16米后张法预应力空心板计算书.doc

'武汉工业学院毕业设计2007届摘要本次设计为广州街口至东明（市界）公路谷星大桥设计，通过对桥位的选定，地质资料的分析，水文及地理因素，经济及技术因素的考虑，确定了本桥的跨径及截面形式。概述桥梁施工方法，结合施工实际情况，采用装配式后张法预应力混凝土空心板桥。设计的主要内容是预应力混凝土空心板的结构计算，桥梁上部结构为7×16m。并对桥梁上部结构进行内力组合计算、配筋计算、桥梁的斜截面抗剪承载力验算和裂缝宽度验算。同时完成相应的图纸。主要内容为以下几个方面：（一）工程概况（二）桥型及桥梁截面设计（三）桥梁施工方法概述（四）桥梁结构计算关键词：桥梁设计后张法预应力混凝土空心板。40 武汉工业学院毕业设计2007届ABSTRACTThecurrentdesignforthehigh-speedJiekou-Dongming,GuangzhouNorthGu-XingBridgedesignthroughthespacesselectedforthebridge,geologicaldataanalysis,hydrologicalandgeographicalfactors,theeconomicandtechnicalconsiderations,thenumberofinitialprogrammethanelections,thebridgebegantoidentifyandcross-sectionalform.Bridgeconstructionmethodsoutlined,withtheactualconstructionofareinforcedconcretecastinplaceordinaryconsecutivebeam.Fabricatedusingpost-tensionedconcretehollowPanchiao.Designisthemaincontentofprestressedconcretehollowplatestructure,BridgeSuperstructureof7×16m.Aswellastheupperbridgestructurecombinationofinternalforces,Reinforcement,thebridgecapacityShearingcheckingcracksandwidth.Atthesametimecompletingthecorrespondingdrawings.Themaincontentsarethefollowing:(1)Overviewoftheproject(2)Designofbridgetypeandbridgesection(3)BridgeConstructionMethods(4)BridgestructuresKeywords：bridgedesignPost-tensionedConcreteHollowplate.40 武汉工业学院毕业设计2007届目录摘要IAbstractII前言IV第1章工程概况1第2章桥型及桥梁截面设计5第3章桥梁施工方法概述9第4章桥梁结构计算14第5章施工组织管理33结论38致谢39参考文献4040 武汉工业学院毕业设计2007届前言广州街口至东明（市界）公路谷星大桥是街东高速公路上的的重要公路桥梁，街东高速公路属于国家十五交通建设的主要干道网。因此，该桥的等级不低于该桥段高速公路的等级。拟建项目位于广州市域东北部的从化市境内。路线起点位于从化市中部的江埔镇白田岗，接正在建设的街口至北兴高速公路，由南向北依次贯穿温泉、良口、吕田等乡镇及黄龙带水库管理处、广州市流溪河林场两个国有林场，经吕田镇东明，止于与新丰县交界处。路线全长约64km。项目区地势东北高，西南低，呈阶梯状。区域内主要的山岭和河谷走向为东北西南方向，与区域大地构造的走向基本一致。在华夏系和新华夏系构造的控制下，主要的河谷沿构造线方向发育，形成以北东方向平行岭谷为特征的地貌骨架。项目沿线所经地貌主要可以分细为平原、阶地、台地、丘陵和山地。进行本次设计的目的是对以前各个教学环节的继续、深化和拓宽，进行预应力混凝土空心板桥梁的设计，提高学生的动手能力。学会有限元计算软件的使用，综合运用所学的结构方面的各种知识，熟练使用AUTOCAD软件绘图。为我们土木工程毕业生在毕业前提供了一个宝贵的学习机会。40 武汉工业学院毕业设计2007届第1章工程概况1.1地形、地质、水文1.1.1地形地貌[1]项目区地势东北高，西南低，呈阶梯状。区域内主要的山岭和河谷走向为东北西南方向，与区域大地构造的走向基本一致。在华夏系和新华夏系构造的控制下，主要的河谷沿构造线方向发育，形成以北东方向平行岭谷为特征的地貌骨架。所经区域的东北部以山地、丘陵为主。从九连山脉派发出来的两条支脉南昆山和青云山分别从该区域的东北和西北边缘向西南伸展，在良口附近部分汇合，中间形成吕田盆地和鞍山盆地。中南部以丘陵、谷地为主。该区域的高、低丘陵实际上是市东北部同地的南延部分，且合后又分，分后再合，海拔高度已渐次降低。西部以丘陵、台地为主，地貌面海拔高度一般在300m以下，呈起伏状。项目沿线所经地貌主要可以分细为平原、阶地、台地、丘陵和山地。平原从化市境内的平原主要有冲积平原、河谷平原和冲积洪积倾斜平原等3种类型。阶地区内阶地分为冲积阶地、洪积阶地、洪积冲积阶地、洪积坡积阶地4种类型，分布零散。台地沿线的台地主要分布在良口以南地区。山地区域内的山地面积在各类地貌中比例最大。区内的山地是一种幼年期地貌，主要受新生代第三纪(距今约7000万年)以来喜马拉雅山运动和新构造运动影响而不断上升造成。其发育过程受地质构造控制，岭谷排列方向与构造线方向基本一致。由于造山运动呈间歇性上升，故在山地中可见海拔1000m左右、800m左右、700m左右、500m左右等几级残留夷平面。从化市的山地系九连山的支脉，有两列，均为东北—西南向。偏北一列由青云山延伸而至，沿市东北部东北一侧的市界排列，到市中部正北面(即40 武汉工业学院毕业设计2007届“曲尺”的内转折处)为止。偏南一列属南昆山系列，沿市东北部东南一侧的市界排列，直伸到接近市界最南端的地方。1.1.2区域地质概况项目位于华南准地台，湘桂赣粤皱褶系，粤中坳皱束的中偏北部，历史上经历了加里东、燕山、喜马拉雅山等旋回构造运动，加之新华夏系构造的出现，致使地质构造较为复杂。区域内大型构造有佛岗—丰良东西向隆起带的吕田向余及东北向广从断裂。吕田向余是北东东—东西向，长约18km，对称宽展型向斜，轴面接近直立。广从断裂是广州至从化等地一条延长100余公里的区域性大断层，由多条规模不一的北东向断层组成。受断裂的影响，沿线岩石较破碎，节理、裂隙发育，岩面坡伏较大。从化市在大地构造上位于新华夏构造体系第二巨型隆起带南缘，属一级块断隆起之大经延长背斜与南崔东西向构造体系，佛冈东西构造亚带，从化复向斜交接复合区。构造形迹划为东西向构造体系，新华夏构造体系和不明体系的北东向构造。据广东省地震局2000年编《广东省地震构造图集》载，区内历史上发生过M=4.75～5级地震4次，小震活动较频繁。根据场区地球化学、热释光测年、地震等方面资料综合分析，广从断裂属于早第四纪活动断裂，氡气及贡气释放水平较低，现今无活动迹象。根据《中国地震烈度区划图》和《广东省地震烈度区划图》，项目区地震基本烈度为Ⅵ度(地震动峰值加速度为0.1g，地震动反映谱特征周期0.35s)。项目所在地区属南亚热带季风气候，干湿季节明显，春夏温和多雨水，秋冬凉爽无严寒。大地上覆盖着四季常青的植被，地底下蕴藏着丰富的矿产资源，温泉风景区更以出露的热矿泉蜚声海内外。市内因受地貌环境影响，以良口为界分为南北两部分，气候特征略存差异。1.1.3水文市内因受地貌环境影响，以良口为界分为南北两部分，气候特征略存差异。从化地区多年平均气温19.5～21.4℃，月平均气温最高28.5℃，月平均气温最低10℃，历年日极端最高气温38.1℃(1963.9.5)，最低-2.6℃(1963.1.16)。40 武汉工业学院毕业设计2007届全市降雨量的累年降水量1800～2200mm范围内。全年降水以12月份最少，6月达到最高值，雨量主要集中在汛期(4～9月)，10月至翌年3月的降雨量不多，从化月雨量的年际间差异很大。常年平均雨日157d，是我国多雨区之一。年平均降水强度(单位时间内降水量)为0.1mm/d。年降水量最高值达2728.3mm(1983年)，年降水量最低值为1500mm(1963年和1976年)。项目区累年平均年相对温度为79%，年内月际间相对温度变化范围在71%～84%之间。其中，累年平均相对温度最高的是5～6月，均为84%；最低的是12月，为71%。项目区累年平均年蒸发量为1751.2mm，比同一地方的累年平均降雨量少157.6mm，蒸发量的年变化与气温变化相似，夏大而冬小。月蒸发量以2月份最少，累年平均86.5mm，7月份的蒸发量在各月中最多，累年平均蒸发量有210.4mm。项目区受地形影响，降水量变化复杂，湿润水汽冷却产生的大量降雨受高山所阻，在市内持续时间延长，加上台风过境或受台风环流影响所造成的大雨到暴雨，使全市降水量丰沛。项目区河川由径流降雨产生，属雨水补给类型1.2桥位情况广州街口至东明（市界）公路谷星大桥是街东高速公路上的重要公路桥梁。因此，该桥的等级不低于该桥段高速公路的等级。街东高速公路是一项规模宏大的工程，路线建设总里程长63.84km。本项目全程按双向四车道实施。全线共有特大、大桥11520m/41座，中桥436m/6座，隧道10200m/8座，可见街东高速公路不仅里程长，而且大型构造物如大桥、特大桥及隧道众多，工程较为艰巨。街东高速公路的建成通车，对于完善广东省和珠三角的高速公路网，改善投资环境，加速广州市南拓战略的实施步伐，促进广州市南部地区社会、经济交流和发展，增强珠三角的辐射能力具有重要现实意义。40 武汉工业学院毕业设计2007届1.3主要设计标准1.公路等级：高速公路。2.荷载等级：公路—I级。3.设计时速：100km/h。4.桥面宽度：预应力混凝土空心板桥宽12m，分幅设置，由于本桥为高速公路上的桥梁，故两边不设人行道，桥面净宽2×12m。5.地震烈度：基本烈度为6度（地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征周期0.35s）按7度设防。6.温度：桥位区域年平均气温19.5℃~21.4℃，月平均气温最高28.5℃，月平均最低10℃，历年日极端最高气温45.8℃，最低-2.6℃。7.风况：平均风速1.6m/s，区内各风向的累年平均风速，东北偏北风最大，为3.5m/s；其次是北风，为3.4m/s；其余各风向都在3m/s以下。40 武汉工业学院毕业设计2007届第2章桥型设计桥梁是公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁对当地的政治、经济、国防等都具有重要的意义。桥梁的跨经代表着一个国家的经济，工业和科学技术的整体水平。因此，应根据所设计桥梁的使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，按照实用、经济和适当照顾美观的原则进行总体规划和设计。2.1桥型选择桥梁结构形式主要包括：（1）梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：a.混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低b.结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构c.结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少d.结构的整体性好，刚度较大，变性较小e.可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产f.结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力g.预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力h.预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。（2）板桥无论对钢筋混凝土还是预应力混凝土装配式板桥来说，跨径增大，实心矩形截面就显得不合理。因而将截面中部部分地挖空，做成空心板，不仅能减小自重，而且对材料的充分利用也是合理的。钢筋混凝土空心板目前使用范围在6—16m。空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的T梁小，因此目前使用较多。相应于这些跨径的板厚，对于钢筋混凝土板为0.4—0.8m。40 武汉工业学院毕业设计2007届（3）拱桥有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载的作用下，简直梁的跨中弯矩为，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。（4）梁拱组合桥软土地基上建造拱桥，存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体，按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化，同时能提高这类桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉，同时桥型美观，反映出力与美的统一、结构形式与环境的和谐，增加了城市的景观。（5）斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过斜拉桥。斜拉桥与悬索桥不同之处是，斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特性上一般远胜于悬索桥。斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增大。但实际跨度不大，此方案不考虑。结合实际情况从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选。由于根据实际自然情况，本桥设计为100米以上，故确定为大桥。且为高速公路桥梁。选定为混凝土板式桥简直桥，主要从下面几点考虑：1桥跨结构特点：板式桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型，它构造简单、受力明确,40 武汉工业学院毕业设计2007届尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁，特别受到欢迎，从而可以减低路堤填土高度，少占耕地和节省土方工程量。2设计技术水平：改革开放以来，国内经济水平发展飞快。已经修建了很多这种结构的桥梁。从总体上来说，国内设计经验丰富，有着相当先进的水平。3施工技术：预制空心板构件，可在现场预制,它构造简单、受力明确,施工方便,技术难度较少。其次设计方案控制要素（技术经济指标）还包括：主要材料（钢、木、混凝土）用量、劳动力（包括专业技术工种）数量、全桥总造价、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、是否需要特种机具、美观等。本设计方案的比选主要是在工艺要求、使用效果、造价及用材上的比较，进行综合选定。根据桥址的具体实际情况，考虑到已有成熟的工艺技术及经验，木材、水泥、劳动力，造价等因素，决定采用：预应力混凝土空心板桥7×16m。对预应力混凝土装配式板桥来说，跨径增大，实心矩形截面就显得不合理。因而将截面中部部分地挖空，做成空心板，不仅能减小自重，而且对材料的充分利用也是合理的。钢筋混凝土空心板目前使用范围在8—20m。空心板较同跨径的实心板重量小，运输安装方便，而建筑高度又较同跨径的T梁小，且空心板桥有形状简单，施工方便，建筑高度小等优点，因而在使用较广泛。2.2桥墩方案比选桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。1.重力式实体桥墩重力式实体桥墩主要依靠自身重力来平衡外力保证桥墩的稳定，适用于地基良好的桥梁。重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及体积较大，外形粗壮，很少应用于城市桥梁。2.空心桥墩空心桥墩适用于桥长而谷深的桥梁，这样可减少很大的圬工。3.柱式桥墩柱式桥墩是目前公路桥梁、桥宽较大的城市桥梁和立交桥及中小跨度铁路旱桥中广泛采用的桥墩形式。这种桥墩既可以减轻墩身重量、节省圬工材料，又比较美观、结构轻巧，桥下通视情况良好。40 武汉工业学院毕业设计2007届4.轻型桥墩轻型桥墩适用于小跨度、低墩以及三孔以下（全桥长不大于20m）的公路桥梁。轻型桥墩可减少圬工材料，获得较好的经济效益。在地质不良地段、路基稳定不能保证时，不宜采用轻型桥墩。5.拼装式桥墩可拼装式桥墩提高施工质量、缩短施工周期、减轻劳动强度，使桥梁建设向结构轻型化、制造工厂化及施工机械化发展。适用于交通较为方便、同类桥墩数量多的长大干线中的中小跨度桥梁工点。由上面的解释可知，柱式桥墩是最合适的墩型，与本桥的要求非常吻合。所以选择柱式桥墩。桥墩形式如图示：正面侧面40 武汉工业学院毕业设计2007届第3章桥梁施工方法概述3.1本桥施工方法[2]根据本桥桥位的地形、环境、经济性、安装方法的安全性、施工速度、桥梁类型、跨径。本桥施工方法采用预制安装法。预制安装法在预制厂或在运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装。预制安装法由于是工场生产制作，构件质量好，有利于确保构件的质量和尺寸精度，并且可能多地采用机械化施工。由于施工速度快，可用于紧急施工。将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时以有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。3.2桥梁后张法预应力施工的质量要点a预应力材料的质量控制要点　　严把材料质量关，采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证，对到场材料进行检验，其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。　　1、进到现场的材料要妥善保管，要有防雨、防潮措施，按施工进度计划进料，或在施工现场随用随加工制作。有严重锈蚀的不得使用，作报废处理。　　2、波纹管在运、安放过程中，减少或防止外力作用。防止波纹管变形，发现变截面的波纹管应更换。　　3、加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管，用振捣棒振捣混凝土时，要避开波纹管，波纹管接头。用大规格的波纹管作套管，套管长20～30cm.管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。b预应力张拉设备的选择设备的选择40 武汉工业学院毕业设计2007届　　1、施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等，一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两快，在操作时，一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。　　2、张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2个月。c预应力筋的加工与安放质量控制　　1、预应力筋下料时应注意：钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉iv级钢筋、冷拔低碳钢丝及精轧螺纹钢筋的切断，宜采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割。下料应根据施工部位的先后顺序进行。最好能当天下料，当天用完。所下料要及时编号，编号用胶带贴于材料两端，当每束下料满足数量时，需用细铁丝分段绑扎，以备吊装。当钢绞线下料过长时，为起吊方便，把下完的了按1m直径盘起，盘起的钢绞线应盖好，以免腐蚀。2、预应力筋强度达不到标准时，会降低预应力值，影响承载能力；其伸长率达不到标准时，易造成断丝或滑丝。预应力筋要有出厂质量标准书，按规范要求认真进行检验与试验，抗拉强度、伸长率和松驰度均应满足规范要求。　　3、预应力筋治锈防锈，对于轻微浮锈，除锈后可直接使用；对于轻度锈蚀者，应作检验，合格者除锈后使用；不合格者降级使用。严重锈蚀者，不得使用清除出厂。钢绞线被固结在孔道内，不能自由窜动。危害及影响：由于先穿预应力筋后浇注砼，孔道漏浆使预应力筋固结，轻度固结时，虽一经张拉即可松动，但会增大磨阻值；严重时将钢结束固结死，致使无法张拉或拉断。　　4、预应力筋穿束后，应认真检查波纹管有无破损处，若发现应即使处理，更换。在浇注混凝土时，设专人随时穿动钢束，避免漏浆固结。　　5、对于钢丝束、钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀，摩阻力值增大，易发生段丝、滑丝。编束时，严格按工艺规程要求进行分丝、梳丝、理顺排列顺序，并分段绑扎牢固。40 武汉工业学院毕业设计2007届　　6、锚、夹具方面锚具、夹具质量不稳定表现为夹片几何尺寸不合格，硬度不均匀时夹片硬度大时会造成段丝或夹片脆裂；夹片硬度小时会造成滑丝。或者夹片与锚环孔几何尺寸不吻合、不匹配，影响锚固效果。所以必须按规范要求对夹片、锚具进行硬度检查，合格品才能使用。在对锚环没放入锚垫板的定位槽内，夹片没有对齐、没摆匀。易造成局部应力集中，影响锚固效果。安装夹片时，夹片外露要整齐、缝隙均匀。张拉前要认真检查一次，各道工序均应符合要求。d砼浇筑质量控制　　桥梁预应力构件钢筋布置密集，混凝土浇筑难度较高，但是混凝土浇筑质量必须控制。　　1、每一构件尽量一次连续浇筑混凝土。当箱梁较高时可分次浇筑，但应使施工缝的受力位置最佳，必须处理好施工接缝。施工缝除凿毛处理外，应预埋型钢或预流凹槽等加强措施。　　2、由于钢筋及预应力管道纵横交错，对于预制件尽量采用底、侧模联合振捣工艺；对于用插入式振动器的施工，要准备各种类型的振动器，以便根据钢筋或管道间距的大小配合使用。　　3、应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量等。　　4、浇筑混凝土时，应避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、摸板，以保证其位置和尺寸符合要求。　　5、预应力锚垫板后钢筋分布较密，必须充分振捣并注意混凝土粗骨料粒径。对振捣棒不能达到效果的应用钢筋利用人工进行捣实。　　6、采用蒸汽养护时，恒温温度应≤60℃。　　7、预应力混凝土浇筑前的预制台座，保证预留孔道位置的精确，梁内预埋件位置的准确，压浆孔的防漏浆措施，出气孔的安装等前期工作必须按要求完成。e后张法张拉工艺控制要点　　1、预应力后张法前的准备工作：对力筋施加预应力之前，应对构件进行检验，外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求；设计无要求时，不应低于设计强度等级值的75%.当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15mpa.对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前，螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2-3层，并用细铁丝扎牢；钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前，将一端找齐平，顺序编号。对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具，上好的夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计末规定时，可采取分批、分段对称张拉。　　2、当预应力筋施加应力完成，卸载千斤顶后，任须对其做详细检查，此时应注意一下问题：40 武汉工业学院毕业设计2007届　　（1）检查有无滑丝，若有滑丝，其数量不应超过总数量的1%，否则应对其进行更换后，重新张拉。　　（2）检查有无断丝，若有断丝，其数量不应超过总数量的1%，否则应其进行更换后，重新张拉。　　（3）检查夹片外露量。一般情况下，锚头与夹片为配套产品，夹片外露数量为1～3mm，当发现普遍存在夹片外露量>3mm时，可认为锚具不配套或不标准，应退货或换货。　　（4）检查分片夹片外露量是否一致。f管道压浆及封锚质量控制　　孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节。须注意灌浆用水泥标号应符合设计或规划要求，一般采用不低于425#的硅酸盐水泥、普通水泥或采用矿渣水泥。水泥浆水灰比例控制在0.4~0.45之间，3h后泌水率不宜大于2%最大值不超过3%.24h后泌水应全部被浆吸回。为减少水泥浆收缩，可掺0.05%～0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂，并应与水泥浆均匀混合，水泥浆调度应满足规范要求。灌浆前用压力水冲洗孔道，压力宜控制在0.3~0.5mpa.灌浆顺序应先下后上，直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端，曲线孔道应从最低点开始向两端进行，在最高点设排气管。孔道末端应设置排气孔，灌浆时待排气孔益处浓浆后，才能将排气孔赌注继续加压到0.5～0.6mpa，并稳定两分钟，关闭控制砸，保持孔道内压力。每条孔道因一次灌成，中途不应停顿，否则将已压的水泥浆冲洗干净，从头开始灌浆。锚固区发生裂纹紧急处理锚固区发生局部裂纹后必须停止一切张拉和混凝土作业，查明原因并提出处理措施后方可复工。发生裂纹的主要原因有：混凝土强度不足、加强钢筋设置不当、结构断面设计不合理、张拉力过大等。　3.3钢筋、波纹管、钢绞线施工操作主要要点1、钢筋进场与堆放应选择试验合格、经监理及业主认可的厂家进钢筋，本项目由业主批定厂家进钢筋，钢筋进场后应分规格堆放于县空地面30~50cm的钢筋堆放架上（钢筋棚内）。钢筋进场后应通知监理抽样复检。2、钢筋调直对I级盘筋应调直后再用，调直时应注意延伸率不能超过2%。3、钢筋加工与安装①  钢筋焊接采用搭接焊，搭接焊时采用双面焊，双面焊的焊缝长度不少于5d，焊缝宽度不少于0.7d，焊缝深度不少于0.3d40 武汉工业学院毕业设计2007届。应注意边焊边敲除焊砸，以确保焊接质量。②  钢筋加工尺寸应按设计图纸的要求进行制作。③  钢筋焊接、制作经验收合格后才可进行钢筋的安装，安装时应注意钢筋规格、形状、根数、间距是否符合图纸要求，保护层垫块、予埋个是否安置，钢筋的位置应用扎丝绑扎固定或用焊接固定。④  钢筋加工与安装的质量验收标准见附表。4、波纹管安装波纹管理要检验合格后才能使用。波纹管应按图纸规定的坐标进行安装，然后用钢筋卡子和扎丝绑扎牢固。波纹管接头处应用一节20cm的大一号规格的波纹管套住然后用胶布封口以防止水泥浆进入波纹管内。孔道未压浆前孔道两端应堵住。5、钢绞线安装①  要在混凝土浇筑前进行穿钢绞线，以避免钢绞线在波纹管内久放生锈。② 钢绞线按设计长度（注意预留外露张拉长度）下料，采用机械切割，禁止电弧切割。钢绞线不得焊接，不能有锈蚀和损伤。编整要确保每一束钢绞线始终均匀排列，平直、不扭不叉，并需要除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及生锈应剔出。③  钢绞线切割时，应在每端离切口3~5cm处用铁丝绑扎。40 武汉工业学院毕业设计2007届第四章桥梁结构计算4.1荷载的分类通常可以将作用在公路桥梁上的各种荷载和外力归纳成三类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载[12]。1.永久荷载亦称恒载，他是在设计使用期内，其作用位置和大小，方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。永久荷载包括结构物自重、桥面铺装及附属设备的重量、作用与结构上的土重及土侧压力、基础变位的影响力、水浮力、长期作用与结构上的人工预施力以及混凝土收缩和徐变的影响力。2.可变荷载为在设计使用起内，其作用位置和大小，方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按对桥涵结构的影响程度，有可分为基本可变荷载（亦称活载）和其他可变荷载。桥梁设计中考虑的基本可变荷载有汽车、平板挂车和履带车的车辆荷载和人群荷载。同时，对于汽车荷载应计及其冲击力和离心力。对于所有车辆荷载尚应计算其所引起的土侧压力。规范中规定的其他可变荷载包括：汽车制动力、支座摩阻力、温度影响力、风力、流水压力和冰压力等。3.偶然荷载包括地震荷载和船只或漂流物的撞击力。这种荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。40 武汉工业学院毕业设计2007届4.2荷载计算可变荷载1.该桥汽车荷载为公路—I级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成；车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载。2.车道荷载的均布荷载标准值q=10.5KN/m；集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径在5m~50m之间，Pk=270KN（直线内插法）。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。3.风荷载：桥梁顺桥向可不计桥面系所受的风荷载。4.温度作用：计算桥梁结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时，应从受到约束时的结构温度开始；考虑最高和最低有效温度的作用效应。混凝土上部结构曲线升温14。C，反温差取其一半。5.基础变位：按通用规范支座变位对桥梁系的影响一般是0.05m。40 武汉工业学院毕业设计2007届上部结构4.2.1设计标准及材料标准跨径：16m计算跨径：15.56m桥面净宽：(3.75+7.5+0.75)×2m设计荷载：公路-I级材料：预应力钢筋：Φs15.2（7Φ5.0）钢铰线，后张法施工。非预应力钢筋：R235钢筋和HRB335螺纹钢筋混凝土：空心板为C40号，空心板铰逢为C30号；桥面铺装为沥青砼；4.2.2构造与尺寸(半幅)图1-1桥梁横断面（尺寸单位：cm）40 武汉工业学院毕业设计2007届图1-2板构造及尺寸（尺单位：cm）4.2.3上部结构的设计过程内力计算（一）、永久作用1.桥面系桥面铺装层及现浇板：现浇板厚10cm沥青铺装层取平均厚度9.4cm计算，则每块预制板上承担的现浇板及铺装层重：现浇板：0.10×1.24×1×24=2.97kN/m铺装：0.094×1.24×1×22＝2.56kN/mg1=2.97+2.56=5.33kN/m2.铰和接缝：g2=(99+1×90)×10-4×24=0.45kN/m3.行车道板预制块件：按图1-3所示尺寸计算。一块预制板的截面积A=1.24×0.75－0.58×0.55＝0.611m2每延米预制板重40 武汉工业学院毕业设计2007届g3=0.611×25＝15.27kN/m恒载总重力：g=g1+g2+g3=5.33+0.45+15.27=21.25kN/m恒载内力计算见表1-1。恒载内力表1-1荷载g(kN/m)L(m)M(kN*m)Q(kN)跨中1/8gL21/4点3/32gL2Q支1/2gLQ1/4点1/4gL单块板重全部恒载15.2721.2515.5615.56462.1643.11352.27482.33118.80165.3259.4082.66（二）、基本可变荷载（活载）作用下荷载横向分布系数1.横向分布系数的计算方法(1)杠杆原理法：杠杆原理法进行荷载横向分布计算，其基本假定是忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁上断开，而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。(2)偏心压力法：也称刚性横梁法。桥梁两端及跨度中央设置横隔梁后，增加了桥梁的整体性，并加大了桥梁横向结构的风度。在车辆荷载作用下中间横隔梁像一根刚度无穷大的刚性梁一样保持直线的形状，从桥梁受荷后各主梁的变形规律看，它完全类似材料力学中杆件偏心受压的情况。适用于桥的宽跨比B/L小于或接近于0.5的窄桥。(3)横向铰接板法：适用于用混凝土企口缝连接的装配式板桥。当混凝土企口缝连接的装配式板桥某一块板承受荷载P时，除本身引起纵向挠度外，其他板也会受力而发生相应的挠度。这是因各板块之间通过接合缝所承受的内力在起传递荷载的作用。40 武汉工业学院毕业设计2007届本设计中板与板之间通过铰接缝来进行联结，故选用横向铰接板法进行横向分布系数的计算。2.横向分布系数的计算(1)截面力学性质截面形式如图1-2示。空心板近似按上下对称截面计算，则形心轴位于截面二分之一高度处。刚度系数r=π2EI/(4GIT)·(b/l)2=5.8I/IT(b/l)2IT——板截面的抵抗扭刚度。I——空心板截面抗弯惯性矩按照面积不变、形心重合原则将开孔部分近似地折算成矩形孔。图1-2所示截住面简化成图1-3。1337379013141图1—3尺寸单位：cm且b=124cml=1556cma对形心轴的抗弯惯距I＝（b1h13－b2h23）／12＝（124×753－58×553）／12＝3555229.17cm4b抗扭惯矩IT=4b2h2/[b(1/t1+1/t2)+2h/t3]=4×1242×752/[124×（1/10＋1/10）＋2×75/10]=8692462.31cm4r=5.8×Ib2/ITl2=5.8×3555229.17×1242/8692462.31×15562=0.015140 武汉工业学院毕业设计2007届按r查《桥梁工程》附录I之附表的各板的横向分布影响线竖坐标值，见表1-2。说明：1、表中值为小数点后三位有效数字。2、表中I，J分别为板号与荷载作用的板号。3、竖标值应该绘在板的中轴线处横向分布影响线竖坐标表1-2荷载位置板号rηiji1i2i3i4i5i6i7i8i910.011811581311100930800700630580.022341921461110850660520430370.01512071751381110890730610534820.011581541371140970830730650600.021921881571200920710560460400.015117517114711709507705905605030.011311371371231040900780700650.021461571621381060820650540460.015113814714913010508606606205540.011101141231271161000870780730.021111201381481291000800650560.015111111713013712210008307106450.010930971041161231141000900830.020850921061291421261000820710.00151089094105122132120100086077根据所求得数值可作影响线根据各板影响线，并由各块板的荷载横向最不利位置及相应的各轮重下的影响线坐标值，求得各种荷载作用下的横向分布系数mc如下：由于是高速公路桥梁故没有人群荷载，所以以下计算均为：40 武汉工业学院毕业设计2007届汽车荷载①号板：mc＝（0.177+0.115+0.089+0.063）／2＝0.222②号板：mc＝（0.146+0.11+0.085+0.65）／2＝0.224③号板：mc＝（0.132+0.115+0.092+0.07）／2＝0.212④号板：mc＝（0.123+0.126+0.105+0.088）／2＝0.229⑤号板：mc＝（0.087+0.1+0.117+0.113）／2＝0.223荷载横向分布系数用值从上面计算结果中，偏安全地取同一荷载时各块板中最大的荷载横向分布系数作为该荷载时的设计采用值。故设计采用的跨中荷载横向分布系数为：汽车荷载mcq＝0.223支点截面荷载横向分布系数汽车荷载取铺装层平均厚度为9.4cm，汽车后轮经铺装层扩散后传至行车道板顶面的横向分布宽度为：a1＝a2+2H＝0.60+2×0.094m＝0.79m每块行车道板宽1.24米，汽车后轮最小中距1.30m，故最不利情况只有一个后轮全部位于一块板内，另一车重量分布不到该块板上，因此；moq＝1／2×1.0＝0.52、活载内力计算根据内力影响线图和横向分布系数图的形状按最不利位置布置荷载。跨中车道荷载布置图40 武汉工业学院毕业设计2007届qk=10.5KN／MPk=270KN／M支点车道荷载布置图车道荷载汽车荷载的横向分布系数图0.5根据内力影响线图及横向分布系数图的形状按最不利位置布置荷载。在求跨中弯矩时，汽车荷载的轴重未进入横向分布系数的变化区段；在求跨中弯矩时，偏安全地仍取跨中的横向分布系数值，以简化计算。各项活载内力分别计算如下。a.汽车荷载汽车荷载的冲击系数u；简支板结构基频——《通规》条文说明4C40混凝土板跨中处单位长度质量：，其中—跨中延米结构自重（N/m），g—重力加速度∴40 武汉工业学院毕业设计2007届按照《通规》第4.3.2条，冲击系数可按下式计算：当时，∴本例为双车道，车道折减系数§=1⑴跨中弯矩：此时荷载在跨中，均取跨中的横向分布系数值，则Ml／2，q=（1+u）§mcq（pkyk+qk∩）=1.24×0.229（270×4.085+10.5×15.6／8）=344.71KN﹒m⑵支点剪力：此时荷载须布置在支点附近，而支点附近l／4区段内的荷载横向分布系数有变化，则：Qo，q=（1+u）§[mc(pkyk+yk+qk∩)+a(m0－mc)qky]=1.24×1[0.5×1.2×270×1.0+0.229×10.5×1.0×15.6／2+（0.5-0.229）×10.5×11／12]=168.36KN⑶跨中剪力此时荷载在跨中，均取跨中的横向分布系数值，则：Q1／2，q=（1+u）§mcq（pkyk+qk∩）=1.24×0.229×（1.2×270×0.5+10.5×0.5×0.5×15.6×0.5）=36.5KN⑷作用效应组合按《桥规》规定，当永久作用与汽车荷载组合时，基本组合为：S=1.2SG+1.4SQa.跨中弯矩Ml／2ud=1.2×643.11+1.4×344.71=1237.44KN﹒mb.跨中剪力Ql／2ud=1.2×0+1.4×36.45=50.89KN40 武汉工业学院毕业设计2007届c.支点剪力Qoud=1.2×165.32+1.4×168.36=364.35KN4.3预应力钢筋的设计4.3.1预应力钢筋截面积的估算根据桥预规定,预应力梁应满足使用阶段应力要求和承载力极限状态的强度条件。故按承载力极限状态来估算，这时预应力钢筋达到抗拉设计强度，砼达到抗压设计强度。后张法预应力砼空心板可以近似地简化。按下列公式来估算预应力钢筋面积：Ay=γcMj/αhRyNy=γcMj/αh（α取设计经验值为0.76）则Ny=1.25×1237.44/0.76×0.9=2261.40kN选用直径为Φs15.2（7Φ5.0）钢铰线，且采用后张法施工。n=Ny/Ry.ay=2261.40×103/1860×140=8.68束按施工和使用阶段估算，钢束数也为9束左右，选定钢束数n=9束Ay=9×1.40=12.6cm24.3.2预应力钢筋布置后张法预应力钢筋的布置按“公预规”的要求，取预应力钢束净距保护层为3.5cm，钢束截面重心到板下边缘距离为ag=3.5+1.52=4.26cm，9束钢束在板横截面中呈不均匀分布，预应力钢束沿板跨方向呈直线变化，即保持ag=4.26cm不变。4.4净截面和换算截面的几何特性计算4.4.1换算截面积A0=Ah+(n-1)Ay=6110+(5.91-1)×12.6=6171.86cm4式中n—钢筋弹性模量与砼弹性模量之比n=Ey/Eh=1.95×105/3.3×104=5.9140 武汉工业学院毕业设计2007届4.4.2换算截面的重心位置钢筋换算截面对毛截面重心净距Sg=（5.91-1）×12.6×（42.87-4.26）=2388.65cm3换算截面对毛截面重心的距偏离：dh0=Sg/A0=2388.65/4750.15=0.50cm换算截面重心到截面下缘距离：y0=42.87-0.50=42.37cm换算截面重心到截面上缘距离：y0=47.13-0.50=46.63cm钢筋重心到换算截面重心距离：ey=42.37-4.26=38.11cm4.4.3换算截面惯距I0=Ih+Ahdh02+(n-1)Ayey2=4723333.21+6110×0.502+(5.91-1)×12.6×38.112=4814357.732cm44.4.4截面抗弯模量W0下=I0/y0上=4814357.732/46.63=103245.93cm3W0上=I0/y0下=4814357.732/42.37=113626.57cm3预加应力阶段净截面几何特性计算：假设砼达到R30时张拉Ah=6110cm2重心距板顶距离y=47.13cm对板顶边的面积矩S1=Ah×y=6110.28×47.13=220959cm3自身惯性矩I1=4723333.21cm4预留管道面积A0=-16×π×52/4=-314cm2重心距板顶距离y=95-4.26=90.74cm对板顶边的面积矩S0=A0×y=-314×90.74=-26922.36cm3混凝土净截面对板顶边的面积矩ΣSi=220959-26922.36=194037cm340 武汉工业学院毕业设计2007届混凝土净截面Aj=Ah-A0=6110-314=5796cm2yjs=ΣSi/Aj=194037/5796=44.36cm净截面惯性矩Ij=Ii+Ix=Ii+Ai(ys-yi)2=4723333.21+4688.28×(44.36-47.13)2-314×(44.36-85.74)2=4221642.33cm4Ws=Ij/ys=4221642.33/44.36=95167.77cm3Wx=Ij/yx=4221642.33/45.64=92498.74cm3Wy=Ij/ey=4221642.33/37.82=111624.60cm34.5截面强度验算以跨中正截面强度验算为例顶板平均宽：bi"=A/hi"=[(93＋89)/2×7+(89+93.2)/2×3]/11=82.8cm顶板厚为：hi"=10cm由RYAY=1860×22.4=41664Rabi"hi"=23×82.8×10=20948.4RYAY>Rabi"hi"故说明部分腹板砼参加工作。由RYAY=Rabx+Ra(bi"-b)hi"（近似矩形）x=[RYAY－Ra(bi"-b)hi]/Rab=[1860×22.4－23×（82.8―7―2×10）×10]/23×（7＋2×10）=44.36<0.55h=47.51cm截面抵抗矩为：Md=1/γc[Rabx(h0-x/2)+Ra(hi"-b)(h0-hi"/2)hi"]=1/1.25[23×（7＋2×10）×44.36×（85.74－44.36/2）＋23×（82.8―7―2×10）×（85.74－11/2）×11]=2306.96kN.m>2196.89kN.m符合要求式中γc表示砼安全系数，按“公预规”取用1.254.6预应力损失计算40 武汉工业学院毕业设计2007届按《公路桥规》规定采用σcou=0.75fpk=0.75×1860=1395Mpa4.6.1预应力钢束与管道之间摩擦引起的预应力损失按“公预规”规定计算σs1=σk[1-e-(µθ+kx)]=0.75fpk×[1-e-(0.55×0.07+0。0015×12。93)]=78.47Mpa4.6.2锚具变形、钢铰线回缩引起的应力损失σs2=∑△L/LEy=1.2×2.0×105/2394=100.25Mpa式中△L表示钢筋回缩值取用6*2=12mmL表示预应力钢筋有效长度Ey=2.0×105Mpa4.6.3分批张拉时砼弹性压缩引起的应力损失σs4=(m-1)/2m·ny·σ°h1σ°h1=Ny/Aj+Nyey2/IjNy=(σk―σs1―σs2)Ay=（1395―78.48―100.25）×12.6=15325kNσ°h1=15325×103/4374.28×102+15325×103×37.822/4221642.33×104=35.55Mpaσs4=(m-1)/2m·ny·σ°h1=(16-1)/(2×16)×5.76×15.46=95.99Mpaσ°h1表示全部筋束的合力Ny在其作用点处所产生的混凝土正应力Ny表示筋束的预加力的合力Aj、Ij混凝土梁的净截面面积和净截面惯性矩4.6.4钢筋松驰引起的预应力损失σs5=0.022σk=0.022×1395=30.96Mpa4.6.5砼收缩徐变损失按“公预规”附录九计算σs6=0.9×[nyσhφ（t∞，τ）+Eyε（t∞，τ）]/（1+15μρA）σs6表示全部受力钢筋截面重心点处的预应力损失值σh40 武汉工业学院毕业设计2007届表示后张法构件放松钢筋时，在计算截面上全部受力钢筋重力处由预加力（扣除相应阶段应力损失），产生的砼法向应力μ表示配筋率μ=（Ag+Ay）/AρA=1+eA2/r2eA表示全部预应力筋与非预应力筋换算截面重心点到构件截面重心轴的距离取eA=eyφ（t∞，τ）表示加载龄期为τ时砼的徐变系数终值，相对湿度为75%，τ=28天查得φ=2.2ε（t∞，τ）表示自龄期为τ时开始计算的收缩徐变终值取用0.23。代入计算得：μ=（Ag+Ay）/A=22.4/4798.26=0.47%r2=I/A=4723333.21/4798.26r=31.37ρA=1+eA2/r2=1+（37.82/31.37）2=2.45σs6=0.9×（5.76×14.06×2.2＋2.0×105×0.23×10－3）/（1＋15×0.47%×2.45）=172.04Mpa4.6.6永存预应力第一批应力损失(预加应力阶段)：σsⅠ=σs1+σs2+σs4=78.47+100.25+95.99=274.71Mpa第二批应力损失(使用荷载作用阶段)：σsⅡ=σs5+σs6=30.96+172.04=203Mpaσs=σsⅠ+σsⅡ=274.71+203=477.71Mpa永存预应力σy=1395-477.71=917.29Mpa4.7跨中截面应力验算4.7.1施工阶段正应力验算1、跨中截面正应力40 武汉工业学院毕业设计2007届①施工阶段构件在预期应力和自重作用下截面上下缘砼正应力验算应力限值：混凝土标号C40号，张拉时乘0.8为C32由附表1-2内插得：Rba´=22.4Mpa;Rbl´=2.20Mpa[σha]=0.70Rba´=0.7×22.4=15.68Mpa[σhl]=0.70Rbl´=0.7×2.2=1.54MpaNy=(Ay+AyW.cosα)(σk-σsⅠ)+(σ,k-σ,sⅠ)A,y=(1395-274.71)×1260=1411.57kNσhs=Ny/Aj-Nyeyj/Wjs+Mg1/Wjs=1411.57×103/4374.28×102－1411.57×103×378.2/95167.77×103＋472.12×106/95167.77×103=2.58Mpa<[σha]=15.68Mpaσhx=Ny/Aj+Nyeyj/Wjx-Mg1/Wjx=1411.57×103/4374.28×102+1411.57×103×378.2/92498.74×103-472.12×106/92498.74×103=3.76Mpa>0②运输、安装阶段正应力计算Ny=（σk-σs）Ay=（1395-477.71）×12.6=11557.85kNMg1=472.12×1.2=566.54kN.mσhs=Ny/Aj-Nyey/Wjs+Mg1/Wjs=1411.57×103/4374.28×102-1411.57×103×378.2/95167.77×103+566.54×106/95167.77×103=3.57Mpa<[σha]σhx=Ny/Aj+Nyey/Wjx-Mg1/Wjx=1411.57×103/4374.28×102+1411.57×103×378.2/92498.74×103-566.54×106/92498.74×103=2.87Mpa>02、使用阶段正应力验算40 武汉工业学院毕业设计2007届NyⅡ=[σk-σsⅠ-σsⅡ](Ay+Ayw·cosа)+(σ´k-σⅠs´-σⅡs´)A´y=917.29×1260=1155.79kN对荷载组合:σhs=NyⅡ/Aj+(Mg1－NyⅡ·eyj)/Wjs+(Mg2+Mp)/Wos=1155.79×103/(4374.28×102)+（472.12×106―1155.79×103×378.2）/(95167.77×103)+(472.12+453.47)×102/(116073.26×103)=3.02Mpa<[σha]=0.5Rab=14Mpaσhx=NyⅡ/Aj－(Mg1－NyⅡ·eyj)/Wjx－(Mg2+Mp)/Wox=1155.79×103/(4374.28×102)－（472.12×106―1155.79×103×378.2）/(92498.74×103)－(472.12+453.47)×102/(105630.68×103)=1.54Mpa>04.7.2预应力钢筋最大应力荷载组合：σymax=σyⅡ+ny·（Mg2+Mp）·y0y/I0=（1395-477.7）＋6.33×925.59×106×378.2/4884362.675×104=962.66Mpa＜0.65Rby=1209Mpa4.8支点截面主应力验算：换算截面重心处的主应力净距：S0，=99×42.17×42.17/2+（6.33-1）×2.8×38.55-2×508.68×（7.3-3.63-0.7+7.64）-2×36×（7.3-3.63-0.7+7.64）2/2=73759.51cm4S0=99×42.5×42.5/2+（5.75-1）×2.8×38.88-2×508.68×（7.3-3.63-0.7+7.64）-2×36×（7.3-3.63-0.7+7.64）2/2=80052.905cm4b=2×10+7=27cm对荷载组合：40 武汉工业学院毕业设计2007届τ=Qg1s0,/bI0,+(Qg2+Qq)s0/bI0=91.18×73759.51/27×4749000.51+(30.19+155.36)×80052.91/27×4747534.51=0.17Mpa换算截面重心处砼的应力：σh=σy1·Ay/A0，-△σy1·Ay/A0=21582.12×16.8×102/4778.82+16.8×168.9×106/4748534.51×103=5.1Mpa对荷载组合:主拉应力：σz1=σh/2-(σh2/4+τ2)1/2=5.09/2-(5.092/4+0.172)1/2=-0.006Mpa<0.9R1b=0.9×2.6=2.34Mpaσza=σh/2+(σh2/4+τ2)1/2=5.09/2+(5.092/4+0.172)1/2=5.10Mpa<0.6Rab4.9预应力阶段支点截面上缘拉应力验算：后张法预应力梁中，梁端一区段长度内为集中区。考虑到应力集中长度的不确切必放松预应力钢筋时的冲击及支点可能不在设计位置等原因，验算支点附近上缘拉应力时偏安全考虑，不计板的自重对上缘拉应力的卸载作用且预应力采用最大值（即放松预应力力钢筋时的应力）。σymax，=σk-σs1=1395-174.625=1220.375Mpa则上缘拉应力：σhs=σymax，·Ay/A0，-σymax，·Ayey,/Wos，40 武汉工业学院毕业设计2007届=1220.375×16.8/4778.82-1220.375×16.8×38.85/99289.55=-3.67Mpa在砼强度达到设计强度80%以上放松预应力筋,这时强度相当于30号砼强度即R1b，=2.1Mpa。按“公期规”第5.3.4条规定拉应力的限值为：σh1＜0.70R1b，=0.7×2.1=1.47Mpa张拉区不配非预应力钢筋时：σh1=1.15R1b,=1.15×2.1=2.4Mpa可见σh1s＞σ1b，现拟定支座附近公有两根预应力钢筋作用于截面上，而其他8根在支座附近使用套管，使它与砼不粘结，则使支点截面附近。则：Ay=2×140=280㎜2预应力Ny=σymax，·Ay=1220.375×2.8=3417.05KN砼的应力为：σhs=Ny/A0，-Ny·ey,/Wos，=3417.05/4778.82-3417.05×38.55/99289.55=-0.61Mpa＜[σh1]=0.7×2.1=1.47Mpaσhx=Ny/A0，-Ny·ey,/Wox，=3417.05/4778.82-3417.05×38.55/112616.06=-0.46Mpa＜[σh1]套管长度：2号钢筋端部套管长度为：2.00m；3号钢筋端部套管长度为：1.50m；4号钢筋端部套管长度为：1.00m；5号钢筋端部套管长度为：0.50m。40 武汉工业学院毕业设计2007届第5章施工组织管理5.1施工组织管理机构1.为了对本合同项目进行全面高效地施工组织管理，拟成立精干高效、运转自如的“碾盘中桥项目经理部”。项目经理的职能是依据合同规定内容对承担的全部工程项目按计划顺利完成。同时，项目经理部对外负责与业主、监理工程设计单位和地方政府保持联系并建立良好叛乱，保证有一个良好的施工环境；统一指挥，直辖市各部门的关系，实现高效去声，严格控制工程成本和质量，确保文明施工、安全生产。2.项目经理部下设工程技术质检队：负责施工、技术、测量、资料、试验及施工工序的抽检工作及工程实物验收、报检等。财务劳资办公室：负责人员调配、劳保用品发放，工资和资金发放、财务成本核算。后勤管理：负责施工现场及驻地的办公用品、生活设施等保障。中心试验室：提供各种配比、原料进场检验、施工过程质量控制、竣工时的各种检验。测量、结构工作队：负责测量及桥梁的结构施工工作。含混凝土拌和站：主要负责梁板预制安装及混凝土的拌和运输。5.2临时建设1.在施工现场建设工程项目部的用房屋及砼拌合站。2.利用现在的道进行运输3.整修、加宽、维护现有道路4.新修施工便道以满足施工生产的需要5.3施工方法和工艺、技术方案5.3.1基础施工40 武汉工业学院毕业设计2007届1.定位及放样，根据监理工程审批的控制点复测成果，结合桥梁设计施工图，推导出桥梁纵横轴线坐标，使用经纬仪及水准仪对桥梁进行总体定位，布设边线桩或撒播石灰。2.准备好施工机具设备，如架电、抽水机等，备足基础用材料。3.基坑开挖及施工，基坑采用挖掘机开挖，采用土围堰挡水、集中降水，边开挖边降水。当机械开挖至距设计标高约20cm左右时，再采用工人开挖整平，目的在尽量不对基底土造成扰动。清理基底到达设计标高后，报驻地监理，经检查合格后进行施工。依据事前设好的控制桩，重新进行基础放线检查无误后据设计要求，进行施工。5.桥梁混凝土扩大基础施工，基础混凝土分两次浇筑。地基验收合格后，采用仪器进行细部放样，然后安装基础模板。模板之间用卡扣连接，保证模板平稳牢固，接缝严密。混凝土在施工过程中，应分层浇筑，每层厚度控制在30厘米左右。振捣一定要密实、连续，振捣棒要竖直插入，快插慢提。5.3.2桥墩施工1.在已做好的基础上重新放线，放完线进行复核。根据图纸设计，凿毛扩大基础处预留钢筋处混凝土，按设计要求焊接柱钢筋笼。2.交桩顶面清扫干净，支柱接柱模板，保证其中心与设计中心一致，在模板上定出桩顶标高。混凝土采用与桩同等级的混凝土，坍落度采用30—50mm左右，用插入振捣器振捣实心密实，初凝后及时养生，终凝后在柱底范围内凿毛。3、绑扎柱身钢筋，每一个断面钢筋接头要符合规范要求，检查柱身钢筋垂直度，安放好保护层垫块后，支柱身钢筋。4.模板采用整体钢模，支模时将模板事先拼在一起，拼缝要拼接严密，用缆绳四个方向固定模板，搭好人工操作平台。5.重新放样，检查柱上下中心是否在同一竖线上，柱身是否垂直，合格后浇筑混凝土，混凝土用就地拌和，吊车配合吊斗灌注，柱高超过2米时，混凝土通过漏斗注入模内，每层厚度不得超过40cm，混凝土坍落度控制在30—50mm之间，人工下到柱内振捣。6.混凝土初凝后，要及时对墩顶进行人工凿毛。洒水后，用塑料薄膜严密包裹眼养生，始终保证膜内潮湿状态。5.3.3台身台帽台背施工1.台身永久性外露部分采用整体竹胶板（也可用整体式钢模板），非外露部分用用组合钢模板拼装，对穿螺杆（直径16mm）间距1m左右。除拉杆外用方木（也可用钢管支架）侧向支撑定位。混凝土浇筑及养生与其它结构混凝土相同。2.钢筋绑扎支模等其他方法基本同台身与墩柱。40 武汉工业学院毕业设计2007届5.3.4盖梁施工盖梁的适宜施工方法较多，可以用用门型贝雷支架方案、抱箍牛腿方案、剪力销牛腿方案，本施工采用剪力销牛腿方案。1.模板类型和支撑形式为了适应墩柱高度变化的特点，减少支撑脚手架的工作量，加快底模周转，盖梁由组合横梁支撑，侧模由横肋立柱拉杆组成，支撑搭在剪力销上纵横梁上。2.剪力销牛腿支撑拉杆通过中空的剪力销连接于预埋螺母上，牛腿由拉杆压挂在关剪力销上。3.在底模搭设完之后，在其上定出各骨架所在位置，用用吊车单片多点或用扁担梁吊装骨架就位，绑扎其他钢筋等。钢筋绑扎完成后，清掉模内杂物，支侧模，侧模底部与顶部分别与对面模板用拉杆连接。模板全部支好后，重新放样检查各边角位置是否正确。盖梁钢筋事先按照图纸要求，焊接成钢筋骨架，在盖梁底模支架上成型及焊接。4.混凝土浇筑用用吊车配吊斗工艺，插入振捣器振捣。5.绑扎底板钢筋，底板钢筋在钢筋预制场加工成型，按设计要求在台面上正摆放，用20号钢丝绑扎底板钢筋及预埋连接钢筋。6.绑扎腹板和顶板钢筋腹板钢筋纵向和竖向钢筋顺扣绑撄，每根钢筋上的交叉点绑扎成八字式，其中箍筋与主筋保持垂直，箍筋的转角与钢筋的交接点要绑扎牢固，箍筋的平直部分和通筋的交点绑扎成梅花式。钢筋绑扎完成后，钢筋骨架两侧绑撄与钢筋保护层厚度相同的砂浆垫块（垫块强度等级与梁体混凝土强度等级相同）。7.安装侧模、端模钢筋将模板用人工抬到台座两侧，将机油均匀刷到模板面板上。将涂完脱模剂的模板按预制底定位线准确定位，模板用螺栓、螺母连接，连接处中间垫橡胶条保证不漏浆。侧模拼装就位后，下侧用木块支撑牢固，上面用对拉杆将两侧模板拉紧，保证顶宽。端模板用卡扣与侧模板连接。8.浇筑混凝土（安装芯模）混凝土浇筑分两层进行，先从一端开始浇筑底板，振捣棒要竖直插入，快插慢提。底板混凝土浇筑完成后，快速安装芯模，并充气固定其位置，防止浇筑混凝土时产生上浮或侧移。然后再回到浇筑起始端开始浇筑腹板、顶板，顶板表面应抹平、拉毛。40 武汉工业学院毕业设计2007届9.拆除侧模和端模空心板梁浇筑完成以后，待混凝土强度达到5Mpa时，拆除侧模和端模。侧模摇摇欲坠时，先将侧模底部的木支撑去掉，然后将上端的对拉杆拆掉，最后将每块侧模间的连接螺丝解除，人工将侧模抬到空心板梁浇工作区以外，及时清理模板上的残余物，以便函下次使用。侧模摇摇欲坠时要小心，不要碰掉预制板的边欠，拆掉模板后要迅速凿除预埋件，动作要轻敲慢打，以减少对板梁混凝土的损伤。10.放掉芯模内的空气，抽出芯模。11.混凝土的养护：拆除模板后，用土式布覆盖洒水养护。5.3.5桥梁安装施工1.安装准备工作，平整桥下场地，吊车有较平整的作业场地；按设计要求安装锚栓钢套；测量放样，把墩台帽中的轴线放出来打墨线弹出支座位置，现时将板边线板端线用墨线弹在盖梁上；构件运输使用拖车，在预制厂使用龙门吊装车；构件移运按安装顺序进行，尽量减少吊车来回移动位置。2.梁板安装，施工现场采用汽车吊吊装（25T），安装时须先将墩台顶的支座固字好，符合设计后进行安装，安装时统一指挥，确保吊装安全；吊唁装时的吊点按设计要求严格控制；安装顺序从一侧向另一侧逐片安装；落梁时根据弹好的板边线板端线控制板梁平面位置，力求做到各相邻板梁之间的缝宽均匀一致。5.3.6桥面系施工1.护栏采用现在场预制，安装后进行再浇桥面铺装砼。2.伸缩缝安装：按设计要求预留伸缩缝口，并埋设伸缩缝连接锚钢筋；桥面砼铺装层施工完工后，必须立即在伸缩缝处凿缝，保持伸缩缝能自由伸缩。待桥面沥青砼成型后，放出伸缩缝中线，按设计尺寸画出切割线。用砼切割机按线切割；破除及清理伸缩缝范围内的沥青砼及松散多余的砼；进行伸缩缝的安装及位置调整；浇筑砼并进行养生。5.4施工注意事项1.要严格按照施工图施工，特别是钢筋放样，模板工序要认真落实。2.为了保证混凝土的整体性，防止在浇筑上层混凝土时破坏下层，要求浇筑下层混凝土时须有一定的速度，使上层浇筑的混凝土能在先浇混凝土初凝之前完成，其最小增长速度可由下式计算[11]。40 武汉工业学院毕业设计2007届式中:h——浇筑时混凝土上升速度的最小允许值（m/s）；S——浇筑混凝土的扰动深度，在无具体规定值时，可取S=0.25～0.5m；t——混凝土实际初凝时间（s）。3.在浇筑时支架会产生不均匀沉降和变形，因此在浇筑混凝土之前，应对支架进行预压，预压重量为箱梁重量，应从跨中向两端桥墩进行。同时，其邻跨也从跨中向墩、台进行，在桥墩处设置接缝，待支架沉降稳定后，再浇筑墩顶处梁的混凝土。4.浇筑混凝土应采用相应的分层厚度，水平分层浇筑，对浇筑的混凝土进行振捣。5.混凝土浇筑完成后进行养生，促使混凝土硬化，并在获得规定的强度的同时，防止混凝土干缩引起的裂缝，防止混凝土受雨淋、日晒、受冻及受荷载的振动、冲击。6.混凝土强度达到设计值的85%之后，才能拆除摸板。40 武汉工业学院毕业设计2007届结论本次设计的目的是对以前各个教学环节的继续、深化和拓宽，进行预应力钢筋混凝土桥梁的设计，提高学生的动手能力。了解桥梁博士软件的使用，综合运用所学的结构方面的各种知识，熟练使用AUTOCAD软件绘图.为我们桥梁工程方向的土木工程毕业生向公路工程工作岗位过渡提供了一个宝贵的学习机会。在设计的内容主要为：桥梁选址和桥型方案论证，通过现场调查，选择桥址，根据桥址处地形、地质、地貌、水文、气象、地震论证桥型方案。设计计算书，包括概述桥梁施工方法，结合施工实际情况，采用装配式预应力钢筋混凝土空心板。对桥梁上部结构进行结构受力计算。同时完成相应的图纸。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过这次毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，同时我也学习熟悉与桥梁理论和内容，明白了很多以前不懂的内容，尤其是在毕业实习时遇到很多实际中的问题，现在在游老师指导下和同学们的帮助下得到了解决，懂得了理论知识结合实际、运用于实践的重要性。40 武汉工业学院毕业设计2007届40 武汉工业学院毕业设计2007届谢辞毕业设计（论文）是每位大学生在校园的最后一次学习机会，也是对自己四年来学习的检验。此次我做的是公路桥梁设计。虽然我们四年学的道路知识有限，但是三个月的毕业设计让我懂得了许多以前不曾了解的内容。每一步设计的过程都是我了解道路的过程，也是我逐渐成长的过程。毕业设计把学习和即将的工作联系在一起，让我提前体会到将来工作的艰辛。现在看来毕业设计不是特别难，难的是做设计时的心态。刚开始做设计的一段时间里，毕竟没有自己熟悉的内容，这花费了我大量的时间和精力去研究。但是即使开始什么也不懂，我觉得只要认真对待毕业设计才能真正地学到知识，三个月的毕业设计才没有白费。在此，要感谢院系领导对我的支持和帮助。在游其勇老师的指导下，我顺利地完成了毕业设计。他认真负责的教学态度使我进一步了解道路设计，扩大了我的知识面。培养了我具有独立发现问题、提出问题和解决问题的能力，让我养成了脚踏实地、勇于攀登的精神和严谨的学风。最后要感谢同组各位同学给我的帮助。张宁2006年5月28日40 武汉工业学院毕业设计2007届参考文献[1]范立础.《桥梁工程》.人民交通出版社.北京.2004[2]徐光辉.胡明义.《公路桥涵设计手册<桥梁>》.人交通出版社.北京.2004[3]胡安邦.《桥梁施工及组织管理》.人民交通出版社.北京.2004[4]高冬光.《桥位勘测设计》.人民交通出版社.北京.2002[5]白淑毅.《桥涵设计》.人民交通出版社.北京.2002[6]凌冶平.易经武.《基础工程》.人民交通出版社.北京.2004[7]姚玲森.《桥梁工程》.人民交通出版社.北京.1985[8]东南大学主编.《混凝土结构》.中国建筑工业出版社.2002[9]莫海鸿.杨小平.《基础工程》.中国建筑工业出版社.2003[10]龙驭球.《结构力学》.北京：高等教育出版社.2007[11]《公路工程技术标准》.JTG01----2003.人民交通出版社.北京.2004[12]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》.JTG62---2004.人民交通出版社.北京.2004[13]《公路桥涵施工技术规范》.JTJ041---2000.人民交通出版社.北京.2000[14]《公路定额及编制办法汇编》.人民交通出版社.北京.2003[15]《公路工程抗震设计规范》JTJ001---89.人民交通出版社.北京[16]《公路桥涵通用规范》JTG06----2004.人民交通出版社.北京[17]S.Maleki,EffectofElastomericBearingsonSeismicResponseofSkewedBridges.Proceedings5thInternationalConferenceonComputationalStructuresTechnology.Civil-CompPress.2000.40'