3×30m公路连续梁桥毕业设计-桥宽125m

3×30m公路连续梁桥毕业设计-桥宽125m郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）xxxx届xxxx专业xxxxxx班级题目3×30m公路连续梁桥设计-桥宽12.5m 姓名xxx学号xxxxxxxx指导教师xxx职称xxx2014年5月15日内容提要本设计采用简支转连续T梁结构总体的设计，需要理解桥梁体系的转换，采用桥迈达斯软件建立模型。

设计主要内容有：恒载和活载计算，估算配筋面积，配置预应力钢束；计算细部结构的受力状况；划分各个施工阶段，对每个施工阶段进行结构安全的受力计算和分析；使用阶段进行结构永久荷载、活荷载、预应力和附加应力的计算和结构合理性的分析；承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面验算，作出包络图。

关键词简支转连续；预应力连续T型梁；迈达斯AbstractThe design uses a simply supported beam structure continuous T overall design, the need to understand the conversion of the bridge system, using the bridge Midas software modeling. The design of the main contents are: dead load and live load calculations, estimates reinforcement area, configure the prestressing steel beam; calculate the stress state in detail the structure; divide each construction stage, the structural safety of the construction phase of each force calculation and analysis ; the use phase permanent structural loads, live loads, prestressed and additional stress calculation and analysis of the reasonableness of the structure; bearing capacity limit state and serviceability limit state sectional checking to make envelope.Key wordssimply supported continuous ；prestressed T-beam ；MIDAS目录一设计基础资料 (1)1、主要技术标准 (1)2、设计依据 (1)3、设计基本数据 (2)二设计内容 (2)1、设计思路 (3)2、主梁截面拟定及桥梁横断面组合 (4)3、截面特性计算 (5)4、汽车荷载横向分布计算 (7)三主梁截面内力计算 (10)1、内力组合系数 (10)2、作用界定与计算 (11)3、内力计算 (11)4、内力组合 (13)5、布置钢绞线： (14)6、计算预应力损失。

(15)7、主梁截面强度及应力验算 (19)8、持久状况下构件的应力验算 (23)9、短暂状况下混凝土截面的应力验算 (30)一设计基础资料一、主要技术标准1、荷载标准：公路-Ⅰ级；2、跨径：3×30m。

施工方法为简支转连续。

3、桥面宽度：单幅桥宽12.5m。

4、主梁高度：200cm。

5、结构重要性系数：1.1。

6、设计安全等级：一级。

7、按照全预应力构件进行设计。

8、桥梁平面线行布置：直线。

9、桥梁竖曲线情况：桥梁处于平坡内。

10、桥面铺装：采用10cm C50混凝土+柔性防水涂层+10cm沥青混凝土。

11、环境年平均相对湿度：70%。

二、设计依据1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）3、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；4、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；6、其它有关规范及手册。

三、设计基本数据1、混凝土：主梁均采用C50混凝土，重力密度γ=26.0kN/3m ，弹性模量EC=3.45×410MPa 。

2、沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN /3m 。

3、预应力钢筋：预应力筋采用S φ15.20 高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标准值1860=pk f MPa ，弹性模量Ep=1.95×105 MPa ，松驰率ρ=0.035，松驰系数ζ=0.3，采用金属波纹管，摩擦系数为0.25。

4、普通钢筋：直径大于和等于12mm 的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm 的均用R235级热轧光圆钢筋。

5、锚具：锚具变形、钢筋回缩按6mm （一端）计算；金属波纹管摩阻系数μ=0.25，偏差系数k=0.0015。

6、支座不均匀沉降：本次设计不考虑。

7、竖向梯度温度效应：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定取值。

二 设计内容一、设计思路1、本设计计算报告采用桥梁结构计算分析软件MIDAS/CIVIL 2010进行分析计算，并考虑汽车荷载的横向分布。

预制装配式T型梁结构桥梁，在分析计算时，采用梁格法计算较为精确，但工作量较大，由于考虑横向分布的单梁计算较为安全，估本次分析计算采用单梁模型分析计算。

2、本设计为3跨预应力混凝土连续T型梁桥，采用先简支后连续施工方法，即主梁预制→架梁，浇注墩顶现浇连续段及翼缘板、横隔板湿接缝，张拉中墩顶T梁负弯矩钢束→形成连续体系→浇筑桥面现浇层混凝土→安装护栏，浇筑沥青混凝土铺装、安装附属设施→成桥，3、数值分析按照五个施工阶段进行分析：CS1为T梁预制简支阶段；CS2为T梁墩顶现浇段浇筑；CS3为负弯矩预应力束张拉；CS4为桥面铺装和栏杆等二期恒载施工；成桥阶段：成桥后考虑汽车活载、温度梯度的作用，考虑10年的混凝土收缩、徐变影响，按照规范要求进行组合验算。

4、预制T梁预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的90%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。

5、预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75 fpk =1395MPa。

6、主梁按全预应力构件设计。

二、主梁截面拟定及桥梁横断面组合1、桥梁标准横断面如下图。

图1 桥梁标准横断面2、桥梁主梁截面如下图：跨中截面（上）、支点截面（下）如下图：图2 桥梁主梁截面三、截面特性计算（中梁跨中处截面）（中梁支点处截面）（边梁跨中处截面）（边梁支点处截面）图3截面特性计算表1截面几何特性计算结果汇总表截面位置截面积A（m2）截面惯性矩I(m4)中性轴至梁底距离（m）中梁跨中处0.7840 0.3921 1.240支点处1.2325 0.4872 1.170边梁跨中处0.784 0.4069 1.270支点处1.270 0.5058 1.191四、汽车荷载横向分布计算1、横向分布系数计算，支点处采用杠杆法计算，跨中采用刚接梁法计算。

2、跨中横向分布系数计算（1）按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值，∑+=nii i ij a en2a 1βη（2）绘出横向分布影响线，按最不利布载，并据此求出对应荷载点的影响线竖标图示如下：n=6,A=(1.052+3.152+5.252)×2=77.175 n 11=1/6+0.9952×5.252/77.175=0.5221 n 16=1/6-0.9952×5.252/77.175=-0.1888 （3）计算荷载横向分布系数m cq 三车道：计入横向折减系数为0.78。

m cq = 0.5×Σηq=0.5 ×（0.524+0.402+0.313+0.191+0.102）×0.78 =0.597两车道：m cq= 0.5×Σηq= 0.5×（0.524+0.402+0.313+0.191）=0.720 所以1号梁横向分布系数取0.715。

（4）同理计算2号和3号主梁跨中横向分布系数，详见如下：图4主梁跨中横向分布系数表2主梁跨中荷载横向分布系数主梁编号项目1 2 3跨中荷载横向分布系数mcq 两车道0.715 0.43 0.349 三车道0.597 0.383 0.3363、支点处荷载横向分布系数按照杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线，并按最不利进行布载，1号梁可变作用下横向分布系数可计算如下：m cq=0.5×(1.0839 + 0.3175) = 0.7007同理可以计算2、3号主梁荷载横向分布系数，详见如下：表3 主梁支点处荷载横向分布系数项目主梁编号1 2 3支点处荷载横向分布系数mcq0.7007 0.585 0.5624、荷载横向分布系数取值根据荷载横向分布系数计算可知，三跨连续梁的1号梁荷载横向分布系数大于其它梁位的相应值。

为简化连续梁的汽车效应内力计算，偏安全地全桥统一取用1号主梁荷载横向分布系数，采用中梁截面进行受力分析。

三、主梁截面内力计算1、内力组合系数（1）按承载能力极限状态设计根据《通规》4.1.6中规定，各作用的分项系数取值如下：结构重要性系数取γ= 1.1；恒载作用效应的分项系数取γG1=1.2 （对结构承载力不利），或γG1=1.0 （对结构承载力有利）；汽车荷载效应的分项系数取γQ1=1.4 ；温度作用效应的分项系数取γQ2=1.4 ；其它可变作用效应的组合系数ψc= 0.8 。

(2)按正常使用极限状态组合状态设计1）短期效应组合汽车荷载（不计冲击）效应的频遇值系数取ψ11=0.7 ；温度作用效应的频遇值系数取ψ12=0.8 。

2）长期效应组合汽车荷载（不计冲击）效应的频遇值系数取ψ21=0.4 ；温度作用效应的频遇值系数取ψ22=0.8 。

2、作用界定与计算二期铺装：q=(2.1×0.1)×26+(2.1×0.1)×24=10.5kN/m;温度荷载：整体升温200C，整体降温200C；截面正温差梯度T1=140C,T2=5.50C,截面负温差梯度在正温差梯度上乘以-0.5。

3、内力计算（1）反力计算图5CS1简支阶段反力图6运营成桥阶段活载反力图7运营成桥阶段承载能力极限状态荷载组合下反力（2）荷载内力计算：图8CS1简支阶段内力同样可以查到其他阶段的内力：本设计主要控制两个重要阶段处的内力状态，现分别把两个状态下，恒荷载和活荷载内力计算如下：表4内力及最不利内力组合项目最大弯矩（kN.m）最大剪力（kN）简支状态恒载2089 314.7连续成桥状态活载2541.5 518.2 恒载2812.8（-1215.1负弯矩处）533.64、内力组合图9弯矩内力组合图10剪力内力组合5、布置钢绞线根据内力最不利组合，参考其他资料上图纸，现估及钢绞线根数及布置如下图，详见大图。