土木工程本科毕业设计计算书完整版gpmt.docx

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1、目录1设计基基本资料料.11.1 概况.11.2 主要要技术标标准.111.3 主要要材料.11.4 施工工方式.21.5 设计计要点.21.6 其他他事项.22 毛毛截面几几何特性性计算.32.1 基本本资料.32.1.1 桥梁跨跨径及横横截面布布置.32.1.2 材料规规格.32.2 结构构计算简简图.442.3 毛截截面几何何特性计计算.52.3.1 截面图图示.52.3.2 毛截面面的几何何特性.553 内内力计算算及组合合.73.1 荷载.73.1.1 结构恒恒载作用用.73.1.2 支座不不均匀沉沉降.73.1.3 活载.83.2 内力力计算.83.3 汽车车荷载作作用效应应计算.

2、2113.3.1 冲击系系数和车车道折减减系数.213.3.2 计算主主梁的荷荷载横向向分布系系数.223.3.3 汽车荷荷载效应应内力计计算.2443.4 综合合考虑温温度和基基础沉降降作用后后的内力力组合.253.4.1 内力组组合原理理.2253.4.2 承载能能力极限限状态组组合.2553.4.3 正常使使用极限限状态内内力组合合.2274 预预应力钢钢筋的估估算与布布置.354.1 计算算原理.3354.2 预应应力钢筋筋估算结结果.3354.3 预应应力筋布布置原则则.394.4 预应应力钢筋筋的布置置.424.5 预应应力损失失计算.4425 截截面强度度验算.475.1 基本本

3、理论.4475.2 计算算公式.4476 抗抗裂验算算.546.1 规范范要求.5546.1.1 正截面面抗裂验验算.5446.1.2 斜截面面抗裂验验算.5446.2 正截截面抗裂裂验算.5546.3 斜截截面抗裂裂验算.5557 持持久状况况构件的的应力验验算.607.1 计算算内容及及原理.6607.1.1 正截面面混凝土土压应力力验算.607.1.2 预应力力钢筋拉拉应力验验算.6007.1.3 混凝土土主压应应力验算算.6617.2计计算结果果.6618 变变形验算算与预拱拱度计算算.69参考文献献.71致谢.72虎平大桥施工图设计1 设设计基本本资料1.1 概况况虎平大桥桥施工图图

4、设计为为预应力力混凝土土先简支支后连续续T 梁结结构；该桥是一条高高速公路路上的一一座跨线线桥，其其下无不不良地质质构造且且地面起起伏较平平缓；设设计时遵遵循施工工过程进进行，共共分为四四个施工工阶段，预应力力钢筋的的布置按按照承载载能力极极限状态态下的最最大、最小弯弯矩构成成的包络络图进行行；设计时时必须遵遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则则进行设设计，同时应充充分考虑虑建造技技术的先先进性以以及环境境保护和和可持续续发展的的要求。1.2 主要技术标准（1）设设计荷载载：公路路I级；（2）桥桥面宽度度：共两两幅，每每幅宽116m，横横坡：22%；（3）设设计洪水水频率：不考虑虑；（4）

5、地地震动参参数：不不考虑。1.3 主要材料（1）混混凝土：预制T 梁、纵纵横向的的湿接缝缝、封锚锚、墩顶顶现浇连续续段、桥桥面现浇浇层均采用用C500混凝土；桩基采用用C255 混凝凝土；其其余构件件采用CC30 混凝土土；（2）预预应力钢钢材：预应力钢钢筋采用用公路钢筋筋混凝土土及预应应力混凝凝土桥涵涵设计规规范（JTGD62-20004）中中规定的的低松弛弛钢绞线线（17 标准型），抗拉拉强度标标准值ffpk =18860MPa，抗第 46 页 共 72 页拉强度设设计值fpd =12260MPa，公称称直径15.2mmm，公称面面积1400mm2，弹性模模量pE =1.95105MPa。

6、（3）钢钢材：普通钢筋采用R2335、HRB335 钢筋筋其标准应符合GB1330133-19991 和GB14999-19998 的的规定。凡凡钢筋直直径12mmm者，均应采采用HRRB3355 热轧轧带肋钢钢；凡钢筋筋直径12mmm者，采采用R2235 钢，钢钢板应符符合GB7000-88 规定的的Q2355钢板。（4）锚锚具：采用OVM 夹片片式群锚锚，并采采用与其其配套的的千斤顶顶。（5）预预应力管管道：采采用预埋埋圆形和和扁形塑塑料波纹纹管成型型。（6）支支座：桥梁支支座根据设置部部位的不不同，分别采采用GYZ、GYZF4板式橡橡胶支座座，其技技术性能能应符合合公路路板式橡橡胶支座座

7、（JT/T4-93）的的要求。（7）伸伸缩缝：EF80 型型钢伸伸缩装置置。（8）其其它：砂、石石、水的质质量要求求应符合合公路桥桥梁施工工技术规规范JTJ0411-20000的有关规规定。1.4 施工方式先简支后后连续的的施工方方法。1.5 设计要点施工中严严格遵循公公路桥涵施施工技术术规范（JTJ0411-20000）和公公路工程质质量检验验评定标标准，并从从严控制制。1.6 其他事项其他未尽尽事项按按公路路桥涵施施工技术术规范2 毛毛截面几几何特性性计算2.1 基本资料2.1.1 桥梁跨跨径及横横截面布布置桥型布置置：530mm等截面面连续梁梁桥,横截面面图如图图2.11；桥面净净空：净

8、净15mm +220.55m 防防撞护栏栏设计荷荷载：公公路I级计算跨径径：300m（墩中中心距）图2.11单幅横截面图单位位：cm2.1.2 材料规规格主梁：采采用500 号混混凝土，容容重为225kNN/m3，弹性模模量取33.4551077 kPPa；桥面铺铺装：采采用厚度度为11cm 的防防水混凝凝土，防水水混凝土土容重为为25kkN/mm3；防撞护护栏：采采用300 号混混凝土，容容重为225kNN/m33；横隔板板：横隔梁梁的刚度度直接影影响到设设计桥梁梁的整体体特性，为了减减小对主主梁设计计起主要控制作作用的跨跨中弯矩矩，在跨中中设置一一道中横横隔梁。本设计计在桥跨跨中心、四分点

9、点、支点处各各设置一一道横隔板板且采用同同样大小小的横隔隔板，横隔隔梁厚度度为15cm，为了了便于脱脱模做成上上宽下窄窄、内宽外外窄的形形式。端横隔隔梁底部部与梁底底齐平，其余横横隔梁的的底部与与马蹄的的斜坡低低端齐平平（即距距梁底220cm高度）。采用用50号混凝凝土，容容重为225kN/m3，弹性性模量取取3.4451077 kPPa。2.2 结构计算简图在进行桥桥梁结构构计算时时首先应应将结构构离散，所谓结结构离散散即根据据桥梁结结构和施施工方案案划分单单元，并并对单元元和节点点进行编编号。单单元划分分的一般般原则如如下：(1) 对于所所关心截截面设定定单元分分界线，即即编制节节点号(2

10、) 构件的的起点和和终点以以及变截截面的起起点和终终点编制制节点号号；(3) 不同构构件的交交点或同同一构件件的折点点处编制制节点号号；(4) 施工分分界线设设定单元元分界线线，即编编制节点点号；(5) 当施工工分界线线的两侧侧位移不不同时，应设置置两个不不同的节节点，利用主主从约束束关系考考虑该节节点处的的连接方方式；(6) 边界或或支承处处应设置置节点；(7) 不同号号单元的的同号节节点的坐坐标可以以不同，节节点不重重合系统统形成刚刚臂；对对桥面单单元的划划分不宜宜太长或或太短，应根据据施工荷荷载的设定并并考虑活活载的计计算精度度统筹兼顾顾。因为活活载的计计算是根根据桥面面单元的的划分，记

11、录桥桥面节点点处位移移影响线线，进而得到到各单元元的内力力影响线线经动态态规划加加载计算算其最值值效应。按照以上上原则并并考虑此此次设计计的桥梁梁的结构构和施工工的方法法，将全全桥划分分为700个单元，每跨划划分单元元一致，具体为为5（0.55+2+2+3+2.56+2+2+3+0.5），其中支支座节点点在第一一、二施施工阶段段的时候候为2、14、16、28、30、42、44、56、58、70，在在第三、四四施工阶段的时时候为22、15、29、43、57、70，分分散情况况如图22.2 所示：图2.22结构离散图（单位：cm）2.3 毛截面几何特性计算2.3.1 截面图图示下图a)、b)、c)

12、、d)为此次设计计中的边边、中梁截截面图示示，并将其其尺寸标标注如下下（单位：cm）：a）：边边梁跨中处T梁尺寸b）：边梁支座处T梁尺寸c)：中中梁跨中处T梁尺寸寸d)：中梁支座座处T梁尺寸图2.33.1 控制截面尺寸图2.3.2 毛截面面的几何何特性该几何特特性可以以通过CCAD、桥梁电电算如桥桥博计算算得出，经比较较二者得得出的结结果相差差不大，此此次设计计由CAAD得出出的几何何特性见见表2-1：表2-11 毛截截面几何何特性截面位置置截面积AA（m2）截面惯距距I(m4)中性轴至至梁底的距离（m）预制中梁梁跨中0.86680.4111.299支点1.4550.55581.155预制边梁

13、梁跨中1.0660.46621.399支点1.6330.64421.233成桥中梁梁跨中1.0770.47711.400支点1.6550.65591.244成桥边梁梁跨中1.1660.48861.433支点1.7330.68851.2773 内内力计算算及组合合3.1 荷载载3.1.1 结构恒恒载作用用(1) 预制T 梁一期期结构自自重作用用荷载集集度（g1）的计计算如下下表3-1：表3-11一期恒恒载计算算中主梁g1=(299.6-22)0.868+0.868+1.45+(1.450.868)1/2/322/29.625=222.64kN/mm边主梁g1=(299.6-22)1.057+1.

14、057+1.6377+(1.0571.637)1/2/322/29.625=27.369kN/mm横隔板中梁g1=00.66992=1.338kN/mm边梁g1=（1.26+1.4）0.7/2+(0.55+0.7)0.2/20.1525/29.65=0.669 kN/m合计中梁g1=222.64+1.338=23.978kN/mm边梁g1=227.369+0.669=28.038 kN/m预制T 梁边梁梁一期结结构自重重作用荷荷载集度度g1=28.0038 kN/m预制T 梁中梁梁一期结结构自重重作用荷荷载集度度g1=23.9978kkN/mm(2) 成桥后后T 梁边边梁一期期结构自自重作用用

15、荷载集集度增量量g1=(0.529.60.22+1.60.550.1153+1.880.5520.115)25/29.6=33.0332 kkN/mm成桥后TT 梁中中梁一期期结构自自重作用用荷载集度度增量g1=23.0032=6.0064 kN/m(3) 二期恒恒载主要要是桥面面铺装和和防撞栏栏杆引起起的荷载载。其中中桥面铺铺装自下下而上依依次为1cm 的防水水层、5cm 的C300 砼保保护层其其中含有有构造钢钢筋(重度255 kNN /mm 3)、5cm 的沥沥青砼路路面(重度233 kNN /mm 3)；二期结构构自重作作用荷载载集度gg2=（0.111524+20.3325）/6=9

16、.11 kNN/m3.1.2 支座不不均匀沉沉降支座不均均匀沉降应根据各墩位位处地质情况以及基础的的布置形式和支座反力大大小按基础工工程以以及有关关规范的的规定来来计算，这这里假定定中间两两桥墩相对桥桥台下沉沉10mmm。在荷载载组合中中，此项项荷载作作为SQ2，SQ2中还还可包括括温度等等荷载效效应，应应根据设设计要求求来取用用。3.1.3 活载汽车荷载载：公路路I级车道荷载（由均均布荷载载qk 和集集中荷载载pk组成），qk=10.5kNN/m，pk=3360kkN；本设设计为四四车道，折折减系数数取0.67。3.2 内力计算本桥为先先简支后后连续的的连续梁梁桥，施工过过程中包包含了结结构

17、体系系的装换换，所以结结构自重重内力计计算过程程必须首首先将各各施工阶阶段产生生的阶段段内力计计算出来来，然后后进行内内力叠加加。第一施工工阶段，结结构体系系为简支支梁结构构，自重重作用荷荷载集度度为g1。第二施施工阶段段，由于两两跨间接接头较短短，混凝土土重量较较小，其产生生的内力力较小，且会减小跨中中弯矩，故故忽略不不计。第第三施工工阶段，结构体体系装换换为连续续桥，因临时时支座间间距较小小，忽略临临时支座座移除产生的效效应，故故自重作作用荷载载仅为翼翼缘板及及横隔梁梁接头重重力，即即g1。第四施工工阶段，结结构体系系为连续续梁，自自重作用用荷载为为桥梁二二期结构构自重作作用荷载载，即g2

18、。由以上内内容结合合桥博软软件进行行一期恒恒载内力力计算结结果如下下表3.2 示示：表3-22边梁一一期恒载载内力表节点号轴力(kkN)剪力(kkN)弯矩(kkNm)10.000E+001.411E-11-1.110E-11124.655E-124.877E+02-5.774E+0035.566E-123.955E+028.766E+0242.277E-123.299E+021.600E+0353.644E-122.144E+022.455E+0363.122E-121.355E+022.888E+0373.400E-125.688E+013.122E+0384.222E-12-4.226E+

19、013.177E+0393.722E-12-1.221E+022.966E+03103.355E-122-2.000E+022.566E+03113.633E-12-2.999E+021.966E+03123.200E-12-3.994E+029.244E+02133.455E-12-4.559E+027.188E+01146.299E-12-5.771E+02-9.339E+0215左6.299E-125.944E+02-1.223E+0315右5.400E-125.700E+02-1.223E+03165.222E-125.266E+02-9.551E+02续表3-2175.277E-12

20、4.344E+029.700E+00182.911E-123.699E+028.122E+02192.633E-122.544E+021.788E+03201.699E-121.766E+022.311E+03212.911E-129.722E+012.666E+03222.200E-12-1.338E+002.800E+03236.966E-13-7.999E+012.700E+03246.255E-13-1.559E+022.400E+03251.244E-12-2.557E+021.911E+03262.055E-12-3.551E+029.933E+02276.377E-12-4.11

21、7E+022.255E+002288.366E-12-5.330E+02-7.001E+0229左8.366E-125.533E+02-9.772E+0229右1.122E-115.611E+02-9.772E+02301.111E-115.188E+02-6.997E+02311.122E-114.266E+022.466E+02327.288E-123.600E+021.033E+03335.377E-122.466E+021.977E+03343.088E-121.677E+022.499E+03354.488E-128.855E+012.800E+03365.600E-12-1.001E+012.933E+03374.755E-12-8.886E+012.800E+03385.833E-12-1.667E+022.488E+03395.877E-12-2.666E+021.977E+03406.044E-12-3.660E+021.033E+03419.922E-12