论文总字数：56210字

摘 要

目前，在桥梁结构方面，在中小跨度的桥梁中越来越广泛的使用预应力混凝土桥梁，可以说预应力混凝土桥梁将是未来桥梁发展的趋势；在混凝土桥梁中T型简支梁桥有着受力明确，构造简单和施工方便的优点，因此中小型跨径的桥梁广泛的使用钢筋混凝土T型简支梁桥。本设计就是设计预应力钢筋混凝土T型简支梁桥。在本次毕业设计中，根据所给的条件，对预应力钢筋混凝土T型简支梁桥进行设计。结构设计包括上部结构和下部结构的设计，上部结构主要包括截面尺寸的拟定，内力计算，配筋设计，施工阶段和使用阶段的应力验算，承载能力极限状态强度验算，刚度验算，变形验算等等。本设计注重下部结构的设计，下部结构主要以钻孔灌注桩为基础的墩柱进行计算，并且对桩基础进行配筋计算和验算。

关键词：钻孔灌注桩, T型简支梁桥,预应力混凝土

A DESIGN ON THE PRESTRESSED CONCRETE SIMPLE

BEAM BRIDGE WITH T-SHAPED CROSS-SECTION

Abstract

Currently, prestressed concrete is widely used in a variety of small and medium span bridges, and extensive use of prestressed concrete ,it will be the future trend of the bridge; T-shaped cross-section bridge with the advantage of force clear, simple structure and easy construction. So it is the most widely used type of bridge with small and medium span. In this graduation design, the design of prestressed concrete simple T-beam bridge highway bridge currently often used to do a comprehensive introduction. Structural calculations were calculated superstructure and substructure, including the cross-sectional dimensions of the formulation, internal force calculation, reinforcement design, construction and use phases of stress checking, checking ultimate limit state strength, rigidity checking, checking and deformation substructure in Bored calculated based piers and pile reinforcement calculation basis and checking.

KEY WORDS: prestressed concrete;simple supported;cast-in-place pile

目录

摘 要 1

Abstract 2

第1章 设计资料及上部构造布置 5

1.1设计资料 6

1.1.1 梁跨径及桥宽 6

1.1.2 设计荷载 6

1.1.3 材料及工艺 6

1.1.4 设计依据 6

1.2 横截面布置 6

1.2.1 主梁间距与主梁片数 6

1.2.2拟定主梁跨中截面的主要尺寸 7

1.3 横截面沿跨长的变化 10

1.4 横隔梁的设置 10

第2章 主梁作用效应计算 12

2.1 主梁永久作用效应计算 12

2.1.1 永久作用集度 12

2.1.2 永久作用效应 13

2.2 可变作用效应计算 14

2.2.1 采用修正刚性横梁法计算冲击系数和车道折减系数 14

2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 15

2.2.3计算汽车荷载、人群荷载内力 21

2.2.4 计算可变作用效应 21

2.3 主梁作用效应组合 24

第3章 预应力钢束的估算及其布置 26

3.1 跨中截面钢束的估算和确定 26

3.2 预应力钢束布置 27

3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 27

3.2.2 钢束起弯角和线形的确定 29

3.2.3 钢束计算 29

第4章 计算主梁截面几何特性 33

4.1 截面面积及惯性矩计算 33

4.1.1 净截面几何特性计算 33

4.1.2 换算截面几何特性计算 33

4.2 截面静距计算 36

4.3 截面几何特性汇总 40

第5章 钢束预应力损失计算 42

42

42

44

44

5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 46

47

第6章 截面承载力与应力验算 51

6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 51

6.1.1 正截面承载力验算 51

6.1.2 斜截面承载力验算 53

6.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算 57

6.2.1 正截面抗裂验算 57

6.2.2 斜截面抗裂验算 58

6.3 持久状态构件的应力验算 62

6.3.1正截面混凝土压应力验算 62

6.3.2 预应力筋拉应力验算 63

6.3.3 截面混凝土主压应力验算 65

6.4 短暂状况构件的应力验算 68

6.4.1 预加应力阶段的应力验算 68

6.4.2吊装应力验算 69

第7章 主梁端部的局部承压验算 72

7.1 局部承压区的截面尺寸验算 72

7.2 局部抗压承载力验算 72

第8章、主梁变形验算 75

8.1 计算由预加力引起的跨中反拱度 75

8.2 由荷载引起的跨中挠度计算 76

8.3 结构刚度验算 80

8.4 预拱度的设置 80

第9章、横隔梁计算 81

9.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用 81

9.2 跨中横隔梁的作用效应影响线 82

9.2.1 绘制弯矩影响线 82

9.2.2 绘制剪力影响线 83

9.3 截面作用效应计算 84

9.4 截面配筋计算 86

9.5 截面抗剪承载力验算要求 88

第10章 行车道板计算 89

10.1悬臂板荷载效应计算、 89

10.1.1 永久作用 89

10.1.2 可变作用 90

10.1.3 承载能力极限状态作用基本组合 90

10.2 连续板荷载效应计算 90

10.2.1 永久作用 91

10.2.2 可变作用 92

10.3 截面设计、配筋与承载力验算 95

第11章 盖梁设计 97

11.1 设计资料 97

11.1.1 荷载计算 98

11.1.2 内力计算 109

11.2 截面配筋设计与承载力校核 113

11.3 桥墩墩柱设计 115

11.3.1 荷载计算 115

11.3.2 截面配筋计算及应力验算 118

第12章 钻孔桩计算 121

12.1 荷载计算 121

12.2 桩长计算 123

12.3 桩的内力计算(m法) 124

12.3.1 桩的计算长度b 124

12.3.2 桩的变形系数 124

12.3.3 的计算 125

12.4墩顶-纵向水平位移验算 128

12.4.1 桩在地面处的水平位移和转角计算 128

12.4.2 墩顶纵向水平位移验算（如图12-5） 129

致谢 131

参考文献 133

第1章 设计资料及上部构造布置

1.1设计资料

1.1.1 梁跨径及桥宽

标准跨径：30m（墩中心距离）；

主梁全长：29.96m（主梁预制长度）；

计算跨径：29.14m（支座中心距离）；

桥面净宽：净—9 1.5 1.5=12m

1.1.2 设计荷载

公路—Ⅰ级，人行道板3N/m²。

1.1.3 材料及工艺

混凝土：主梁C50，盖梁：C40；桥面铺装C25；桥墩和桥台C30；基础C30。

预应力钢绞线：符合国际通用标准ASTMA416-2003和国家标准GB/T5224-2003的规定。单根钢绞线直径为15.24mm，面积。标准强度1860MPa，弹性模量。

普通钢筋：采用R235和HRB335级钢筋，技术标准应符合国家标准GB1499.2-2007及GB1499.1-2008的规定。

支座：采用板式橡胶支座。

下部土层:下部土层分布为：0-3m，填土；3-6m，亚粘土；6-12m，亚粘土；12-20m，粘土；20-25m，中密中砂。

1.1.4 设计依据

1、《公路工程技术标准》（JTG B—2003）；

2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）；

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）。

1.2 横截面布置

1.2.1 主梁间距与主梁片数

从经济的角度考虑，随着跨径和梁高的增大，主梁间距应当加宽，并且考虑到主梁截面效率指标ρ，应当加宽翼板，因此在适当的条件下应该适当加宽T型梁的翼板。在本设计中主梁翼板初拟定宽度为2200mm，但是宽度较大时，桥梁的整体受力性能会受到影响，因此桥面板采用现浇混凝土刚性接头，而净—12.0m的桥宽则选用五片主梁。

见图1-1：

1.2.2拟定主梁跨中截面的主要尺寸

（1）主梁高度：标准设计中高跨比约在1/18—1/19，通常情况下，简支梁桥的高跨比为1/15—1/25，另外在经济方面，如果不考虑建筑高度限制的影响，应该增大梁高。因此本设计主梁高度拟定为2000mm。

（2）主梁截面细部尺寸

T梁翼板的厚度应当考虑桥面承受车轮局部荷载以及主梁受弯时上翼板受压强度的要求。根据规范的要求，本设计中T梁的翼板厚度为180mm，翼板根部加宽到280mm。

根据规范规定，本设计腹板厚度取200mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%-20%为合适本设计考虑了主梁需要配置的钢束的需要，同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度400mm，高度290mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度120mm，以减小局部应力^[2]。

还根据《公预规》9.4.9条的构造要求,马蹄的需要有一定的大小以满足配置钢束的需要，拟定马蹄宽度400mm，高度290mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度120mm。

外形尺寸见图1-2和1-3。

表1-1显示了截面的几何特性计算过程

表中：

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