內(nèi)蒙古大學(xué)創(chuàng)業(yè)學(xué)院橋梁畢業(yè)設(shè)計S河

1、 本科畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計） 第88頁緒論預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋，技術(shù)較為先進，工藝要求較為嚴(yán)格，預(yù)制預(yù)應(yīng)力采用鉸接連接，需要優(yōu)質(zhì)高強鋼筋和高強度混凝土，同時采用一整套專為預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備。預(yù)制鋼筋混凝土T梁大大縮短工期，近年來施工要求比較成熟，因此目前使用很多。預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋以受力較好、行車條件比較好、伸縮縫少、使用階段易于養(yǎng)護，養(yǎng)護費用低，造價及用材雖高但采用大垮徑時比較經(jīng)濟。本設(shè)計采用7×40米的后張法施工工藝制作主梁，全長286米，進一步說明該橋型的經(jīng)濟可行性。1 S河水文設(shè)計原始資料及計算1.1設(shè)計原始資料（1）、該河屬于華北地區(qū)山前去河流，設(shè)計流量1663 m3/s，設(shè)計流速

2、4.49 m/s設(shè)計水位199.72m（2）、該河洪水坡度i=1%，河床粗糙系數(shù)m=35（3）、該地區(qū)基本風(fēng)壓為700Pa，暴風(fēng)雨最大風(fēng)為7級，風(fēng)速為15m/s，根據(jù)最不利因素考慮風(fēng)向與浪程方向夾角小于22.5°。（4）、根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該河段計算最大浪程為800m，浪程起端處設(shè)計洪水位斷面處最大水深為1.43m（5）、該地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)冰凍深度為1.5m（6）、第一層礫石含粗砂經(jīng)分析=10mm（7）、屬季節(jié)河流無航道要求，設(shè)計中無抗震要求（8）、每年雨季為7月中旬到9月中旬1.2河段類型判斷河段彎曲，水流分支汊，且有沙洲，河床寬淺，抗沖刷能力差，主流在河床內(nèi)易擺動，灘槽不可劃分，所以綜合分析

3、判斷：S河屬于次穩(wěn)定河段。1.3設(shè)計流量和設(shè)計流速的復(fù)核根據(jù)地質(zhì)縱剖面圖繪出的河床樁號，繪制河流縱斷面圖。（見下表1.1）表1.1樁號203+432.23203+491.23203+534.50203+555.80203+571.10203+596.0203+649.4203+676.17203+703.77高程199.72198.52198.12198.12198.22197.82197.52198.22199.72由于灘槽不易劃分,故河床全部改為河槽Ac=375.8Bc=271.54 mhc=1.38 m mc=35 i=1%Rc= =1.42m Vc=斷面設(shè)計流量過水面積、水面寬度、濕周

4、計算表表1.2樁號河床標(biāo)高水深平均水深間距過水面積濕周合計203+432.23199.7200.65935.459.0Ac=373.08 Xc=271.88203+491.23198.521.21.443.2760.643.27203+534.50198.121.61.621.334.121.3203+555.80198.121.61.5515.323.715.3203+571.10198.221.51.724.942.324.9203+596.0197.821.92.0553.4109.553.4203+649.4197.522.21.8526.7749.527.6203+676.17198

5、.221.50.7527.620.720.7203+703.77199.7201.4擬定橋長S河屬分汊、彎曲河段，查規(guī)范公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范（JTGC30-2002），采用6.2.1-1式計算kq=0.95 n3=0.87 Qp= Qc=1697.3 m/s Bc=271.88m橋孔最小凈長度為：Lj=kq··Bc=0.95×10.87×271.54=257.963 m綜合分析橋型擬訂方案為7×40 m預(yù)應(yīng)力T型梁橋，采用雙柱式橋墩建橋后實際橋孔凈長: Lj=8×（401.5）=268 m257.963m（初步擬訂柱寬為1.5 m

6、）1.5計算橋面標(biāo)高（1）壅水高度 采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)跨徑L=40m，橋墩寬度d=1.5m，設(shè)計流速，沖刷系數(shù)P=1.2 已知過水面積凈水面積水流阻力系數(shù)：則橋前最大壅水高度橋下最大壅水高度 則橋孔設(shè)計符合最大壅水高度要求（2） 波浪高度和波浪侵襲高度計算已知浪程為D=800m 查表得 其中15m/s 浪高度： =0.17 m 查表得：則波浪高度0.253 橋梁上部構(gòu)造建筑高度根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004），高速公路、一級公路、二級公路、橋梁的瀝青混凝土鋪裝層，厚度不宜小于70mm、二級及三級以下公路橋梁的瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度不宜小于50mm，水泥混凝土橋面鋪裝層（不含整平層和

7、墊層）厚度不宜小于80mm，混凝土強度等級不應(yīng)低于C40。本設(shè)計采用混凝土8cm、瀝青混凝土10cm（細(xì)粒式混凝土4cm、粗粒式瀝青混凝土5cm）FYT-1防水層。 則橋下河槽最低沖刷線標(biāo)高： =199.72+0.253+0.5+1.03=201.503m由于路面標(biāo)高為204.15m而且小于橋下河槽最低沖刷線標(biāo)高故設(shè)計滿足要求本河屬于華北地區(qū)山前區(qū)河流，對該橋橋位、地質(zhì)、斷面圖分析，河床地質(zhì)分為七層，粗砂、亞粘土、細(xì)砂、粗砂含礫石、卵石含砂、輕亞粘土、中砂。該橋上部采用7孔40m預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，下部采用鋼筋混凝土單排雙柱式橋墩，橋墩柱徑D=1.2m，鉆孔樁樁徑D=1.5m，橋臺采用重力式橋

8、臺。1.6沖刷計算1河槽一般沖刷深度a：6-41公式計算已知H=1.38m B=271.54m 汛期含沙量P=1-8kgm3 取P=6.7kgm3Lj=280-71.5=269.5m E=0.66 d=1.1mm hmax=2.2m =（BZH）0.15=1. 45 hc=Aq240=1.41m 則hp=Qcp×Lj×E×d1635×hmaxhc=1.45×16630.95×269.5×0.66×1.11635×2.21.41=8.31m式中：hp一般沖刷深度橋孔側(cè)收縮系數(shù)單寬流量集中系數(shù) E與含砂量有關(guān)

9、的系數(shù) d土壤平均粒徑第一層土的深度為3m，8.31-2.2=6.11m3m,因而已經(jīng)沖刷到第二層土，由于第二層土為亞粘土土顆粒小于第一層，所以設(shè)第一層土全部被沖刷掉，要求的第二層土為河床的一般沖刷，此時過水面積為：A=375.8+3×271.54=1190.42m2 B=271.54m H'=1.38+3=4.38mVs'=QA=16631190.42=1.39=BzH'0.15=271.544.380.15=1.22Hmax'=2.2+3=5.2m由資料可知第二層為亞粘土IL=0.45hp=QcpLj0.23×(1IL)1.335

10、5;hmaxhc=1.2216630.984×269.50.23×(10.45)1.335×5.24.38=5.21m已知此時最大水深為5.2m，因而沒有沖刷亞粘土層所以一般沖刷深度為第一層與第二層土的分界處。為了保險再用6-42公式計算第一層土K=1+0.02logHmax'Hd=1+0.02log2.21.38×1.1×10-3=1.035d95=10mm hmaxd95=2.210×10-3=220 查表得 m1=0.235Q1=Q2=1663m3sB1 =271.54m B2 =245m 4m1=0.94 3m1=0.

11、705=0.043=1.45 =0.95則hp=K×（×Q2Q1）4m1×B1×1-×B23m1×hmax =1.035×（1.45）1.45×271.540.95×1-0.043×2450.705××2.2=4.09m 小于64-1公式2局部沖刷深度由資料可知對于粘性土河床公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范（JTG062-91）Vz=E×d16×hp23= 0.66×1.116×5.2123=2.02 m/shpB0=5.211.5=3.42.5h

12、b=0.83×K×B00.6×IL1.25×Vz =0.83×1×1.50.6×0.451.25×2.02 =0.79m式中：Vz沖止流速 B0橋墩計算寬度則橋下綜合沖刷最大水深hs=hp+hb=6m橋下最低沖刷線高程Hs=Hp-hs=199.72-6 =193.72m1.7方案比選1.預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋工藝技術(shù)要求：技術(shù)較為先進，工藝要求較為嚴(yán)格，預(yù)制預(yù)應(yīng)力采用鉸接連接，需要優(yōu)質(zhì)高強鋼筋和高強度混凝土，同時采用一整套專為預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備。預(yù)制鋼筋混凝土T梁大大縮短工期，近年來施工要求比較成熟。使用效果評價：受力較

13、好、行車條件比較好、伸縮縫少、使用階段易于養(yǎng)護，養(yǎng)護費用低，造價及用材雖高但采用大垮徑時比較經(jīng)濟。本例擬采用7跨40米橋型2鋼筋混凝土簡支T型梁工藝技術(shù)要求：大量的吊裝設(shè)備，占用施工場地大、需要勞力多、拱的承載潛力大已有成熟的工藝技術(shù)要求。使用效果評價：行車舒適、伸縮縫比較多、養(yǎng)護比較麻煩、縱坡較大、土方量大、造價低廉。本例中擬采用14跨20米橋型3.裝配式預(yù)應(yīng)力空心板橋工藝技術(shù)要求：制作方便，節(jié)約模板，建筑高度小，降低橋面標(biāo)高縮短引道長度，外形美觀、輕盈、便于工業(yè)化生產(chǎn)、構(gòu)件較強便于施工。使用效果評價：行車平穩(wěn)、橋面連續(xù)伸縮縫小。且養(yǎng)護費用低、造價及用材、挖空率大。建筑高度小，但僅適用于小跨

14、徑橋梁，受季節(jié)氣候影響，現(xiàn)澆混凝土，又需模板和支架造成不便。本例采用14跨20米橋型 綜上所述：三種橋梁中裝配式混凝土梁橋，相對來說工藝比較成熟、采用大跨徑比較經(jīng)濟且建筑高度滿足要求，便于施工、工期較短，故采用第一種方案。2 設(shè)計資料及構(gòu)造布置2.1設(shè)計資料2.1.1橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑=40 m 主梁全長=39.96 m 計算跨徑=39.00 m橋面凈空=12+12+2×0.5m2.1.2設(shè)計荷載公路I級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0，均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為10.5KN/m，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為316KN.2.1.3材料及工藝混凝土：采用C50混凝土，=3.45×MPa，抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)

15、值=32.4MPa，抗壓強度設(shè)計值=22.4MPa，抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值=2.65MPa，抗拉強度設(shè)計值=1.83MPa。鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTMA416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞（1×7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值=1860MPa?？估瓘姸仍O(shè)計值=1260MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積140，彈性模量Ep=1.95×MPa。普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB400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的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。2.1.4設(shè)計依據(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）

16、交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JIG D602004），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)計規(guī)范（JIG D622004），簡稱公預(yù)規(guī)。2.1.5設(shè)計基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù) 表2.1名稱項目符號單位數(shù)據(jù)C50砼立方強度fcu，kMPa50彈性模量EcMPa3.45×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度fckMPa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度ftkMPa2.65軸心抗壓設(shè)計強度fcdMPa22.4軸心抗拉設(shè)計強度ftdMPa1.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力0.7 fckMPa20.72容許拉應(yīng)力0.7 ftkMPa1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)軸載組合：MPa容許壓應(yīng)力0.5 fckMPa16.2容

17、許主壓應(yīng)力0.6 fckMPa19.44短期效應(yīng)組合：MPa容許拉應(yīng)力st -0.85pcMPa0容許主拉應(yīng)力0.6 ftkMPa1.59¢s15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度fpkMPa1860彈性模量EpMPa1.95×105抗拉設(shè)計強度fpdMPa1260最大控制應(yīng)力0.75 fpkMPa1395持久狀態(tài)：MPa標(biāo)準(zhǔn)荷載組合0.65 fpkMPa1209材料重度C50砼r1KN/m325.0瀝青砼r2KN/m323.07鋼絞線r3KN/m378.5C30砼r4KN/m324欄桿r5KN/m1.0鋼束與混凝土的彈性模量比EP5.65注：本設(shè)計混凝土強度達到C45開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。

18、和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度，則： =2.51MPa2.2橫截面布置2.2.1主梁間距與主梁片數(shù)本橋為雙幅橋（兩幅橋為獨立的橋，因此只計算單幅即可），主梁翼板寬度為220cm，單幅的橋?qū)挒?3m，選用4片主梁和2片邊梁（邊主梁翼板寬度為210cm），主梁之間的間距為220cm2.2.2主梁跨中截面主要尺寸擬定1/2支點截面 1/2跨中截面橫斷面圖半縱剖面圖A-A圖2-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位cm）1、 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與跨徑之比常在1/14-1/25,當(dāng)建筑高度不受限制時（本橋不受限制），增大梁高往往是最經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以取得較大的抗彎力臂，還可以

19、節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土的用量增加不多。終上所述，本橋中取240cm的主梁高度是比較合適的。2、主梁截面細(xì)部尺寸T梁翼板的厚度取決于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是上翼板受壓的強度要求，本橋預(yù)制T梁的翼板厚度取用10cm，翼板根部加厚到25cm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度翼板由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，本橋腹板厚度取用20cm。為了防止在施工和運營中使馬蹄部分遭致縱向裂縫，馬蹄面積占截面總面積的10%20%比較合適，同時根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4

20、.9條對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為58cm，高度為20cm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為20cm，以減小局部應(yīng)力。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪制出預(yù)制梁的跨中截面圖（如圖1-2）圖1-2 跨中截面尺寸圖（單位cm） 3、計算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性計算見（表2-2）表2-2 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積()跨中截面形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣凈距=·（）自身慣距（）=-（cm）對截面形心的慣距（）翼板22005.001100018333.3388.871737532917393662三角承托105

21、015.001575013125.0078.8765315006544625腹板4200115.0048300015435000-21.13187520317310203下三角380203.3377265.48444.44-109.4645529674561411馬蹄1160230.0026680038666.67-136.1321496397215350648990843915.467344965注：截面形心至上緣距離：4、支點截面幾何特性計算表（表2-3） 表2-3 支點截面幾何特性計算表 分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積的自身慣矩（）（）分塊面

22、積對截面形心的慣矩（）（）翼板22005.0011000.018333.3399.402173679221755125三角承托61513.648388.53699.6390.7550648715068570腹板13340125.001667500.05880716667-20.60566096264468129161551686888.591291824注：截面形心至上緣距離:5、檢驗跨中截面效率指標(biāo)（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指標(biāo)：0.5表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.3 橫斷面沿跨長的分布本橋主梁采用等高形式，橫斷面的T梁寬度沿跨長不變，梁端部區(qū)段由于錨頭集中力

23、的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，距梁端200cm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六分點附近（第一道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦開始變化。馬蹄在縱斷面的變化情況見(圖21)。2.4橫隔梁的設(shè)置在荷載作用下的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時比較均勻，否則在直接荷載作用下的主梁彎矩較大，為減少對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道中橫隔梁，當(dāng)跨度較大時，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。本橋在橋跨中點、三分點、六分點和支點處設(shè)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26cm，下部為24cm。中橫隔梁高度為

24、210cm，厚度為上部18cm，下部16cm。橫隔梁的布置見（圖21）3主梁的作用效應(yīng)計算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4截面和支點截面）的永久作用效應(yīng)，并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布系數(shù)和縱向內(nèi)力影響線，求得可變荷載的作用效應(yīng)，最后再進行主梁作用效應(yīng)組合。3.1 永久作用效應(yīng)計算3.1.1 永久作用集度1、預(yù)制梁自重（1）跨中截面段主梁的自重（六分點截面至跨中截面，長13m）0.8990×26×13303.86（KN）（2）馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長5m）(1.6155+0.899) ×5×2

25、6/2=117.60(KN)（3）支點段梁的自重（1.98m）1.6155×26×1.9883.17（KN）（4）中主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：0.17×（2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19）0.2913（）端橫隔梁體積：0.25×（2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093）0.3656（）故半跨內(nèi)橫梁重力為：（2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN)（5）預(yù)制梁永久作用集度（30

26、3.86+163.44+83.17+28.44）/19.9828.97（KN/m）2、二期永久作用（1）中主梁現(xiàn)澆部分橫隔梁： 一片中橫隔梁體積（現(xiàn)澆） 0.17×0.30×2.1=0.1071（）一片端橫隔梁體積（現(xiàn)澆）0.25×0.30×2.3=0.1071（） 故： =（5×0.1071+2×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m）（2）鋪裝12cm混凝土鋪裝0.12×13×25=39.00（KN/m）6cm瀝青鋪裝0.06×13×21=16.38（KN/m） 若將

27、橋面鋪裝均攤給4片（中主梁）+2片（邊主梁）=（39+16.38）/6=9.23（KN/m）（3）欄桿 一側(cè)防撞欄：（0.94×0.5-0.5×(0.555+0.735) ×0.18-0.5×0.05×0.555）×26=5.19KN/m 若將兩側(cè)防撞欄均攤給6片梁=5.91×2/6=1.97(KN/m)（4）中主梁二期永久作用集度=0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m）3.1.2 永久作用效應(yīng) 如圖31所示， 設(shè)x為計算截面離左支座的距離，并令=X/L 主梁彎矩和剪力的計算公式：=0.5×(1-)g

28、（31）=0.5×（1-2×）Lg（32）永久作用計算表（表31）表31 主梁永久作用效應(yīng)作用效應(yīng)跨中截面（=0.5）L/4截面(=0.25)支點截面(=0)一期彎矩（KN·m）5507.924130.940.00剪力（KN）0.00282.46564.92二期彎矩（KN·m）2427.901820.920.00剪力（KN）0.00124.51249.02彎矩（KN·m）7935.825951.860.00剪力（KN）0.00406.87813.94 圖31 永久作用計算圖示 3.2 可變作用效應(yīng)計算3.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)4.3

29、.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算：(Hz)其中： （KN/m）根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：0.247 按橋規(guī)4.3.1條，當(dāng)車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道應(yīng)折減22，但折減不得小于兩車道布截的計算結(jié)果。本橋按三車道設(shè)計。因此在計算可變作用效應(yīng)時需進行車道折減。3.2.2計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1、跨中的荷載橫向分布系數(shù)如前所述，本橋橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重的長寬比為：2所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)(1) 計算主梁抗扭慣距可近似按下式計算：=（33

30、）式中：、相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度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：=馬蹄部分的換算平均厚度：=圖32示出了的計算圖示，的計算見表32(2)計算抗扭修正系數(shù)對于本橋，主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得：（34）式中：G=0.4E ; L=39.00m ；=6×0.01098528=0.06591168；=5.5m ；=3.3m ；=1.1m ；=-1.1m ；=-3.3m ；=-5.5m ； =0.67344965.計算得：=1.0(3) 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎標(biāo)式中：; 計算所得值見（表33） 圖32

31、 計算圖示（尺寸單位：cm）表32 計算表分塊名稱（cm（cm）/(cm)=（×）翼緣板22015.2514.431/32.60082腹板194.75209.740.3124.86096馬蹄58301.930.2253.523510.98528表33 值梁號10.52380.38100.23810.0952-0.0476-0.190520.38100.29520.20950.12380.0381-0.047630.23810.20950.18100.15240.12380.0952(4)計算荷載橫向分布系數(shù)1號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖33所示 可變作用（汽車公路I級） 三車

32、道：=×（0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）×0.78=0.6361兩車道：=×（0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）=0.7450故取可變作用的橫向分布系數(shù)為：=0.74502、支點截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖34所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)并進行布載，1號梁可變作用的橫向分布系數(shù)計算如下： 圖33 跨中的橫向分布系數(shù)的計算圖示（尺寸單位：cm）圖34 支點的橫向分布系數(shù)計算圖示（尺寸單位：cm）可變作用（汽車）：=0.5×（1+0.18）=0.5

33、93、橫向分布系數(shù)匯總（見表24）表24 1號梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類別公路I級0.74500.593.2.3車道荷載的取值 根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路I級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：=10.5KN/m計算彎矩時 =KN 計算剪力時 =316×1.2=379.2KN3.2.4計算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計算中，本橋?qū)τ跈M向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點處橫向分布系數(shù)，從支點至第一根橫梁段，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35示出跨中截面作用效應(yīng)計算圖示，計算公式為

34、：（35）式中：S所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩和剪力車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值影響線上同號區(qū)段的面積 y影響線上最大坐標(biāo)值可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)=0.5×0.7450×10.5×9.75×39-0.5×0.22×6.5×10.5×0.0556+0.7450×316×9.75=3766.34KN·m=0.5×0.7450×10.5×0.5×19.5+0.5×0.22×6.5×10.5×0.0556+

35、0.7450×379.2×0.5=178.97KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)=3766.34×0.191=719.37KN/m=178.97×0.191=34.18KN圖35 跨中截面計算圖示（尺寸單位：m）2、求L/4截面的最大彎矩和最大剪力圖36為L/4截面作用效應(yīng)的計算圖示圖36 L/4截面作用效應(yīng)計算圖（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)=0.5×0.7450×10.5×7.3125×39-0.5×（1.625+0.5416）×0.22×6.5×10.5+0.745

36、0×316×7.3125=2820.68KN/m=0.5×0.7450×10.5×0.75×29.25-0.5×0.22×6.5×10.5×0.0556+0.745×379.2×0.75=297.26KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)=2820.68×0.191=538.751KN/m=297.26×0.191=56.78KN3、求支點截面的最大剪力圖37示出支點截面最大剪力計算圖式圖37 支點截面計算圖式（尺寸單位：m）可變作用（汽車）效應(yīng)=0.5×

37、10.5×0.7450×1×39-0.5×10.5×0.22×6.5×（0.9444+0.0556）+379.2×0.8333×0.7450=380.44KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)=380.44×0.191=72.66KN3.3 主梁作用效應(yīng)組合按橋規(guī)4.1.64.1.8條規(guī)定，將主梁的作用效應(yīng)組合匯總。見（表35）表35 主梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中截面四分點截面支點截面MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmax(KN·m)KN(KN·m)KN(KN·

38、m)KN第一期永久作用5507.920.004130.94282.460.00564.92第二期永久作用2427.900.001820.92124.510.00249.02總永久作用+7935.820.005951.86406.970.00813.94可變作用（汽車）公路-I級3766.34178.972820.68297.260.00380.44可變作用（汽車）沖擊719.3734.18538.7556.780.0072.66持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值組合=+4485.71213.153359.43354.040.00453.10正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合=+0.7×10

39、572.26125.287926.34615.050.001080.25正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合=+0.4×9442.3671.597080.13525.870.00966.12承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合=1.2×+1.4×（+）15802.98298.4111845.43984.020.001611.074 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置4.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。 因為本橋?qū)瓚?yīng)力做了一定得限制并不允許開裂，因此屬于A類部分構(gòu)件，所以根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為：（41）式中的為正常使用極限狀態(tài)

40、按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計算的彎矩值，由表35查的：=10572.26KN·m設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為=100mm，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離為=1361.3mm；鋼筋估算時，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計算，由表22可得跨中截面全截面面積=899000mm2,全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為=673.44965×109/1461.3=460.856×106mm3；所以有效預(yù)加力合力為:=50190970×106N預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為=0.75=0.75×1860=1395MPa，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的

41、20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為=4651 mm2采用3束1215.24鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為=3×12×140=5040mm2。采用夾片式群錨，70金屬波紋管成孔。4.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置4.2.1跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合公路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計圖紙并按公路橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進行初步布置。（如圖41） a） b） c）預(yù)制梁端部；b）鋼束在端部的錨固位置；c）跨中截面鋼束布置4.2.2錨固面鋼束布置 為使施工方便，全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨于梁端（圖31a、b）。這樣布置符合

42、均勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且N1、N2在梁端均彎起較高，可以提供較大的預(yù)剪力。4.2.3其它截面鋼束位置及傾角計算1、鋼束彎起形狀、彎起角及其彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，N1、N2和N3彎起角均取為；各鋼束的彎曲半徑為：=60000mm；=40000mm；=20000mm。2、鋼束各控制點位置的確定 以N3號鋼束為例，其彎起布置如圖42所示。由確定導(dǎo)線點距錨固點的水平距離=355.8cm圖42 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計算圖（尺寸單位：cm）由確定彎起點至導(dǎo)線點的水平距離=139.8cm所以彎起點到錨固點的水平距離為=355.8+13

43、9.8=495.6cm則彎起點至跨中截面的水平距離為=（3900/2+34.8）-=1489.3cm根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的距離與彎起點至導(dǎo)線點的水平距離相等，所以彎止點到導(dǎo)線點的水平距離為=138.4cm故彎止點至跨中截面的水平距離為=（1489.3+138.4+139.9）=1767.5cm同理可以計算N1、N2的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表41中表41 各鋼束彎起控制要素表鋼束號升高值c(cm)彎起角（）彎起半徑R（cm）支點至錨固點的水平距離d(cm)彎起點距跨中截面水平距離(cm)彎止點距跨中截面水平距離(cm)N12118600012.264.1

44、898.9N21108400026.4922.61479.0N3508200034.81489.31767.53、各截面鋼束位置及其傾角計算仍以N3號鋼束為例（圖42），計算鋼束上任一點離梁底距離及該點處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前重心至梁底的距離，=10cm；為點所在計算截面處鋼束位置的升高值。計算時，首先應(yīng)判斷出點所處在的區(qū)段，然后計算及，即當(dāng)（-）0時，點位于直線段還未彎起，=0，故=10cm；=0當(dāng)0（-）（）時，點位于圓弧彎曲段，及按下式計算，即（42）（43）當(dāng)（-）（）時，點位于靠近錨固端的直線段，此時=8，按下式計算，即： =（-）（44）各截面鋼束位置及其傾角計算值詳見表（4

45、2）表42 各截面鋼束位置（）及其傾角（）計算表計算截面鋼束編號（cm）（）(cm)（-）(cm)()(cm)(cm)跨中截面=0N164.1834.7為負(fù)值，鋼束尚未彎起0010N2922.6556.5N31489.3278.2L/4截面=975cmN164.1834.7（-）（）869.179.1N2922.6556.50（-）556.50.7510.3410.34N31489.3278.2為負(fù)值，鋼束尚未彎起0010支點截面=1950cmN164.1834.7（-）（）8206.0216.0N2922.6556.5（-）41768105.1115.1N31489.3278.2（-）208

46、8845.155.14、鋼束平彎段的位置及平彎角N1、N2、N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2、N3在梁中的平彎采用相同的形式。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為=4.569 5、鋼束長度計算鋼束長度計算表鋼束號R（mm）彎起角度弧度曲線長度（mm）直線長度（mm）有效長度（mm）鋼束預(yù)留長度（mm）鋼束長度（mm）=+400006.50.11344645382322234380120035580400006.50.113

47、44645381620034424120035624660006.50.1134467487622634462120035662660006.50.11344674872100344901200356904.3 非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點到底邊的距離為=80mm ,則有=2400-80=2320mm先假定為第一類T形截面，由公式計算受壓區(qū)高度，即 圖43 非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖 求得=142.6mm（=152.5mm）則根據(jù)正截面承載力計算

48、需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為=2051mm2采用6根直徑為22mm的HRB400鋼筋,提供的鋼筋截面面積=2281 mm2。在梁底布置成一排（圖43），其間距為80mm，鋼筋重心到底邊的距離為=45mm。5 主梁截面幾何特性計算 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計算。該橋中的T形從施工到運營經(jīng)歷了如下兩個階段。5.1 主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 主梁混凝土達到設(shè)計強度的90%后，進行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T梁翼板寬度為220cm。5.2 灌

49、漿封錨，主梁吊裝就位 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。 截面幾何特性的計算可以列表進行，第一階段跨中截面列表于51中。可求得其它受力階段控制截面幾何特性如表52所示。表51 第一階段跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積（）重心至梁頂距離（）對梁頂邊面積矩（）自身慣性矩（）（）（）（）截面慣性矩混凝土全截面899000938.7843.891×106673.450×1091.30.0015×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積=11900235528.0625×1060-141523.826×109預(yù)留管道面積=-1

50、15452300-26.554×1060-1360-21.354×109凈截面面積=899355=940.0=845.362×106673.4505×1092.4735×109675.924×109注：=5.797表52 各控制截面不同階段的幾何特性匯總表受力階段計算截面階段1：孔道壓漿前跨中截面899355940.014601360675.924×1097.191×1084.630×1084.970×108L/4截面899355943.51456.51082.5683.651×109

51、7.246×1084.694×1086.315×108支點截面16158551053.51346.59.5933.220×1098.858×1086.931×10898.233×108階段2：管道結(jié)硬后跨中截面922445747.214261326699.751×1097.184×1084.907×1085.277×108L/4截面922445744.81428.21054.2710.979×1097.316×1084.978×1086.744×

52、108支點截面1746045778.11346.39.3933.224×1098.857×1086.932×108100.347×1086 鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算6.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力按公路橋規(guī)規(guī)定采用=0.75×1860=1395Mpa6.2 鋼束應(yīng)力損失6.2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失（） 由公式 （61）對于跨中截面：；為錨固點到支點中線的水平距離（圖32）；、分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時，查表得=0.25，=0.0015；為從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過的角度，這里N1只有豎彎，其角度為，N2和N3不僅有豎彎還有平彎，其角度應(yīng)為管道轉(zhuǎn)過的空間角