土木系道路桥梁专业桥梁毕业设计.pdf

目录第1章桥梁初步设计.21.1 水文计算.3i.i.i 设计流量Qp的计算:.31.1.2 设计水位的计算.31.1.3 桥孔净长的计算.51.2 桥梁方案拟定.61.2.1 拟定桥梁方案.61.2.2 选定上下部结构类型与建筑材料:.61.2.3 三个方案的上部、下部结构尺寸.61.3 三个方案参数桥面标高、桥墩一般冲刷和局部冲刷标高的确定.61.3.1 方案一（连续板梁桥）三个参数的计算：.61.3.2 方案二（预应桥梁）三个参数的确定.91.3.3 方案三（简支14x16米无预应T型梁桥）三个参数的确定.101.4 桥梁设计方案比选.111.4.1 构思宗旨.111.4.2 比选方案.121.4.3 方案点评.14第2章 装配式简支T型梁桥上部结构计算.172.1 设计资料.172.1.1 设计标准.172.1.2 设计依据:.172.1.3 计算方法:.172.2 主梁的计算.172.2.1 上部结构横断而布置草图：.172.2.2 主梁的荷载横向分布系数.182.2.3 作川效应计算.242.2.4 持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算.322.2.5 持久状况正常使川极限状态下裂缝宽度验算.502.2.6 持久状况正常使川极限状态下挠度验算.512.3 行车道板的计算.542.3.1 计算图式：.542.3.2 永久荷载及其效应.552.3.3 截面设计、配筋与强度验算:.572.3.4 连续桥面计算.582.4 支座的计算.682.4.1 拟定支座平面尺寸.682.4.2 板式橡胶支座橡胶层总厚度验算.682.4.3 验算支座的偏转:.692.4.4 抗滑稳定性的较核.70第3章 双柱式桥墩的计算.713.!墩柱的一般尺寸.713.2 荷载计算.713.2.1 恒载计算:.713.2.2 汽车荷载计算:.723.2.3 双柱反横向分布计算:.743.2.4 荷载组合：.753.3 截面配筋计算及应计算.763.3.1 作川于墩柱顶的外力.763.3.2 作川于墩柱底的外力.763.3.3 截面配筋计算.76第4章 钻孔灌注桩的计算.784.1 作川效应基本组合下钻孔桩的计算.784.1.!荷载计算.784.1.2 桩长计算.804.1.3 桩的内力计算.804.1.4 桩身截面配筋与承载验算.834.1.6 墩顶纵向水平位移验算.854.2 作川效应偶然组合下钻孔桩的计算.874.2.!荷载计算.874.2.2 桩长计算.904.2.3 桩的内力计算.914.2.4 桩身截面配筋与承载验算.934.2.6 墩顶纵向水平位移验算.96第1章 桥梁初步设计1.I 水文计算1.1.1 设计流量QP的计算:根据平山县平山站连续29年的实测水文资料计算设计流量。多年洪峰流量平均值:0n日Q=-X(762+8900+831+8250+210+414+255+986+348+695+223 n+284+248+1140+263+546+194+151+40+210+930+2090+567+8750+346+286+1100+627+325)二39971/29=1378.3m/s根据表1-1中的计算数据,利用样本资料推算总体的变差系数由石家庄地区水文手册,根据20年连续实测资料,给出Cs=2.5Cv故:Cs=2.5x1.846=4.61524.62,查公路桥位勘测设计规范附录十三,得Kp=9.33,由设计洪水频率P=l%,推算设计洪水流量:Qi%=Kp 0=9.33xl378.3=12860m3/s1.1.2 设计水位的计算图1-1水位一流量关系曲线水文站测流断面设计流量所对应的水位,可以利用图1-1水位一流量关系曲线Q=f(H)外延求得。在图1-1水位一流量关系曲线上,由设计流量Q1%=12860m3/s可查取平山站测流断 面的相应水位Hps=127.15m。桥位断面距在水文站测流断面下游80m处,可以利川洪水比降关系,将测流断面中 设计流量的水位换算为桥位断面的设计水位:桥位处设计水位Hp=Hps-i L=127.15-3.80 x80=126.85m表1-1几个参数计算顺序号年份流量Q(m3/s)KiKi-1(Ki-1)2123456119627620.5529-0.44710.19992196389006.45725.457229.7814319648310.6029-0.39710.15774196582505.98564.985624.8566519662100.1524-0.84760.7185619674140.3004-0.69960.4895719682550.1850-0.81500.6642819699860.7154-0.28460.0810919703480.2525-0.74750.55881019716950.5042-0.49580.24581119722230.1618-0.83820.70261219732840.2061-0.79390.63041319742480.1799-0.82010.672514197511400.8271-0.17290.02991519762630.1908-0.80920.65481619775460.3961-0.60390.36461719781940.1408-0.85920.73831819791510.1096-0.89040.7929191980400.0290-0.97100.94282019812100.1524-0.84760.71852119829300.6747-0.32530.105822198320901.51640.51640.26662319845670.4114-0.58860.346524198587506.34845.348428.60542519863460.2510-0.74900.56102619872860.2075-0.79250.628127198811000.7981-0.20190.04082819896270.4549-0.54510.29712919903250.2358-0.76420.5840合计3997195.4357注:表中:恪=义Q1.1.3 桥孔净长的计算1、河槽流量的计算根据桥位断面的设计水位,川形态法推算相应的河槽过水面积。由过水断面计算表1-2可得:过水断面面积g=1408.74m2河槽宽度:Be=651 422=229m易知:河流水面宽度大于平均水深的10倍,可川平均水深不代替水力半径计算流、士 rnrl i 1408.74速,贝L=丄=-=6.152mc Bc 229流速:=mc%i%=37x6.152%x0.0038/2=7.656m/s河槽流量:Qc=g vc=1408.74x7.656=10785.3m3/s2、桥孔净长的计算通过设计流量必要的最小桥孔径长度为:L.=K(-)nBc Qc河段类型为稳定,所以式中K=0.84,n=0.90oL.=0.84x(12860)09 x 229=225.4mJ 10785.3表1-2累计过水断面计算里程桩号地面标高(m)水深(m)平均水深(m)水面宽度(m)过水面积(m2)累计过水 面积血2)K0+408128.71002.9251440.95K0+4221215.8540.955.8420116.8K0+442121.025.83157.756.181592.7K0+457120.326.53250.456.96519132.335K0+476119.457.4382.7857.47524179.4K0+500119.37.55562.1857.41520148.3K0+520119.577.28710.4857.3422161.48K0+542119.457.4871.9657.1517121.55K0+559119.956.9993.5156.6751066.75K0+569120.46.451060.2655.91376.7K0+582121.55.351136.9654.981049.8K0+592122.244.611186.7654.031248.36K0+604123.43.451235.1253.4551138.005K0+615123.393.461273.133.3951757.715K0+632123.523.331330.8453.70527.41K0+634122.774.081338.2553.7451763.665K0+651123.443.411401.921.70546.82K0+655127.6501408.74合计2471408.741.2 桥梁方案拟定1.2.1 拟定桥梁方案根据计算的桥孔净长=225.4m,确定全桥孔数与跨径大小,三个方案如下:方案:整体式连续板梁桥,16米1跨,共14跨,采川四跨联的两联和三跨 联的两联布置,共四联,两边联为四跨联;方案：预应简支梁桥,40米一跨的有五跨,20米一跨的有一跨,共六跨;方案三:无预应简支梁桥,16米一跨,共14跨。1.2.2 选定上下部结构类型与建筑材料：表1-3桥梁结构类型及建筑材料上部结构下部结构结构类型建筑材料结构类型建筑材料方案连续板C30双柱式嵌岩钻孔灌注桩C30方案二预应T型梁C40双柱式嵌岩钻孔灌注桩C30方案三无预应T型梁C30双柱式嵌岩钻孔灌注桩C301.2.3 三个方案的上部、下部结构尺寸 见附图:桥梁方案比选图。1.3 三个方案参数桥面标高、桥墩一般冲刷和局部冲刷标高的确定1.3.1 方案一（连续板梁桥）三个参数的计算：1、桥面标高的计算:不通航桥下净空安全值:Ahj=0.5m各种水面升高值总和:Ah=lm（壅水高度加波浪高度）设计水位:也=126.85m桥梁上部构造建筑高度（包括桥面铺装高度）,取桥位中线处最低桥面高程:AhD=70+15=85cm=0.85m图1-2整体式实心连续板梁横断面 按洪水位计算桥面高程:H.=Hs+X Ah+Ah.+Ahn=126.85+1+0.5+0.85=129.2mnun j L）Hmax=Hs+Ah+Ahj+AhD+iL=126.85+1+0.5+0.85+1.5%x 64+0.75%x 48=130.52m2、桥下冲刷的计算:1 桥下河槽一般冲刷后最大水深（按64-2式计算）由表 1-4 得:478.033m2,B=179.38m河槽平均水深:诃=丝=478.033=2/GmB 179.38单宽流量集中系数A=产5=（羽）。5=1.274H 2.66式中:B的计算根据水位一流量关系曲线0对应的水面标高为123.13m换算到桥位中线处,水面标 高为 Hp=Hps-iL=123.13-3.80 x80=122.826m表1-4过水断面计算表里程桩号地面标高(m)水深(m)平均水深(m)水面宽度(m)过水面积(m2)累计过水 面积(才)K0+408128.71000.9131412.782K0+4221211.82612.7821.8162036.32K0+442121.021.80649.1022.1561532.34K0+457120.322.50681.4422.9411955.879K0+476119.453.376137.3213.4512482.824K0+500119.33.526220.1453.3912067.82K0+520119.573.256287.9653.3162272.952K0+542119.453.376360.9173.1261753.142K0+559119.952.876414.0592.6511026.51K0+569120.42.426440.5691.8761324.388K0+582121.51.326464.9570.956109.56K0+592122.240.586474.5170.293123.516K0+604123.40478.03300合计196478.033Q对应的河槽宽度Bc=592-422=170mQ对应的河槽平均水深=嘗=47803=2.812m桥下河槽部分通过的设计流量:Q2=QS=12860m3/s天然河槽流量:Qc=1。785.3n?/s桥下河槽部分桥孔过水净宽（同前河槽宽度）：Bc=229m设计水位下桥墩阻水面积与桥下过水面积的比值,对于天然宽浅河槽,近似川个墩宽与两墩中心距离之比:2=0.07516桥墩水流测向压缩系数“=1 一 0375%=1 0375x7.656=0.806全桥桥孔过水净宽B2=224m计算断面桥下河槽最大水深（参照表1-2）hmc=7.55m桥下河槽部分桥孔过水净宽:Bc=L-nb-B2图1-3（尺寸单位:cm 5.06+0.89 3.61+0.89 厂”,B=-1-=5.23m厶2 2 2故纥=厶工2=224 13x1.0 5.23=205.77加故,桥下河槽一般冲刷后最大水深:hD=1.04(1.274 x 12860)09(205.77(1-0.075)x0.806x224严 x7.55=13.13m 2 局部冲刷（按铁路桥渡勘测设计规范 TBJ17-86 推荐的非粘性土河床桥 墩局部冲刷计算公式,亦651：平均粒径是泥沙中各级粒径质量加权平均值:d=EAmx式中:X。Ami=100 x24.26+90 xl8.06+80 xl2.06+60 xl7.16+40 x7.86+20 x2.46+10 x 4.96+5 x 1.26+0.5 x 7.16+0.1 x 4.76=6469.356m1二100,6469.356,“故:d=-=64.69mm100床沙起动流速:o=O.O246(产4 dI 10+hn332xd+0.0246(-)1464.692.884m/s“宀“10+13.13 332 X 64.69+-64.69072动床冲刷:O =7.66m/s墩前泥沙起冲流速:0=0.462()006 X 0=0.462()06 x 2.884=1.693m/sB 1.2n=()-25d19河床粒径影响系数:咨!y.25x64.69。亶=0.583 7.6561111K=0.8()=0.8(64.6945+64.69015)=0.551不。45 T5故,桥墩局部冲刷深度:hb=KKB：6(%)(22。=1X 0.551X 1.21*-6(2.884-1.693)(7,6561，693)5832.884-1.693=2.25m3、冲刷线标高一般冲刷线标高:126.85-13.13=113.72m局部冲刷线标高:113.72-2.25=111.47m1.3.2 方案二(预应桥梁)三个参数的确定1、桥面高程:AhD=250+12.7=262.7cm=2.627mH.n=Hs+yAh+Ah.+AhD=126.85+1+0.5+2.627=130.977m min 0 j uHmax=Hs+Ah+Ahj+AhD+iL=126.85+1+0.5+2.627+1.5%x(40+40+25)=132.552m2、桥下冲刷的计算:桥下河槽一般冲刷后最大水深(按64-2式计算)2=0.045401 0.375Z 1=I-=I 一L。0.375x7.65640-1.8=0.92512.88+4.12 10.38+4.32-1-2 2=15.85m故,=/7 工2=224 5x1.8 15.85=199.15加故,桥下河槽一般冲刷后最大水深:hP1.04(1.274 X12860 0.9(199.15。俠10785.3)(1-0.075)x0.806x224)x7.55=12.85mZ&=2 局部冲刷（按铁路桥渡勘测设计规范 TBJ17-86 推荐的非粘性土河床桥 墩局部冲刷计算公式,亦651：。=00246 7332 x d+15=0.0246竺）。14 户32x64.69+10十1鬻64.69 64.69072=2.875m/sv0 Ah+Ahj+Ah。=126.85+1+0.5+1.428=129.778m min j L)H=H。+Ah+Ahj+Ah。+iL=129.778+1.5%xl6x6=129.778+1.44=131.218m2、桥下冲刷深度的计算:桥下河槽一般冲刷后最大水深(按64-2式计算)设计水位下桥墩阻水总面积与桥下过水面积的比值,对于天然宽浅河槽,近似用 个墩宽与两墩中心距离之比:=0.062516桥墩水流侧向压缩系数:=1包9=1&空唯=0.8086Lo 16-1.0Z%=10-39 加。=厶，乃2=224 13x1.0 10.39=197.37机桥下河槽一般冲刷后最大水深:h=1.04(1.274 义 1286。严-也巴-义 7.55=12.77mP 10785.3(1-0.0625)X 0.8086 x 224(2)局部冲刷(按铁路桥渡勘测设计规范(TBJ17-86)推荐的非粘性土河床桥 墩局部冲刷计算公式,亦651)：0=0.0246(%)4J332xd+=0.0246()i4j332x64.69+=2.87m/s0 d V 64.69 64.69072。，=0.462(，)6 x 0=0.462()06 x 2.87=1.67m/sn=(均。双。287 xQ.25x64.690197.656 丿=0.582hb=K/KB：6(%=1X 0.551X1.46(2.87-1.67)()0582=2.06mVQ 0 2.X7 1.673、冲刷线标高一般冲刷线标高:126.85-12.77=114.08局部冲刷线标高:114.08-2.06=112.021.4 桥梁设计方案比选1.4.1 构思宗旨符合石家庄市城市发展的要求,满足交通功能,防洪运输及军事备战的需要;桥梁结构造型简洁、轻巧,与周围景观协调,以期成为一道新的风景线,并能反映 新科技成就,体现当地的民族风格;考虑到本桥为石家庄至清水口干线公路上的重要桥梁,关系到岗南、黄壁庄两大水 库防洪器材运输和著名革命圣地西柏坡与省会石家庄市间的交通联系。她时时刻刻关系 到人们的生活需求。根据桥梁的使用要求,贯彻国家有关法规和公路技术政策,使桥梁的设计方案满足 技术先进、安全可靠、适川耐久、经济合理地要求,按照美观和有利环保的原则进行设 计,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护。1.4.2 比选方案1、第一方案:整体式连续板梁桥(1)孔径布置:4 X 16+3 X16+3X 16+4 X 16=224 米(2)结构选择:主跨结构构造:主梁采川三跨联和四跨联的实心连续板结构。板高0.7米,考虑到桥面设置1.5%的纵坡在桥中心出现转点,将三跨联的两联连在起,并设置 0.75%的纵坡。在这两联的两边各布置四跨联的连续板梁。这样避免在跨中出现较大 的转点,保证汽车在桥面行驶的舒适性。主墩基础：桥台均为钢筋混凝土桩式桥台。所有桥墩为双柱式桥墩,桩布设直径 1.2米的钢筋混凝土嵌岩桩,桩底嵌入震旦纪砾质石灰岩层米。(3)施工方案：全桥在低水位时进行围堰成孔,并进行桩及墩的制作。对于桥面板 采川预处理地基,然后采川满堂支架的的方法搭设模板,现场浇注混凝土。也可采川预 置单跨桥面板,(4)主要工程量表：表1-1第一方案材料及填土工程量材料 方案类型钢筋(kg)混凝土(m3)桥头填土方量(m3)第一方案上部结构25894015006721.77下部结构16112.50402.30基础结构28053.70700.45合计303106.202602.75注:桥头填土方量计算以K0+408开始,截止于K0+655。上部结构材料用量均摘自整体式钢筋混凝土连续板桥上部构造。下部结构与基础结构 钢筋取最小配筋率计算而得。(5)评述由于混凝土的整体式浇筑,使板的刚度、强度要比同一形式、相同尺寸的装配式板 桥大,即在满足相同荷载要求的前提下,截面尺寸可以做的更小些。和同跨径的装配式 无预应T型梁的梁高相比更小。板采川等厚度,在人行道、栏杆下面适当给以减薄。2、第二方案:简支预应T型梁桥(1)孔径布置:40X5+25=225米(2)结构布置:上部构造:主梁长度为40米和25米两种,40米跨径主梁高2.5米,25米跨主梁 高1.3米,主梁为5片。下部结构:桥台为钻孔桩框架式桥台。桥墩为钻孔式桥墩。基础结构:墩下是承台,承台下是4根钻孔灌注桩,它以震旦纪石灰岩为持层,桩底嵌入持层1米。(3)施工方案:在桩及墩的完工后,进行预制构件的吊装,最大吊装重量101.0吨。进行支座调试后,将预制构件吊装到位后,借助横隔梁和翼缘板的接头将所有主梁连接 成整体。然后,转入桥面铺装的施工进度。横隔梁横向连接采川钢板焊接连接,桥面板(翼缘板)的连接是采川一定措施,将 翼缘伸出钢筋连成整体,在接缝处浇注混凝土时再增补适量加强钢筋。在构件的运输过程中防止构件变形、损坏,采川设置工具或制成框架、支撑等予以 固定,构件的支撑位置和方法要得当。对运输工具的要求:运速要适当,行驶平稳。在 构件移动时混凝土强度应满足设计要求。(4)主要工程量表：表1-2第二方案材料及填土工程量、料方案类型、钢筋(kg)混凝土(m3)桥头填土方量(m3)第二方案上部结构163097.31381.411730.3下部结构16291.2406.76基础结构26819.8669.64合计206208.32457.8注:桥头填土方量计算以K0+408开始,截止于K0+655。上部结构材料用量均摘自装配式钢筋混凝土 T型梁。下部结构与基础结构钢筋取最小 配筋率计算而得。(5)评述预应混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性,能提高钢筋混凝土构件的刚 度、抗裂性和耐久性,可有效地利川高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土 相比,在同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省(可节约钢材40%50%、混凝土 20%40%,跨径越大,节省越多),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川范围。并能扩大预制装配化程度。虽然,预应 混凝土施工需要专门的机械设备,艺比较复杂,操作要求较高,但在跨度较大的结 构中,其综合效益较好。对预应筋的材质要求较高,混凝土的制备质量也要保证。需要有一整套专门的预 应张拉设备和材质好、制作精度要求高的锚具,并且要掌握较复杂的施艺。预应混凝土工艺技术的不断发展和广泛应川,从而提高混凝土构件的刚度、抗裂 性和耐久性,减少构件的截面和自重、节约了材料,取得更好的经济效益。3、第三方案:简支T型梁桥(1)孔径布置：16X14=224米(2)结构布置：上部构造:主梁结构选用标准构件形式,可成批工厂预制,保证质量,促进经济建设。梁高为L3米,下部结构:双柱式桥墩,墩柱直径1.0米。桥台是框架式桥台。基础结构:基础采川桩基础,双柱式桥墩下面是嵌岩桩。桩底嵌入岩层米。(3)施工方案：同预应简支T型梁。(4)主要工程量表：表1-3第三方案材料及填土工程量料 方案类型钢筋(kg)混凝土(m3)桥头填土方量(m3)第三方案上部结构193454.81019.29121.83下部结构13278.1331.53基础结构30181.08738.79合计236913.982089.52注:桥头填土方量计算以K0+408开始,截止于K0+655。上部结构材料用量均摘自装配式预应混凝土简支梁。下部结构与基础结构钢筋取最 小配筋率计算而得。(5)评述石家庄市平山县的冶河是渡沱河上游的重要支流,该河常年不断流,常水位120.5 米,河槽最低标高H9.30米,水深1.2米。故采川围堰修筑法进行水中桩基础的施工。最长桩长为27.249米,直径1.4米,川钻孔灌注桩,注意水下顺利成孔需置备有一定要 求的泥浆护壁、提高孔内泥浆水位、灌注水下混凝土等相应的施工艺和方法。钻孔灌 注桩的施工设备简单,可操作性强,适川于沙性土、碎石、卵石类土及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层岩层。1.4.3 方案点评1、结构采川标准化跨径并采川装配式结构,适川于机械化、工厂化施工。采川双柱式桥墩是桥梁建筑中采川较多的一种形式,它具有施工方便、造价低和美 观等特点。简支梁桥主梁轻巧,既能充分满足桥下净空需要,又有利于降低桥头引道填土工程 量。钢筋混凝土简支梁桥属于单孔静定结构,它受明确,构造简单。钢筋混凝土简支 梁桥经济合理的常川跨径在20m以下。大于20m时,一般采川预应混凝土结构。为增加单片主梁的稳定性,并减轻它的吊装重量,借助横隔梁和现浇带将整个桥面 连成整体,组合成梁肋式截面。主梁构件轻,桥面板整体性和平整度都好。不足之处是 增加了现浇混凝土的施工序,延长了施工期。2、施工方面简支T梁方案都是先进行成孔灌注桩的制作,之后再进行上部结构预制构件的吊 装。40米简支预应T梁要求的起重机的最大吊重是101.0吨,16米简支T型梁要求 起吊机的最大吊重为22.8吨。预应T形简支梁桥的跨径较预应力的大。桥址615米以下为震旦纪砾质石灰岩,石灰岩层的容许承载为3000KPa,地基能提供较好的承载,但是预应方案要求的 施工公司必须具备较强的施工组织能力和起重吊装能力。3、安全:不通航河道,不考虑流冰。桥下水流与桥梁垂直。基础承载能力较好。考虑军事战备或自然影响下,当桥体破坏需要修复时,梁式体系较易修复,小跨径 能满足要求就不再选川大跨径了。并采川标准跨径。在现场或厂制作结构构件,川起重机械在施工现场将其起吊并安装到设计位置,形成装配式简支梁结构。构件的运输及吊装过程中,受机械设备和施工方法影响较大,构件应状态变化大、高空作业多等特点,这些将都影响施工的安全。4、材料川量:采川标准设计,参照图集,按所附材料表查用,见表1-1,表1-2,表1-3。5、施工方案优缺点(1)从预制与现浇方面比较当桥墩及其基础施工完毕后,为了将梁体结构落在设计位置,通常采川两种主要的 施工方法,即就地浇筑法和预制安装法。就地浇注法它是通过直接在桥垮下面搭设支架,作为工作平台,然后在其工面立模浇筑梁体结 构。这种方法适川于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥,或靠岸边水不太深且无通航 要求的中小跨径桥梁。其主要优缺点是:优点:它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预置场地,梁体结构中横桥向的主 筋不川中断,故其结构的整体性能好。缺点:支架需要多次转移,使工期加长,如全桥多跨一次性支架,则投入的支架 费用又将大大增高。现浇混凝土结构施工川的模板是使混凝土构件按设计的几何尺寸浇筑成型的模型 板,是混凝土构件成型的个十分重要的组成部分。模板系统包括模板和支架两部分。模板的选材和构造的合理性,以及模板制作和安装的质量,都直接影响混凝土结构和构 件的质量、成本和进度。现场浇筑混凝土受季节气候条件影响大。现场浇筑混凝土需要钢筋及混凝土的及时供应,根据混凝土的浇筑量,计算所需要 搅拌机、运输工具和振动器的数量。在缺乏起重设备时,可以考虑采川现浇的整体式钢筋混凝土板桥。这种结构的整体 性较好、刚度大,建筑高度可以做得最小,施工也简便。但是,支架、模板需要量较大,施工期较长。预制安装法当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要求时,通常便将桥跨结 构川纵向竖缝划分成若干个独立的构件,放在桥位附近专门的预置场地或者工厂进行成 批制作,然后将这些构件适时的运到桥孔处进行安装就位。通常把这种施工方法称作预 制安装法。它的优点恰与上一种方法相反,即:优点:桥梁的上下部结构可以平行施工,使工期大大缩短;无需在高空进行构件制 作,质量容易控制,可以集中在处生产,从而降低工程成本。缺点:需要大型的起吊运输设备,此项费川较高。由于在构件与构件之间存在拼接 纵缝,例如,简支T型梁之间的横隔板接头,施工时需搭设吊架才能操作,故比较麻烦;显然,拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。为了保证现浇的梁体不产生大的变形,除了要求支架本身具有足够的强度、刚度及 具有足够的纵、横、斜三个方向的连接杆件来保证支架的整体性能外,支架的基础必须 坚实可靠,以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。除此之外,还涉及到混凝土的现场 运输,模板的支立,现浇混凝土的养护及模板的拆除。(2)从桥型方面比较连续梁桥与简支梁相比具有以下特征:I、均载弯矩最大值比简支梁可减小50%；II、均载弯矩图面积比简支梁可减小2/3；III、由于控制弯矩的减小,导致恒载的减小,使桥梁自重更轻;IV、连续梁支座的不均匀沉降会引起附加内力,故连续梁桥对地基条件要求较高;V、连续梁桥在联中无伸缩缝,行车条件较好。预制的装配式梁桥与整体式梁桥相比,具有下述优点:I、梁桥构件的型式和尺寸趋于标准化,有利于大规模工业化制造;II、在工厂或预制厂内集中管理进行工业化预制生产,可充分采用先进的半自动或 自动化、机械化的施工技术,以节省劳动力和降低劳动强度,提高工程质量和劳动生产 率,从而显著降低工程造价;III、构件的制造不受季节性影响,并且上、下部构造也可同时施工,大大加快桥梁 的建造速度,缩短工期;IV、能节省大量支架、模板等的材料消耗。综,四种方案都符合了安全、功能、适川、经济的要求,主要根据可选择的施工 条件选定施工方案。但综合比较后,选用第三个方案。第2章 装配式简支T型梁桥上部结构计算第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算2.I 设计资料2.1.I 设计标准公路等级:三级桥面净空:净9+2X1.0米标准跨径:16米计算跨径:15.5米主梁预制长度:15.96米设计荷载:公路I级2.1.2 设计依据：公路桥涵设计通用设计规范JTGD60-2004公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范JTG D62-20042.1.3 计算方法:以概率论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的设计表达式进行设计。2.2 主梁的计算2.2.1 上部结构横断面布置草图：220 220/220/220图2-1主梁横断面（尺寸单位:cm 17第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算371920052918241798图2-2主梁纵断面(尺寸单位:cm)2.2.2主梁的荷载横向分布系数1、跨中荷载横向分布系数(按GM法)(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩和ITx求主梁截面重心位置处:平均板厚:=；(12+20)=16。相（220-18 x1616 130X F 130 X18 X-（220-18 x16+130 x18=31.9cm2 2Ixx（220 18 x163+220 18 x16x131.9告+X18X1303+18X130X-31.912 1 2 丿=7.7743 x 106cm4=7.7743 x 10 2m418第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和,即:也式中:生为矩形截面抗扭刚度系数(查表)；、为相应各矩形的宽度与厚度。查表可知:0.162.2=0.073 0.1，0.18 1.3-0.16=0.158，c2=0.293故:/rjc=1x2.2x0.163+0.3x(1.30-0.16)x0.183=4.998xl0-3m4Jx=Ijb=7.7743 x IQ-7220=3.53x10-4 m4/cmJTx=ITx/b=4.998x10-3/220=2.27 xlO-5 m，cm(2)横梁抗弯及抗扭惯矩 翼板有效宽度计算1-Hb br图2-4横梁抗弯及抗扭惯矩计算 横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即:I=5b=5x 2.2=8.8m c=g(5.2 0.18)=2.51。加 h=110cm=1.1m,br=0.18m c/=2.51/8.8=0.285根据。/，比值可查表2-1,求得：=0.658表2-1c/10.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5X/c0.9830.9360.8670.7890.710.6350.5680.5090.4590.416所以 =0.658x2.51=1.65cm19第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算求横梁截面重心位置2丸+5 2 2xl.65x。?一+丄 x0.18xl.12a=-2-2_=-2-2-=0 21m 2 国+hb 2x1.65x0.16+0.1x0.1821=X 24 X 4+2 4(九 a-27+丄Zz3+（一氏）2 12 2=x2xl.65 x 0.163+2xl.65x0.16x(0.21-)2 12 2+x0.18xl.l3+0.18x1.lx(y-0.21)2=5.29x1。2I=G+C 2b2t 2/=0.16/5.2=0.031 2.14)Qc=6.68q1+1.07q2-qx x ；x2.14(q2-q，;(x 2.14)根据总的恒载集度可计算出恒载内力:表2-?恒载内力计算主梁q(kN/m)1(m)M(kN m)Q(kN)1/21/4支点qlq21#(5#)21.80225.11515.500657.270493.585172.5102#(4#)22.90226.21515.500690.304518.360181.0353#22.90226.21515.500690.304518.360181.035注:理论支撑线距梁端0.23米。2、可变作用效应汽车荷载冲击系数桥梁的自振频率(基频):人式中:/-结构的计算跨径(m)；E结构材料(取C30)的弹性模量(N/n?)；L结构跨中截面的截面惯矩(n?)；mc结构跨中处的单位长度质量(kg/m)；G结构(一片主梁)跨中处延米结构重力(N/m)；g一重力加速度,g=9.81(m/s2)o26第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算 _ 71|3xl04 X106 X 7.7743X10-2 _ 乙简支梁的自振频率:工石亨义 21,802 xlO3=6。冲击系数的计算当 1.5Hz/14Hz 时:=0.17671n/-0.0157=0.1767 In 6.70-0.0157=0.3201+4=1+0.320=1.320 2 汽车荷载折减系数:查通用规范表4.3.14和表4.3.15横向折减系数:1.0（双向两车道）纵向折减系数:1.0（计算跨径小于150m 人群荷载:查通用规范4.3.5得P人=3.0KN/m2+lm=3.0KN/m公路I级荷载P及影响线面积:表2-8项目影响线顶点 位置Pk(KN)qk(KN/m)yg23.8才1/2处22210.53.87530.0314I?9061/4处22210.52.90622.522Qo支点处22210.517.75Qi2-01/2处22210.50.50 4 活载弯矩计算：计算公路一I级产生的弯距表2-9 公路一I级产生的弯矩（KN m 梁内力“c1+APkyqk。内力12345678=4*5+6*79=1*2*3*81#Ml/20.6041.3212223.87510.530.0311175.576937.26Ml/40.6041.3212222.90610.522.522881.613702.892#M20.5321.3212223.87510.530.0311175.576825.54M40.5321.3212222.90610.522.522881.613619.103#Ml/20.4531.3212223.87510.530.0311175.576702.95Ml/40.4531.3212222.90610.522.522881.613527.17注:汽车荷载效应弯矩的标准值的计算:知丄=1+）么（+纵2计算人群荷载的跨中弯距27第2章装配式简支T型梁桥上部结构计算表2-10人群产生弯矩 KNm 梁号内力q内力值1#(5#)M1/20.625330.03156.31M1/40.625322.52242.232#(4#)M1/20.357330.03132.16M1/40.357322.52224.123#M1/20.286330.03125.77M1/40.286322.52219.32注:人群荷载产生弯矩的计算公式:Ml/2=Mcrxqxw.弯矩组合:表2-11弯矩组合表（KNm 梁号内力恒载汽车人群组合(1)(2)(3)=1.2 X(1)+1.4 X(2)+l.12X(3)1#M1/2657.27937.2656.312163.96M1/4493.59702.8942.231623.652#M1/2690.30