1、郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计）届 土木工程(道路与桥梁方向)专业 班级题 目 预应力混凝土空心板桥设计 姓 名 学号 指导教师 职称 讲师 年 五 月 十五 日内 容 摘 要预应力混凝土空心板在我国桥梁建筑上占有重要的地位，在目前，对于中小跨径的的永久性桥梁，都在尽量采用预应力混凝土空心板桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好的优点。从而决定了本设计中桥型的选择，整个的计算方法。本文对一个 220 米先张法预应力混凝土空心板简支桥进行了设计验算。文章拟定了桥梁的上部结构尺寸，对荷载内力进行了计算，并且对主要构件进行了强度承载能力极限状态和正常使用极
2、限状态验算。其中，上部结构尺寸的拟定，主要参考了桥涵规范及相关范例；利用铰接板法和杠杆原理法求解横向分布系数，并且参考相关范例对 10 块空心板进行了分组，从而可以查表得出横向分布影响线，进而求得横向分布系数。本次设计的内容主要包括：空心板、盖梁、桩柱三大部分的设计与计算。分别先后完成几何尺寸设计、荷载组合计算、钢筋配置及验算、预应力损失计算、裂缝及变形验算、持久和短暂状态应力验算等具体项目，每一部分都有详细、精确的计算过程。本次设计成果有：计算书和配套施工图纸。关 键 词预应力；空心板；盖梁；桩柱Design of Pre-stressed Concrete Hollow Slab Brid
3、geshuangzhenyi Tutor: Zhang DayingAbstractPrestressed concrete hollow slab bridge construction in China occupies an important position in the small span permanent bridges, are as far as possible Prestressed Concrete Hollow Slab, because the bridge with local materials, industrial construction, durab
4、ility, adaptability, integrity advantages. To determine the design of the bridge type selection, the entire calculation method.In this paper, a 20-meter pre-tensioned prestressed concrete hollow slab simply supported bridge design checking. The intended size of the upper part of the bridge structure
5、, the load internal forces was calculated, and the main components of strength ultimate limit state and serviceability limit state checking. Among them, the intended size of the upper structure, the main reference bridges and culverts specification and examples; hinge plate method and the lever prin
6、ciple method to solve the lateral distribution coefficient and reference example 10 hollow board packet, which can look-up table draw horizontal distribution of line, and then obtain the lateral distribution coefficient.This designs content mainly includes: Spatial core, Ge Liang, pile three major p
7、art designs and computation. Does things in order of importance and urgency completes the geometry size design, the load combination computation, the steel bar disposition and the checking calculation, the loss of prestress computation, the crack and the distortion checking calculation, lasting and
8、the short condition stress checking calculation and so on specific items, each part has in detail, the precise computational process. This design achievement includes: Account book and necessary construction blueprint.Key WordsPre-stressed ; Spatial core ; Cap beam ; Pile目 录第一章 桥梁设计概况 .11.1 地貌及标高 .1
9、1.2 水文 .11.3 地质 .11.4 跨径及桥宽 .11.5 设计荷载 .21.6 材料 .21.6.1混凝土 .21.6.2 钢筋 .21.6.3.板式橡胶支座 .21.7 施工工艺 .21.8 结构尺寸 .21.9 设计依据和参考书 .3第二章 方案比选 .4第三章 上部结构计算 .53.1 主梁截面几何特性计算 .5第四章 作用效应计算 .64.1 永久作用效应 .64.2 可变作用效应 .74.3 内力组合效应 .13第五章 预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置 .165.1 预应力钢筋数量的估算 .165.2 预应力钢筋的布置 .185.3 普通钢筋数量的估算和布置 .18第六
10、章 主梁截面换算特性计算 .206.1 中板 .206.2 边板 .22第七章 主梁截面强度及应力验算 .237.1 正截面强度计算 .237.2 斜截面强度验算 .24第八章预应力损失计算 .298.1 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失 .292l8.2 加热养护引起的损失 .293l8.3 预应力钢筋松弛引起的损失 .295l8.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失 .304l8.5 混凝土收缩徐变引起的应力损失 .3168.6 预应力损失组合 .35第九章 正常使用极限状态计算 .379.1 正截面抗裂性验算 .379.2 斜截面抗裂性验算 .38第十章 空心板变形计算 .4210.1 正常
11、使用阶段的挠度计算 .4210.2 预加力引起的反拱度计算及预拱度设置 .43第十一章 持久状态应力验算 .4611.1 跨中截面混凝土法向压应力验算 .4611.3 斜截面主应力验算 .47第十二章 空心板截面短暂状态应力验算 .52第十三章 最小配筋率复核 .58第十四章 桥梁下部结构的计算 .6014.1 盖梁 .6014.2 桩柱计算 .71致 谢 .79 - 1 -预应力混凝土空心板桥设计班级：1109952 学号：41 姓名：双振毅 指导老师：张大英 讲师第一章 桥梁设计概况1.1 地貌及标高该大桥址位于地势平坦地区，河床淤泥顶标高-0.25m，常年水位标高 0.8m,桥面顶标高
12、5.2m。地基土上层为硬塑粘性土，下层为中密细砂夹砾石。1.2 水文 该区域为淮河上游支流汇水区域，是东部地区地表水必经水道。该处河道比降较小，水流缓慢，对河床冲刷较小，桥墩对水流影响很小，不影响行洪。1.3 地质该处位属河流冲积平原地貌，地质构造不发育，岩土层分布较均匀，岩体主要是寒武系石灰岩层，自上而下为：杂填土、黏土层、粗砂层、石灰岩层，地质稳定适合本桥建设；设计考虑石灰岩为持力层，河道内桩基基本没有土层，考虑桥墩的稳定，要求嵌岩深度大于桥规的规定。 1.4 跨径及桥宽本设计为两等跨预应力混凝土空心板桥。标准跨径：20m；主梁全长：19.96 米；计算跨径：19.5 米； - 2 -桥宽
13、：净9.0+20.75m1.5 设计荷载公路 I 级； 人群荷载 3.5kN/m2 1.6 材料1.6.1混凝土采用 C50 混凝土浇注预制主梁，栏杆和人行道板采用 C30 混凝土，C30 防水混凝土和沥青混凝土磨耗层；铰缝采用 C40 混凝土浇注，封锚混凝土也使用 C40；桥面连续采用 C30 混凝土。1.6.2 钢筋 普通钢筋主要采用 HRB335 钢筋，预应力钢筋为钢绞线。1.6.3.板式橡胶支座采用三元乙丙橡胶，采用耐寒型，尺寸根据计算确定。1.7 施工工艺预制预应力空心板采用先张法施工工艺1.8 结构尺寸空心板的横断面尺寸见图所示： 预 制 中 板101035R1056预 制 边 板
14、 30.5R65108355123.012856图 1.1 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm） - 3 -上部构造尺寸如下图：图 1.2 横断面布置图（尺寸单位：cm）1.9 设计依据和参考书1、 公路工程技术标准 （JTGB01-2003） ；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） ；4、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTJ 023-85） ；5、 公路桥涵设计手册 （梁桥）上册，人民交通出版社，1996年；6、 桥梁工程本科教材；7、 混凝土简支梁（板）桥易建国编（第二版）
15、 ，人民交通出版社，2000 年； - 4 -第二章 方案比选设计的桥为跨径为 20 米的中型桥，采用公路 I 级荷载为设计荷载，人群荷载 3.5kN/m2 。经综合比较，采用预应力混凝土空心板桥，且边板与中板采用不同的截面形式，即直接在边板悬出挑梁来承担人行荷载。比较优势分析如下：1. 板桥的优点：建筑高度小，使用于桥下净空受限制的桥梁，与其它类型桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度，缩短引道的长度。板桥外形简单，制造方便，既便于采用土模技术，又便于进行工厂化成批生产，且空心板桥重量轻，运输、安装均比较方便。预应力混凝土简支板桥常用跨径在 20 米以下。2. 预应力优点：有效利用现代高强度材料，减小了构件截面，降低自重，增大跨越能力，节省钢材，达到了显著的经济效益。预应力桥梁刚度大，在长期荷载作用下，减小裂缝发生的可能，提高构件的耐久性。3. 装配式的优点：构件的尺寸及形式趋于标准化，可采用大规模工业化制作。装配式构件可以节省劳动力和降低劳动强度，提高工程质量和生产力，降低了工程造价。构件制作不受季节、天气影响，保证了预制构件的质量，上下部同时施工也加快了施工进度，缩短了工期，节省了大量模板的消耗。综合以上优点，选用预应力混凝土空心板桥较为经济、合理。
