辰清河桥两阶段施工图设计 毕业设计计算书

'第1章绪论1.1选题的目的及意义我是黑龙江工程学院土木工程系土木工程专业的应届毕业生。就业的方向主要是桥梁设计与施工方面，所以本次毕业设计我选择桥梁设计。为以后能够快速地适应工作打下了良好的基础。辰清河河段地处孙吴县境内，位于黑龙江省北部边陲，小兴安岭北麓，与俄罗斯的康斯坦丁诺夫卡隔黑龙江相望。桥位所处地段属旅游业发达地区，交通量大，道路等级为二级公路，汽车荷载等级为公路—Ⅱ级，考虑孙吴县旅游区及其周边经济的迅速发展，决定在此修建一座桥梁——辰清河桥，本桥的修筑对带动孙吴县旅游业的发展有重要意义。将辰清河桥两阶段施工图设计作为毕业设计，是因为该选题能把所学过的基本理论和专业知识综合应用于实际工程设计中，不仅能检验自己所学的各门专业知识是否扎实，而且还为将来从事路桥事业奠定良好而坚实的基础。独立地完成辰清河桥的设计任务，可以使我掌握桥梁设计和施工的全过程，综合训练我应用各种手段查阅资料、获取信息的基本能力，熟悉和理解公路工程技术标准，正确地应用公路桥涵设计规范，熟练绘制和阅读桥梁施工图，提高独立考虑问题、分析问题和解决问题的能力，为今后走向工作岗位，能独立进行桥梁的设计奠定坚实的基础。通过这次设计，把所学过的知识作了系统地总结和应用，使理论与生产实践相结合，提高了工程设计的能力，达到了独立完成一般桥梁设计的目的。1.2国内外研究概况预应力混凝土T形梁有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。预应力混凝土简支T形梁桥由于其具有外形简单，制造方便，结构受力合理，主梁高跨比小，横向借助横隔梁联结，结构整体性好，桥梁下部结构尺寸小和桥型美观等优点，目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。预应力混凝土梁桥还具有以下特点[1]：（1）能有效的利用现代高强度材料，减小构件截面，显著降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。66 （2）与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30%~40%，跨径愈大节省愈多。（3）全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载作用下也无裂缝,鉴于能全截面参与工作,梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此,预应力混凝土梁可显著减小建筑高度,使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝,这就扩大了对多种桥型的适应性,并更加提高了结构的耐久性。（4）预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。根据需要，可在纵向、横向和竖向等施加预应力，使装配式结构集整成理想的整体，这就扩大了装配式桥梁的适用范围，提高了营运质量。简支梁桥属静定结构且相邻桥孔各自单独受力。故最易设计成标准跨径的装配式构件。鉴于多孔简支梁桥各跨的构造和尺寸标准化，从而就能简化施工管理工作，并降低了施工费用。连续梁桥由于荷载作用下支点截面产生负弯矩，从而显著减小了跨中截面的正弯矩。相应的减小了跨中的建筑高度，而节省了材料用量，在跨径较大时较明显。截面形式大部分偏向于T梁，与箱形截面相比较，T梁减轻了自重提高了承载力。设计方法均采用规范规定的极限状态设计法。施工方法方面，上部结构一般采用预制装配式，下部结构一般采用明挖法施工。综上，本次设计考虑截面标准化，设计理论创新化，施工方法先进化，采用与国内外先进水平一致的设计理论进行设计。我国预应力技术起步较晚，但发展迅速，应用数量庞大。近年来在土木工程投资方面，建设规模方面均居世界前列[2]。近二三十年来我国预应力混凝土桥梁发展很快，无论在桥型、跨度以及施工方法与技术已达到国际先进水平。目前无粘结预应力混凝土在国外应用非常广泛，体外预应力在混凝土中的应用是近年来建筑工业发展的方向之一。展望未来，预应力技术的发展主要从材料、预加力的方法、张拉设备等方面着手进行创新。1.3工程概述辰清河位于孙吴县西南部是黑龙江南岸二级支流。发源于小兴安岭北段西侧，流经德都县北部和孙吴县西南部，在孙吴县城北注入逊河。本河段地质条件较好，河床下为粉质粘土可塑，其下为粉质粘土硬塑，最下层为砂砾，承载力较高。每年11月上旬至次年4月中旬为结冰期。1.4技术标准和设计依据1.4.1技术标准《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；《公路桥涵通用技术规范》（JTGD60—2004）；《公路钢筋混凝土和预应力混凝土技术规范》（JTGD62—2004）；66 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。1.4.2设计依据1、桥面净宽净9+2×1.0m（人行道）2、设计荷载汽车荷载为公路—Ⅱ级，人群荷载3.0KN/m23、设计水位设计水位是99.5m4、技术指标标准跨径：40m计算跨径：38.86m主梁全长：39.96m支点距梁端：0.55m梁高：2.30m1.5结构形式上部采用40m装配式预应力混凝土简支T梁。下部采用双柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。1.6主要材料规格1、混凝土主梁采用C40混凝土，人行道、栏杆及铺装层采用C30混凝土。2、预应力钢束采用钢绞线，技术标准符合冶金部YB255-64标准规定。3、普通钢筋采用HRB400、HRB335钢筋。1.7施工要点1.7.1上部结构施工要点上部结构采用后张法施工工艺制作主梁，采用70mm的预埋金属波纹管和HVM锚。（1）支架模板，保证工程构造物的形状，尺寸及各部分相互间位置的正确性。66 （2）预应力刚束采用后张法，严格按规程操作。（3）管道或成孔要保证质量，保证孔道畅通。（4）主梁翼缘板湿接缝的混凝土表面必须凿毛、冲洗，以保证新老混凝土的结合。1.7.2下部结构施工要点　　下部结构采用钻孔灌注桩基础。（1）预防钻孔坍塌、随时检查泥浆的浓度、封底混凝土厚度的确定。（2）盖梁混凝土浇筑应采取先悬臂后跨中，然后逐次向支点合拢的顺序。（3）注意基础底面标高的准确性。（4）做好安全防护工作。66 第2章水文计算2.1已知设计水位求设计流速和流量由辰清河水文断面图知，水流截面面积A＝1078.23㎡，湿周X＝127.86ｍ，从而求出水力半径[3]＝＝8.43ｍ。由《桥涵水文》查表得：=22.22，洪水比降＝0.5‰。根据谢才——曼宁公式[3]计算：（2.1）由公式（2.1）得：又∵无河滩∴（2.2）∴式中：——全断面总流量（）；——过水断面面积；——河槽过水断面面积；——河槽水流速度。2.2桥孔长度计算2.2.1最小桥孔净长度用桥孔净长度经验公式[3]计算：（2.3）66 式中：——设计流量（m3/s）；——天然河槽流量，因无滩，故；——河槽宽度，等于123.69m；——反映河床稳定性的系数和指数，本河段为稳定河段，查《桥涵水文》，取。∴2.2.2布置桥孔根据桥孔布置原则[3]，结合桥位所在处的地形地质条件，确定桥孔布置方案为，标准跨径40m，布置3孔，桥长为3×40＝120m。2.2.3验算（2.4）式中：——墩数，3跨，=2；——墩宽，标准跨径40m，取=1.8m。=3×40－2×1.8＝116.40m＞＝103.90m经计算标准跨径40m，桥孔布置三跨的方案是合理的。2.3桥梁高度的确定桥梁横断面为双向横坡=1.5%，桥面铺装层厚度为（2.5）式中：——设计水位，；——水面升高值总和，本设计取0.5m；——桥下净空安全值[4]，本河段不通航取0.5m；——桥梁上部构造建筑高度，本设计为2.3m。桥面最低高程：=99.50+0.5+0.5+2.3+0.137=102.937m2.4冲刷计算66 2.4.1桥墩一般冲刷（粘性土）（2.6）式中：——单宽流量集中系数，取1.1；——冲刷范围内粘性土液性指数，粉质粘土可塑查规范[5]取0.6；——桥下河槽通过的流量，；——桥墩河流侧向压缩系数，查规范取0.98；——桥下河槽部分桥孔过水净宽，=123.69-2×1.8-3.69=116.4m；——最大水深为12.63m；——平均水深，。∴=14.51m，冲去=14.51-12.63=1.88m2.4.2桥墩局部冲刷（粘性土）∵∴局部冲刷按下式计算（2.7）式中：——墩形系数，本设计为双柱式墩，取1.0；——墩宽，1.8m；——液性指数，0.6；ν——流速，2.06m/s。∴=1.28m桥墩的最低冲刷线高程=99.50-14.51-1.28=83.71m。2.4.3桥台冲刷（粘性土）66 （2.8）式中：——天然条件下河床平均单宽流量；λ——桥台路堤阻水比；——液性指数，粉质粘土硬塑，取0.2；——桥台路堤阻水长度，3.69m；——挑角系数[5]，取1.0；——桥台形状系数[5]，本桥台前墙带边坡（埋入式桥台），上下游设锥坡，取=0.85。∴=4.64m桥台最低冲刷线高程为，右槽平均水深为1.84m，=99.50-1.84-4.64=93.02m。2.5方案确定经以上桥长计算，可确定上部结构采用标准跨径为40m的装配式预应力简支T梁，3跨；经冲刷计算，确定下部结构采用双柱式墩，肋板式台，钻孔灌注桩基础。2.6本章小结本章通过给定设计水位计算出河道流量、流速等水文要素，进一步的计算出桥长及桥面中心最底标高，同时根据地质水文图确定出桥孔布置方案。根据地质水文条件计算出桥墩的一般冲刷、局部冲刷，从而确定桥墩的一般冲刷线和最大冲刷线；桥台的冲刷，确定桥台的一般冲刷线和最大冲刷线。本章的内容将作为以后设计工作的基础，为第四章的下部基础设计提供了详细的资料和数据。66 第3章上部结构设计3.1设计原则：安全、适用、经济、美观、环保。3.2上部结构设计3.2.1设计原始资料标准跨径：40m，计算跨径：38.86m，梁长：39.96。1、设计技术指标公路等级：二级汽车荷载：公路—Ⅱ级，人群荷载为3.0KN／m桥面净空：净9+2×1.0m，不通航结构形式：装配式预应力混凝土简支T梁2、材料技术指标混凝土：主梁强度等级C40预应力钢筋：1×7标准型-15.2-1860钢绞线[6]普通钢筋：主梁HRB400；箍筋HRB3353、跨中截面主梁尺寸拟定及主梁上部结构物拟定主梁设9道横隔梁，梁高2.3m，高跨比[7]：＝在之间。跨中肋宽200mm；采用5片T梁，主梁间距2.2m；双向横坡ih=1.5%，双向纵坡iz=1.5%。桥面铺装采用C30防水混凝土，人行道铺装采用C20水泥砂浆。桥面中心铺装厚度为0.137m。人行道块件宽1.0m，高0.33m；栏杆宽0.13m，高1.0m。横隔梁不挖空，采用大湿接缝。图3.1主梁横断面图66 3.2.2跨中截面主梁尺寸拟定如图3.2跨中截面尺寸图将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算如下表3.1截面几何性质分块名称分块面积Ai(c㎡)分块面积形心至上缘距离yi(mm)分块面积形心至上缘静矩(mm3)分块面积的自身惯性矩(mm4)(mm)分块面积对截面形心惯性矩(mm4)(mm4)（1）×104（2）（3）＝（1）×（2）×106（4）×108（5）（6）＝（1）×（5）×108（7）＝（4）+（6）×108大毛截面翼板441004414.66667691.532104.120752118.78692三角承托7.525018.750.9375541.53219.93836220.87586腹板371125416.251055.27-333.47411.456491466.73下三角2.891993.3357.607330.46400-1201.81417.41404417.87804马蹄13.52175293.6257.03125-1383.472583.897882590.92913∑104.89——830.23233∑I＝6815.19727小毛截面翼板351003210.66667780.861951.181961.85三角承托7.525018.750.9375630.86298.48976299.42726腹板371125416.251055.27-244.44220.533181275.866 续上表分块名称分块面积Ai(c㎡)分块面积形心至上缘距离yi(mm)分块面积形心至上缘静矩(mm3)分块面积的自身惯性矩(mm4)(mm)分块面积对截面形心惯性矩(mm4)(mm4)（1）×104（2）（3）＝（1）×（2）×106（4）×108（5）（6）＝（1）×（5）×108（7）＝（4）+（6）×108小毛截面下三角2.891993.3357.607330.46400-1112.47357.66448358.12849马蹄13.52175293.6257.03125-1294.142260.972268.00∑92.89——818.23233∑I＝6163.21注：大毛截面形心至上缘距离：，小毛截面形心至上缘距离：根据上表所计算结果，计算截面效率指标[7]：大毛截面：上核心距：；下核心距：∴小毛截面：上核心距：；下核心距：∴又∵∴初拟主梁跨中截面尺寸满足要求。3.2.3横隔梁沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼缘板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而在四分点附近开始向支点逐渐将马蹄抬高，将腹板逐渐加宽到与马蹄同宽。具体情况见下图66 图3.3半跨内横隔梁沿跨长变化示意图3.2.4横隔梁的设置主梁在荷载作用位置的弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则主梁弯矩较大。本桥在跨中截面开始设置横隔梁，共9道，支点设1道。3.3主梁作用效应计算3.3.1一期永久作用（预制梁自重）1、跨中截面段主梁的自重边、中梁：2、马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重边、中梁：3、支点梁的自重边、中梁：4、边主梁的横隔梁中横隔梁体积：端横隔梁体积：半跨内边横隔梁的自重为：5、中主梁的横隔梁6、预制梁永久作用集度边梁：66 中梁：3.3.2二期永久作用1、现浇T梁翼缘板集度边梁：中梁：2、边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：一片端横隔梁（现浇部分）体积：∴3、中梁现浇部分横隔梁∴二期恒载集度边梁：中梁：3.3.3三期永久作用1、桥面铺装0.137mC30防水混凝土铺装若将桥面铺装均摊给5片主梁，则2、栏杆设栏杆集度为1.86（KN/m），人行道集度为16.21（KN/m），若均摊给5片T梁，则（KN/m）∴三期永久作用集度为边、中梁：66 3.3.4永久作用效应如下图，设x为计算截面到支座的距离，并令。主梁弯矩和剪力的计算公式为：(3.1)(3.2)图3.4弯矩、剪力图主梁恒载内力计算见下表表3.21号梁恒截内力计算表作用点阶段支点截面α=0.0距支点h/2截面α=0.03L/4截面α=0.25跨中截面α=0.5一期g1=27.06KN/m弯矩KN.m0595.003833.765111.69剪力KN526.16494.59263.080二期g2=1.91KN/m弯矩KN.m041.97270.40360.54剪力KN37.1135.6318.560三期g3=8.08KN/m弯矩KN.m0177.531143.906997.43剪力KN156.99147.5778.500∑弯矩KN.m0814.505248.0612469.66剪力KN720.26677.79360.14066 表3.32号梁恒截内力计算表作用点阶段支点截面α=0.0距支点h/2截面α=0.03L/4截面α=0.25跨中截面α=0.5一期g1=27.06KN/m弯矩KN.m0616.533972.505296.67剪力KN545.20512.49272.600二期g2=1.91KN/m弯矩KN.m084.81546.47728.62剪力KN75.0070.5037.500三期g3=8.08KN/m弯矩KN.m0177.531143.901525.20剪力KN156.99147.5778.500∑弯矩KN.m0878.875662.877550.49剪力KN777.19730.56388.603.4活载内力计算（修正刚性横梁法）3.4.1计算主梁的汽车冲击系数简支梁的结构基频[8]：(3.3)式中：=0.681519727×1012mm4(见表3.1)；,；——混凝土的弹性模量，查表知。∴，在1.5Hz～14Hz之间符合要求。∴汽车冲击系数3.4.2计算主梁的荷载横向分布系数本桥跨内设有9道横隔梁，并且具有可靠的横向连接，因为承重结构的长宽比为，所以可按修正的刚性横梁法来绘制影响线，并且计算跨中66 横向分布系数mc。1、主梁抗扭惯性矩对于T形梁截面，抗扭惯性矩It可近似按下式计算得(3.4)式中：b，t——相应为单个矩形截面得宽度和高度；c——矩形截面抗扭刚度系数；——梁截面划分成单个矩形面的个数。跨中截面翼缘板的换算平均厚度：马蹄部分的换算平均厚度：表3.4主梁抗扭惯性矩计算表分块名称bi(mm)ti(mm)ciIt=ci×bi×ti3(×108mm4)翼缘板2200234.090.1060.31186.1129腹板1734.092000.1150.30942.82468马蹄5403350.620.20541.61808∑170.555662、计算抗扭修正系数本桥主梁间距相同为2.2m，并将主梁近似看成等截面，抗扭修正系数计算公式如下：(3.5)式中：ξ——与主梁片数n有关的系数，当n＝5时ξ为1.042；——主梁横向宽度，；取，按表3.4取值。代入计算公式（3.5）求得66 3、按修正的刚性横隔梁法计算横向影响线竖坐标值计算公式如下：(3.6)式中：n为主梁片数，n=5；。将计算所得的结果列于下表表3.5各号梁影响线竖标汇总表梁号10.5520.3760.20.024-0.15220.3760.2880.20.1120.02430.20.20.20.20.24、计算荷载横向分布系数根据表3.5计算所得数据绘制各号梁的横向影响线，按横向最不利布置车轮荷载。1号梁跨中荷载横向分布系数的计算图3.51号梁跨中、支点影响线图（单位：m）66 1号梁支点的荷载横向分布系数计算由上图可求得：∴跨中：汽车荷载：人群荷载：支点：汽车荷载：人群荷载：2号梁跨中荷载横向分布系数计算图3.62号梁跨中、支点影响线图（单位：m）66 2号梁跨中的荷载横向分布系数：跨中：∴汽车荷载：人群荷载：支点：∴汽车荷载：人群荷载：表3.6荷载横向分布系数汇总表梁号作用类别1汽车0.6480.409人群0.61.2732汽车0.5240.796人群0.403.4.3活载内力计算计算跨中截面最大弯矩及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯矩，采用直接加载求活载内力。公路—Ⅱ级车道均布荷载=0.75×10.5=7.875KN/m，集中荷载为，桥梁计算跨径为38.86m，所以内插法求得=，计算剪力时为。66 汽车荷载作用下的内力计算公式如下：(3.7)式中：——汽车荷载作用下的截面的弯矩和剪力；——汽车荷载的冲击系数；——汽车荷载的横向折减系数；——汽车荷载的横向分布系数；——车道荷载的集中荷载标准值；——弯矩或剪力影响线的面积；——车道荷载的均布荷载标准值；——与车道荷载的集中荷载对应的内力影响线竖标值。人群荷载作用下的内力计算公式如下：(3.8)式中：——人群荷载作用下的截面的弯矩和剪力；——人群荷载的横向分布系数；——人群荷载标准值。1、跨中截面活载内力计算1号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应66 图3.7跨中影响线及横向分布系数图2号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应2、四分点（变化点）截面活载内力计算66 四分点截面作用效应的计算图示如下图3.8截面影响线及横向分布系数图1号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应2号梁：可变作用（汽车）标准效应66 可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应3、截面处活载内力计算图3.9截面影响线及横向分布系数图66 1号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应2号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应4、支点截面活载内力计算1号梁：可变作用（汽车）标准效应66 图3.10支点截面影响线及横向分布系数图可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应2号梁：可变作用（汽车）标准效应可变作用（汽车）冲击效应可变作用（人群）效应3.4.4主梁内力组合（1）基本组合：(3.9)（2）短期组合：(3.10)66 （3）长期组合：(3.11)表3.71号梁内力组合序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0526.16595.00494.593833.76263.085111.6902第二期永久作用037.1141.9735.63270.4018.56360.5403第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004总永久作用=1+2+30720.26814.50677.795248.06360.146997.4305可变作用汽车标准0278.79285.08179.321832.82156.402445.96116.606可变作用汽车冲击050.7451.8832.64333.5728.46445.1621.227可变作用人群042.8945.691.38301.247.75402.1410.358标准组合=4+5+6+701092.681197.15891.137715.69552.7510290.69148.179基本组合=1.2×4+1.4×（5+6）+1.12×701375.111501.90112.979678.21700.3512908.46204.5410短期组合=4+0.7×5+70959.481061.07805.806840.77477.959123.0691.9711长期组合=4+0.4（5+7）0886.90948.13751.186110.18426.388147.9950.78表3.82号梁内力组合序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0545.20616.53512.493972.50272.605296.6702第二期永久作用075.0084.8170.50546.4737.50728.6203第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004总永久作用=1+2+30777.19878.87730.565662.87388.607550.4905可变作用汽车标准0233.86230.91170.621495.01126.801990.8394.6266 续上表序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN6可变作用汽车冲击042.5642.0231.05272.0923.08362.3317.227可变作用人群028.4030.370.84197.805.09262.936.768标准组合=4+5+6+701082.011182.17933.077627.77543.5710166.58118.609基本组合=1.2×4+1.4×（5+6）+1.12×701352.961472.611161.469502.82682.6712665.36164.1510短期组合=4+0.7×5+70970.661072.42852.126917.10483.139220.2272.9911长期组合=4+0.4（5+7）0883.46984.92800.436349.91442.048465.2140.553.5预应力钢筋数量的确定与布置3.5.1全预应力混凝土梁设计根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力[9]为：(3.12)式中：——荷载短期效应弯矩组合设计值，Ms＝9123.06KN.m；——毛截面几何性质，；——下核心距，ycx＝1508.47mm；——上核心距，ycs=791.53mm；——截面的惯性矩，；=0.451795×109mm3,为预应力钢筋重心至毛截面重心地距离，66 ，假设=150mm则＝1508.47-150=1358.47mm。∴拟采用∮j15.2钢绞线，单根钢绞线公称截面面积，抗拉强度标准值，张拉控制应力=0.75fpk=0.75×1800=1395Mpa。预应力损失按张拉应力的20﹪估算，所需预应力钢绞线的根数为：=(3.13)带入以上数据求得：=39根据题意取42根。采用6束7∮j15.2预应力钢筋束，HVM15-7型锚具，供给的预应力筋截面面积A0=42×139=5838(mm2)采用∮70金属波纹管成孔，预留管道直径为75mm，预应力筋布置如图：图3.11预应力筋布置图3.5.2预应力筋纵向布置1、各钢束起弯点及其半径计算预应力筋采用圆弧加直线，上部按11°弯起，下部按8°弯起。锚固点至支座中心线的水平距离[10]为：66 各钢束起弯点及其半径计算见下表表3.9各钢束起弯点及其半径计算表钢束号升高值C(mm)（度）(mm)(mm)支点至锚固点的距离d(mm)起弯点k至跨中水平距离61630110.981699456.50.190818977.2273.6726.451220110.981684782.60.190816176.5351.43604.93，469080.990381443.30.139211336.9253.48352.51，242080.9903432990.13926027.2329.713732.5注：2、各截面钢束位置及其倾角计算以各钢束支点截面处为例有：：：66 ：：各截面钢束位置及其倾角计算见下表表3.10各截面钢束位置及其倾角计算表计算截面钢束编号(mm)(mm)（°）(mm)(mm)(mm)跨中截面6为负值钢束尚未弯起0010210210580803，42102101，28080平均倾角001钢束截面中心截面68988.699456.55.18530.09040.9959407.01210617.0156110.184782.64.13280.07210.9974220.4680300.463，41362.581443.30.95860.01670.999911.40210221.401，2为负值钢束尚未弯起00108080平均倾角2.24710.03950.9992钢束截面中心253.3866 续上表计算截面钢束编号(mm)(mm)（°）(mm)(mm)(mm)截面617553.699456.510.16570.17650.98431561.322101771.32514675.184782.69.96760.17310.98491279.73801359.733，49927.581443.37.00140.12190.9925607.31210817.311，24547.5432996.02860.10500.9945239.4680319.46平均倾角7.69890.13400.9910钢束截面中心900.76支点截面618703.699456.510.83950.18800.98221774.522101984.52515825.184782.610.75760.18660.98241490.00801570.003，411077.581443.37.81730.13600.9907756.87210966.871，25697.5432997.56120.13160.9913376.4980456.49平均倾角8.72570.15170.9884钢束截面中心1066.873.5.3计算主梁截面几何性质截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算[10]。1、主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段1）混凝土浇注并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质为计入了普通钢筋的换算面积，但应扣除预应力筋预留管道的影响。该阶段顶板的宽度为1600mm。2、灌浆封锚，吊装并现浇顶板600mm的连接段（阶段2）预应力筋束张拉完成并进行管道灌浆、封锚后，预应力束就已经能够参与全截面受力。再将主梁吊装就位，并现浇顶板600mm的连接段时，该段的自重荷载由上一阶段的截面承受，此时，截面几何性质应为计入了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质。该阶段顶板的宽度为1600mm。3、二期恒载及活载作用（阶段3）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为2200mm，截面几何性质为计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质。66 图3.12跨中截面尺寸图（单位：mm）表3.11跨中截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-37.4313.01393预留管道面积-2.6512155-57.122580-1311.57-455.97762砼净面积90.239843.43761.109746163.21-442.963695720.24631换算界面钢束换算面积2.919215562.904450-1235.32445.44392毛截面92.89880.86818.232336163.2138.6213.99845换算截面面积95.809919.68881.136786163.21459.442376622.65237换算界面钢束换算面积2.919215562.904450-1326.56513.67436毛截面104.89791.53830.232336815.19736.9114.289669换算截面面积107.81828.44893.136786815.197527.964037343.16130注：1、预留管道面积；2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，，，根，所以钢束换算面积。66 图3.13L/4截面尺寸图（单位：mm）表3.12（变化点）截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-34.2410.89022预留管道面积-2.6512046.62-54.249760-1200-381.7008砼净面积90.239846.62763.982576163.21-370.810585792.39942换算界面钢束换算面积2.9192046.6259.740840-1130.24372.88545毛截面92.89880.86818.232336163.2135.5211.71966换算截面面积95.809916.38877.973176163.21384.605116547.81511换算界面钢束换算面积2.9192046.6259.740840-1221.11435.25490毛截面104.89791.53830.232336815.19733.9812.11102换算截面面积107.81825.51889.973176815.197447.365927262.56319注：1、预留管道面积；2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，，，根，所以钢束换算面积。66 图3.14h/2截面尺寸图（单位：mm）表3.13截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面147.28963.731419.437257641.97-7.980.93792预留管道面积-2.6511399.24-37.089650-443.49-52.13486砼净面积144.64955.751382.34767641.97-51.196947590.77457换算界面钢束换算面积2.9191399.2440.843820-427.0553.2343毛截面147.28963.731419.437257641.978.461.05415换算截面面积150.20972.191460.281077641.9754.288457696.25996换算界面钢束换算面积2.9191399.2440.843820-471.8564.98932毛截面159.28918.741463.426798493.808.651.191816换算截面面积162.20927.391504.270618493.8066.181148559.98145注：1、预留管道面积；2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，，，根，所以钢束换算面积。66 图3.15支点截面尺寸图（单位：mm）表3.14支点截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面148.67980.121457.112117665.36-4.60.31579预留管道面积-2.6511233.13-32.686580-257.61-17.590817砼净面积146.02975.521424.425537665.36-17.296247648.08566换算界面钢束换算面积2.9191233.1335.995060-248.1417.97329毛截面148.67980.121457.112117665.364.870.35259换算截面面积151.59984.991493.107177665.3618.325887683.68778换算界面钢束换算面积2.9191233.1335.995060-313.0628.60812毛截面160.67914.381469.112118529.4665.690.52018换算截面面积163.59920.071505.107178529.46629.12838558.59426注：1、预留管道面积；2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，，，根，所以钢束换算面积。66 表3.15各控制截面各阶段几何特性计算汇总表截面类别计算截面跨中截面阶段190.2393843.431456.571311.575720.256.782123.927204.36137阶段295.809919.681380.321235.326622.657.201044.797915.36108阶段3107.809828.441471.561326.567343.168.863844.990055.53549截面阶段190.2393846.621453.3812005792.406.841793.985474.82700阶段295.809916.381383.621130.246547.827.145304.732375.79330阶段3107.809825.511474.491211.117262.568.797674.925475.94751截面阶段1144.635955.751344.25443.497590.777.942225.6468517.11600阶段2150.205972.191327.81427.057696.267.916425.7962018.02192阶段3162.205927.391372.61471.858559.9890230186.2362818.14132支点截面阶段1146.016975.521324.48257.617648.087.840015.7744129.68862阶段2151.586984.991315.01248.147683.697.800785.8430630.96513阶段3163.586920.071379.93313.068558.599.302116.2021927.338513.5.4预应力损失计算1、摩阻损失(3.15)式中：——张拉控制应力，；——摩擦系数[10]，查表取=0.25；——每米管道局部偏差对摩擦的影响系数，查表取=0.0015；66 ——从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（）。表3.16各钢束摩阻损失计算表钢束号截面1，23，456均值（）支点截面0.32970.25940.35140.27362.290.00760.00320.00420.00283.341.662.201.15截面1.47971.40941.50141.423610.910.03440.01740.01800.014615.018.999.398.05截面10.04479.974410.06649.988662.870.13960.12290.11980.101567.9962.3061.4555.18跨中截面19.759719.689419.781419.703692.800.13960.13960.19200.192087.1987.05104.25104.102、锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失不考虑反摩阻作用，则(3.16)式中：——锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩值（以mm计），根据《公桥规》规定查表知钢丝束的夹片（有顶压）锚具=4mm，两端同时张拉，=2×4=8mm；66 ——预应力钢筋张拉至锚固端距离（mm）。各束锚固点距支座中心线平均距离0.3m，梁全长39.96m，=39.96-2×0.3=39.36m；——预应力钢筋的弹性模量，查表取。∴3、分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失(3.17)式中：——预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；——在计算截面钢筋重心，由后张各批钢筋产生的混凝土法向应力（）；(3.18)其中：——张拉批数，=6；——所有钢筋预加应力（扣除相应阶段的应力损失和后）的合力；——钢筋预加应力的合力至净截面重心轴距离；——混凝土梁的净截面面积与惯性矩。此应力损失，对于简支梁一般可取截面进行计算，并以其计算结果作为全梁各钢束的平均值。∴4、钢筋松弛引起的应力损失此应力损失采用截面的应力值作为全梁各钢束的平均值。(3.19)式中：——张拉系数，一次张拉时=1.0；66 ——钢筋松弛系数，=0.3；——传力锚固时的钢筋应力，对后张法构件。∴5、混凝土收缩和徐变引起的应力损失(3.20)式中：——加载龄期为时混凝土收缩应变终极值和徐变系数终极值；——加载龄期，即达到设计强度为90%的龄期，近似按标准养护条件计算则有可得=20d，对于二期恒载的加载龄期假定为90d；——受拉区纵向钢筋截面重心处由预应力（扣除相应阶段的预应力损失）和结构自重产生的混凝土法向应力（）；——构件受拉区全部纵向钢筋配筋率；——截面回转半径，。该桥位于野外一般地区，相对湿度为75%，其构件理论厚度由跨中截面计算，为构件与大气接触的周边长度，=7.625m，所以。由此查表并内插得相应的徐变系数终极值为，；混凝土收缩应变终极值。考虑到加载龄期不同，按徐变系数变小乘以折减系数。计算和引起的应力时采用第一阶段截面特性，引起的应力时采用第三阶段截面特性。跨中截面：(3.21)66 带入数据求得：截面：∴（未计构造钢筋影响），取跨中和截面的平均值计算，则有跨中截面：截面：∴，则现将各截面钢束预应力平均值及有效预应力汇总于下表表3.17各截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表工作阶段应力损失项目预加应力阶段使用阶段钢束有效预应力应力损失计算截面预加力阶段使用阶段跨中截面92.8039.6367.8200.330.27147.8178.11194.71016.6截面62.8739.6367.8170.330.27147.8178.11224.71046.6截面10.9139.6367.8118.330.27147.8178.11276.71098.666 支点截面2.2939.6367.8109.730.27147.8178.11285.31107.23.6承载能力极限状态计算3.6.1跨中截面抗弯承载力计算1、求受压区高度x已知，，上翼缘板厚度为200mm，考虑承托影响，其平均厚度为：上翼缘有效宽度[10]取下列数据中较小者(1)(2)(3)，因承托坡度，故不计承托影响，按上翼缘平均厚度计算，所以。综合上述计算结果，取。按公式判断截面类型因为7355880<9614000，满足上式要求，属于第一类T形，应按宽度为的矩形截面计算其承载力。由，计算混凝土受压区高度22、正截面承载力计算选取距支点截面和变化点截面进行斜截面抗剪承载力计算，复核。本题取距支点截面抗剪承载力计算。66 （1）首先进行截面抗剪强度上、下限复核(3.22)为验算截面处剪力组合设计值，按内插法求得距支点截面处的。预应力提高系数，为验算截面处腹板宽度计算结果表明，截面尺寸满足要求。但需配置抗剪钢筋。（2）斜截面抗剪承载力计算(3.23)为混凝土和钢筋共同的抗剪承载力(3.24)式中：——异号变距影响系数，取1.0；——预应力提高系数，取1.25；——受压翼缘影响系数，取1.1；——箍筋配筋率。为预应力弯起钢筋的抗剪承载力66 Vpb=0.75×(3.25)式中：——在斜截面受压区端正截面处的预应力弯起钢筋切线与水平线的夹角其数值可由表2给出的曲线方程计算。∴为斜截面受压端正截面处的剪力设计值，此值应按进行内插求得，为剪跨比，，取。∴∴，说明截面抗剪承载力满足要求。3.6.2斜截面抗剪承载力计算（1）首先进行截面抗剪强度上、下限复核其中：。计算结果表明，截面尺寸满足要求。但需配置抗剪钢筋。（2）斜截面抗剪承载力计算66 为混凝土和钢筋共同的抗剪承载力（3.26）式中：——异号变距影响系数，取1.0；——预应力提高系数，取1.25；——受压翼缘影响系数，取1.1；；。∴为预应力弯起钢筋的抗剪承载力=0.75×∴∴，说明截面抗剪承载力满足要求。3.7正常使用极限状态计算3.7.1正截面抗裂性验算正截面抗裂性验算以跨中截面受拉边的正应力控制。在荷载短期效应组合作用下应满足[10]：(3.27)式中：——荷载短期效应组合作用下截面受拉边的应力。66 (3.28)式中：；；。∴计算结果表明，在短期效应组合作用下，正截面抗裂性满足要求。3.7.2斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算以主拉应力控制，一般取距支点h/2截面分别计算截面上梗肋、形心轴和下梗肋处在荷载短期效应组合作用下的主拉应力，应满足的要求。图3.16h/2截面处主梁尺寸示意图（单位：mm）现以第一阶段截面梗肋以上面积对净截面重心轴的面积矩计算为例。同理可得，不同计算点处的面积矩，现汇总于下表表3.18面积矩计算表截面类型第一阶段净截面对其形心轴形心轴位置x=955.75mm第二阶段换算截面对其形心轴，形心轴位置x=972.19mm第二阶段换算截面对其形心轴，形心轴位置x=927.39mm66 计算点位置面积矩符号面积矩（×108mm3）3.383794.361334.741773.451444.5234.908064.260185.135745.243841、剪应力2、正应力3、主应力66 (3.29)本设计，所以。同理可得形心轴处和下梗处的主应力，汇总于表3.194、主应力限制值作用短期效应组合下抗裂性验算的混凝土的主应力限制值为从上表可以看出，以上主应力均符合要求，所以截面满足作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算要求。表3.19应力计算表计算截面面积矩（）剪应力正应力主应力第一阶段净截面第二阶段换算截面第三阶段换算截面3.383793.451444.260180.703.92-0.124.361334.5235.135740.825.06-0.134.741774.908065.243840.815.14-0.123.8持久状况应力验算3.8.1跨中截面混凝土法向应力验算（3.30）式中：；；。∴66 3.8.2跨中截面预应力钢筋拉应力验算由二期恒载及活载作用产生的预应力钢筋截面重心处的混凝土应力[10]为：所以钢束应力为∴3.8.3斜截面主应力验算取距支点截面处进行计算1、上梗处（）截面（1）剪应力为可变作用引起的剪力标准值组合，（2）正应力66 （3）主应力2、形心轴处（）（1）剪应力为可变作用引起的剪力标准值组合，（2）正应力66 （3）主应力3、下梗处（）（1）剪应力为可变作用引起的剪力标准值组合，（2）正应力66 （3）主应力4、主应力的限制值混凝土的主应力限制值为，与以上结果比较，可见混凝土主应力值均小于限制值，满足要求。5、主应力验算以上计算所得主压应力与主压应力限制值比较，均小于相应的限制值。最大主应力为，按《公路桥规》的要求，仅需按构造布置箍筋。3.9短暂状态应力验算（施工阶段）构件在制作、运输及安装等施工阶段，混凝土强度等级为C40，在预加力和自重作用下的截面边缘混凝土的法向应力[10]应符合下式要求。短暂状况下（预加力阶段）梁跨中截面上、下缘的正应力：上缘：(3.31)下缘：(3.32)其中：，。截面特性取第一阶段的跨中截面特性。66 ∴预加应力阶段混凝土的压应力满足应力限制值的要求；混凝土的拉应力通过规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝，预拉区混凝土没有出现拉应力。在施工阶段，梁的上缘不出现拉应力，下缘混凝土的压应力满足规范要求。3.10本章小节在桥梁方案确定之后，就需要对结构进行分析计算。包括受力分析计算，配筋计算及结构验算，结果验证所选的结构尺寸及材料性能配筋量等是否满足规范要求，如不满足规范要求则必须对设计进行修改。修改可以是调整配筋量，改变材料性能（如混凝土标号，钢材型号等）以及修改结构尺寸，甚至在通过上述修改后仍不能满足要求或结果不理想时，还有可能改变结构体系以及桥型方案。本设计采用标准跨径40米的预应力钢筋混凝土T形梁。首先进行尺寸拟定，根据规范要求，设置合理的截面尺寸。随后进行主梁内力计算，包括恒载内力计算，活载内力计算，选择好控制截面（一般取跨中截面，四分点截面，变化点截面和距支点截面和支点截面）。在计算活载内力计算时，横向分布系数计算选用修正的偏心压力法。然后进行主梁内力组合。有三个组合：基本组合，短期组合，长期组合。内力计算完成后进行配筋设计。首先参照已有设计资料拟定截面尺寸，确定预应力钢筋的位置。根据内力组合，确定预应力钢筋的数量。随后计算跨中截面，四分点截面，距支点截面和支点截面的几何性质。按规范要求，计算预应力损失，采用后张法施工。将计算所得的预应力损失进行组合。最后进行验算，包括正常使用极限状态验算、持久状况应力验算和短暂状况应力验算。66 第4章下部结构设计下部结构采用双柱式墩，肋板式台，钻孔灌注桩基础。河床土质为粉质粘土。由水文计算得桥面中心线最低标高为102.937，采用1.5%的双向路拱横坡度，双向纵坡坡度1.5%，梁高2.3，铺装层厚度为0.137。桥墩采用板式橡胶支座，桥台采用滑动支座，厚为0.05，垫石厚为0.02m。地基土为粉质粘土（可塑），地基土的比例系数：m=1500kN/m4;地基土的极限摩阻力：粉质粘土（可塑）τ=60kPa；地基土的容许承载力：；4.1桥墩尺寸拟定图4.1桥墩尺寸拟定图4.1.1高程计算由水文计算知设计水位为99.50m，桥墩处最大冲刷线标高为83.71m。66 承台顶面选在86.50m处，设波浪壅水高度为0.5m，桥下净空[11]为0.5m，支座厚0.05m；查桥墩标准图知，墩帽厚度为1.6m，承台高2.0m。计算水位标高=设计水位标高+波浪壅水高度=99.50+0.50=100.00m梁底高程=计算水位标高+桥下净空=100.00+0.50=100.50m墩帽顶面高程=梁底高程-支座厚度=100.50-0.05=100.45m承台底面高程=承台顶面高程-承台高=86.50-2.00=84.50m4.1.2桩长计算该地基土由三层组成，根据规范确定单桩容许承载力经验公式，初步反算桩长。根据基础桥墩地基土应力表查得桥墩一根基桩顶竖向力：P=3310KN。设该灌注桩最大冲刷线以下的桩长为，一般冲刷线以下深度为，则1、桩底最大竖直力（4.1）式中：——最大冲刷线以上桩长，；——桩每延米自重，；——最大冲刷线以下桩长。带入以上数据得，。2、桩的容许承载力（4.2）式中：——一根桩受到的全部竖直荷载（KN），最大冲刷线以下桩自重取一半计算；——桩身周长，；——桩在承台底面或最大冲刷线以下的第层土层中的长度（m）；——第层土对桩壁的极限摩阻力（KPa）；——考虑桩入土长度影响的修正系数[12]，本设计取；——考虑孔底沉淀淤泥影响的清孔系数，本设计取；66 ——桩底截面积，；——桩底处土的容许承载力（KPa）；——桩底以上土的重度，多层土时按换算重度计算；——地基土容许承载力随深度的修正系数，本设计取1.5。将以上所有数据代入公式（4.2）得：令，求得取h=28m，桩底标高为55.71m。4.2桥台尺寸拟定图4.2桥台尺寸拟定图4.2.1高程计算66 承台顶面选在96.00m处台帽顶面高程=梁底高程-支座厚度=100.45m背墙顶面高程=台帽顶面高程+梁高=100.45+2.35=102.80m承台底面高程=承台顶面高程-承台高=94.00m4.2.2桩长计算由水文计算知桥台最大冲刷线高程为93.02m，根据基础桥墩地基土应力表，查得桥台一根基桩顶竖向力：P=2850KN。设桩在最大冲刷线下的长度为，则1、桩底最大垂直力式中：——最大冲刷线以上桩长，；——桩每延米自重，；——最大冲刷线以下桩长。带入以上数据得，。2、桩的容许承载力式中：——一根桩受到的全部竖直荷载（KN），最大冲刷线以下桩自重取一半计算；——桩身周长，；——桩在承台底面或最大冲刷线以下的第层土层中的长度（m）；——第层土对桩壁的极限摩阻力（KPa）；——考虑桩入土长度影响的修正系数，本设计取；——考虑孔底沉淀淤泥影响的清孔系数[12]，本设计取；——桩底截面积，；——桩底处土的容许承载力（KPa）；66 ——桩底以上土的重度，多层土时按换算重度计算；——地基土容许承载力随深度的修正系数，本设计取1.5。将以上所有数据代入公式（4.2）得：令，求得取h=24m，桩底标高为70.00m。4.3计算墩、台里程桩号以2号墩为例设2号墩里程为K57+502.00m，则：1号墩里程为K57+762.000号台里程为K57+442.003号台里程为K57+542.004.4本章小节本设计所选用的下部结构为双柱式桥墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。墩，台的尺寸参照现有资料及设计计算拟定。桩长的计算，在结构一致，地质情况一致，荷载一致的前提下，去用标准图所列桩顶荷载，计算桩长。本章的计算主要确定了墩、台的尺寸和桩径，并根据地质水文资料及纵坡的需要确定了桥面标高、墩台顶标高、承台顶标高、承台底标高和桩底标高，为桥梁下部施工提供了必要的技术依据。66 第5章施工组织设计本桥施工所用的施工方法，充分地考虑了桥位的地形，环境因素、施工的安全性、经济性和施工速度等。5.1桩基础的施工5.1.1准备工作1、准备场地施工前应将场地平整好，施工放样，场地为浅水区，采用土围堰筑捣。2、埋置护筒护筒要求坚固耐用,不易变形和漏水,装卸方便,能重复使用,本设计采用薄板钢护筒,护筒采用上埋式。3、制备泥浆4、安装钻机钻架。5.1.2钻孔采用反循环钻成孔[13]。5.1.3清孔、吊装钢筋骨架、验孔采用换浆清孔。钢筋骨架利用钻架吊装，到位并牢固定位于孔口。吊装时要防止钢筋笼弯曲，可采用“十字撑筋”临时加固。5.1.4灌注水下混凝土采用直伸导管法灌注，导管居中深入到距孔底0.3m至0.4m，导管上接漏斗，接口处设木屑隔水栓，以利于重复使用。在漏斗内加入足够的混凝土后放开隔水栓，使混凝土猛落下，将导管中水挤出，并落到孔底将孔底渣顶起，随即一直不间歇的灌注混凝土，直到一根桩完毕导管必须埋置在混凝土中一定深度，以后逐渐提升导管，初期混凝土一直顶起向上，防止提升过猛出现断桩。5.2桥梁墩台施工桥墩、桥台施工是桥梁的重要部分。对桥梁的正常使用和耐久性都是至关重要的，施工要求定位准确，尺寸合适，严格按照设计施工，按照规范[13]操作。5.2.1施工前期准备。1、准备钢模板、销钉等材料。2、修筑施工平台，并架模，复查施工放样的位置，高程。66 3、严格检测控制各种原材料的质量。5.2.2施工过程及要点（1）严格控制混凝土的配合比、坍落度、初凝、终凝等指标。（2）施工场地的布置要利于混凝土的运输，采用泵送混凝土。（3）保证混凝土的浇筑质量，连续施工，当浇筑面积过大而不能在下层初凝前完成下一层施工时，可采用分块施工，或添加缓凝剂[14]。（4）整个墩台施工应避开雨季洪水期，尽量减少冬季施工，如要冬季施工须采用蒸汽养生，夏季施工则须注意保湿，防止混凝土开裂。泥浆制备、向钻孔内灌注泥浆搭设工作平台钻孔完毕后移去不用的设备检查填证检验导管等设备砼制备及运输桩基质量总鉴定检验护筒场地准备桩身超声波检查拆除护筒设置隔水栓接装导管和砼料斗吊装钢筋骨架架钻孔钢筋骨架制作，运输及安放导向设备测量钻孔深度、斜度直径，做好钻孔记录测量沉淀厚度钻机就位检验钻架等设备安装钻机和设备备检验钻机和备件埋设护筒桩位放样混凝土养护灌注水下砼清孔图5.1钻孔桩施工工艺框图66 5.3预应力混凝土梁的预制本桥采用后张法制梁，后张法制梁的步骤是先制作留有预应力钢筋孔道的梁体，待其混凝土达到规定强度后，再在孔道内穿入预应力钢筋进行张拉并锚固，最后进行孔道压浆并浇注到梁端封头混凝土。5.3.1模板模板是施工过程中的临时性结构，对梁体的制作十分重要。本设计模板采用分片装拆钢模板。5.3.2预应力钢筋的置备本设计采用6束7股15.2钢绞线作为预应力钢筋，在使用前应进行预拉，以减少钢绞线的构造变形核应力松弛损失，并便于等长控制。5.3.3预应力钢筋的张拉（1）高强钢绞线的制备。（2）孔道形成：采用金属波纹管，接头处用大一号的管道套接并用胶带包缠。（3）穿钢绞线。（4）预应力锚具：采用HVM锚具。（5）锚垫板:厚度应不小于12mm，施工时应严格控制使锚垫板与道中心线垂直，否则，张拉时垫板将对混凝土产生侧向分力，也使锚下混凝土劈裂。（6）张拉设备：采用夹片锚千斤顶。（7）张拉工艺：张拉前需做好千斤顶和压力表的校验，与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量的计算，张拉顺序的确定和清孔、穿束等工作，应对千斤顶和油泵进行仔细检查，以保证各部分不漏油并能正常工作。应画出油压表读数和实际拉力的曲线，确定预应力束中应力值和油压表读数之间的直接关系。5.3.4孔道压浆孔道压浆是为了保护预应力钢筋不受锈蚀，并使预应力钢筋与混凝土梁体粘结成整体，从而既能减少锚具的受力，又能提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。5.4预应力混凝土梁的安装本设计采用联合架桥机架梁。其工序如下：（1）在桥头拼装钢导梁，铺设钢轨，并用绞车纵向拖拉导梁就位。（2）拼装蝴蝶架和门式吊机，用蝴蝶架将两个门式吊机移运至架梁孔的桥墩（台）。66 （3）由平车轨道运送预制梁至架梁孔位，将导梁两侧可以安装的预制梁用两个门式吊机起吊，横移并落梁就位。（4）将导梁所占位置的预制梁临时安放在已架设的梁上。（5）用绞车纵向拖拉导梁至下一孔后，将临时安放的梁架设完毕。（6）在已架设的梁上铺接钢轨后，用蝴蝶架顺次将两个门式吊车托起并运至前一孔的桥墩上。如此反复，直至将各孔梁全部架设好为止。模板内侧涂润滑剂安装模板制作砼试块构件养护拆除模块波纹管制作搅拌砼制作钢筋骨架模板涂润滑剂埋设波纹管里面系塑料管安装钢筋骨架安装底模板建制梁台搅拌灰浆张拉机具校验预应力束制作压试块制作砼试块压试块穿入预应力束清理孔道通波纹管浇捣砼张拉移梁至存梁场孔道灌浆及养护图5.3T型梁预制施工工艺框66 5.5桥面附属工程5.5.1伸缩缝伸缩缝的位置，构造应按设计规定办，施工时应注意能保证上部结构自由伸缩并能承受车辆荷载作用，经久耐用。5.5.2泄水管设置的位置应伸出结构物底面100～150mm[15]。5.5.3人行道必须在人行道梁锚固后方可铺装，无锚固应按照由里向外的顺序铺装。5.5.4栏杆必须在人行道板铺设完毕后方可安装，安栏杆柱时，必须全栏对直，校正垂直后用水泥砂浆装填缝固定。5.6本章小节在本章里，对桥梁的施工做了具体的要求，并对附属部分也规定了要求，将整个桥梁的施工过程由下至上分为：基础施工、桥墩桥台、装配式简支梁桥的运输和安装、桥台桥后填土、桥面附属工程等几大部分来分别说明如何施工和注意事项等问题。上部结构采用预制装配式钢筋混凝土，下部结构采用桩基础施工方法。施工方法应尽量采用先进的施工方法和技术设备。尽量采用科学环保快速的施工方案。避免混凝土的冬季施工、各种不利的自然条件和恶劣天气下施工。施工机具种类不易过多。根据具体的施工对象、工期、劳动力分布等情况，合理地选用和安排各种材料及机具设备，使它们能够发挥最大的功效和经济效益，确保整个工程能够高质量、高效率且安全地如期完成。66 结论本毕业设计包含4个方面的内容：水文计算，上部结构设计，下部结构设计，施工方法设计。1、水文计算水文计算用来确定桥梁孔径及全长、桥梁设计水位和桥下河床冲刷，为桥型方案选择、分孔、基础埋深以及各种标高的确定提供依据。在完成有关的水文计算后，综合考虑各方面的因素，遵循桥梁设计的基本原则，最后选出最合适的设计方案。2、上部结构设计在桥梁方案确定之后，就需对结构进行分析计算。包括受力分析计算，配筋计算及结构验算，结果验证所选的结构尺寸及材料性能配筋等是否满足规范要求，如不满足规范要求则必须对设计进行修改。修改可以是调整配筋量，改变材料性能（如混凝土标号，钢材型号等）以及修改结构尺寸，甚至在通过上述修改后仍不能满足要求或结果不理想时，还有可能改变结构体系以及桥型方案。内力计算完成后进行配筋设计。首先参照已有设计资料拟定截面尺寸，确定预应力钢筋的数量和位置。随后计算跨中截面，四分点截面，距支点截面，支点截面的几何性质。按规范要求，计算预应力损失，采用后张法施工。将计算所得的预应力损失进行组合。最后进行验算，包括持久状况应力验算和短暂状况应力验算。3、下部结构设计本设计所选用的下部结构为双柱式墩，肋板式台，钻孔灌注桩基础。墩，台的尺寸拟定均套用标准图。桩长的计算，在结构一致，地质情况一致，荷载一致的前提下，用标准图所列桩顶荷载，计算桩长。4、施工方案设计将整个桥梁的施工过程由下至上分为：基础施工、桥墩桥台、装配式简支梁桥的运输和安装、桥台桥后填土、桥面附属工程等几大部分来分别说明如何施工和注意事项等问题。66 在以上四大部分的计算中，确定了桥梁的细部尺寸，并验算了各部分的承载能力，其中包括正常使用极限状态计算、持久状况应力验算和短暂状况应力验算。各种验算结果均合格，表明该设计符合设计荷载要求，由此可断定尺寸拟定比较合理。同时对主要施工工艺进行了综合权衡比较，以选定最合理、经济的方案。最终，决定在此河段修筑一座上部结构采用预制40米装配式预应力混凝土简支T梁，下部结构采用双柱式墩、肋板式桥台、钻孔灌注桩基础的三跨装配式预应力混凝土简支T梁桥。本设计经计算，设计方案合理，施工方案可行。66 参考文献[1]E.Hert:MilestonesintheHistoryofBridgeConstruction,IABSESymposium[M].[2]中国公路学会桥梁和结构工程学会.桥梁学术讨论会论文集[D].北京：人民交通出版社，2002.[3]高冬光.桥涵水文[M].北京：人民交通出版社，2005.[4]高冬光.公路桥涵设计手册-桥位设计[J].北京：人们交通出版社，2000.[5]中华人民共和国行业标准.公路桥涵通用设计规范（JTGD60-2001）[S].北京:人民交通出版社，2004.[6]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范(JTGD62-2004)[S].北京:人民交通出版社，2004.[7]王丽荣、盛可鉴、丁剑霆.桥梁工程[M].北京：中国建材工业出版社，2005.[8]易建国.桥梁计算示例丛书－混凝土简支梁（板）桥[M].北京：人民交通出版社，2003.[9]贾艳敏、高力.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2005.[10]叶见曙.结构设计原理（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2007.[11]中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTJGD63-2007)[S].北京:人民交通出版社，2007.[12]王晓谋.基础工程[M].北京：人民交通出版社，2006.[13]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)[S].北京:人民交通出版社，2000.[14]A.M.Freudenthal，Safetyofstructures，Trans.ASCE[M].[15]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTGB01-2003）[S].北京:人民交通出版社，2003.66 致谢毕业设计是将我所学的理论基础和专业知识有机结合的过程。通过独立地完成一座桥梁的设计计算，基本掌握桥梁设计和施工的全过程，并能熟练利用CAD软件进行绘图，学会了搜集资料，进一步巩固已学课程，并能查阅有关资料，熟悉和理解公路工程技术标准，正确应用公路桥涵设计规范。在本次毕业设计中，我将所有与设计有关的参考资料有机地结合起来，并加以综合运用，结合相应的设计思想形成了目前的设计文件。在做毕业设计的期间，桥梁教研室及岩土教研室老师们给予了我指导和帮助，特别是我的指导老师马桂军老师给我提供了莫大的帮助，帮我理清设计思路，解决设计中出现的问题，并给我提供了大量的设计资料，在此对给予我指导的老师们表示衷心的感谢。同时也要感谢在做毕业设计期间给我提供帮助的同学们。66'