毕业论文--简支板桥设计--设计.doc

目录 2.1 设计基本数据..............................1 2.2 设计要点..................................1 2.3 空心板截面几何特性计算....................3 2.4 主梁作用效应计算..........................4 2.5 预应力钢筋数量估算及布置..................16 2.6 计算截面几何特性..........................18 2.7承载能力极限状态计算……………………………...20 2.8正常使用极限状态计算……………………………...24 2.9 主梁变形验算………………………………………..30 2.10持久状况应力验算………………………………….34 2.11短暂状况应力验算………………………………….39  2.1 设计基本数据 2.1.1 跨径和桥面宽度 （1）标准跨径：16m（墩中心距）。 （2）计算跨径：15.56m。 （3）主梁全长：15.96m。 （4）桥面宽度：净13m（行车道）+2×0.5m（防撞护栏）。 2.1.2 技术标准 （1）设计荷载：①公路—Ⅰ级 （2）环境标准：Ⅰ类环境。 （3）设计安全等级：二级。 2.1.3 主要材料 （1）混凝土空心板采用C50混凝土，铰接采用C40混凝土;桥面铺装采用C30沥青混凝土和C40防水混凝土。 （2）钢筋：预应力钢筋采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积140mm2，标准强度，设计强度，弹性模量。 2.2 设计要点 2.2.1 结构设计 （1）本空心板按全预应力混凝土构件设计。 （2）桥面板横坡为2%单向横坡，各板均斜置，横坡由下部机构调整。 （3）空心板断面：空心板高度0.8m，高度1.22m，各板之间留有0.01m的铰缝。 （4）桥面铺装：上层采用0.10m厚的沥青混凝土，下层采用0.12m厚的C40防水混凝土，两者之间加设SBS防水层。 （5）施工工艺：预制预应力空心板采用后张法施工工艺。 （6）桥梁横断面与构造及空心板截面尺寸如图2-1，图2-2所示。 图2-1 桥梁横断面及构造图(单位：cm) 2.2.2 设计参数 （1）相对湿度为80%。 （2）体系整体均匀升温25℃，均匀降温25℃ （3）C50混凝土的材料特性；，，，。 （4）沥青混凝土重度按23KN/m3计，预应力混凝土结构重度按26KN/m3计，混凝土重度按25KN/ m3计 2.3 空心板截面几何特性计算 2.3.1 小毛截面 （1）截面面积 空心板截面面积为： （2）截面重心位置 全截面对板高处的静矩为： 铰缝的面积为： 则毛截面重心离板高的距离为： （即毛截面重心离板上缘距离为） 铰缝重心与板高处的距离为： （3）空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算 边长为的等腰直角三角形对自身重心轴的惯性矩为：。 铰缝对自身重心轴的惯性矩为： 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为： 空心板截面的抗扭刚度可简化为如图9-3所示的箱型截面来近似计算： 根据式（3-15），抗扭刚度可按下式计算 It=4b2h2/（2h/t1+2h/t2） =cm = 2.4 主梁作用效应计算 2.4.1 永久作用效应计算 （1）空心板自重（一期结构自重） （2）桥面系自重（二期结构自重） 由于是高速公路，没有人行道及栏杆，只有防撞护栏，本设计采用混凝土防撞护栏，按单侧7.5KN/m线荷载计算。 桥面铺装上层为10cm厚C30沥青混凝土，下层为12cm厚C40防水混凝土，则全桥宽铺装层每延长米重力为 以上自重效应是在各空心板形成整体后再加至桥上的，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应该是不同的。为了计算方便，近似按各板平均分配桥面铺装重量来考虑，则每块空心板分配到的每延米桥面系重力为 （3）铰缝自重计算（二期结构自重） 由上述计算得空心板每延米长总重力为 GⅠ（一期结构自重） GⅡ（二期结构自重） G=GⅠ+GⅡ 由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果见表2-1。 表2-1 永久作用效应计算表 作用种类 作用集度 计算跨径/m 作用效应弯矩 作用效应剪力 跨中 1/4跨 支点 1/4跨 跨中 GⅠ 14.911 15.56 451.2695 225.6348 116.0076 58.0038 0 GⅡ 8.337 15.56 252.3126 126.1563 64.8619 32.4310 0 G 23.248 15.56 703.5821 351.79