前言随着经济不断发展，桥梁建设得到了飞速发展，它已从最开始的方便人们过河、跨海之用，已广泛应用于各种场合，它的用途不断多样化，它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化，不仅从功能上、规模上，还从美观上、经济效益上，逐渐与时代发展相协调。

所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体，也是一道美丽的风景被人津津乐道。

本设计说明书所编写的是葫芦岛小寨沟大桥的上部设计方案。

通过详细的勘察确定上部可变荷载，拟定桥梁尺寸，以确定相应的内力，配置以合适的预应力钢筋，使其提高桥梁的承载力，使达到桥梁的耐久性要求。

在桥梁的使用期内，完成桥梁的使命。

通过本次设计，我基本上掌握了桥梁上部设计的基本内容，从选截面尺寸，到配置钢筋，每一个细节都是经过多次考虑，通过反复验算，使桥梁结构满足要求，且以经济合理的材料用量完成。

所以上部设计是要求桥梁设计者，从一开始就要考虑到最后，这样就不会盲目的试算。

但通过试算，使我深刻了解到了适算的真正含义。

本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识，使自己能够具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。

限于编者的水平，设计之中一定存在不少缺点，恳请老师批评指导。

1 概述1.1 设计资料桥孔布置为5×25预应力混凝土简支桥梁，跨径为25m，桥梁总长为125m。

设计车速为80/km h，整体式两车道。

路线等级：二级公路；荷载等级：公路-II级荷载；人群荷载：2kN m。

3.0/桥面宽：3.75×2（双车道）+2×1.5（人行道）＋2×0.5（栏杆）=11.5m1.2 工程地质资料该地区土质主要分5层：1、粉质粘土 2、卵石土 3、粉砂 4、强风化岩 5、弱风化岩。

地下水类型为第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水层主要岩性为砾石，厚3m左右。

地震烈度为八度。

1.3 水文及气候资料桥梁位于葫芦岛建昌市境内，雨热同季光照充足，四季分明，年平均气温8.2℃。

一月平均气温－10℃，最低气温－26.9℃；七月平均气温23.4℃，最高气温40.7℃。

年平均降水量550毫米，多集中在七、八月份。

设计洪水频率百年一遇。

1.4 设计依据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）2 方案比选2.1 方案比选的主要标准桥梁设计的标准遵循以下原则：安全性、适用性、经济性、美观性，其中以安全性与经济性最为重要。

桥型的选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工与养护的原则。

很据原始资料及使用要求初步拟定一下三种方案。

2.2 方案编制2.2.1 预应力混凝土简支箱型梁桥图2-1 简支梁桥 Fig 2-1 Simple beam Bridge2.2.2 预应力混凝土连续箱型梁桥图2-2 连续梁桥Fig 2-2 Continuous girder bridge灌注式桩基础柱式桥墩灌注式桩基础埋置式桥台柱式桥墩2.2.3 拱式桥图2-3 拱式桥Fig 2-3 Arch Bridge2.3方案比选方案一：预应力混凝土简支箱型梁桥。

简支梁受力明确，构造简单，施工方便，可便于装配施工。

省时省工，适用于本设计的规模。

简支梁桥属于静定结构，受力不如连续梁桥，养护麻烦。

但是构造低廉，劳动力耗用少，工作量小、经济，中小型桥梁尤其适用。

方案二：预应力混凝土箱型连续梁桥，该结构属于超静定结构，受力较好，无伸缩，行车条件好，养护方便。

柱式墩台，配合桩基础结构稳定，施工方便，对地基的强度不过分依赖。

但是预应力连续梁的技术先进，工艺要求比较严格，需要专门设备和专门技术熟练的队伍，且预应力梁的反拱度不容易控制，该方案机具耗用多，前期投入大，成本较多，成本难回收。

方案三：拱桥技术成熟，有大量的可以借鉴的经验，但需要大量的吊装设备，占用大量场地及劳动力。

拱桥跨越能力大，可以就地取材，坚固耐久，养护维修费用少，承载能力大，但拱桥自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部墩台圬工量。

施工步骤多，需要劳动力多，剑桥时间长。

由于水平推力大，在连续多孔拱中，必须设单项墩，防止连拱破坏，且平原地区不适合建造。

综上所诉：本着经济、安全、适用的原则，又考虑本工程所处的地质条件及未来适用条件，方案二工程大，投资多；方案三建设时间长，劳动多，且不适合平原地区；在承载能力相同的条件下应优先采用方案一。

3 主梁的设计3.1 设计资料3.1.1 技术设计标准简支梁跨径：标准跨径L=25m ，计算跨径l=24.5m ；桥面净宽： 3.75×2（双车道）+2×1.5（人行道）＋2×0.5（栏杆）=11.5m ；荷载：公路-II 级荷载；人群荷载：23.0/kN m ； 安全等级为二级，结构重要性系数0 1.0γ=； 环境：非严寒地区，I 类环境条件。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JDT D62-2004）》要求，按照A 类预应力混凝土构件设计此梁。

施工方法采用后张法施工；预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型；钢绞线采用TD 双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇28cm 宽的湿接缝。

最后按1.5%施工沥青桥面铺装层。

3.1.2 材料1)预应力钢筋：采用标准的低松弛钢绞线（17⨯标准型），抗拉强度标准值1860pk f MPa =，抗拉强度设计值1260pd f MPa =，公称直径15.2mm ，公称截面积2139mm ，弹性模量51.9510p E MPa =⨯，锚具采用夹片式群锚。

2)非预应力钢筋：HRB400级钢筋，抗拉强度标准值400sk f MPa =，抗拉强度设计值330sd f MPa =；HRB335级钢筋，抗拉强度标准值335sk f MPa =，抗拉强度设计值280sd f MPa =。

3)混凝土：主梁采用C50，43.4510c E MPa =⨯，轴心抗压强度标准值32.4ck f MPa =，轴心抗拉强度标准值 2.65tk f MPa =；轴心抗压强度设计值22.4cd f MPa =，轴心抗拉强度设计值 1.83td f MPa 。

3.2 主梁截面尺寸拟定3.2.1 横截面布置3-1 主梁跨中使用阶段截面尺寸图Fig 3-1 Girdercross-section size used in phase diagram图3-2 主梁跨中预制阶段截面尺寸Fig 3-2 Pre-stage of the main beam under section size梁高：110cm ；箱梁腹板（直腹式），取厚度：25cm ； 主梁间距：230cm ；翼板宽度；202cm （28cm 为湿接缝宽度）；翼板厚度：翼板端部12cm ，翼板与腹板连接处16cm 。

根据“公路桥规”条文说明，由于箱型梁的顶板直接承受活载，为了改善其受力状态，顶板与腹板相交处设置承托。

另外，设置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力，故采用1:1形式，取高度：8cm ；底板宽度：腹板间距a 和悬臂长b 应满足31~5.21 a b ，取a=41cm ，b=120cm ，则ab=0.342； 腹板厚度：为满足抗剪及施工要求，取25cm 。

桥面铺装：面层 沥青混凝土9cm ，容重323/kN m ， 三角垫层 防水混凝土15cm ，容重325/kN m 。

3.2.2 纵断面的布置横截面沿跨长的变化，靠近支点时为适应预应力钢筋的弯起布置，从/8L 跨截面截面，腹板和底板开始加厚。

图3-3 主梁端截面尺寸图(尺寸单位：cm)Fig 3-3The main beam end section size chart(size unit: cm) 3.2.3 毛截面几何特性（以中主梁使用阶段计算为例）图3-4 中主梁使用阶段分割块（单位尺寸：cm ）Fig 3-4 Stage in the main beam using the split block(size unit: cm)1)面积21cm 1681214=⨯=A 2A =12×202=24242cm 3A =21×41×8=1642cm4A =70×82=57402cm 5A =120×98=117602cm 6A =2cm 328821=⨯⨯ 2654321cm 9236422=++-++=A A A A A A A2)分块截面形心至上边缘距离y 1=6cm y 2=6cm y 3=12+8×31=14.67cm y 4=12+282=53cmy 5=12+298=61cm y 61=12+8×31=14.67cm y 62=86+31×8=88.67cm3)分块面积对上缘净距：i i i S A y =⨯S 1=168×6=1008cm 3 S 2=2424×6=14544cm 3 S 3=164×14.67=1405.88cm 3 S 4=5740×53=304220cm 3 S 5=11760×61=717360cm 3 S 61=31×14.67×2=938.88cm 3 S 61=32×88.67×2=5674.88cm 3S=2S 1+S 2+2S 3-S 4+S 5+S 61+S 62=441125.52cm 3 4)分块面积的自身惯性矩xi I76.47923652.441125S y u ===A y u -y 1=41.76cm y u -y 2=41.76 y u -y 3 =33.09cm y u -y 4=-5.24cm y u-y 5=-13.24cm y u -y 61=33.09 y u -y 62=-40.91cm 所以有421cm 80.29297476.41168=⨯=X I 422cm 78.422720776.412424=⨯=X I 423x cm 49.17957109.33164=⨯=I424cm 62.15760624.5-5740=⨯=）（X I 425cm 78.206149924.13-11760=⨯=）（X I4261cm 34.3503809.3332=⨯=X I4262cm 10.5355691.40-32=⨯=）（X I4626154321cm 4.7253382I 2I 2I I -2I I 2I =+++++=∑xiI5）自身惯性矩i I431cm 20161214121=⨯⨯=I 432cm 2908812202121=⨯⨯=I 43311.583841361cm I =⨯⨯= 434cm 33.321163138270121=⨯⨯=I435cm 941192098120121=⨯⨯=I 436cm 78.11388361=⨯⨯=I4654321icm 01.6230348I 4I I -2I I 2I =++++=∑I∑∑+=i xi m I I I =7253382.40+6230348.01=13483730.41cm 4检验截面效率指标（以使用阶段中主梁为例）： 上核心距： ()m ms x u I I K A y A h y ==⋅⋅- =cm 45.2376.47-110923641.13483730=⨯）（下核心距：mx uI K A y =⋅ =76.47923641.13483730⨯=30.56cm截面效率指标： =+=h x S K K ρ49.011056.3045.23=+ 根据设计经验：一般截面效率指标取0.45~0.55ρ=,且较大者宜较经济，上述计算表明，初拟主梁跨中截面是合理的。