摘 要

本次毕业设计的题目是4×20m简支转连续小箱梁桥的设计。根据相关设计规范，按桥梁设计的基本流程进行设计。

首先是根据方案比选确定桥型方案。再根据所选桥型进行上部结构细部尺寸的拟定，主要是横截面尺寸的拟定。尺寸拟定后，便进行截面几何特性的计算，验算所拟结构的合理性。此后便是根据所桥型方案及所拟尺寸进行主梁的内力计算，主要包括恒载内力、汽车荷载、温差应力及基础沉降应力的计算。在确定各内力后，进行内力组合并据此进行配筋设计。接着计算预应力损失和有效预应力以及配束后的主梁内力。在这之后，进行相关的验算，包括截面强度验算、抗裂验算、构件的应力验算及挠度验算等内容，以验算结果证明上部结构的设计满足规范要求。

其次是支座的设计和验算。从支座类型的选用，平面尺寸及厚度的确定来进行设计。从支座偏转情况及抗滑稳定性来进行验算。

最后是下部结构的设计和计算。先进行桥台尺寸的拟定。再是盖梁、墩柱、钻孔灌注桩的设计计算。盖梁包括内力及配筋的计算，墩柱则包括荷载计算和截面配筋计算及应力验算，钻孔灌注桩包括荷载、桩长计算和桩内力及位移的验算。

关键词：简支转连续；小箱梁；预应力混凝土；后张法；板式橡胶支座；桩柱式桥墩；

Abstract

The title of this graduation design is the design of simply supported to continuous small box girder bridge design with the span of 4×20 meters. According to the relevant design specifications, design according to the basic process of bridge design.

The first is to determine bridge type scheme based on the comparison of schemes. Then plan the detail size of the superstructure on the basis of the selected bridge, mainly for cross section size. After design the size, calculate the geometrical properties of cross section to check the rationality of the proposed structure. And then calculate the internal force of main girder according to the bridge type scheme and the proposed size, mainly include the calculation of dead load, vehicle load, temperature stress and settlement stress. After determining the internal forces, assemble the internal forces and carry out the reinforcement design according to the above. Then calculate the pre stress loss and the effective presstress as well as the interal forces of main beam after configuring prestressed reinforcement. After this, carry out the related checking computations, include section strength check, crack check, stress checking calculation of components and deflection checking, prove the design of the superstructure to meet the requirements of the standard by the checking result.

And then is the desgin and checking calculation of bearing. From the choice of the type of bearing, decision of the palne size and the thickness to design it. The checking calculation is carried out from the condition of the deflection of the bearing and the stability against sliding.

Finally is the desgin and calcuiltion of the lower part structure. First desgin the size of the abutment. Then is the design and calculation about the capping beam, pier column, bored pile. Capping beam is about the cailcultion of internal force and reinforcement, pier column is about load calculation, section reinforcement calculation and stress checking calculation, and the bored pile is about the calculation of load and pile length and the checking calculation of the internal and displacement of the pile.

Key Words: simply supported to continuous; small box girder; prestressed concrete; post tensioning method; laminated rubber bearing; pile column pier

目 录

第1章 设计基本资料 1

1.1地质地貌及水文气象 1

1.2设计依据 1

1.3主要技术指标 1

第2章 方案比选 3

2.1桥型设计方案 3

2.2主要材料 7

2.2.1混凝土 7

2.2.2钢材 7

2.3施工工艺 7

第3章 上部结构计算 8

3.1上部结构尺寸拟定 8

3.1.1主梁高度 8

3.1.2截面形式 8

3.1.3箱梁底板厚度及腹板宽度设置 9

3.2毛截面几何特性计算 10

3.2.1计算原理 10

3.2.2截面几何特性计算结果 11

3.2.3检验截面效率指标 12

3.3荷载内力计算 15

3.3.1恒载内力计算 15

3.3.2汽车荷载作用效应计算 22

3.3.3温差应力及基础沉降内力计算 34

3.3.4内力组合 39

3.4预应力钢束估算与布置 44

3.4.1预应力钢束估算 44

3.4.2钢束布置 51

3.4.3非预应力钢筋计算 53

3.4.4主梁净、换算截面几何特性计算 55

3.5预应力损失及有效预应力计算 56

3.5.1基本理论 56

3.5.2预应力损失计算 57

3.6配束后主梁内力计算 65

3.7截面强度验算 69

3.7.1基本理论 69

3.7.2强度验算公式 70

3.7.3强度验算 71

3.8抗裂验算 73

3.8.1抗裂验算公式 73

3.8.2抗裂验算 73

3.9持久状况构件的应力验算 82

3.9.1正截面混凝土压应力验算 82

3.9.2预应力筋拉应力验算 86

3.9.3混凝土主压应力验算 87

3.10短暂状况的应力验算 93

3.10.1预加力阶段的应力验算 93

3.10.2吊装应力验算 94

3.11挠度验算 95

3.11.1汽车荷载作用下主梁边跨和中跨的最大截面挠度计算 96

3.11.2温度效应作用下主梁边跨和中跨的最大截面挠度计算 98

3.11.3消除自重后长期挠度验算 98

第4章 支座计算 99

4.1选用支座类型 99

4.2确定支座平面尺寸 99

4.3确定支座的厚度 100

4.4验算支座偏转情况 102

4.5验算支座的抗滑稳定性 103

第5章 下部结构计算 105

5.1桥台的设计 105

5.1.1肋板式桥台 105

5.2盖梁的设计与计算 106

5.2.1荷载计算 106

5.2.2内力计算 111

5.2.3配筋计算 113

5.3墩柱的设计与计算 117

5.3.1荷载计算 117

5.3.2截面配筋计算及应力验算 119

5.4钻孔灌注桩计算 122

5.4.1荷载计算 122

5.4.2桩长计算 122

5.4.3桩的内力及位移计算 124

参考文献 127

致 谢 128

第1章 设计基本资料

1.1地质地貌及水文气象

本桥建造于子陵至团林的G207的一段高速公路上，桥下没有通航方面的要求，桥梁建造处雨量很充足，气候很温暖，无霜期较长，为亚热带地区暖季风型的气候。桥梁建造处的地貌属于汉江二级阶地垄岗地貌。而其地层岩性，上部则为素填土、第四系晚更新统冲击成因可硬塑状粘性土、强风化粉质泥岩、残积成因残积土，下部则是为白垩期中统粉砂质泥岩、砂岩。地质方面的情况相对较为复杂，整座桥梁在不同的桥位处的地质情况不尽相同。拟建的桥台及桥墩建议应当采用钻（冲）孔灌注桩，桩端应当进入中风化粉砂质泥岩层，桩身的长度以及桩的直径要经过计算来进行确定。在水文方面的条件中，桥的建造处的地下水主要为基岩裂隙水，对混凝土的结构和钢筋混凝土的结构中的钢筋具有微弱的腐蚀性质。桥址处的地形和地质剖面图见图1.1：