2结构尺寸拟定
土木工程-桥梁工程-毕业设计论文稿-完整版
兰州交通大学毕业设计（论文）任务书兰州交通大学毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）指导教师签字：年月日兰州交通大学毕业设计（论文）开题报告表课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题（1）、（2）均要填，如AY、BX等.摘要预应力混凝土连续梁是现在广泛使用的一种体系，主要适用于大跨度梁桥。
它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。
而且采用了预应力筋，增加预应力筋能充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度、刚度和抗裂性能，耐久性强，材料可塑性强，便于建筑艺术处理，也容易满足桥梁曲线和坡度的要求。
当桥跨增大时，在荷载作用下，连续梁桥的中间节点截面处将承受较大的负弯矩，从绝对值来看，支点负弯矩远大于跨中正弯矩。
采用变截面梁（支点处梁高增大，跨中梁高减小，其间按曲线或折线过渡）更能适用结构的内力分布规律。
常采用悬臂法施工，变截面梁的受力状态与其施工时的内力状态基本吻合，更适用于大跨度预应力混凝土连续梁桥，其外形和谐，节省材料并可增大桥下净空，是大跨度桥梁的优选方案。
本设计包括上部结构尺寸的拟定、内力计算、配筋、验算、施工问题的研究等。
本设计题目为：三跨（45+70+45m）预应力混凝土变截面箱型连续梁桥。
它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。
而且采用了预应力筋，增加预应力筋能充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度、刚度和抗裂性能，耐久性强，材料可塑性强，便于建筑艺术处理，也容易满足桥梁曲线和坡度的要求。
关键词：预应力、连续梁、上部结构、内力计算、配筋、验算、施工abstractPrestressed concrete continuous beam is now widely used a system, mainly is suitable for the large span bridge. It has little deformation, structure stiffness, driving smooth and comfortable, less expansion joints, easy maintenance, seismic ability, etc. And the tendons, increase tendons that can give full play to the characteristics of the high strength materials with reliable strength, stiffness and crack resistance, durability strong, material plasticity, facilitate architectural art processing, also easy to meet the requirements of the bridge curve and slope. When the bridge spans increases, the under load of continuous girder bridge for middle section of the node will bear larger in the negative moment, from absolute value perspective, the fulcrum in the negative moment far outweigh the cross CKS bending moment. The variable beam can be applied to the internal structure more distribution rule. Often the cantilever construction method, become beam's stress state and its construction of internal force of the state results, more suitable to the large span prestressed concrete continuous girder bridge, its appearance is harmonious, save material and can increase the obstacle clearance under the bridge, is the large span bridge optimization.This design including the upper structure size of the recommended, internal force calculation, reinforcement, checking and construction problems of the research, etc.This design topic for: three cross (45+70+45m) prestressed concrete continuous girder bridge variable cross-section of the box. It has little deformation, structure stiffness, driving smooth and comfortable, less expansion joints, easy maintenance, seismic ability, etc. And the tendons, increase tendons that can give full play to the characteristics of the high strength materials with reliable strength, stiffness and crack resistance, durability strong, material plasticity, facilitate architectural art processing, also easy to meet the requirements of the bridge curve and slope.Key words: prestress, continuous beam, the upper structure and internal force calculation, reinforcement, checking and construction目录第一章绪论 (1)一、桥的概念 (1)二、桥的意义与特点 (1)三、桥的产生与发展 (1)第二章桥梁方案比选 (4)一、拟定方案并进行方案比选 (4)1．比选原则 (4)2．方案 (4)3．方案比选及结果 (6)二、尺寸拟定 (8)1．横截面 (8)2．梁高与细部尺寸 (9)3．本桥主要材料 (11)4．悬臂浇筑施工程序 (12)5．设计计算依据 (15)6．基本设计数据 (15)第三章预应力混凝土连续刚构桥主梁内力计算 (17)一、建立有限元模型 (17)二、最大悬臂时内力计算结果 (18)1．恒载内力计算 (18)2．中跨合龙后的内力计算 (21)三、活载内力计算 (26)1．中活载max (26)2．中活载min (30)四、活载组合 (40)1．主力组合 (40)第四章预应力钢束的估算及布置 (50)一、钢筋的估算 (50)1．基本公式 (50)二、计算结果 (53)三、钢束布置 (55)1．布置原则 (55)四、钢束布置图 (56)1．钢束布置图 (56)2．张拉之后的内力组合 (58)第五章截面验算 (70)一、强度检算 (70)1．基本理论 (70)二、应力检算 (72)1．预应力损失所考虑的因素： (72)2．未扣除混凝土收缩徐变引起的损失时 (73)3．对不允许开裂的构件 (73)4．对边跨1/4截面验算： (73)5．对跨中截面 (74)结束语 (75)致谢 (76)参考文献 (77)第一章绪论一、桥的概念桥是一种架空的人造通道。
地铁车站结构设计基本参数
、结构拟定尺寸及基本参数
该项目结构覆土层为3m,结构形式为两层三跨闭合框架，框架柱距为8m，站台层建筑
净高4.5m，站厅层建筑净高4.8m。
结构构件截面尺寸及主要材料强度如表1所示。
车站典
型横断面如下图所示（图1）：
图1车站典型横断面
、简化解析计算方法
取轴线方向1m长度闭合框架作为计算简图，柱作为只承受压力的二力杆，不考虑支护
结构影响，竖向地基反力按照竖向静力平衡条件计算确定，不考虑周围土层介质的抗力，按荷载一结构法进行计算；柱截面设计时按照柱距设计和计算轴力综合确定。
工程地质
岩土分层及特性
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图2主体结构计算图式
表
岩土层分类及深度
土层物理、力学参数表
表3各岩土层力学、物理参数
表4荷载计算表
荷载及荷载效应组合
表5荷载组合参数表
荷戦种类纽合永久荷找可变荷St水土圧力人肪荷攪地匿荷iX
1 ｛基本）1135VL^0.7* 1.413500
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3 ＜标准） 1.0 1.0 1.000
4〔准永久） 1.0屮qX 1 -0 1.0Q0
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注*甲q为准永久值系数匚YL为町变荷裁君虑投计便用年限的调整家敬。
桥梁工程课程设计
桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要的实践性教学环节，是学生修完《桥梁工程》课程后对梁式桥设计理论的一次综合性演练。
其目的是使学生深入理解梁式桥的设计计算理论，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。
其任务是通过本次课程设计，要求熟练掌握以下内容：1 ．梁式桥纵断面、横断面的布置，上部结构构件主要尺寸的拟定。
2．梁式桥内力计算的原理，包括永久作用的计算、可变作用的计算(特别是各种荷载横向分布系数的计算) 、作用效应的组合。
3．梁式桥纵向受力主筋的配置、弯起钢筋和箍筋的配置，以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和挠度的验算，预拱度的设置。
4 ．板式橡胶支座的设计计算。
交通土建专业材料力学、弹性力学、结构力学、结构设计原理、地基与基础工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文本设计为装配式钢筋混凝土简支T 型梁桥设计 (上部结构)，其下部结构为重力式桥墩和U 型桥台，支座拟采用板式橡胶支座。
学生在教师的指导下，在两周设计时间内，综合应用所学理论知识和桥梁工程实习所积累的工程实践经验，贯彻理论联系实际的原则，独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T 型梁桥的设计。
基本要求为：计算书应内容完整，计算正确，格式规范，叙述简洁，字迹清晰、端正，图文并茂；插图应内容齐全，尺寸无误，标注规范，布置合理。
1．题目：装配式钢筋混凝土简支T 形梁桥设计(上部结构)2．基本资料(1)桥面净空：净—7+2×1 .5 m(2)永久荷载：主梁容重γ =26kN/m³，桥面铺装层容重γ =25kN/m³。
(3)可变荷载：汽车荷载，公路- Ⅰ级，人群荷载 3.0kN/m²。
(4)材料：主筋采用Ⅱ级钢，其他用Ⅰ级钢，混凝土标号C40。
(5)桥梁纵断面尺寸：标准跨径Lb=20m，计算跨径L=19.6m，桥梁全长L，=19.96m(1)纵横断面设计。
根据给定的基本设计资料，参考标准图、技术规范与经验公式，正确拟定桥梁纵断面和横断面的布置，选取恰当的桥面铺装层，初步确定T 形主梁、横隔梁、桥面铺装层等的细部尺寸。
港口码头起重机轨道梁设计
2 梁格布置及尺寸拟定
⑶实际尺寸 是建筑制品、建筑构配件的实有尺寸 实际尺寸与构造尺寸的差值，应为允
许的建筑公差数值
2 梁格布置及尺寸拟定
⑷结构尺寸
是指的建筑绘图的主要术语，是指的 梁、柱、墙的中心线之间的尺寸
是结构、构件的主体实在的尺寸，不 包括构件表面的抹灰、装饰、保温、 防水等构造层在内
因横梁的断面和重量都较大，为减轻预制件重 量，提高预应力效果以及考虑纵梁的接缝，一 般采用叠合梁，即将横梁分为上下两部分
⑴下部为预制，一般采用预应力结构，其高度 根据起重机能力、预制场可制造高度和纵梁高 度（对于倒T形断面）或面板厚度（对于花篮 形断面）来确定，此时要设置桩帽
⑵上部采用现浇
⑷ 水运工程混凝土结构设计规范（JTS151—2011 ）. 北京：人民交通出版社，2011
王元战. 港口与海岸水工建筑物. 北京：人民交通出版社，2013 河海大学等. 水工钢筋混凝土结构学（第四版）. 北京：中国水利水电出
版社，2009
⒈设计执行的主要规范标准
2 梁格布置及尺寸拟定
雪荷载 礼堂被暴雪压塌
礼堂建筑太马虎？ 属轻钢结构建筑 礼堂建筑面积约1000平方米，大部分建筑材
料为夹心板材，类似于临时建筑。内部为单层 结构，层高约10米，建筑中间部位没有用于 支撑屋顶结构的柱子，使得屋顶承受积雪压力 的能力大大减弱。一名专家通过电视画面看出 屋顶采用的工字钢很可能是偷工减料的劣质品
准值
支腿竖向荷载标准值见表3—2，吊臂位置见图3—1 吊臂位置在1状态时考虑两台Mh—5—30（同一组排
序号码1～3）门座起重机同时作业 吊臂位置在2状态时仅考虑一台Mh—10—25（同一
T梁结构尺寸的拟定
(二)结构尺寸拟定
1.主梁片数与主梁间距
主梁间距通常应随梁高和跨径的增宽而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下适当加宽T梁翼缘板。
本设计主梁内梁翼缘板宽度为240cm，外梁翼缘板宽度为235cm，由于刚度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。
因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（内梁翼缘宽为150cm，外梁翼缘宽为180cm），二期恒载施工以及运营阶段的大截面。
单幅桥面宽为12m，选用5片T形梁，主梁截面布置如图1-1所示。
2.主梁结构尺寸的拟定
主梁采用T形截面，梁高2m，高跨比H/L=1/15。
T梁截面尺寸如图1-2所示。
主梁跨中截面尺寸拟定
在结构设计过程中，主梁跨中截面尺寸的拟定是非常重要的一步。
以下是主梁跨中截面尺寸拟定的基本步骤：确定梁的跨度：根据建筑要求和结构布局，确定梁的跨度（L）。
选择梁的材料：选择合适的建筑材料，例如钢筋混凝土、钢结构等。
初步拟定截面尺寸：
宽度（b）：通常取梁跨度的1/20～1/30，或者根据具体情况和经验来选择。
高度（h）：对于钢筋混凝土梁，高度通常取跨度的1/15～1/25；对于钢结构梁，高度可能较大，以保持适当的刚度。
估算梁的截面惯性矩：使用材料力学中关于梁的弯曲截面惯性矩公式，根据初步拟定的截面尺寸进行估算。
根据弯矩调整截面尺寸：根据结构分析得到的弯矩值，调整截面尺寸以满足承载力要求。
可能需要增加梁的高度或宽度。
考虑构造要求：根据所选材料和相关规范，考虑截面的构造要求。
例如，钢筋混凝土梁可能需要配置一定数量的钢筋，并且需要满足最小保护层厚度等要求。
进行截面优化：在满足承载力和构造要求的前提下，对截面尺寸进行优化，以减小材料的用量和重量。
复核和调整：对调整后的截面进行承载力和变形计算，
如果需要，进行进一步的调整。
考虑施工因素：在拟定截面尺寸时，还需要考虑施工的可行性，例如混凝土的浇筑和养护、钢结构的拼装和焊接等。
经验审查和专家评审：对最终确定的截面尺寸进行经验审查和（或）专家评审，以确保其满足所有要求和规范。
以上步骤仅为一个大致的框架，实际操作中可能需要根据具体情况进行调整。
建议在进行主梁跨中截面尺寸拟定时咨询结构工程师或相关专业人士。
箱涵结构计算书
L p 图1-1一、设计资料(一)概况:***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵,箱涵净跨L 0=8.0米,净高h 0=10.5米,路基红线范围内长49米,箱涵顶最大填土厚度H=3、6米,填土的内摩擦角φ为24°,土体密度γ1＝20、2KN/m 3,设箱涵采用C25混凝土(f cd =11、5MPa)与HRB335钢筋(f sd =280MPa)。
桥涵设计荷载为城-A 级,用车辆荷载加载验算。
结构安全等级二级,结构重要性系数γ0＝1、0。
地基为泥质粉砂岩,［σ0］＝380kPa,本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
(二)依据及规范 1、《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1-1) 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供,拟定顶板、底板厚度δ＝100cm(C 1=50cm) 侧墙厚度 t ＝100cm (C 2=50cm)故 L P =L 0+t=8+1=9mh p =h 0+δ=10、5+1=11.5m (二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P ＝γ1H+γ2δ＝20、2×3、6+25×1＝97、72kN/m 2恒载水平压力顶板处: e p1＝γ1Htan 2(45o -φ/2)＝20、2×3、6×tan 2(45o -24o /2)＝30、67 kN/m 2底板处:e p2＝γ1(H ＋h)tan 2(45o -φ/2)＝20、2×(3、6+12、5)×tan 2(45o -24o /2) ＝137、15kN/m 2 2、活载城-A 级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定,参照《公 路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款,计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。
轻型桥台基本结构尺寸的简单拟定方法
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Ｘ－ ｂ界限破坏 时受压 区混凝土高度 ； ｅ 混凝土极 限压应 变 ； 一 ｓ一 受拉钢筋 的拉应变 ； 受拉钢筋 的抗拉 强度设计值 ； 混凝土轴心抗压 强度 设计值 ； Ａ一 受拉钢筋面积 ； 受压钢筋面积 ； ｈ 截面的有效高度 。 ｏ － 由于薄壁轻型桥 台的配筋率 一般 都较 大 ，为防
薄壁轻型桥 台是一个较长 的平直薄墙 ，在竖直 荷载作用下 ，其本 身平 面 内会发生弯曲 ，弯曲的程 度与地 基 的变形 系数ａ 有关 。一般情 况下 ，轻型桥 台的长度 大多满足４ａ ＜ ／，￣４Ｌ ａ２Ｌ ／＜Ｌ ２ａ Ｐ／＜ ＜ ／ 。
综合两种情况 ：ｈ＝ ｏ ’＋ ｈ ” 分别为纵横 向截面影响系数。 止 发 生 脆 性 破 坏 ，使 Ｐ （ｓ 胁＝ ． ） ％， 则 有 使 ＝ Ａ’ 最终得到的台身厚 度ｈ ｈ ａ ＝。 Ｉ 。 十 ０ ０Ｂ ， ． ５ ｈ，式中假 设保护层厚度ａ－． ｍ。 ０ ＴＯ ｃ ５ ４ 结束语 台身 内力计算 ，主要是计算 水平土压 力下的台 本文 以南屏 乡张 家坝桥的桥 台为依托 ，按 照上 身的 内力，当桥上无活载 ，台背 填土破 坏棱 体上布 置 车辆 荷载 时 ，台身受 力最 为不 利 ，因此 控制 设 述 方法初步拟定 出桥 台台身的结构尺寸 ，台身厚度 为ｈ ５ ｃ ＝ ０ｍ，经过计算后其强度 、刚度 、稳定性均满 计 。台身按上下铰接的简支梁计算（ ） 图３。 足本 桥的设计要 求 。该 桥台运 行 以来 ，使用情况 良
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结构尺寸的拟定
我国铁路梁桥多采用后张法预应力混凝土简支梁桥， 常用跨度为 24m 和 32m， 经过经济、 技术、当地的水文条件及已有的设计成桥的资料，此桥宜采用 24m，梁全长 24.6m，该梁 的设计活载为中—活载。为了进行简支梁的详细结构计算，在确定主梁分块方式、截面形 式之后，必须拟定结构尺寸。结构尺寸包括主梁高度、梁肋厚度、梁肋间距和道砟槽板厚 度等。 1、 主梁高度 主梁高度是主梁尺寸中最重要的一项，它决定与使用条件和经济条件。在建筑高度受 限制的桥梁中，或者宜采用较低建筑高度的桥梁中，可以采用一般平衡设计或按允许挠 度来决定梁高，设计成仅高度梁。在一般梁中，按经济条件决定梁高。梁的高度增高， 则钢材用量较省，但混凝土的用量加大，模板用量也较多。反之钢材用的多，其他材料 也就少一些。为了节省钢材，在符合架桥机起吊能力和运输界限要求的前提下，采用较 大的梁高是适宜的。此外，确定梁高还应尽量模数化和标准化，以利工厂制造。 预应力混凝土简支梁标准设计中， 除 32m 梁因受运输净空限制梁高定为 2.5m 外， 其 余跨度梁， 梁高与跨度之比约为 1/10~1/11， 此桥拟定为 2.1m， 与指定范围较接近， 可以。 2、 梁肋厚度 梁肋厚度取决于最大主拉应力和主筋布置要求。 由于支座剪力比跨中大，故由主拉应力决定梁肋厚度时，跨中区段可以减薄。梁肋变 截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋位置要求加以确定。为了减轻构件重量，在 满足受力要求的情况下，梁肋应尽量做的薄一些，但保证梁肋屈曲稳定条件，也不致 使混凝土发生捣固困难。 梁肋厚度还须考虑到肋内主筋的布置， 根据钢筋数量、 类型、 排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度等加以确定。 预应力混凝土梁的梁肋厚度一般不得小于 14cm，此桥腹板厚度拟为 21cm，仅在梁端 2m 范围内为布置锚头及受到较大剪力逐渐增厚至接近于马蹄宽度。 3、 上翼缘厚度 T 梁翼板的厚度，在中小跨径的预应力简支梁中，主要满足桥面板承受车辆局部荷载 的要求。根据受力特点，翼缘板一般都做成变厚度的，即端部较薄，至根部加厚，并 不小于主梁高度的 1/12，此桥拟定为 260mm，可以。考虑翼缘板承担全部桥面上的 恒载和活载，这时翼缘板宜做得厚些，一般不低于 80mm，此时拟为 130mm。为了 使梁体截面重心接近腹板中心线，同时使梁顶具有排水坡，因此翼缘板内侧较厚。初 步拟定端厚为 240mm，与腹板相交处取为 256mm。 4、 下翼缘尺寸 在预应力混凝土 T 梁的下缘，为了满足布置预应力束筋及承受张拉段压应力的要求， 应扩大为马蹄形。马蹄的尺寸大小应满足预应力各阶段的强度要求。具体尺寸建议如 下： （1） 马蹄总宽度约为肋宽的 2 到 4 倍，并注意马蹄部分（特别是斜坡区）管道保 护层不宜小于 60mm。此桥初步拟定马蹄宽为 880mm。 （2） 下翼缘高度加 1/2 斜坡区高度约为梁高的 0.15 倍到 0.20 倍， 斜坡宜陡于������������������。 本桥拟定下翼缘高度为 300mm，斜坡区高度为 335mm，斜坡为 1:1。在接近 端部处下翼缘逐渐增高为 800mm，斜坡区高度为 220mm，斜坡不变。 5、 梁肋间距 梁肋间距是根据使梁肋两侧的内外道砟槽板的悬臂弯矩大致相近， 以利钢筋布置来确 定的。在标准设计中，为了使结构标准化，各种跨度的梁肋间距一律用 180cm。运架