摘 要

本设计根据设计要求及地理地质情况拟定了三个比选方案，最终选定了m后张法预应力混凝土空心板桥。接着就是进行上部结构计算，包括：截面几何特性计算、主梁内力计算以及作用效应组合、预应力钢束的估算及布置、承载能力极限状态计算、预应力损失计算以及相应的变形计算应力验算。其次就是支座计算，包括：支座的尺寸、厚度、偏转、稳定性。最后是下部结构计算，桥台采用了双柱式桥台、盖梁钢筋计算和桥墩的设计。同时了解了简支空心板桥的结构特点和施工方法。

关键词：简支板桥；空心板；预应力混凝土；后张法；桩柱式桥墩；双柱式桥台；板式支座

Abstract

This design according to the design reguirements and geographical geological situation and formalate the three choire scheme,finally selected the method of post-tensioned prestressed concrete hollow slab bridge.Then there is the upper structure calculation, including: the cross section geometly features,main girder iternal force calculation and combination effect prestressed steel beam calculations and arragement ,bearing capacity limint state is calculated, loss of prestress calcution and corresponding deformation stiess check calculation.The second is bearing is calculated,including:support the square of the size,thickness,deflection and stubility.The last is the lower structural calculation,the abutment adopted double column type abutment,capping beam reinforcement calculation and the design of the bridge pier.At the same time understand the structural characteristics and construction method of simply supported hollow slab bridge.

Key Words:the simply supported slab; hollow slab; the prestressed concrete ; post-tensioning method; pile pier ;double column type abutment ;board type bearing

目 录

第1章 设计概况 1

1.1 地形地质及气象 1

1.2 设计依据 1

1.3 主要技术指标 2

1.4 设计原则 2

第2章 方案比选 4

2.1 工程概况 7

2.2 主要材料 8

第3章 上部结构计算 9

3.1 毛截面几何特性计算 9

3.1.1 桥面横断面布置图 9

3.1.2板块结构几何尺寸 9

3.1.3 毛截面面积 11

3.1.4 毛截面重心位置 11

3.1.5 空心板毛截面对其重心轴的惯矩 12

3.2 主梁内力计算及作用效应组合 14

3.2.1 永久作用效应计算 14

3.2.2可变作用效应计算 15

3.2.3 作用效应组合 19

3.3 预应力钢束的估算及布置 20

3.3.1 预应力钢筋数量的估算 20

3.3.2 预应力钢筋的布置 21

3.3.3 普通钢筋数量的估算及布置 22

3.4 换算截面几何特性计算 25

3.5 承载能力极限状态计算 27

3.5.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算 27

3.5.2 斜截面抗剪承载力计算 28

3.6 预应力损失计算 30

3.6.1 预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失 30

3.6.2 锚具变形、回缩引起的预应力损失 31

3.6.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 31

3.6.4 钢筋松弛引起的应力损失 31

3.6.5 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 32

3.7 验算 35

3.7.1 正常使用极限状态计算 35

3.7.2 变形计算 39

3.7.3 持久状态应力验算 43

3.7.4 短暂状态应力验算 45

3.8 最小配筋率复核 50

第4章 支座计算 52

4.1 选定支座的平面尺寸 52

4.2 确定支座的厚度 52

4.3 验算支座的偏转 53

4.4 验算支座的稳定性 54

第5章 下部结构计算 56

5.1 桥台的设计 56

5.2 盖梁计算 58

5.3 桥墩墩柱设计 75

参考文献 76

致谢 77

1. 设计概况

1.1 地形地质及气象

拟建的大桥是位于黑龙江省的依兰县到宝清县的高速公路上，桥址区是位于平原地貌，跨越了小河沟。而依兰县是地处中纬度欧亚大陆的东部，依兰县的地貌特征是远近高低各不同，峰峦起伏，泥泽漫岗绕平原；深沟硅谷江河网，五山一小四分田。其内的河流较多，河网密布，而且有很多的大江大河，更有数以万计的小何。这里是属于温带的大陆性的季风气候。他的其特点就是四季相对的分明、季节的变化非常明显，天气的变化很显著、干渴有着很大的悬殊、寒暑及其剧烈。我们设计的桥梁要跨越小河，其设计的水位为：151.07，一般冲刷高程为：146.65，局部的冲刷高程为：144.95.该桥的地质的情况为上部为亚粘土以及淤泥质土，下部为砂砾和亚粘土交错，所以我们拟建的桥台以及桥墩建议采用冲孔灌注桩，桩的长度以及桩的直径必须经过计算来确定。该桥是无通航要求的。

1.2 设计依据

（1）《公路工程技术标准》，JTG B01-2014，人民交通出版社，2014-9;

（2）《公路桥涵设计通用规范》，JTG D60-2015，人民交通出版社，2015-12；

（3) 《公路钢筋混凝土及预应力桥梁设计规范》,JTG D62-2004.北京:人民交通出版社,2004.简称《公预规》

（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》，JTG D2007，人民交通出版社，2007-12；

1.3 主要技术指标

（1）道路等级：高速公路；

（2）设计荷载标准：公路-I级；

(3)桥面宽度：半幅桥宽12m，配合整体式路基24.5m，即为

（4）桥面横坡：2%。

（5）地震基本烈度：地震峰值加速度为0.05g，地震烈度取6度。

（6）桥面铺装：9cmC40防水混凝土 防水层 5cm沥青混凝土 5cm沥青聚酯纤维混凝土。

1.4 设计原则

桥梁设计必须严格的按照“安全、耐久、适用、环保、经济和美观”的原则来进行，应该进行的东西有抗风性能、抗震性能、抗撞性能等等减灾的防灾的设计，设计应该满足环境的保护和资源的节约以及有关要求。同时还要认真的考虑建造技术的先进性和可持续发展的具体要求。

1. 方案比选

设计的桥型的方案是应当满足经济适用以及美观等等的综合要求的，就是从安全性能、耐久、适用、环保、经济和美观等原则性问题出发，从所有的共同拟定的设计方案来对比以后进行最后的选择，本桥初拟了如下三种设计方案：

方案一：4×20m后张预应力混凝土简支空心板桥

首先设计的第一个方案是想要跨径相对小一点的，能够简单完成的，所以本方案就采用了后张法预应力混凝土简支空心板桥，桥的宽为，桥梁的上面结构应用了20米的空心板，下面的结构应用的是桩柱式的桥墩，双柱式的桥台，钻孔桩的基础。截面形式是采用了7片中板以及2片边板的的形式。桥梁的布置图形式是如下面的图3-1所示的

图3-1 四跨简支空心板桥

方案二：4×20m后张预应力混凝土简支T梁桥桥

这第二个方案，这个方案采用了4×20m后张预应力混凝土简支T梁桥的形式，桥梁的总长度不变，跨径不变依旧是20米，截面是采用了6片T梁。桥梁的布置图是如下面的图3-2所示：