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内蒙古科技大学
本科生毕业设计说明书
题 目：包头市北出口至固阳明登公路银洞山大桥设计
学生姓名：
学 号：
专 业：交通工程
班 级：交通08-2班
指导教师：
包头市北出口至固阳明登公路银洞山大桥设计
摘 要
设计桥梁位于包头市北出口至固阳明登一级公路K3+580处，这座桥跨越大青山银洞沟，沟谷有季节性河流，属于昆都仑河支流，河床稳定，河道较为顺直。本桥面线形为直线，与流水方向正交。桥梁纵断面线形为-0.5%的直坡段。桥面横坡采用1.5%。设计荷载，公路—1级。
根据桥址情况，拟定三个方案：预应力混凝土简支T梁桥，预应力混凝土等截面连续梁桥和拱桥。其中等截面单箱双室连续梁桥方案综合比较最为合适，作为最后的推荐方案。
在上部结构的设计与计算时，桥面板计算完全通过手工计算，然后进行主梁内力，主梁配筋，主梁预应力钢筋损失即组合，主梁截面强度的计算和验算等。
下部结构为双柱式桥墩和U型桥台，基础采用桩基础和刚性扩大基础。计算由上部荷载传到桥台的台帽的内力。然后，进行下部结构强度验算以及地基承载力验算。
最后为施工方案：先桥位放样，然后桩基础施工，桥墩施工，上部结构施工，桥面结构及附属结构施工。
关键词：刚性扩大基础；连续梁桥；柱式桥墩；U形桥台
Abstract
Design of bridges in baotou North exit to Highway, K3+580 Guyang out, the bridge spans yindonggou mountains, valleys have a seasonal River, belonging to the kundulun River tributaries, bed stabilization River is straight . The deck line is a straight line, and flow direction orthogonal. Vertical section of bridge line to a straight slope-0.5%. Bridge deck pavement cross slope using 1.5%. Design load, highway-level 1.
According to the bridge site, developed three options: simply supported prestressed concrete t-beam bridge section of prestressed concrete continuous beam bridge and arch bridge. Single box section continuous beam bridge with double programme in all its aspects is optimal, as recommended at the end of the programme.
At the time of design and calculation of superstructure, bridge Panel calculated completely by hand calculation, and then the main beam, reinforcement of girder, loss of main girder of prestressed reinforced composite, girder strength calculation and checking, and so on. Substructure for the double-column bridge piers, the underlying mining rigid spread Foundation, using u-shaped abutment. Calculate loads to the bridge in the upper cap of internal forces. Finally, check and checking calculation of bearing capacity of Foundation of substructure.
Final construction plan, bridge before setting out and pile foundation construction, construction of piers, superstructure, deck structure and subsidiary structures.
Keywords: rigid spread Foundation; Continuous beam bridge; Column type piers; U-shaped abutment
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 桥粱结构设计方案比选 1
1.1. 设计基本资料及地质情况 1
1.1.1. 基本资料 1
1.1.2设计标准 2
1.1.3地质情况 2
1.2设计方案比选 2
第二章 推荐方案尺寸拟定 6
2.1 尺寸拟定 6
2.2桥面铺装 8
2.3主要材料 8
2.4施工方式 8
2.5设计计算基本数据表 8
第三章 桥面板内力计算及配筋计算 10
3.1 单向板内力计算 10
3.1.1 恒载内力计算 10
3.1.2 活载内力计算 10
3.1.3 承载能力极限状态组合 13
3.2 悬壁板内力计算 14
3.2.1防撞墙一侧 14
3.2.2波形护栏一侧 15
3.3 桥面板配筋 16
3.3.1 单向板配筋 16
3.3.2 悬臂板配筋 18
3.4 抗剪验算 18
3.5承载能力验算 19
第四章 主梁内力计算 21
4.1 主梁截面特性计算 21
4.1.1 分块面积法计算跨中截面几何特性 21
4.1.2 跨中截面各单元截面特性计算: 22
4.1.3 主梁各截面几何特性 23
4.2 恒载内力计算 25
4.2.1 计算恒载集度 25
4.2.2 结构自重作用效应计算 26
4.3 活载内力计算 28
4.3.1 活载内力计算公式 28
4.3.2 公路-I级车道荷载标准值 29
4.3.3 冲击系数计算 30
4.3.4 抗弯惯性矩换算系数计算 30
4.3.5 抗扭惯矩换算系数 30
4.3.6 抗扭惯矩修正系数计算： 31
4.3.7 荷载增大系数计算 31
4.3.8 活载内力计算结果 32
4.4 温度次内力计算 35
4.5 内力组合 36
4.5.1 承载能力极限状态设计 36
4.5.2 正常使用极限状态设计 37
4.6内力包络图 45
第五章主梁配筋计算 49
5.1 主梁配筋计算与布置 49
5.1.1 预应力配筋数量计算 49
5.1.2 预应力钢筋数目的确定 52
5.1.3 预应力钢筋布置 52
5.1.4 非预应力配筋 52
5.2 净截面及换算截面几何特性计算 54
第六章 主梁预应力钢筋应力损失计算及组合 56
6.1 预应力筋与管道壁间摩擦损失 56
6.2 各截面由锚具变形引起的预应力损失 57
6.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 58
6.4 钢筋松弛应力损失 59
6.5 由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 60
6.6 预应力损失组合及有效预应力计算 61
第七章 预应力产生的次内力及内力组合（二） 63
7.1 考虑预应力次效应后的内力计算 63
7.2 考虑预应力次效应后的内力组合（二） 64
第八章 主梁截面强度计算与验算 66
8.1箱梁有效翼缘板有效宽度计算 66
8.2主梁截面强度验算 67
第九章 正截面抗裂验算 71
第十章 持久状况构件应力验算 73
第十一章 桥墩及基础设计 74
11.1 桥墩与基础尺寸的拟定 74
11.2 桥墩计算 74
11.2.1 恒载计算 74
11.2.2 汽车荷载计算 74
11.2.3 汽车制动力计算 75
11.2.4 风载计算 75
11.2.5 温度影响力计算 76
11.2.6 内力汇总及组合 77
11.2.7 桥墩配筋计算 77
11.2.8 正截面强度验算 78
11.3 基础计算 79
11.3.1 桩长计算 79
11.3.2 桩的内力计算 80
11.3.3 配筋计算 82
11.3.4 正截面强度验算 84
第十二章桥台计算 85
12.1 桥台及基础构造和拟定尺寸 85
12.2荷载计算 85
12.2.1上部构造的恒载反力和土重力计算 85
12.2.2土压力计算 86
12.2.3支座活载反力计算 89
12.2.4支座摩阻力计算 90
12.3按承载能力极限状态设计时效应组合 90
12.4地基承载力验算 91
12.4.1台前、台后填土对基底产生的附加应力 91
12.4.2基底压应力计算 92
12.4.3地基承载力验算 92
12.5基底偏心距验算 93
12.5.1仅受永久作用标准值效应组合时 93
12.5.2墩台承受作用标准值效应时 93
12.6基础稳定性验算 93
12.6.1倾覆稳定性验算 93
12.6.2滑移稳定性验算 93
第十三章施工方案简述 95
13.1桥位放样 95
13.2桩基础施工 95
13.3桥墩施工 96
13.4桥梁上部结构施工 96
13.5桥面及附属工程 96
参考文献 98
附录 99
主梁恒载内力计算 99
影响线图形 129
外文翻译 143
致谢 146
