桥梁工程毕业设计计算书(2)

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）

第一章 前 言

我国自50年代中期开始修建预应力梁拱组合桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土梁拱组合桥的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁拱组合桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

本设计采用Dr.Bridge系统进行初步设计。Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术，符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。

本设计题目为如海河大桥上部结构设计，要求完成必要的毕业论文及总体布置图 ，主梁一般构造图，纵向预应力配筋图（含布置图与大样图），断面配筋图，预应力钢束材料数量表，主梁施工程序图等图纸。设计中用到了材料力学、结构设计原理、结构力学、桥梁工程等学科的诸多知识。同时还从图书馆借阅了大量参考书，力求在设计过程中尽量做到规范、合理、清楚。此次设计使我所学的基础理论和专业技术知识更加系统、巩固、延伸和拓展，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义！

论文共分九章进行阐述，并配有多幅插图，力求更具说服力。限于本人水平和资料有限，设计中肯定存在诸多不足，敬请老师和同学多多批评指正！

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第二章 概 述

2.1 设计依据及标准

2.1.1 设计标准

（一）技术标准

1）设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.5KN/㎡； 2) 设计行车速度（公里/小时）：80； 3）桥梁断面：

引桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.75m（波形护栏）+0.5m（中央分隔带）=总宽24m；

主桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.3m（金属护栏）+1.4m（中央分隔带）=总宽24m；

桥面横坡：行车道双向2%； 设计洪水频率:1/100;

设计地震烈度：设防烈度7度(地震动峰值加速度为0.1g），m3地震作用0.5，E2地震作用0.7；

设计基准期：100年；

耐久性要求：按Ⅰ类环境控制；

结构混凝土耐久性的基本要求：最大水灰比0.55，最小水泥用量275kg/m3，最低混凝土强度等级C25，最大氯离子含量（%）0.3，最大含碱量（kg/m3)3.0。对于预应力混凝土构件中最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350（kg/m3),最低混凝土强度等级为C40。

设计安全等级：一级.； （二）设计规范

(1)部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

(2)部颁《公路工程抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008） (3)部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） (4)部颁《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)

(5)部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） (6)部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） (7)部颁《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)； (8)部颁《公路勘测规范》（JTG C10-2007)

(9)部颁《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）

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(10)部颁《公路勘测细则》(JTG -C10-2007) (11)部颁《公路工程抗震设计规范》（JTG 004-89) (12)国颁《道路工程制图标准》（GB 50162-92)

(13)国颁《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001)及第一号修改单 (14)部颁《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86) (15)《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CESC 28：90) (16)国颁《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008)

(17)部颁《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01-2006) (18)部颁《公路桥梁钢结构防腐蚀涂装技术条件》（JT722-2008) 2.1.2 主要材料 混凝土

C50砼：主桥连续梁拱组合上部结构、引桥空心板梁、主桥边墩盖梁、桥面水泥砼铺装；

C40砼：主墩墩柱、边墩墩柱；

C40微膨胀砼：拱肋混凝土、主墩、边墩墩柱二次浇筑段； C30砼：引桥桥台桩基、盖梁、主桥主墩、边墩承台、防撞墙； （二）钢材

普通钢筋：采用HPB235钢筋和HRB335钢筋，其技术标准应符合GB1449.1-2008和GB1449.2007的要求；

钢板：采用Q235e、Q354、Q345qd钢板，其技术标准应符合GB/T700-2006及GB/T1591-2008；

预应力筋：钢绞线采用Φ15.2，fpk=1860Mpa,其性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003技术标准的高强度钢绞线的要求；吊杆采用φ5mm集束高钢束，fpk=1670Mpa应符合《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223-2002的要求；

（三）其它

1）锚具及管道成孔

预制箱梁锚具采用OVM型锚具及其配套的设备，管道采用金属波纹管，吊杆采用冷铸墩头锚；

2）支座

空心板采用GPZ板式橡胶支座； 连续箱梁采用GPZ(KZ)盆式橡胶支座； （3）伸缩缝 采用FM伸缩缝；

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2.1.3 桥面铺装

主桥为6cm现浇混凝土+10cm沥青混凝土；引桥为10cm现浇混凝土+10cm沥青混凝土； 2.1.4 施工方式

悬臂浇筑法挂篮施工；水箱压重法施工；拱肋分段吊装施工；

2.2 桥型及纵、横断面设计

2.2.1桥型布置及孔径划分

为缩短工期，提高行车的舒适性，并考虑经济要求和施工条件综合分析比较各类桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为33+55+33m，施工方法三跨连续梁采用对称悬臂浇筑法挂篮施工，钢管混凝土拱肋采用分段吊装，待钢管拱肋焊接完毕后，灌注混凝土。本桥分三跨（33+55+33m）。

采用预应力连续梁是因为其有如下特征： 1．均载弯矩最大值比简支梁可减小50%左右； 2．均载弯矩图面积比简支梁可减小2/3左右；

3．由于控制弯矩的减小，导致恒载的减小使桥梁自重更轻； 4．加大连续梁的根部厚度可以减小跨中正弯矩，是连续梁突出特征； 5．连续梁桥在一联中无伸缩缝，行车条件较好； 2.2.2 截面型式及截面尺寸拟定

（1）截面形式及梁高

采用变截面单箱三室截面，桥梁中心线处主墩支点处梁高3.1m，跨中、边墩支点处梁高1.8m，底梁下缘采用2次抛物线变化。

（2）顶板宽度与厚度

箱梁顶板全宽为24m，厚度为0.28m，设有2%的单向横坡，以往通常采用28cm，近年来已趋向于减小为25cm，这显然与箱宽和施工技术有关。

（3）底板宽度与厚度

底板厚度由梁端和跨中的0.25m渐变至桥墩横隔梁处约0.55m；以往通常采用32cm(跨中)，逐渐向根部变厚，少数桥梁已开始采用28-25cm者，其厚跨比通常为（1/140～1/160）·L,也有用到（1/200）·L者。

（4）腹板厚度

腹板厚度梁端和跨中为0.45m，主墩处为0.7m，在3号块及4号块由0.45m渐变至0.7m，渐变长度6m。应特别注意主拉应力的控制，近年来在腹板上出现较多斜裂缝的病害甚多，应予谨慎。增加箱梁的挖空率，减轻截面的结构自重，采用高标号砼，采用

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较大吨位的预应力钢束，采用三向预应力体系等，无疑都是提高设计水平，获得良好经济效益的重要措施，但同时又必须合理地掌握好“度”，必须确保结构的安全度和耐久性。

（5）横隔梁（板）设置

在两端支点、两中支点、共设4道横隔梁，中跨在相应拱肋吊杆处共设置了9道横隔板。

（6）拱肋结构

拱肋采用钢管混凝土结构，采用矩形加圆角断面，宽130cm,高110cm，圆角半径30cm。钢管采用14mm厚Q345qd钢板焊接组成，内灌C40微膨胀混凝土。拱肋吊杆间距统一采用5m，顺桥向共9排吊杆，每个吊点在横桥向采用两排吊索。吊杆采用φ5mmOVMPES5-55平行钢丝成品索，标准强度1670Mpa,采用双层HDPE防护，锚具为冷铸墩头锚。

图2.1 主梁主墩横断面构造（单位：cm）

图2.2 桥中跨箱梁截面（单位：cm）

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