简支梁桥设计范例.doc

鲁东大学本科毕业设计

1设计依据
工程概述
该桥设计车速为80Km/h，桥位于直线段内，桥位起迄中心桩号为k0+100~k0+220。桥梁全长4×30m，上部结构为装配式预应力混凝土简支T型梁桥，下部结构为双柱式墩，桩基础，轻型薄壁桥台。本桥上部结构采用先预制后张拉的施工形式。
1.2自然条件
（1）河流及水文情况
河床比降为+1.25％，设计洪水位为14m，桥下没有通航要求。
（2）当地建材情况
桥梁附近采石场有充足的碎石、块石可供，水泥与钢材可选择当地材料市场供应。
（3）气象情况
查阅当地气象资料。年极端最高气温44ºC，年最低气温-12ºC。
（4）地震情况
地震烈度为6级。
1.3设计标准及规范
1.3.1设计标准
桥型：双向整体式装配预应力混凝土简支T型梁桥
桥面宽度：全宽17.6m
桥面净宽：净—14+2×1.8m。
桥面纵坡：2.0%
桥面横坡：2.0%
车辆荷载等级：公路-Ⅰ级
1.3.2设计规范
《公路工程抗震设计规范》（JTJ004---2005）
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041---2000）
《公路工程技术标准》（JTG01---2003）
《公路桥涵通用规范》（JTG60---2004）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62---2004）

2方案构思与设计
2.1桥梁设计原则
（1）使用上的要求
桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥型、跨度大小和桥下净空应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。
（2）舒适与安全性的要求
现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。
（3）经济上的要求
在设计中必须进行详细周密的技术经济比较，使得桥梁的总造价和材料等的消耗为最少。桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。并且桥梁的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型，设计中应该充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通的时间最短。能满足快速施工要求以达到缩短工期的桥梁设计，不仅能降低造价，而且提早通车在运输上将带来很大的经济效益。
（4）先进性上的要求
桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。
（5）美观上的要求
一座桥梁应具有优美的外形，应与周围的景观相协调。城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多的考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的细部装饰。
2.2桥型方案构思与总体设计
2.2.1方案初选（拟定桥型图式）
根据桥梁设计原则，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，初步确定梁桥、拱桥、刚架桥三种桥梁形式。3种方案的比较表暂列于后。

方案一、预应力混凝土简支梁桥

图2.1预应力混凝土简支梁桥（单位：cm）

方案二、上承式拱桥

图2.2上承式拱桥（单位：cm）

方案三、刚架桥

图2.3刚架桥(单位：cm)

2.2.2桥墩方案比选
桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。现选取前3种形式进行比较，以便选择一个较好的方案。
①重力式实体桥墩
采用混凝土或石砌的实体结构施工简易，取材方便，节约钢材。但是墩身较为厚重，圬工量大，外形粗大笨重，减少桥下有效孔径，增大地基负荷；当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利。
②空心桥墩
这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点，多用于高桥。但是薄壁空心桥墩施工较复杂，又费钢材。
③柱式桥墩
柱式桥墩的结构特点是由分离的两根或者多根立柱所组成，城市路桥的桥墩布置和形式好环，直接影响交通和美观，双柱式桥墩楣梁可以外露或出于美观需要而隐蔽于上部结构之内，造型美观，此地基采用钻空罐注桩，双柱式桥墩在强度和刚度上也满足要求。此外双柱式桥墩外形轻巧大方，圬工体积较少。所以采用双柱式桥墩。
三种桥型方案主要优缺点比较表
方案
比较项目第一方案第二方案第三方案预应力混凝土简支梁桥预应力混凝土刚构桥预应力混凝土刚构桥主要特征(1)混凝土材料以砂、石为主，可方便取材，经济性较好；
(2)结构的耐久性和耐火性较好，结构简单，建成后维修费用较少；
(3)结构的整体性能好，刚度较大，变形较小；
(4)结构自重较大，自重耗掉很大部分材料的强度，因而大大限制桥梁跨越能力；
(5)预应力混凝土梁式桥可有效利用高强钢筋与高强混凝土，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重。