辽宁工程技术大学毕业设计
设计资料及构造布置
2.1 设计资料
2.1.1 桥面跨径及桥宽
标准跨径：总体方案选择的结果，采用装配式预应力混凝土箱型梁，跨度25m，共四跨。
主梁长：伸缩缝采用4cm，预制梁长24.96m。 计算跨径：取相邻支座中心间距24.5m。 桥面净空：20m
单侧桥横向布置：0.5?2（护栏）+3.75?2（两车道）=8.5m
2.1.2 设计荷载
根据线路的等级,确定荷载等级，由二级公路，设计时速80km/h可查得： 计算荷载：公路二级荷载。
2.1.3 材料及工艺
1）水泥混凝土：主梁、栏杆采用C50号混凝土，桥面铺装采用C50号混凝土。抗压强度标准值fck=32.4MPa，抗压强度设计值fcd=22.4MPa，抗拉强度标准值ftk=2.65MPa，抗拉强度设计值ftd=1.83MPa,Ec =3.45×104MPa。
2）预应力钢筋采用（ASTM A416—97a标准）低松弛钢绞线1×7标准型。抗拉强度标准值fpk=1860MPa，抗拉强度设计值fpd=1260MPa，公称直径15.2mm，公称面积139mm2，弹性模量Ep=1.95×105MPa。
2.1.4 设计依据
1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ D62-2004）；
2.2 构造布置
2.2.1 主梁间距与主梁片数
为使材料得到充分利用，拟采用抗弯刚度和抗扭刚度都较大的箱型截面，按单箱单室截面设计，为减小下部结构的工程数量，采用斜腹式。施工方法采用先预制，在吊装的方
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姜健：102国道（铁岭开原）段中固镇沙河大桥的上部结构设计
法。
在保证行车道板使用性能—挠度和裂缝控制的前提下，将预制箱梁控制在可以吊装的范围内，整桥横向按6片预制箱梁布置，设计主梁间距均为3.33m，边主梁宽3.23m,中主梁宽3.13m，主梁之间留0.2m后浇段，以减轻吊装重量，同时能加强横向整体性。
2.2.2 主梁尺寸拟定
1）主梁高：根据预应力混凝土简支梁的截面尺寸设计经验梁高跨比通常为1/15-1/25，本设计取1/20，即梁高h=1.25m。
2）顶板宽度与厚度：顶板宽度在桥面宽度和主梁片数确定以后，就已经确定：3.33m；厚度与其受力有关，此处采用变厚度，悬臂远端10cm，在20cm处开始逐渐变厚，与腹板相交处厚度为16cm，由腹板向内依然采用相同的变厚度。
3）底板宽度与厚度：底板宽度取110cm，厚度既要满足受力要求，又要考虑到预应力钢筋孔道的布置，因此厚度取18cm。
4）腹板厚度：除了要满足抗剪及施工要求外，腹板厚度选取时还应考虑到预应力钢筋的布置和弯起，此处取20cm（注：水平厚度20.6cm）。
2.2.3 横截面沿跨长改变
本设计梁高采用等高度形式，梁端部分由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的要求，在端头附近做成锯齿形，截面厚度在距支座1m处开始变化，厚度由原来各自向内增加一倍。
2.2.4 横隔梁设计
为了增强主梁之间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还在跨中、四分之一处设置三片中横隔梁，共计五片。横隔梁厚度为20cm，为了减轻吊装质量、节省材料横隔梁中间留孔。
主梁跨中、支点截面以及横隔梁尺寸见图2-1、图2-2所示：
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49.256104020.64033.34020.64039.2510226101039.254020.6402233.34020.64039.2510222210010101020.630101020.610221822101003010110边主梁跨中中主梁跨中18110
图2-1 箱梁跨中横截面
Fig. 2 -1 The cross-section of mid-span box beam
49.256104020.64033.34020.64039.2510226101039.254020.6402233.34020.64039.2510222210010101020.620.630101020.620.610221822101003010110
边主梁支点中主梁支点18110
图2-2 箱梁支点截面
Fig.2 -2 The cross-section of side end-span box beam
2.2.5 桥面铺装
采用厚度为8cm水泥混凝土垫层，表面7cm的沥青混凝土，桥面横坡为1.5%。
2.2.6 桥梁横断面图
166.5333333333333333166.5图2-3 桥梁横断面图（单位：cm） Fig.2-3 The diagram of bridge cross section
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2.3 主梁毛截面几何特性计算
2.3.1 计算截面几何特性
本设计采用分块面积法，因为只在距支点1m处开始变截面，为简便计算，可近似按等截面计算，所以只需分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性。主要计算公式如下：
毛截面面积：Am??Ai (2—1) 各分块面积对上缘的面积距：Si?Ai?yi (2—2) 毛截面重心至梁顶的距离：ys??SiAi (2—3) 毛截面惯性距计算移轴公式：Im?Ii??Aiyi?ys式中Am——分块面积；
??2 (2—4)
yi——分块面积重心至梁顶的距离； ys——毛截面重心至梁顶的距离；
Si——各分块对上缘的的面积距； Ii——各分块面积对其自身重心的惯性距。
利用以上公式，分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性，将结果列入一下各表中。
bh3bh3其中：矩形自身惯性矩I0? ， 三角形自身惯性矩I0?
1236ys??SiAi=50.63
2??I= ??Ii?Aiyi?ys?=19681396.26cm4
????
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表2-1边梁的截面几何特性计算表（使用前）
Tab.2-1 The calculation of the geometrical features of side beam（before use）
分块号
顶板 底板 上三角承托 承托矩形 腹板 腹板处三角形
Ai/cm
3230 1980 120 123.6 1650 40.5 9767.4
2
yi/cm
5 116 12 13 61.5 113
4
Si/cm
d?yi?y/cm
s45.63 -65.37 38.63 37.63 -10.87 -62.37
Ii/cm4
26916.667 53460 240 370.8 1293630.217
729 2670796.704
4
Ix/cm
16150 229680 1440 1606.8 115287.9 4576.5 494532.4
6725172.987 8461009.062 179073.228 175019.689 221496.925 157545.685 17010199.56
?
表2-2 中梁的截面几何特性计算表（使用前）
Tab.2-2 The calculation of the geometrical features of center beam（before use）
分块号 顶板 底板 上三角承托 承托矩形 腹板 腹板处三角形
Ai/cm2
3130 1980 120 123.6 1650 40.5 9667.4
yi/cm 5
Si/cm4
15650 229680 1440 1606.8 115287.9 4576.5 494532.4
d?yi?ys/cm
Ii/cm4
26083.33 53460 240 370.8 1293630.217
729 2669963.364
Ix/cm4
6651907.3 8339779.8 183457.2 179418.996 202756.736 155180.205 16800227.77
46.1 -64.9 39.1 38.1 -10.4 -61.9
116 12 13 61.5 113
?
其中：ys??SiAi=51.1
2??I= ??Ii?Aiyi?ys?=19470191.13cm4
????
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