摘 要

随着各地区相互联系的日益紧密及高等级公路迅速发展，中等跨径桥梁的数量大幅增加。传统的简支梁桥结构体系由于存在桥面容易开裂等多种缺点，因此在与连续梁结构体系的竞争中常常处于下风。传统的连续梁桥虽然在结构受力方面优于简支梁桥，但是由于施工复杂繁琐、费时费力，导致连续梁桥的施工工期一般较长，所以以往人们很少修建连续梁桥。随着知识不断地积累、更新，人们开始设想把两者的优越性结合起来，利用简支梁桥施工方便的特点来加快连续梁的建设速度。由此产生了先预制整跨梁板、待架设就位后，在端部浇注混凝土并张拉预应力钢束使之连续的先简支后连续施工方法。 本毕业设计旨在运用软件和手算相结合的方法设计一座 3×40m 先简支后连续的三跨预应力混凝土连续T梁。

在设计预应力混凝土连续T梁过程中，首先根据水文地质条件，进行桥梁孔径、桥梁最低高程、桥台冲刷高程等的相关计算，再利用软件进行恒载内力效应、活载效应的进行，求出支点、跨中的剪力和弯矩，给主梁配筋，最后进行校核。在设计完上部结构后，再根据基础工程的知识进行下部结构的设计及验算。

关键词：先简支后连续 预应力混凝土 T梁

ABSTRACT

With the increasingly close interconnection of various regions, high-grade highways have developed rapidly, and the number of medium-span bridges has increased substantially. The traditional simple-supported beam bridge structure system is often in the downwind in the competition with continuous beam structure system because of its many shortcomings such as easy cracking of bridge deck and so on. Although continuity is superior to simple-supported beam bridge in structural stress, because of the complicated construction, time-consuming and laborious construction, the construction period of continuous beam bridge is generally longer, so people begin to imagine combining the advantages of the two, using the characteristics of simple-supported beam bridge construction convenience to speed up the construction of continuous beam. Therefore, the construction method of prefabricating the whole span beam and slab, placing concrete at the end and stretching the prestressing steel bundle to make it continuous is simply supported and then continuous. This graduation project aims to design a three-span prestressed concrete continuous T-beam, which is simply supported and then continuous, using the method of combining software with manual calculation.

In the design of prestressed concrete continuous T-beams, firstly, according to hydrogeological conditions, the related calculation of bridge aperture, bridge minimum elevation and abutment scouring elevation is carried out, and then the internal force effect under dead load and live load effect are carried out by software, the shear force and bending moment in fulcrum and span are calculated, the reinforcement of the main girder is provided, and finally the checking is carried out. After the design of the superstructure, the design of the lower structure is carried out according to the basic engineering.

Key words: Simply Supported and Continuous prestressed concrete T beam

目录

第一章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1 我国桥梁发展现状 2

1.2.2国外桥梁发展现状 2

1.2.3未来桥梁发展前景 2

第二章 概述 3

2.1幸福大桥概述 3

2.2幸福大桥桥型方案比选 3

2.2.1比选方案的主要标准 3

2.2.2比选方案 3

2.2.3方案比结果 5

第三章 设计基本资料及上部结构尺寸 7

3.1设计标准 7

3.1.1设计荷载 7

3.1.2跨径及桥宽 7

3.2材料及其数据 7

3.2.1混凝土 7

3.2.2预应力钢绞线 7

3.2.3锚具及管道成孔 7

3.2.4普通钢筋 7

3.3设计要点 8

3.4构造布置 8

3.4.1 T形截面梁尺寸 8

3.4.2主梁片数及主梁间距 9

第四章 桥梁水文计算 10

4.1基本资料 10

4.2流量计算 10

4.2.1流速计算 10

4.3设计水位确定 11

4.4桥梁孔径计算 11

4.4.1基本公式 11

4.4.2桥孔长度 12

4.4.3桥孔布置 12

4.5桥面标高计算 13

4.5.1急流冲击高度 13

4.5.2桥位概述 13

4.5.3桥面最低高程 14

4.6墩台冲刷计算 14

第五章 上部结构计算 17

5.1恒载集度计算 17

5.1.1一期恒载集度 17

5.1.2二期恒载集度 17

5.2恒载内力计算 17

5.5活载效应计算 21

5.5.1结构汽车荷载作用效应计算 21

5.5.2计算主梁的荷载横向分布系数 22

5.5.3汽车荷载效应内力计算 26

5.6支座沉降内力计算 29

5.7组合效应计算 31

第六章 预应力钢束计算 35

6.1钢束估算 35

6.2钢束布置 36

6.3主梁净、换算截面几何特性计算 37

6.4预应力损失及有效预应力计 38

6.4.1基本原理 38

6.4.2预应力损失计算 38

6.5配束后主梁内力组合 40

6.6验算 43

6.6.1预应力筋拉应力验算 43

6.6.2混凝土主压应力验算 44

6.6.3正截面抗裂验算 46

参考文献 48

致谢 49

第一章 绪论

1.1目的及意义

毕业设计是学校教学要求的一个重要环节，它是教育与生产劳动和社会实践结合的重要体现。在完成毕业设计的过程中，通过查阅资料，逐步了解和掌握桥梁设计的相关知识，比如在桥梁设计中如何进行一些参数的取值。通过完成毕业设计，在很多方面给了我们很大的帮助，学会系统的运用大学里所学的知识，分析解决实际问题，这样进一步提高了我们对相关知识的理解，以及加深我们对知识的运用。

本次毕业设计的题目是幸福大桥结构设计。在进行幸福大桥结构设计时，采用的是梁式桥的先简支后连续梁桥。因为近年来，先简支后连续梁桥在中型和大型桥梁之中应用十分广泛，先简支后连续梁桥的上部结构形式，与传统的简支梁桥相比，有很大的优势。传统的简支梁桥在梁的衔接处受到的力较大，因而很容易出现破环，进而导致桥面铺装层出现早期裂缝，同时也会降低石桥面铺装寿命，增加桥梁后期的维修费用，所以随着桥梁的发展，传统的简支梁桥逐渐被拱桥等取代。先简支后连续的连续梁与传统的连续梁相比，其结构相对简单，预制安装施工方便，造价相对低，在修建时工期相对较短。除此之外，先简支后连续混凝土梁桥，在其受力特性和施工方案上也有很多优点。从受力特性上看，先简直后连续梁桥的受力情况可大致分为两个阶段，第一阶段为梁段的简支受力阶段，桥梁为简支状态，上部结构的大部分恒载已经分配完毕，第二阶段为连续梁阶段，此时桥梁为超静定结构，在计算上部结构的受力时，主要考虑活载和二期恒载对桥梁上部结构的影响。先简支后连续梁桥与支架浇筑的连续梁相比，整体性好，受力性能也等到改善，能够承受更为不利荷载的作用。在施工方面，预制的混凝土梁，减少了现浇混凝土的工作量，同时也提高了机械化程度和效率，降低桥梁施工受天气等不利情况的影响，缩短了桥梁建设的工期。新型的先简支后连续桥刚好克服了以上两种桥梁的缺点，发挥了两者的优点，是梁式桥发展的一大进步。

本设计是在李红老师的悉心指导下完成的，在进行桥梁设计时，依据现行公路桥梁设计规范，综合考虑各方面影响，经初选后提出了两个比选桥型：3×40mT形先简支后连续梁桥、T型刚构梁桥，并按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则对两个方案进行比选。通过方案比选，把3×40mT形先简支后连续梁桥作为推荐方案，并参照规范、算例拟定了梁桥的细部尺寸，然后再根据拟定的尺寸进行计算。由于连续体系为超静定结构计算复杂，在受力方面，采取电算的方式，计算受力之后，再进行截面配筋设计、强度应力验算等工作。

本设计旨在通过合理的设计，达到安全、实用、经济、美观、环保的目的。通过毕业设计，提高了相关知识的理解，在设计过程中，受到能力、专业知识水平等多方面限制，可能会出现错误，在此希望老师、同学批评指正。

1.2国内外研究现状

1.2.1 我国桥梁发展现状

21世纪以来，中国在桥梁建设方面取得了举世瞩目的成就，例如：长江大桥、港珠澳大桥等跨江跨海特大桥的修建。在实际生活中，考虑到经济、安全及施工情况等因素，我国大部分公路桥梁的修建，一般以结构相对简单、造价低的梁式桥为主。只有在跨越大江大河时，才会修建斜拉桥和悬索桥，它们是我国大跨境公路桥梁常用的桥型之一。桥梁的修建也会受到地区的影响，比如，在西南地区，修建的公路桥梁大部分为拱桥。中国在桥梁方面的发展在世界的前列。

1.2.2国外桥梁发展现状

绿色环保的生活理念和生活要求的不断增强，人们在桥梁建设方面，也考虑桥梁对周围环境的影响，目前，欧美、日本等发达国家在桥梁设计上追求桥梁的功能性与美观性相结合，在提高桥梁实用功能的同时，也要求桥梁的造型与环境相协调，能给人以视觉上的享受。许多国家的大型海峡桥、海湾桥、湖泊桥等，跨度较大，为了进一步增加人们休闲娱乐的感觉体会，在桥的中间会修建车站、商店等，在桥墩、桥塔上设置休闲场所，供人休闲游览。桥梁朝着多功能化方向发展。

1.2.3未来桥梁发展前景

在未来，人们对桥梁结构和施工方式知识理解的还会不断加深，在国内外，通过创新发展和完善梁桥和拱桥的施工方法，例如：悬臂施工法、劲性骨架施工法等，大大缩短了桥梁建造的工期，极大地提高了梁桥和拱桥的竞争力，同时轻型高强度材料的发展，增强了桥梁的刚度，减少了结构的自重，增大了桥梁的跨径，随着预应力技术和计算机计算在悬索桥和斜拉索桥上的应用，解决了桥梁多次超静定的求解的问题和拼装接头问题，极大地促进了它们的发展。轻型高强材料的研发、施工工艺的发展会大大减轻桥梁的自重，提高桥梁的刚度，极大地增加桥梁的跨径。与此同时，环保美观型桥梁也将成为桥梁发展的下一个主要目标，使一座座桥梁成为令人赏心悦目的旅游风景线。

第二章 概述

2.1幸福大桥概述

2.2幸福大桥桥型方案比选

2.2.1比选方案的主要标准

桥梁的方案比选包括桥梁方案初选、比较和确定。桥梁的方案比选以安全和经济最为关键，同时考虑桥梁在使用、建造费用、结构尺寸和桥梁构造、施工等方面的要求。交通量的进一步增大，对桥梁功能的要求也日益提高，除了要满足最基本的安全因素之外，也不能影响桥下的通航和通车。桥梁的发展方向与人们环保意识的提高密切相关，协调已成为桥梁设计的原则之一。

桥型不同方案的设计主要体现在横、纵、平面三个方面布置，其中纵面布置包括桥梁总孔径、分孔、各种高程的确定；横面布置考虑桥梁宽度、附属设备的尺寸等；平面布置主要考虑桥梁的线路方面。除此之外，还要考虑桥梁的结构体系、结构的主要材料、结构主要构造、主要施上方法等。 总的来说，方案比较主要包括:①结构体系特点及受力行为;②材料及耐久性;③施工方法、能 力及工期;④使用性能及维护;⑤抗震性能;⑥抗断裂、破损性能以及可修复性;⑦航运和 跨线条件;⑧美观

2.2.2比选方案

方案一：三跨预应力混凝土连续T梁

（1）总体布置：跨径为40m 40m 40m=120m，桥面宽度2.5m（路肩） 4×3.75m 2.5m（路简）=20m

（2）下部结构：选用重力式桥台、双柱式桥墩、钻孔灌注桩基础，。

（3）主梁截面：主梁采用马蹄T形截面梁，T梁高2.5m，翼缘宽2.5m，翼缘顶面及地面均设2%是横坡。

（4）优点：施工工艺成熟、行车舒适、工期较短。与同等跨径的连续刚构梁桥相比，上部结构的施工较为简单，材料用量和费用较少。

图2.1 三跨预应力混凝土连续T梁纵断面

方案二：上承式拱桥

（1）总体布置：净跨径为120m，净矢高20m，矢跨比为1/5

桥面宽度：2.5m（左路肩） 4×3.75m 2.5m（右路肩）=20m

（2）下部结构：采用重力式桥墩

（3）拱肋截面：拱肋采用工字形拱肋截面，拱肋截面高2.2m，宽1m，两侧拱肋最外缘间距为12m。

（4）优点：桥面系构造简单、施工方便、节省墩台圬工、桥上视野开阔

图2.2 上承式拱桥纵断面图

2.2.3方案比结果

表2.1 方案比选

第一个方案3×40mT形先简支后连续梁桥造价最低。从技术难度上看，第一个方案，施工难度较小，采用简支的施工却达到了连续的效果。从工期比较看，第一个方案工期相对较短。外观上第一个方案虽然没有突出的优势，但给人以简练的感觉，能很好地与当地环境结合。

通过方案比较，推荐采用方案一，即桥面宽为2.5 4×3.75 2.5mT形先简支后连续梁桥下部结构采用双柱式桥墩、钻孔灌注桩基础、重力式桥台。

第三章 设计基本资料及上部结构尺寸

3.1设计标准

3.1.1设计荷载

(1)汽车荷载等级：公路Ⅰ级

(2)设计车速：80km/h

(3)设计车道：双向四车道

3.1.2跨径及桥宽

(1)上部构造：3×40m，施工方法为简支转连续

(2)桥面宽度：2.5m（左路肩） 4×3.75（行车道） 2.5m（右路肩）=20m

(3)桥梁概述：全桥总长120m，桥中心桩号为K0 153.8,起点桩号K0 93.8,Z终点桩号K0 213.6，。本桥上部构造尺寸为3×40T形连续梁。在下部构造中，选用重力式桥台、双柱式桥墩及钻孔灌注桩基础。

3.2材料及其数据

3.2.1混凝土

选用C50混凝土预制马蹄T形梁、横隔板、现浇连续段等结构；采用沥青混凝土桥面铺装。

3.2.2预应力钢绞线

本桥采用的预应力钢绞线尺寸分别为公称直径15.2和9.5的预应力钢绞线。

3.2.3锚具及管道成孔

采用的锚具要符合公路桥涵施工技术规范(JTG TF50-2015)的规定。管道成孔方式采用真空辅助压浆方式。

3.2.4普通钢筋

采用热轧HRB335、CRB550钢筋，性能要符合国家标准要

3.3设计要点

本桥采用先简支后连续施工方法，下面简述先简支后连续梁的施工工程，具体可分为以下四个阶段，如下：

(1) 吊装预制简支T梁，形成简支体系；

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：