青岛理工大学毕业设计（论文）
第一章 设计方案比选
1.1 设计资料
青岛高新区科技大道桥：规划河道宽度76m，河底标高-0.05m，设计洪水水位高程2.45m，河岸标高3.5m；设计洪水频率1/100，桥下不通航，不需考虑流冰；双向4车道，设计时速60km/h,设计荷载为公路I级；地震烈度为6度。
1.2 方案编制
初步确定装配式预应力混凝土简支Ｔ梁桥、钢筋混凝土拱桥、等截面预应力混凝土连续梁桥三种桥梁形式。
（1）装配式预应力混凝土简支T形梁桥
图1-1 预应力混凝土简支T形梁桥（尺寸单位：cm）
孔径布置：26m+26m+26m，桥长78米，桥宽2312m（分离式）。桥面设有1.5%的横坡，不设纵坡，每跨之间留有4cm的伸缩缝。
结构构造：全桥采用等跨等截面预应力T形梁，主梁间距2.4m。预制T梁宽1.8m，现浇湿接缝0.6m，每跨共设10片T梁，全桥共计30片T梁。
下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础，桥台采用重力式U形桥台。
施工方法：主梁采用预制装配式施工方法。 （2）钢筋混凝土拱桥
图1-2 钢筋混凝土拱桥（尺寸单位：cm）
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孔径布置：采用单跨钢筋混凝土拱桥，跨长78m。
结构构造：桥面行车道宽15m,两边各设1.5m的人行道，拱圈采用单箱多室闭合箱。
下部构造：桥台为重力式U形桥台。
（3）装配式预应力混凝土连续梁桥
图1-3 预应力混凝土连续梁桥（尺寸单位：cm）
孔跨布置：24m+30m+24m,桥长78m，桥面宽18m(整体式),设有2m的中间带，桥面设有1.5%的横坡，其中中间标高高于外侧标高。
主梁结构：上部结构为等截面板式梁。
下部结构：上、下行桥的桥墩基础是连成整体的，全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为圆端型形实体墩。
施工方案：全桥采用悬臂节段浇筑施工法。
1.3 方案比选
表1-1 方案比选表
比较项目 主跨桥形 第一方案 装配式预应力混凝土简支Ｔ形梁桥 建筑高度较低，易保养使用性能 和维护，桥下视觉效果好。 受力明确 受力性能 桥面连续，行车舒适。 第二方案 钢筋混凝土拱桥 第三方案 等截面预应力混凝土连续梁桥 行车平顺舒；抗震能力强；建筑高度较高，易开裂，难以维护 受力合理，变形小 桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；对基础要求较高。 等截面形式，可大量节省模板，加快建桥进经济性 度，简易经济。 材料用量和费用较T形梁要多一些；需要采用较复杂的结构措施，或应设置抵抗单向水平力的措施，增加了造价 第 2 页
采用等截面梁能较好符合梁的内力分布规律，充分利用截面，合理配置钢筋，经济实用 青岛理工大学毕业设计（论文）
构造简单，线条明晰，跨径较大，线条非美观性 但比较单调，与景观配合很不协调 桥梁的上、下部可平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构施工方面 件制作，质量以控制，可在一处成批生产，从而降低成本。 适用于对桥下视觉有要求的工程，适用于各种地质情况；用于对工适用性 期紧的工程；对通航无过高要求的工程。 上承式拱桥的跨度大，满足桥下净空的要求。在桥下没有特殊需求通航要求的航道中采用跨越能力较大的拱桥，显得没有必要 养护维修量 小 较大 增加了城市的景观 技术要求较高，施工机具也较多，施工工期较长，对地形依赖较强。 侧面上看线条明晰，与当地常美，与环境和谐，的地形配合，显得美观大方 由于连续体系梁桥与简支体系梁桥受力差别很大，故他们的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分为逐孔施工分节段施工法和顶推施工法。由于在高空作业，施工危险度高。 对通航无过高要求的工程；对抗震有要求的工程；对整体性有要求的工程。 小 方案的最终确定：由上表可知，根据青岛高新区的情况，结合桥梁设计原则，选择第一方案经济上比第二方案好；另外第一方案工期较短，施工难度较小；在使用性与适用性方面均较好。所以选择第一方案作为最优方案。
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第二章 上部结构设计
2.1 上部结构尺寸拟定
2.1.1 设计资料 （1）桥梁跨径及桥宽
标准跨径：26m（墩中心距离） 主梁全长：25.96m 计算跨径：25m
桥面净空：23（0.25+1+2.5+3.5+2+0.75+0.5）+2.0=26m（分离式） 其中：人行栏杆0.25m；人行道1.0m；右路肩2.5m；行车道7m;左路肩0.75m;防撞栏0.5m；中间带2.0m。 （2）设计荷载
公路—Ⅰ级,人群荷载3.0kN/m2，每侧人行栏，防撞栏重力的作用力分别为1.52KN/m和4.99KN/m。 （3）材料规格
混凝土:预应力混凝土主梁采用C50，墩柱、台帽采用C30混凝土，系梁、承台及灌注桩采用C30
预应力钢绞线采用υj15.20（7υ5.0）高强低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，Ep=1.953105Mpa，普通钢筋主要采用HRB335和R235 （4）设计依据
①《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），中华人民共和国行业标准，2004
②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），中华人民共和国行业标准，2004
③《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 人民交通出版社 ④《桥梁工程》，姜福香主编，机械工业出版社，2010 （5）基本计算数据（见表2-1）
表2-1 基本计算数据表 名 称 项 目 立方强度 弹性模量 混 凝 土 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗拉设计强度 第 4 页
符 号 fcu,k Ec fck ftk fcd ftd 单 位 MPa MPa MPa MPa MPa MPa 数 据 50 3.45310 32.40 2.65 22.40 1.83 4轴心抗压标准强度 青岛理工大学毕业设计（论文）
容许压应力 短暂状态 容许拉应力 标准荷载组合: 容许压应力 容许主压应力 持久状态 短期效应组合: 容许拉应力 容许主拉应力 标准强度 φs15.2 钢 绞 线 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力σcon 持久状态应力: 标准状态组合 钢筋混凝土 材料重度 沥青混凝土 钢绞线 钢束与混凝土的弹性模量比 0.7f'ck 0.7f'tk 0.5fck 0.6fck σst-0.85σpc 0.6ftk fpk Ep fpd 0.75fpk 0.65fpk γ1 γ2 γ3 αEp MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa kN/ｍ3 kN/ｍ3 kN/ｍ3 无纲量 20.72 1.76 16.20 19.40 0 1.59 1860 1.95310 1260 1395 1209 25.0 23.0 78.5 5.65 5??注：考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。fck和ftk分别表示钢??束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则fck=29.6Mpa， ftk=2。51Mpa。
2.1.2 横截面布置 （1）主梁间距与主梁片数
对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，适当增加主梁的间距，加大翼缘宽度，可以提高截面效率指标ρ，比较经济合理。翼板的宽度为2400mm，由于宽度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，预制T梁宽1.8m，现浇湿接缝0.6m。净—2312m的桥形选用十片主梁，上下行车道各五片主梁。 （2）主梁跨中主要尺寸拟定 1）主梁高度
对于常用的等截面简支梁，其高跨比的取值范围在1/15-1/25，对预应力混凝土T形梁一般可取1/16-1/18左右。当桥梁建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为加高腹板使混凝土用量增加不多，而节省预应力筋数量较多。本设计采用1800mm的主梁高度比较合适。
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