预应力混凝土连续梁桥设计 (毕业设计)

第一章绪论

第一节桥梁设计的基本原则和要求

一、使用上的要求

桥梁必须适用。要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又照顾今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护。

二、经济上的要求

桥梁设计应体现经济上的合理性。一切设计必须经过详细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和材料等的消耗为最小，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用；另外桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施工费用，面且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。

三、设计上的要求

桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺利新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成果，把国外的先进技术与我们自己的独创结合起来，保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

四、施工上的要求

桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。

五、美观上的要求

在满足上述要求的前提下，尽可能使桥梁具行优美的建筑外型，并与周围的景物相协

调，在城市和游览地区，应更多地考虑桥梁的建筑艺术，但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。

第二节计算荷载的确定

桥梁承受着整个结构物的自重及所传递来的各种荷载，作用在桥梁上的计算荷载有各种不同的特性，各种荷载出现的机率也不同，因此需将作用荷载进行分类，并将实际可能同时出现的荷载组合起来，确定设计时的计算荷载。

一、作用分类与计算

为了便于设计时应用，将作用在桥梁及道路构造物上的各种荷载，根据其性质分为：永久作用、可变作用和偶然作用三类。

（一）永久作用

指长期作用着荷载和作用力，包括结构重力（包括结构附加重力）、预加力、土重力及土的侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力和基础变位而产生的影响力。

（二）可变作用

指经常作用而作用位置可移动和量值可变化的作用力。包括汽车荷载及其的引起的冲击力、离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水压力、温度作用和支座摩阻力。

（三）偶然作用

偶然作用是指在特定条件下可能出现的较强大的作用，如地震作用或船只或漂浮物的撞击力和汽车的撞击作用（施工荷载也属于此类）。

二、作用效应组合原则

公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计。

（一）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：

1、基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：

γ0S ud=γ0(∑

=

m

i1

γGi S Gik+γQ1S Q1k+ψc∑

=

n

j2

γQi S Qjk)

2、偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取 1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。

（二）公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种作用效应组合：

1、作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用濒遇值效应相组合，其效应组合表达式为：

S sd=∑

=

m

i1

S Gik+∑

=

n

j2

ψ1j S Qjk

2、作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用永久值效应相组合，其效应组合表达式为：

S ld=∑

=

m

i1

S Gik+∑

=

n

j2

ψ2j S Qjk

第二章整体布置

预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本设计采用的是先简支后连续的施工方法，该方法是先将简支梁安装就位后，再通过张拉支座处上翼缘的负弯矩钢束，形成连续梁体系。先简支后连续的桥梁造价低、材料省、施工简便快捷。

为了使边跨与中跨的梁高和配筋接近一致，连续梁桥各孔跨径的划分，通常按照边跨与中跨最大弯矩趋近相等来确定。跨径布置见图示2-1：

图2-1 整体布置图

计算简图：

123456

( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )

图2-2 计算简图

第三章设计资料及结构尺寸拟定

第一节基本资料

一、基本材料及特性

基本材料及特性见表3-1：

表3-1 基本材料及特性

名称项目符号单位数据

混

凝

土

强度等级

弹性模量

轴心抗压强度标准值

轴心抗拉强度标准值

轴心抗压强度设计值

轴心抗拉强度设计值

C

E c

f ck

f tk

f cd

f td

MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

40

3.25×104

26.8

2.4

18.4

1.65