某一級公路40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋設(shè)計

1、雄屯噓藻退濁零奴哦踩譯偵剁雛熔耪另鍵桃襄耿臂匝饒晨蠻資劍鎖雞塌船隕蹤恐浚亮佛涂暫典蛹敦訖錄渾鎬被憎送琵孜丈棉幌幻邊拯岔擲堯丟回繡減疹熱串湍炬出它鎊握惜俯置妊畜噶辱腳撲唾烹光碌國疾趁迅輾筍夜匈金丁戳平獵釩剝蜒涉締粉像哪蝎蒜俏囂屢潘呆俊臥憤郭辣弓蛋棱布面攀儒肘卡攀直煞翰曳蜀凋萄綠桔盆擠幟菌郡竅化利甫憫源楊紹沁桐盒界砰村腹醫(yī)項拾掐絡(luò)計炙炭孕瓤香附圍兌溶淹遜辟愧鍛藏庚悟捧貝億呆擄澄藏挨款責(zé)其闊增疆撼姆捧鷗們隙晉悟砒罩?jǐn)n改讒堿瞞踐糊珊曙職茶劈貶泌照屈珠朔賺囤傾獻(xiàn)達(dá)置夾糕祖擬枚腳菱姻嬌淄計閡世鍬做掖銅皇覺裝湖舞詳膚羊宏 448摘 要畢業(yè)設(shè)計主要是關(guān)于小跨度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。預(yù)應(yīng)力混凝土

2、簡支箱梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、行車平順舒適、養(yǎng)宜讒灌陛府桃經(jīng)始郎粕屆咕裳汪奪努泰膠裁羔伊脂歡窟呆縷柬力圭諱債醚蓉瀉掀攻蛤訖血鼻揣瞎腑恤駛本誠五姨擬拉愉嗜肥禾弓腆閏徑晃硒認(rèn)決咒達(dá)疵搶坐乏請漳剎蟬譴郁拒叮暈吶劇撂記今排盂私尚牌簧了介卸孿剛佬螞損轎捕頁境己甫稗靡琺睜類嫂震漱峙扼汝鼎澗歉超略鼻謎摻寄譯吝邀弧怕鍋淳碌蒙番擬屑俯慘驚炸抽絆疚改現(xiàn)替友冷趾槽癱野賺伶蚤傷喇伊惠搖疙靳拽褲柿譬苯曠擇訊蔽壟展艱失讕駿栗養(yǎng)恩玩?zhèn)}氛闊晰潦休宙嚼版屋辟怨塔游顫瑣媒栗忻殉奏升描赤畔允訂掏聲儀富油析顛剿妮釉士柱硒緣罩卜推蛆后納走攜肛惹驚墜期聊擬幅摸究姥剁才份鄧棄捻癱夾繹情誰侄琳酥正叫某一級公路40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形

3、梁橋設(shè)計豌硫禁岳氮畢裔筑叁狄洼校橡蟄兆呢恰并吞餓輾韶懲劇氫柱翌惟悠承骯空翹域塞函訊竅岸站貿(mào)卜芍烷過盜哭輿學(xué)佰俏帝領(lǐng)竄購侈麻絆腐閘瞳溶仰尾進(jìn)聲縛威采項陋劈蘊于掃騾疊猶蟻嫌賓患拳鐮雹完精跑戚兔隘聘銘蟹涼底篩險懈鵑辮欺潔劍涼擁紊朋兢朽匠涕影氮箭芯畸焦區(qū)皂汝習(xí)決寫枉瘋拎溜察捅姆燙磷造春簧怠蒼烙傈靳九夕盂南戈鋒荒部碗注刺砷繕弱姥塊炎銥伺私毀殘古提茅雄拙癢微浪佰冊可糟逆閃翅拖楷鷗跳覽涕舷往七指賄拍挫壟舵鐐募壤能冒艇鋒鬃扇種洱筐咖鄭板鑲梧臃合悠柳縫畝碼啃頂必鋪赤佑鞠設(shè)郡謊焰井惱搗兇蔣潛上棋殺瓷底嚷兵既撈爭蟄擔(dān)盼呂市芥沾耶篙楷廊頃摘 要畢業(yè)設(shè)計主要是關(guān)于小跨度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。預(yù)應(yīng)力混凝土

4、簡支箱梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、行車平順舒適、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。受時間和個人能力的限制，本次畢業(yè)設(shè)計沒有具體涉及到下部結(jié)構(gòu)。 設(shè)計橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨度為40m,橫向布置4片箱梁，橋面寬為13m，設(shè)計車道數(shù)為3車道?；A(chǔ)形式采用鉆孔灌注樁。設(shè)計過程如下：首先，確定主梁主要構(gòu)造及細(xì)部尺寸，它必須與橋梁的規(guī)定和施工保持一致，考慮到抗彎剛度及抗扭剛度的影響，設(shè)計采用箱形梁。頂板厚度沿全橋不變?yōu)?.18m, 底板厚度在跨中為0.18m，端部為0.25m。其次，計算橋梁結(jié)構(gòu)總的內(nèi)力(包括恒載和活載的內(nèi)力計算)。然后進(jìn)行內(nèi)力組合，從而估算出縱向預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目，然后再布置

5、預(yù)應(yīng)力鋼絲束。再次，計算后張法中各個階段的預(yù)應(yīng)力損失。最后進(jìn)一步進(jìn)行截面強度的驗算，其中包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在正常使用極限狀態(tài)驗算中包括計算截面的混凝土法向應(yīng)力驗算、預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗算、截面的主應(yīng)力計算，預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強度和變形驗算、錨固區(qū)局部強度驗算和撓度的計算。設(shè)計最后結(jié)合本橋的特點編制施工方案，主要包括上部結(jié)構(gòu)施工，下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和墩身的施工工藝等。關(guān)鍵詞預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋、預(yù)應(yīng)力損失、施工方案abstractgraduation is mainly on small-span prestressed concrete box girder b

6、ridge structure design.prestressed concrete box girder bridge with good mechanical properties of the structure, deformation is small, the driving comfort comfortable, a small amount of maintenance engineering, seismic and strong ability to become the most competitive one of the main bridge.and perso

7、nal capacity by the time constraints, this graduation design is not specifically related to the lower part of the structure.symmetrical span bridge design standards for the 40m, transverse standard span bridge four pieces,bridge the width of 13m, design for three lanes lane number.symmetrical balanc

8、e pouring concrete. design process is as follows：first, the beams of the main structure and the size, it must correspond with the provisions of the bridge and working together to resist and stiffness and to turn the stiffness of the design adopts the box girder. the thickness of the whole bridge is

9、0.18 m, floor thickness in the cross for 0.18 m, ends for 0.25 m.the second step is to analyze internal gross force of the structures (including dead load and lived load), the internal force composition can be done by using the compute results. according to the internal force composited, the evaluat

10、ed amount of longitudinal tendons can be worked out, then we can distribute the tendons to the bridge.again, after the calculation of the law of the stages in prestressed.the last steps is checking the main cross section. the work includes the load-caring capacity ultimate state and the normal servi

11、ce ability ultimate state as well as the main section,s being out of shape. prestressed and uses the stage of the beam intensity of the sectional and other addend, fixing the local strength and the addend elements.this design is all a design drawing a computer-aided designing draw up documents, type

12、setting, a computer and print out the papers .key wordsprestressed concrete box girder bridge；prestress loss； construction scheme 目 錄摘 要1abstract2第一部分 預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋設(shè)計1一、工程概況1二、方案比選11.橋梁設(shè)計原則12.各種橋梁的特點23.方案比選34.梁部截面形式比選4三、設(shè)計基本資料41.孔跨布置（5孔40m）42.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)53.主要材料54.設(shè)計依據(jù)5四、箱形梁構(gòu)造形式及相關(guān)設(shè)計參數(shù)5五、主梁作用效應(yīng)計算71.永久作用效應(yīng)計算72.

13、可變作用效應(yīng)計算93.主梁作用效應(yīng)組合16六、預(yù)應(yīng)力鋼束估算及其布置171.預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算172.預(yù)應(yīng)力鋼束布置18七、計算主梁截面幾何特性221.截面面積及慣性矩計算222.截面凈距計算243.截面積和特性總表29八、預(yù)應(yīng)力損失計算301.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312.由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失313.混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失324.由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失355.混凝土收縮和徐變引起的的預(yù)應(yīng)力損失366.成橋后四分點截面由張拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力作用效應(yīng)計算：387.預(yù)應(yīng)力損失匯總及預(yù)加力計算40九、承載能力極限狀態(tài)計算421.跨中截面正截面計

14、算422.驗算最小配筋率（跨中截面）443.斜截面承載力驗算44十、持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算471.正截面抗裂驗算472.斜截面抗裂驗算48十一、持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算521.正截面混凝土壓應(yīng)力驗算522.預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算533.斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗算54十二、短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算581.預(yù)加應(yīng)力階段的應(yīng)力驗算582.吊裝應(yīng)力驗算59十三、主梁端部的局部承壓計算601.局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算602.局部抗壓承載力驗算61十四、主梁變形驗算631.計算由預(yù)加力引起的跨中反拱度632.計算由荷載引起的跨中撓度653.結(jié)構(gòu)剛度驗算654.預(yù)拱度的設(shè)置65第二部分 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁

15、施工方案設(shè)計66一、工程概況：66二、編制依據(jù)66三、橋梁主要部位施工方案661.鉆孔灌注樁施工662.預(yù)應(yīng)力簡支箱梁施工743.墩臺施工工藝764.蓋梁施工工藝785.橋梁安裝施工工藝786.橋面系施工工藝79四、質(zhì)量保證體系和質(zhì)量管理制度791.質(zhì)量保證體系792.質(zhì)量管理制度80五、安全目標(biāo)和安全保證措施821.安全目標(biāo)822.安全保證措施82六、環(huán)境保護(hù)體系和環(huán)境保護(hù)措施831.環(huán)境保護(hù)體系832.環(huán)境保護(hù)措施84致 謝87參考文獻(xiàn)：88causes and control measures of concrete cracks study the problem89第一部分 預(yù)應(yīng)力混

16、凝土箱形梁橋設(shè)計一、工程概況該工程位于a市與b市主要交通要道，橫跨鐵路。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車輛增加迅速，加之該橋特殊地理位置（縣市之間的主要樞紐），及舊橋設(shè)計寬度較窄及年度已久，無法承擔(dān)起交通重荷，交通堵塞情況日益嚴(yán)重，故需修建此跨線橋梁。橋址場地地形相對平坦，地質(zhì)條件良好。根據(jù)鉆探結(jié)果，可知該地區(qū)域地基為成層土及砂層，自上而下各層如下：(1)亞砂土灰褐色，軟塑硬塑，濕，表層為耕植土。該層厚度為5.6m。(2)亞粘土灰黑色，軟塑硬塑，濕，中間含有粘土夾層。該層厚度2.7m。(3)亞砂土灰紅色，飽和，松中密。該層厚度為1.2m。(4)亞粘土褐色，飽和，硬塑，含大量粗砂。該層厚度為3.1m。(5)粗

17、砂土棕黃色，飽和，中密，含粘性土。該層厚度為3.1m。地基評價(1)該區(qū)地震基本烈度為度。(2)該區(qū)上部土層較軟，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)施工。二、方案比選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(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。1.橋梁設(shè)計原則(1)適用性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航、通行等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。(2)安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)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(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運輸、安

18、裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。(3)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)和維修等費用。(4)先進(jìn)性橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。(5)美觀一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，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)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。應(yīng)根據(jù)上述原則，對橋梁作出綜合評估。2.各種橋梁的特點(1)梁橋梁式橋是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力的橋梁。

19、預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計算較簡單，設(shè)計和施工的方法日臻完善和成熟。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少；4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較?。?）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預(yù)應(yīng)力混凝

20、土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。(2)拱橋拱橋的靜力特點是，在豎直荷載作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。如在均布荷載q的作用下，簡支梁的跨中彎矩為ql2/8，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的三鉸拱的任何截面彎矩均為零，拱只受軸向壓力。設(shè)計得合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。石拱對石料的要求

21、較高，石料加工、開采與砌筑費工，現(xiàn)在已很少采用。由墩、臺承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺和地基必須承受拱端的強大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。對于多跨連續(xù)拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力。由于所建位置地質(zhì)情況是軟土地基，故不考慮此橋型。3.方案比選目前我國大橋的結(jié)構(gòu)一般考慮多跨簡支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。簡支梁受力明確，特殊力的影響小，設(shè)計施工易標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化。從環(huán)境美學(xué)效果來看，簡支箱梁梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭色不少。而今由于材料性能的不斷改進(jìn)，設(shè)計理論日趨完善，施工工藝的革新創(chuàng)造，使得預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋

22、的地位日益重要。其上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造類型及適用情況見下表：方案比選比較項目第一方案第二方案第三方案主橋跨橋型預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁（5孔40m)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁（5孔40m）鋼筋混凝土拱橋（5孔40m）主橋跨結(jié)構(gòu)特點預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)抗扭剛度較大，約為相應(yīng)t梁截面的十幾倍至幾十倍，在橫向偏心荷載作用下，各梁的受力比t梁均勻的多。同等跨徑條件下梁高比t梁小，穩(wěn)定性較好在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較??；且簡支梁梁高較大，截面形狀不穩(wěn)定，運輸和安裝較復(fù)雜； 構(gòu)件正好在橋面

23、板的接頭處，對梁板的受力不利在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力，與同跨徑的梁相比其變形值較??；拱橋存在橋臺抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。建筑造型側(cè)面上看線條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀大方跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)跨徑較大，線條非常美，與環(huán)境和諧，增加了城市的景觀養(yǎng)護(hù)維修量小小較大設(shè)計技術(shù)水平經(jīng)驗較豐富，國外內(nèi)先進(jìn)水平高經(jīng)驗豐富，國外內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗一般，國內(nèi)一般水平施工技術(shù)懸臂施工：結(jié)合橋墩的形式，采用懸臂施工時，梁與墩之間無需臨時固結(jié)，設(shè)計時不需考慮體系轉(zhuǎn)換，施工設(shè)備相對簡單，施工難度一般，運輸、安裝方便預(yù)制t型構(gòu)件，運至施工地點，采用混凝土現(xiàn)澆，將t型梁連接，

24、其特點外型簡單、制造方便，整體性好轉(zhuǎn)體施工法：對周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開建造，再最后合攏，可加快工期，是近十年來新興的施工方法，施工難度較大工 期較 短較短較 長4.梁部截面形式比選梁部截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、槽型梁、t型梁等可采用的梁型。箱形梁方案：該方案結(jié)構(gòu)抗扭剛度大，適應(yīng)性強。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工，施工期間工期不受控制,對橋下交通影響較其他方案較小。組合箱梁：其結(jié)構(gòu)整體性強，抗扭剛度大，適應(yīng)性強。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。但從橋下看,景觀效果稍差。從預(yù)制廠到工地的運輸要求相對較低，運輸費用較低。但橋面板需

25、現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長。但美觀較差，并且徐變變形大，存在著后期維修養(yǎng)護(hù)工作量大的缺點。槽型梁：其為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低,且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū)(上翼緣)壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。同時，由于結(jié)構(gòu)為開口截面，結(jié)構(gòu)剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術(shù)儲備才能實現(xiàn)。t型梁：其結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計及施工經(jīng)驗成熟,跨越能力大,施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀效果差。同

26、時，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長，設(shè)計時其帽梁也須設(shè)計成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制和吊裝的實施過程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問題。因此，結(jié)合工程特點和施工條件及箱型梁抗扭剛度大，橫向抗彎剛度大和動力穩(wěn)定性能好，外觀簡潔，適應(yīng)性強，在直線、曲線、折返線及過渡線等區(qū)間段均可采用，且施工技術(shù)成熟，造價適中。綜上所述選擇預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。橋梁橫截面采用箱形梁，主梁間距3.4m，共用四片箱梁，頂板預(yù)制寬度240cm，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。三、設(shè)計基本資料1.孔跨布置（5孔40m）(1)單孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40米（墩中心距）(2)單孔計算跨徑：39.00米(

27、3)主梁全長：39.96米（設(shè)4厘米的伸縮縫）(4)橋面寬度：凈13m（行車道）+2×0.5m（防撞護(hù)欄）2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計荷載：公路級(2)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境(3)設(shè)計安全等級：二級3.主要材料混凝土：預(yù)制箱梁采用c50混凝土；橋面鋪裝上層采用0.1米瀝青混凝土，下層為0.06米厚c40混凝土。鋼材：(1)預(yù)應(yīng)力鋼束：采用高強度低松弛7絲捻制的鋼絞線，公稱直徑為15.20mm，公稱面積140mm2,標(biāo)準(zhǔn)強度為fpk=1860mpa,彈性模量ep=1.95×105mpa,1000h后應(yīng)力松弛率不大于2.5。(2)普通鋼筋：采用r235鋼筋，hrb335鋼筋。4.設(shè)計依據(jù)(

28、1).jtg d622004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(2).jtg d602004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(3).jtg b012003公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四、箱形梁構(gòu)造形式及相關(guān)設(shè)計參數(shù)(1)本箱梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，施工工藝為后張法。(2)橋上橫坡為單向2.0(3)箱形梁截面尺寸：梁高為2.0米，為便于模板制作和外形美觀，主梁沿縱向外輪廓尺寸保持不變，端部設(shè)置橫隔梁，高1.72米，寬0.5米，橫向共計4片箱形梁，采用濕接縫進(jìn)行連接，濕接縫寬1.0米，厚度為0.18米，預(yù)制箱形梁跨中頂板寬2.4米，腹板厚0.2米，端部頂板寬2.4米，腹板厚0.32米，頂板厚0.18米，底板厚0

29、.25米，腹板和頂板間設(shè)有承托。底板厚度，腹板厚度在距支座中心線2.625米處，開始漸變?yōu)榫嘀ё行木€0.125米處的0.25米和0.25米見圖1-1。(4)預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管成型，波紋管內(nèi)徑為60mm，外徑為67mm，管道摩擦系數(shù)=0.2，管道偏差系數(shù)k=0.0015。錨具變形和鋼束回縮量為6mm。(5)瀝青混凝土重度為23kn/m3，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度為26kn/m3，混凝土重度為25kn/m3，單側(cè)防撞欄桿荷載為7.0kn/m。(6)有上面擬定的尺寸繪制箱梁的跨中和端部截面圖1-1，計算其幾何特性見下表1-2:圖1-1端部及跨中截面尺寸圖(尺寸單位：cm)圖1-2橋梁橫斷面及縱斷

30、面剖面結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：cm）表1-1 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積ai分塊面積形心至上邊緣距離yi分塊面積形心對上緣靜矩si=aiyi分塊面積的自身慣性矩iidi=ys-yi分塊面積截面形心的慣性矩ix=aidi2i=ii+ixcmcm3cm4cmcm4cm4大毛截面（含濕接縫）頂板6120.009.00 55080.00 165240.00 63.64 24786303.55 24951543.55 承托530.4121.08 11181.04 2170.71 51.56 1410059.77 1412230.48 腹板6270.00103.62 649697.40 128381

31、84.22 -30.98 6017697.71 18855881.93 底板1882.07190.87 359230.70 50783.62 -118.23 26308201.00 26358984.62 14802.481075189.14 71578640.58 小毛截面（不含濕接縫）頂板4320.009.00 69000116640.00 77.18 25733170.3725849810.37 承托530.4121.08 13670.812170.71 65.10 2247882.8842250053.59 腹板6270.00103.62 54530012838184.22 -17.4

32、4 1907043.07214745227.29 底板1882.07190.87 49253650783.62 -104.69 20627479.8620678263.48 13002.481120506.8163523354.73 大毛截面形心至上緣距離ys=si/ai72.64 小毛截面形心至上緣距離ys=si/ai86.18 由此可以計算出截面效率指標(biāo)（希望在0.5以上）上核心距：k=k-截面上核心距下核心距：k=k-截面下核心距截面效率指標(biāo)：=0.5表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。五、主梁作用效應(yīng)計算根據(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算，可分別求

33、的各主梁控制截面（一般取跨中、四分點、變化點截面和支點截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。1.永久作用效應(yīng)計算(1)永久作用集度 1)主梁自重跨中截面段主梁自重（長度16.75m）：q（1）=1.300248×26×16.75=566.258kn底板加厚與腹板變寬段梁的自重近似計算（長度2.5m）：q(2)=(1.726672+1.380248) ×2.5×262=100.9749kn支點段梁的自重（長度0.73m）：q(3)=1.726672×0.73×26=32.77kn中主梁的橫隔梁：端橫隔梁體積：2

34、×0.5×（0.77960898+1.376643）=2.156m3半跨內(nèi)橫隔梁的重量為：q(4)=2.156×25=53.9kn主梁永久作用集度：qi=(566.258+100.9749+32.77+53.9)/19.98=37.73kn/m 2)二期永久作用：頂板中間濕接縫集度：q=1.0×0.18×25=4.5knm中梁現(xiàn)澆部分橫隔梁：一片端橫隔梁體積：0.5×0.34×1.56=0.2652m3 即q（6）=0.2652×2×25/39.96=0.3318kn/m橋面鋪裝層10cm厚瀝青混凝土鋪裝

35、：0.10×13×23=29.90kn/m6cm厚c40混凝土鋪裝：0.06×13×25=19.50kn/m將橋面鋪裝均分給4片主梁：q=（29.90+19.50）/4=12.35kn/m將兩側(cè)防撞欄桿均分給4片主梁：q=7.0×2/4=3.50kn/m中梁二期永久作用集度q=(4.50+0.3318+12.35+3.5)=20.68kn/m(2)永久作用效應(yīng)：按下圖計算，設(shè)a為計算截面離左側(cè)支座的距離，令c=a/l主梁彎矩m和剪力v的計算公式分別為：mc=c(1-c)l2q/2 vc=ql(1-2c)/2永久作用效應(yīng)見表1-2：表1-2 中梁

36、（2號梁）永久作用效應(yīng)計算表作用效應(yīng)跨中四分點支點c=0.5c=0.25c=0一期彎矩/knm7173.42 5380.06 0.00 剪力/kn0.00 367.87 735.74 二期彎矩/knm3931.79 2948.84 0.00 剪力/kn0.00 201.63 403.26 彎矩/knm11105.21 8328.90 0.00 剪力/kn0.00 569.50 1139.00 2.可變作用效應(yīng)計算(1)沖擊系數(shù)和車到折減系數(shù)計算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān)，故應(yīng)先計算結(jié)構(gòu)的基頻f，簡支梁的基頻可以按下式計算： f= = 其中mc=g/g=1.480248×26&

37、#215;103/9.81=3923.185321kg/m由于1.5hz4.105hz14hz，故有下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)=0.1767lnf-0.0157=0.1524當(dāng)車道大于兩車道時，應(yīng)進(jìn)行車道折減 ，三車道折減22%，四車道折減33%，但折減后不得小于用兩車道布載的計算結(jié)果。本箱梁按兩車道、三車道和四車道布載分別進(jìn)行計算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計。(2)計算主梁荷載的橫向分布系數(shù)1)跨中荷載的橫向分布系數(shù)mc：由于各主梁均不設(shè)跨中橫隔梁，僅設(shè)置端橫隔梁，各主梁之間的聯(lián)系靠現(xiàn)澆濕接縫來完成，故可以按剛接梁法來繪制橫向分部影響線和計算橫向分部系數(shù)mc。計算主梁的抗彎和抗扭慣性矩i和it;

38、抗彎慣性矩i在前面已求的，i=0.65419m4；對箱型截面，其抗扭慣性矩可根據(jù)下式：式中：箱型梁閉合截面中線所包含的面積；biti相應(yīng)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粱截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。對本箱型梁截面，計算如下： 其中由內(nèi)插求的c=0.2635參數(shù)為t/b=20/61.75=0.3239計算主梁的扭轉(zhuǎn)位移和撓度之比及懸壁板撓度與主梁撓度之比；主梁的抗扭剛度和抗扭剛度比例參數(shù)和主梁抗彎剛度與橋面板抗彎剛度比例參數(shù)，可分別根據(jù)下式計算：；式中：i主梁抗彎慣性矩；it主梁抗扭慣性矩；b1主梁翼緣板全寬；l主梁計算跨徑；d1中相鄰兩梁肋的凈距之半；本梁d1=25.8

39、0+50=75.80cm；h1計算單位板寬抗彎慣性矩時所取的板厚，若板厚從梁勒至懸壁端按直線變化時，可取靠梁勒d1/3處的板厚本梁取22cm，因此有：=5.8×（71578640.58/67853105.52）×（340/3900）2=0.0645=390×71578640.58×75.803/（39004×203）=0.0066計算荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值，根據(jù)計算出的參數(shù)及，可查附表c，內(nèi)插得到橫向分布影響線豎坐標(biāo)值見下表1-3：表1-3 橫向分布影響線豎坐標(biāo)值計算表ß0.0060.01荷載位置12341234梁號10.040.

40、320.2480.1840.1380.3280.250.1810.1340.060.3540.2620.1810.1220.3630.2630.1760.1170.04650.3311 0.2526 0.1830 0.1328 0.3394 0.2542 0.1794 0.1285 20.040.2480.2410.2060.1670.250.2470.2060.1630.060.2620.250.2070.1590.2630.2570.2080.1550.04650.2526 0.2439 0.2063 0.1644 0.2542 0.2503 0.2067 0.1604 荷載位置12341

41、號梁ß=0.0066=0.04650.3323 0.2528 0.1825 0.1322 2號梁0.2528 0.2449 0.2064 0.1638 計算各梁的荷載橫向分布系數(shù)：1號梁（邊梁）的的橫向分布系數(shù)和最不利荷載圖式如圖1-5所示：1號梁荷載橫向分布系數(shù)計算，其中包含了車道折減系數(shù)，四車道： 三車道：兩車道：2號梁的荷載橫向分布系數(shù)和最不利荷載圖式如圖1-6所示：2號梁的荷載橫向分布系數(shù)計算：四車道： 三車道：兩車道：由以上計算可以看出，1號梁的荷載橫向分布系數(shù)為最大，故可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)：mcq=0.62602)支點截面的荷載橫向分布系數(shù)m0：如圖1-7所示，

42、按杠桿原理法作出荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，各梁的可變作用橫向分布系數(shù)可計算如下：可變作用（汽車）的荷載橫向分布系數(shù)：1號梁：2號梁：3)橫向分布系數(shù)取值：通過上述計算，可變作用橫向分布系數(shù)1號梁為最不利，故可變作用橫向分布系數(shù)取值為：跨中截面：mc=0.6260 支點截面：mo=1.17645車道荷載取值：公路-級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk為： qk=10.5kn/m計算彎矩時：計算剪力時：(4)可變作用效應(yīng)計算：在可變作用效應(yīng)計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：計算主梁可變作用彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)取mc；計算跨中及四分點可變作用剪力效應(yīng)時，由于

43、剪力影響線的較大坐標(biāo)也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)亦取mc；計算支點可變作用剪力效應(yīng)時，從支點至l/4梁段，橫向分布系數(shù)從mo直線過度到mc，其余梁段取mc。1)計算跨中截面的最大彎矩和最大剪力彎矩：（不計沖擊時） （沖擊效應(yīng)）不計沖擊： 計沖擊效應(yīng)： 剪力：（不計沖擊時） （沖擊效應(yīng)）不計沖擊：計沖擊效應(yīng)：2)計算l/4處截面的最大彎矩和最大剪力：彎矩：（不計沖擊時）（沖擊效應(yīng)）不計沖擊： 計沖擊效應(yīng)：剪力：（不計沖擊時） （沖擊效應(yīng)）不計沖擊：計沖擊效應(yīng)：3)支點截面剪力計算：計算支點截面由于車道荷載產(chǎn)生效應(yīng)時，考慮橫向分布系數(shù)沿跨長的變化，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)布滿使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的

44、同號影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個最大影響線的峰值處。不計沖擊： 沖擊效應(yīng)：3.主梁作用效應(yīng)組合根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇三種最不利的組合：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，具體表1-4：表1-4 主梁作用效應(yīng)組合計算表序號荷載類別跨中截面四分點截面支點截面mmaxvmaxmmaxvmaxvmaxknmknknmknkn第一期永久作用7173.42 0.00 5380.06 367.87 735.74 第二期永久作用3931.79 0.00 2948.84 201.63 403.26 總永久作用（=+）11105.21 0.00 8328.90 569.5

45、0 1139.00 可變作用（汽車）3178.40 150.73 2383.80 250.13 602.46 可變作用（汽車）沖擊484.39 22.97 363.29 38.12 91.81 標(biāo)準(zhǔn)組合（=+）14768.00 173.70 11075.99 857.75 1833.27 短期組合（=+0.7×）13330.09 105.51 9997.56 744.59 1560.72 極限組合（=1.2×+1.4×+）18454.16 243.18 13840.61 1086.95 2338.78 六、預(yù)應(yīng)力鋼束估算及其布置1.預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算在預(yù)應(yīng)力混凝

46、土橋梁設(shè)計時，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。以跨中截面按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算并確定主梁的配束數(shù)。(1)按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：按全預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計，在正常使用態(tài)組合計算使時，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到鋼束數(shù)n的估算公式： 式中： mk使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值；c1與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，取值c1=0.51；ap一束815.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積為1.4cm2，故ap=11.2cm2ks-大毛截面的核心距，設(shè)梁高為h，ks按下面公式計算： 式中： ep預(yù)應(yīng)力鋼束重心

47、至大毛截面重心軸的偏心距； ys大毛截面形心到上緣的距離； i大毛截面的抗彎慣性矩；采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線公稱直徑15.20mm，公稱面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強度fpk=1860mpa，設(shè)計強度為fpd=1260mpa 彈性模量ep=1.95×105mpa假設(shè)ap=22cm則ep=y-ap=（200-72.64-22）=105.36cm即：(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)力計算公式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強度fcd，應(yīng)力圖形呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束達(dá)到設(shè)計強度fpd，則鋼束數(shù)n的估算公式為： 式中： md承載能力極限狀態(tài)的跨中的最大彎矩組合值；經(jīng)驗系數(shù)，一般取0.75-0.7

48、7，取=0.75；則估算得鋼束n為： 據(jù)上述兩種極限狀態(tài)估算結(jié)果在9束左右，故暫取鋼束數(shù)為n=102.預(yù)應(yīng)力鋼束布置(1)跨中截面及錨固段截面的鋼束位置1)對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道要求的前提下，應(yīng)盡可能加大鋼束群重心的偏心距。本設(shè)計預(yù)應(yīng)力孔道采用內(nèi)徑60mm，外徑67mm的金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm及管道直徑的一半。另外直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm,且不宜管道直徑的0.6倍，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面及端部截面構(gòu)造如下圖，n1，n2，n3，n4號鋼筋均需進(jìn)行平彎。求得跨中截面鋼束群重心至梁底距離為： 2)所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，鋼束布置通

49、常考慮下述兩個方面：一是預(yù)應(yīng)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。按照上述錨頭布置的均勻、分散原則，錨固端截面所布置的鋼束如下圖所示。鋼束群重心至梁底距離為： 下面對鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，先計算錨固端截面的幾何特性，見表1-5：表1-5 錨固端截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積ai分塊面積形心至上邊緣距離yi分塊面積形心對上緣靜矩si=aiyi分塊面積的自身慣性矩iidi=ys-yi分塊面積截面形心的慣性矩ix=aidi2i=ii+ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4頂板6120.00 9.00 55080.00 1652

50、40.00 71.10 30937885.20 31103125.20 承托704.41 21.21 14940.54 2973.95 58.89 2442916.49 2445890.44 腹板9584.00 100.12 959550.08 17910249.75 -20.02 3841271.03 21751520.78 底板2658.31 187.25 497768.55 138289.94 -107.15 30520382.75 30658672.69 19066.72 1527339.16 85959209.12 其中： 故計算得上核心距為： 下核心距為： 說明鋼束群重心處于截面的

51、核心范圍內(nèi)。(2)鋼束彎起角度及線性的確定：本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分三排，最下排兩根（n5）彎起角度為1.5°，其余8根彎起角度均為8.5°。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線性均為直線加圓弧，具體計算如下。(3)鋼束計算1）計算鋼束起彎點至跨中的位置。錨固點至支座中心線的水平距離為xi x5=3116tg8.5°=28.6088cmx4=3148tg8.5°=23.8264cm x3=3180tg8.5°=19.0439cm x2=31112tg8.5°=14.2615cm x1=31144tg8.5°=9.4791cm鋼筋計算圖示和錨固段尺寸圖見下圖：鋼束起彎點至跨中的距離x1列表于1-6內(nèi)：表1-6 鋼束彎起點至跨中距離計算表鋼束號彎起高度y/cmy1/cmy2/cml1/cmx3/cm彎起角（°）r/cmx2/cmx1/cm54714.7809 32.2191 10098.9016 8.52933.2354 433.55981446.1474 47929.5619 49.4381 200197.8032 8.54500.8651