3×16m预应力空心板简支板桥计算书.doc

PAGE PAGE 1 第一章 绪论 设该桥所在地区为新建工程中的一座3跨桥梁，在经过桥型方案比选后，选用预应力空心板简支梁桥，每跨16米，共3跨。由于横向尺寸较整，故设计的空心板截面尺寸采用常见的结构形式。 计算书分为上部结构与下部结构两个部分。上部结构部分包括尺寸拟定、应力分析、横向分布系数的计算、荷载的分布与组合、内力计算、特殊截面的剪力与弯矩的求得、预应力混凝土的配筋、钢筋束的分布、预应力损失的计算与组合、各截面的验算。下部结构由于学校课程里接触的不多，自己探索着并结合与指导老师的探讨完成。包括支座的尺寸与计算、支座下盖梁的尺寸拟定，支座反力与弯矩的计算组合、荷载的布置、其配筋与验算、桩的计算与地基承载力的计算。 虽然平时也有过桥梁的课程设计，但我通过做毕业设计中学到了许多书本上学不到的东西。结合所学专业知识与实际考虑的情况，我完成了这份计算书。 第二章 方案设计比选 桥梁设计条件： 装配式混凝土简支板桥，采用整体现浇或预制施工，预应力采用先张法施工。 本课题拟设计为多跨简支桥梁，方案比选以经济指标为主。 设计荷载：公路-Ⅱ级。 桥面宽度：双向两车道。 通航要求：无通航要求。 2.1 方案一：预应力空心板简支梁桥（316m） 本桥整个桥型方案选定为316m的预应力空心板简支梁桥，采用3跨等截面等跨布置。 图2-1 方案一总体布置图（单位：cm） 设计特点分析： 优点：截面形式采用空心板梁，可减轻自重；中小跨径的预应力桥梁通常采用此种形式。截面采取挖去两个椭圆的方式，挖空体积较大，适用性也较好；与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度，做成装配式板桥的预制构件时，重量不大，架设方便。另外，属静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故最易设计成各种标准跨径的装配式构件；各跨的构造和尺寸统一，从而能简化施工管理工作，降低施工费用。 缺点：仅使用于跨径较小的桥梁，跨径较大时，板的自重也会增大；在较长桥梁中，只能采用多跨形式，降低桥梁美观性。 2.2 方案二：预应力混凝土T形梁桥（316m） 本桥整个桥型方案选定为（316m）的预应力混凝土T形梁桥；采用三跨等跨布置。 图2-2 方案二总体布置图 （单位：cm） 设计特点分析： 优点：较空心板能适用于更大跨径的桥梁设计，制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助间距为4～6m的横隔梁来连接，整体性好，接头也较方便；减少了结构自重，充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部的受力钢筋的抗拉作用，从而使结构构造与受力性能达到理想的配合。 缺点：桥面板跨径的增大，悬臂翼缘板端部挠度较大，引起桥面接缝处纵向裂缝的可能性也大。构件重量的增大与截面形状不稳定使运输和架设工作复杂。 2.3 方案三：预应力混凝土连续箱梁桥（3×16m） 本桥整个桥型方案选定为（3×16m）的三跨连续梁桥。 图2-3 方案三总体布置图（单位：cm） 设计特点分析： 优点：箱型截面的整体性较强，能适应各种使用条件，它不但能提供足够的钢筋混凝土受压面积，而且由于截面的闭合特性，抗扭刚度大。在偏心的活载作用下，各梁肋的受力比较均匀，并且在一定的截面面积下能获得较大的抗弯性能；由于控制弯矩的减小，恒载减小，使桥梁自重更轻，连续梁桥无伸缩缝，行车条件良好。 缺点：连续梁桥，支点处弯矩大，需要箱梁底板适当加厚，以提高必要的受压面积，同时跨中正弯矩较大，应该避免该区段底板过厚而增加恒载弯矩，因此，就有底板厚度按中薄边厚设置的一般规律；对桥基要求也较高，否则任一墩台基础发生不均匀沉陷时，桥跨结构内会产生附加内力。 设计方案的评价和比较要全面考虑上述各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选择一个符合当前条件的最佳推荐方案，现将三方案的特点列于下表进行对比： 表2-1 方案比选对比表 桥梁方案 预应力空心板简支梁桥（316m） 预应力混凝土T形梁桥（316m） 预应力混凝土连续箱梁桥 （3×16m） 经济性 最低（造价估算） 最低（造价估算） 最高(造价估算) 适用性 1：属静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故易设计成各种标准跨径的装配式构件。 2：适用于中小跨径桥梁，重量不大，架设方便。 3：技术成熟，且使用较广。 1：减少了结构自重，充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力。 2：制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，整体性好，接头也较方便 1：属于超静定结构，结构刚度大，稳定性好。 2：连续梁各跨共同受力，由于支点的负弯矩减小了主梁的跨中弯矩，主梁受力更加均匀，截面高度小。 3;变形小，伸缩缝少，行车平顺舒适。 4：设计计算比较复杂。 美观性 标准形式，使用于较长桥梁时，多跨降低了美观性。 较空心板桥，更为轻便；且可用