1、摘 要 该桥位于某二级公路，规划河道宽度39m，设计桥梁与河道正交，双向两车道，两侧安全带各宽1,0m，采用装配式钢筋混凝土T形简支梁桥，汽车荷载采用II级，主梁截面强度验算时计入8cm的铺装参与计算，简支梁标准跨径13m，共分3跨。设计中用到所学的各类知识，在设计中得到综合运用，通过不断的查阅资料，整理计算，思考，计算出各个部分。在设计过程中遇到的一些问题，通过查阅资料，询问指导老师，解决了遇到的各种困难。设计遵循符合设计要求，研究内容有学术和实用价值，论述充分翔实，逻辑性强，能反映出运用所学知识分析问题，解决问题的能力，论文语句通顺，条理清晰，论证严密深刻，结构严谨，行文规范，并且在规定时
2、间内做出。包括上部结构布置，主梁内力计算，承载能力极限状态下主梁配筋计算、正常使用极限状态下裂缝宽度及挠度验算，行车道板计算，横梁计算，支座计算和下部结构计算。设计中用到了工具，通过这次设计也让我熟练的应用CAD,WORD，等软件。本次设计全部全部按照相应的规范编写，平面图为手绘图，其余图均为电脑出图。关键词：简支梁桥，截面特性，承载力复核，构件抗裂变形验算，下部结构，承载力验算ABSTRACTAbstract In this design， is mainly the zaozhuangshi zechengqu design， the length of this road which w
3、e design is 850m， the design of the speed and didnt set up the central of separation strip.Has carried on the analysis to the volume of traffic， search corresponding technical specifications， highway to determine the levels of need and the design of the parameters . Carries on the route selection in
4、 the horizontal plan， then carried on the plane geometric design to the path route. This route has two sections of curves establishments transition curve and super elevation. There are ten vertical curves in this Profile Design. And also meet various requirements of vertical surface linear combinati
5、on design.Has determined the cross section composition and various elements in Cross section design and draws up the cross section chart. The roadbed design of basic content is determining roadbed side slope form and slope. In the design of retaining walls is to meet a variety of recalculations Stab
6、ility. Pavement Design elements include road type and structure design. ， also discussed some of the content of the forms and drawings. This design not only to understand the various road-building steps， but also skilled in the use of AutoCADKEY WORDS：prestress，comparation of different schemes，the d
7、esign of the structure，construction method目 录前 言1第1章 设计资料与结构布置31.1设计资料31.1.1桥面跨径及桥宽31.1.2设计荷载31.1.3材料初步选定31.1.4设计依据31.2结构布置41.2.1主梁高41.2.2主梁间距41.2.3主梁梁肋宽41.2.4翼缘板尺寸41.2.5横隔梁41.2.6桥面铺装41.2.7说明5第2章 主梁截面几何特性计算6第3章 主梁计算73.1横向分布系数计算73.1.1跨中的荷载横向分布系数73.1.2支点处的荷载横向分布系数123.1.3横向分布系数汇总133.2主梁内力计算133.2.1恒载内力计
8、算133.2.2活载内力计算143.2.3主梁内力组合243.3主梁的正截面设计243.3.1T形梁类型确定253.3.2正截面配筋计算263.4梁的斜截面设计273.4.1计算各截面的有效高度273.4.2核算梁的截面尺寸283.4.3分析梁内是否需要配置剪力钢筋283.4.4确定计算剪力283.4.5配置弯起钢筋293.4.6检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求323.4.7配置箍筋353.5正截面应力验算363.5.1确定受压区高度363.5.2求开裂截面换算截面的惯性矩373.5.3正截面应力验算373.6主梁的裂缝宽度验算373.7主梁的变形验算383.7.1计算截面的几何特性3
9、83.7.2计算构件的刚度B393.7.3作用短期效应作用下跨中截面挠度40第4章 行车道板的计算414.1行车道板的计算图式414.2行车道板的计算414.2.1悬臂板的内力计算414.2.2主梁肋间板的内力计算42第5章 横隔梁的计算455.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载455.2绘制中横隔梁的内力影响线455.2.1绘制弯矩影响线465.3截面内力计算475.4内力组合475.4.1承载能力极限状态475.4.2正常能力极限状态48第6章 支座计算496.1确定支座的平面尺寸496.2确定支座高度496.3支座偏转情况验算516.4板式橡胶支座抗滑稳定性验算52第7章 下部结构计算54
10、7.1设计资料547.1.1设计标准及上部构造547.1.2水文地质条件547.1.3材料547.2盖梁设计计算557.2.1盖梁荷载计算557.2.2内力计算607.2.3截面配筋设计与承载力校核647.3桥墩墩柱设计687.3.1荷载计算687.3.2截面配筋计算及应力验算717.4钻孔桩计算737.4.1荷载计算737.4.2桩长计算747.4.3桩的内力计算m法757.4.4桩身截面配筋与承载力验算757.4.5墩顶纵向水平位移验算76致 谢77参考文献7872前 言 在整个设计过程中分三个阶段，第一阶段，设计准备阶段。该阶段搜集桥梁设计技术规范，设计指导书，熟悉阅读了指导书上相关范例
11、。搜集设计所需的相关计算公式及系数。第二阶段，设计实施阶段，通过桥梁方案比选，桥梁结构及应力计算后。确定了桥梁整体 结构及横纵断面布置。最后完成结构验算。第三阶段，设计总结。通过本次设计，加深了桥梁相关知识。熟悉桥梁在设计及施工过程中相关流程。本设计是针对枣庄市泽城区某板桥进行的，本设计共分4章，第1章是设计资料及构造布置，分别对设计流量、桥孔长度、桥面标高进行了计算。根据水文计算和规范规定拟定桥梁构造及内力计算和组合阶段。对各种情况引起的损失分别计算说明。第2章对主梁截面、主梁端部的承压、预拱度设置进行了验算。第3章对支座的尺寸的确定及稳定性的复核。第4章进行了下部结构计算，主要是对墩柱的尺
12、寸的确定，及钻孔桩的确定，同时对下部承载力的复核。根据设计任务书本设计还对桥梁的总体布置图、配筋图及一些附属设施图进行了绘制。 对本人在 今后的工作和学习都有很大帮助。但是还存在一些问题，如对规范理解不够彻底。应用计算不够熟练等，这些都是我要努力的方向第1章 设计资料与结构布置1.1设计资料1.1.1桥面跨径及桥宽1.标准跨径：该桥位于某二级公路，规划河道宽度36m，设计桥梁与河道正交，双向两车道，两侧人行道各宽1.0m，确定采用标准跨径为13m的装配式钢筋混凝土简支T形梁桥。2.主梁全长：根据当地的温度统计资料，并参照以往设计经验，确定伸缩缝采用4cm，则预制梁体长12.96m。3.计算跨径
13、：根据梁式桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为19.5m。4.桥面宽度：根据一次典型交通量的抽查结果，确定该桥的桥面横向布置为净7m（行车道）+21.0m（人行道）1.1.2.设计荷载根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为：汽车荷载：公路II级车道荷载；人群荷载：3.0kN/m。1.1.3.材料初步选定1.钢筋：主筋采用焊接钢筋HRB335钢筋，箍筋采用R235钢筋。2.混凝土：混凝土采用C30。3.支座：板式橡胶支座。1.1.4.设计依据1.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）1.2结构布置1.2.1
14、主梁高：以往的经济分析表明，钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大约在1/111/16之间，根据跨度大者取较小比值的原则，本桥取1/16，则梁高应为0.9-1.0m（标准跨径为13m），实际的设计按1.0m取。1.2.2主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选在1.52.2之间，本桥选用1.5m。1.2.3主梁梁肋宽：为保证主梁的抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度取在1518cm，鉴于本桥的跨度为13m，纵向钢筋数量较多，按较大值取为18cm。1.2.4翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，主梁间距确定后，翼缘板的宽度即可得到为1.2m。因为翼缘板同时又是桥
15、面板，根据其受力特点，一般设计成变厚度：与腹板交接处较厚，通常取不小于主梁梁高的1/10，即为1.3/10=0.13m，本设计取为0.14cm；翼缘板的悬臂端部可以薄些，本设计取为10cm。1.2.5横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，本桥除在支座处设置端横隔梁外，在跨间等间距布置三根中横隔梁，间距44.85m（连同端横隔梁在内），梁高一般取为梁高的3/4左右（即0.975m，在靠近腹板处横隔梁底缘到主梁梁顶的距离为1.00m）；厚度通常取在1216cm，本设计横隔梁取为12cm。1.2.6桥面铺装：沥青混凝土铺装5cm，混凝土铺装10cm，主梁截面强度验算时计入8cm的铺装参与受力。说明：本设计
16、如无特别说明，除钢筋直径单位为mm，其余尺寸单位均为cm。第2章 主梁截面几何特性计算本设计采用分块面积法，计算公式如下：毛截面面积： 各分块面积对上缘的静矩： 毛截面重心至梁顶的距离： 毛截面惯性矩计算公式： 式中：分块面积； 分块面积的重心至梁顶边的距离； 各分块对上缘的面积矩； 各分块对上缘的面积矩； 分块面积对其自身重心轴的惯性矩。2.1预制梁的截面几何特性预制主梁的截面几何特性翼板的换算平均高度： cm面积： cm对上翼缘面积矩：cm重心至截面上缘的距离： cm对截面形心惯性矩： cm2.2成桥阶段主梁的截面几何特性2.2.1面积： cm2.2.2对上翼缘面积矩： cm2.2.3重心
17、至截面上缘的距离： cm2.2.4对截面形心惯性矩： cm第3章 主梁计算3.1横向分布系数的计算1. 跨中的荷载横向分布系数3-1 横隔梁截面图鉴于主梁之间的横向连接刚度较大，本设计采用比拟正交异性板法（图表法）计算。3.1.1计算几何特性主梁抗弯惯矩： cm主梁的比拟单宽抗弯惯矩：cm/cm横隔梁抗弯惯矩：由于横隔梁截面有变化，故取平均值来确定翼板有效宽度，横隔梁的长度取两根边主梁的轴线距离，即：cm查表3-1表3-1 矩形截面抗扭刚度系数得： cm横隔梁截面重心位置（翼缘板平均厚度按保守取11计算）：cm故横隔梁抗弯惯矩为： cm所以，横隔梁比拟单宽抗弯惯矩为：cm/cm主梁和横隔梁的抗
18、扭惯矩：对于T形梁，翼板处为湿接，且有横隔梁连接，故按刚性连接计算，具体计算过程如下：对于主梁梁肋： 查cm对于横隔梁的梁肋： 查cmcm/cm3.1.2计算抗弯参数与扭弯参数所以3.1.3计算主梁横向影响线坐标已知，查GM图表可得到、，如表3-2所示：表3-2 计算主梁横向影响线坐标梁位荷载位置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.720.850.991.061.271.160.990.850.738.00B/41.051.141.271.101.150.940.760.600.507.94B/21.501.531.501.101.000.760.580.450.3
19、68.013B/42.111.911.551.090.850.610.450.330.278,04B2.722,111.531.080.730.500.370.260.208.0400.00.391.021.131.841.661.020.390.07.98B/40.801.231.541.291.481.060.600.12-0.347,92B/22.072.041.951.401.040.600.18-0.18-0.507.973B/44.02.972.061.470.550.14-0.19-0.40-0.628.05B6.103.902.061.590.0-0.35-0.50-0,60-
20、0,558.01注：校核栏按公式进行计算用内插法求实际梁位处的与值，实际梁位与表列梁位的关系见下图因此，对于1号梁：对于3号梁：对于2号梁：=（这里是指表列梁位在0点的值）15号梁横向影响线坐标值计算见表3表3-3 坐标值计算梁号算式荷载位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B12,3131.9771.5431.1170.810.5730.4230.3070.2474.73,282.0601.060.367-0,02-0.29-0.47-0.597-2.387-1.303-0.5170.0570.4430.5960.7160.8370.844-0.547-0.298-0.11
21、80.0130.1010.1360.1640.1920.1934,1532.9821.9421.0730.4680.113-0.13-0.275-0.4040.4610.3310.2160.1190.0520.013-0.01-0.031-0.04520,730.850.991.161.271.160.990.850.730.00.391.021.661.841.661.020.390.00.730.46-0.03-0,50-0.57-0,50-0.030.460.730.1670.105-0.007-0.115-0.131-0.115-0.010.1050.1670.1670.4951.01
22、31.5451,7091.5451.0130.4950.1670.1670.0550.1330.1720.190.1720.1330.1550.16731.1571.2731.3631.3471.110.8670.6830.5170.4231.0671.511.7131.661.360.860.460.03-0.4530.09-0.273-0.35-0.313-0.250.0070.2330.4870.8760.021-0.063-0,08-0.072-0.0570.0020.0510.1120.2011.0881.4471.6331,5881,3030.8620.5110.142-0.252
23、0.1210.1610.1810,1760,1450.0960.0570.016-0.028注：。3.1.4计算各梁的荷载横向分布系数在影响线上按横向最不利位置布置荷载后，就可以按相应的影响线坐标值求得主梁的荷载横向分布系数。首先绘制横向影响线图，具体尺寸见下图：3-2 比拟板法计算荷载横向分布系数对于1号梁：汽车荷载：按三列布置，汽车左侧布置在距左侧缘石0.5m处人群荷载：对于2号梁：汽车荷载：按四列布载人群荷载：对于3号梁：汽车荷载：按四列布载人群荷载：3.2支点处的荷载横向分布系数采用杠杆原理法计算，绘制横向影响线图，在横向按最不利荷载布置，如下图所示3-3 杠杆原理法计算荷载横向分布系
24、数（1）对于1号梁：（2）对于2号梁：0（影响线为负，故不布载）（3）对于3号梁：03.3横向分布系数汇总（表3-4）表3-4 荷载横向分布系数荷载类别123汽车荷载0.2550.3340.2720.5000.2810.5人群0.3161.00.100.1103.4主梁内力计算3.4.1恒载内力计算（1）恒载集度主梁：kN/m横隔梁：对于边主梁kN/m对于中主梁kN/m桥面铺装层kN/m栏杆和人行道kN/m作用于边主梁的全部恒载为kN/m作用于中主梁的恒载为kN/m（2）荷载内力计算边主梁距离支座为的横截面的弯矩和剪力：各计算截面的剪力和弯矩值列于表3-5内表3-5 边主梁的恒载内力 内力截面
25、位置剪力/kN弯矩/kNm 3.4.2活载内力计算采用直接加载求汽车荷载内力及人群荷载内力，计算公式为：式中 所求截面的弯矩或剪力； 汽车荷载的冲击系数；多车道桥涵的汽车荷载折减系数，1.00； 、汽车和人群的跨中荷载横向分布系数；集中荷载作用处的横向分布系数； 、车道荷载中的均布荷载及人群荷载；车道荷载中的集中荷载；弯矩或剪力影响线的面积；与车道荷载的集中荷载对应的影响线竖标值。由公桥规可知，公路级车道荷载由均布荷载kN/m计算弯矩时的集中荷载kN计算剪力时的集中荷载kN冲击系数可按下式计算：0.0157=0.34所以冲击系数=1.34当计算简支梁各截面的最大弯矩和跨中最大剪力时，可以近似取
26、用不变的跨中横向分布系数；对于支点截面的剪力或靠近支点截面的剪力，尚须计入由于荷载横向分布系数在梁端区段内发生变化所产生的影响。以1号梁为例，计算各截面的弯矩和剪力。3-4 1号梁剪力计算（1）跨中截面跨中截面弯矩影响线面积：a.弯矩：m kNmkNmb.剪力：跨中截面剪力影响线面积：mkNkN（2）截面a.弯矩：截面弯矩影响线面积：m kNmkNmb.剪力：截面剪力影响线面积：mkNkN（3）支点截面支点截面剪力影响线面积： m 表3-6 内力计算表序号荷载类别弯矩(kNm)剪力(kN)梁端L/4L/2梁端L/4L/2(1)恒载0320.8427.54136.8168.410.00(2)汽车荷载0384.5254.37103.6157.932.2(3)人群荷载0
