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预应力连续箱梁桥毕业设计计算书

目录中文摘要 (Ⅰ)外文摘要 (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 预应力混凝土梁桥的概述 (1)1.2 毕业设计的目的 (2)2 基本资料 (3)2.1 设计基本资料 (3)2.2 设计依据 (3)2.3 主要材料 (3)3 方案比选 (4)3.1 比选原则 (4)3.2 设计方案 (4)3.3 方案比选 (7)4 结构尺寸及施工方案确定 (9)4.1 箱梁梁高尺寸确定 (9)4.2 箱梁顶板厚度确定 (9)4.3 箱梁腹板厚度确定 (9)4.4 箱梁底板厚度确定 (10)4.5 施工方案确定 (11)5 荷载内力计算 (13)5.1 恒载内力的计算 (13)5.2 活载内力计算 (15)5.2.1 横向分布系数的考虑 (15)5.2.2 活载因子的计算 (17)5.2.3 各控制截面的内力影响线 (19)5.2.4 计算结果 (22)5.3 内力组合 (23)5.3.1 承载能力极限状态下的效应组合 (23)5.3.2 正常使用极限状态下的效应组合 (25)5.3.3 计算结果 (25)6 配筋设计 (41)6.1 预应力钢筋估算原理 (41)6.1.1 按承载能力极限计算时满足正截面强度要求 (41)6.1.2 使用荷载下的应力要求 (42)6.2 预应力钢筋量的估算 (44)6.3 预应力钢束的布置 (46)6.4 普通钢筋量的估算 (46)6.5 普通钢筋的布置 (48)7 截面验算 (49)7.1正截面抗弯承载力验算 (49)7.2 使用阶段斜截面抗剪验算 (50)7.3 使用阶段正截面抗裂验算 (50)7.4 使用阶段斜截面抗裂验算……………………………………………………………7.5 使用阶段正截面压应力验算 (51)7.6 使用阶段斜截面主压应力验算 (52)7.7 预应力钢筋拉应力验算 (53)7.8 挠度验算 (55)结论 (56)参考文献 (57)致谢 (58)附录一外文参考文献(译文) (59)附录二外文参考文献(原文) (63)附录三附表 (68)附录三 MIDAS建模原始数据 (99)河南某高速K29+190桥毕业设计摘要目前,预应力混凝土被广泛的使用于各种中小跨度的桥梁中,而且大量采用预应力混凝土将是未来桥梁发展的趋势。

在本次毕业设计中,对目前在公路桥梁中经常使用的预应力混凝土箱型截面梁桥的设计做了全面的介绍,其中包括调研,外文资料的翻译,方案设计,结构计算以及施工图的绘制。

本设计的主要工作是通过midas civil计算完成的,包括对构件受力简图的确定,构件上荷载的分析计算,根据不同情况进行内力组合,结构的配筋计算,截面验算,施工组织设计的编制和绘制施工详图。

关键词:预应力混凝土;箱型截面;结构计算;midas civil;.An expressway in henan K29+190 bridge thegraduation designAbstractNowdays,the pre-stressed concrete is extensively used in various kinds of bridges of medium and small span ,and it will be development trend of the bridge in the future to adopt the bridge of the pre-stressed concrete in a large amount .In this graduation design ,overall introduction of the pre-stressed box girder sections concrete beam bridge among highway bridge often used at present ,investigation and research ,translation of foreign data ,conceptual design ,calculation of structure and drawing .The most part of the count of the design is completed by midas ,include confirming the force diagram of the bridge ,calculating the load on the structure ,making the combination of the internal force for different load case ,calculating the reinforcement needed for the structure ,designing the construction organization and mapping out pians.Key words:The pre-stressed concrete;box girder sections; Calculation of structure design;midas civil1 绪论1.1 预应力混凝土梁桥的概述我国幅员辽阔,大小山脉和江河湖泽纵横全国,在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁,并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现,还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁,在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的关荣而艰巨的任务。

目前,我国桥梁建筑中仍以预应力钢筋混凝土结构为主,其材料钢筋和混凝土造价较低,材料来源丰富,且可以浇筑成各种复杂断面形状,节省材料,承载力也不低,经过合理设计可以获得较好的抗震性,今后几十年,钢筋混凝土结构仍将活跃在我国建筑史上。

由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。

为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。

这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。

自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。

预应力混凝土可看做是一种预先储存了足够压力的新型混凝土材料。

对混凝土施加预压力的高强度钢筋(或称力筋),既是加力工具,又是抵抗荷载所引起构件内力的受力钢筋。

考虑到混凝土与时间相关的收缩和徐变作用会导致相当可观的预应力损失,故必须使用高强材料才能使预应力混凝土获得良好的使用效果。

预应力混凝土除了同样具有钢筋混凝土桥梁的优点外,还有下述重要特点:(1)能最有效地利用现代高强度材料(高强混凝土、高强钢材),减小构件截面,显著降低自重所占全部设计荷载的比重,增大跨越能力,并扩大混凝土结构的适用范围。

(2)与钢筋混凝土桥相比,一般可以节省钢材30%~40%,跨径愈大,节省愈多。

(3)全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝,即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝,鉴于能全截面参与工作,梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。

因此,预应力混凝土梁可显著减小建筑高度,使大跨境桥梁做得轻柔美观。

由于能消除裂缝,这就扩大了对多种桥型的适应性,并更加提高了结构的耐久性。

(4)预应力技术的采用,为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。

根据需要,可在纵向、横向和竖向施加预应力,使装配式结构集整成理想的整体,这就扩大了装配式桥梁的使用范围,提高了运营质量。

显然,要建好一座预应力混凝土桥梁,首先要有作为预应力筋的优质高强钢材和要可靠保证高强混凝土的制备质量,同时需要有一套专门的预应力张拉设备和材质好、制作精度要求高的锚具,并且要掌握较复杂的施工工艺。

综上所述,预应力混凝土的种种优异性,特别是从20世纪50年代以来,由于材料性能不断改进,设计理论日趋完善,施工工艺的革新创造,使得用这种新型材料修建的桥梁获得了很大发展,在桥梁工程中占日益重要的地位。

1.2 毕业设计的目的毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力,灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识,并结合相关设计规范,独立的完成一个专业课题的设计工作。

设计过程中提高学生独立的分析问题,解决问题的能力以及实践动手能力,达到具备初步专业工程人员的水平,为将来走向工作岗位打下良好的基础。

2 基本资料2.1 设计基本资料1、桥宽:0.5m 护栏+11.5m 行车道+0.5m 护栏(左幅)2、桥长:45m+70m+45m ,共长160m3、桥面高程:起点高程591.84m ,终点高程595.29m4、桥面横坡单向2%5、设计荷载:公路Ⅰ级荷载6、车道布置:本桥为分离式单幅,单向三车道2.2 设计依据1、《公路工程技术标准》TGB01-20032、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20043、《公路钢筋混凝土及预应力桥梁设计规范》JTG D62-20044、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072.3 主要材料1、预应力钢筋采用ASTM A416—97a 标准的低松弛钢绞线(1×7标准型),抗拉强度标准值MPa f pk 1860=,抗拉强度设计值MPa f pd 18260=,公称直径15.24mm ,公称面积140mm 2,弹性模量MPa E p 51095.1⨯=,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MPa f sk 400=,抗拉强度设计值MPa f sd 330=,弹性模量MPa E s 5100.2⨯=。

3、混凝土:主梁采用C60,MPa E p 41060.3⨯=,抗压强度标准值MPa f ck 5.38=,抗压强度设计值MPa f cd 5.26=;抗拉强度标准值MPa f tk 85.2=,抗拉强度设计值MPa f td 96.1=。

3 方案比选3.1 比选原则本设计桥梁的形式可考虑连续梁桥、拱桥、板桥三种形式。

从实用、安全、经济、美观、环保以及占地与工期多方面比选。

比选原则:(1)实用性。

桥梁必须实用,要有足够的承载力。

能保证行车的畅通、舒适和安全。

既满足当前的需要,又要考虑今后的发展。

要能满足交通运输本身的需要,也要考虑到支援农业等等。

(2)安全性。

桥梁的设计要能满足施工及运营阶段的受力需要,能够保证其耐久性和稳定性以及在特定地区的抗震需求。

(3)经济性。

在社会主义市场经济体制的今天,经济性是不得不考虑的重要因素。

在能够满足桥两个方面需求的情况下要尽量考虑是否经济,是否以最少的投入获得最好的效果。

(4)美观性。

在桥梁设计中应尽量考虑桥梁的美观性。

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