橋梁設(shè)計(jì) 土木畢業(yè)論文

1、摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)中的相關(guān)規(guī)定，對一座中型橋梁的方案比選和設(shè)計(jì)。對該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全，經(jīng)濟(jì)，美觀，實(shí)用”的原則，提出了兩種不同的橋型方案。方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋；方案二為梁拱組合橋，經(jīng)由以上的原則及從設(shè)計(jì)施工等多方面考慮。確定第一方案為推薦方案。在本設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁，橋梁全長90米，主梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土后張法進(jìn)行設(shè)計(jì)，xm錨具施工。計(jì)算各根主梁跨中和支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)時(shí)，跨中采用g-m法，支座處采用杠桿原理法，并通過分析梁的最不利荷載橫向分布求得橋梁的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值，并以此來進(jìn)行主梁的預(yù)制和預(yù)應(yīng)力鋼束

2、配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算。橫隔梁采用偏心壓力法來計(jì)算其內(nèi)力，在本設(shè)計(jì)中僅求出了最不利荷載的跨中橫隔梁的控制內(nèi)力，其它橫隔梁以此為依據(jù)估算設(shè)計(jì)。橋梁的支座采用板式橡膠支座，再本設(shè)計(jì)中的全部圖紙均采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；簡支梁橋；荷載橫向分布系數(shù)；橫隔梁；上部結(jié)構(gòu)。abstractthis is a medium-sized bridges of scheme selected and design,according to designing assignment and the standard of the road and bridge. for the purpose of

3、make the type of the bridge corresponding with the ambience andcost saving, this paper provides two different types of bridge, the second is a combination bridge girder and arch; after thecompar:sons of economy, appearance, characteristic lunder thestrength and effect,the first one is selected.in th

4、is design,the bridges super structure adopts t beam,reinfrced concrete pretressed support-beam bridge bridge. the bridge is 90 m long,whose standard span is 30m. main beam adopts prestresssing force reinforced concrete posttensioning methed to design, xm archange to construct. i use the g-m method t

5、o caculate the horizon tol distribute paramenter of the middle span of the beam,using balance method to caculate the horizen td distribute parameter. shear and bending moment is obtmined by inside force account;using horizontal distribute parameter and the bridges most disadvantageous benelux carrie

6、s. in this way main beam made,prestressing force reinforceds account and strenth checking canbe carrtied on, seat adopts rubber benring. all of the sdrawings were protracted by auto cad.key words:prestressed concrete, simple supported beam bridge,horizonted distribute paranmeter, cross girder, super

7、 structure.目 錄摘 要iabstractii前 言i1 橋型方案比選11.1工程概述11.2設(shè)計(jì)依據(jù)11.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11.4工程地質(zhì)條件11.5采用規(guī)范11.6橋梁方案比選及點(diǎn)評11.6.1橋梁設(shè)計(jì)的原則11.6.2橋型方案比選22 橋梁的設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置52.1設(shè)計(jì)資料52.1.1橋面凈空52.1.2主梁跨徑及全長52.1.3設(shè)計(jì)荷載52.1.4材料及施工工藝52.1.5設(shè)計(jì)依據(jù)52.1.6設(shè)計(jì)計(jì)算方法62.2橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置63 主梁截面幾何特性初步計(jì)算103.1受壓翼緣的有效寬度的計(jì)算103.2主梁截面幾何特性的計(jì)算103.3檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)124 主梁的內(nèi)力計(jì)算144.

8、1恒載內(nèi)力的計(jì)算144.1.1主梁預(yù)制時(shí)的自重（第一期恒載）144.1.2橋面板間接頭（第二期恒載）164.1.3欄桿、人行道、橋面鋪裝（第三期恒載）164.1.4主梁恒載總和（見表4-1）164.1.5主梁恒載內(nèi)力計(jì)算164.2主梁活載橫向分布系數(shù)計(jì)算194.2.1主梁跨中的橫向分布系數(shù)194.2.2主梁支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。264.2.3橫向分布系數(shù)匯總274.3活載內(nèi)力計(jì)算294.4主梁內(nèi)力組合374.4.1根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定對號(hào)主梁進(jìn)行效應(yīng)組合375 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置425.1預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算425.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置425.2.1跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋

9、的布置425.2.2錨固端預(yù)應(yīng)力鋼筋布置435.2.3其他截面鋼束的布置及傾角計(jì)算435.3非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及其布置466 主梁截面幾何特性計(jì)算487 持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算557.1正截面承載力的計(jì)算557.2斜截面承截力計(jì)算557.2.1斜截面抗剪承載力計(jì)算557.2.2斜截面抗彎承載力578 預(yù)應(yīng)力拱失估算588.1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力588.2預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力損失588.2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失 608.2.2 錨具變形、鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失608.2.3分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失618.2.4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失619

10、 短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算6510 主梁持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算6610.1跨中截面混凝土法向正應(yīng)力驗(yàn)算6610.2持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算6610.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算6610.3.1截面面積矩的計(jì)算6610.3.2主應(yīng)力計(jì)算6711 主梁抗裂性驗(yàn)算7011.1主梁在作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗(yàn)算7011.1.1預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計(jì)算7011.2作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算7012 主梁變形（擾度）計(jì)算7312.1何在短期效應(yīng)作用下的主梁撓度驗(yàn)算7312.1.1可變荷載作用引起的撓度7312.1.2 考慮長期效應(yīng)的恒載引起的撓度7312.

11、2預(yù)加力引起的上撓度計(jì)算7312.3預(yù)拱度的位置7413 主梁錨固區(qū)的局部承壓驗(yàn)算7513.1局部承壓區(qū)的截面驗(yàn)算7513.2局部抗壓承載力計(jì)算7514 橋梁的行車道板計(jì)算及配筋7614.1 恒載及其內(nèi)力計(jì)算7614.2行車道板的恒載內(nèi)力計(jì)算7614.3作用效應(yīng)組合7714.4行車道板的尺寸復(fù)核7814.4.1行車道板的尺寸復(fù)核7814.4.2 行車道板的配置7814.4.3 行車道板的正截面強(qiáng)度驗(yàn)算7915 橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算與配筋8015.1 橫隔梁影響線的繪制8015.1.1 確定作用在橫隔梁上得計(jì)算荷載8015.1.2 繪制中橫隔梁餓內(nèi)力影響線8015.2中橫隔梁截面內(nèi)力計(jì)算8215.3

12、 配筋與強(qiáng)度計(jì)算8215.3.1 彎矩配筋8215.3.2中橫隔梁剪力配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算8316 支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算8516.1 確定橡膠支座的平面尺寸8516.2 驗(yàn)算支座的厚度8516.3 驗(yàn)算直走偏轉(zhuǎn)8616.4 驗(yàn)算支座的抗滑性能86總 結(jié)88參考文獻(xiàn)89致 謝90前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校專業(yè)教學(xué)過程的最后的一個(gè)環(huán)節(jié)，它的主要目的是培養(yǎng)我們學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的技能。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們較系統(tǒng)的掌握所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合，培養(yǎng)我們分析解決實(shí)際問題的能力。另外，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一過程還可以培養(yǎng)我們實(shí)事求是，謙虛謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度和刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神。近現(xiàn)代以來，預(yù)應(yīng)力混凝土橋在我

13、國得到了巨大的發(fā)展。特別是預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的定型設(shè)計(jì)廣泛采用t形梁的形式，不但經(jīng)濟(jì)適用，而且施工較方便，可以明顯加快建橋的速度。近幾十年以來，由于建橋材料性能的不斷改進(jìn)和完善，設(shè)計(jì)理論且趨完美，施工工藝的創(chuàng)新，使得此種橋梁的修建獲得了巨大的發(fā)展空間，在橋梁工程中占有日益重要的地位。目前預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的最大跨徑已達(dá)到76m。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是對一座中型預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t形梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算。本次設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；主梁的內(nèi)力計(jì)算及配筋；橋梁的行車道板內(nèi)力計(jì)算與配筋；橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算及配筋；支座的設(shè)計(jì)及相關(guān)驗(yàn)算。橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括主梁的梁高、肋寬、翼板厚度、以

14、及橫隔梁的片數(shù)、高度和厚度。主梁跨中的橫向分布系數(shù)計(jì)算采用比擬正交異型板法即g-m法，支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法。橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算采用偏心壓力法，在設(shè)計(jì)時(shí)，偏安全地采用中橫隔梁的設(shè)計(jì)來代表所有其他橫隔梁的設(shè)計(jì)，只求出了橫隔梁的剪力和彎矩進(jìn)行配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算。支座采用的是現(xiàn)代公路橋梁中廣泛采用的板式橡膠支座。施工采用預(yù)制裝配，橋梁構(gòu)件的形式和尺寸趨于標(biāo)準(zhǔn)化，有利于大規(guī)模工業(yè)化制造，且不受季節(jié)的影響?？傊?，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們達(dá)到基本知識(shí)基礎(chǔ)理論、基本技能（三基）和運(yùn)用知識(shí)網(wǎng)絡(luò)獲取知識(shí)的能力，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，外語能力以及文化素質(zhì)，思想品德素質(zhì)，業(yè)務(wù)素質(zhì)（三個(gè)素質(zhì)）的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們運(yùn)用所

15、學(xué)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)，研究，解決本專業(yè)實(shí)際問題的初步能力。1 橋型方案比選1.1工程概述該橋建造于低山丘陵地區(qū)，橋位位于軸線近南北向的太陽村背斜東翼，橋梁凈寬20m，兩側(cè)人行道各1.5m，中間分隔帶1m。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）沿線自然地理狀況；（2）物探報(bào)告和鉆孔報(bào)告；（3）橋梁跨越障礙的形式為：道路。1.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）路線道路等級：二級公路；（2）設(shè)計(jì)車速：80km/h；（3）橋面凈寬20m，雙向四車道，人行道2x1.5m，中間分隔帶1m；（4）車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路工級；（5）橋上縱坡：1.5%；（6）設(shè)計(jì)抗震裂度：六級設(shè)防；（7）設(shè)計(jì)洪水頻率：百年一遇。1.4工程地質(zhì)條件橋位區(qū)位于軸線近南北向的

16、太陽村背斜東翼，下臥基巖為中石碳流黃龍組灰?guī)r，呈單斜構(gòu)造，近南北走向，傾向東，傾角12 15。其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生于中生代白堊系之前，第四紀(jì)以來未發(fā)現(xiàn)有明顯的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)跡象據(jù)野外40個(gè)鉆探孔揭露及土工試驗(yàn)成果，場區(qū)巖土層主要為河流沖積作用形成的粘土，亞粘土，卵石等；表部不均勻地分布有填土，新近沉積亞粘土，地基穩(wěn)定性條件良好。1.5采用規(guī)范公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj011_94）公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）公路橋梁鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-2004）1.6橋梁方案比選及點(diǎn)評1.6.1橋梁設(shè)計(jì)的原則適用性橋上應(yīng)保證車輛與人群的安全順暢，并在滿足將來交通量增長的需

17、要。橋下應(yīng)滿足泄洪，安全通航或通車要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造，運(yùn)輸，安裝和使用過程中應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性和耐久性。經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮到發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用。先進(jìn)性橋梁的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和假設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。美觀一座橋梁，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀

18、片理的理解為豪華的裝飾。另外，在國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增長的時(shí)期，公路工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合環(huán)保要求，保持公路的可持續(xù)發(fā)展。對橋梁，從設(shè)計(jì)到施工都應(yīng)考慮到環(huán)保要求，有利于環(huán)保。橋梁的設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求結(jié)構(gòu)新穎，盡量采用有特色的新結(jié)構(gòu)，又要保證結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。1.6.2橋型方案比選根據(jù)上述原則，對本次設(shè)計(jì)的橋梁進(jìn)行方案比選如下：表1-1方案比選表比較項(xiàng)目第一方案第二方案橋型預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁橋梁拱組合橋方案簡介此方案采用了跨簡支結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m，計(jì)算跨徑為28.66m，橋梁全長90m，其具體尺寸見設(shè)計(jì)圖紙，本設(shè)計(jì)中考慮到各方面因素，將整個(gè)橋面用防撞護(hù)欄分為兩幅，橋墩采用雙柱式鉆孔灌注樁

19、此方案主跨為65m預(yù)應(yīng)力空心板拱，引橋?yàn)?0m的鋼筋混凝土箱型梁橋，全橋總長為95m。設(shè)計(jì)技術(shù)水平國內(nèi)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富水平先選國內(nèi)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般，水平一般施工技術(shù)預(yù)制t型構(gòu)件，運(yùn)至施工地點(diǎn)采用混凝土現(xiàn)澆，將t型梁連接，其特點(diǎn)是外型簡單，制造方便，整體性好，便于施工及構(gòu)件的安裝。轉(zhuǎn)體施工法，對周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開建造，最后再合攏，最近十年來新興的施工方法，施工難度較大，需要的施工設(shè)備配置較高。維修量小較小工期較短，預(yù)計(jì)16周較長，預(yù)計(jì)21周方案點(diǎn)評：方案一采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支t型梁橋，而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁橋可看作是一種預(yù)先存儲(chǔ)了足夠壓應(yīng)力的較新型的混凝土材料。對混凝土施加壓力的高強(qiáng)度鋼筋，既

20、是加力工具，又是抵抗荷載所引起構(gòu)件內(nèi)力的受力鋼筋。另外，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋除了具有鋼筋混凝土梁的所有有點(diǎn)外還有下述的重要特點(diǎn)：能最有效的利用現(xiàn)代化的高強(qiáng)度材料（高強(qiáng)度混凝土，高強(qiáng)度鋼材），減小構(gòu)件截面，顯著降低自重所占的全部設(shè)計(jì)荷載的比重，增大跨域能力，并擴(kuò)大混凝土結(jié)構(gòu)的適用范圍。與鋼筋混凝土梁橋相比，一般可以節(jié)省鋼材3040，跨徑愈大，節(jié)省愈多。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫，即使是部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在一般荷載下也無裂縫，由于能全截面參與工作，梁的剛度就比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大。因此，預(yù)應(yīng)力梁可顯著減少建筑高度，使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫，這就擴(kuò)大了對多種橋型的適應(yīng)

21、性，并提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，為現(xiàn)代預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接投和拼裝手段。根據(jù)需要，可在縱、橫和豎向任意分段施加預(yù)應(yīng)力，使裝配結(jié)構(gòu)集成理想的整體，這就擴(kuò)大了裝配式橋梁的使用范圍。方案二采用梁拱組合橋，屬于梁拱組合體系，它們利用梁的受彎與拱的承壓特點(diǎn)組成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，因梁體內(nèi)科儲(chǔ)備巨大的壓力來承受拱的水平推力，使這類結(jié)構(gòu)既具有拱的特點(diǎn)，而又非推力結(jié)構(gòu)，對地基要求不是很高。但這種結(jié)構(gòu)施工比較復(fù)雜，一般用于城市跨河橋上。總的來說，這兩個(gè)方案都符合安全，功能，經(jīng)濟(jì)，施工的要求。在功能上第一個(gè)方案較有優(yōu)勢，在美觀上第二個(gè)方案有一定優(yōu)勢，但結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的相

22、關(guān)條件及本人水平有限，故選擇第一方案預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁橋?yàn)樽罱K設(shè)計(jì)方案！2 橋梁的設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置2.1設(shè)計(jì)資料2.1.1橋面凈空凈（分隔帶）（人行道）橋面采用中間分隔帶分離的形式。2.1.2主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑：根據(jù)總體方案選擇的結(jié)果，采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土t形簡支梁，跨徑為30m；主梁全長：主梁預(yù)制全長l=29.94m，伸縮縫采用6m；計(jì)算跨徑：l=28.66m（相鄰支座中心間距）。2.1.3設(shè)計(jì)荷載根據(jù)線路的等級，確定荷載等級由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中4.3.1中的相關(guān)規(guī)定知道計(jì)算荷載為公路工級車道荷載，人群荷載為3.0kn/m 。2.1.4材料及施工工藝水泥混凝土：主梁采用c50

23、，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck=32.4mpa,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=22.4mpa；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd =1.83mpa；預(yù)應(yīng)力鋼筋；采用低松弛的鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk =1860mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd =1260mpa，公稱直徑15.24m，公稱面積140mm2，彈性模量；非預(yù)應(yīng)力鋼筋：當(dāng)鋼筋直徑d12mm時(shí)采用hrb400級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；當(dāng)直徑時(shí)，一律采用hrb335級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；非預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量均為。錨具：采用與預(yù)應(yīng)力鋼絞線配套的xm錨具。施工工藝：采用后張法施工，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型，鋼絞線采

24、用td雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉；主梁安裝就位后現(xiàn)澆40mm寬的濕接縫，最后施工80mm厚的瀝青橋面鋪裝層。2.1.5設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）公路橋梁鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-2004）2.1.6設(shè)計(jì)計(jì)算方法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2.2橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置主梁間距：采用 裝配式方法進(jìn)行施工，根據(jù)經(jīng)濟(jì)因素及現(xiàn)場的吊裝能力，主梁間距一般在1.8m2.3m之間，本設(shè)計(jì)中選用2.0m，整個(gè)橫橋向共布置10片主梁，設(shè)計(jì)主梁的寬均為2.0m；預(yù)制時(shí)，邊梁寬1.8m，中梁寬1.6m，主梁間留0.4后澆段，以減輕吊裝重量，同時(shí)加強(qiáng)橫向整體性，見圖2-2、圖2-3。主

25、梁高：根據(jù)查閱相關(guān)資料得知預(yù)應(yīng)力t行梁的截面尺寸，亮的高跨比選取再1/151/25之間，本設(shè)計(jì)采用1.80m，見圖2-1。橫隔板間距：為了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度，除了設(shè)計(jì)端橫隔梁外，還設(shè)置三片中橫隔板，其間距為7.165m。共計(jì)5片，見圖2-4。主梁腹板的厚度：在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中，腹板內(nèi)的主拉應(yīng)力較小，腹板的厚度主要由預(yù)應(yīng)力鋼束的口道設(shè)置方式?jīng)Q定的，同時(shí)從腹板的穩(wěn)定出發(fā)，腹板的厚度不宜小于其高度的1/5，本設(shè)計(jì)中取腹板的厚度為20cm。在跨中區(qū)段，鋼束主要布置在梁的下緣，會(huì)形成較大的內(nèi)力偶臂，故在梁腹下部設(shè)置馬蹄以利較多數(shù)量的鋼束布置和承受強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)力。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明馬蹄面積與截面面積以10

26、%20%為好，本設(shè)計(jì)中馬蹄寬為40cm，高為20cm，見圖2-2。主梁采用等高度形式，橫截面的t梁翼板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從跨中開始向起點(diǎn)所有抬高。兩端部區(qū)段由于錨固集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要，在距梁端一倍梁高的范圍內(nèi)（180cm）將腹板加厚到與馬蹄等寬。變化點(diǎn)截面（腹板開始加厚處）到支點(diǎn)的距離為370cm，中間設(shè)置一節(jié)長為270cm的腹板加厚過渡段，見圖2-1。橋面鋪裝：采用厚度為8cm瀝青混凝土，坡度由蓋梁找平。橋梁橫斷面見圖2-5。圖2-1 主梁細(xì)部尺寸圖（尺寸單位：mm） 圖2-2 預(yù)制梁跨中橫截面（尺寸單位：mm）圖2-3 成橋階段主梁橫

27、截面（尺寸單位：mm）圖2-4 橫隔梁布置圖（尺寸單位：cm）圖2-5 橋梁半橫斷面（尺寸單位：cm）3 主梁截面幾何特性初步計(jì)算3.1受壓翼緣的有效寬度的計(jì)算預(yù)制時(shí)翼緣寬度為1.6m，使用時(shí)根據(jù)公路橋規(guī)中的規(guī)定，t型截面梁受壓翼緣的有效寬度，取下列三者的最小值：（1）簡支梁橋計(jì)算跨徑的1/3，即l/3=9553mm；（2）相鄰的兩梁的平均間距，對于中梁為2000mm;（3），式中b為橫腹板寬度，為承托長度，本設(shè)計(jì)中，為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，可取跨中截面翼緣板的平均值，即。所以有所以，使用階段受壓翼緣的有效寬度取3.2主梁截面幾何特性的計(jì)算預(yù)制時(shí)翼緣板寬度為1.6m，使用時(shí)為2.0m，分別計(jì)

28、算著二者的截面特性，在工程設(shè)計(jì)中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進(jìn)行，其計(jì)算公式如下：全截面面積：;各分塊面積對上緣的面積矩：；全截面重心至梁頂?shù)木嚯x： 全截面慣性矩計(jì)算用移軸公式：；式中； a分塊面積； y分塊面積的重心至梁頂邊的距離； y全截面重心至梁頂?shù)木嚯x； s各分塊對上緣的面積矩； i分塊面積對其自身重心軸的慣性矩。 中主梁跨中全截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖3-1及表3-1所示。圖3-1 中主梁預(yù)制階段跨中全截面（尺寸單位：mm）表3-1中主梁預(yù)制階段跨中全截面幾何特性計(jì)算表分塊號(hào)分塊面積a（mm）y（mm） （mm） yy （mm） （mm） i（mm）700x180=25200

29、0 9022680x103 52469.139x1090.680x109700x120=84000 22018480x103 39413.040x1090.067x1091600x200=32000 800256000x103 -18611.071x10968.267x109100x200=20000 1533660x103 -91916.891x1090.044x109200x400=80000 1700136000x103 -108694.352x1090.267x109合計(jì)a=756000 表中主梁跨中全截面的幾何特性在使用階段如圖3-2及表3-2所示，支座截面及214截面的幾何特性，匯

30、總于表3-3中。圖3-2中主梁使用階段跨中全截面（尺寸單位：mm）表3-2中主梁使用階段跨中全截面幾何特性計(jì)算表分塊號(hào)分塊面積a（mm）mm （mm） （mm） （mm） i（mm）2x700x180=324000 9029160x10 47874.029x100.875x109700x120=84000 22018480x10 34810.172x100.067x1091600x200=320000 800256000x10 -23217.224x1068.267x109100x200=20000 153330660x10 -96518.625x100.044x109200x400=8000

31、0 1700136000x10 -1132102.514x100.267x109合計(jì)=828000222.564x1069.520x1093.3檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)跨中截面使用階段上核心距：下核心距；截面效率指標(biāo)： 根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁在設(shè)計(jì)時(shí)，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)較合理，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，初擬的土梁跨中截面是合理的。表3-3主梁截面幾何特性匯總表截面a（mm）（cm）ys（cm）im（cm） 跨中中主梁預(yù)制階段 7560463820614273.873x105邊主梁預(yù)制階段 7720467060605271.405x105使用階段8280470300568292.08

32、4x105 2/4中主梁預(yù)制階段7560463820614273.873x105邊主梁預(yù)制階段7720467060605271.405x105使用階段8280470300568292.084x105 支點(diǎn)中主梁預(yù)制階段10080683280678320.309x105邊主梁預(yù)制階段10440686952658332.418x105使用階段10800689760639343.726x1054 主梁的內(nèi)力計(jì)算4.1恒載內(nèi)力的計(jì)算4.1.1主梁預(yù)制時(shí)的自重（第一期恒載）g此時(shí)翼緣板寬1.6m按跨中截面計(jì)算，主梁每延米自重（即先按等截面計(jì)算）中主梁： 內(nèi)外邊主梁： 由馬蹄增高與梁端加寬所增加的重量折成

33、每延米重（圖4-1） 圖4-1腹板加寬示意圖（尺寸單位：cm）橫隔板梁折算成每延米重量中間隔板梁重量（兩側(cè)）橫隔梁重量（兩側(cè)） 每延米自重總和中主梁 內(nèi)、外邊主梁4.1.2橋面板間接頭（第二期恒載）中主梁： 內(nèi)、外邊主梁: 4.1.3欄桿、人行道、橋面鋪裝（第三期恒載）橋面坡度以蓋梁做成斜面坡，橋面鋪裝厚度取為8cm，瀝青混凝土的重度取為人行道每側(cè)重：4.1 欄桿每側(cè)重：1.5中間綠化帶： 每側(cè)內(nèi)邊梁分擔(dān)6.31外邊梁中梁內(nèi)邊梁4.1.4主梁恒載總和（見表4-1）表4-1主梁恒載匯總表梁荷載第一期恒載第二期恒載第三期恒載總和g（）外邊梁21.850.9006.5229.72中主梁21.451.

34、8003.6826.93內(nèi)邊梁21.850.9007.6930.444.1.5主梁恒載內(nèi)力計(jì)算如圖4-2所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令，則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表4-2。表4-2 恒載內(nèi)力計(jì)算匯總表項(xiàng)目l/2l/4l/8l/4l/8支點(diǎn)第一期恒載（）外邊梁2243.31682.7981.5156.7234.9313.1中主梁2202.31651.9963.5153.8230.6307.4內(nèi)邊梁2243.31682.7981.5156.7234.9313.1第二期恒載（）外邊梁92.463.340.46.59.712.9中主梁184.8126.680.813

35、.019.425.8內(nèi)邊梁92.463.340.46.59.712.9第三期恒載（）外邊梁669.4502.1292.946.770.193.4中主梁415.8311.9181.929.043.558.0內(nèi)邊梁789.5592.2345.455.182.7110.2總恒載（）外邊梁3005.12248.11314.8209.9314.7419.4中主梁2802.92090.41226.2195.8293.5391.2外邊梁3125.22338.21367.3218.3327.3436.24.2主梁活載橫向分布系數(shù)計(jì)算4.2.1主梁跨中的橫向分布系數(shù)主梁間再翼緣板及橫隔梁出采用濕接，而且橋?qū)捒绫?/p>

36、為20/28.66=0.70.5不是窄橋，不宜用偏心壓力法計(jì)算，故跨橋中的橫向分布系數(shù)計(jì)算方法采用比擬異性板法（用查表法）。計(jì)算幾何特性1）主梁的抗彎慣性矩（查表3-3） 主梁的比擬單寬抗彎慣性矩：2）橫隔梁抗彎慣性矩橫隔梁間距取7.16m，厚度0.15m，每根中橫隔梁的尺寸如圖4-3所示。由于橫隔梁截面有變化，故翼板的有效寬度按比值進(jìn)行計(jì)算，其中為橫梁的長度，可取兩根邊主梁的中心距計(jì)算。即查橋梁工程中表2-5-3得c/=0.438時(shí)；中橫隔梁翼板的有效寬度求橫隔梁截面重心位置 橫隔梁抗彎慣性矩為所以，橫隔梁比擬單寬抗彎慣性矩為:1）主梁和橫隔梁的抗扭慣性矩 對于由于矩形組合而成的梁截面，如t

37、型或工型，其抗扭慣性矩近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣性矩之和：式中： 相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度（圖4-4）矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)b/t計(jì)算，按表4-3計(jì)算；m梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的塊數(shù)。圖4-4 計(jì)算圖示表4-3矩形截面抗扭剛度系數(shù)計(jì)算表b/t1.01.51.752.02.53.04.06.08.010c0.1410.1960.2140.2290.2490.2630.2810.2990.3070.3130.333 t梁間剛性連接的情況，主梁和橫隔梁的抗扭慣性矩應(yīng)按下列公式計(jì)算： 式中：h橋面板的平均厚度 主梁肋和內(nèi)橫梁肋的截面抗扭慣矩主梁翼板的平均厚度對于主梁的梁肋： 查表4-3知

38、 查表知 對于橫隔梁梁肋： 查表4-3知c=0.308 則 計(jì)算參數(shù) 橋面半寬2b=10,根據(jù)公式： 式中b為橋梁承重結(jié)構(gòu)的半寬，即 =0.1884 計(jì)算主梁橫向影響線坐標(biāo)由于該橋所在線路的寬度較大，且橋面再綠化帶下分離，再計(jì)算主梁橫向影響線坐標(biāo)時(shí)是取半橋?qū)拋磉M(jìn)行計(jì)算的；已知0.3195，查橋梁工程后附的g-m法計(jì)算圖表可查得影響系數(shù)k和k的值如下表4-4所示。表4-4 影響系數(shù)k和k的值影響系數(shù)梁位荷載位置校核值03b/4b/2b/40-b/4-2b/4-3b/4-bk 00.940.981.001.041.061.041.000.980.948.04b/41.061.071.081.081

39、.021.000.940.880.831.01b/21.231.181.141.081.010.930.860.810.748.003b/41.411.301.211.090.970.870.800.740.678.02b1.681.421.241.070.930.830.720.680.608.03k00.820.930.991.081.141.080.990.930.827.96b/41.681.501.341.231.060.890.630.390.197.98b/22.472.101.741.380.980.640.25-0.17-0.527.893b/43.322.742.101.5

40、10.930.41-0.16-0.62-1.148.00b4.103.412.451.630.820.18-0.54-1.13-1.767.99校核根據(jù)公式： =校核值用來校核k值計(jì)算的準(zhǔn)確性。用內(nèi)涵法求實(shí)際梁位處的，實(shí)際梁位與表列梁位的關(guān)系，如圖4-5所示。圖4-5 粱位關(guān)系圖（尺寸單位：cm）梁位關(guān)系示圖可知， 對于號(hào)梁: 對于號(hào)梁： 對于號(hào)梁：k=k（這里k是指表列表梁位在0點(diǎn)的k值）現(xiàn)將號(hào)，號(hào)和號(hào)梁的橫向影響線坐標(biāo)值計(jì)算表如下：梁號(hào)和算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b1.4641.3241.2161.0860.9620.8620.7840.7280.65

41、63.4762.8742.1701.5340.9080.364-0.236-0.722-1.264-0.122-1.550-0.954-0.4480.0540.4981.0201.4501.920-0.379-0.292-0.180-0.0840.0100.0940.1920.2270.3613.0792.5821.9901.4500.9180.458-0.044-0.449-0.9030.6160.5160.4390.2900.1840.092-0.009-0.090-0.1811.1521.1321.1121.0701.0080.9460.8940.8280.7822.8042.4682.

42、1181.8121.0120.7360.3900.054-0.258-1.052-1.332-1.006-0.742-0.0040.2100.5040.7741.040-0.311-0.252-0.189-0.140-0.0010.0400.0950.1460.1972.4932.2161.9291.6701.0110.7740.4850.200-0.0610.49990.4430.3860.3340.2020.1550.0970.040-0.0120.9400.9801.0011.0401.0601.0401.000.9800.9400.8200.0930.9901.0801.1401.08

43、00.9900.9300.8200.1200.0500.0100.040-0.080-0.0400.0100.0500.1200.0230.0100.0020.008-0.015-0.0080.0020.0100.0230.8430.9400.9921.0881.1251.0700.9900.8430.1690.1880.1980.2180.225002140.1980.1880.1690.940計(jì)算各梁的荷載橫向分布系數(shù)在主梁的橫向影響線上按橫向最不利位置加載后，就可以按相應(yīng)的影響線坐標(biāo)值求的主梁跨中的荷載橫向分布系數(shù)。首先繪制各主梁的橫向影響線圖，見圖4-7。汽車荷載的多車道折減系數(shù)為：按

44、兩車道布載時(shí)=1.0；按三車道布載時(shí)=0.78；按四車道布載時(shí)，=0.67。下圖4-7即為跨中荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算。圖4-7跨中荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算1）對于號(hào)梁 車輛荷載： 人群荷載：2）對于號(hào)梁 車輛荷載：人群荷載:3）對于號(hào)梁對于號(hào)梁由于影響線與號(hào)梁對稱，故車輛荷載橫向分布系數(shù)與號(hào)梁也相同。 車輛荷載： 由于對每個(gè)分離式橋來說，人行道為單側(cè)布置，故m需計(jì)算（布置位置在影響線坐標(biāo)較小一側(cè)）。 人群荷載：4）對于號(hào)梁與號(hào)梁對稱 車輛荷載同號(hào)梁： 人群荷載4.2.2主梁支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時(shí)，橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法采用杠桿原理法。首先繪制橫向影響線圖如4-8所示，在橫向

45、影響線上按最不利荷載位置布載即可就得支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。1）對于號(hào)梁 2）對于號(hào)梁 3）對于號(hào)梁易知號(hào)梁與號(hào)梁橫向分布系數(shù)相同。 號(hào)梁與號(hào)梁橫向分布系數(shù)相同。 圖4-8支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示4.2.3橫向分布系數(shù)匯總根據(jù)橫向分布系數(shù)的計(jì)算結(jié)果將其匯總于表4-6中，并可以得到荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化圖，如圖4-9所示。 表4-6橫向分布系數(shù)匯總表梁號(hào)荷載類別車輛荷載0.4630.2500.5110.5500.4250.7250.5110.5500.4630.250人群荷載0.5521.1250.46700.18400.023000圖4-9荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化圖4.3活載

46、內(nèi)力計(jì)算采用直接加載求汽車荷載內(nèi)力及人群荷載內(nèi)力，計(jì)算公式為：，式中：s所求截面的彎矩或剪力；（1+）汽車荷載的沖擊系數(shù);多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)，=0.67；汽車和人群的跨中荷載橫向分布系數(shù)；車道荷載中的均布荷載及人群荷載；車道荷載中的集中荷載；彎矩或剪力影響線的面積；與車道荷載的集中荷載對應(yīng)的影響線豎標(biāo)直；計(jì)算簡支梁支點(diǎn)截面的最大剪力時(shí)，應(yīng)考慮荷載橫向分布系數(shù)。沿跨內(nèi)的變化。因此，簡支梁支點(diǎn)截面最大剪力的計(jì)算公式為：式中:支點(diǎn)截面活載內(nèi)力（剪力）：支點(diǎn)截面荷載橫向分布系數(shù)；a荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度；荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段附加三角形重心處對應(yīng)的支點(diǎn)剪力影響線豎標(biāo)。由公路橋規(guī)可知

47、：公路工級車道荷載，由分布荷載和集中荷載組成。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。簡支梁基頻f可采用下列公式計(jì)算 式中：l結(jié)構(gòu)材料的計(jì)算跨徑(m)；e結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩(n/m);i結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩(m)；m結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量(kg/m)；g結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(n/m)；g重力加速度(m/s)；由公路橋規(guī)中的規(guī)定知沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算： 所以沖擊系數(shù)當(dāng)計(jì)算簡支梁各截面的最大彎矩和剪力時(shí)，可以近似取用不變的跨中橫向分布系數(shù)；對于支點(diǎn)截面的剪力或靠近支點(diǎn)截面的剪力，尚需計(jì)入荷載橫向分布系數(shù)在梁端區(qū)段內(nèi)發(fā)生變化所產(chǎn)生的影響。下面以號(hào)梁為例，計(jì)算各控制截面的彎矩和剪力跨中截面（圖

48、4-10）圖4-10跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖示1)彎矩跨中截面彎矩影響線面積：2)剪力：跨中截面剪力影響線面積：(2) l/4截面（圖4-11）圖4-11 l/4截面內(nèi)力計(jì)算圖示1)彎矩l/4截面剪力影響線面積：2)剪力： l/4截面剪力影響線面積： (3) l/8截面（圖4-12）圖4-12 l/8截面內(nèi)力計(jì)算圖示1)l/8截面彎矩影響線面積： 2)剪力 l/8截面剪力影響線面積 (4) 支點(diǎn)截面（圖4-13及圖4-14）圖4-13 汽車荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段附加三角形重心處對應(yīng)的支點(diǎn)剪力影響線豎標(biāo)為：1) 荷載的支點(diǎn)剪力為： 圖4-14 人群荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示荷載橫向分布

49、系數(shù)變化區(qū)段附加三角形重心處對應(yīng)的支點(diǎn)剪力影響線豎標(biāo)為：2)人群荷載支點(diǎn)剪力為： 4.4主梁內(nèi)力組合4.4.1根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定對號(hào)主梁進(jìn)行效應(yīng)組合見表4-7.序號(hào)荷載類別彎矩（）剪力（kn）l/8l/4l/2支點(diǎn)l/8l/4（1）恒載1314.82248.13005.1419.4314.7209.9（2）汽車荷載562.5853.91138.6144.8150.9124.0（3）人群荷載111.6191.3255.044.127.220.0（4）1.2荷載1577.82697.73606.1503.3377.64251.9（5）1.4x汽車荷載787.51195.51594.0211.3202.7173.6（6）0.81.4人群荷載125.0214.3285.648.430.522.4（7）承載能力極限基本組合（4+5+6）2490.34107.55485.7755.4