土木工程本科毕业设计计算书.docx
目录1设计基本资料11.1 概况I12主要技术标准11.3 主要材料I1.4 法工方式21.5 设计要点21.6 其他事项22毛截面几何特性计算32.1 基本资料32.1.1 桥梁跨径及横截面布置32.1.2 材料规格32.2 结构计算简图42.3 毛截面几何特性计兑52.3.1 截面图示52.3.2 毛截面的几何特性53内力计算及组合73.1荷载71.1.1 结构恒毂作用71.1.2 支座不均匀沉降71.1.3 活教83.2 内力计算83.3 汽车荷载作用效应计算213.3.1 冲击系数和车道折减系数213.3.2 计算主梁的荷载横向分布系数223.3.3 汽车荷载效应内力计算243.4 综合考虑温度和基础沉降作用后的内力组合253.4.1 内力组合原理253.4.2 承载能力极限状态组合253.4.3 常使用极限状态内力组合274预应力钢筋的估算与布置354.1 计兑原理354.2 预应力钢筋估算结果354.3 预应力筋布置原则394.4 预应力钢筋的布置424.5 预应力损失计算425鼓面强度验算475.1 基本理论475.2 计算公式476抗裂验算546.1 规范要求546.1.1 正截面抗裂验算546.1.2 斜截面抗裂验算546.2 正截面抗裂验算546.3 斜截面抗裂脸算557持久状况构件的应力验算607.1 计算内容及原理607.1.1 正截面混凝土压应力验算6()7.1.2 预应力钢筋拉应力验算607.1.3 混凝土主压应力验算617.2 计算结果618变形验算与预拱度计算69参考文献71致谢72钢材:普通钢筋采用R235、HRB335钢筋其标准应符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。凡钢筋直径212mm者，均应采用HRB335热轧带肋钢：凡钢筋百.径12mm者，采用R235钢，钢板应符合GB7OO-88规定的Q235钢板。(4)锚具：采用OVM夹片式群锚，并采用与其配套的千斤顶。(5)预应力管道：枭用预埋圆形和扁形塑料波纹管成型.(6)支座：桥梁支座根据设置部位的不同，分别采用GYZ、GYZR板式橡胶支座.其技术性能应符合K公路板式橡胶支座(JT4-93)的要求。(7)伸缩缝：EF80型型钢伸缩装置。(8)其它：砂、石、水的质量要求应符合公路桥梁施工技术规范JTJ041-2(X)0的有关规定。1.4施工方式先简支后连续的施工方法.15设计要点施工中严格遵循公路桥涵施工技术规范(JTJO41-2000)和公路工程历员检验评定标准，并从严控制.1.6其他事项其他未尽事项按公路桥涵施工技术规范2毛截面几何特性计算2.1 基本资料2.1.1 桥梁跨径及横戳面布置桥型布置：5X3Om等截面连续梁桥，横截面图如图2.1;桥面净空：净15m+2x5m防撞护栏设计荷载：公路I级计算跨径:30m（墩中心距）图2.1玳幅横截而图单位：cm2.12材料规格主梁：采用50号混凝上，容重为25kNm3.弹性模量取3.45X107kPa:桥面铺装：采用厚度为UCm的防水混凝土，防水混凝土容重为25kNm3;防撞护栏：采用30号混凝土，容重为25kNm3;横隔板：横隔梁的刚度直接影响到设计桥梁的整体特性，为了减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁。本设计在桥跨中心、四分点、支点处各设置一道横隔板且采用同样大小的横隔板，横隔梁厚度为15cm.为了便丁脱模做成上宽下窄、内宽外窄的形式。端横隔梁底部与梁底齐平，其余横隔梁的底部与马蹄的斜坡低端齐平（即距梁底20Cm高度）.采用50号混凝土，容重为25kNmT弹性模量取3.45×107kPo52-5.46E-I2-9.01E+OI1.6IE*02续表3-553-5.91E-12T.3兜M2-1.0W*O251-4.92E-J2-1.82E前2-5.89E*0255V.37E-J2-2.10E*2-9.8Ot0256-7.28E-12251E刊2-1.43E*035?左-7.28ET22.58I*O2-I.56E*O357右0.OOEtOO2.“EP2-1.56÷0358-4,S5E-122.74EO2T41.E035»-3.64E-122.46EO2-8.9(XtO260-4.0ET22J8Ef2-1.27E*O261-4.09E-121.61E*021.MEa62-4.55E-J21.26E*02521Ef263<55E-129.086*017.92EY2T.66E-124.16EOI9.75E*O2心T.55E-126.三<W1.(ME心66-55E-12-2.89(K)I1.0】E心67-5.00E-J27.8IEMHB.90EP268-5.OSET2-I.2(M4O25.9211*0269-3.6i1.-J2-1.49EM23.24EQ700.OOE必7.OSE-OO-1.766*00由上面所列表格的数据在软件exce1.中绘出对应的图如下3-5所示:中梁.期恒我看也图节点号ISOEHW的1.oOE+03J5.<X)E÷02矩0.0OE“)0值FOOFK)2kNm-I.OOE-H)31.50E4<B-2.OOEH)3-4.00E02中梁:期怛我剪力图4.(M)rM)22.OOEH)20.0OEM)O-2.00e-f02节点号剪力(ftkN图3T中梁二期恒较剪力和考矩图3.3汽率有作用效应计算331冲击系数和车道折减系数U)汽车冲击系数按照卜.法计算此方法仅适用于连续梁根据桥规4.3.2中的规定，适用于连续梁的结构基频计算公式如下:f1=13.616(2×111.2)×(EVm)0.5-13.616.(2x3.14x30x30)x|a45x1.010x0.486(1.16x25x1.()0(b<>.81)0.5)»5.73Hf2=23.651.(2×111.2i)x(E1.m)0.5J=9.96H2其中：m=Gg=1.I6×25×K)Oft981=2956.17kgm由于冲击系数U=0.1767Inf0.0157(适用于1.5H.<f<14H)WJ：0.1767X1.7157-0.0157=0.293H2=().1767×2.29864).0157=0.39()用了正弯矩效应和剪力效应：1+U,=1+0.和3=1.293用于负弯矩效应：Hu2=1.+0.390=1.390(2)车道折减系数：根据桥规表4.3.14中的规定，四车道的横向折减系数为=O.673.3.2计算主梁的荷载横向分布系数本此设计中各跨大致相同，两边跨取计算跨径1.,=29.0m,中间三跨为b=30m°乂因每片T梁仅在支点附近很小区域内腹板和底板尺寸有所改变，但仍然可以近似的按照等做面梁来考虑。对于等跨等截面连续梁桥等效荷我简支梁抗弯惯性矩换算系数为边跨1.432,中跨为1.860,而抗扭惯性矩换算系数相同为1边跨跨中的荷载横向分布系数。本次设计时候跨内设置有强大的横隔梁，具有可靠的横向联系，且承苴结构的长宽比为：1.b=28.9516=1.8<2但是接近2。故可以采用偏心压力法讨以荷载的横向分布系数和荷载横向分布影响线.(D按照刚性横隔梁法计算横向影响线竖标值n1=1/6+42.25/118.3=0.5238n1.6=1/6-42.25/118.3=-0.1904绘出横向分布影响线，按照最不利情况布载，并据此求出对应各荷载点的影响竖标,如卜图示(横向比例尺1:1;竖向比例尺：100O:1;横向单位；cm):图36横向分布系数计算示例图由图可知：nqi=0.5238g2=0.4524nq3=0.38IOnq4=0.282Inq5=0.2106ng6=O.H18.则可以计算荷毂横向分布系数m如下：边坡上部或衣层岩体多呈强风化状强风化厚度O.35.Om中风化*体完整多出露于边坡中下部3 .3边坡的水文地质条件(I)地表水逐流条件边坡区为一向冲沟帧斜的斜坡该区降雨充沛大气降水大部分多沿斜坡向冲沟排泄仅有少部分降水涌入斜坡体的松胶粕靛层及基岩裂圈内汇水面积0.0001km2(2)地下水赋存条件该区内的地下水按其赋存条件可分为孔隙水和裂碳水孔隙水：主要分布于坡积层和人工堆积层内埋藏不深水加不丰受季节影响明显裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中水At不丰(3)岩(土)体的透水性土体的透水性：区内土体透水性总体较弱仪我部人:埴土透水性相对较强附体的透水性：据忠县城区大量:地质勘察资料揭示基岩中等风化带岩体透水率少部分为i31.u大部分小于I1.U类比可知该地段中等风化带岩体应属微透水岩体强风化岩体透水性也较弱(4)地下水补排形式地下水主要靠大气降雨补给大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄仅有很少部分雨水垂直下滑补给地下水该地段的松散堆积层中制岩类和砂岩类地层中水量均不丰大多以海水的方式排泄该边坡未见泉水出纵(5)地R水化学成分本边坡区无地下水排泄点据邻近本边坡区的地下水的水化学分析成果显示水化学类型多为HeO3Ca型水6地下水对工程的彩哨根据水质分析成果参照£当土工程勘察规范(GB50021-2001)B相关标准刊别地下水对混凝土无腐蚀性4 .边坡稳定性分析1.1边坡类型及安全等级根据国家标准£建筑边坡工程技术规范GB50330-2002规定岩体收完整、中风化岩质边坡划为H1.1.类边坡根据规范对安全等级划分的规定岩质边坡边坡高度15'30m破坏后果严重边坡安全等级定为二级因此本边坡确定为：安全等级：二级：安全系数：K=I.30;边坡工程IR要性系数：0=1.1042影响边坡稳定性的因素岩质边坡主要控制因素一般是岩体的结构面(或层面)与坡面的关系以及结构面(或层面)的强度指标因此正确确定这些参数是边域枪定分析和边坡设计成败的关键边坡的枪定性分析评价应在踊定边坡皴坏模式的基础上进行不同的边坡有不同的破坏模式不同的破坏模式有不同的计算方法如果破坏模式选情计算就失去基础得不到正确的结果工程地质特征是判断边坡稔定与不稳定的主要内因包括以卜几个方面：地层岩性地层岩性及其组合是树成边坡的物质基础岩性决定岩石的强度抗风化能力岩体结构及所能保持的边坡高度地质构造地质构造决定岩层的产状节理裂隙的性质及发育程度断层破裂带的性质等这也因素又决定了边坡的岩体结构受构造的影响边坡体上节理裂隙发闩、岩体破碎将严重影响边坡的稳定性(3)边坡岩体的风化程度岩体风化以一方面破坏岩体
