预应力混凝土连续梁桥设计 (毕业设计)

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一、主梁间距及主梁片数

主梁间距一般在1.8~2.3m,本设计选用210㎝,其横截面布置形式见图3-1:

9cm沥青混凝土铺装层6cm素混凝土铺装层防水层支点截面跨中截面

图3-1 横截面布置(单位cm)

二、主梁尺寸拟定

(一)梁高度

预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常为1/15~1/25,肋式截面梁常用高度一般取160~250㎝,考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量。本设计主梁高度取用230cm. (二)梁肋及马蹄尺寸

根据抗剪强度的需要和施工振捣的需要,一般梁肋厚度取15~25㎝,本设计暂定18㎝。预应力简支T形梁的梁肋下部通常要加宽做成马蹄形,以便钢丝的布置和满足很大预压力的需要。

(三)截面沿跨长度变化

本设计梁高采用等高度形式,横截面顶板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力,也应布置锚具的需要,在靠近支点处腹板要加厚至马蹄同宽,加宽范围达到梁高一倍左右,本设计取200㎝。见图3-2示:

支点截面 跨中截面

三、横隔梁(板)间距

为了增强主梁之间的横向连接刚度,除设置短横隔梁外,还应设置中横隔梁,间距5~10m ,本设计取边梁取6片中横隔梁,间距为7×4.543m;中跨取7片中横隔梁,间距为8×4.85m.

四、截面效率指标

跨中截面几何特性可以由CAD中面域性质可得: A=8284㎝2 质心位置(距下边缘)152㎝ I=52604657 cm4

X由此可计算出截面的效率指标ρ(希望ρ在0.4~0.55之间)为:

???Kx?Ks?H

式中:KS——上核心距离,KS?????IYS

KX——下核心距离,KX?????IYS 得: KS=

IA?YX=

52604657 =41.7

8284?152KX=

??I52604657= =81.4 A?YS8284?(230?152)Ks?Kx41.7?81.4??0.535<0.55

230H表明初拟的主梁跨中截面合理。

第三节 桥面铺装及防水排水系统

一、桥面铺装

根据文献[7]P38,桥面铺装要求有抗车辙、行车舒服、抗滑、不透水、刚度好等性能。本设计行车道铺装采用60mm厚素混凝土铺装,之上是90mm厚沥青混凝土桥面铺装。

二、桥面纵横坡

根据文献[7]P39,桥面设置纵横坡,以利雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护了行车道板,延长了桥梁的使用寿命。

本设计桥面的纵坡,做成双向纵坡,坡度为3%。

桥面的横坡取1.5%,该坡由30#素混凝土调平层控制。

三、防水层

根据文献[7]P41,桥面的防水层,设置在行车道铺装层的下边,它将透过铺装层的雨水汇集到排水设备排出。本设计防水层做法为洒布薄层沥青或改性沥青,其上撒布一层砂,

经碾压形成沥青涂胶下封层。

四、桥面排水系统

根据文献[7]P42,为了迅速排除桥面积水,防止雨水积滞于桥面并渗入梁体影响桥梁的

耐久性,本设计采用一个完整的排水系统。桥面每个15m设置一个泄水管,且将泄水管直接引向地面。

第四节 桥梁伸缩缝

根据文献[7]P43,桥梁载气温变化时,桥面有膨胀或收缩的纵向变形,车辆荷载也将引起梁端的转动和纵向位移。为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形,在桥面伸缩缝处设置一定的伸缩装置。本设计采用GP型无缝式伸缩装置,在路面铺装完成之后再用切割机器切割路面,并在起槽内注入嵌缝材料而成。

第四章 桥面板的计算

第一节 桥面板恒载内力计算

参照《公预规》4.1.1条规定,按单向板计算,内力计算以纵向梁宽为1m 的板梁计算。计算图式如图4-1所示;

图4-1 桥面板计算简图(单位m)

恒载集度 g:

沥青混凝土路面:g1=0.09×24×1.0=2.16kN/m

混凝土垫层: g2=0.06×24×1.0=1.44kN/m 翼板自重: g3=0.18×25×1.0=4.50kN/m 合计: g=g1+g2+g3=8.10kN/m

L=1.05m Msg=1/8×gl2=-1/8×8.1×1.052=-1.116kN·m

Qsg=1/2×gl=-1/2×8.1×1.05=4.2525kN

第二节 桥面板活载内力计算

一、荷载分布宽度

易知当车辆荷载作用于铰缝轴线上时为不利。 根据《公预规》4.1.3条规定,车轮着地长度: a2=0.2m, b2=0.6m, 则

a1=a2+2H=0.2+2×0.15=0.5m b1=b2+2H=0.6+2 × 0.15=0.9m

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