毕业设计（论文）5x13米简支变连续T型梁桥施工图设计.doc

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1、 2011 届交通土建（本科）毕业设计题目：5x13米简支变连续T型梁桥 施工图设计 班 级： 09交建本 学 号： 姓 名： 指导教师： 2011年4月毕业设计（论文）任务书 题目： 13米T型简支梁桥施工图设计 指导老师 姓名 班级 09交建本 学号 基本任务及要求：设计任务 1、基本资料：荷载公路-I级； 桥宽18m；人群荷载3.0kN/m2；双向横坡1.5%； 桥位处地质情况另见地质资料。2、拟定推荐方案的结构尺寸。 纵断面、横断面、平面布置图，及细部尺寸的拟定。3、上部结构设计计算。 控制截面的选择、恒载内力，活载内力（横向分布系数的计算，活载的加载）承载能力极限状态和正常使用极限状

2、态下的内力组合，出包络图。4、下部结构布置，支座的设计及验算5、绘制施工图(桥型整体布置图,结构一般构造图)。 基本要求 1、掌握中、小桥施工图设计的内容、方法、步骤；2、运用计算机进行结构设计计算，施工图的绘制；3、学习科研论文的撰写，进行专题研究，了解专业动态；4、培养精心设计，认真负责，严谨的工作作风；5、设计思想正确，计算无误，设计文件工整，语句通顺，表达清楚，图纸整洁，布局合理；6、正确地运用所学理论知识解决工程实际问题，培养和训练分析问题解决问题的能力。 二、应提交的文件和图表（或设计图纸）1、设计计算说明书，说明书的书写遵照毕业设计指导书的要求书写； 设计计算说明书应该包括以下内

3、容： （1）主梁截面几何特性计算 （2）恒载、活载内力计算（跨中、支点等截面内力影响线及活载布置） （3）内力组合（承载能力极限状态和正常使用极限状态内力包络图、内力组合表）（4）支座的设计计算2、施工图及编写说明，施工图主要绘制结构的一般构造图、数量不少于规定的数；具体要求见下表要求，表中打是必做内容。 序号图 名图号序号图 名图号1设计说明18伸缩缝构造图2材料数量汇总表19桥墩一般构造图3桥型总体布置图20桥墩盖梁钢筋构造图4横断面构造图21桥墩桩柱钢筋构造图5中板一般构造图220# 桥台一般构造图6边板一般构造图232# 桥台一般构造图7主梁预应力钢筋构造图248梁端钢筋构造图259中

4、板普通钢筋构造图10边板普通钢筋构造图11桥面铺装构造图12斜板钝角桥面铺装加强钢筋图13桥面连续构造图14人行道板及泄水管布置图15栏杆构造图16人行道板一般构造图17人行道板中块配筋图3、专题总结，有能力的同学选做； 三、文献查阅指引1、主要参考文献 1 交通部新颁公路桥涵设计规范、图纸； 2 范立础主编.桥梁工程（上册）M. 北京：人民交通出版社,2002. 3 姚玲森主编.桥梁工程 M. 北京：人民交通出版社,2008. 4 江祖明,王崇礼主编.公路桥涵设计手册墩台与基础M. 北京：人民交通出版社,1994. 5 叶见曙主编.结构设计原理M. 北京：人民交通出版社, 2001. 6 公

5、路桥涵设计手册梁桥（上下册）M. 北京：人民交通出版社,1996. 7 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) M. 北京：中华人民共和国交通部发布,2004. 以及其它由设计题目组指导教师选择提供或学生根据设计需要自己选择的 目录摘要1第1章 计算概述11.1 技术标准和设计规范11.1.1 跨度和桥面宽度11.1.2 技术标准11.1.3 设计规范11.2 设计计算参数11.2.1 永久作用11.2.2 可变作用21.3 主梁截面形式与毛截面计算21.3.1 主梁截面形式21.3.2 毛截面几何特性计算41.4 主桥总体纵向计算51.4.1 计算方法概述51.4.2 施工方法概述

6、61.4.3 数值符号规定61.4.4 荷载组合6第2章 纵梁计算报告72.1一期恒载（主梁自重）72.2二期恒载82.3恒载内力计算82.3.1冲击系数和车道折减系数计算82.3.2计算荷载的取值82.3.3计算主梁的荷载横向分布系数82.3.4计算活载内力92.3.5计算活载弯矩92.4 中梁计算102.4.1 主梁截面特性102.4.2 恒载、活载内力计算112.4.3 承载能力极限状态及正常使用极限状态正截面强度验算122.4.4 荷载组合172.5 边板计算192.5.1 主梁截面特性192.5.2 恒载、活载内力计算212.5.3承载能力极限状态及正常使用极限状态正截面强度验算23

7、2.5.4 荷载组合27第3章 支座设计计算验算303.1选定支座的平面尺寸303.2确定支座的厚度303.3验算支座的偏转323.3.1验算支座的偏转情况323.3.2计算梁端转角323.3.3验算偏转情况323.4验算支座的抗滑稳定性323.4.1计入汽车制动力时333.4.2不计入汽车制动力时33参考文献34致 谢36摘 要本设计是根据设计任务书的要求和设计规范的规定，对5x13米简支变连续T型梁桥（18米桥宽）进行方案设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”，经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较，最终确定先简支后连续混凝土T型简支梁桥为施工图设计推荐方案。拟定推

8、荐方案的结构尺寸，包括纵断面、横断面、平面布置图以及细部尺寸的拟定。 在设计中，桥梁上部结构的计算主要是控制截面的选择、恒载内力，活载内力（横向分布系数的计算，活载的加载）承载能力极限状态和正常使用极限状态下的内力组合，并出包络图，着重分析了桥梁在使用中恒载以及活载内力。采用整体的体积以及自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、GM法求出活载横向分布系数，根据公路级荷载加载，进行活载内力计算。然后根据内力组合进行了主梁的配筋计算，对于预应力混凝土估算钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩

9、为基础的墩柱，采用板式橡胶支座，并对支座进行设计和验算。最后绘制施工图（桥型整体布置图，结构一般构造图）。本设计对简支空心板的主梁截面几何特性计算，恒载、活载内力计算（跨中、支点等截面内力影响线及活载布置），内力组合（承载能力极限状态和正常使用极限状态内力包络图、内力组合表），最后进行支座的设计计算，风载，地震，以及结构动力特性没有考虑。本设计计算采用桥梁博士计算，全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出图纸和计算书。关键词：钢筋混凝土、T型梁桥、钻孔灌注桩。第1章 计算概述1.1 技术标准和设计规范1.1.1 跨度和桥面宽度桥跨布置:413.0 m，桥梁全长52 m。标准

10、跨径： 计算跨径：12.5m桥面总宽: 净18.0m（行车道）+20.5m（人行道）1.1.2 技术标准行车道数：双向4车道桥面横坡：1.5%（双向坡）荷载等级：公路级1.1.3 设计规范（一）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（二）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)（三）公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89）（四）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）（五）公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)（六）公路工程技术标准(JTG B01-2003)（七）公路桥梁伸缩装置(JT/T327-2004)（八）公路工程质量检

11、验评定标准(JTG F80/1-2004)本设计均按中华人民共和国工程建设标准强制性条文公路工程部分执行。1.2 设计计算参数混凝土：预制T型梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用12cm的沥青混凝土； 普通钢筋：采用R235钢筋、HRB335钢筋。1.2.1 永久作用一期恒载：一期恒载包括主要材料重，混凝土容重取23kN/m3。二期恒载：主要包括桥片铺装、防撞栏杆。桥面铺装：C40钢筋混凝土铺装厚12cm，容重24kN/m3；防撞栏杆：单侧8kN/m。收缩徐变：收缩徐变时间取10年，即3650天。1.2.2 可变作用1 汽车荷载 荷载等级：公路级。 横向分布系数：采用平面结构程序进行总体计算。

12、2 温度荷载 整体温差：升温20，降温20，平均温度15。 局部温差：按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）中第4.3.10条计算。3 支座沉降 基础不均匀沉降按照0.5cm计算。1.3 主梁截面形式与毛截面计算1.3.1 主梁截面形式图1.1 主梁横断面图a)立面图b)平面图c)中梁断面图d)边梁断面图图1.2 纵梁一般构造图1.3.2 毛截面几何特性计算通过桥梁博士软件计算结果：中板：任务类型: 截面几何特征计算截面高度: 1.16m-计算结果:基准材料: 中交新混凝土:C40混凝土基准弹性模量: 3.3e+04 MPa换算面积: 0.442 m*2换算惯矩: 5.12e-02

13、 m*4中性轴高度: 0.842 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):主截面: 点号: 高度(m): 静矩(m*3): 1 1.16 0.0 2 0.87 6.38e-02 3 0.58 5.77e-02 4 0.29 3.64e-02 5 0.0 0.0即Am=0.442，yx0.842m，I0=5.12m。边板：任务类型: 截面几何特征计算-截面高度: 0.56 m-计算结果:基准材料: 中交新混凝土:C40混凝土基准弹性模量: 3.3e+04 MPa换算面积: 0.242 m*2换算惯矩: 6.87e-03 m*4中性轴高度: 0.346 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上

14、而下):主截面: 点号: 高度(m): 静矩(m*3): 1 0.56 0.0 2 0.42 1.71e-02 3 0.28 1.73e-02 4 0.14 1.16e-02 5 0.0 0.0即Am=0.242，yx0.346m，Im=6.87 m1.4 主桥总体纵向计算1.4.1 计算方法概述总体纵向计算采用平面杆系理论，根据桥梁施工流程划分结构计算阶段。计算软件采用桥梁博士3.0。桥型布置图如下所示，取单跨单片梁进行计算。图1.3 桥型布置图1.4.2 施工方法概述 主梁采用预制拼装。1.4.3 数值符号规定 弯矩M：以使单元下缘受拉为正，单元上缘受拉为负。 剪力Q：以使单元产生顺时针转

15、动为正，反之为负。 轴力N：以单元受压为正，受拉为负。 应力：以压应力为正，拉应力为负。 位移：以向上为正，向下为负。1.4.4 荷载组合 短期效应组合：永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应组合。 长期效应组合：永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应组合。 标准组合：作用区标准值，汽车荷载考虑冲击系数。 基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合。 偶然组合：永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。第2章 纵梁计算报告主梁利用桥梁博士计算，一片纵梁共划分20个单元、21个节点，模型如下图所示：a) 中梁示意图b) 边梁示意图图2.1 计算模型

16、2.1一期恒载（主梁自重）根据主梁构造，对边主梁和主梁考虑四部分恒载集度，即：按跨中截面计的自重及梁端腹板、底板加厚部分、端横隔梁自重。2.2二期恒载二期恒载包括栏杆和人行道、桥面铺装层和现浇湿接缝三项。2.3恒载内力计算2.3.1冲击系数和车道折减系数计算结构的冲击系数与结构的基频有关，故应线计算结构的基频，简支梁桥的基频可按下式计算 （2.1）其中 （2.2）式中 结构的计算跨径（m）； E结构材料的弹性模量(N/m2)； 结构跨中截面的截面惯矩(m4)； mc结构跨中处的单位长度质量(kg/m)； G结构跨中处延米结构重力（N/m）； g重力加速度，g=9.81(m/s2)。2.3.2计

17、算荷载的取值对于本设计中的公路-级荷载，均布荷载 qk=10.5kN/m。桥梁集中荷载Pk 的值与桥梁的计算跨径l 有关。当l 5m 时，Pk = 180kN。当l 50 m 时， Pk = 360 kN。两者之间则采用内插法求得l=12.5m时，公路-级Pk =210 kN。2.3.3计算主梁的荷载横向分布系数荷载横向分布如下表：表2-1 恒载横向分布梁号汽车人群10.4490.59420.792030.792040.793050.793060.793070.793080.793090.4550.5532.3.4计算活载内力在计算活载内力时，本设计对于横向分布系数的取值做如下处理：计算主梁可

18、变作用弯矩时，均采用全梁统一的横向分布系数取mc；计算跨中及四分点可变作用剪力效应时，由于剪力影响线的较大坐标也位于桥跨中部，故也采用横向分布系数mc；计算支点可变作用剪力效应时，从支点至四分点梁段，横向分布系数从直线过渡到mc，其余梁段均取mc。2.3.5计算活载弯矩 弯矩计算按以下公式计算式中 汽车冲击系数；车道横向折减，对于本设计中的四车道桥梁，取； 跨中的荷载横向分布系数；桥梁集中荷载。最大影响线纵标；人群荷载（每延米）；影响线面积。2.4 中梁计算2.4.1 主梁截面特性表2-2 主梁截面特性（原始截面信息）单元号节点号截面抗弯惯距截面面积截面高度110.0512 0.44230.8

19、42220.0512 0.44230.842330.0512 0.44230.842440.0512 0.44230.842550.0512 0.44230.842660.0512 0.44230.842770.0512 0.44230.842880.0512 0.44230.842990.0512 0.44230.84210100.0512 0.44230.84211110.0512 0.44230.84212120.0512 0.44230.84213130.0512 0.44230.84214140.0512 0.44230.84215150.0512 0.44230.84216160.

20、0512 0.44230.84217170.0512 0.44230.84218180.0512 0.44230.84219190.0512 0.44230.84220200.0512 0.44230.842表2-3 主梁截面特性（第1施工阶段截面信息）单元号节点号截面抗弯惯距截面面积截面高度中性轴高110.0640 0.5269 1.160.846220.0640 0.5269 1.160.846330.0640 0.5269 1.160.846440.0640 0.5269 1.160.846550.0640 0.5269 1.160.846660.0640 0.5269 1.160.84

21、6770.0640 0.5269 1.160.846880.0640 0.5269 1.160.846990.0640 0.5269 1.160.84610100.0640 0.5269 1.160.84611110.0640 0.5269 1.160.84612120.0640 0.5269 1.160.84613130.0640 0.5269 1.160.84614140.0640 0.5269 1.160.84615150.0640 0.5269 1.160.84616160.0640 0.5269 1.160.84617170.0640 0.5269 1.160.84618180.06

22、40 0.5269 1.160.84619190.0640 0.5269 1.160.84620200.0640 0.5269 1.160.8462.4.2 恒载、活载内力计算支点反力影响线图2.3 反力影响线跨中内力影响线为图2.4 跨中弯矩影响线图2.5 跨中剪力影响线活载按不利情况布置，如下图所示图2.6支座剪力最不利情况布载图2.7 跨中弯矩最不利情况布载图2.8 跨中剪力最不利情况布载2.4.3 承载能力极限状态及正常使用极限状态正截面强度验算表2-4 承载能力极限状态内力表单元号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足最小配筋率是否满足1最大弯矩0.00 -3850.00 轴心受拉是是

23、最小弯矩0.00 -3850.00 轴心受拉是是2最大弯矩406.00 -359.00 下拉偏拉是是最小弯矩47.50 -963.00 下拉偏拉是是3最大弯矩746.00 -359.00 下拉偏拉是是最小弯矩88.80 -596.00 下拉偏拉是是4最大弯矩1020.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩124.00 -806.00 下拉偏拉是是5最大弯矩1230.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩153.00 -806.00 下拉偏拉是是6最大弯矩1370.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩176.00 -359.00 下拉偏拉是是7最大弯矩1510.00 50.90 下拉偏拉是是最

24、小弯矩192.00 -359.00 下拉偏拉是是8最大弯矩1610.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩203.00 -359.00 下拉偏拉是是9最大弯矩1680.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩207.00 -359.00 下拉偏拉是是10最大弯矩1700.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩205.00 -359.00 下拉偏拉是是11最大弯矩1700.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩196.00 -359.00 下拉偏拉是是12最大弯矩1680.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩182.00 -359.00 下拉偏拉是是13最大弯矩1620.00 50.90 下拉偏

25、拉是是最小弯矩161.00 -806.00 下拉偏拉是是续表单元号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足最小配筋率是否满足14最大弯矩1510.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩135.00 -806.00 下拉偏拉是是15最大弯矩1390.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩102.00 0.00 下拉偏拉是是16最大弯矩1230.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩62.40 -789.00 下拉偏拉是是17最大弯矩1030.00 50.90 下拉偏拉是是最小弯矩17.00 -2290.00 下拉偏拉是是18最大弯矩748.00 -359.00 下拉偏拉是是最小弯矩-34.60 0.

26、00 上拉偏拉是是19最大弯矩405.00 -359.00 下拉偏拉是是最小弯矩-92.40 -1970.00 上拉偏拉是是20最大弯矩-3.10 -2300.00 上拉受弯是是最小弯矩-157.00 -2300.00 上拉受弯是是图2.9 最大抗力及抗力对应内力图图2.10 抗力及抗力对应内力图表2-5 正常使用极限状态内力组合1单元号MaxMMinMMaxQMinQ10.00.025286.7215353.323177.2328310020964.1439014118848.6547517616029.6654520414112.97592227122-3.818637243105-21.

27、2966125388.0-39.41067125671.0-58.21168525453.9-72.41268724536.7-90.61365523019.4-108146022092.12-12415544182-15.2-14316472149-32.5-16217395109-49.7-1881828463.3-67.0-2101915111.3-78.6-23220-3.1-47.082.79.53表2-6 正常使用极限状态内力组合2单元号MaxMMinMMaxQMinQ10.00.037684.0222851.534574.5342096.931358.7457613628138.

28、7569816924312.56792196217-9.597863216190-31.88924231167-55.29962239144-80.010976241122-1061198923798.6-1241298822675.6-1481394421052.4-1711487218729.2-193157961585.96-22016695123-17.2-2471758381.4-40.3-2841842133.8-63.4-31619226-19.9-76.6-34720-3.1-80.01389.53表2-7 正常使用极限状态内力组合3单元号MaxMMinMMaxQMinQ10.

29、00.049481.4229949.845471.8355093.441353.4475313137129.05909162323-4.2661.03e+03187290-31.771.12e+03206255-59.281.2e+03219227-88.491.25e+03225199-120101.26e+03225171-152111.28e+03219142-173121.27e+03207114-205131.22e+0318984.7-233141.13e+0316455.7-260151.03e+0313426.7-2931690696.9-2.17-3271776153.8-3

30、1.0-376185534.53-59.8-41719298-50.9-74.6-45820-3.1-1131939.53中梁支座反力如下表：表2-8 支座反力汇总单元序号基本组合1485204812.4.4 荷载组合按承载能力极限状态，表达式为：组合1：1.2x恒载+1.4x汽车荷载+1.4x0.8 x人群荷载按正常使用极限状态（短期效应组合），表达式为：组合2：1.0x恒载+0.7x汽车荷载+1.1x人群荷载按正常使用极限状态（长期效应组合），表达式为：组合3：1.0x恒载+0.4x汽车荷载+0.4x人群荷载表2-9 使用阶段荷载使用荷载类型结构重力汽车荷载人群荷载单元号弯矩剪力弯矩剪力弯

31、矩剪力10.00 90.30 0.00 395.00 0.00 9.11 255.60 80.70 238.00 364.00 5.70 8.17 3105.00 71.20 434.00 331.00 10.80 7.28 4148.00 61.70 590.00 298.00 15.20 6.44 5185.00 52.10 705.00 265.00 19.00 5.65 6216.00 42.60 778.00 242.00 22.20 4.92 7241.00 33.10 854.00 218.00 24.70 4.23 8259.00 23.60 905.00 200.00 26.

32、60 3.60 9271.00 14.00 947.00 182.00 27.90 3.02 10277.00 4.51 957.00 164.00 28.50 2.49 11277.00 -5.01 957.00 145.00 28.50 2.01 12271.00 -14.50 945.00 127.00 27.90 1.58 13258.00 -24.10 912.00 108.00 26.60 1.20 14239.00 -33.60 853.00 88.40 24.70 0.88 15214.00 -43.10 794.00 69.30 22.20 0.61 16183.00 -52

33、.70 703.00 50.10 19.00 0.39 17146.00 -62.20 595.00 30.90 15.20 0.22 18103.00 -71.70 438.00 11.80 10.80 0.10 1952.80 -81.20 239.00 6.63 5.69 0.02 20-3.10 9.53 0.00 182.00 0.00 0.93 组合情况见下表2-9表2-10 荷载组合表组合类型组合1组合2组合3单元号弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力10.00 671.56 0.00 376.82 0.00 251.94 2406.30 615.59 228.47 344.49 153.0

34、8 229.57 3745.70 556.99 420.68 310.91 282.92 206.51 41020.62 498.45 577.72 277.38 390.08 183.48 51230.28 439.85 699.40 243.82 474.60 160.36 61373.26 395.43 785.02 217.41 536.08 141.37 71512.46 349.66 865.97 190.35 592.48 121.99 81607.59 312.35 921.76 167.56 631.64 105.04 91682.25 274.98 964.59 144.72 660.96 88.01 101704.12 237.80 978.25 122.05 671.20 71.11 111704.12 199.24 978.25 98.70 671.20 53.79 121679.45 162.17 963.19 76.14 660.16 36.93 131616.19 123.62 925.66 52.82 633.44 19.58 141508.66 84.42 863.27 29.24 590.08 2.11 151393.26 4