混凝土簡支梁橋預應力鋼束布置應力計算橋梁設(shè)計

1、. 土木工程（道路與橋梁方向） 目錄摘要   2第1章  概述 3 1.1 任務概況 3 1.2 河床橫斷面 4 1.3 工程地質(zhì) 4 1.4 構(gòu)思宗旨 4第2章  方案比選 5    2.1方案一：預應力鋼筋混凝土簡支梁     5     2.2方案二：預應力混凝土連續(xù)箱梁   7 2.3方案三：預應力混凝土空心板橋 9 2.4 方案比選表 11第3章 總體布置及主梁的設(shè)計  6  

2、  3.1 設(shè)計資料  6    3.2 橫斷面布置     7  3.3 橫斷面沿跨長的分布7 3.4 橫隔梁的設(shè)置7第4章 主梁的作用效應計算 4.1 永久作用效應計算7 4.2 可變作用效應計算7 4.3 主梁作用效應組合7第5章 預應力鋼束的估算及布置7 5.1 預應力鋼筋截面積估算7 5.2 預應力鋼筋的布置7 5.3 非預應力鋼筋截面積估算及布置7第6章 主梁截面幾何特性計算7 6.1 主梁預制并張拉預應力鋼筋7 6.2 灌漿封錨，主梁吊裝就位7第7章

3、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算7 7.1 正截面承載力計算7 7.2 斜截面承載力驗算7第8章 鋼束預應力損失估算7 8.1 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力7 8.2 鋼束應力損失7第9章 應力驗算7 9.1 短暫情況的正應力驗算7 9.2 持久狀況正應力驗算7 9.3 持久狀況下的混凝土主應力驗算7第10章 抗裂性驗算7 10.1 作用短期效應組合作用下的正截面抗裂驗算7 10.2 作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算7第11章 主梁變形（撓度）計算7 11.1 荷載短期效應作用下主梁撓度驗算7 11.2 預加力引起的上拱度計算7 11.3 預拱度的設(shè)置7第12章 錨固區(qū)局部承壓計算7

4、12.1 局部受壓尺寸要求7 12.2 局部抗壓承載力計算7第13章 行車道板計算7 13.1 懸臂板荷載效應計算7 13.2 連續(xù)板荷載效應計算7 13.3 截面設(shè)計、配筋及承載力驗算7第14章 橫隔梁計算7 14.1 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用7 14.2 跨中橫隔梁的作用效應影響線7 14.3 截面作用效應計算7參考文獻摘   要通過學習基本掌握的橋梁設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，為檢驗學習成果，進行本次畢業(yè)設(shè)計。本設(shè)計在預選三種橋型結(jié)構(gòu)，采用比較分析法，根據(jù)地質(zhì)條件和跨徑等多種因素的條件是選擇最有利的橋型。最終確定設(shè)計橋型為預應力鋼筋混凝土簡支梁。根據(jù)橋梁設(shè)計規(guī)范，和相關(guān)指

5、導書展開設(shè)計。具體設(shè)計內(nèi)容如下。(1) 橋梁總體布置及主梁結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，(2) 荷載、應力計算及主梁預應力鋼束布置，(3) 結(jié)構(gòu)驗算。通過結(jié)構(gòu)驗算等出整個設(shè)計滿足相關(guān)設(shè)計規(guī)范。并熟悉了橋梁相關(guān)過程及知識。關(guān)鍵詞：混凝土簡支梁橋  預應力鋼束布置   應力計算  第一章 概述1.1、任務概況擬建福州市浦上大橋是福州市為全面實施“東擴南進西拓”城市發(fā)展戰(zhàn)略、完善路網(wǎng)建設(shè)、發(fā)展城市經(jīng)濟和交通要道，近期建設(shè)的重點工程之一；是福州市連接金山新區(qū)和大學城片區(qū)建設(shè)的又一主要通道。工程場址位于橘園洲大橋與灣邊大橋（擬建）之間，起于金山新區(qū)洪灣路。技術(shù)標準：設(shè)計荷載：公路

6、I級橋面凈空：凈14+人行道2×1.5米設(shè)計洪水頻率：100年一遇，最高通航水位：10.109m。有關(guān)資料：1） 河床橫斷面：根據(jù)附表樁號標高繪制。2） 河床地質(zhì)：共4個鉆孔的地質(zhì)資料。3） 水文資料：另行提供4） 該地區(qū)氣溫：月份平均6，月份平均30。5） 材料：鋼材，木材，水泥滿足供應，砂礫石就地取材，塊片料石運距5公里。6） 施工單位，：省級以上公路工程建設(shè)公司。7） 橋面標高：往金山方向（0+000） 21.481m，往大學城方向（0+207） 20.071m1.2、河床橫斷面河 床 橫 斷 面樁 號標 高（m）樁 號標 高(m)0+00018.6270+20717.5210

7、+01012.3050+0157.8050+0255.5100+505.8000+755.0890+1004.5580+1255.6230+16111.2580+18313.3901.3、工程地質(zhì)條件大橋位于江心洲西側(cè)及附近水域，鉆孔揭露表明，橋位覆蓋層厚4.35.0米，主要為中密細、中砂層。下附基巖全、強分化層均很發(fā)育，厚2.33.4米。微風化基巖面變化很大，在6.28.3米間，基巖主要為灰白色中粗?；◢弾r、花崗斑巖，微風化基巖巖質(zhì)堅硬，呈塊狀大塊狀砌體結(jié)構(gòu)，為主墩樁基良好的持力層?；A(chǔ)設(shè)計時宜采用微風化基巖作為基礎(chǔ)持力層，樁端進入微風化基巖一定深度。1.4、構(gòu)思宗旨1）符合地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，滿

8、足交通功能需要。2）橋梁構(gòu)造形式簡潔、輕巧。3）設(shè)計方案力求結(jié)構(gòu)新穎，盡量采用有特色的新結(jié)構(gòu)，又要保證結(jié)構(gòu)受力合理，并技術(shù)可靠，施工方便。第二章 方案比選鑒于展架橋地質(zhì)地形情況。該處地勢平緩，故比選方案主要采用簡支梁橋和連續(xù)梁橋形式。根據(jù)安全、適用、經(jīng)濟、美觀的設(shè)計原則，我初步擬定了三個方案。2.1 方案一：（4×50）m預應力混凝土簡支T型梁橋本橋的橫截面采用T型截面（如圖21）。防收縮鋼筋采用下密上疏的要求布置所有鋼筋的焊縫均為雙面焊，因為該橋的跨度較大，預應力鋼筋采用特殊的形式（如圖22）布置，這樣不僅有利于抗剪，而且在拼裝完成后，在橋面上進行張拉，可防止梁上緣開裂。優(yōu)點：制造

9、簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現(xiàn)代高強材料，減少構(gòu)件截面，與鋼筋混凝土相比，能節(jié)省鋼材，在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫等。缺點：預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法：采用預制拼裝法（后張法）施工，即先預制T型梁，然后用大型機械吊裝的一種施工方法。其中后張法的施工流程為：先澆筑構(gòu)件混凝土，并在其中預留孔道，待混凝土達到要求強度后，將預應力鋼筋穿入預留的孔道內(nèi)，將千斤頂支承與混凝土構(gòu)件端部，張拉預應力鋼筋，使構(gòu)件也同時受到反力壓縮。待張拉到控制拉力后，即用夾片錨具將預應力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土獲得并保持其預壓應力。最后，在預留孔道內(nèi)壓注水泥漿。，使預應力鋼

10、筋與混凝土粘結(jié)成為整體。 立面圖（尺寸單位：cm） 圖21 （尺寸單位：cm） 圖222.2 方案二：（60+80+60）m預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋本橋采用單箱雙室（如圖23）的截面形式因為跨度很大（對連續(xù)梁橋），在外載和自重作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負彎矩大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變截面梁能符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，變截面梁的變化規(guī)律采用二次拋物線。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少，抗震能力強，線條明快簡潔，施工工藝相對簡單，造價低，后期養(yǎng)護成本不高等。缺點：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結(jié)構(gòu)，對地基要求高等。施工方法：采

11、用懸臂澆筑施工，用單懸臂連續(xù)的施工程序，這種方法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預應力筋，移動機具、模板繼續(xù)施工。(尺寸單位：cm) 圖23 (尺寸單位：cm)2.3 方案三：（10×20）m預應力混凝土空心板橋本橋橫斷面采用9塊中板（如圖24、圖25）和2塊邊板（如圖26、圖27）優(yōu)點： 預應力結(jié)構(gòu)通過高強鋼筋對混凝土預壓，不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，因而預應力混凝土結(jié)構(gòu)具有比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大得多的跨越能力。 采用空心板截面，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)件外形簡單，制作方便，方便施工，施工工期短，而且

12、橋型流暢美觀。缺點：行車不順，同時橋梁的運營養(yǎng)護成本在后期較高。施工方法：采用預置裝配（先張法）的施工方法，先張法預制構(gòu)件的制作工藝是在澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉，并將其臨時固定在張拉臺座上，然后按照支立模板鋼筋骨架成型澆筑及振搗混凝土養(yǎng)護及拆除模板的基本施工工藝，待混凝土達到規(guī)定強度，逐漸將預應力筋松弛，利用力筋回縮和與混凝土之間的黏結(jié)作用，使構(gòu)件獲得預應力。圖24. 中板跨中截面圖(尺寸單位：cm) 圖25、中板支點截面(尺寸單位：cm)圖26. 邊板跨中截面(尺寸單位：cm) 圖27. 邊板支點截面(尺寸單位：cm) 2.4方案比選表 表21 方案比選表序號·第一方案第

13、二方案第三方案 （4×50）m預應力混凝土簡支T型梁橋（60+70+60）m預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋（10×20）m預應力混凝土空心板橋1橋高（m）18.85518.59018.4532橋長（m）2002002003最大縱坡（）3.413.413.414工藝技術(shù)要求各梁受力相對獨立，避免超靜定梁的復雜問題，等跨徑布置，細部尺寸相同，可以重復利用模板預制，施工較為方便。箱形截面抗扭剛度大，可以保證其強度和穩(wěn)定性，有效的承擔正負彎矩，橋梁的結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，相對簡支梁橋的施工要更復雜?？招陌褰孛?，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)件外形簡單，制作方便，方便施工，施工工期短，相

14、對于簡支T型梁和連續(xù)箱形梁施工較簡單。5使用效果構(gòu)造簡單，線條簡潔，行車較舒適。全橋線條簡潔明快，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，因此，橋型美觀，行車平穩(wěn)舒適。全橋線條簡潔，但橋孔跨度多，因此顯得有些繁縟影響橋型美觀6造價及用材等截面形式能大量節(jié)約模板，加快建橋進度，簡易經(jīng)濟，但不能充分利用截面作用，基礎(chǔ)設(shè)計量大。連續(xù)梁剛度大，變形小，伸縮縫少，能充分利用高強材料的特性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力強充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化。后期養(yǎng)護成本較高 通過對比，從受力合理，安全適用，經(jīng)濟美觀的角度綜合考慮，方案一:預應力混凝土簡支T型梁橋為最佳推薦方案。此方案，采用預應力混凝土簡

15、支T型梁橋，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，經(jīng)濟合理；采用預制裝配的施工方法，施工方便，周期短；而且橋型流暢美觀。 第三章 總體布置及主梁的設(shè)計3.1 設(shè)計資料3.1.1 橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m（墩中心距離）主梁全長：49.96m計算跨徑：49.00m橋面凈空：凈14m+2X1.5m 3.1.2 設(shè)計荷載公路I級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0，均布荷載的標準值為10.5KN/m，集中荷載標準值為356KN. 3.1.3 材料及工藝混凝土：采用C50混凝土，=3.45×MPa，抗壓強度標準值=32.4MPa，抗壓強度設(shè)計值=22.4MPa，抗拉強度的標準值=2.65MPa，抗拉強度設(shè)計值=1.8

16、3MPa。鋼筋：預應力鋼筋采用ASTMA416-97a標準的低松弛鋼絞（1×7標準型），抗拉強度標準值=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的預埋波紋管和夾片錨具。3.1.4 設(shè)計依據(jù)1 、交通部公路工程技術(shù)標準 JTG B01032 、交通部公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 JTG D602004 3 、交通部公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 JTJ022 85 4 、交通都

17、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 JTG D622004 5 、交通部公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 JTJ024 85 6 、交通部公路工程概預算定額 7 、結(jié)構(gòu)設(shè)汁原理、基礎(chǔ)工程、橋梁工程等有關(guān)教材 8 、公路設(shè)計手冊梁橋 9 、公路橋梁標準圖 10 、橋梁計算示例集梁橋 11 、道路工程制圖標準 3.1.5 基本計算數(shù)據(jù)見（表3-1） 表3-1 基本數(shù)據(jù)計算表 名 稱項 目符 號單 位數(shù) 據(jù)混 凝 土立方強度 fcu,kMPa50 彈性模量EcMPa3.45×軸心抗壓標準強度fckMPa32.40 軸心抗拉標準強度ftkMPa2.65 軸心抗壓設(shè)計強度fcdMPa22.40

18、 軸心抗拉設(shè)計強度ftdMPa1.83 短暫狀態(tài)容許壓應力0.7f'ckMPa20.72 容許拉應力0.7f'tkMPa1.757持久狀態(tài)標準荷載組合:容許壓應力0.5fckMPa16.20 容許主壓應力0.6fckMPa19.44短期效應組合:容許拉應力st-0.85pcMPa0 容許主拉應力0.6ftkMPa1.59 s15.2 鋼 絞 線標準強度fpkMPa1860 彈性模量EpMPa1.95×105抗拉設(shè)計強度fpdMPa1260 最大控制應力con0.75fpkMPa1395 持久狀態(tài)應力:標準狀態(tài)組合0.65fpkMPa1209 材料重度鋼筋混凝土1KN/

19、325.0 瀝青混凝土2KN/323.0 鋼絞線3KN/378.5 鋼束與混凝土的彈性模量比Ep無綱量5.65 注：考慮混凝土強度達到90%時開始張拉預應力鋼束。和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則=29.6MPa， =2.51MPa3.2 橫斷面布置 3.2.1 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250cm，單幅的橋?qū)挒?m，選用7片主梁。 3.2.2 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3-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位cm）1、 主梁高度 預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與跨徑之比

20、常在1/14-1/25,當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，還可以節(jié)省預應力鋼束用量，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230cm的主梁高度是比較合適的。2、主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎是上翼板受壓的強度要求，本橋預制T梁的翼板厚度取用15cm，翼板根部加厚到25cm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，腹板厚度翼板由布置預制孔管的構(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

21、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)公預規(guī)9.4.9條對鋼束凈距及預留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為55cm，高度為25cm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為15cm，以減小局部應力。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪制出預制梁的跨中截面圖（如圖3-2）圖3-2 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3-2） 表3-2 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（）

22、=-（cm）對截面形心的慣距（）翼板37507.52812570312.575.792154046521610778三角承托50018.3339166.52777.77864.95721097062112484腹板380011041800011431667-26.71271101214142678下三角262.5200525003281.25-116.7135755713578853馬蹄1375217.5299062.571614.58-134.2124766946248385609687.580685466283353注：截面形心至上緣距離：4、支點截面幾何特性計算表（表3-3）翼板2407

23、.5180004500088.061861095318655953三角承托50018.3339166.52777.77877.2329820052984783腹板380011041800011431667-14.4479235212224018下三角262.5200525003281.25-104.4428632752866556馬蹄1375217.5299062.571614.58-121.9420445375205169908337.557248299 表2-3 支點截面幾何特性計算表 注：截面形心至上緣距離: 5、檢驗跨中截面效率指標（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指標：

24、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)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，也為布置錨具的需要，距梁端1980mm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。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，當跨度較大時，應設(shè)置較多的橫隔梁。本橋在橋跨中點、三分點、六分點和支

25、點處設(shè)置七道橫隔梁，其間距為8m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部260mm，下部為240mm。中橫隔梁高度為2050mm，厚度為上部180mm，下部160mm。橫隔梁的布置見（圖31）第四章 主梁的作用效應計算根據(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，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，最后再進行主梁作用效應組合。4.1 永久作用效應計算 4.1.1 永久作用集度 1、預制梁自重 （1）跨中截面段主梁的自重（六分點截面至跨中截面，長13m）0.83375×25&#

26、215;16333.5（KN）（2）馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長5m） (1.443625+0.83375) ×5×25/2=142.34(KN)（3）支點段梁的自重（1.98m） 1.443625×25×1.9871.46（KN）（4）中主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：0.17×（1.9×0.7-0.5×0.1×0.5-0.5×0.0.15×0.175）0.2196（）端橫隔梁體積： 0.25×（2.15×0.525-0.5×0.065×0.325）0.2

27、795（）故半跨內(nèi)橫梁重力為： （2.5×0.2196+1×0.2795）×25=20.71(KN)（5）預制梁永久作用集度（333.5+142.34+71.46+20.71）/20.4827.73（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） 0.17×0.45×1.9=0.14535（） 一片端橫隔梁體積（現(xiàn)澆） 0.25×0.45×2.15=0.241875（） 故： =（5×0.14535+2×0.241875）×25/49.96=0.739（KN/

28、m） （2）鋪裝 8cm混凝土鋪裝 0.08×14×25=28.00（KN/m） 5cm瀝青鋪裝 0.05×14×23=16.10（KN/m） 若將橋面鋪裝均攤給4片（中主梁）+2片（邊主梁） =（28+16.10）/7=6.30（KN/m） （3）欄桿 一側(cè)人行欄：1.52KN/m 一側(cè)防撞欄：4.99KN/m 若將兩側(cè)防撞欄均攤給7片梁 =（1.52+4.99）×2/7=1.86(KN/m) （4）中主梁二期永久作用集度 =3.38+0.76+6.30+1.86=12.30（KN/m）3.1.2 永久作用效應 如圖31所示， 設(shè)x為計算截面

29、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 （41）=0.5×（1-2）Lg （42）永久作用計算表（表41）表41 主梁永久作用效應作用效應跨中截面（=0.5）L/4截面(=0.25)N7錨固點(=0.03704)支點截面(=0)一期彎矩（KN·m）8322.476241.851187.380.00剪力（KN）0.00339.69629.06679.39二期彎矩（KN·m）2338.541753.90333.610.00剪力（KN）0.00119.93222.08239.85彎矩（KN·m）10661.017

30、995.751520.990.00剪力（KN）0.00459.62851.14919.24 圖41 永久作用計算圖示 4.2 可變作用效應計算4.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)4.3.2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：0.106 按橋規(guī)4.3.1條，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道應折減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時需進行車道折減。4.2.2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1、跨中的荷載橫

31、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：= （43）式中：、 相應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42(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： （44）式中：G=0.4E ; L=49.00m ； =7×0.01267293=0.08871051 ；=7.5

32、m ；=5.0m ；=2.5m ；=0.0m ；=-2.5m ；=-5.0m ；-7.5m =0.66283353.計算得：=0.96 (3) 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎標式中：; 計算所得值見（表43） 圖42 計算圖示（尺寸單位：cm）表42 計算表分塊名稱（cm（cm）/(cm)=（×）翼緣板25017.214.53491/34.24037腹板180.3209.0150.31004.47144馬蹄5532.51.69230.20983.9611212.67293表43 值梁號10.45140.34860.24570.1429-0.04-0.0629-0.165720.3

33、4860.280.21140.14290.07430.0057-0.062930.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429(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43所示 可變作用（汽車公路I級） 四車道：=×（0.4103+0.3362+0.2827+0.2087+0.1552+0.0811+0.0277-0.0464）×0.67=0.4876 三車道：=×（0.4103+0.3362+0.2827+0.2087+0.1552+0.0811）×0.78=0.5749 兩車道：=×

34、（0.4103+0.3362+0.2827+0.2087）=0.6190故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)為：=0.6190可變作用（人群)：=0.46892、支點截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖44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43 跨中的橫向分布系數(shù)的計算圖示（尺寸單位：cm）圖44 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）：=0.5×0.6=0.3可變作用（人群）：=1.173、橫向分布系數(shù)匯總（見表44）表44 1號梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類別公路I級0.61900.3人群0.46891.173

35、.2.3 車道荷載的取值 根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路I級的均布荷載標準值和集中荷載標準值為： =10.5KN/m計算彎矩時 =KN 計算剪力時 =356×1.2=427.2KN3.2.4 計算可變作用效應 在可變作用效應計算中，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，圖45示出跨中截面作用效應計算圖示，計算公式為： （45）式中：S所求截面汽車標準荷載的彎矩和剪力 車道均布荷載標準值 車道集中荷載標準值 影響線上同

36、號區(qū)段的面積 y影響線上最大坐標值可變作用（汽車）標準效應=0.5×0.6190×10.5×12.25×49-0.3190×8×10.5×1.083+0.6190×356×12.25=4660.91KN·m=0.5×0.6190×10.5×0.5×24.5+0.5×0.3190×8×10.5×0.0556+0.6190×427.2×0.5=171.28KN可變作用（汽車）沖擊效應 =4660.91

37、×0.191=890.23KN/m =171.28×0.191=32.71KN 圖45 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46為L/4截面作用效應的計算圖示 圖46 L/4截面作用效應計算圖（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應=0.5×0.6190×10.5×7.3125×49-0.5×（1.625+0.5416）×0.3190×8×10.5+0.6190×356×7.3125=2746.8097KN/m=0.5×0.619&

38、#215;10.5×36.75-0.5×0.3190×8×10.5×0.0556+0.6190×427.2×0.75=310.3066KN可變作用（汽車）沖擊效應 =2746.8097×0.191=524.6407KN/m =310.3066×0.191=59.2686KN3、求支點截面的最大剪力圖47示出支點截面最大剪力計算圖式 圖47 支點截面計算圖式（尺寸單位：m）可變作用（汽車）效應=0.5×10.5×0.6190×1×49-0.5×10.5

39、15;0.3190×6×（0.9444+0.0556）+427.2×0.8333×0.6190=369.5444KN可變作用（汽車）沖擊效應 =369.5444×0.191=70.5830KN可變作用（人群）效應=0.5×3.45×0.4689×1×49-0.5×3.45×0.7011×8×（0.9444+0.0556）=29.9586KN可變作用（人群）沖擊效應 =29.9586×0.191=5.7221KN3.3 主梁作用效應組合按橋規(guī)4.1.64.1

40、.8條規(guī)定，將主梁的作用效應組合匯總。見（表45）表45 主梁作用效應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·m)KN第一期永久作用8322.470.006241.85339.690.00679.39第二期永久作用2338.540.001753.90119.930.00239.85總永久作用+10661.010.007995.75459.620.00919.24可變作用（汽車）公路-I級4660.91171.282746.81310.310.00369.54可變作用（汽車）沖

41、擊890.2332.7524.6459.270.0070.58持久狀態(tài)的應力計算的可變作用標準值組合=+5551.14203.983271.45369.580.00440.12正常使用極限狀態(tài)短期效應組合=+0.7×13923.65119.909918.52676.830.001177.92正常使用極限狀態(tài)長期效應組合=+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×（+）15802.98298.4111845.43984.020.001611.07第五章 預應力鋼束的估算

42、及布置5.1 預應力鋼筋截面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預應力鋼筋數(shù)量。 因為本橋?qū)瓚ψ隽艘欢ǖ孟拗撇⒉辉试S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加力為： （51）式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值，由表35查的：=KN·m設(shè)預應力鋼筋截面重心距截面下緣為=150mm，則預應力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離為=1317.1mm；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=968750mm2,全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為=662.83353×109/14

43、61.3=453.6×106mm3；所以有效預加力合力為 =7.3272479×106N預應力鋼筋的張拉控制應力為=0.75=0.75×1860=1395MPa，預應力損失按張拉控制應力的20%估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為=6566mm2采用4束1215.24鋼絞線，預應力鋼筋的截面積為=4×12×140=6720mm2。采用夾片式群錨，70金屬波紋管成孔。5.2 預應力鋼筋的布置5.2.1 跨中截面預應力鋼筋的布置 后張法預應力混凝土受彎構(gòu)件的預應力管道布置應符合公路橋規(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

44、中截面的預應力鋼筋進行初步布置。（如圖51） a） b） c）圖41 端部及跨中預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：cm）a）預制梁端部；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4束預應力鋼筋均錨于梁端（圖51a、b）。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；為使預應力鋼筋的預加力垂直作用于錨墊板，N1、N2、N3和N4彎起角均取為；各鋼束的彎曲半徑為：=80000mm；=600

45、00mm；=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52所示。由確定導線點距錨固點的水平距離=355.8cm 圖52 曲線預應力鋼筋計算圖（尺寸單位：cm）由確定彎起點至導線點的水平距離=279.71cm所以彎起點到錨固點的水平距離為=355.8+279.71=635.51cm則彎起點至跨中截面的水平距離為=（4900/2+34.8）-=1849.29cm根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點到導線點的水平距離為=276.99m故彎止點至跨中截面的水平距離為 =（1849.29+276.99+279.71）=2405.99cm同理可以計算N1、N2、N4的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表51中表51 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)N12118800012.2401.471514.85N21308600026.41131.841966.88N3508400034.81849.292405.99N43