槽形梁計(jì)算書(shū)

1、公路預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁橋設(shè)計(jì)研究摘要預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁是一種U型預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，是一種下承式結(jié)構(gòu)，能有效降低建筑高度。槽形梁由道床板、主梁及橫梁等部分組成，適用于公路、鐵路橋梁及城市軌道交通建設(shè)。與普通橋梁相比，槽形梁主要有以下優(yōu)點(diǎn)：顯著降低結(jié)構(gòu)建筑高度，主梁腹板能抑制噪音的傳播；主梁還可作為擋板，防止車輛傾覆等。在荷載作用下，道床板不僅會(huì)產(chǎn)生雙向彎曲和扭轉(zhuǎn)，還會(huì)參與主梁共同工作；主梁腹板也會(huì)受到法向應(yīng)力及彎、剪、扭共同作用，是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)；也是控制槽形梁設(shè)計(jì)的主要因素。槽形梁的縱向設(shè)計(jì)與一般橋梁相似，主要是應(yīng)力、位移、裂縫的控制；橫向設(shè)計(jì)同樣要控制這幾個(gè)因素，但是其作用機(jī)理比較復(fù)雜

2、。建立合理的有限元模型，對(duì)研究槽形梁結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理，非常關(guān)鍵；槽形梁設(shè)計(jì)，有助于對(duì)應(yīng)力，位移、抗裂性的校核。本設(shè)計(jì)采用建立有限元模型與手算相結(jié)合的方法對(duì)槽形梁上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)以及支座進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。并分析研究了槽形梁的優(yōu)缺點(diǎn)，討論槽形梁的適用性與適用條件。關(guān)鍵詞：槽形梁，縱梁，道床板，預(yù)應(yīng)力混凝土，橫梁Design of Prestressed Concrete trough girderfor highwayAbstractThe prestressed concrete trough girder is a kind of bridge with U-beams, and it is a

3、 kind of bottom-road bridge structure; the bridge with U-beams can reduce the height of building effectively. The channel beam is made up with bedboard, longitudinal girder and crossbeam ,it can be used in the highway bridge, the railroad bridge and the urban track transport facilities. Compares wit

4、h the ordinary bridge, the channel beam mainly has the following merit: reducing the structure height of building obviously, the main beam web can lower the noises nearby; the main beam can also play the role of back plate, prevents the vehicles from turning down. Under the action of the load, the b

5、edboard has not only Bilateral Bought and reverse, it also works together with the main beam; at the same time, the main beam web will be under the joint action of normal stress, bending, shear and torsion, it is important and difficulty in the study of the prestressed concrete channel beam ,and it

6、also controls the designs of the U-beam. The longitudinal girder bridges design is similar to the general beams, considering the followings: stresses, displacements and cracks; Cross-sectional design should also considering these factors, but the mechanism is rather complicated. A reasonable finite

7、element model contributes to the analysis and design of the U-beam. This design contains the channel beam superstructure, the substructure as well as support's design.Keywords: trough girder, longitudinal girder, bedboard, prestressed concrete, crossbeam目錄摘要IAbstractII第一章 緒論31.1 研究背景與意義3槽形梁的結(jié)構(gòu)形式

8、3槽形梁的特征3槽形梁的優(yōu)點(diǎn)3槽形梁的缺點(diǎn)3研究的意義31.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀3國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作3第二章 橋梁的總體規(guī)劃和布置32.1 橋型的選擇3橋梁的基本體系3橋梁的總體規(guī)劃原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)3基本資料3橋型的選擇32.2 橋梁縱斷面布置32.3橋梁橫斷面布置32.4平面布置3第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算33.1 計(jì)算基本資料3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3主要材料與強(qiáng)度值3設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)33.2 槽形梁的作用效應(yīng)及效應(yīng)組合3永久作用效應(yīng)3可變作用效應(yīng)3槽形梁作用效應(yīng)組合33.3 有限元模型及電算輸出結(jié)果3有限元模型3電算輸出結(jié)果33.4預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁鋼筋

9、面積的估算及鋼束布置3預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算3預(yù)應(yīng)力鋼筋布置33.5 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的承載力復(fù)核3槽形梁的道床板有效寬度計(jì)算3正截面抗彎承載力復(fù)核3斜截面抗剪承載力、抗彎承載力復(fù)核33.6 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的應(yīng)力復(fù)核3短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算3持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算33.7預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的抗裂性驗(yàn)算33.8 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的變形（撓度）計(jì)算33.9 預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算3局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算3局部抗壓承載力驗(yàn)算33.10道床板計(jì)算3設(shè)計(jì)依據(jù)與資料3道床板的內(nèi)力計(jì)算3有限元模型及電算輸出結(jié)果3道床板預(yù)應(yīng)力鋼筋布置3道床板強(qiáng)度驗(yàn)算3道床板縱向正應(yīng)力驗(yàn)算3道床板跨中截面的抗裂性驗(yàn)算3

10、橫向預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算33.11 橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)3概述3伸縮縫設(shè)計(jì)3第四章 下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)34.1 概述34.2 橋墩設(shè)計(jì)3設(shè)計(jì)荷載3截面設(shè)計(jì)3截面復(fù)核3第五章 橋梁支座設(shè)計(jì)35.1 概述35.2 支座設(shè)計(jì)3確定支座平面尺寸3確定支座的厚度3驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況3驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性3第六章 槽形梁與其他橋型比較36.1 橋型方案概要36.2路線與橋型方案設(shè)計(jì)原則36.3 橋型方案比較36.4 投資估算3第七章 結(jié)論與展望37.1 結(jié)論37.2 展望3致 謝3參考文獻(xiàn)3第一章 緒論1.1 研究背景與意義1.1.1 槽形梁的結(jié)構(gòu)形式預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁是一種下承式混凝土橋梁的整體上部結(jié)

11、構(gòu)形式，能有效地降低建筑高度，能有效降低建筑高度。槽形梁由道床板、主梁及橫梁等部分組成。如圖1-1所示：圖1-1 槽形梁的結(jié)構(gòu)形式示意圖從道床板上通過(guò)的線路劃分，分為單線槽形梁和雙線槽形梁；從端部支撐情況劃分，分為四點(diǎn)支撐和滿布支撐；從結(jié)構(gòu)形式劃分，分為簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁。在已有的軌道交通中應(yīng)用的槽形梁大部分為單線槽形梁，結(jié)構(gòu)形式采用簡(jiǎn)支體系，在端部設(shè)置端橫梁，跨間每3-5m設(shè)置一道橫梁；端橫梁處采用四點(diǎn)支撐的支撐體系，支座采用高強(qiáng)度橡膠支座。圖1-2是目前采用較多的槽形梁截面：a）b） C）d） 圖1-2 槽形梁結(jié)構(gòu)形式示意圖a）、b）為傳統(tǒng)截面，便于建模，但空間利用率不高；c）的主梁向外傾斜，

12、有利于增加凈寬，同時(shí)對(duì)主梁抗扭有利；d）建筑高度稍高，但有利于道床板受力。1.1.2 槽形梁的特征1）槽形梁的受力特征 簡(jiǎn)支槽形梁屬結(jié)構(gòu)靜定受力體系。當(dāng)基礎(chǔ)沉降不均勻時(shí)，不會(huì)引起梁截面的內(nèi)力變化，尤其用在平原地區(qū)高速公路上，即使是軟土地基，簡(jiǎn)支槽形梁的適用性更好，另外，簡(jiǎn)支橋梁對(duì)環(huán)境整體溫度變化也能較好的適應(yīng)性。2） 槽形梁橋結(jié)構(gòu)特征槽形梁是一種梁、板組合的空間結(jié)構(gòu)；在荷載作用下，道床板不僅會(huì)產(chǎn)生雙向彎曲和扭轉(zhuǎn)，還會(huì)參與主梁共同工作；主梁腹板也會(huì)受到法向應(yīng)力及彎、剪、扭共同作用。同時(shí)，由于橫梁分布較密，對(duì)整體應(yīng)力分布有較大影響。簡(jiǎn)支槽形梁縱向的受力較為簡(jiǎn)單，除了支點(diǎn)外的部分，其他不會(huì)出現(xiàn)負(fù)彎矩

13、；而橋面板以及橋面板與主梁交接處受力復(fù)雜，需要較嚴(yán)格的受力分析。 槽形梁的優(yōu)點(diǎn)1）槽形梁是一種低高度梁型，已得到較為廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)從1981年至今，槽形梁從簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁到斜拉橋的主梁，從鐵路到公路，不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。2）隔音效果好。對(duì)于軌道交通車輛行駛于槽形梁時(shí)，其車輪與軌道接觸發(fā)出的噪聲受到兩側(cè)主梁上翼緣及腹板的阻隔，在一定程度上減少了車輛運(yùn)行噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響，相對(duì)于箱型梁，槽形梁無(wú)箱體共鳴噪音。如果配合外部的隔音板等設(shè)施，則其隔音效果更佳。對(duì)于公路預(yù)應(yīng)力槽形梁隔音效果好同樣是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，高速公路一般穿入城鎮(zhèn)農(nóng)莊，低噪音對(duì)生態(tài)環(huán)境有利。3）斷面空間利用率高。主梁上翼緣除了參與

14、受力外，還可以兼做檢修及旅客緊急疏散通道，在車站內(nèi)部可以作為站臺(tái)寬度使用。下部空間可布置通信、信號(hào)、電力電纜等管線。4）行車安全，不需另設(shè)防撞護(hù)欄。兩側(cè)主梁可起到防撞護(hù)欄的作用，防止脫軌車輛傾覆下落造成更大的事故，給行車安全提供了保障，同時(shí)對(duì)于恐高的駕駛者來(lái)說(shuō)，也能帶來(lái)安全感。5)外形美觀，視覺(jué)效果好。槽形梁不但本身梁體外形優(yōu)美，而且主梁上翼緣和腹板遮擋了外觀較差的橋面系及車輛行走系統(tǒng)，只露出整潔美觀的上部梁體，尤其適合對(duì)建筑構(gòu)造物外觀要求較高的城市道路。 槽形梁的缺點(diǎn)槽形梁是一種下承式橋梁結(jié)構(gòu)，它由行車道板、主梁及端橫梁等部分組成。當(dāng)車輛荷載作用在橋面上時(shí)，遠(yuǎn)離端部的荷載通過(guò)道床板傳給主梁，

15、再由主梁傳給支座。接近端部的荷載，則由道床板經(jīng)端橫梁傳給支座。槽形梁的這種結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)決定了其整體性不如箱梁，屬于一種復(fù)雜的板梁空間組合結(jié)構(gòu)，具有開(kāi)口薄壁構(gòu)件的特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在受扭性能差，腹板與底板交接處受力復(fù)雜，底板與橫梁連接處受力復(fù)雜，腹板下端承受垂直方向的吊拉力，腹板主拉應(yīng)力分布復(fù)雜，底板橫向彎矩受腹板扭轉(zhuǎn)變形影響較大等特點(diǎn)，對(duì)其力學(xué)分析計(jì)算及構(gòu)造處理要求很高。同時(shí)，槽形梁的施工技術(shù)條件要求也較高，尤其是要嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力的張拉工藝。復(fù)雜的受力特點(diǎn)讓槽形梁的設(shè)計(jì)處于不完善的狀態(tài)；尚需通過(guò)一些實(shí)際工程實(shí)例作進(jìn)一步的研究。在槽形梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要理解其作用機(jī)理，然后建立合理的有限元模型，并將

16、有限元計(jì)算結(jié)果與手算估算結(jié)果比較，這些都是需要克服的問(wèn)題。研究的意義近幾年，我國(guó)高等級(jí)公路發(fā)展迅速，高速公路總里程已躍居世界第二；而相應(yīng)的對(duì)土地，農(nóng)田耕地的占用也很嚴(yán)重。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，土地資源非常寶貴；因此，就目前而言，怎樣提高土地資源利用率是大家所關(guān)心的問(wèn)題，也是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。作為交通系統(tǒng)的關(guān)節(jié)點(diǎn)，橋梁的建筑高度對(duì)路線高程以及土地占用量有著直接的影響；在滿足通航和橋下凈空要求的前提下，降低橋梁建筑高度，能有效提高土地的利用率，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。在交通量不斷增加的現(xiàn)狀下，不少道路橋梁有待擴(kuò)建，好的設(shè)計(jì)方案有助于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，對(duì)于中小跨徑的跨線橋梁，國(guó)內(nèi)采用的一般

17、是鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋，連續(xù)箱形梁橋，這些都是上承式橋梁，相關(guān)技術(shù)已相對(duì)成熟；在跨徑已定的情況下，建筑高度很難通過(guò)尺寸設(shè)計(jì)來(lái)降低，如果通過(guò)增加配筋的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，又將提高建設(shè)費(fèi)用并且會(huì)造成混凝土橋梁構(gòu)件的脆性破壞發(fā)生的可能性；在這種情況下，需要尋找一種更合理的橋梁結(jié)構(gòu)，來(lái)降低橋梁建筑高度。預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁作為一種下承式混凝土橋梁的整體上部結(jié)構(gòu)形式，能有效地降低建筑高度。適用于公路、鐵路橋梁及城市軌道交通建設(shè)。與普通橋梁相比，槽形梁主要有以下優(yōu)點(diǎn)：顯著降低結(jié)構(gòu)建筑高度，主梁腹板能抑制噪音的傳播，主梁還可作為擋板，防止車輛傾覆等。在國(guó)外，從上世紀(jì)五十年代就開(kāi)始探索使用槽形結(jié)構(gòu)梁設(shè)計(jì)

18、，國(guó)內(nèi)的使用歷史也有30年；但一般都被用于軌道交通領(lǐng)域，在公路領(lǐng)域還缺乏應(yīng)用實(shí)例；因此要將其運(yùn)用于公路橋梁，還需要進(jìn)行深入試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。1.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀1952年由英國(guó)建成了世界上最早的預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁羅什爾漢橋，跨度48.6m；1990年瑞士的里茲跨隆河公路橋采用變高度主梁槽形梁結(jié)構(gòu)，跨度達(dá)到143m；在此期間，法國(guó)、日本、德國(guó)、澳大利亞、智利等國(guó)也相繼在鐵路，公路及軌道交通橋梁中進(jìn)行了應(yīng)用，運(yùn)行情況良好。國(guó)內(nèi)對(duì)槽形梁的研究應(yīng)用起步較晚，上世紀(jì)八十年代初期，我國(guó)在懷柔跨京豐公路建造了雙線槽形梁橋，在通縣跨京承線建造了單線槽形梁橋，之后槽形梁在我國(guó)逐漸得到推廣

19、。1995年建成的三跨連續(xù)梁的葛水河連續(xù)梁，1996年廣梅汕鐵路畬汕段均采用槽形梁的結(jié)構(gòu)形式。近年來(lái)隨著城市交通事業(yè)的發(fā)展，許多城市軌道交通也開(kāi)始采用槽形梁的結(jié)構(gòu)形式，例如上海已建成或在建的軌道交通六號(hào)線、八號(hào)線、廣州地鐵二號(hào)線、南京地鐵二號(hào)線等。這些都屬于軌道交通，在國(guó)內(nèi)，公路用槽形梁實(shí)例還很少。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的研究在20世紀(jì)中期就已開(kāi)始，而國(guó)內(nèi)起步較晚。早期的研究只是把槽形梁作為普通的構(gòu)件來(lái)研究，沒(méi)有注意到槽形梁與其它構(gòu)件的受力特點(diǎn)有很大的不同。隨著槽形梁的應(yīng)用越來(lái)越普遍，對(duì)槽形梁的研究才逐漸深入，開(kāi)始將其作為一種特殊的構(gòu)件進(jìn)行研究。目前，日本已經(jīng)公布了槽形梁的設(shè)

20、計(jì)規(guī)范，前蘇聯(lián)也發(fā)布了類似的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在如下幾個(gè)方面：（1）采用結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)和彈塑性力學(xué)的方法，對(duì)槽形梁在荷載作用下的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)提出解析解。（2）通過(guò)對(duì)某一模型試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并與有限元模型得到的數(shù)據(jù)對(duì)比，提出經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。（3）施工單位對(duì)槽形梁這一特殊結(jié)構(gòu)施工方法的研究，主要集中在支架設(shè)計(jì)，地基處理，模版設(shè)計(jì)，施工設(shè)備，工程造價(jià)等方面的研究。（4）抗震性能的研究。（5）設(shè)計(jì)單位對(duì)其設(shè)計(jì)的槽形梁的設(shè)計(jì)原則、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法、主要的結(jié)果(內(nèi)力、應(yīng)力和位移)和最終采用結(jié)構(gòu)形式(截面和配束)等方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。（6）槽形梁采用新材料(如RPC：Reactive Pow

21、der Concrete)后受力性能的研究。在文獻(xiàn)7中，作者闡述了下承式預(yù)應(yīng)力槽形梁的空間計(jì)算理論，介紹了我國(guó)第一座20m雙線鐵路槽形梁與24m單線槽形梁的設(shè)計(jì)，研究及試驗(yàn)情況，對(duì)槽形梁的結(jié)構(gòu)受力性能作了較全面的分析，并提出了常規(guī)設(shè)計(jì)原則的建議。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用 方法對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，將推動(dòng)公路橋梁槽形梁上部結(jié)構(gòu)和橋墩的設(shè)計(jì)進(jìn)步。1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作作為泗洪至許昌高速公路淮北段上跨線橋設(shè)計(jì)的一個(gè)備選方案，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是進(jìn)行一座420m上線橋設(shè)計(jì)，其上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁，以研究用于高速公路橋梁的可行性。第二章 橋梁的總體規(guī)劃和布置2.1 橋型的選擇橋梁的基本體系這里要談的

22、橋梁體系分類是基于結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行的分類。結(jié)構(gòu)工程上的受力構(gòu)件，總離不開(kāi)拉、壓和彎三種主要受理方式。由基本構(gòu)件所組成的各種結(jié)構(gòu)物，在力學(xué)上也可歸結(jié)為梁式、拱式和懸臂式三種基本體系以及他們的各種組合。以下是幾種橋梁體系及其特點(diǎn)。(1)梁式體系梁式體系是以梁作為承重結(jié)構(gòu)，以梁的抗彎能力來(lái)承受荷載，又可分為簡(jiǎn)支梁、懸臂梁和連續(xù)梁。特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)地基承載能力要求不高，常用跨徑在25m以下。預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋一般也不超過(guò)50m。(2)拱式體系拱式體系以主拱肋圈為主要承重結(jié)構(gòu)，主拱圈拱肋以承壓為主，可采用抗彎壓能力強(qiáng)的圬工材料來(lái)修建。拱一般是有水平推力的結(jié)構(gòu)，對(duì)地基要求較高。但是，通過(guò)在拱結(jié)構(gòu)中設(shè)

23、置系桿(又稱拉桿)，來(lái)減小拱的水平推力，可降低對(duì)地基的要求。與同跨徑的梁相比，拱的彎矩與變形要小得多。(3)剛架式體系剛架橋是介于梁和拱之間的一種結(jié)合體系，是由受彎的上部板、梁結(jié)構(gòu)與受壓的下部柱或墩整體結(jié)合在一起，梁柱剛性連接。整個(gè)體系是壓彎結(jié)構(gòu)，也是一種有水平推力的結(jié)構(gòu)。其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間；鋼架橋跨中的建筑高度可以做得較小。當(dāng)遇到線路立體交叉或需要跨越通航江河時(shí)，能降低線路高程。但是剛架橋施工比較困難，梁柱剛接處較易裂縫。(4)懸吊體系懸吊體系中橋面構(gòu)造受壓力者稱之為斜拉橋懸吊體系中橋面構(gòu)造受彎曲者稱之為懸索橋懸吊體系中橋而構(gòu)造以受拉力為主者稱之為第九種橋型，因?yàn)檫@種橋型找不到合適

24、材料去構(gòu)成，尚在研究中，暫不討論。懸吊體系最突出的優(yōu)點(diǎn)是跨越能力大，適合于大跨徑橋梁。但是其施工比較困難，吊桿或懸索的要求高，對(duì)于小跨徑橋，一般不采用。(5)組合體系組合體系是兩種和兩種以上的基本體系結(jié)合而成的受力體系，主要包括：由梁和剛架相結(jié)合的體系，如T形剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)。梁拱組合體系，如系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結(jié)構(gòu)等。斜拉橋，它是由承壓的塔、受拉的索與承彎的粱組合在一起形成的一種結(jié)構(gòu)體系。另外，按照上部結(jié)構(gòu)的行車道位置，分為上承式、下乘式和中承式橋。上承式橋的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，施工方便。經(jīng)濟(jì)性好，所以，公路橋梁一般盡量采用上承式橋。但是，上承式橋的不足之處是橋梁的建筑高度較大，因此，在建筑高度受

25、嚴(yán)格限制的情況下，應(yīng)采用下乘式橋或中承式橋。橋梁的總體規(guī)劃原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)久耐用的理念；另外還需考慮造型美觀，有利于環(huán)保的原則，同時(shí)尚應(yīng)考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素。與設(shè)計(jì)其他工程結(jié)構(gòu)物一樣，在橋梁設(shè)計(jì)中必須考慮以下各項(xiàng)要求。（1）使用上的要求（2）經(jīng)濟(jì)上的要求（3）結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求（4）施工上的要求（5）美觀上的要求 基本資料1）橋梁的使用任務(wù)設(shè)計(jì)荷載：公路-級(jí)；單車道，不設(shè)人行道；2）橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高跨線處路線高程：35.877m；3）橋位附近的地形圖以及地質(zhì)情況地形圖與地質(zhì)情況見(jiàn)車行天橋橋型布置圖；4）被交路資料道路等級(jí)：三級(jí)；路線高

26、程：30.302m；路面寬：6m；路基寬8m；凈空高度： 4.5m； 橋型的選擇根據(jù)前面對(duì)橋梁的基本體系、橋梁的總體規(guī)劃原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)資料的總結(jié)。如果不考慮凈空要求，本設(shè)計(jì)適合用預(yù)應(yīng)力T型梁橋和箱梁橋；這兩種橋型是中等跨徑橋梁的普遍選擇，但是這兩種橋型的建筑高度都較高，本設(shè)計(jì)中允許建筑高度為1.075m，T型梁與箱梁的建筑高度無(wú)法滿足要求。作為一種備選橋型，簡(jiǎn)支式預(yù)應(yīng)力槽形梁既擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便等優(yōu)點(diǎn)，又可以有效的降低橋梁建筑高度；降低引道高程，減小縱坡，提高行車舒適性。同時(shí)，槽形梁作為一種比較新的橋型，符合橋梁設(shè)計(jì)的技術(shù)先進(jìn)理念；研究并使用槽形梁方案，對(duì)公路橋梁的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義

27、。因此，本設(shè)計(jì)中的跨線橋梁采用簡(jiǎn)支式預(yù)應(yīng)力槽形梁。2.2 橋梁縱斷面布置根據(jù)橋規(guī)以及地質(zhì)條件資料、橋臺(tái)布置、橋下通車要求和已有經(jīng)驗(yàn)，本橋梁總跨徑定為80m，平均分為4跨，這樣可以使上下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低。橋道高程為35.877m。槽形梁為開(kāi)口截面，為了增強(qiáng)橫向連接，需要在跨端和跨間布置橫向聯(lián)系梁。圖2-1為本橋縱斷面布置圖。圖2-1 槽型梁橋縱斷面布置圖（尺寸單位：cm）如圖所示為4跨20m的簡(jiǎn)支槽形梁橋。橋道無(wú)縱向坡度，橋面中心設(shè)計(jì)高程為 35.861m。橋墩采用板式橋墩；橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)；基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主梁縱截面如圖2-2所示。圖2-2 槽型梁橋主梁縱截面圖（尺寸單位：cm）

28、如圖所示，端橫梁寬為0.65m，跨間橫梁寬為0.6m，每4米設(shè)置一根橫梁。2.3橋梁橫斷面布置橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的布置。橋面寬度決定于行車和行人的交通需要。本設(shè)計(jì)中，槽形梁為單車道橋梁，不設(shè)人行道；道路等級(jí)為一級(jí)。根據(jù)橋通規(guī)第條，當(dāng)設(shè)計(jì)行車速度在80km/h或以上時(shí)車道凈寬為3.75m；為了確保行車安全與橋面排水，橋面凈寬取用4.5m，橫坡為2%。結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖2-3。a）b） 圖2-3 槽形梁橫截面圖（尺寸單位：mm）a）含橫梁截面 b）不含橫梁截面2.4平面布置本設(shè)計(jì)中，橋梁為直橋。平面布置如圖2-4。圖2-4 橋梁平面布置圖（尺寸單位：cm）如圖所

29、示，被交路位于第二跨；該橋?yàn)橹睒?，無(wú)平曲線彎曲。第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 計(jì)算基本資料 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1）設(shè)計(jì)荷載：公路-級(jí)； 2）橋面寬度：5.5m（凈寬4.5m）； 3）橋面橫坡：雙向2% ；4）標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20m；計(jì)算跨徑：19.5m；5）橋面鋪裝：設(shè)橋面防水層；瀝青混凝土橋面鋪裝厚100mm。3.1.2 主要材料與強(qiáng)度值1）混凝土 槽形梁梁體混凝土采用C50混凝土?；炷翉椥阅Ａ?，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。墩臺(tái)混凝土采用C30混凝土?；炷翉椥阅Ａ?，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鉆孔灌注樁采用C2

30、5水下混凝土。2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線 預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用符合GB/T5224-2003標(biāo)準(zhǔn)15.2mm高強(qiáng)低松弛的鋼絞線。標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度=1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa，彈性模量=1.95 10MPa，錨具采用夾片式群錨。3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋 普通鋼筋，直徑10mm時(shí)采用R235鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=235MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=195MPa，彈性模量=2.010MPa。直徑>10mm時(shí)采用HRB335鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=335MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280MPa，彈性模量=2.110MPa。4）橋面設(shè)橋面防水層；瀝青混凝土橋面鋪裝厚100mm，容重為24KN/m。5）其他材料 砂、

31、石、水、水泥的質(zhì)量要求均應(yīng)符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412000）有關(guān)條文規(guī)定的要求。 設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù) 設(shè)計(jì)采用我國(guó)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，簡(jiǎn)稱公路橋規(guī)，具體為：1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）. 北京：人民交通出版社，2003.2)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 D62- 2004）. 北京：人民交通出版社，2004.3.2 槽形梁的作用效應(yīng)及效應(yīng)組合3.2.1 永久作用效應(yīng) 1）槽形梁的自重作用計(jì)算槽形梁的自重作用時(shí)，取一片主梁及道床板的一半?yún)⑴c計(jì)算。圖3-1為自重作用下主梁的計(jì)算毛截面圖。圖3-1 自重作用下主梁計(jì)算毛截面（尺寸單位：mm）毛截面幾何

32、特性計(jì)算如表3-1所示。表3-1 跨中毛截面幾何特性表名稱面積A截面重心到上邊緣距離截面重心到下邊緣距離慣性矩對(duì)上邊緣的截面模量對(duì)下邊緣的截面模量單位數(shù)值1.50.85960.64040.19230.22370.3002將橫梁的自重均勻分?jǐn)傇谥髁荷?，結(jié)合跨中毛截面的幾何特性，計(jì)算出自重作用集度為41.27kN/m。自重作用產(chǎn)生的 彎矩及剪力如表3-2所示。表3-2 結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算截面支點(diǎn)L/4L/2彎矩（kN·m）01471.01961.4剪力（kN）402.4201.1802）橋面鋪裝的自重作用橋面鋪裝采用100mm的瀝青混凝土鋪裝層，荷載集度為5.4kN/m。橋面鋪裝產(chǎn)生

33、的彎矩及剪力如表3-3所示。表3-3 橋面鋪裝產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算截面支點(diǎn)L/4L/2彎矩（kN·m）0192.5256.6剪力（kN）52.726.3203.2.2 可變作用效應(yīng)僅通行車輛荷載，不允許行人通過(guò)，故可變作用只計(jì)車輛荷載。1） 沖擊系數(shù)計(jì)算按橋規(guī)條的規(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(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡(jiǎn)支梁的基頻可采用下列公式估算： =G/g式中：結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）； 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（）； 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（）；結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（）； 重力加速度，； =結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（）； ×跨中截面的計(jì)算圖示如圖 3-2所示，圖3-2 跨中截

34、面計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）故有：面積：=3.0000 ； 截面慣性矩：=0.36454 結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力=93.33，質(zhì)量，C50號(hào)混凝土，則因?yàn)?，故沖擊系數(shù) ，即； 2）荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算槽形梁為雙主梁橋。根據(jù)橋梁工程，在跨中與支點(diǎn)處，采用杠桿原理法計(jì)算荷載的橫向分布都是足夠精確的，即，不計(jì)人群荷載。兩側(cè)主梁間距為5.2m，槽形梁為對(duì)稱結(jié)構(gòu)；只需計(jì)算一片主梁橫向分布系數(shù)。圖3-3 為主梁的荷載橫向影響線。圖3-3 杠桿原理法計(jì)算橫向分布系數(shù)（尺寸單位：mm）根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。車輛荷載車輪間距1.8

35、0m，車輪距離路緣石最少0.50m；沿橫向最不利布載如圖所示。3）車道折減系數(shù)槽形梁為單車道，按橋規(guī)條，可不考慮多車道折減，即。4）車道荷載取值及內(nèi)力計(jì)算根據(jù)橋規(guī)條，公路-級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：；跨中彎矩，跨中剪力與支點(diǎn)剪力影響線如圖3-4 a），b）和c）。 a） b） c）圖3-4 內(nèi)力影響線 a）跨中彎矩影響線 b）跨中剪力影響線 c）支點(diǎn)剪力影響線故跨中彎矩=1.260110.664（7.87547.53+178.54.875）=1049.45 計(jì)算跨中截面車道活載最大剪力的影響線面積：計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力3.2.3 槽形梁作用效

36、應(yīng)組合 根據(jù)橋規(guī)標(biāo)準(zhǔn)組合，含承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的基本組合，正常使用短期效應(yīng)組合 和正常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合。具體計(jì)算見(jiàn)表3-4；=1.1；在計(jì)算極限承載力時(shí)要考慮安全系數(shù) 在此將整梁的恒載乘以0.5得到一根主梁所受的恒載，活載乘以0.9。表3-4 主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載類別彎矩M（kN .m）剪力Q（kN）支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/2（1）一期恒載01471.101961.40402.400（2）二期恒載0192.50256.7052.700（3）汽車荷載（計(jì)沖擊力）0787.091049.45206.98106.51（4）汽車荷載（不計(jì)沖擊力）0619.75826.34162.9883.87（

37、5）標(biāo)準(zhǔn)組合=（1）+（2）+（3）02450.693267.55662.38106.51（6）作用短期效應(yīng)組合=（1）+（2）+0.7（4）02097.432796.54520.2958.71（7）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合=（1）+（2）+0.4（4）01911.502548.67520.2933.55（8）基本組合=1.2(1)+(2)+1.4(3)03098.254130.95835.89149.113.3 有限元模型及電算輸出結(jié)果有限元模型有限元模型是用midas軟件建立的梁格模型，槽形梁為空間受力單元，因此采用梁格模型比簡(jiǎn)單的桿系模型更精確一些。并且，可以通過(guò)梁格模型查看橫向道床板與橫梁的受

38、力情況，有助于確定橫向預(yù)應(yīng)力配筋量。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)槽形梁的結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)，將槽形梁劃分為兩片主梁，中間以橫向連系梁連接。為了與自重荷載吻合，橫梁不計(jì)自重；考慮到跨中橫梁?jiǎn)卧挠绊?，?jié)點(diǎn)采取不均勻劃分；一片主梁劃分為18個(gè)單元，每一橫梁劃分為2個(gè)單元，橫梁?jiǎn)卧捎米兘孛?。如圖3-5a）、b）所示。槽形梁為一次成型；邊界條件：一般簡(jiǎn)支支撐；車道荷載：公路-II級(jí)荷載，荷載偏心：距路邊緣1.4m；二期恒載：鋪裝層自重。 a）b）3-5 midas模型a）節(jié)點(diǎn)單元?jiǎng)澐?b）模型效果圖 電算輸出結(jié)果運(yùn)行上述有限元模型，輸出內(nèi)力組合圖3-6a）、b）、c）。a） b） c） 圖3-6 midas輸出內(nèi)力圖

39、 a）短期效應(yīng)組合 b）長(zhǎng)期效應(yīng)組合 c）基本組合（彎矩單位：kN.m）根據(jù)輸出結(jié)果，短期效應(yīng)組合跨中彎矩為2852.12kN.m；彎矩為3968.36kN.m 。與手算結(jié)果相比，數(shù)值接近。因此對(duì)于橋梁配筋設(shè)計(jì)，可以采用手算結(jié)果。3.4預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁鋼筋面積的估算及鋼束布置預(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)量該梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，要求按作用短期效應(yīng)組合進(jìn)行正截面抗裂性驗(yàn)算，計(jì)算所得的正截面混凝土法向拉應(yīng)力應(yīng)滿足式的要求，由此可得到 即： 式中：使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永存應(yīng)力的合力；按作用短期效益組合計(jì)算的彎矩值；構(gòu)件混凝土全截面面積；構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣

40、彈性抵抗矩；預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離。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(diǎn)至截面重心軸的距離為=-=0.64-0.1=0.54m；鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來(lái)計(jì)算，由表3-1得跨中截面全截面面積A=1.5；全截面對(duì)抗裂邊緣的彈性抵抗矩為=0.3002；所以有效預(yù)加力為：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為采用3束10鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為3*10*140=4200，能夠滿足要求；采用夾片式群錨，80金屬波紋管成孔。預(yù)應(yīng)力鋼筋布置1）跨中截面的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張

41、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)符合橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求，根據(jù)midas分析結(jié)果與索界理論。參考已有的設(shè)計(jì)圖紙并按橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置如圖3-7a）。 a) b) 圖3-7 預(yù)應(yīng)力鋼束在截面上位置圖（尺寸單位：mm）a）跨中截面鋼束布置 b）梁端截面鋼束布置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3-4b）。這樣布置符合均勻分散的原則，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。3）其他截面鋼束位置及傾角計(jì)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)

42、加力垂直作用于錨墊板，N1，N2，N3彎起角均取=10°；各鋼束的彎起半徑分別為=20m；=15m；=10m。（2）鋼束各控制點(diǎn)位置的確定N1號(hào)鋼筋，其彎起布置如圖3-8所示；圖3-8 N1號(hào)鋼筋彎起布置圖（尺寸單位：cm）由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離=900由所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為彎止點(diǎn)距兩端距離N2號(hào)鋼筋，其彎起布置如圖3-9；圖3-9 N2號(hào)鋼筋彎起布置圖（尺寸單位：cm）由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離=600由所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為彎止點(diǎn)距兩端距離N3號(hào)鋼筋。其彎起布置如圖3-10；圖3-10 N3號(hào)鋼筋彎起布置圖（尺寸單位：cm）由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平

43、距離=250 由所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為彎止點(diǎn)距兩端距離各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算由CAD得到，參照?qǐng)D紙。（3）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，而在固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁腹板中必須從兩側(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，其平彎位置見(jiàn)圖紙。平彎段有兩段曲線弧。3.非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算與布置按構(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(lái)確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋的非預(yù)

44、應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a=200mm，則有假定受壓區(qū)寬度為0.6m，由公式計(jì)算受壓區(qū)高度， 即：求得=295mm則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為因此只需要按照配置要求配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋即可。3.5 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的承載力復(fù)核 槽形梁的道床板有效寬度計(jì)算參照文獻(xiàn)7的建議，豎向荷載作用下，下部道床板受拉翼緣的有效寬度按T型梁受壓翼緣的有效寬度處理，參照橋規(guī)。梁梗兩邊伸出的板為對(duì)稱時(shí)，板的計(jì)算寬度采用梁計(jì)算跨度的1/3（其余兩條不受控制）。對(duì)槽形梁的情況可采用：自主梁腹板中心線與道床板中心線的交點(diǎn)向道床板一側(cè)延伸L/6的距離（L/6=19.5/6=3.25m），作為豎向

45、荷載作用下有效寬度。對(duì)于本例，槽形梁半側(cè)寬度<3.25m，因此為全截面參與工作?？v向預(yù)應(yīng)力作用下，按全部道床板寬作為下翼緣進(jìn)行計(jì)算；因此，在豎向荷載作用下與縱向預(yù)應(yīng)力作用下，都按全梁截面計(jì)算。計(jì)算圖式如圖3-1；截面幾何特性見(jiàn)表3-1。 正截面抗彎承載力復(fù)核一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面抗彎承載力復(fù)核。1）求受壓區(qū)高度略去構(gòu)造鋼筋影響，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度，即；根據(jù)截面形式受壓區(qū)高度=402.5mm；受壓區(qū)截面中心點(diǎn)離上翼緣距離y=197.5mm。2）正截面承載力計(jì)算跨中截面的鋼筋布置如圖3-4a），鋼筋合力作用點(diǎn)距截面底邊距離a=100mm，所以從表-3知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值

46、=4130.95 kN m。截面抗彎承載力由公式 得到故跨中截面正截面承載力滿足要求。 斜截面抗剪承載力、抗彎承載力復(fù)核1）斜截面抗剪承載力計(jì)算根據(jù)公預(yù)規(guī)條，計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力時(shí)，其計(jì)算位置按下列規(guī)定采用： （1）距支座中心h/2處截面； （2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面； （3）錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開(kāi)始不受力處的截面； （4）箍筋數(shù)量或間距改變處的截面； （5）構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。 本設(shè)計(jì)距支座重心h/2處截面與端部附近截面改變處相近，以下對(duì)距支座中心h/2=750mm處的斜截面進(jìn)行抗剪承載力驗(yàn)算。首先，根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)合，即： 式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)

47、計(jì)值，支點(diǎn)處=835.89kN，跨中剪力=149.11kN；因此驗(yàn)算截面處=783.06kN；為混凝土強(qiáng)度等級(jí)，這里=50MPa；b=600mm；為相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)距截面下緣的距離為=483.3mm。所以=1500-483.3=1016.7mm；為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25；代入上式得：計(jì)算表明，截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算，即： 式中： 其中： 異號(hào)彎矩影響系數(shù)，=1.0；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25；受壓翼緣影響系數(shù)，=1.0。箍筋選用雙肢直徑為10mm的R235箍筋，

48、間距，則，故：采用三束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即=0.159。所以 因此，該截面處斜截面抗剪滿足要求；構(gòu)造鋼筋作為承載力儲(chǔ)備，未予考慮。2）斜截面抗彎承載力由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長(zhǎng)方向沒(méi)有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不作另行驗(yàn)算。3.6 預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的應(yīng)力復(fù)核3.6.1短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算 橋梁構(gòu)件的短暫狀況，應(yīng)計(jì)算其在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段混凝土截面邊緣的法向應(yīng)力。本設(shè)計(jì)僅對(duì)預(yù)加力階段的應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算 預(yù)加力階段是指初始預(yù)加力與一期恒載共同作用的階段，驗(yàn)算混凝土截面下緣的最大壓應(yīng)力和上緣的最大拉應(yīng)力。 根據(jù)公預(yù)規(guī)條，施工階段正截面應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：

49、 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力（1）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋；（2）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.4%的縱向鋼筋；（3）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內(nèi)插取用。拉應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)1.15。式中的，分別為預(yù)加力階段混凝土的法向拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，按式和式計(jì)算：混凝土上邊緣正應(yīng)力 混凝土下邊緣正應(yīng)力 ，與制作、運(yùn)輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，本設(shè)計(jì)考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到C50時(shí)開(kāi)始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，則，¢。預(yù)加力階段法向應(yīng)力表如表3-5表3-5 預(yù)加力階段法向應(yīng)力表計(jì)算截面上緣正應(yīng)力（MPa）下緣正應(yīng)力（MPa）支點(diǎn)截

50、面-1.60-7.041/4截面1.15-10.6跨中截面-2.54-9.38注：“+”為拉應(yīng)力；“-”為壓應(yīng)力。由表3-7數(shù)據(jù)知，混凝土邊緣最大壓應(yīng)力為，故預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制的要求；主梁混凝土邊緣最大拉應(yīng)力為，故混凝土的拉應(yīng)力滿足應(yīng)力限制的要求，但需通過(guò)規(guī)定的受拉區(qū)配筋率來(lái)防止出現(xiàn)裂縫。3.6.2持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力、受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力和混凝土的主壓應(yīng)力，并不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值。計(jì)算時(shí)作用（或荷載）取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。 1）持久狀況下正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)中混凝土構(gòu)件按全預(yù)應(yīng)

51、力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，即為不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力構(gòu)件。取支點(diǎn)、l/8、l/4及跨中截面進(jìn)行驗(yàn)算。 根據(jù)公預(yù)規(guī)條，使用階段正截面壓應(yīng)力應(yīng)符合下列要求： 式中：在作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下混凝土的法向壓應(yīng)力，按下式計(jì)算： 由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，按下式計(jì)算： 標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合的彎矩值。持久狀態(tài)下，各截面混凝土的正應(yīng)力如表3-6表3-6 各截面混凝土的正應(yīng)力計(jì)算截面上緣正應(yīng)力（MPa）下緣正應(yīng)力（MPa）支點(diǎn)截面-4.01-6.981/4截面-0.35-8.60跨中截面-1.77-7.39注：“+”為拉應(yīng)力；“-”為壓應(yīng)力。由表-7數(shù)據(jù)可知，主梁最大壓應(yīng)力為，故持久狀態(tài)下各截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。2）持久狀

52、況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)中預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416-92a 標(biāo)準(zhǔn)的270級(jí)低松弛鋼絞線（1×7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)公預(yù)規(guī)條規(guī)定，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的最大拉應(yīng)力（未開(kāi)裂構(gòu)件）。由表-8得使用階段各鋼束最大拉應(yīng)力見(jiàn)表3-7。表3-7 鋼束最大拉應(yīng)力驗(yàn)算鋼束號(hào)最大拉應(yīng)力（MPa）容許最大拉應(yīng)力（MPa）是否滿足111341209是211241209是311081209是3）持久狀況下混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)公預(yù)規(guī)條，混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)符合下列要求： 混凝土主壓應(yīng)力值見(jiàn)表3-8，最大主壓應(yīng)力為8.60MPa，可見(jiàn)混凝土主壓應(yīng)力值均小于限值，滿足規(guī)范要求。表3-8 混凝土主壓應(yīng)力（單位：MPa）計(jì)算截面 最大主壓應(yīng)力（MPa）容許最大主壓應(yīng)力（MPa）是否滿足支點(diǎn)截面6.9719.44是1/4截面8.6019.44是跨中截面7.3919.44是3.7預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁的抗裂性驗(yàn)算 橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算以