设计描述：

文档包括:
Word版说明书一份，75页，约15000字
CAD版本图纸，共9张

本科生毕业设计（论文）任务书
学部 土木工程部 学生姓名  专业班级 08交通1班
设计（论文）题目 白潭沟桥梁设计
主要研
究目标 摘选出一套合适的桥梁设计方案，绘出桥梁构造图。利用预应力混凝土构造使得白潭沟桥梁设计主梁吊装重量小，花费费用少，承受的极限荷载较大。
主要研
究内容 （1）、设计方案比选，结构布置及尺寸拟定（2）、主梁、横隔梁内力计算          
（3）、预应力钢束估算及布置            （4）、主梁截面几何特性计算 
（5）、预应力损失计算                 （6）、持久状况应力验算、短暂状况应力验算
（7）、主梁截面强度验算               （8）、锚固区局部承压计算
（9）、主梁变形计算                   （10）、桥台计算
（11）、桥梁墩柱计算                  （12）、钻孔灌注桩计算
（13）、绘制设计图
研究方法 概率极限状态设计法
说明书（论文）的要求 （1）要在充分、全面了解所选设计题目，较完整地写出文献综述的基础上，撰写毕业设计方案。
（2）撰写毕业设计方案，要考虑到本单位或相关单位的实际条件及所能达到的研究水平，使自己的设计过程具有一定的可行性，使研究过程能够顺利进行。
（3）撰写实验设计方案要有一定的系统性、全面性、完整性及连贯性。
（4）毕业设计方案应尽量简单、明了、科学，其研究方法在本学科领域具有一定的先进性。
图纸的
要求 3号图纸打印
主要参
考文献 [1] 易山火.在桥梁建设中先张法预应力砼空心板梁的应用[J].中国科技信息,2005.
 [2] 交通部．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62－2004）．北京：人民交通出版社，2004.
[3] 王慧东．桥梁墩台与基础工程[M]．北京：中国铁道出版社，2005．

摘　要
白潭沟桥，位于鄂陵县陶城乡东南部，地貌单元为淮河冲积平原区，桥位区周边地势平坦，沟谷与桥梁近直交。
水文地质条件良好，所跨越河流内积水最宽约36m,深约1.5m，河水清澈，水质较好，环境水对混凝土无侵蚀性。土层无不良地质现象，地基土层位稳定且分布广泛，无软弱土层。本地区地震设防烈度为6度，基本地震加速为0.5g，区域稳定性好。
桥梁采用预应力混凝土空心板，并列分离双幅布置，左、右幅桥等长，上部结构：预制空心板采用40号混凝土；现浇铰缝采用30号细骨料混凝土；桥面铺装采用30号沥青混凝土，栏杆及人行道板采用25号混凝土。跨径18m,桥面净空为7+2 1.0m，主梁梁高为0.5m，梁长17.96m, 下部结构：盖梁、墩柱、均采用25号混凝土；桩基采用20号混凝土。
在设计中需完成的设计内容：
（1）、设计方案比选，结构布置及尺寸拟定
（2）、主梁、横隔梁内力计算          
（3）、预应力钢束估算及布置
（4）、主梁截面几何特性计算 
（5）、预应力损失计算
（6）、持久状况应力验算、短暂状况应力验算
（7）、主梁截面强度验算              
（8）、锚固区局部承压计算
（9）、主梁变形计算         
（10）、桥台计算
（11）、桥梁墩柱计算                 
（12）、钻孔灌注桩计算
（13）、绘制设计图

关键词：预应力；后张法；锚固；钻孔灌浆桩；荷载
 
Abstract
White Lake Ditch Bridge, located in Hubei Lingxian Tao urban and rural south-east, features modules for the Huaihe River Alluvial Plain. Bridge DC surrounding smooth terrain, ravines and bridges nearly orthogonal.
Hydrogeologic conditions are very good, across the river water within the width of 36 m and depth of about 1.5 m, the water is clear and the water quality is better environmental water on the concrete without erosion. Soil no adverse geological phenomena, the foundation soil-stability and widely distributed, and no soft soil. The seismic design intensity of 6 degrees, the basic seismic acceleration of 0.5 g, regional stability.
 The proposed bridge using prestressed concrete hollow plate bridge using two parallel separation rate settings, the left and right sites located long, Superstructure : using precast hollow slab of concrete 40; Hinge joints using cast-in-place on the 30th fine aggregate concrete; Deck Paving used on the 30th of asphalt concrete, railings and sidewalks plate used on the 25th of concrete. 18 m span, bridge clearance of 7+2 1.0m, the main high as 0.5m Liang Liang, Liang long 17.96m, Substructure : covered beams, columns, adopted on the 25th concrete; Piles of concrete used on the 20th.
In the design of the required to complete the design content:
(1). the design scheme is selected, the structure arrangement and size drawn up
(2). girders, and the internal force calculation every beam
(3). prestressing tendons estimate and layout
(4). girders section geometry calculation
(5). prestress loss calculation
(6). lasting status stress checking and short stress checking in
(7). girders section strength check
(8). the anchorage zone of local pressure calculation
(9). girders deformation calculation
(10). calculated the abutment
(11). bridge pier column calculation
(12). bored piles calculation
(13). draw design

Keywords: Prestressed; This method; Anchor; Drill-hole grouting pile; load
 
目　录
摘　要
ABSTRACT
1 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2发展概况 2
1.3存在问题 2
1.4设计指导思想 2
2 方案论证 3
2.1设计资料 3
2.2方案比选 3
2.3方案 4
3 上部结构设计 5
3.1设计资料 5
3.2构造型式及尺寸选定： 5
3.3截面几何特性计算： 6
3.4内力计算： 7
3.5预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置 16
3.6换算截面几何特性计算 19
3.7空心板强度计算 20
3.8预应力损失计算 25
3.9短暂状况应力验算 27
3.10持久状况应力验算 28
3.11正常使用极限状态计算 30
3.12变形计算 34
3.13行车道板计算 36
3.14支座计算 38
4 下部结构计算 41
4.1基本设计资料 41
4.2盖梁的计算 42
4.3斜截面抗剪承载力验算 55
4.4墩柱的内力及配筋计算： 57
4.5钻孔灌注桩计算： 62
结　论 72
参考文献
致　谢　

1 绪论
1.1课题背景
一．课题来源
教师假拟。
二．目的和意义
预应力混凝土空心板在国外20世纪30年代已出现，并使用到工程中，近年来已经达到了一个较高的技术水平，最大跨径达到20米。
部分预应力混凝土下部结构的设计包括桥梁双柱式桥墩和墙式框架桥台及桩基础的设计。这种形式的墩台和基础都是目前桥梁设计中广泛应用的。当前，各个国家的桥梁建设都在迅速的发展，这种发展和进步体现在桥梁下部结构上即是墩台向轻型化、合理化发展。现今的墩台设计在安全的基础上更加注重墩台的纤细、美观和空透性，更加注重增加墩台的艺术处理的构思，墩台的设计在满足安全要求的条件下更加注重把结构上的轻巧合理和艺术造型上的美观统一起来。 双柱式桥墩和墙式框架桥台因具有这些特点而得到了广泛的应用，这种墩台既能适应城市宽广桥面而又具有较高审美价值，而且具有节省空间的优点。钻孔灌注桩基础是目前桥梁界广泛应用的一种基础形式，这种基础形式解决了桥下深水施工的问题，把水下作业改为水上施工，其技术优越性非常突出，为目前桥梁界广泛采用的基础形式。
预应力混凝土桥的双柱式桥墩和墙式框架桥台及桩基础由于具有以上的优点,因而得到了广泛的应用，因此，对其进行设计和研究仍是非常有现实意义的。
三．解决的主要问题及技术要求
需要解决的主要问题：
(1) 荷载横向分布系数计算   (2) 纵向受拉钢筋弯起位置的确定
(3) 预应力损失计算         (4) 轴向容许承载力
技术要求：
(1)支座处的荷载横向分布系数用杠杆原理法求解，跨中荷载横向分布系数用铰接法确定。
(2) 通过梁斜截面抗剪设计初步确定,同时应满足截面的正截面和斜截面抗弯承载力要求,采用梁抵抗弯矩图应覆盖计算包络图的原则来解决。
(3) 预应力损失：预应力钢筋与管道壁间的摩擦引起的预应力损失；锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失；分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；混凝土收缩、徐变引起的预应力损失等等。
(4) 钻孔灌注桩的单桩轴向受压容许承载力为： 。
1.2发展概况
预应力混凝土空心板是在非预应力混凝土空心板基础上发展起来的，在中小跨径公路桥涵中广泛使用预应力空心板这种形式的简支桥梁在实际工程中应用较为广泛。
20世纪中叶以后，大跨径桥梁都普遍运用仿真模拟技术、实验技术进行结构安全试验、检测；钢筋混凝土、预应力混凝土、高强钢材、复合材料等建桥材料向轻质高强方向发展，进入20世纪90年代，交通部出版了预应力空心板标准图，预应力空心板已形成标准化设计，其理论设计及施工方法越来越成熟与完善。目前，预应力混凝土空心板的设计都采用有限元、有限条等方法使用应用软件进行设计，同时,一些复杂的力学分析,诸如温度、徐变收缩、剪滞效应、非线性、抗震等棘手的问题,可以通过电算来求出较为符合实际的结果。
1.3存在问题
桩柱式桥墩的使用跨径和墩身高度有限制，一般跨径不大于30米，墩身高度不大于10米；墙式框架桥台必须使用双排基桩；钻孔灌注桩当施工水位太深、流速较大以及对淤泥及可能发生流沙或有承压水的地基在施工时比较困难。
1.4设计指导思想
概率极限状态设计法。  
 
2 方案论证
2.1设计资料
一．桥面跨径及桥宽
标准跨径： ,计算跨径： ；
桥面净空:净 ；
水文地质资料：冲刷深度最大冲刷线为河床线下2.8m处；地质条件软塑粘性土；按无横桥向的水平力（漂流物，冲击力，水流压力等）计算；材料盖梁主筋采用Ⅱ级钢筋，其它均用Ⅰ级钢筋； 混凝土盖梁用C25，系梁以及钻孔灌注桩用C20
二．设计荷载
上部结构：
设计荷载：公路—Ⅱ级，人群 ；
下部结构：
设计荷载：公路 —Ⅱ级，人群 ；
三．材料及工艺
上部结构：
材料：非预应力钢筋采用热扎Ⅰ级和Ⅱ级钢筋；空心板块为40号混凝土；铰缝为30号细骨料混凝土；桥面铺装采用30号沥青混凝土；栏杆及人行道板采用25号混凝土。
下部结构：
材料：盖梁主筋采用Ⅱ级钢筋，其它均用Ⅰ级钢筋； 混凝土盖梁用C25，系梁以及钻孔灌注桩用C20
四．设计依据：
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）
2.2方案比选
方案一：
（1）主梁间距与主梁片数
桥面净宽选用9片主梁，预制时边主梁宽0.8m,中主梁宽1m,主梁之间留0.46m后浇段。
（2）主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常在1/15—1/25，考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约为1/17—1/19，由此，主梁高度取1m。
（3）桥面铺装
桥面铺装采用8 厘米厚30号防水钢筋砼及9 厘米厚沥青砼面层。
（4）基础设置
采用双柱式桥墩、墙式框架桥台，配合使用桩基础。
方案二：
（1）主梁间距与主梁片数
桥面净宽选用6片主梁，预制时边主梁宽1.2m,中主梁宽1.5m,主梁之间留0.46m后浇段。
（2）主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常在1/15—1/25，考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约为1/17—1/19，由此，主梁高度取1m。
（3）桥面铺装
桥面铺装采用8 厘米厚30号防水钢筋砼及9 厘米厚沥青砼面层。
（4）基础设置
采用重力式桥墩，重力式桥台，并配合使用刚性扩大基础。
2.3方案
由于方案二中主梁吊装重量大，结构布置不如方案一合理，因此选用方案一。
 
3 上部结构设计
3.1设计资料
一．跨径：标准跨径 ,计算跨径
二．桥面净空：净
三．设计荷载：公路—Ⅱ级，人群  
四．材料：非预应力钢筋采用热扎Ⅰ级和Ⅱ级钢筋；空心板块为40号混凝土；铰缝为30号细骨料混凝土；桥面铺装采用30号沥青混凝土；栏杆及人行道板采用25号混凝土。
五．上部采用非预应力混凝土空心板桥。
六．设计依据及参考书。
3.2构造型式及尺寸选定：
示例取桥面净宽为净 ,全桥采用9块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽98cm，非预应力钢筋采用热扎Ⅰ级和Ⅱ级级粗钢筋，沿跨长直线配筋。全桥空心板横断面布置如图1，每块空心板截面及构造尺寸见下图2