【土木】许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

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 许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

许怀大桥施工图设计

摘要

本设计为许怀大桥施工图设计。设计过程如下:

首先,根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地

形条件,经初选后提出了预应力混凝土 T 形截面先简支后连续梁桥、等截面预应力混凝

土连续梁桥、钢筋混凝土箱形拱桥三个比选桥型。遵循“安全、适用、经济、美观”的

桥梁设计原则,比较三个方案的优缺点,把 3×40m 等截面预应力混凝土连续梁桥作为

主推荐方案。

其次,确定主梁主要构造及细部尺寸。设计采用单箱单室箱形截面,用支架现浇法

施工。

然后,利用 MIDAS 电算软件进行内力计算及组合,估算和布置预应力钢筋。

最后,进行强度及变形验算,并绘制施工图。经分析比较及验算表明该设计计算方

法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求。

关键词:等截面预应力混凝土连续梁桥;方案比选;施工图设计;验算

 许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

THE CONSTRUCTION DESIGN OF XUHUAI BRIDGE

ABSTRACT

The design is about the construction design of XuHuai bridge. And the process is as

follows.

First of all, according to the design requirements and the present standard specifications

for the design of highway bridge and culvert, considering the bridge’s geological and

topographical conditions comprehensively, it introduces three bridge type schemes which are

prestressed concrete T-shaped cross-section simply supported continuous beam bridge ,equal

cross-section prestressed concrete continuous girder bridge and reinforced concrete box arch

bridge. Complying with the principles of bridge design—safety, practicality, economy and

beauty, comparing the advantages and disadvantages of the design schemes, a 3×40m equal

cross-section prestressed concrete continuous girder bridge is selected as the main recommend

program.

Secondly, determine the main girder structure and details of the size. A single box with

one room is choosed as the cross-section shape. And the construction method of the bridge is

stents cast-in-place.

Thirdly, calculate and combine the internal force, estimate and arrange the prestressed

reinforcement by using MIDAS software.

Finally, check strength and deformation, and draw construction drafts. The comparative

analysis and calculation shows that the calculation method is right and the distribution of the

internal force is reasonable, according with the requirements of the design.

Key words: equal cross-section prestressed concrete continuous beam bridge; scheme

comparison; construction design; checking computation


目 录

1 设计说明 ............................................................... 1

1.1 概况 .............................................................. 1

1.2 主要技术标准 ...................................................... 1

1.3 主要材料 .......................................................... 1

1.4 桥面铺装 .......................................................... 2

1.5 温度影响 .......................................................... 2

1.6 支座强迫位移 ...................................................... 2

1.7 施工方式 .......................................................... 2

1.8 设计规范 .......................................................... 2

2 方案比选................................................................ 3

2.1 设计主要技术标准 .................................................. 3

2.2 方案比选原则 ...................................................... 3

2.3 备选方案介绍 ...................................................... 3

2.3.1 方案一:4×30m 预应力混凝土 T 形截面先简支后连续梁桥........... 3

2.3.2 方案二:3×40m 等高度预应力混凝土连续箱梁桥................... 6

2.3.3 方案三:80m 上承式空腹钢筋混凝土箱形拱桥...................... 8

2.4 方案比选 ......................................................... 10

3 推荐方案............................................................... 11

3.1 构造布置 ......................................................... 11

3.1.1 桥型选择及孔径划分 .......................................... 11

3.1.2 主梁截面形式与主梁高度的拟定 ................................ 11

3.1.3 截面细部尺寸拟定 ............................................ 11

3.1.4 桥面纵坡、横坡 .............................................. 13

4 内力计算 .............................................................. 14

4.1 恒载内力计算 ..................................................... 14

4.1.1 计算模型 .................................................... 14

 许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

II

4.1.2 计算图式 .................................................... 14

4.1.3 恒载内力计算 ................................................ 14

4.2 活载内力计算 ..................................................... 19

4.3 次内力计算 ....................................................... 23

4.3.1 温度次内力计算 .............................................. 23

4.3.2 支座沉降次内力计算 .......................................... 25

4.3.3 混凝土收缩徐变次内力计算 .................................... 26

4.4 内力组合(一) ................................................... 26

4.4.1 承载能力极限状态的内力组合 .................................. 27

4.4.2 正常使用极限状态的内力组合 .................................. 30

5 预应力钢束估算及布置 .................................................. 35

5.1 钢束估算 ......................................................... 35

5.1.1 按正常使用极限状态下的正截面抗裂要求估算 .................... 35

5.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 ........................ 38

5.1.3 按承载能力极限状态的应力要求估算 ............................ 39

5.1.4 估算结果 .................................................... 41

5.2 钢束布置 ......................................................... 41

5.2.1 布置原则 .................................................... 41

5.2.2 布置结果 .................................................... 42

6 预应力损失及有效预应力计算 ............................................ 44

6.1 预应力损失计算 ................................................... 44

6.1.1 预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 .................. 44

6.1.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失 ................ 44

6.1.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失............................... 46

6.1.4 预应力钢筋松弛引起的预应力损失............................... 47

6.1.5 混凝土收缩、徐变引起的构件受拉区和受压区预应力钢筋的预应力损失

........................................................... 49

6.2 有效预应力计算 ................................................... 51

7 钢束布置后内力计算及组合 .............................................. 54

7.1 施工阶段荷载效应与使用阶段荷载效应 ............................... 54

 许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

III

7.1.1 施工阶段荷载效应 ............................................ 54

7.1.2 收缩徐变对预加力及结构重力影响效应........................... 54

7.1.3 预应力损失效应............................................... 54

7.1.4 其它荷载效应 ................................................ 54

7.2 内力组合(二).................................................... 54

8 截面强度验算 .......................................................... 60

8.1 基本理论 ......................................................... 60

8.2 计算公式 ......................................................... 60

8.3 计算结果 ......................................................... 62

9 施工阶段应力计算与验算 ................................................ 64

9.1 计算方法 ......................................................... 64

9.2 计算结果 ......................................................... 65

10 抗裂验算 ............................................................. 67

10.1 规范要求 ........................................................ 67

10.2 计算结果 ........................................................ 69

11 持久状况构件的应力验算 ............................................... 71

11.1 正截面混凝土压应力验算 .......................................... 71

11.1.1 规范要求 ................................................... 71

11.1.2 计算结果 ................................................... 71

11.2 受拉区钢筋拉应力验算 ............................................ 72

11.2.1 规范要求 ................................................... 72

11.2.2 计算结果 ................................................... 73

11.3 混凝土主压应力验算 .............................................. 74

11.3.1 规范要求 ................................................... 74

11.3.2 计算结果 ................................................... 75

12 挠度验算 ............................................................. 76

12.1 规范要求 ........................................................ 76

12.2 消除结构自重后长期挠度验算 ...................................... 77

12.2.1 边跨跨中挠度验算 ........................................... 77

12.2.2 中跨跨中挠度验算 ........................................... 77

 许怀大桥施工图设计——公路Ⅰ级

IV

12.3 考虑自重作用变形验算及预拱度设置................................. 77

12.3.1 边跨跨中预拱度计算 ......................................... 77

12.3.2 中跨跨中预拱度计算 ......................................... 78

13 施工图设计 ........................................................... 79

13.1 概述 ............................................................ 79

13.2 桥型布置图 ...................................................... 79

13.3 主梁一般构造图 .................................................. 79

13.4 主梁预应力钢筋图 ................................................ 80

参考文献 ................................................................ 81

致谢 .................................................................... 82

附件 1:开题报告......................................................... 82

附件 2:外文翻译译文及原文影印件......................................... 82

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