本科毕业（论 文）设计
题目（中文）： 25m预应力混凝土空心板梁桥设计
（英文）25m Prestressed Concrete Hollow Slab beam bridge
学 院 建筑工程学院 年级专业 学生姓名 学 号 指导教师
完 成 日 期 2012 年 4 月
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上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明 ………………………………… I 上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表…………………………………II 上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表…………………………………Ⅳ 中文摘要及关键词 ………………………………………………………………Ⅴ 英文摘要及关键词 ……………………………………………………………… Ⅵ一、 设计资料 ........................................................................................................ - 1 -
1.1 主要技术指标 .......................................................................................... - 1 - 1.2 材料 .......................................................................................................... - 1 - 1.3 空心板构造 .............................................................................................. - 1 - 1.4 构造要点 .................................................................................................. - 1 - 1.5 设计参数 .................................................................................................. - 2 - 二、空心板截面特性计算 ...................................................................................... - 3 -
2.1 毛截面面积 .............................................................................................. - 3 - 2.2 毛截面重心位置 ...................................................................................... - 3 - 2.3 空心板毛截面对其中心轴的惯性矩计算 .............................................. - 3 - 三、永久作用效应计算 .......................................................................................... - 4 -
3.1 永久作用效应计算 .................................................................................. - 4 - 3.2 可变作用效应计算 .................................................................................. - 5 -
3.2.1 汽车荷载横向分布系数计算 ...................................................... - 6 - 3.2.2汽车荷载冲击系数计算 ............................................................. - 11 - 3.2.3 车道荷载效应计算 .................................................................... - 12 - 3.3 作用效应组合 ........................................................................................ - 14 - 四、预应力钢筋数量估算及布置 ........................................................................ - 15 -
4.1预应力钢筋数量的估算 ......................................................................... - 16 - 4.2 预应力钢筋布置 .................................................................................... - 17 - 4.3 普通钢筋数量的估算及布置 ................................................................ - 17 - 五、换算截面几何特性计算 ................................................................................ - 20 -
5.1 换算截面面积 ........................................................................................ - 20 - 5.2 换算截面重心位置 ................................................................................ - 20 - 5.3 换算截面惯性矩 .................................................................................... - 21 - 5.4 换算截面弹性抵抗矩 ............................................................................ - 21 - 六、承载能力极限状态计算 ................................................................................ - 21 -
6.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算 ........................................................ - 21 - 6.2 斜截面的抗弯承载力计算 .................................................................... - 22 -
6.2.1 斜截面抗剪强度上、下限校核 ................................................ - 22 - 6.2.2 斜截面抗剪承载力计算 ............................................................ - 23 -
七、预应力损失计算 ............................................................................................ - 24 -
7.1 锚具变形、回缩引起的预应力损失 .................................................... - 24 - 7.2 预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失 ............................ - 25 - 7.3 预应力赶脚先由于松弛硬气的预应力损失 ........................................ - 25 -
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7.4 混凝土贪心压缩引起的预应力损失 .................................................... - 25 - 7.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 ................................................ - 26 - 7.6 预应力损失组合计算 ............................................................................ - 28 - 八、正常使用极限状态计算 ................................................................................ - 29 -
8.1 正截面抗裂性计算 ............................................................................... - 29 - 8.2 斜截面抗裂性计算 ............................................................................... - 30 - 九、变形计算 ........................................................................................................ - 34 -
9.1 正常试用阶段的挠度计算 ................................................................... - 34 - 9.2 预加力引起的反拱度计算反预拱度的设置 ....................................... - 34 -
9.2.1 预加力引起的反拱度计算 ...................................................... - 34 - 9.2.2 预拱度的设置 .......................................................................... - 36 -
十、持久状态应力验算 ........................................................................................ - 36 -
10.1 跨中截面混凝土法向应力σkc验算.................................................... - 36 - 10.2 跨中截面预应力钢绞线拉应力验算 ................................................. - 37 - 10.3 斜截面主应力验算 ............................................................................. - 37 - 十一、短暂状况应力验算 .................................................................................... - 39 -
11.1 跨中截面 ............................................................................................. - 40 - 11.2 四分点处截面 ..................................................................................... - 41 - 11.3 支点截面 ............................................................................................. - 42 - 十二、最小配筋率复核 ........................................................................................ - 44 - 十三、下部结构的计算 ........................................................................................ - 45 -
13.1盖梁的计算 ........................................................................................... - 45 -
13.1.1盖梁的尺寸 ............................................................................... - 45 - 13.1.2荷载计算 ................................................................................... - 46 - 13.1.3内力计算 ................................................................................... - 48 - 13.1.4截面配筋设计与承载力校核 ................................................... - 49 - 13.2 桥墩墩柱计算 ...................................................................................... - 50 -
13.2.1 荷载计算 .................................................................................. - 50 -
13.2.1.1 恒载计算...................................................................... - 50 - 13.2.1.2 活载计算...................................................................... - 50 - 13.2.1.3反力横向分布计算....................................................... - 50 - 13.2.2 截面配筋计算及验算 .............................................................. - 51 -
13.2.2.1 作用于墩柱顶的外力.................................................. - 51 - 13.2.2.3 截面配筋计算.............................................................. - 52 -
13.3 钻孔灌注桩计算 .................................................................................. - 53 -
13.3.1 荷载计算 .................................................................................. - 54 - 13.3.2 桩的内力计算（m法）.......................................................... - 55 - 13.3.2.1 桩的计算宽度 ....................................................................... - 55 - 13.3.2.2 桩的变形系数? ................................................................... - 55 - 13.3.3 桩身截面配筋与强度验算 ...................................................... - 57 - 13.3.4 桩柱顶纵向水平位移验算 ...................................................... - 58 -
13.3.4.1 桩在地面处的水平位移和转角计算.......................... - 58 -
十四、参考文献 .................................................................................................... - 58 -
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25m预应力混凝土空心板桥设计计算书
一、 设计资料
1.1 主要技术指标
桥跨布置: 3×25.0m。 跨 径: 标准跨径：25.0m；
计算跨径：24.60m。
桥面总宽: 15m，横向布置为0.5m+14m+0.5 m
设计荷载：汽车荷载：公路——II级荷载；人群荷载：3.0kN/㎡,安全等级为二级。
1.2 材料
混凝土：空心板采用C50，铰缝采用C40混凝土；栏杆采用C30混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土和C40防水混凝土。
钢 筋：预应力钢筋采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.20 mm，公称面积140 mm,标准强度fpk = 1860 MPa,设计强度fpd =1260 MPa,弹性模量Ep = 1.95×10MPa。
防撞护栏：采用混凝土防撞护栏，线荷载为7.5 kN/m。
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1.3 空心板构造
空心板高度0.9 m，宽度1.24 m，各板之间留有0.01 m的缝隙。
1.4 构造要点
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