)欄重量按6kN/m計，混凝土考慮10年的收縮徐變，整體升溫、降溫均按20考慮，基礎(chǔ)考慮5mm不均勻沉降，其它作用根據(jù)設(shè)計情況擬定。1.4 主要材料混凝土：主梁采用C50混凝土，橋面鋪裝采用10cm C50混凝土+SBS改性瀝青涂膜防水層+10cm瀝青混凝土，橋頭搭板、蓋梁、耳背墻、防撞護(hù)欄及立柱均采用C30混凝土，樁基、系梁采用C25混凝土，其它自選。

4、預(yù)應(yīng)力筋：采用15.20 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線、抗拉強(qiáng)度標(biāo)注值MPa，彈性模量 MPa。普通鋼筋：直徑大于和等于12mm的用HRB335級熱軋螺紋鋼筋、直徑小于12mm的均用R235級熱軋光圓鋼筋。錨具、套管、連接件和伸縮縫等根據(jù)相關(guān)規(guī)范選取。2. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)2.1 開題報告在調(diào)研、充分理解課題內(nèi)容和要求的基礎(chǔ)上，寫出3000漢字左右的開題報告，開題報告嚴(yán)格按照科技論文的格式編寫，要注重調(diào)研原始資料的完整敘述，文獻(xiàn)查閱應(yīng)在10篇以上，參考文獻(xiàn)應(yīng)在5篇以上，并在報告引用處注明編號，開題報告經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后方可進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計工作。2.2 畢業(yè)設(shè)計具體內(nèi)容 設(shè)計目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，

5、分析與解決工程實際問題的能力，使學(xué)生受到工程技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的基本訓(xùn)練以及工程技術(shù)人員的所必需的綜合訓(xùn)練，并相應(yīng)地提高各種能力，如調(diào)查研究、理論分析、設(shè)計計算、繪圖、撰寫論文和說明書等，通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生初步形成經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、市場、管理等大工程意識，培養(yǎng)學(xué)生實事求是，謙虛謹(jǐn)慎的態(tài)度和科學(xué)鉆研、勇于創(chuàng)新的精神。 設(shè)計要求(1)明確任務(wù)書要求，全面系統(tǒng)的復(fù)習(xí)教材，自學(xué)掌握計算機(jī)橋梁CAD，熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；(2)認(rèn)真分析設(shè)計資料，正確選用有關(guān)公式和各項參數(shù)；(3)設(shè)計圖紙應(yīng)注明：工藝要求、技術(shù)措施，材料質(zhì)量和規(guī)格、注意事項，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；(4)設(shè)計圖紙應(yīng)整潔美觀，字跡工整，比例準(zhǔn)確，圖幅布置均勻協(xié)調(diào)，采

6、用計算機(jī)繪圖。 設(shè)計成果(1) 計算書計算書應(yīng)包含的內(nèi)容： 主梁：主梁截面形式的擬定、截面特性的計算、主梁內(nèi)力計算及內(nèi)力組合、主梁配筋及預(yù)應(yīng)力損失的計算、主梁的驗算以及鋼筋的相關(guān)計算； 橋面板、蓋梁、立柱樁基等計算，支座、伸縮裝置、護(hù)欄等的選取、必要的設(shè)計說明等。(2)設(shè)計圖紙 必須包括橋型布置圖、主梁一般構(gòu)造圖、主梁普通布置圖、主梁預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖、橫隔梁鋼筋布置圖、橋臺一般構(gòu)造圖、橋墩一般構(gòu)造圖、蓋梁鋼筋布置圖、耳背墻鋼筋布置圖、立柱鋼筋布置圖、樁基鋼筋布置圖、橋面連續(xù)構(gòu)造圖。所有圖紙須以A3紙出圖，并裝訂成冊。 圖紙標(biāo)注除里程、標(biāo)高以m計外，余均以cm為單位，實心箭頭，箭頭和標(biāo)注文字大小

7、2mm；圖紙所有文字的高寬比采用為0.7。2.3 外文資料翻譯根據(jù)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容，完成與該畢業(yè)設(shè)計方向相關(guān)的外文資料的翻譯，翻譯工作量不少于3000漢字，要求譯文準(zhǔn)確流暢。3. 畢業(yè)設(shè)計提交的成果3.1 畢業(yè)設(shè)計書(1) 封面，由學(xué)校統(tǒng)一印制，按要求打印（詳見教務(wù)處網(wǎng)頁）；(2) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，由指導(dǎo)教師填寫，裝訂于指定位置，教師簽字后生效；(3) 畢業(yè)設(shè)計開題報告，由學(xué)生認(rèn)真書寫，經(jīng)指導(dǎo)教師簽字后的開題報告有效；(4) 中文摘要，中文摘要字?jǐn)?shù)應(yīng)在400字左右，包括設(shè)計（論文）題目、論文摘要、關(guān)鍵詞為（3至5個）；(5) 英文摘要，英文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容相對應(yīng)；(6) 目錄，按三級標(biāo)題編寫，

8、要求層次清晰，且要與正文標(biāo)題一致。主要包括摘要、正文主要層次標(biāo)題、參考文獻(xiàn)、附錄等；(7) 正文，論文正文包括緒論（或前言、概述等）、論文主體、結(jié)論。論文要符合科技論文格式，正文要標(biāo)明章節(jié)，正文文字：設(shè)計說明書應(yīng)在10000字以上。(8) 參考文獻(xiàn)，必須是本人真正閱讀過的雜志類文獻(xiàn)、圖書類文獻(xiàn)等，要與設(shè)計工作直接相關(guān)；(9) 附錄，主要包括外文原文及翻譯、計算機(jī)源程序，有關(guān)圖紙等。3.2 要求提交的成果包括紙質(zhì)和電子文檔兩部分。華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名張野學(xué)號200603111專業(yè)土木工程題目名稱3×20m預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計課題意義畢業(yè)設(shè)計是一個總結(jié)性的教

9、學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生全面系統(tǒng)地融匯所學(xué)理論知識和專業(yè)技能并運(yùn)用于解決實際問題的過程。通過本教學(xué)環(huán)節(jié)，要加深學(xué)生對所學(xué)基本理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和處理問題的能力以及設(shè)計創(chuàng)新精神，使學(xué)生得到有關(guān)單位工程建設(shè)從方案制定到施工組織的全過程系統(tǒng)性的訓(xùn)練。 通過畢業(yè)設(shè)計這一重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生正確的理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。 畢業(yè)設(shè)計要求我們在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項工程設(shè)計，解決與之有關(guān)的所有問題，熟悉相關(guān)設(shè)計規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實踐中常用的方法，具有實踐性、綜合性強(qiáng)的顯著特點。因此畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運(yùn)用所學(xué)知

10、識分析問題、解決問題能力有著重要意義。畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)教學(xué)過程中的最后一個環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的重要過程。綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識，通過所給的各種橋梁的實際資料培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識，掌握橋梁建設(shè)的全過程，學(xué)會搜集資料、分析問題、解決實際工程問題的方法，進(jìn)一步鞏固已學(xué)的課程，并能查閱資料，專業(yè)文獻(xiàn)，深入了解和應(yīng)用公路混凝土橋梁在橋式方案比選、結(jié)構(gòu)計算及施工架設(shè)等方面的設(shè)計規(guī)范、計算方法及設(shè)計思想等內(nèi)容。同時熟悉并運(yùn)用公路橋梁工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和橋梁設(shè)計規(guī)范，使用我們具備從事專業(yè)路橋設(shè)計，施工，工程項目管理、造價編制的能力。為我們在畢業(yè)后從事橋梁技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。選題依據(jù)橋梁不僅是一個國家文化的象

11、征,更是生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的寫照。橋梁是供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、海灣、湖泊、山谷、低地或其他交通線路時使用的建筑結(jié)構(gòu)。它是一種永久性的公共建筑物，具有廣泛的社會性。因此，從一座橋上不僅可看出當(dāng)時當(dāng)?shù)厣鐣陌l(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)工藝水平的高低，而且可折射出一個國家和地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、技術(shù)、文化等各方面情況。改革開放以來,我國公路建設(shè)進(jìn)入了以高速公路為標(biāo)志的快速發(fā)展階段.隨著國家實施積極的財政政策,公路投資力度不斷加大,公路建設(shè)更是以前所未有的速南低而西北高，河道縱橫交錯，有著名的長江、黃河和珠江等流域，這里孕育了中華民族，創(chuàng)造了燦爛的華夏文化。在歷史的長河中，中華民族建設(shè)了數(shù)以千萬

12、計的橋梁，成為參考文獻(xiàn)(1) 交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003），簡稱標(biāo)準(zhǔn)；(2) 交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡稱橋規(guī)；(3) 交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004），簡稱公預(yù)規(guī)；(4) 交通部頒公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）；(5) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）；(6) 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接修改（GB T14370-93）；(7) 公路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系列（JTT663-2006）；(8) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管（JT-T529-2004）；(9

13、) 城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ77-98）；(10)橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、基礎(chǔ)工程等教材。研究內(nèi)容研究內(nèi)容研究內(nèi)容1 連續(xù)箱形梁橋發(fā)展近況箱形截面能適應(yīng)各種使用條件，特別適合于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大；箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨(dú)柱支墩上建成彎斜橋；箱梁容許有最大細(xì)長度；應(yīng)力值較低，重心軸不偏一邊，同T形梁相比徐變變形較小。由于連續(xù)箱梁在構(gòu)造、施工和使用上的優(yōu)點，近年來建成預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋較多。其發(fā)展趨勢為：減輕結(jié)構(gòu)自重，采用高標(biāo)號混凝土C40C60；隨著建筑材料和預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展，其跨徑增大，葡萄

14、牙已建成250m的連續(xù)箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經(jīng)濟(jì)的。大跨徑連續(xù)箱粱要采用大噸位支座，如南京二橋北汊橋165m變截面連續(xù)箱梁，盆式橡膠支座噸位達(dá)6500kN.這種樣大噸位支座性能如何？將來如何更換等一系列問題有待研究。我國公路橋梁在100m以上多采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。中等跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，如跨徑4080m，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。隨著交通量的快速增長，車速提高，人們出行希望有快速、舒適的交通條件，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋能適應(yīng)這一需要。它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強(qiáng)，外形美觀，便于養(yǎng)護(hù)等。2 設(shè)計內(nèi)容依據(jù)所給資

15、料，該橋是3×20m預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋，橋?qū)挘?.5m2×7m+0.5m，共15m，按公路-I級橋梁設(shè)計。先擬定橋型結(jié)構(gòu)主要尺寸，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案進(jìn)行上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計，擬定各部結(jié)構(gòu)細(xì)部尺寸。就選擇方案進(jìn)行下列設(shè)計思路：對全橋總體平面布置圖形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，合理擬定上下部結(jié)構(gòu)的細(xì)部尺寸上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及構(gòu)造設(shè)計正常使用及各施工階段應(yīng)力計算與強(qiáng)度驗算撓度計算與剛度驗算繪制上部結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造圖，鋼筋構(gòu)造圖及施工示意圖下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算與構(gòu)造設(shè)計繪制下部結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造圖，鋼筋構(gòu)造圖及施工示意圖施工中上下部結(jié)構(gòu)技術(shù)問題的處理編寫設(shè)計計算說明書。方法流程：收集資料整理資料選題

16、設(shè)計檢查修改專題論文整理裝訂答辯3 結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng) 常見的作用效應(yīng)有：(1)內(nèi)力: 剪力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力;彎矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩;扭矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。(2)應(yīng)力：如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。(3)位移：作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。(4)撓度：構(gòu)件軸線或中面上某點在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。(5)變形：作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。(6)應(yīng)變：如線應(yīng)變、剪應(yīng)變和主應(yīng)變等。4 極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特

17、定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：4.1. 承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)：(1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系;(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。 4.2. 正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)：(1)影響正常使用或外觀的變形;(2)影響正常使用或耐久性

18、能的局部損壞(包括裂縫);(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。5 注意事項設(shè)計前期主要準(zhǔn)備：(1)熟悉設(shè)計任務(wù)書；(2)收集必要的設(shè)計原始資料；(3)學(xué)習(xí)相關(guān)的工程規(guī)范和設(shè)計步驟；(4)應(yīng)準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)計軟件，橋梁博士設(shè)計上部結(jié)構(gòu)，橋梁通設(shè)計下部結(jié)構(gòu)，CAD 等相關(guān)繪圖軟件；設(shè)計過程中應(yīng)全面考慮，嚴(yán)格按照規(guī)范上的規(guī)定，選取合適的截面和相應(yīng)的尺寸。設(shè)計步驟1上部結(jié)構(gòu)設(shè)計計算步驟1.1尺寸初步擬定確定構(gòu)件主要建筑材料，構(gòu)件的截面形式及尺寸的選定，橋梁縱橫端面等。根據(jù)類似橋梁設(shè)計示例，以及現(xiàn)行橋梁設(shè)計趨向，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁一般取高跨比h/l=1/161/20，此處取中梁截面高

19、度為1.2m，利用改變箱梁截面造坡。箱梁頂板主要考慮橋面板受力需要，確定厚度為0.2m,寬度取2.6m;近梁端底板厚度除考慮受力要求外，還要考慮預(yù)應(yīng)力錨具布置的需要，取0.3m，其余部分取0.2m；近梁端處腹板厚度考慮布置預(yù)應(yīng)力錨具的需要和抗剪強(qiáng)度的要求，取0.3m,其余部分取0.2m。截面變化處從距支座0.15m處開始變化。頂板與腹板相接做成斜率為1：3的承托，大小為0.06m×0.18m；底板與腹板連接處做成斜率為1：1的倒角，大小為0.1m×0.1m，使箱壁剪力流能順利傳遞，避免在轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。其截面簡圖如下所示： 邊梁跨中截面 邊梁支座截面2號梁跨中截面

20、 2號梁支座截面中梁跨中截面 中梁支座截面 1.2截面幾何特性計算計算內(nèi)容包括：毛截面面積，毛截面中心位置，毛截面對重心軸的慣性矩。并以此確定初步擬定的截面是否合理。計算方法主要采用電算。1.3主梁內(nèi)力計算荷載橫向分布系數(shù)的計算支座處荷載橫向分布系數(shù)的計算跨中荷載橫向分布系數(shù)的計算對荷載橫向分布系數(shù)匯總 荷載內(nèi)力計算永久荷載產(chǎn)生的內(nèi)力基本可變荷載產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力組合1.4橫隔梁內(nèi)力計算1.5橋面板內(nèi)力計算恒載產(chǎn)生的內(nèi)力汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力組合1.6預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置在滿足結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保障結(jié)構(gòu)在達(dá)到承能力極限狀態(tài)時具有一定的安全儲備。 截面特性的計算控

21、制應(yīng)力和有效應(yīng)力的選取。 估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置，一般情況下根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下正截面抗裂性或裂縫寬度限值來確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。1.7計算凈面積和換算面積，重心位置，慣矩1.8預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算根據(jù)設(shè)計以及施工要求分項進(jìn)行計算。后張法梁預(yù)應(yīng)力損失有預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失；錨具變形，鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；混凝土彈性壓縮引起的損失；鋼束應(yīng)力松弛引起的損失；混凝土收縮和徐變引起的損失五項，然后對著五項進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失匯總。1.9變形驗算持久狀態(tài)應(yīng)力驗算和短暫狀態(tài)應(yīng)力驗算主應(yīng)力驗算計算截面：彎矩和剪力均較大處，跨中截面混凝土正應(yīng)力驗算，1/4、1/8截

22、面正應(yīng)力驗算。計算點：驗算凈截面和換算截面重心軸處。1.10主應(yīng)力驗算與校核（主要采用電算）驗算內(nèi)容：正截面抗彎強(qiáng)度驗算，斜截面抗剪強(qiáng)度驗算，斜截面抗彎強(qiáng)度驗算。1.11梁端錨固區(qū)的局部承壓驗算1.12主梁變形驗算1.13 支座驗算2、橋梁墩臺基礎(chǔ)的計算橋基擬采用直徑為150cm的鉆孔灌注樁，均采用C25混凝土。3、橋梁墩臺的計算橋墩的直徑擬定選用100cm雙向柱式橋墩。4、支座的計算由計算所得的豎向力查規(guī)范確定。5、橋面鋪裝 橋面鋪裝采用10cm C50混凝土+SBS改性瀝青涂膜防水層+10cm瀝青混凝土。6、橋面伸縮縫設(shè)置橋面伸縮裝置采用5cm的鋅鐵皮裝置。7、橋面排水措施縱向每隔7m設(shè)置

23、一個泄水管，且在橫向?qū)ΨQ布置。總?cè)蝿?wù)、進(jìn)度、預(yù)期結(jié)果1. 總的工作任務(wù)培養(yǎng)科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計思想，綜合運(yùn)用所學(xué)理論，知識和技能分析和解決實際問題的能力，加強(qiáng)創(chuàng)新意識，創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)，完成公路路線選擇、橋梁的立面設(shè)計，橋梁的平面設(shè)計，基礎(chǔ)的設(shè)計，墩臺的設(shè)計，變截面梁的布筋和張拉設(shè)計，橋面系鋪裝設(shè)計，橋梁附屬構(gòu)造設(shè)計，排水設(shè)計，橋梁景觀設(shè)計，主要工程項目施工工藝說明及圖表，橋梁施工圖預(yù)算，畢業(yè)設(shè)計說明，中英文摘要和專業(yè)英語文獻(xiàn)翻譯2 工作進(jìn)度安排 周 次內(nèi) 容1-2查閱資料、英文翻譯和開題報告3實訓(xùn)4-6生產(chǎn)實習(xí)7-9建模計算10-11整理結(jié)構(gòu)計算書12-13CAD繪制14最后整

24、理、裝訂成冊及準(zhǔn)備答辯15畢業(yè)答辯3 .預(yù)期結(jié)果理論聯(lián)系實際真正結(jié)合，拓寬，加深所學(xué)專業(yè)知識，提高己的綜合素質(zhì)，同時能夠按時的完成畢業(yè)設(shè)計為以后從事橋梁事業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。摘要 預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計的內(nèi)容主要包括荷載和極限設(shè)計，其一般設(shè)計步驟是先進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，選取適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型。根據(jù)工程的具體情況，選擇合適的橋梁高跨比，初步選定構(gòu)件的截面尺寸，并進(jìn)行內(nèi)力與組合效應(yīng)的計算。主要根據(jù)桿件的彎矩分布圖形確定預(yù)應(yīng)力筋的索形，并按經(jīng)驗用預(yù)應(yīng)力度法或平衡荷載法初步估算出所需要的預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)。本次畢業(yè)設(shè)計是一座3×20m預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計，包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。 本設(shè)計課

25、題類型為模擬類型，主要目的是讓我們掌握橋梁設(shè)計的計算和計算軟件的應(yīng)用，掌握橋梁的繪圖和CAD繪圖軟件。 本設(shè)計上部結(jié)構(gòu)是在嚴(yán)格按照規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行電算，初步擬定上部箱梁的尺寸，進(jìn)行內(nèi)力計算及組合，配置預(yù)應(yīng)力鋼束及普通鋼筋，構(gòu)件變形及應(yīng)力驗算，由橋梁博士導(dǎo)出各計算結(jié)果，并繪制上部結(jié)構(gòu)圖紙。下部結(jié)構(gòu)完全采用橋梁通軟件進(jìn)行計算及繪圖。關(guān)鍵詞：內(nèi)力組合、配筋、驗算Abstract The graduation project is a 3 × 20m prestressed continuouscomposite box girder bridge design, including t

26、he structural design of the upper and the lower part of the structural design of two parts.This type of design is simulate to the type of issue, the main purpose is to allow us to get hold of the calculation of bridge design and calculation software applications, master the bridge drawing technology

27、 and CAD drawing graphics software.The design of the upper structure is in strict accordance with the specifications and completed with computer, setting the initial formulation of the size of the upper box and composition to calculate internal forces, configuration prestressed and ordinary reinforc

28、ed steel beam, deformation and stress components checked, and then get the result from the bridge Dr. software, and drawing the upper part of the structure of the drawings. the lower part of the structure of the bridge use bridge software to calculate and drawings.Key words: combination of internal

29、forces, configuration of reinforced, check. 摘要iAbstractii一、 上部結(jié)構(gòu)1、毛截面幾何特性計算12、內(nèi)力計算及組合63、預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置194、換算截面幾何特性計算235、承載能力極限狀態(tài)計算256、預(yù)應(yīng)力損失計算297、 安全驗算358、 主梁端部的局部承壓演算409、支座計算43二、下部結(jié)構(gòu)10、橋墩蓋梁設(shè)計與計算4611 橋臺蓋梁設(shè)計與配筋5612、橋墩樁柱計算6713、橋臺樁柱計算7713.2 樁長計算3×20m預(yù)應(yīng)力連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計一、 上部結(jié)構(gòu)1、毛截面幾何特性計算1.1 基本資料1. 主要技術(shù)指標(biāo)(1)標(biāo)準(zhǔn)

30、跨徑：3×20m；(2)橋梁寬度：0.5m2×7m+0.5m，共15m；(3)橋梁橫坡：2%；(4)設(shè)計荷載：公路一級；(5)環(huán)境類別：類；(6)設(shè)計基準(zhǔn)期：100年；(7)每側(cè)護(hù)欄重量按6kN/m計，混凝土考慮10年的收縮徐變，整體升溫、降溫均按20考慮，基礎(chǔ)考慮5mm不均勻沉降，其它作用根據(jù)設(shè)計情況擬定。2. 材料規(guī)格混凝土：主梁采用C50混凝土，橋面鋪裝采用10cm C50混凝土+SBS改性瀝青涂膜防水層+10cm瀝青混凝土，橋頭搭板、蓋梁、耳背墻、防撞護(hù)欄及立柱均采用C30混凝土，樁基、系梁采用C25混凝土，其它自選。預(yù)應(yīng)力筋：采用15.20 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線、抗

31、拉強(qiáng)度標(biāo)注值MPa，彈性模量 MPa。普通鋼筋：直徑大于和等于12mm的用HRB335級熱軋螺紋鋼筋、直徑小于12mm的均用R235級熱軋光圓鋼筋。1.2 截面幾何尺寸圖1. 橋面橫斷面布置圖圖1-1全橋橫斷面圖2. 截面幾何尺寸邊梁跨中截面邊梁支座截面2號梁跨中截面2號梁支座截面 中梁跨中截面 中梁支座截面1.3 毛截面幾何特性計算表1-1 毛截面幾何特性計算結(jié)果截面位置中梁跨中截面中梁支座截面2號梁跨中截面2號梁支座截面邊梁跨中截面邊梁支座截面截面形式面積1.081.281.071.261.041.23抗彎慣矩0.170.190.1570.1750.1340.149抗扭慣矩0.3980.4

32、170.3960.4140.3930.409中性軸高度0.7550.7190.730.6950.6810.6492、內(nèi)力計算及組合2.1永久作用效應(yīng)計算1. 梁自重和橫隔梁自重（一期荷載） kN/m kN/m2. 橋面系自重（二期荷載）橋面鋪裝采等厚度的10cm C50混凝土+SBS改性瀝青涂膜防水層+10cm瀝青混凝土，,則全橋?qū)掍佈b每延米重力為: kN/m為計算方便近似按各梁平均分擔(dān)來考慮,則每片梁分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓? kN/m3. 濕接縫自重（二期荷載） kN/m4. 防撞護(hù)欄自重（二期荷載） kN/m5. 橫隔梁濕接自重（二期荷載） kN/m由此得邊梁每延米總重力為：kN/m（

33、一期荷載）kN/m（二期荷載）6. 恒載內(nèi)力本橋為先簡支后連續(xù)，施工過程包含結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)化，所以結(jié)構(gòu)的自重內(nèi)力計算過程必須首先將各施工階段內(nèi)力計算出來，然后進(jìn)行疊加。第一施工階段：結(jié)構(gòu)體系為簡支梁結(jié)構(gòu)，自重作用荷載為； 第二施工階段：由于兩跨間接頭較短，混凝土重量較小，其產(chǎn)生的內(nèi)力較小，且會減少跨中的彎矩，故忽略不計；第三施工階段：結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)體系，忽略臨時支撐移除產(chǎn)生的效應(yīng)，考慮翼緣板及橫隔梁接頭重力和橋梁二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載為橋梁二期荷載，即為。第一施工階段結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)內(nèi)力計算：以邊梁為計算單元，此時結(jié)構(gòu)體系為簡支梁，計算跨徑為m；設(shè)為計算截面距支座的距離，并令，則主梁彎矩和剪力計算

34、公式為： 圖2-1 內(nèi)力計算圖各計算截面如下圖22所示，具體計算結(jié)構(gòu)如表21：圖2-2邊梁計算截面位置表21 第一施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力截面剪力（kN）彎矩（kNm）支點2540.0左變化點1974481/4截面224.5888跨中0.011903/4截面-224.5888右變化點-197448支點-2540.0第三施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力計算各計算截面如下圖23所示，具體計算結(jié)構(gòu)如表22： 圖2-3 邊梁計算截面位置表2-2 第三施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力截面剪力（kN）彎矩（kNm）截面剪力（kN）彎矩（kNm）左邊支點（左）1340左中支點（左）-197-598邊跨左變化點99.2233

35、左中支點（右）169-610邊跨1/451.85438中跨左變化點113-192邊跨跨中403470中跨1/482.75-16.5邊跨3/4-123129.5中跨跨中0.0174邊跨右變化點-162-239結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)總內(nèi)力：上述2個階段內(nèi)力均為階段內(nèi)力，每個施工階段的累計內(nèi)力需要內(nèi)力疊加得到，如表2-3： 表2-3 結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)總內(nèi)力截面剪 力（kN）彎矩（kNm）截面剪力（kN）彎矩（kNm）左邊支點（左）3880左中支點（左）-457-650邊跨左變化點296681左中支點（右）425-675邊跨1/4176.751325中跨左變化點327136邊跨跨中-31.11680中跨1/

36、4207.75835邊跨3/42391028中跨跨中0.01360邊跨右變化點-38126.52.2 可變作用效應(yīng)計算 本橋汽車荷載采用公路I級荷載，它由車道荷載組成。橋規(guī)規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計算采用車道荷載。1. 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算(1)跨中處荷載橫向分布系數(shù)計算根據(jù)截面幾何尺寸特點,利用橋梁結(jié)構(gòu)電算程序設(shè)計,得出各梁的橫向分配影響線豎標(biāo)值見表2-4：表2-4 各梁的橫向分配影響線豎標(biāo)值表梁號坐標(biāo)1#2#3#4#5#0.0000.5920.3920.233-0.008-0.2083.1000.3920.2920.2330.092-0.0086.2000.1920.1920.2330.192

37、0.1929.300-0.0080.0920.2330.2920.39212.400-0.208-0.0080.2330.3920.592根據(jù)各梁的橫向分布影響線圖，在上加載求得各種作用下的橫向分布系數(shù)如下，見表2-5：表2-5 跨中荷載橫向分布系數(shù)梁號分布系數(shù)1梁2梁3梁4梁5梁汽車荷載橫向分布系數(shù)0.8230.5940.5450.5930.821由上表可知，1梁在荷載作用下的橫向分布系數(shù)最大，為設(shè)計和施工簡便，各梁設(shè)計成同一規(guī)格，并以1梁進(jìn)行設(shè)計。(2)支座處荷載橫向分布系數(shù)計算根據(jù)截面幾何尺寸特點,利用橋梁博士,采用杠桿法計算。 圖2-4 1梁支點處荷載橫向分布影響線及最不利布載圖荷載橫

38、向分布系數(shù)如表2-6所示 ： 表2-6 荷載橫分布系數(shù)表作用位置跨中至L0/4處支點處汽車荷載0.8230.8502. 汽車荷載沖擊系數(shù)計算橋規(guī)規(guī)定汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。按結(jié)構(gòu)基頻f的不同而不同,對于連續(xù)梁橋：，沖擊系數(shù)（適用于）式中：，基頻，Hz，計算連續(xù)梁沖擊力引起的正負(fù)彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)； 計算跨徑，m；E混凝土彈性模量，；梁跨中截面慣性矩，；結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量，當(dāng)換算為重力計算時，其單位應(yīng)為，；結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力，；重力加速度，為。沖擊系數(shù)計算結(jié)果如表2-7：表2-7 沖擊系數(shù)計算結(jié)果表3. 車道折減系數(shù)根據(jù)通規(guī)表-4中的規(guī)定，四車道的折減系數(shù)為

39、。4. 可變作用效應(yīng)計算車道荷載取值：根據(jù)通規(guī)條，公路一級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載的標(biāo)Z準(zhǔn)值為： 計算彎矩時： 計算剪力時：彎矩: （不計沖擊時） （計入沖擊時）可變作用效應(yīng)匯總?cè)绫?-8：表2-8 可變作用效應(yīng)匯總表 截面（）（）（） ( )左邊支點（左）0.00.0-28.3301邊跨左變化點471-51.6-38.5254邊跨1/4883-118-83.2195邊跨跨中1070-243.5-166108邊跨3/4674-363-25643.4邊跨右變化點305-471-29918.7左中支點（左）155-690-3308.97左中支點（右）142-734-43.6321中跨左變化點29

40、8-543-45.9285中跨1/4606-436-67.5241中跨跨中904-320-1461445. 溫差應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計算(1)溫差應(yīng)力計算：根據(jù)通規(guī)規(guī)定，混凝土上部結(jié)構(gòu)和帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5，根據(jù)通規(guī)表-3查的混凝土鋪裝豎向溫差計算的溫差基數(shù)以線性插入法確定。鋪裝層表面溫度，距上緣100mm處，距上緣400mm處。溫差應(yīng)力按公預(yù)規(guī)附錄b計算： 計算簡圖如圖2-5：圖2-5 力法計算簡圖式中：截面內(nèi)的單元面積；單元面積內(nèi)溫差梯度平均值，均以正值帶入； 混凝土線性膨脹系數(shù)，取0.00001；混凝土彈性模量，取3.45?104Mpa；單位面積重心帶

41、重心軸的距。由產(chǎn)生的二次矩可用力法求得。力法方程： 式中： 、溫度變化在贅余力方向引起的變形；單元梁段撓曲變形后的曲率，。解得： 則溫度次內(nèi)力： 計算結(jié)果如表2-9： 表2-9 溫度次內(nèi)力作用效應(yīng)匯表截面剪力（kN）彎矩（kNm）截面剪力（kN）彎矩（kNm）左邊支點（左）20.90.0左中支點（左）20.9399邊跨左變化點20.941.8左中支點（右）0.0405邊跨1/420.993.5中跨左變化點0.0405邊跨跨中20.9198中跨1/40.0405邊跨3/420.9302中跨跨中0.0405邊跨右變化點20.9355(2)基礎(chǔ)沉降計算：取邊支座沉降5mm計算結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降內(nèi)力，同溫

42、度次內(nèi)力類似，采用力法求解。列力法方程： 式子中：、分別為當(dāng)支座沉降單獨(dú)作用在基本結(jié)構(gòu)上時，所引起的沿、 方向的轉(zhuǎn)角。計算結(jié)果如表2-10：表2-10 基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力作用效應(yīng)匯表截面剪力（kN）彎矩（）截面剪力（kN）彎矩（）左支點1.320.0中跨3/4-6.32-66.8邊跨左變化點1.320.66中跨右變化點-6.32-84.4邊跨1/41.321.98右中支點（左）-6.32-97.8邊跨跨中1.3212.3右中支點（右）5.13-96.3邊跨3/41.3219.2邊跨左變化點5.13-87.3邊跨右變化點1.3222.4邊跨1/45.13-73.2左中支點（左）1.3225.2邊跨跨

43、中5.13-48.7左中支點（右）-6.3223.1邊跨3/45.13-24.3中跨左變化點-6.3210.4邊跨右變化點5.13-10.3中跨1/4-6.32-6.7右支點5.130.0中跨跨中-6.32-40.12.3 作用效應(yīng)組合按橋規(guī)公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用不同的計算項目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時的基本組合表達(dá)式為： 式中： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋取=1.0； 效應(yīng)組合設(shè)計值； 永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用以下兩種效應(yīng)組合:作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式： 式中：

44、作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值； 永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 不計沖擊的汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。作用長期效應(yīng)組合表達(dá)式： 式中：各符號意義見上面說明。橋規(guī)還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需要彈性階段截面應(yīng)力計算時，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，即此時效應(yīng)組合表達(dá)式為： 式中： 標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計值； ，永久作用效應(yīng)，汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)計算得到的作用效應(yīng)，按橋規(guī)各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計值，現(xiàn)將計算匯總于表2-11中。表2-11 箱梁作用效應(yīng)組合計算匯總表荷載類別及截面位置荷載組合承載能力極限狀態(tài)（不利）長期作用組合短期作用組合左支點最大彎矩（）0.00.00.0最小彎矩（）0.00.00.0最大剪力（k

45、N）454174104最小剪力（kN）9.619.619.61邊跨左變化點最大彎矩（）1360827718最小彎矩（）402461476最大剪力（kN）912542462最小剪力（kN）241275284邊跨1/4最大彎矩（）307018701630最小彎矩（）90810301060最大剪力（kN）678386323最小剪力（kN）58.3138159邊跨跨中最大彎矩（）432027102380最小彎矩（）106013401400最大剪力（kN）24010267.5最小剪力（kN）-329-141-93.6邊跨3/4最大彎矩（）307020001790最小彎矩（）117542648最大剪力（k

46、N）-110-166-180最小剪力（kN）-768-426-351邊跨右變化點最大彎矩（）1330926830最小彎矩（）-1060-486-345最大剪力（kN）-294-316-322最小剪力（kN）-1010-590-500左中支點（左）最大彎矩（）2607225.7最小彎矩（）-2470-1490-1280最大剪力（kN）-406-417-419最小剪力（kN）-1180.0-705-606左中支點（右）最大彎矩（）23252.810.2最小彎矩（）-2570-1530-1310最大剪力（kN）1120669572最小剪力（kN）324364377中跨左變化點最大彎矩（）963656

47、585最小彎矩（）-1560-812-638最大剪力（kN）987580492最小剪力（kN）254294307中跨1/4最大彎矩（）240015501390最小彎矩（）-50382.1215最大剪力（kN）768439364最小剪力（kN）119175192中跨跨中最大彎矩（）383023902120最小彎矩（）438839989最大剪力（kN）328155109最小剪力（kN）-252-95.5-57.8由橋梁博士導(dǎo)出承載能力極限狀態(tài)下的彎矩和剪力包絡(luò)圖： 圖2-6 承載能力極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖2-7 承載能力極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖3、預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置3.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算本橋采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)組合箱梁橋構(gòu)造形式。設(shè)計時他應(yīng)滿足不同設(shè)計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時具有一定的安全儲備。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計時，一般情況下，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定