2跨25m簡支梁橋上部及下部設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2跨25m簡支梁橋上部及下部設(shè)計(jì) 燕 山 大 學(xué)2012年6月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2跨25m簡支梁橋上部及下部設(shè)計(jì)學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程(道橋) 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號(hào)： 081607011034 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 2012年06月17日 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院：里仁學(xué)院 系級教學(xué)單位：建筑環(huán)化系學(xué)號(hào)081607011034學(xué)生姓名 專 業(yè)班 級土木工程（道橋）題目題目名稱2跨25m簡支梁橋上部及下部設(shè)計(jì)題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計(jì) （ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。2.文管類（ ）；3.外語類（

2、 ）；4.藝術(shù)類（ ）。題目類型1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ ） 主要內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)方案的選擇與結(jié)構(gòu)布置2.構(gòu)件截面初步設(shè)計(jì)3.結(jié)構(gòu)體系在恒載和活載作用下的內(nèi)力分析4.主梁截面設(shè)計(jì)及驗(yàn)算5.主梁及墩臺(tái)截面驗(yàn)算6.下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算基本要求結(jié)構(gòu)計(jì)算書一份，荷載計(jì)算，荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算，主梁截面計(jì)算，主梁截面驗(yàn)算。圖紙若干張，總布置圖，主梁構(gòu)造圖，墩臺(tái)構(gòu)造圖，鋼筋配筋圖等。參考資料公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 jtg d60-2004 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 jtg d60-2004公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 jtj02485 公路

3、橋梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算周 次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周第12-14周第15-17周應(yīng)完成的內(nèi)容準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，擬定初步設(shè)計(jì)方案。橫向分布系數(shù)計(jì)算，主梁尺寸擬定。梁部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)力分析驗(yàn)算。兩部圖紙繪制及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 cad繪圖，輸入計(jì)算書，并交由指導(dǎo)老師審閱修改。計(jì)算書與施工圖修改、打印、裝訂，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師：職稱： 年 月 日系級教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要本設(shè)計(jì)2跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋梁。橋面凈寬14+21.75 m，橋下凈空5m，跨徑為25m。本設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)部分：橋面板的設(shè)計(jì)，綜合各種因素，本橋采用預(yù)應(yīng)力t型簡支梁，預(yù)應(yīng)力t型簡支梁具有安裝重量輕、跨度大

4、等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中跨度橋梁。橋面采用7塊寬度為2.5 m，梁高為1.6m，跨度為24.96m的預(yù)應(yīng)力t型梁。作用在橋面上的荷載有結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力，混凝土收縮以及徐變影響力，汽車荷載以及其引起的沖擊力、離心力，和人群荷載，以及所有車輛引起的土側(cè)壓力?；驹硎羌俣ê雎灾髁褐g橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，橋面板視為沿橫向支撐在主梁上的簡支梁。畫出最不利位置的影響線，據(jù)影響線得到橫向分布系數(shù)m，取最大的橫向分布系數(shù)作為主梁的控制設(shè)計(jì)。橋墩設(shè)計(jì)，橋墩采用樁柱式。由蓋梁柱和灌注樁組成。經(jīng)過荷載計(jì)算與組合后，由極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法決定配筋。橋臺(tái)采用雙柱式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)置在地基上，其

5、主要作用是支撐橋跨結(jié)構(gòu)，并且將橋跨結(jié)構(gòu)承受的荷載傳到地基中去，以確保上部結(jié)構(gòu)的安全使用。關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力混凝土；簡支t梁；g-m法；橋梁墩臺(tái)；杠桿原理abstractthe design is about a reinforce concrete simply supported gieder bridge, what has five spans.the bridge deck slabs net breadth is 14+21.75 meter ,the clearance under bridge superstructure is 5meter and each span to 25m

6、eters.this design is composed of three parts as follows,the design of deck slab.considering all of the factors,we design the prestressed bridge t-simple beam.the prestressed bridge has mang good qualities,such as it has small weight when installed, it is very simply when construction.and not use so

7、much template.it is suitable for the small bridge.the bridge deck slab is composed of 7 t-simple beams,and the hollow slab is2.5meter wideth,1.6 meter heigh and 24.96 ength.considering the load is not simple.theloads that imposedon the bridge are as follows:constructuregravity prestressingsoil gravi

8、ty,concretestructuresshrinkage and creep that casued influence force,the car load and impact force,trailer load pedestrian load and lateral earth pressure.the basic principle is that we neglect the link effect of the transversal constraction between the main girder.and supposed the bridge deck slab

9、as simply-supported girder that is supported on the main beam.we draw the influence line that which point is the most adverse,from witch we can know the transverse load foundation s sedimentation,to ensure it suit to the require of the standard.the bridges underside structure is installed under the

10、foundation soil,its main use is to support the upside structure and transfer the load from the upside structure to the require of the standard.the bridgesunderside structure is installed under the foundation soil，its main use is to spport the upside structure to the foundation,to ensure the safe use

11、 of the upside struction.key words reinforce concrete simply supported gieder bridge bridge pier gravity abutment cast in-place pile lever principl目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 課題性質(zhì)11.2 研究主要內(nèi)容1第2章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算32.1 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置32.1.1 設(shè)計(jì)資料32.1.2 橫隔梁的設(shè)置82.2主梁的作用效應(yīng)計(jì)算82.2.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算82.2.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算（g-m法）112.2.3 主梁作

12、用效應(yīng)組合242.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和布置242.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算242.3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置262.4 計(jì)算主梁截面幾何特性322.4.1 截面面積及慣性計(jì)算322.4.2 截面凈距計(jì)算342.4.3 截面幾何特性匯總352.5 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算382.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失382.5.2 由錨具、收縮變形引起的預(yù)應(yīng)力損失392.5.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失402.5.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失422.5.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失422.5.6 預(yù)加應(yīng)力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總442.6 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算47

13、2.6.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算472.6.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算532.6.3 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算572.6.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算622.7 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算652.7.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算652.7.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算672.8 主梁變形驗(yàn)算682.8.1 計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度682.8.2 計(jì)算由荷載引起的跨中撓度722.8.3 結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算732.8.4 預(yù)拱度的設(shè)置732.9 橫隔梁計(jì)算732.9.1 橫梁的彎矩計(jì)算（用g-m法）732.9.2 橫梁截面配筋與驗(yàn)算762.9.3 橫梁剪力效應(yīng)計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)782.10 行

14、車道板的計(jì)算792.10.1 懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算802.10.2 連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算812.10.3 截面設(shè)計(jì)，配筋與承載力驗(yàn)算852.11 支座計(jì)算872.11.1 選定支座平面尺寸872.11.2 確定支座的厚度872.11.3 確定支座偏轉(zhuǎn)情況882.11.4 驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性89第3章 橋梁下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)計(jì)算903.1 下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)布置903.1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造903.1.2 水文地質(zhì)條件903.1.3 材料903.1.4 設(shè)計(jì)依據(jù)913.2 蓋梁計(jì)算913.2.1 荷載計(jì)算913.2.2 內(nèi)力計(jì)算1043.2.3 截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核1073.3 橋墩墩柱設(shè)計(jì)1093.3.

15、1 荷載計(jì)算1093.3.2 截面配筋設(shè)計(jì)及應(yīng)力驗(yàn)算1123.4 鉆孔樁設(shè)計(jì)1143.4.1 荷載計(jì)算1143.4.2 樁長計(jì)算1163.4.3 樁的內(nèi)力計(jì)算（法）1173.4.4 樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算1193.4.5 墩頂縱向水平位移驗(yàn)算120結(jié)論123參考文獻(xiàn)124致謝125第1章 緒論1.1 課題性質(zhì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，對于一個(gè)即將進(jìn)入社會(huì)的大學(xué)生來說是很有意義的，它是從校園理論學(xué)習(xí)到社會(huì)運(yùn)用的一個(gè)過渡階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃中最后的一個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是最重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一時(shí)間較長的教學(xué)環(huán)節(jié)，鞏固、深化、拓展所學(xué)的基礎(chǔ)課程，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課

16、知識(shí)，提高同學(xué)綜合運(yùn)用這些知識(shí)獨(dú)立進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力，從而提高自己專業(yè)技術(shù)素質(zhì)；培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課知識(shí)和相關(guān)技能，解決具體問題的土木工程設(shè)計(jì)問題所需的綜合能力和創(chuàng)新能力。和其他教學(xué)環(huán)節(jié)不同，畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，解決與之有關(guān)的所有問題，熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法，具有實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的顯著特點(diǎn)。因而對培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、增強(qiáng)工程意識(shí)和創(chuàng)新能力具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法取代的重要作用。同時(shí)，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，還要求我們同時(shí)運(yùn)用感性和理性知識(shí)去把握整個(gè)建筑的處理，這其中就包

17、括建筑外觀和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。還要求我們更好的了解國內(nèi)外建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，更多的關(guān)注這方面的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，以及我們在以后的土木工程專業(yè)方向有更大的造詣。這次的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的設(shè)計(jì)以后會(huì)在我們的工作中常接觸到，這就為我們以后的工作奠定了一定基礎(chǔ)。這次的設(shè)計(jì)是我們所學(xué)的所有科目的綜合體現(xiàn)，也為我們更好的掌握知識(shí)提供了機(jī)會(huì)。1.2 研究主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁橋，預(yù)應(yīng)力混凝土橋出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代，50年代以來不斷取得巨大發(fā)展，在中、小跨度范圍內(nèi)現(xiàn)已占絕對優(yōu)勢，在大跨度范圍內(nèi)它正在同鋼橋展開激烈競爭。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省鋼材，降低橋梁的材料費(fèi)用；由于采用預(yù)施應(yīng)力工藝，能使混凝土結(jié)

18、構(gòu)的工地接頭安全可靠，因而以往只適應(yīng)于鋼橋架設(shè)的各種不要支架的施工方法，現(xiàn)在也能用于這種混凝土橋，從而使其造價(jià)明顯降低；同鋼橋相比，其養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較省，行車噪聲??；同鋼筋混凝土橋相比，其自重和建筑高度較小，其耐久性則因采用高質(zhì)量的材料及消除了活載所致裂紋而大為改進(jìn)。它的缺點(diǎn)是：自重要比鋼橋大，施工工藝有時(shí)比鋼橋復(fù)雜,工期較長。但這些缺點(diǎn)屬次要問題,且仍在不斷得到克服。因此，在50年代以來所出現(xiàn)的一些新型橋梁之中，它的適用范圍最廣，其發(fā)展仍方興未艾。本設(shè)計(jì)為225 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁橋，橋梁總長為50 m，橋面寬度為凈14+21.75 m，活荷載為公路一級荷載，預(yù)應(yīng)力鋼束采用鋼絞線，17標(biāo)準(zhǔn)型。

19、恒載為結(jié)構(gòu)自重和橋面鋪裝及欄桿的自重，橋下凈空為5 m。要求完成主梁截面的設(shè)計(jì)、主梁及橫隔梁內(nèi)力計(jì)算、支座設(shè)計(jì)及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第2章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置2.1.1 設(shè)計(jì)資料1橋梁跨徑橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：25m（墩中心距離）主梁全長：24.96m計(jì)算跨徑：24.00m橋面凈空：凈14m+21.75m=17.5m2設(shè)計(jì)荷載公路-級，人群荷載，每側(cè)人行柱、防撞欄重力作用分別為和。3材料及工藝混凝土：主梁采用c50，欄桿及橋面鋪裝采用c30。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d622004）的12.7鋼絞線，每束7根，全梁配6束，=1860mpa。普通鋼

20、筋直徑大于和等于12mm的采用hrb335鋼筋；直徑小于12mm的均用r235鋼筋。按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。4設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b012003），簡稱標(biāo)準(zhǔn)；（2）交通部頒公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtg d60-2004），簡稱橋規(guī)（3）交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d622004），簡稱公預(yù)規(guī)。5基本計(jì)算數(shù)據(jù)(見表2-1)表2-1 基本計(jì)算數(shù)據(jù)名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力持久狀態(tài)

21、標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許壓應(yīng)力容許主壓應(yīng)力短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力容許主拉應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度最大控制應(yīng)力持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線鋼筋與混凝土的彈性模量比無量綱2.1.2 橫截面布置1主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì),同時(shí)加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬t梁翼板。由于本設(shè)計(jì)橋面凈空為17.5m,主梁翼板寬度為2500mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面(bi=1600mm)和運(yùn)營階段的大截面(bi=

22、2500mm)。凈14m+21.75m的橋?qū)掃x用七片主梁，如圖2.1所示。圖2.1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm）2主梁跨中截面主要尺寸擬定1) 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/181/19。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，而混凝土用量增加不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)取用1600mm的主梁高度是比較合適的。2) 主梁截面細(xì)部尺寸t梁翼板的厚度主要取決與橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制t梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在

23、預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板的厚度一般由布置孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本設(shè)計(jì)腹板厚度取200mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼筋束的需要確定，設(shè)計(jì)表明，馬蹄面積占截面總面積的為合適。本設(shè)計(jì)將鋼束按二層布置，一層最多排三束，同時(shí)還根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條對鋼束凈距的要求，初擬馬蹄寬度為550mm，高度250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度150mm，以減小局部應(yīng)力。按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁跨中截面圖（見圖2.2）。圖2.2 跨中截面尺寸圖（單位mm）3) 計(jì)算截面幾何特性將主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面

24、幾何特性列表計(jì)算見表2-2。表2-2 跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積/cm分塊面積形心至上緣距離/cm分塊面積對上緣靜距/cm3分塊面積的自身慣矩/cm4=-/cm分塊面積對截面形心的慣矩 /cm4=+/cm4(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)(7)=(4)(6)大毛截面翼板37507.52812570312.547.318393385.48463698腹板2400751800002880000-20.19978326.63858327三角托50018.3339166.52777.77836.38665395668173下三角262.51303412532

25、81.25-75.1914840531487334馬蹄1375147.5202812.571614.58-92.691183224.6118848398287.545422926362371小毛截面翼板24007.5180004500056.5176641127709112三角托50018.3339166.52777.77845.6810433311046109腹板2400751800002880000-10.992898723169872下三角262.5130341253281.25-65.9911431031146384馬蹄1375147.5202812.571614.58-83.4995

26、8454896561636937.544410422727640注：大毛截面形心至上緣距離： 小毛截面形心至上緣距離： 4) 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) (希望在0.5以上)上核心距：下核心距：截面效率指標(biāo)：表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.1.3 橫截面延跨長的變化如圖1.1所示，本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的t梁翼板厚度沿跨長不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端1980mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近（第一道橫隔梁處）開始向支點(diǎn)逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時(shí)腹板寬度亦開始變化。2.1.2 橫隔梁的設(shè)置模型試驗(yàn)結(jié)

27、果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則直線在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對主梁設(shè)計(jì)起主要作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)計(jì)一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋梁中點(diǎn)和四分點(diǎn)，支點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁，其間距為6.0m。端橫隔梁的高度與主梁高度相同，厚度為上部260mm，下部240mm；中橫隔梁高度為1450mm，厚度為上部180mm，下部160mm，詳見圖2.1所示。2.2主梁的作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱橫截面的布置，并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（一般去跨中、四分點(diǎn)和支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后

28、再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。本設(shè)計(jì)以邊主梁作用效應(yīng)計(jì)算為例。2.2.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算1永久作用集度(1) 預(yù)制梁自重跨中截面段主梁自重（四分點(diǎn)截面至跨中截面，長6.0m）馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長4.5m） 支點(diǎn)段梁的自重（長1.98m）邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：端橫隔梁體積：故半跨內(nèi)橫梁重力為:預(yù)制梁永久作用集度(2) 二期永久作用現(xiàn)澆t梁翼板集度邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：一片邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁載荷集度：鋪裝8cm混凝土鋪裝：7cm瀝青鋪裝：若將橋面鋪裝均攤給七片主梁，則：欄桿一側(cè)人行欄： 1.52kn/m一側(cè)防撞欄：若兩側(cè)人行欄、

29、防撞欄均攤給七片主梁，則：邊梁二期永久作用集度2.永久作用效應(yīng)如圖1.4所示，設(shè)為計(jì)算截面離左支座的距離，并令。主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： (2-1) (2-2)圖2.3 永久作用效應(yīng)計(jì)算圖永久作用計(jì)算見表2-3。表2-3 1號(hào)梁永久作用效應(yīng)作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)一期彎矩1527.841145.880剪力 /kn0127.32254.64二期彎矩 /kn940.32705.240剪力078.36156.72彎矩2468.161851.120剪力 /kn0205.68411.362.2.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算（g-m法）1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻

30、有關(guān)，因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算：其中：根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：按橋規(guī)4.3.1條，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，需進(jìn)行車道折減，三車道22%，四車道折減33%，但折減后不得小用兩行車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)按四車道設(shè)計(jì)，在計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí)需進(jìn)行車道折減。2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算主梁抗扭慣性矩對于t形梁截面，抗扭慣性矩可近似的按下式計(jì)算： （2-3）式中：，相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；矩形截面抗扭剛度系數(shù)；梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：馬蹄部分的換算平均厚度：圖2.4示出了的計(jì)算圖示，的計(jì)算見表2-4

31、。圖2.4 計(jì)算圖示（單位mm）表2-4 計(jì)算表分塊名稱bi /cmti /cm /m4翼緣板25017.20.06884.24037腹板110.3200.18130.29532.60572馬蹄5532.50.5909020983.9611210.80721單位寬度抗彎及抗扭慣矩：橫梁抗彎及抗扭慣矩翼板有效寬度計(jì)算（如圖2.5）圖 2.5 計(jì)算圖示橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據(jù)土木工程手冊比值表，求的=0.798，所以： 求橫隔梁截面重心位置：橫梁的抗彎和抗扭慣矩和：表2-5 矩形截面抗扭剛度系數(shù)c表 t/b10.90.80.70.60.5c0.1410.1550.1710.189

32、0.2090.229t/b0.40.30.20.10.1c0.250.270.2910.3121/3根據(jù)表2-5，查表可得取。根據(jù)表1-5，查表可得取。故：單位抗彎及抗扭慣矩和： 計(jì)算抗彎參數(shù)和抗扭參數(shù)式中：橋?qū)挼囊话胗?jì)算跨徑。 按公預(yù)規(guī)3.1.6條，取，則：計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)已知，查g-m圖表可得表2-6中數(shù)值。表2-6 g-m法計(jì)算表梁位荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bk000.450.701.001.261.401.261.000.700.45b/41.341.411.401.411.261.000.640.300.00b/22.252.091.

33、851.471.020.500.13-0.28-0.653b/43.82.912.081.350.730.28-0.20-0.50-0.85b5.43.802.251.200.45-0.10-0.52-0.80-1.25k100.830.901.001.121.181.121.000.900.83b/41.071.131.171.201.100.950.810.710.61b/21.401.451.321.161.000.800.660.550.473b/41.901.701.421.130.870.720.550.450.40b2.301.801.421.080.820.660.500.40

34、0.32用內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標(biāo)值（圖2.6）圖 2.6 橫向分布影響線計(jì)算圖示 （單位mm）1號(hào)，7號(hào)梁：2號(hào)，6號(hào)梁：3號(hào)，5號(hào)梁：4號(hào)梁：（系梁位在0點(diǎn)的k值）列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值（表2-7）繪制橫向分布影響線圖（圖2.7），求橫向分布系數(shù)。按照橋規(guī)4.3.1條和4.3.5條規(guī)定：汽車荷載距人行道邊緣距離不小于 0.5m,人群荷載取3kn/m。表2-7 各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值梁號(hào)計(jì)算式何載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b一號(hào)2.0721.7431.4201.1090.8490.6940.5290.4290.3664.4883.293

35、2015.1.2860.6100.177-0.338-0.629-1.028-2.416-1.550-0.733-0.1770.2390.5780.8661.0581.393續(xù)表2-7梁號(hào)計(jì)算式何載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b-0.420-0.270-0.128-0.0310.0420.1010.1510.1840.2424.0683.023200261.2550.6510.217-0.187-0.445-0.7850.5810.4320.2890.1790.0930.031-0.027-0.064-0.112二號(hào)1.5451.5231.3491.1510.962

36、0.7770.6280.5210.4502.7002.3281.9171.4350.9360.4360.034-0.344-0.711-1.155-0.805-0.568-0.2840.0260.3410.5940.8651.161-0.201-0.140-0.099-0.0490.0050.0590.1030.1500.2022.4992.1881.8181.3860.9400.4950.138-0.193-0.5090.3570.3130.2600.1980.1340.0710.020-0.028-0.073三號(hào)1.1161.1751.1911.1941.0860.9290.7890.68

37、80.5901.4671.5051.4631.4181.2260.9300.5690.219-0.091-0.351-0.330-0.272-0.224-0.140-0.0010.2200.4690.681-0.061-0.057-0.047-0.039-0.0240.0000.0380.0920.1191.4061.4481.4161.3791.2020.9300.6070.3000.0280.2010.2070.2020.1970.1720.1330.0870.0430.004四號(hào)0.8300.9001.0001.1201.1801.1201.0000.9000.8300.4500.700

38、1.0001.2601.4001.2601.0000.7000.4500.3800.2000.000-0.140-0.220-0.1400.0000.2000.3800.0660.0350.000-0.024-0.038-0.0240.0000.0350.0660.5160.7351.0001.2361.3621.2361.0000.7350.5160.0740.1050.1430.1770.1950.1770.1430.1050.074各梁橫向分布系數(shù)：公路-級：圖2.7 (單位 cm)各梁的橫向分布計(jì)算：一號(hào)梁：四車道：三車道：二車道：二號(hào)梁：四車道：三車道：二車道：三號(hào)梁：四車道：三車道

39、：二車道：四號(hào)梁：四車道：三車道：二車道：?。喝巳汉奢d橫向分布系數(shù)：支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖2.7所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，1號(hào)梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下：圖2.8 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）橫向分布系數(shù)匯總(見表2-8)表2-8各梁可變作用橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)一號(hào)二號(hào)三號(hào)四號(hào)可變作用類別公路-級人群荷載公路-級人群荷載公路-級人群荷載公路-級人群荷載0.5670.5250.4960.6610.4430.2030.4250.0860.31.170.82/0.88/0.88/3.車道荷載取值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路-級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集

40、中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：計(jì)算彎矩時(shí)：計(jì)算剪力時(shí)： 4.計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取。（1）求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖2.9示出跨中截面的作用效應(yīng)計(jì)算圖式，計(jì)算公式為：圖2.9 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示 (2-4)式中：s所求截面汽車（人群）標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：影響線上同號(hào)區(qū)段的面積影響線上最大坐標(biāo)值?？勺冏饔茫ㄆ嚕?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）

41、效應(yīng)：（2）求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力，圖2.10為四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示。圖2.10 四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：（3） 求支點(diǎn)截面的最大剪力，圖2.11示出支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖示。圖2.11 支點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示可變作用（汽車）效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：2.2.3 主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)按橋規(guī)4.1.64.1.8條規(guī)定，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表2-9。表2-9 主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載

42、類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)mmaxvmaxmmaxvmaxvmax/knm/kn/knm/kn/kn第一期永久作用1527.84401145.88127.32254.64第二期永久作用940.320705.2478.36156.72總永久作用=+2468.1601851.12205.68411.36可變作用（汽車）公路-級1291.15104.25957.85170.12196.67可變作用（汽車）沖擊374.4330.23277.7849.3356.16可變作用（人群）143.765.99111.1612.7828.41標(biāo)準(zhǔn)組合=+4277.5140.473197.91437.91692.6

43、短期組合=+0.7+3515.7378.972632.78337.54577.44極限組合=1.2+1.4(+)+1.125466.12194.984075.58568.36879.412.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和布置2.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。1按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 對于簡支梁帶馬蹄的t形截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到鋼束數(shù)的估算公式： (2-5)式中：持

44、久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表2-9取用；與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于公路-級，取0.5一股鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是，故已計(jì)算出成橋后跨中截面初估，則鋼束偏心距為。一號(hào)梁： 2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為： (2-6)式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表2-9取用；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用，本設(shè)計(jì)取用0.75；預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見表2-1，為1260mpa。計(jì)算得：根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù)n=6。2.3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置1跨中截面及錨固端

45、截面的鋼束位置 (1)對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預(yù)規(guī)9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不小于3cm及管道直徑的1/2。根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條規(guī)定，水平凈距不小于4cm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖2.12（a）所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：(a)跨中截面(b)錨固截面圖2.12 鋼束布置圖（單位：mm）圖2.13 鋼束群重心位置復(fù)核圖示（單位：mm）(2)本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固號(hào)鋼束。對于錨固端截面，鋼束布置通常考慮下述

46、兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面型心，是截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求，按照上述錨頭布置的“均勻”“分散”原則，錨固端截面布置鋼束如圖2.12(b)所示，鋼束群重心至梁底距離為：為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特性。圖2.13示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見表2-10所示。表2-10 鋼束錨固截面的幾何特性表分塊名稱/=+翼板 37507.5 28125 70312.5 56.6210781641.510851954三角承托 211.25 17.173626 495.8543.95408051408546.85腹板797587.5697812.513972846.