摘 要

桥梁以及公路工程始终在生产与各科技进步影响下，根据适用、安全、经济与美观的原则向前发展。中国投四万亿用于基建，用以拉动内需，从而使国民经济快速稳定地发展。根据各种远景的发展需要，再结合一下该桥所在的各种地质交通情况，按照选型的原则进行多方案比较，通过一系列比选从而确定了预应力混凝土简支箱梁桥这种形式。

该桥的桥址位于铁岭至开原的路线段，当地人民想发展当地的经济和城乡建设，国道铁岭至开原段来进一步缓解交通压力。使得了该地区交通便利，为加强城乡经济建设提供了十分便利的条件。由此将两个经济发达地带连成为一体，充分发挥两地资源丰富的优势，对实现经济发展具有决定性意义。全桥长米，分跨，跨径米。

本次设计包含的主要内容为：拟定箱梁结构尺寸大小，计算主梁内力大小正负；主梁预应力钢束估算及布置，计算主梁各截面几何特性值；估算钢束预应力由于各种原因造成的损失；验算主梁各个截面强度与应力大小，验算主梁端部的局部承压强度值的大小；验算主梁变形；计算行车道板；计算下部结构等各方面内容。

关键词：桥梁、预应力混凝土、箱梁

Abstract

Bridge engineering is always in development and production of the combined effects of various types of scientific and technological progress, in accordance with applicable, security, economic and aesthetic principles, constantly moving forward.

Four trillion was invested by our country for infrastructure construction to stimulate domestic demand to maintain a rapid development of the national economy. Depending on the task, the nature and long-term development needs of the respective lines, combined with the terrain where the bridge, climate and hydrogeology and traffic- conditions, in accordance with the security, application, economy, advanced and aesthetic principles of proper care multi-program comparison, the final choice prestressed concrete simple box beam bridge.

The bridge is located in Tieling to open the original section, in order to stimulate local economic development, urban construction, 102 State Road Tieling Kaiyuan segment Zhen River Bridge to further ease traffic pressure. Convenient transportation, opening up the region to strengthen urban and rural economic development, the development of horizontal linkages and commodities provides a very convenient conditions. It fused the two economic development zones, to accept the economic radiation surrounding areas, strengthened links between the two places, both rich and give full play to the resource advantages, to achieve a large flow of decisive significance. The design is to be prepared superstructure design 102 State Road Tieling Kaiyuan segment Guzhen River Bridge. 120 meters long bridge full, 3 cross, span 40 meters, prestressed simply supported reinforced concrete box girder bridge.

The design of the package main contents are: box girder structure size to develop, the main beam internal force calculation; the main beam prestressed steel beam estimation and arrangement of the main beam sectional properties; prestressing steel beam loss estimates; Main Beam intensity and stress check , local bearing strength of the main beam ends of checking; main beam deformation analysis; horizontal beam calculations, deck calculation; calculation of cap beam, pier computing, Piles, etc.

Key Words: Bridge；Prestressed Concrete；Box-girder

目 录

第1章 绪论 9

第2章 工程概况 10

第3章 桥梁方案比选 12

3.1 总体布置 12

3.2 拟定方案并进行方案比选 12

第4章 设计资料及结构尺寸 12

4.1 设计资料 13

4.2 结构尺寸 13

4.2.1 主梁间距与主梁片数 13

4.2.2 主梁尺寸拟定 14

第5章 主梁内力计算 16

5.1 恒载内力计算 16

5.1.1 一期恒载（主梁自重） 16

5.1.2 二期恒载 16

5.1.3 恒载内力 16

5.2 活载内力计算 17

5.2.1 冲击系数和车道折减系数 17

5.2.2 主梁荷的载横向分布计算 17

5.2.3 计算活载内力 26

5.2.4 内力组合 30

第6章 预应力钢筋面积估算及钢束布置 32

6.1 预应力钢筋面积估算 33

6.2 预应力钢束布置 34

6.2.1 确定跨中及锚固端截面的钢束位置 34

6.2.2 钢束起弯角和线型的确定 34

6.2.3 钢束几何计算 34

第7章 主梁截面几何特性计算 36

7.1 截面面积及惯性矩计算 36

7.2 截面面积及惯性矩计算 36

第8章 钢束预应力损失 38

8.1 预应力钢束和管道壁的摩擦损失 43

8.2 由锚具变形，钢束回缩以引起的预应力损失 43

8.3 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失 44

8.4 钢筋松弛引起的预应力损失 45

8.5 混凝土收缩徐变引起的预应力损失 45

第9 章 主梁截面强度及应力验算 47

9.1 截面强度验算 48

9.1.1. 正截面强度验算 48

9.2 截面应力验算 50

9.2.1. 短暂状态的正应力验算 50

9.2.2. 持久状态的正应力验算 51

9.2.3. 持久状态的预应力钢筋的应力验算 52

9.2.4. 持久状态的预应力混凝土主应力验算 53

9.2.5. 抗裂性能验算 56

9.2.6. 主梁变形（挠度）计算 57

第10章 梁端锚固区的局部承压验算 59

10.1 局部承压尺寸要求 59

10.2局部承压尺寸要求 60

第11章 行车道板计算 61

11.1 翼缘板内力计算及配筋 61

11.1.1. 每延米板上的恒载g 61

11.1.2. 每米宽板条的内力 61

11.1.3. 内力组合 61

11.1.4. 截面设计，配筋与强度验算 62

11.2 腹板间连续单向板内力计算和配筋 63

11.2.1. 弯矩计算 63

11.2.2. 支点剪力计算 63

11.2.3. 内力组合 64

11.2.4. 截面设计，配筋与强度验算 64

第12章 盖梁、柱式桥墩和钻孔灌注桩计算 65

12.1 桥墩尺寸 66

12.2 盖梁计算 66

12.2.1. 荷载计算 66

12.2.2. 内力计算 70

12.2.3. 盖梁配筋计算 74

12.3 桥墩墩柱的计算 75

12.3.1. 荷载计算 75

12.3.2. 截面配筋计算 76

12.4 钻孔灌注桩的计算 78

12.4.1. 荷载计算 78

12.4.2. 桩长计算 79

12.4.3. 桩的内力计算 79

12.4.4. 墩顶纵向水平位移验算与桩身材料截面强度验算 80

12.4.5. 桩身材料强度验算 81

第13章 肋板式桥台计算 84

13.1 桥台及墩台结构和拟定的尺寸 84

13.2 荷载计算 84

13.2.1. 上部构造恒载反力及桥台台身、墩台上土重计算 84

13.2.2. 土压力计算 85

13.2.3. 支座活载反力 88

13.3 荷载组合 89

13.3.1. 桥上无活荷载，台后有活荷载 90

13.3.2. 桥上有活荷载，台后无活荷载 90

13.3.3. 桥上有活荷载，台后有活荷载 90

13.4 台身顶底面的截面配筋和验算 91

13.5 钻孔灌注桩计算 93

13.5.1. 桩的长度计算 94

13.5.2. 桩的计算宽度 94

13.5.3. 桩的变形系数 94

13.5.4. 桩顶刚度系数值计算 95

13.5.5. 计算承台底面原点0处位移、、 95

13.5.6. 计算作用在每根桩顶上的作用力、、 96

13.5.7. 计算桩身弯矩、水平力、及轴力 96

13.5.8. 地面以下Z处桩截面上的弯矩及水平压力 96

13.5.9. 桩基础内力计算 97

第14章 模型建立过程 100

14.1 设定建模环境 100

14.2 设置结构类型 101

14.3 定义材料和截面特性 102

14.4 建立结构有限元模型 105

14.5 定义边界条件 106

14.6 定义荷载 106

14.7 汽车荷载 112

参考文献 100

致 谢 116

第1章 绪论

在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师冯仲仁教授和诸位学长和同学的帮助下，使的这次设计得以顺利完成。

作为梁桥的一种截面形式，箱形截面梁在目前桥梁中广泛的使用，随着桥梁结构形式和近年来高速公路及城市交通的迅猛发展，以及预应力施工技术的不断进步，我国已拥有越来越多的预应力混凝土箱形梁桥箱型截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。

要进行两次荷载组合，第一次为了布置预应力束；第二次组合是为了进行损失估算。如各项验算均通过，那么可作为最终结果。如个别截面不满足，但两次组合结果相差不大，可适当调整钢束后重新计算；如两次组合结果相差较大，则应将第二次组合内力作为估束依据重新估束，再重复验算，不停的逼近两次的结果值。

第2章 工程概况

分为如下五个施工阶段，如图所示

第3章 桥梁方案比选

3.1 总体布置

本桥拟采用三跨一联的预应力混凝土连续箱形梁桥。总长为。本设计其跨度组合为：(40 40 40)米。符合要求。

3.2 拟定方案并进行方案比选