s238道段4×16m预应力混凝土空心板桥施工图设计(附件)
预应力混凝土空心板桥具有节约混凝土材料、施工周期短、耐久性好、工序少等特点，目前桥梁中广泛使用。本桥为S238省道常州段一级公路上的一座桥梁，上部结构采用单跨16m的预应力混凝土空心板桥，采用先张法施工工艺，结构简支，桥面连续。本次毕业设计分主要的计算内容有结构尺寸的拟定、主梁内力计算、预应力钢筋面积估算及钢束布置、钢束预应力损失计算、主梁验算。验算结果都能符合规范要求；施工组织设计主要的内容包括施工现场运输方法，主要工程项目施工的方案及方法，工程质量保证措施及保证体系，工期保证措施及保证体系，安全生产保证措施及保证体系，确保环保方案及措施。关键词 预应力，空心板，简支梁桥，施工组织设计
目 录
1 桥址资料 1
2 预应力空心板上部结构计算 1
2.1 构造形式及尺寸选定 1
2.2 空心板毛截面几何特性计算 2
3 主梁的各项内力计算 2
3.2 主梁恒载内力计算 3
3.3 主梁活载内力计算 6
3.4 作用效应组合 8
4 预应力损失计算 16
4.1 预应力筋估算方法 16
4.2 预应力钢筋根数估算 17
4.3 计算钢束预应力损失 18
5 主梁验算 23
5.1 应力验算 23
5.2 强度验算 27
5.3 施工验算 36
6 下部结构的计算 38
6.1 盖梁计算 38
6.2 桥墩墩柱验算及设计计算 47
7 施工组织设计 51
7.1 施工现场运输方法 51
7.2 主要工程项目施工的方案及方法 51
7.3 工程质量保证措施及保证体系 53
7.4 安全生产保证措施及保证体系 54
结 论 55
参 考 文 献 56
致 谢 57
1 桥址资料
本桥为S238省道常州段一级公路上的一座桥梁，上部结构采用单跨16 m的预应力混凝土空心板桥，采用先张法施工工艺，结构简支，桥面连续 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
。下部结构一般可设计为钢筋混凝土桩柱式墩台，亦可根据设计者的意图自行设计。
（1）公路等级：一级；设计车速：100km/h；
（2）标准跨径：16m；
（3）桥面宽度：0.5m+26+0.5m=27m，双向6车道；
（4）设计荷载：公路I级；
（5）说明：①上部结构：主梁采用先张法施工工艺制作；截面尺寸自行拟定；混凝土标号、普通钢筋、预应力筋型号参照规范及算例选择；②下部结构：采用桩柱式桥墩；桥台形式自行选择。
2 预应力空心板上部结构计算
2.1 构造形式及尺寸选定
本桥桥面分左右两幅，净宽为13 m（行车道）+1 m（分隔带）+13 m（行车道），每幅采用13块C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽100 cm，高90 cm，空心板全长3×16 m。采用先张法施工工艺，预应力钢绞线采用1×4股钢绞线，直径15.2 cm，截面面积45.8 cm2。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。半幅空心板横断面布置如图21所示，每块空心板截面及构造尺寸见图22所示。
图21 半幅空心板横断面布置
中板空心板截面构造图
（b）边板空心板截面构造图
图22 每块空心板截面及构造尺寸
2.2 空心板毛截面几何特性计算
通过CAD查得截面的几何特性情况，见表21所示。
表21 截面特性
截面位置
截面面积（cm2）
截面惯性矩（cm2）
中性轴至梁底的距离（cm2）
预制中梁
4962
3941890
38.9
5752
4271962.7
40
预制边梁
5063.7
4021723.6
43.2
6462.3
4658705.9
43.4
3 主梁的各项内力计算
3.1 有限元模型的建立
采用Midas/Civi 2015软件建立的有限元模型，如图31所示（详图）。此模型中共建立273个节点，438个单元。
图31 有限元模型
由于本桥是先简支后转连续施工的，所以在简支阶段，相应的梁端附近节点处设置临时支座，而在合龙阶段，相应的合龙段附近节点处应设置永久支座。
3.2 主梁恒载内力计算
3.21 二期恒载计算
在计算二期恒载时，应将10 cm厚沥青混凝土防水层（容重23 kN/m3），8 cm厚C50混凝土现浇层（容重25 kN/m3）。
桥面铺装：
g1=23×0.08×1.00=1.84 kN/m
g2=24×0.1×1.00=2.4 kN/m
将以上各项累加得，所求二期恒载集度为：g=1.84+2.4=4.24k N/m。
3.22 各施工阶段梁的内力图及各控制截面的内力计算
（1）简支阶段
此阶段工序为：先预制空心板梁，待混凝土达到设计强度100%后张拉正弯矩区域的预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制好的空心板吊装至墩顶，最终形成由临时支座支承的简支梁状态。梁的弯矩和剪力详见图32和图33。各控制截面的内力详见表32。
图32 简支阶段梁的弯矩图（kNm）
图33 简支阶段梁的剪力图（kN）
目 录
1 桥址资料 1
2 预应力空心板上部结构计算 1
2.1 构造形式及尺寸选定 1
2.2 空心板毛截面几何特性计算 2
3 主梁的各项内力计算 2
3.2 主梁恒载内力计算 3
3.3 主梁活载内力计算 6
3.4 作用效应组合 8
4 预应力损失计算 16
4.1 预应力筋估算方法 16
4.2 预应力钢筋根数估算 17
4.3 计算钢束预应力损失 18
5 主梁验算 23
5.1 应力验算 23
5.2 强度验算 27
5.3 施工验算 36
6 下部结构的计算 38
6.1 盖梁计算 38
6.2 桥墩墩柱验算及设计计算 47
7 施工组织设计 51
7.1 施工现场运输方法 51
7.2 主要工程项目施工的方案及方法 51
7.3 工程质量保证措施及保证体系 53
7.4 安全生产保证措施及保证体系 54
结 论 55
参 考 文 献 56
致 谢 57
1 桥址资料
本桥为S238省道常州段一级公路上的一座桥梁，上部结构采用单跨16 m的预应力混凝土空心板桥，采用先张法施工工艺，结构简支，桥面连续 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
。下部结构一般可设计为钢筋混凝土桩柱式墩台，亦可根据设计者的意图自行设计。
（1）公路等级：一级；设计车速：100km/h；
（2）标准跨径：16m；
（3）桥面宽度：0.5m+26+0.5m=27m，双向6车道；
（4）设计荷载：公路I级；
（5）说明：①上部结构：主梁采用先张法施工工艺制作；截面尺寸自行拟定；混凝土标号、普通钢筋、预应力筋型号参照规范及算例选择；②下部结构：采用桩柱式桥墩；桥台形式自行选择。
2 预应力空心板上部结构计算
2.1 构造形式及尺寸选定
本桥桥面分左右两幅，净宽为13 m（行车道）+1 m（分隔带）+13 m（行车道），每幅采用13块C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽100 cm，高90 cm，空心板全长3×16 m。采用先张法施工工艺，预应力钢绞线采用1×4股钢绞线，直径15.2 cm，截面面积45.8 cm2。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。半幅空心板横断面布置如图21所示，每块空心板截面及构造尺寸见图22所示。
图21 半幅空心板横断面布置
中板空心板截面构造图
（b）边板空心板截面构造图
图22 每块空心板截面及构造尺寸
2.2 空心板毛截面几何特性计算
通过CAD查得截面的几何特性情况，见表21所示。
表21 截面特性
截面位置
截面面积（cm2）
截面惯性矩（cm2）
中性轴至梁底的距离（cm2）
预制中梁
4962
3941890
38.9
5752
4271962.7
40
预制边梁
5063.7
4021723.6
43.2
6462.3
4658705.9
43.4
3 主梁的各项内力计算
3.1 有限元模型的建立
采用Midas/Civi 2015软件建立的有限元模型，如图31所示（详图）。此模型中共建立273个节点，438个单元。
图31 有限元模型
由于本桥是先简支后转连续施工的，所以在简支阶段，相应的梁端附近节点处设置临时支座，而在合龙阶段，相应的合龙段附近节点处应设置永久支座。
3.2 主梁恒载内力计算
3.21 二期恒载计算
在计算二期恒载时，应将10 cm厚沥青混凝土防水层（容重23 kN/m3），8 cm厚C50混凝土现浇层（容重25 kN/m3）。
桥面铺装：
g1=23×0.08×1.00=1.84 kN/m
g2=24×0.1×1.00=2.4 kN/m
将以上各项累加得，所求二期恒载集度为：g=1.84+2.4=4.24k N/m。
3.22 各施工阶段梁的内力图及各控制截面的内力计算
（1）简支阶段
此阶段工序为：先预制空心板梁，待混凝土达到设计强度100%后张拉正弯矩区域的预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制好的空心板吊装至墩顶，最终形成由临时支座支承的简支梁状态。梁的弯矩和剪力详见图32和图33。各控制截面的内力详见表32。
图32 简支阶段梁的弯矩图（kNm）
图33 简支阶段梁的剪力图（kN）
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