預(yù)應(yīng)力簡支T梁橋設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、摘摘 要要 本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書和橋梁規(guī)范來設(shè)計的預(yù)應(yīng)力簡支 T 梁橋。在橋梁設(shè)計時重點進行了上部結(jié)構(gòu)的計算，包括截面尺寸的擬定，內(nèi)力計算（恒載內(nèi)力，活載內(nèi)力，內(nèi)力組合） ，配筋設(shè)計，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗算，承載能力極限狀態(tài)強度驗算，剛度驗算，變形驗算，另外也進行了橋墩以及樁基等下部結(jié)構(gòu)的計算和驗算。 該設(shè)計橋梁跨徑是，主梁設(shè)計成變截面 T 梁，設(shè)計的梁高為 1.7m，支座采3 35m用板式橡膠支座，橋墩采用樁柱式橋墩，橋臺采用樁柱式橋臺，墩臺均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主梁全長 34.92m,計算跨徑 33.6m，橋面凈空： 11.5m（凈）+21.5m（人行道）+20.25（護欄） ，橫

2、坡：1.5%，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的就是設(shè)計和計算預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)、分布、應(yīng)力損耗和主梁的截面幾何特征，還要對主梁的截面承載力、應(yīng)力、變形進行驗算。在下部結(jié)構(gòu)中最主要的就是對支座、蓋梁、橋墩，樁基進行了計算和驗算。在設(shè)計時要熟練的掌握 CAD 和土木工程相關(guān)的電腦軟件。以便跟上社會進步的步伐，提高專業(yè)設(shè)計的效率。熟練的了解各種規(guī)范的相關(guān)的圖集以便更好的了解相關(guān)圖紙。 本次設(shè)計的簡支 T 形梁橋依照橋梁的結(jié)構(gòu)受力驗算，符合安全性、經(jīng)濟性、耐久性等規(guī)定。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土，簡支預(yù)應(yīng)力混凝土，簡支 T T 梁，橫向分布系數(shù)梁，橫向分布系數(shù)Abstract In this paper, a

3、concrete simple-supported T girder bridge is designed according to the assignement of project and the design specification. And the steel bar was arranged according to the calculation of internal force.including the cross-sectional dimensions of the formulation, internal force calculation (constant

4、load internal forces, live Load, internal force), stress reinforcement design, construction and use phases of checking, checking ultimate limit state strength, rigidity checking, deformation analysis. The span of the bridge is 335m. The superstructure is variable T girder, and the height of the T gi

5、rder is 1.7m. For the superstructure, designing and calculating the amount, arrangement and the stress loss of the prestressed reinforcing steel bars, as well as the geometrical properties of the girders. Then checking the capacity, stress and deformation. For the substructure, calculating and check

6、ing the steadier,bent cap and the stake. Based on the checking procedure results, the structure type of the bridge meets the requriement of the bridge design of safety, durability and so on.Key words: prestressed concrete,simple-supported T girder,coefficient of transverse distribution目錄 前 言 .11 設(shè)計資

7、料及構(gòu)造布置.3 1.1 設(shè)計資料.3 1.2 設(shè)計依據(jù).3 1.3 相關(guān)設(shè)計參數(shù).3 1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計.3 1.5 截面幾何特性計算.42 主梁作用效應(yīng)計算.7 2.1 永久作用效應(yīng)計算.7 2.2 可變作用效應(yīng)計算.8 2.3 主梁作用效應(yīng)組合.173 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及布置.19 3.1 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算.19 3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置.194 計算主梁截面幾何特性.25 4.1 截面面積及慣性矩計算.25 4.2 截面靜矩計算.27 4.3 截面幾何特性匯總.315 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算.33 5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁間的摩擦損失.33 5.2 錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失

8、.33 5.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失.34 5.4 由預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失.35 5.5 混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失.35 5.6 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.36 5.7 預(yù)應(yīng)力損失匯總及預(yù)加力計算.376 主梁截面承載力與應(yīng)力驗算.41 6.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算.41 6.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算.46 6.3 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計算.50 6.4 短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力計算.557 主梁變形驗算.57 7.1 計算由預(yù)加力引起的跨中反拱度.57 7.2 計算由荷載引起的跨中撓度.59 7.3 結(jié)構(gòu)剛度驗算.6

9、0 7.4 預(yù)拱度的設(shè)置.608 橫隔梁計算.61 8.1 橫隔梁上的可變作用計算.61 8.2 橫隔梁截面配筋與驗算.62 8.3 橫梁剪力效應(yīng)計算及配筋設(shè)計.649 行車道板計算.67 9.1 懸臂板（邊梁）荷載效應(yīng)計算.67 9.2 連續(xù)板荷載效應(yīng)計算.68 9.3 行車道板截面設(shè)計、配筋及承載力驗算.7110 主梁端部的局部承壓驗算 .75 10.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算.75 10.2 局部抗壓承載力驗算.7511 支座計算 .77 11.1 確定支座平面尺寸.77 11.2 確定支座的厚度.77 11.3 驗算支座的偏轉(zhuǎn)情況.78 11.4 驗算支座的抗滑穩(wěn)定性.7812 蓋梁

10、計算 .79 12.1 荷載計算.79 12.2 內(nèi)力計算.84 12.3 截面配筋設(shè)計與承載力校核.8613 橋墩的計算 .8913.1 柱的荷載的計算 .8913.2 截面的配筋計算以及應(yīng)力驗算 .9014 鉆孔樁計算 .93 14.1 荷載計算.93 14.2 樁長計算.93 14.3 樁的內(nèi)力計算.94 14.4 樁身截面配筋與承載力驗算.96結(jié) 論.97致 謝.99參 考 文 獻.100附 錄.1020 前 言 現(xiàn)在社會發(fā)展非常迅速，交通運輸越來越重要，這就要求要有更多的路橋來支持，所以，橋梁設(shè)計關(guān)乎發(fā)展的速度，也關(guān)乎我國經(jīng)濟增長的速度。那么橋梁的安全性和經(jīng)濟性也很重要。 眾所周知，

11、畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生活里的最后環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計既可以鞏固學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識運用能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題的能力，為學(xué)生盡快走出校門走到工作崗位上適應(yīng)工作起到了橋梁和紐帶的作用。 本設(shè)計為榆陽區(qū)某簡支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計，是根據(jù)公路橋涵設(shè)計手冊系列叢書，以及依照交通部頒發(fā)的有關(guān)公路橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG 系列）擬定設(shè)計而成。在設(shè)計過程中，我們還參考了諸如橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、基礎(chǔ)工程、橋涵水文、橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、等相關(guān)書籍和文獻。 設(shè)計采用采用樁柱式橋墩、重力式橋臺。設(shè)計過程中考慮了各種尺寸與材料的選用符合規(guī)范中強度、應(yīng)力、局部承壓強度、穩(wěn)定性的要求，并且產(chǎn)生在規(guī)范容許

12、范圍內(nèi)的變形，使橋梁在正常使用的情況下能夠達到安全，穩(wěn)定和耐久的標準。在可預(yù)期偶然荷載下仍能達到基本正常使用的標準。設(shè)計時還充分考慮橋梁所處區(qū)域的地質(zhì)和水文條件，既保證符合規(guī)范要求，同時保證因地制宜并且便于施工和維護，并且兼顧橋梁本身的美觀性與社會經(jīng)濟性，既要設(shè)計合理，又要起到良好的社會經(jīng)濟效益。 本次簡支梁橋的設(shè)計主要是針對橋梁結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的一次運用和實踐，讓我們更了解橋梁設(shè)計的精髓，雖然在設(shè)計過程中，有時候會很忙，甚至?xí)芾?；苦盡甘來，現(xiàn)在回想起來心中有一種喜悅和成就感，最重要的是在短短幾個月中，畢業(yè)設(shè)計給我的大學(xué)生活畫上了圓滿的句號。121 設(shè)計資料及構(gòu)造布置1.1 設(shè)計資料（1）跨度和橋

13、面寬度1）標準跨徑：35m（墩中心距） 。2）計算跨徑：33.6m。3）主梁全長：34.92m。4）橋面寬度（橋面凈空）： 11.5m（凈）+21.5m（人行道）+20.25m（護欄）=15m。（2）技術(shù)標準 1）設(shè)計荷載：因有大型載重車輛通過橋梁，偏安全考慮，采用公路-級荷載。 2）環(huán)境標準：類環(huán)境。 3）設(shè)計安全等級：二級。（3）水文地質(zhì)條件1）沖刷深度：最大沖刷線為河床線下 2.7m 處。2）地質(zhì)條件：軟塑粘性土。3）無橫橋向的水平力（漂浮物、沖擊力、水流壓力等）計算。1.2 設(shè)計依據(jù)（1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004） 。（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范

14、（JTG D62-2004） 。（3）其余設(shè)計依據(jù)詳見參考文獻。1.3 相關(guān)設(shè)計參數(shù)（1）混凝土：主梁、翼緣板、橫隔板、濕接縫均采用 C50 混凝土；橋面鋪裝采用C25 混凝土。蓋梁采用 C30，鉆孔灌注樁用 C25。（2）鋼材 1）預(yù)應(yīng)力鋼束：采用高強度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.20mm，公稱面積 140 ，標準強度，彈性模量。2mm1860MPapkf51.95 10 MPapE 2）施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，采用金屬波紋管和夾片錨具，波紋管內(nèi)徑 70mm，外徑 77mm。（3）預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋管成形，管道摩擦系數(shù)。0.25（4）管道偏差系數(shù)。0.00

15、15k （5）錨具變形和鋼束回縮量為 6mm（單端） 。（6）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按計，普通鋼筋混凝土重度按計，326kN/m325kN/m瀝青混凝土重度按計。單側(cè)防撞欄線荷載為。323kN/m7.5kN/m1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計圖（見圖 1-1）中，主梁各部分構(gòu)造尺寸所對應(yīng)構(gòu)件溫度為 20。（1）本設(shè)計為簡支 T 形梁，四車道。（2）橋面板橫坡度假定為和橋面橫坡度相同。3（3）主梁斷面：主梁高度 1.7m，梁間距 2.5m，其中預(yù)制梁寬度 1.80m，翼緣板中間濕接縫寬度為 0.7m。主梁跨中肋厚 0.2m，馬蹄寬為 0.46m，端部腹板厚度加厚到與馬蹄同寬，一滿足端部錨具布置和局部應(yīng)力需

16、要。（4）橫隔梁設(shè)置：橫隔梁共設(shè)置五道，間距 4.824m，端橫隔梁寬度為 0.35m，跨中橫隔梁寬度 0.16m。（5）橋面鋪裝：設(shè)計總厚度 15cm，其中 C25 防水混凝土厚度 9cm，瀝青混凝土厚度 6cm，兩者之間加設(shè)防水層。a)跨中橫斷面圖b)端橫斷面圖c)內(nèi)梁立面圖圖 1-1 預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm）1.5 截面幾何特性計算4 按照上述資料擬定尺寸，繪制 T 形梁的跨中及端部截面見圖 1-2、圖 1-3。圖 1-2 T 形梁跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）圖 1-3 T 形梁端部截面尺寸圖（尺寸單位：mm） 計算截面幾何特征，跨中截面幾何特征列表計算見表

17、 1-1。表 1-1 跨中截面幾何特征計算表分塊面積分塊面積形心至上緣距離iy分塊面積對上緣靜矩iiiSA y分塊面積的自身慣性矩iIisidyy分塊面積對截面形心的慣性矩2xiiIAdixIII分塊名稱2cmcm3cm4cmcm4cm4cm大毛截面（含濕接縫）翼板37507.528125.0070312.5047.618500170.388570482.88三角承托50018.339165.002777.7836.78676384.20679161.98腹板260080208000.003661666.67-24.891610731.465272398.13下三角169140.6723733

18、.231586.72-85.561237166.801238753.52馬蹄1150157.5181125.0059895.83-102.3912056268.9212116164.758169450188.2327876961.26小毛截面（不含濕接縫）翼板27007.520250.0050625.0054.638057979.638108604.635三角承托50018.339165.002777.7843.80959220.00961997.78腹板260080208000.003661666.67-17.87830275.944491942.61下三角169140.6723773.23

19、1586.72-78.541042481.841044068.56馬蹄1150157.5181125.0059895.83-95.3710459752.4410519648.277119442313.2325126261.85大毛截面形心至上翼緣距離isiSyA55.1093小毛截面形心至上翼緣距離isiSyA62.1314檢驗截面效率指標（希望）0.5上核心距：27876961.2629.70cm816917055.1093sixIkA y下核心距：27876961.2661.92cm8169 55.1093xisIkA y截面效率指標：29.7061.920.540.5170sxkkh以上

20、初擬的主梁跨中截面是合理的。62 主梁作用效應(yīng)計算 主梁的作用效應(yīng)計算包括永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱、 橫截面的布置，計算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，再進行主梁作用效應(yīng)組合。因邊梁所受作用效應(yīng)最大，偏安全的考慮，其他梁與邊梁設(shè)計相同，故僅需計算邊梁作用效應(yīng)。2.1 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(1)0.7119 26 7.236133.93kNq 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算主梁端部截面面積為2A=10103.8cm(2)11.010380.711926 2.555.97kN2q 支點

21、段梁的自重(3)1.01038 26 2.32461.05kNq 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：30.161.3 0.80.5 0.1 1 20.13 0.13 1 20.1610m端橫隔梁體積：30.251.55 0.670.37 0.074 1 20.2562m半跨被橫隔梁重量(4)2 0.1610 1 0.25622514.46kNq 主梁永久作用集度133.9355.9761.05 14.46 /12.4621.30kN/mq 2）二期恒載 翼緣板中間濕接縫集度(5)0.7 25 0.152.625kN/mq 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：30.16 0.35 1.3

22、0.0728m 一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：30.25 0.35 1.550.135625m(6)4 0.07282 0.13562525/ 24.920.5643kN/mq 橋面鋪裝 9cm 水泥混凝土鋪裝：0.09 25 1431.5kN/m 6cm 細粒式瀝青混凝土鋪裝：0.06 23 1416.1kN/m 將橋面鋪裝重量均分給六片主梁，則：(7)31.5 16.1 /67.93kN/mq 防撞欄7單側(cè)防撞欄線荷載為。將兩側(cè)防撞欄均分給六片主梁，則：7.5kN/m(8)7.5 2/62.5kN/mq 邊梁二期永久作用集度2.6250.56438.522.514.21kN/mq （2）永

23、久作用效應(yīng)設(shè) a 為計算截面至左側(cè)支座的距離，并令。/ca l主梁彎矩 M 和剪力 V 的計算公式分別為：2112cMqclc11 22cVqlc永久作用效應(yīng)計算見表 2-1。 圖 2-1 永久作用效應(yīng)計算圖表 2-1 邊梁永久作用效應(yīng)計算表跨中四分點支點作用效應(yīng)C=0.5C=0.25C=0彎矩kN m1548.971161.730一期剪力kN0128.44256.88彎矩kN m1033.38775.030二期剪力kN085.69171.37彎矩kN m2582.351936.760剪力kN0214.13428.252.2 可變作用效應(yīng)計算 （1）簡支梁橋基頻30.8169 26 10216

24、5.08kg/m9.81cGmg810223.45 100.278775.6906Hz22 34.122165.08ccEIflm1.5Hz14Hzf0.1767ln0.01570.29155f當車道大于兩車道時，應(yīng)進行車道折減，四車道折減系數(shù)為 0.67，但折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計車道的荷載效應(yīng)。分別按兩車道和四車道布載進行計算，取最不利情況進行設(shè)計。（2）主梁荷載橫向分布系數(shù) 1）跨中的荷載橫向分布系數(shù)cm橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，求荷載橫向分布系數(shù)。計算主梁的抗彎及抗扭慣性矩和xITxI 427876961.26cmxI 馬蹄部分的換算平均厚度3253831.5cm2t圖

25、 2-2 抗扭慣性矩計算圖示（尺寸單位：mm）表 2-2 計算表TI分塊名稱(cm)ib(cm)it/iitbic4(m )TiI翼緣板25017.170.070.3189403570.85腹板121.33200.160.2987289948.71馬蹄4631.50.680.1921276251.76969771.32511 0.630.0523iiiiittcbb31nTiii iiIcbt9單位寬度抗彎及抗扭慣性矩327876961.26111507.845cm250 xxJIb3969771.323879.085cm250TxTxJIb 計算橫梁抗彎及抗扭慣性矩橫梁長度取為兩邊主梁的軸線

26、間距，即5 2.512.5ml 14.8240.162.332m2c ，145cmh 16cmb 117.17cmh 2.3320.1865612.5cl圖 2-3 翼板有效寬度計算圖示（尺寸單位：mm）根據(jù)比值查表，求得：，故。lc0.810c0.8100.810 2.3321.89mc因此可按寬度為的 T 形梁截面來計算。22 189 16394cmb橫梁截面形心位置ya20.17171.452 1.891.45 0.16220.254m2 1.89 0.1717 1.45 0.16ya橫梁抗彎慣性矩yI2310.17171.89 0.17171.89 0.17170.2542122yI2

27、34411.450.16 1.450.16 1.450.2540.11206m11206076.93cm122，查表得。但由于連續(xù)橋面板的單寬抗11/0.1717 4.8240.03560.1hb 5 . 0c 扭慣矩只有獨立寬扁板的一半，故取。116c 查表得。22/0.16 1.450.17170.1252hb 20.307c 3340.167 4.824 0.17170.3071.450.17170.16568530.85cmTyI單位抗彎慣矩及抗扭慣矩：10311206076.9323229.84cm482.4yyIJb3568530.851178.55cm482.4TyTyIJb33

28、317.173879.085 1178.556744.92cm33TxTyhJJ 計算抗彎參數(shù)和抗扭參數(shù) 447.5111507.8450.46024.1223229.84xyJBlJ0.43ccGE 0.4 6744.920.026522111507.845 23229.84cTxTycxyGJJEJ J 0.1628 計算荷載橫向分布影響線坐標 已知，查 G-M 法計算用表，得影響線系數(shù)、表。0.4600K1K表 2-3 影響線系數(shù)、表0K1K荷 載 位 置荷載橫向影響系數(shù)梁位B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.900.941.001.061.101.061.000

29、.940.90B/41.061.101.121.141.050.980.870.770.70B/21.341.301.251.121.000.860.740.660.583B/41.661.501.301.100.940.780.670.600.501KB2.001.641.321.080.880.720.600.510.4400.630.831.001.161.261.161.000.830.63B/41.501.441.391.301.170.940.620.330.04B/22.332.081.801.421.000.620.22-0.18-0.543B/43.422.802.101.4

30、20.820.32-0.18-0.56-1.010KB4.703.502.321.450.620.06-0.54-1.00-1.50用內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標值（見圖 2-4） ，實際梁位與表列梁位的關(guān)系見圖 2-5。圖 2-4 內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標值（尺寸單位：mm）11圖 2-5 梁位關(guān)系圖（尺寸單位：mm）1 號、6 號梁：3 /43 /43 /4112333BBBBBKKKKKK2 號、5 號梁：/2BKK3 號、4 號梁：（為梁位在 0 點處的值） 。0/400/4212333BBKKKKKK0KK計算各梁的橫向分布影響線坐標值見表 2-4。表 2-4 各梁的

31、橫向分布影響線坐標值荷 載 位 置梁號計算式B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B1K1.7731.5471.3071.0930.9200.7600.6470.5700.4800K3.8473.0332.1731.4300.7530.233-0.300-0.707-1.17301KK -2.074-1.486-0.866-0.3370.1670.5270.9471.2771.653-0.338-0.242-0.141-0.0550.0270.0860.1540.2080.2690KK3.5092.7912.0321.3750.7800.319-0.146-0.499-0.904

32、1號61Ki0.5850.4650.3390.2290.1300.053-0.024-0.083-0.1511K1.3401.3001.2501.1201.0000.8600.7400.6600.5800K2.3302.0801.8001.4201.0000.6200.220-0.180-0.54001KK -0.990-0.780-0.550-0.30000.2400.5200.8401.120-0.161-0.127-0.090-0.04900.0390.0850.1370.1822號0KK2.1691.9531.7101.3711.0000.6590.305-0.043-0.358126

33、2Ki0.3610.3260.2850.2290.1670.1100.051-0.007-0.0601K1.0071.0471.0801.1131.0671.0070.9130.8270.7670K1.2101.2371.2601.2531.2001.0130.7470.4970.23701KK -0.203-0.190-0.180-0.140-0.133-0.0060.1660.3300.530-0.033-0.031-0.029-0.023-0.022-0.0010.0270.0540.0860KK1.1771.2061.2311.2301.1781.0120.7740.5510.3233

34、號63Ki0.1960.2010.2050.2050.1960.1690.1290.0920.054 繪制橫向分布影響線（見圖 2-6）求橫向分布系數(shù)。圖 2-6 1 號梁橫向分布影響線（尺寸單位：mm） 計算荷載橫向分布系數(shù)（包含車道折減系數(shù)） 按照最不利方式布載，并按影響線坐標值計算荷載橫向分布系數(shù)。2)跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)cm 四車道最不利荷載布置圖（見圖 2-7） 。圖 2-7 四車道最不利荷載布置圖（尺寸單位：mm）1(0.5180.4300.3360.2780.2140.1260.0620.027) 0.670.64892cm 兩車道最不利荷載布置圖（見圖 2-8） 。13圖

35、 2-8 兩車道最不利荷載布置圖（尺寸單位：mm）1(0.5180.4300.3360.278)0.7962cm 3）支點截面的荷載橫向分布系數(shù)0m如圖 2-9 所示，按杠桿原理法繪制支點截面荷載橫向分布影響線并進行布載。圖 2-9 支點截面荷載橫向分布計算圖示（尺寸單位：mm） 1 號梁可變作用橫向分布系數(shù)計算如下： 可變作用（汽車）：01(1.100.38)0.742m 4）橫向分布系數(shù)見表 2-5表 2-5 1 號梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類型cm0m 公路-級0.7960.74（3）車道荷載取值 公路-級車道荷載的均布荷載標準值和集中荷載標準值分別為：kqkP10.5kN/mkq

36、 計算彎矩時，360 18034.125180256.48kN505kP計算剪力時，256.48 1.2307.78kNkP （4）計算可變作用效應(yīng)14 支點處橫向分布系數(shù)取，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡0m0m到，其余梁段均取。計算時，均考慮荷載橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。cmcm 1）計算跨中最大彎矩和最大剪力（采用直接加載求可變作用效應(yīng)，如圖 2-10 所示）可變效應(yīng)為：不計沖擊：kkSm qP y沖擊效應(yīng)：kkSm qP y圖 2-10 跨中截面可變作用效應(yīng)計算圖示（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應(yīng) 114.824 6.030.796 10.5 6.03 3

37、4.120.7960.744.824 10.50.7962334.12 0.5256.48 6.031836.6kN mM汽可1114.824 0.50.796 10.5 0.5 0.5 34.120.7960.744.824 10.50.79622334.12 0.5307.78 0.5147.60kNV汽變作用（汽車）沖擊效應(yīng)0.29155 1836.6535.5kN mMM汽0.29155 147.6043.03kNVV汽2）計算四分點截面的最大彎矩和最大剪力（如圖 2-11 所示）15圖 2-11 四分點截面可變作用效應(yīng)計算圖示（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應(yīng)110.796 1

38、0.5 4.5225 34.121.2060.4024.824 10.50.7960.740.79622256.48 4.52251376.9kN mM汽 110.796 10.5 0.75 0.75 34.120.7960.744.824 10.5 0.0670.796 307.78220.75240.35kNV汽可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)0.29155 1376.9401.4kN mMM汽0.29155 240.3570.07kNVV汽3）計算支點截面的最大剪力（如圖 2-12 所示）圖 2-12 支點截面可變作用效應(yīng)計算圖示（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應(yīng)110.796 10.5

39、1 34.120.7960.744.824 10.50.9330.0670.74 307.78221327.14kNV 汽 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)160.29155 327.1495.38kNVV汽2.3 主梁作用效應(yīng)組合 表 2-6 作用效應(yīng)組合表跨中截面四分點截面支點截面序號荷載類別maxMkN mmaxVkNmaxMkN mmaxVkNmaxVkN 第一期永久作用1548.9701161.73128.44256.88第二期永久作用1033.380775.0385.69171.37 總永久作用()2582.3501936.76214.13428.25 可變作用(汽車)1836.60147

40、.601376.90240.35327.14 可變作用(汽車)沖擊535.5043.03401.4070.0795.38 標準組合()4954.45190.633715.06524.55850.77短期組合(0.7)3867.97103.322900.59382.38657.25極限組合1.21.4()6417.76266.884813.73691.541105.431718 3 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及布置預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為 15.20mm，公稱面積 140 ，。2mm1860MPapkf1260MPapdf51.95 10 MPapE 3.1 預(yù)應(yīng)

41、力鋼束數(shù)量的估算（1）按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)34954.45kN m=4954.45 10 N mkM 27876961.2629.70cm816917055.1093ssIkA hy假設(shè)，則19cmpa 17055.1093 1995.891cmppeya鋼束數(shù) n 為34614954.45 103.240.51 9.8 101860 100.29700.95891kppkspMnCA fke（2）按承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)鋼束數(shù)3466419.76 103.970.77 1.7 9.8 101260 10dppdMnh A f據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)在

42、4 根左右，故取鋼束數(shù) n=4。3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 （1）跨中截面及錨固端截面的鋼束位置1）采用內(nèi)徑 70mm，外徑 77mm 的預(yù)埋金屬波紋管。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，直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm，且不宜小于管道直徑的 0.6 倍，在豎直方向兩管道可重疊。跨中截面的細部構(gòu)造如圖 3-1a 所示。則鋼束群重心至梁底距離為。2 10223419cm4pa (a)跨中截面 （b）錨固端截面圖 3-1 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）192）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。錨固端截面布置的鋼束如圖 16b 所示。鋼束群重心至梁底距離為對鋼束群重256

43、0 100 14081.25cm4pa心位置進行復(fù)核。圖 3-2 為計算圖示。圖 3-2 鋼束群重心位置復(fù)核圖（尺寸單位：mm） 錨固端截面幾何特性計算見表 3-1。表 2-1 錨固端截面幾何特性計算表分塊面積分塊面積形心至上緣距離iy分塊面積對上緣靜矩iiiSA y分塊面積的自身慣性矩iIisidyy分塊面積對截面形心的慣性矩2xiiIAdixIII分塊名稱2cmcm3cm4cmcm4cm4cm翼板37507.5028125.0070312.5054.5811171325.7711241638.27三角承托27317.474782.38832.9644.61544967.50545800.4

44、6腹板713092.50659525.0014274854.1730.426597759.6520872613.8211153692432.3832660052.5520 692432.3862.08cm11153.8isiSyA17062.08107.92cmhsyhy上核心距：32660052.5527.13cm11153.8 107.92sixIkA y下核心距：32660052.5547.17cm11153.8 62.08xisIkA y。說明鋼束群重心處于截面的核心范圍60.75cm135.05cmxxpxsykayk內(nèi)。 （2）鋼束起彎角度和線形的確定 預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，N

45、4 號鋼筋彎起角度為 5，其他鋼筋彎起角度為7.為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，最下排兩根鋼束需進行平彎。 （3）鋼束計算 1）計算鋼束起彎點至跨中的距離 錨固點至支座中心線的水平距離為（見圖 3-3）：xia42825tan525.81cmxa 328 13tan726.4cmxa 22853tan721.49cmxa 12893tan716.58cmxa 鋼束計算圖示見圖 3-4，鋼束起彎點至跨中的距離見表 3-2。ix 圖 3-3 錨固端尺寸圖（尺寸單位：mm）21圖 3-4 鋼束計算圖式表 3-2 鋼束起彎點至跨中距離計算表 為靠近錨固端直線段長度，為鋼束錨固點至

46、鋼束起彎點的豎直距離。1Ly，11sinyL21yyy21 cosRy，31cosxL2sinxR1232xiLxxxa 2）控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算 根據(jù)圖 19 所示的幾何關(guān)系，當計算截面在曲線段時，01 cosiaaR；當計算截面在近錨固點的直線段時，。4sinxR05taniaayx計算鋼束群重心到梁底的距離見表 3-3，鋼束布置圖見圖 3-5。pa表 3-3 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置計算表截面鋼束號（4xcm）R（）cm4sinxRcos（0acm）（iacm）（pacm）4未彎起1651.4920011010四分3未彎起1475.9906011010

47、27.4952鋼束號起彎高度y（1y）cm（2y）cm（1L）cm（3xcm）彎起角（）R（）cm（2xcm）（1xcm）4158.71566.284410099.619551651.4920143.9370988.253535038.998211.0018320317.614871475.9906179.8780734.907227865.809412.1906540535.974971635.4712199.3138492.2013110691.402014.5980750744.409671958.4504238.6751239.4953222110.281635.47120.06743

48、00.9977242225.72231238.681958.45040.1218720.9925463464.2586點注：1 號鋼束在該處有直線段，其彎起高度為 15.66。cm直線段（ycm）（）5xcm5tanx（）cm（0acm）（iacm）（pacm）4150.087266525.812.25811022.74193500.122173026.403.24151056.75852780.122173021.492.63862297.3614支點11060.122173016.582.035834137.964278.7065圖 3-5 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）23244 計算主梁

49、截面幾何特性4.1 截面面積及慣性矩計算 （1）在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計算小毛截面的幾何特性，計算公式如下：凈截面面積：nAAn A 凈截面慣性矩：2njsiIIn A yy 計算結(jié)果見表 4-1。表 4-1 跨中截面面積和慣性矩計算表截面（凈面積）1180cmb （換算面積）1250cmb 分塊名稱毛截面扣除管道面積毛截面鋼束換算面積1EPpn A分塊面積2cm7119-186693281691828351分塊面積形心至上緣距離iycm6215155151分塊面積對上緣靜矩iiiSA y3cm442313-2812641418745018727524477712全截面重心到上緣距離0jssyy

50、cm59.743757.2022分塊面積的自身慣性矩iI4cm25126261251262612787696127876961ijsidyycm-2.3877-91.25632.0930-93.7978分塊面積對截面形心的慣性矩2piiIAd4cm40586-1551161-15105753578516037041639489piIII4cm23615686.7329516451.19注：，。4n 227.746.566cm4A5419.5 105.653.45 10EP29.8cmpA表 4-2 四分點翼緣全寬截面面積和慣性矩計算表截面（凈面積）1180cmb （換算面積）1250cmb 分

51、塊名稱毛截面扣除管道面積毛截面鋼束換算面積1EPpn A分塊面積2cm7119-186693281691828351分塊面積形心至cm621425514225上緣距離iy分塊面積對上緣靜矩iiiSA y3cm442313-2654241577145018725974476162全截面重心到上緣距離0jssyycm59.972257.0166分塊面積的自身慣性矩iI4cm25126261251262612787696127876961ijsidyycm-2.1592-82.52381.907-85.4794分塊面積對截面形心的慣性矩2piiIAd4cm33189-1268497-12353072

52、97171331870.351361587piIII4cm23890953.9329238548.74注：，。4n 227.746.566cm4A5419.5 105.653.45 10EP29.8cmpA表 4-3 支點翼緣全寬截面面積和慣性矩計算表截面（凈面積）1180cmb （換算面積）1250cmb 分塊名稱毛截面扣除管道面積毛截面鋼束換算面積1EPpn A分塊面積2cm10103-18699171115318211336分塊面積形心至上緣距離iycm67856285分塊面積對上緣靜矩iiiSA y3cm684557-1594566861169243215604708036全截面重心到

53、上緣距離0jssyycm67.417162.4587分塊面積的自身慣性矩iI4cm29189275291892753266199732661997ijsidyycm-0.3354-18.19090.3783-23.1493分塊面積對截面形心的慣性矩2piiIAd4cm1136-61636-6050015969768299278piIII4cm29128775.7732761276.65注：，。4n 227.746.566cm4A5419.5 105.653.45 10EP29.8cmpA （2）換算截面幾何特性計算26 1）整體截面幾何特性計算在正常使用階段需要計算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面

54、，含濕接縫）的幾何特性，計算結(jié)構(gòu)見表 12、表 13、表 14，計算式如下：換算截面面積：01EPpAAnA換算截面慣性矩：2001EPpsiIInAyy2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時，預(yù)加力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實際翼緣全寬計算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計算。對于 T 形截面受壓區(qū)翼緣計算寬度，應(yīng)取下列三者中的最小值：fb34121137cm33flb （主梁間距）250cmfb (cm)。212202 30 12 15260cmfhfbbbh 此處，為梁腹板跨度，為承托長度，為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度。由于bhbfh，則，

55、為承托根部厚度。/10/501/51/3hhhb 330cmhhbhhh故250cmfb 由于實際截面寬度小于或等于有效分布寬度，及截面寬度沒有折減，故截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全寬截面值。4.2 截面靜矩計算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，在這兩個階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都需要計算。在張拉階段和使用階段的截面如圖 4-1 所示。圖 4-1 跨中（四分點）截面靜矩計算圖式（尺寸單位：mm）27圖 4-2 支點截面靜矩計算圖式（尺寸單位：mm） （1）在張拉階段，凈截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位

56、置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。 （2）在使用階段，換算截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置的剪應(yīng)力疊加。 故對每一個荷載作用階段，需要計算四個位置的剪應(yīng)力，即需要計算下面幾種情況的靜矩：1）a-a 線以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜矩。2）b-b 線以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜矩。3）凈軸(n-n)以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜矩。4）換軸(o-o)以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜矩。計算結(jié)果見表 4-4、表 4-5、表 4-6。表 4-4 跨中截面對重心軸靜矩計算已知：，1180cmb 59.7437cmsy 170c

57、mh 分塊名稱及序號靜矩類別及符號分塊面積（iA）2cm分塊面積重心至全截面重心距離（）iycm對凈軸靜矩（）iiiSA y3cm翼板 1270052.2437141057.99三角承托 250041.410420705.20肋部 320039.74377948.74翼緣部分對凈軸靜矩a nS169711.93下三角 416980.923013675.987馬蹄 5115097.7563112419.745肋部 626078.756320476.638管道或鋼束-186.265091.2564-16997.8734馬蹄部分對凈軸靜矩b nS129574.497翼板 1凈軸以上凈面積對27005

58、2.2437141057.9928三角承托 250041.410420705.20肋部 3894.87422.371820019.9422凈軸靜矩n nS181783.1322翼板 1270052.2437141057.99三角承托 250041.410420705.20肋部 3844.04423.642619955.3947換軸以上凈面積對凈軸靜矩o nS181718.5847已知：，1250cmb 57.2022cmsy 170cmh 分塊名稱及序號靜矩類別及符號分塊面積（）iA2cm分塊面積重心至全截面重心距離（）iycm對凈軸靜矩（）iiiSA y3cm翼板 1375049.70221

59、86383.25三角承托 250038.868919434.45肋部 320037.20227440.44翼緣部分對凈軸靜矩a oS213167.14下三角 416983.464514105.5005馬蹄 51150100.2978115342.47肋部 626081.297821137.428管道或鋼束182.2893.797817097.4539馬蹄部分對凈軸靜矩b oS167682.8524翼板 1375049.7022186383.25三角承托 250038.868919434.45肋部 3894.87419.830417745.7094凈軸以上凈面積對凈軸靜矩n oS223563.4

60、09翼板 1375049.7022186383.25三角承托 250038.868919434.45肋部 3844.04421.101117810.2569換軸以上凈面積對凈軸靜矩o oS223627.9569表 4-5 四分點截面對重心軸靜矩計算已知：，1180cmb 59.9722cmsy 170cmh 分塊名稱及序號靜矩類別及符號分塊面積（iA）2cm分塊面積重心至全截面重心距離（）iycm對凈軸靜矩（）iiiSA y3cm翼板 1270052.4722141674.94三角承托 250041.638820819.40肋部 320039.97227994.44翼緣部分對凈軸靜矩a nS1