宋江河大橋4×40m裝配式預應力混凝土簡支T梁橋施工圖設計畢業(yè)設計

1、前 言公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和人民生活服務的公共基礎設施，是衡量一個國家經(jīng)濟實力和現(xiàn)代化水平的重要標志。我國從“七五”開始，公路建設進入了高等級公路建設的新階段，近幾年隨著公路等級的不斷提高，路橋方面知識得到越來越多的應用，同時，各項規(guī)范也有了較大的變動，為掌握更多路橋方面知識，我選擇了40m裝配式預應力混凝土簡支t梁設計這一課題。本設計是根據(jù)設計任務書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定，選定裝配式預應力t形截面簡支梁橋，該類型的梁橋具有受力均勻、穩(wěn)定，且對于小跨徑單跨不產(chǎn)生負彎矩，施工簡單且進度迅速等優(yōu)點。設計內(nèi)容包括擬定橋梁縱,橫斷面尺寸、上部結構計算，下部結構計算，施工組織管理與運營，施

2、工圖繪制,各結構配筋計算，書寫計算說明書、編制設計文件這幾項任務。在設計中，橋梁上部結構的計算著重分析了橋梁在施工及使用過程中恒載以及活載的作用力，采用整體的自重荷載集度進行恒載內(nèi)力的計算。按照新規(guī)范公路i級車道荷載進行布置活載，并進行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預應力損失，并進行預應力階段和使用階段主梁截面的強度，正應力及主應力的驗算。下部結構采用以鉆孔灌注樁為基礎的墩柱，并分別對橋墩和樁基礎進行了計算和驗算。主要依據(jù)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtg d062-2004）,公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（jtj 024-85、,公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（簡稱

3、預規(guī)）jtg d602004公路橋涵設計通用規(guī)范（簡稱通用規(guī)范）在本次設計過程中，新舊規(guī)范的交替，電腦制圖的操作，都使我的設計工作一度陷入僵局。在指導老師龐傳琴老師及本組其他組員的幫助下，才使的這次設計得以順利完成。在此，對老師和同學們表示衷心的感謝。由于公路橋梁工程技術的不斷進步，技術標準的不斷更新，加之本人能力所限，設計過程中的錯誤和不足再所難免，敬請各位老師給予批評指正。第1章 橋型設計方案比選1.1 橋梁總體規(guī)劃原則橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。任選三種作比較，從安全、功能、經(jīng)濟、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。橋梁設計原則（1） 適用性橋上應保證

4、車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。（2） 舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設計越來越強調(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與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。（3） 經(jīng)濟性設計的經(jīng)濟性一般應占首位。經(jīng)濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。（4） 先進性橋梁設計應體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設的新技術。應便于制造和架設，應盡量采用先進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。（5） 美觀一

5、座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。1.2 方案比選方案比選應完成以下內(nèi)容：（1）確定橋孔孔徑。根據(jù)橋位附近的地形、水文等資料，確定一河一橋或一河多橋的可靠橋位，接著進行橋孔布設，確定橋長，如需要約束橋孔，則應根據(jù)公路橋規(guī)的要求計算沖刷系數(shù)，且不能超過規(guī)定的容許值。（2）初擬橋梁圖式。擬定方案比選階段的橋梁圖式時，要滿足必需的孔徑要求，可暫不管經(jīng)濟、美觀與否。初擬方案時，通常先考慮主孔要求，再考慮邊孔或引橋，能用標準跨度時，宜優(yōu)先考慮采用定型圖，橋長不大時，往往不分正橋和引橋，而是統(tǒng)籌全

6、長來設計。（3）方案評比和優(yōu)選各方案在評比時，應注意他們的評比條件應力相同，例如橋梁全長應接近，橋面與橋頭引線的標高是否一致，沖刷線下的基礎埋深要相同。方案評比的主要內(nèi)容是：材料（造價）；施工設備和能力；工期；養(yǎng)護和維修運營；修復抗震性能航運和跨線條件；美觀。應根據(jù)上述原則，對橋梁作出綜合評估。方案一：預應力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）1 .基本構造布置設計資料 橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m（墩中心距），全橋共：160米，分4跨，主梁全長：39.96m，橋面凈空：凈14m+21.75m；計算跨徑：39m。1).上部構造為預應力混凝土t型梁，梁高1.7 m；下部構造為柱式墩身，肋板式橋臺，樁基

7、礎；采用簡支轉連續(xù)施工。2).預應力混凝土t型梁是目前公路橋梁中經(jīng)濟合理的橋型之一。橋型能適應橋位環(huán)境，施工工藝成熟、安全可靠；采用簡支轉連續(xù)橋型，橋面連續(xù)，行車舒適，施工方便，工期較短。上部結構施工較連續(xù)梁和連續(xù)剛構要簡單，材料用量和費用較少。能有效控制投資規(guī)模，造價最省。2 .設計荷載公路i級，兩側人行欄，防撞欄桿重量分別為1.53kn/m，4.87 kn/m材料及工藝本橋為預應力鋼筋混凝土t型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用c50號混凝土，橋面鋪裝用c30號混凝土；樁基、承臺、橋墩、橋臺、搭板：c30防撞墻：c20預應力鋼筋：采用公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtg d622

8、004）的15.2鋼絞線，每束6根主筋：ii級鋼筋 輔助鋼筋：i級鋼筋簡支梁的優(yōu)點是構造、設計計算簡單，受力明確，附加力、特殊力的影響小，設計施工易標準化、簡單化、可明顯縮短工期。缺點是中部受彎矩較大，并且沒有平衡的方法，而支點處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋1.方案簡介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無鉸拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標準跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺為u型橋臺。2.尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24，凈跨徑為60.0m，矢跨比為1/8。橋面行車道寬9.0m,兩邊各設1.5m的人行道。拱圈采用單箱

9、多室閉合箱，全寬11.2m，由8個拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1.1圖1.1箱梁尺寸擬定（1）拱箱寬度：由構件強度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取140cm。（2）拱壁厚度：預制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護層和插入式震動棒的要求，一般需有10cm，若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為8cm,取8cm。（3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構成拱圈的受力部分，一般用1016cm，這里取16cm。（4）底板厚度：614cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。這里取10cm。（5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最

10、小厚度68cm,這里取8cm。（6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。3.橋面鋪裝及縱橫坡度:橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設雙向橫坡，坡度為1.5%。為了排除橋面積水，橋面設置預制混凝土集水井和10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為0.6%。4.施工方法:采用無支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預制。采用裝配整體式結構型式，分階段施工，最后組拼成一個整體。5.總結:預應力混凝土連續(xù)箱梁也是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一。結構受力合理，變形?。粯蛎孢B續(xù)，行車舒適；較t型梁增加了施工的難度和工期；材料用量和費用較t型梁要多一些。上部構造

11、施工采用移動支架一次性投入費用要高；且由于增加了大噸位支座，日后維護費用要增加。橋型方案三：預應力混凝土連續(xù)剛構方案（比較方案）橋梁全長：160m （1）上部構造為預應力混凝土變高度箱梁，根部高4.5m，跨中高2.0m；下部構造為空心矩形截面墩身、肋板式橋臺，樁基礎；采用掛籃懸臂澆筑施工。（2）預應力混凝土連續(xù)剛構橋外型美觀，是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一，尤其是墩身高度很高時,更能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。該橋型連續(xù)，行車舒適；但上部結構施工工序較t型梁和連續(xù)梁要多、周期較長，造價較高。綜上所述，簡支梁附加力、特殊力的影響小，設計施工易標準化、簡單化、可明顯縮短工期。再結合所選地區(qū)的地質(zhì)和地

12、形情況。本次設計選用預應力混凝土簡支梁橋作本橋的橋梁形式，并采用裝配式設計。二. 橋梁上部結構計算2.1 設計資料2.1.1 設計資料1.橋梁跨徑及橋?qū)?標準跨徑：40m（墩中心距離）；全橋共：160米，分4跨 主梁全長：39.96m； 計算跨徑：39m； 橋面凈空：凈14m+21.75m；2.設計荷載公路i級車輛荷載，結構重要系數(shù)ro=1.0；人群3.5kn/m，兩側人行欄、防撞欄重力分別為1.53 kn/m和4.87 kn/m。3.材料及工藝材料（1）混凝土 橋面砼土鋪裝：c30 主梁：c50 樁基、承臺、橋墩、橋臺、搭板：c30 防撞墻：c20（2）鋼筋 主筋：ii級鋼筋 輔助鋼筋：i級

13、鋼筋 預應力鋼筋：15.2鋼絞線，每束6根（3）預應力管道 預應力管道均采用塑料波紋管成孔，并采用真空壓漿技術進行后張法管道灌漿。（4）錨具采用錐形錨具，且其產(chǎn)品性能符合國際預應力協(xié)會編制的先張預應力體系驗收建議（fip-91）和預應力筋錨具、 夾片和連接器(gb/t14370-93)的要求。供貨廠家必須取得iso9002和bsi質(zhì)量體系認證證書。（5） 附屬結構 橋面鋪裝橋面鋪裝采用7cm厚c30混凝土，8cm厚瀝青混凝土，瀝青混凝土下面做一層橋面防水層。 防撞護欄在t梁邊緣50cm范圍內(nèi)設置防撞護欄，護欄上部為鋼結構，下部為混凝土結構。護欄在每個墩頂設置伸縮縫。 橋面排水橋面排水采用集水管

14、集中排水的方式，在橋面的邊緣處設置泄水孔，便于排水4.設計依據(jù) （1）交通部頒公路工程技術標準（jtg b012003） （2）交通部頒公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d602004） （3）交通部頒公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtg d622004）5.基本計算數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)表名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強度rmpa50彈性模量mpa3.4510軸心抗壓標準強度fmpa32.4抗拉標準強度fmpa2.65軸心抗壓設計強度fmpa22.4抗拉設計強度ftdmpa1.83預施應力階段極限壓應力0.7fckmpa20.72極限拉應力0.7ftkmpa1.757使用荷載作用階段極限壓應力

15、0.5fckmpa16.2極限主壓應力0.6fckmpa19.44極限主拉應力0.6ftkmpa1.59j15.2鋼絞線標準強度fpkmpa 1860彈性模量mpa1.9510抗拉設計強度fpdmpa1488 最大控制應力0.75fpkmpa1395 使用荷載作用階段極限應力0.7fpkmpa 1209材料容重鋼筋混凝土1kn/m25瀝青混凝土2kn/m23鋼絞線3kn/m78.5名稱項目符號單位數(shù)據(jù)材料容重鋼束與混凝土彈性模量比ep無量綱5.652.1.2 橫截面布置（1）主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效，故在許可條件下

16、應適當加寬t梁翼板。故本設計主梁翼板寬度為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：預施應力、運輸、吊裝階段的小截面（上翼板寬度1600mm）和運營階段的大截面（上翼板寬度2500mm）。橋?qū)挒閮?4m+21.75，橋梁橫向布置選用七片主梁。（2）主梁跨中主要尺寸擬定主梁高度預應力混凝土簡支梁的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15-1/25之間，標準設計中高跨比約在1/18-1/19。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省預應力鋼束的用量，同時梁高加大一般是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述

17、，本設計中取用2300mm的主梁高是比較合適的。主梁截面細部尺寸t梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板抗壓強度的要求。本設計預制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。在預應力混凝土梁中,腹板內(nèi)主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本設計取腹板厚度為200mm。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定，設計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%-20%為合適。本設計考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時

18、“公預歸”第9.4.9條對鋼束凈距及預留管道的構造要求，初擬馬蹄的寬度為550，高度250，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度為150，以減小局部應力。按照以上擬定的外形尺寸，就可以繪出預制梁的跨中截面布置圖（如圖2-2 2-3所示）橫截面沿跨長的變化本設計主梁采用等高形式，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四分點附近開始向支點逐漸抬高。梁端局部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端1980范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。橫隔梁的設置模型試驗結果表明，主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，在當該位置有橫隔梁時比較均勻，否則主梁彎矩較大。為

19、減小對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩，在橋跨中點、三分點、六分點和支座處共設置七道橫隔梁，其間距為6.5m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部260，下部240；中橫隔梁高度為2050，厚度為上部180，下部160。（3）計算截面幾何特征計算跨中各截面的幾何性質(zhì)將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則的小單元，截面幾何特性列表計算見表32檢驗截面效率指標上核心距： ks=i/a ycx =66283353/6957.5（230-83.29）=46.64mm下核心距： kx=i/a ycs =82.15mm截面效率指標：(ks + kx）/h=(46.64+82.15)/230=0.560.5表明以上初

20、擬的跨中截面尺寸時合理的。表32 跨中截面的幾何特性表分塊名稱分塊面積ai(cm2)分塊面積形心至上緣的距離yi(cm)分塊面積對上緣靜矩（cm4）分塊面積的自身慣矩ii(cm4)di=yi-ys(cm)分塊面積對截面積形心的慣矩ix=aidi2(cm4)i=ii+ix(1)(2)(3)=(1)(2)（4）（5）（7）（4）+（6）大毛面積翼板37507.52812370312.575.792154046521610778三角承50018.3339166.52777.77864.95721097062112484腹板380011041800011431667-26.71271101214142

21、678下三角262200525003281.25-116.7135755713578853馬蹄1375217.5299062.571614.58-134.212476694624838560968780685466283353 小毛面積翼板24007.518004500088.061861095318655953三角承托50018.3339166.52777.77877.2329820052984783腹板380011041800011431667-14.4479235212224018下三角262.5200525003281.26-104.4428632752866556馬蹄1375217.

22、5299062.571614.58-121.942044537520516990833779672657348299注：大毛截面形心至上緣距離：ys=si/ai=83.29cm小毛截面形心至上緣距離：ys=si/ai=93.56cm2.1.3 恒載內(nèi)力（1）半跨預制梁自重：根據(jù)截面的變化分為三段求解跨中截面（長13m） g1=0.833752513=270.97（kn）變化截面（長5m） g2=（1.443625+0.83375）525/2=142.34(kn)支點截面（長1.98m） g3=1.443625251.98=71.46（kn）中橫隔梁體積：0.17（1.90.7-0.50.10.

23、5-0.50.150.175）=0.2196（m3）端橫隔梁體積：0.25（2.150.525-0.50.0650.325）=0.2795（m3）故半跨橫隔梁重力為：g4=（2.50.2196+10.2795）25=20.71（kn）預制梁恒載作用集度：g1=（270.97+142.34+71.46+20.71）/19.98=25.30(kn/m)（2）二期恒載作用現(xiàn)澆t梁翼板集度：g5=0.150.925=3.38（kn/m）邊梁現(xiàn)澆中橫隔梁體積：0.170.451.9=0.14535（m3）邊梁現(xiàn)澆端橫隔梁體積：0.250.452.15=0.241875（m3） 邊梁現(xiàn)澆部分集度：g6=（

24、50.14535+20.241875）25/39.96=0.76(kn/m)7cm混凝土鋪裝：0.071424=23.52（kn/m）8cm瀝青鋪裝： 0.081423=25.76（kn/m）將橋面鋪裝均攤給七片主梁，則：g7=（23.52+25.76）/7=7.04（kn/m）將兩側人性欄、防撞欄均攤給七片主梁，則：g8=（1.53+4.87）2/7=1.82（kn/m）邊梁二期恒載作用集度：g2=3.38+0.76+7.04+1.82=13.00（kn/m）（3）恒載作用效應計算梁的彎矩和剪力值計算跨中： 四分點： 支點：恒載作用效應計算見表3-3表3-3 恒載作用效應作用效應跨中四分點支

25、點一期 彎矩（kn.m）4810.163607.620剪力（kn）0246.68493.35二期 彎矩（kn.m）2479.231859.430剪力（kn） 0127.14254.28 彎矩（kn.m）7289.395467.050剪力（kn）0373.82747.632.1.4 活載內(nèi)力的計算1 計算主梁抗扭慣矩ita.對于t形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算：itcibiti3式中：bi，ti為相應單個矩形截面的寬度和高度； ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：t1=17.2（cm）馬蹄部分的換算平均厚度t332.5（cm）表36

26、 it計算表 分塊面積bi(cm)ti(cm)ti/biciitcibiti3(10-3m4)翼緣板25017.214.53491/34.24037腹板180.3209.0150.31004.47144馬蹄5532.51.69230.20983.9611212.67293b 計算抗扭修正系數(shù)本設計主梁的間距相同，則得：（2）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)第4.3.2 條規(guī)定，結構的沖擊系數(shù)與結構的基頻有關，因此要先計算結構的基頻：簡支梁橋：0.9687525103/9.812468.78（kg/m） 式中：結構的計算跨徑（），l39 e結構材料的彈性模量（），e3.45104（） 結構跨中處的單

27、位長度質(zhì)量（），0.6628 結構跨中處延米結構重力（） 重力加速度，9.81根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)，按橋規(guī)4.3.1條，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道折減20，四車道折減30，但折減后不得小于兩車道布載時的結果（3）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)a.荷載位于跨中時，按偏心壓力法計算由設計知該橋設有剛度很大的橫隔梁，且承重結構的跨寬比：l/b=39/(72.5)=2.232為窄橋， 故可按偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)。由圖知：a1=7.5; a2=5;a3=2.5; a4=0;a5=-2.5;a6=-5;a7=-7.5e1=7.5; e2=5;e3=2.5; e4=0

28、;e5=-2.5;e6=-5.5;e7=-7ai2=7.52+52+2.52+(-2.5)2+(-5)2+(-7.5)2=175則各梁橫向影響線的豎標值為：由公式 計算所得的值列于表3-7內(nèi) 梁號i1i2i3i4i5i6i710.45140.34860.24570.14290.04-0.0629-0.165320.34860.280.21140.14290.07430.0057-0.062830.24570.21140.17710.14290.10860.07430.0440.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429計算荷載橫向分布系數(shù) 1號梁的橫向影響

29、線和最不利布載如圖可變作用（公路i級）四車道： 三車道：兩車道：故取汽車荷載的橫向分布系數(shù)為：人群：2號梁的橫向影響線和最不利布載如圖5可變作用（公路i級）四車道：三車道：兩車道：故取汽車荷載的橫向分布系數(shù)為：人群：3號梁的橫向影響線和最不利布載如圖6可變作用（公路i級）四車道： 三車道：兩車道：故取汽車荷載的橫向分布系數(shù)為：人群：4號梁的橫向影響線和最不利布載如圖7可變作用（公路i級）四車道：三車道：兩車道： 故取汽車荷載的橫向分布系數(shù)為：人群：b.當荷載位于支點時，按杠桿原理法計算繪制1號梁，2號梁，3號梁的荷載橫向分布系數(shù)影響線，如圖3-5，按橋規(guī)在橫向影響線上確定的最不利荷載布置位置求

30、得1號梁的活載橫向分布系數(shù)汽車：mcq=0.50.6=0.3人群：mor=1.17c.1號梁荷載作用橫向分布系數(shù)匯總見表3-81號梁荷載作用橫向分布系數(shù)匯總荷載類別mcm0汽車0.61900.3人群0.46891.17d車道荷載的取值按橋規(guī)4.3.1條，公路i級的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值pk為：qk10.5kn/m計算彎矩時pk（360-180）/（50-5）（39-5）+180316 kn計算剪力時pk3161.2=379.2 kne各截面的最大彎矩和剪力計算荷載內(nèi)力 在活載內(nèi)力計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計算主梁活載彎矩時，采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc，由于跨中和

31、四分點的剪力影響線的較大坐標位于橋跨中部，故也按不變的mc來計算。求支點和變化點截面活載剪力時，由于主要荷載集中在支點附近應考慮支承條件的影響，即從橋支點第一根橫隔梁，橫向分布系數(shù)用m0和mc內(nèi)插，其余區(qū)段均取mc值 計算跨中截面最大彎矩和最大剪力(見圖3-6)采用以下公式: 對于人群荷載:q=3.5kn/m mmax=1/8 mcql vmax=1/8 mcql式中: -車輛沖擊系數(shù) -車道折減系數(shù) mc-主梁荷載橫向分布系數(shù) y-沿橋跨縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線最大值 -影響線為正的處的面積計算結果如表3-9表3-9 跨中內(nèi)力計算表荷載類別汽車荷載人群荷載1+1.186-最大彎矩(1+

32、)mc (1/8ql+1/4pkl)1/8mcql3727.43312.02最大剪力239.3428.47 計算四分點截面最大彎矩和最大剪力(見圖37)計算結果如表3-10 表3-10 四分點內(nèi)力計算表荷載類別汽車荷載人群荷載1+1.186-最大彎矩(1+)mc (3/32ql+3/16pkl)3/32mcql3568.43234.02最大剪力257.0035.42 計算支點截面最大彎矩和最大剪力(見圖38)表3-11 支點內(nèi)力計算表 荷載類別汽車荷載人群荷載1+1.186-最大彎矩(1+)mc (1/8ql+1/4pkl)1/8mcql0.000.00最大剪力307.6755.372.2 主

33、梁內(nèi)力計算根據(jù)上述梁跨結構縱、橫截面的布置，并通過活載作用下梁橋荷載橫向分布計算，可分別求得主梁各控制截面的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進行主梁內(nèi)力組合。根據(jù)“橋規(guī)”第4.1.5 條：公路橋涵結構設計應考慮結構上可能同時出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行作用效應組合，取其最不利效應組合進行設計。2.2.1 承載能力極限狀態(tài)作用效應組合永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合，其效應組合表達式為：式中：承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應組合設計值； 結構重要性系數(shù)，按“橋規(guī)”1.0.9 規(guī)定的結構設計安全等級采用，取1.0； 第個永久作用效應的分項系數(shù)，按“橋規(guī)”4.1.

34、6 的規(guī)定采用1.2； 第個永久作用效應的標準值； 汽車荷載效應的分項系數(shù)，取1.4； 汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）的標準值和設計值； 在作用效應組合中除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）、風荷載外的其他第個可變作用效應的分享系數(shù)，取1.4； 在作用效應組合中除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外其他第個可變作用效應的標準值； 在作用效應組合中除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外其他可變作用效應的組合系數(shù)，本設計人群荷載的組合系數(shù)0.82.2.2 正常使用極限狀態(tài)作用效應組合（1）作用短期效應組合。永久作用標準值與可變作用頻遇值效應相組合，其效應組合表達式為： 作用短期效應組合設計值； 第

35、個可變作用效應的頻遇值系數(shù)，汽車荷載（不計沖擊系數(shù)）0.7，人群荷載1.0。 第個可變作用的頻遇值。（2） 作用長期效應組合。永久作用標準值與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為： 作用短期效應組合設計值； 第個可變作用效應的頻遇值系數(shù)，汽車荷載（不計沖擊系數(shù)）0.4，人群荷載0.4。 第個可變作用的準永久值。 (計入沖擊影響)表3-12主梁作用效應荷載組合序號荷載類別跨中截面四分點截面支點最大彎矩最大剪力最大彎矩最大剪力最大剪力（kn.m）（kn）（kn.m）（kn）（kn）（1）第一期恒載4810.1603607.62246.68493.35（2）第二期恒載2479.230185

36、9.43127.14254.28（3）總恒載=（1）+（2）7289.390.005467.05373.82747.63（4）活載（汽車）3727.43239.343568.43257.00307.67（5）活載（人群）312.0228.47234.0235.4255.37（6）標準組合=（3）+（4）+（5）11328.84267.819269.5666.241110.67（7）短期組合=（3）+0.7（4）/()+(5)9801.41169.137807.23560.96984.59（8）極限組合=1.2（3）+1.4（4）+1.12（5）14315.13366.9611818.36848

37、.051389.90md=1.2(mg1k+ mg2k+ mg3k)+ 1.4mq1k+ 1.12mq2k )vd=1.2(vg1k+ vg2k+ vg3k)+1.4vq1k+ 1.12vq2k ms=(mg1k+ mg2k+ mg3k)+ 0.7mq1k/(1+v) +mq2k ml=(mg1k+ mg2k+ mg3k)+ 0.4(mq1k/(1+v) +mq2k )2.3 預應力鋼束的計算及鋼束布置2.3.1 跨中截面鋼束的估算和確定按構件正截面抗裂性要求估算鋼束數(shù) 對于全預應力混凝土構件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，由式 設預應力鋼筋截面重心距下緣為故預應力張拉控制應力為，預應力損失按20%估

38、算，可得需要預應力鋼筋的面積為采用7束615.2預應力鋼筋,供給的預應力鋼筋截面積為。 跨中截面及錨固端截面的鋼束布置 采用7束6s15.2預應力鋼絞線束,則預應力鋼筋的截面面積ap=42140=58802采用hvm15-8型錨具,內(nèi)徑70mm,外徑77mm的預留鐵皮波紋管，預應力筋束的橫截面布置如圖3-9所示:對于跨中截面，在保證布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心到截面形心的偏心距大些，本設計采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預埋鐵皮波紋管，根據(jù)“公預規(guī)”9.4.9條規(guī)定，直線管道的凈距不應小于40mm，至梁底凈距不應小于50mm，至梁惻的凈距不應小于3.5cm，細部構造見圖3-

39、11，由此可直接得出鋼束群重心至梁底的距離為： 錨固端截面，鋼束布置通常考慮下述兩個方面：一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；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“均勻”、“分散”原則，錨固端截面的鋼束布置（如圖3-12）所示。鋼束群重心至梁底距離為： 為驗核上述布置得鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特征（如表2.9），如圖1.13示出了計算圖示表2.9鋼束錨固截面幾何特征計算分塊名稱分塊面積ai(cm2)分塊面積形心至上緣的距離yi(cm)分塊面積對上緣靜矩（cm4）分塊面積的自身慣矩ii(cm4)di=yi-ys(cm)分塊面積對截

40、面積形心的慣矩ix=aidi2(cm4)i=ii+ix(1)(2)(3)=(1)(2)（4）（5）（7）（4）+（6）翼板37507.52812370312.575.792154046521610778三角承50018.3339166.52777.77864.95721097062112484腹板380011041800011431667-26.71271101214142678805072444837865940 其中：故計算得： 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。鋼束彎起角和線形的確定： 本設計上部鋼束彎起角定為15，下部彎起角定為7，在梁頂錨固的鋼束彎起角定為18，n7號鋼束在離支座中

41、心線1500mm處錨固。計算鋼束錨固點到支座中心線的水平距離axiax1（ax2）=36-40tan7=31.09（cm）ax3（ax4）=36-80tan7=26.18（cm）ax5=36-25tan15=29.31（cm）ax6=36-55tan15=21.26（cm）ax7=-（150-36*sin18/2）=-144.44(cm)圖3-13示出鋼束計算圖式，鋼束彎起點至跨中的距離x1列表計算在表3-13內(nèi)鋼束號彎起高度（cm）y1(cm)待添加的隱藏文字內(nèi)容1y2(cm)l1(cm)x3(cm)r(cm)x2(cm)x1(cm)n1(n2)31.012.1918.8110099.257

42、2523.94307.591574.24n3(n4)63.312.1951.1110099.2576857.27835.691041.28n5146.025.88120.1210096.59153525.19912.39970.32n6168.325.88142.4210096.59154179.651081.77792.89n7184.4830.90153.5810095.11183137.87969.66740.80控制截面的鋼束重心位置計算當計算截面在曲線段時,計算公式為:當計算截面在近錨固點的直線段時,計算公式為:式中:ai-鋼束在計算截面處鋼束重心到梁底的距離 a0-鋼束彎起前到梁底

43、的距離 r-鋼束彎起半徑計算鋼束群重心到梁底的距離ap 見表3-14 表3-14截面鋼束號x4（cm）r（cm）sin=x4/rcosa0(cm)ai(cm)ap(cm)四分點n1(n2)未彎起2523.94-9.0 9.016.89n3(n4)未彎起6857.27-16.716.7n54.683525.190.0013275880.9999999.09.00n6182.114179.650.0435700.99905016.720.67n7234.203137.870.0746368970.99721128.437.15錨固點n1(n2)231.322523.940.0916503560.9

44、957919.019.6268.12n3(n4)764.336857.270.1114627250.99376916.759.43n5835.243525.190.2369347470.9715269.0109.38n61012.674179.650.2422858370.97020516.7141.23支點直線段yx5x5tana0ai92.06n1(n2)31.0731.093.829.036.18n3(n4)63.3726.183.2116.776.79n5146.01529.37.859.0147.15n6168.31521.265.7016.7179.30(2)鋼束長度計算一根鋼束的

45、長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（2x70cm）之和。同過每根鋼束長度計算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，以利備料和施工。計算結果見表3-15 表3-15鋼束號r（cm）鋼束彎起角度曲線長度s=（/180）r直線長度x1(cm)直線長度l1(cm)有效長度(cm)鋼束預留長度(cm)鋼束長度(cm)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)n1(n2)2523.947308.361574.241003465.191403605.19n3(n4)6857.197837.771041.231003458.011403598.01n53525.1915922.

46、89970.321003486.431403626.43n64179.65151094.23792.891003474.241403614.24n7337.8718985.79740.801003153.181403293.182.3.2 截面幾何特性計算（1）在求得各截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎上,計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的凈距。在預加應力階段，只需要計算小截面的幾何特征（如下表2.13跨中截面）。 計算公式如下： 截面積 截面慣矩 （2）換算截面幾何特征計算 1）整體截面幾何特征計算 在使用荷載階段需要計算大截面的幾何特性，計算公式如下

47、： 截面積 截面慣矩 式中：、分別為混凝土毛截面面積和慣矩； 、分別為一根管道截面積和鋼束截面積； 、分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； 分面積重心到主梁上緣的距離； 計算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； 鋼束與混凝土的彈性模量比值，得=5.65。 2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 根據(jù)公預規(guī)4.2.2條，預應力混凝土梁在計算預應力引起的混凝土應力時，預加力作為軸向力產(chǎn)生的應力按實際翼緣全寬計算，由預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力按翼緣有效寬度計算。 有效分布寬度的計算 根據(jù)公預規(guī)4.2.2條，對于t形截面受壓翼緣計算寬度，應取用下列三者中的最小值： 故：=200cm有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全截面值。截面靜矩計算 預應力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應力，這兩個階段的剪力應該疊加。在每一個階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應力，都是需要計算的，張拉階段和使用階段的截面(如圖2.16），除了兩個階段a-a和b-b位置的剪力需要計算外，還應計算：（1）在張拉階段，凈截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應力疊加。 （2）在使用階段，換算截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪力，應該與