30m預(yù)應(yīng)力簡支T形梁橋畢業(yè)論文

1、 摘 要預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋在我國橋梁建筑上占我重要的地位，在目前，對(duì)于中小跨徑的永久性橋梁，無論是公路橋梁或者城市橋梁，都在盡量采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，因?yàn)檫@種橋梁具有就地取材，工業(yè)化施工，耐久性好，適應(yīng)性強(qiáng)，。整體性好以與美觀等多種優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用裝配式簡支T梁結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)由主梁、橫隔梁、行車道板，橋面部分和支座等組成，顯然主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件。其主梁通過橫梁和行車道板連接成為整體，使車輛荷載在各主梁之間有良好的橫向分布。橋面部分包括橋面鋪裝、伸縮裝置和欄桿等組成，這些構(gòu)造雖然不是橋梁的主要承重構(gòu)件，但它們的設(shè)計(jì)與施工直接關(guān)系到橋梁整體的功能與安全，這里在本設(shè)計(jì)中也給予了詳細(xì)的說明。

2、本設(shè)計(jì)主要受跨中正彎矩的控制，當(dāng)跨徑增大時(shí)，跨中由恒載和活載產(chǎn)生的彎矩將急劇增加，是材料的強(qiáng)度大部分為結(jié)構(gòu)重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本設(shè)計(jì)采用27m標(biāo)準(zhǔn)跨徑，合理地解決了這一問題。在設(shè)計(jì)過主梁力計(jì)算、應(yīng)力鋼筋的布置、主梁截面強(qiáng)度與應(yīng)力驗(yàn)算、行車道板與支座、墩臺(tái)等等設(shè)計(jì)，完美地構(gòu)造了一座裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋，所驗(yàn)算完全符合要求，所用方法均與新規(guī)相對(duì)應(yīng)。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)突出了預(yù)應(yīng)力在橋梁中的應(yīng)用，這也正體現(xiàn)了我國橋梁的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力，簡支T梁，后法，應(yīng)力驗(yàn)算AbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies m

3、y important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local material

4、s, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor

5、part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so

6、 on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design ma

7、inly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard s

8、pan, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed conc

9、rete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge

10、 trend of development.Key word: Pre-stressed， Simple support T beam，Tensioning，Stress checking calculation目 錄摘要 1Abstract 2前言 5第1章 橋型設(shè)計(jì)方案 6 1.1方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）6 1.1.1 基本構(gòu)造布置 61.1.2 設(shè)計(jì)荷載 61.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋71.2.1方案簡介71.2.2尺寸擬定71.2.3橋面鋪裝與縱橫坡度81.2.4施工方法81.2.5總結(jié)81.3 橋型方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案（比較方案）8第2章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)

11、計(jì) 9 2.1 計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置 9 2.1.1設(shè)計(jì)資料9 2.1.2橫截面布置9 2.1.3橫截面沿跨長變化 12 2.1.4橫隔梁的布置 13 2.2 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 13 2.2.1永久效應(yīng)計(jì)算 13 2.2.2可變作用效應(yīng)計(jì)算 15 2.2.3主梁作用效應(yīng)組合 25 2.3預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與其位置 26 2.3.1跨中截面鋼束的估算和確定 26 2.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置 272.4 計(jì)算主梁截面幾何特征 31 2.4.1 截面面積與慣矩計(jì)算 31 2.4.2 截面靜矩計(jì)算 33 2.4.3 截面幾何特性匯總 34 2.5 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 34 2.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦

12、引起的預(yù)應(yīng)力損失 37 2.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失 37 2.5.3 混凝土彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 38 2.5.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的損失39 2.5.5 混凝土收縮和徐變引起的損失41 2.5.6 預(yù)加力計(jì)算與鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總422.6 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算45 2.6.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算45 2.6.2 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算48 2.6.3 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算49 2.6.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算56 2.7 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算56 2.7.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算56 2.7.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算59 2.8 主梁

13、變形驗(yàn)算59第3章 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì) 62 3.1 蓋梁的計(jì)算62 3.1.1荷載計(jì)算 623.1.2 力計(jì)算 69 3.2 橋墩墩柱計(jì)算 70 3.2.1 荷載計(jì)算 70 3.2.2 截面配筋計(jì)算與應(yīng)力驗(yàn)算 72 3.3 鉆孔灌注樁計(jì)算 74 3.3.1荷載計(jì)算 74 3.3.2 樁長計(jì)算 75結(jié)論 77致 78參考文獻(xiàn) 79前 言公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國從“七五”開始，公路建設(shè)進(jìn)入了高等級(jí)公路建設(shè)的新階段，近幾年隨著公路等級(jí)的不斷提高，路橋方面知識(shí)得到越來越多的應(yīng)用，同時(shí)，各項(xiàng)規(guī)也有了較大的變動(dòng)，為掌握更多

14、路橋方面知識(shí)，我選擇了28m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁設(shè)計(jì)這一課題。本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定，選定裝配式預(yù)應(yīng)力T形截面簡支梁橋，該類型的梁橋具有受力均勻、穩(wěn)定，且對(duì)于小跨徑單跨不產(chǎn)生負(fù)彎矩，施工簡單且進(jìn)度迅速等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)容包括擬定橋梁縱,橫斷面尺寸、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，下部結(jié)構(gòu)計(jì)算，施工組織管理與運(yùn)營，施工圖繪制,各結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算，書寫計(jì)算說明書、編制設(shè)計(jì)文件這幾項(xiàng)任務(wù)。在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在施工與使用過程中恒載以與活載的作用力，采用整體的自重荷載集度進(jìn)行恒載力的計(jì)算。按照新規(guī)公路I級(jí)車道荷載進(jìn)行布置活載，并進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并

15、進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度，正應(yīng)力與主應(yīng)力的驗(yàn)算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的墩柱，并分別對(duì)橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。主要依據(jù)公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（JTG D062-2004）,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)（JTJ 024-85、,公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（簡稱預(yù)規(guī)）JTG D602004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)（簡稱通用規(guī)）在本次設(shè)計(jì)過程中，新舊規(guī)的交替，電腦制圖的操作，都使我的設(shè)計(jì)工作一度陷入僵局。在指導(dǎo)老師王老師與本組其他組員的幫助下，才使的這次設(shè)計(jì)得以順利完成。在此，對(duì)老師和同學(xué)們表示衷心的感。由于公路橋梁工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新

16、，加之本人能力所限，設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤和不足再所難免，敬請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。第1章 橋型設(shè)計(jì)方案根據(jù)現(xiàn)橋位地形、水文條件，并綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)性和施工難易程度，本橋橋跨布置的單跨跨徑宜在30m以上，因此選定簡支T型梁、連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)橋這三種橋型方案來進(jìn)行方案比1.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）1.1.1 基本構(gòu)造布置設(shè)計(jì)資料 橋梁跨徑與橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：28m（墩中心距），全橋共：84米，分3跨，主梁全長：27.96m，橋面凈空：凈13m+20.5m=14m；計(jì)算跨徑：27m。1).上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁，梁高1.7 m；下部構(gòu)造為柱式墩身，肋板式橋臺(tái)，樁基礎(chǔ)；采用簡支

17、轉(zhuǎn)連續(xù)施工。2).預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁是目前公路橋梁中經(jīng)濟(jì)合理的橋型之一。橋型能適應(yīng)橋位環(huán)境，施工工藝成熟、安全可靠；采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)橋型，橋面連續(xù)，行車舒適，施工方便，工期較短。上部結(jié)構(gòu)施工較連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)要簡單，材料用量和費(fèi)用較少。能有效控制投資規(guī)模，造價(jià)最省。圖1.1橋梁立面圖1.1.2 設(shè)計(jì)荷載公路I級(jí)，兩側(cè)防撞欄桿重量分別為2.99kN/m。材料與工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用50號(hào)混凝土，橋面鋪裝用30號(hào)混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（JTG D622004）的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束，=1860MPa。簡支

18、梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算簡單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且沒有平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會(huì)出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況1.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋1.2.1方案簡介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無鉸拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)。1.2.2尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24，凈跨徑為60.0m，矢跨比為1/8。橋面行車道寬9.0m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬11.2m，由8個(gè)拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1.1圖1.1箱梁尺寸擬定（1）拱箱寬度：由構(gòu)件

19、強(qiáng)度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取140cm。（2）拱壁厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護(hù)層和插入式震動(dòng)棒的要求，一般需有10cm，若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為8cm,取8cm。（3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力部分，一般用1016cm，這里取16cm。（4）底板厚度：614cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。這里取10cm。（5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度68cm,這里取8cm。（6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。（7）橫隔板：多采用挖空的鋼筋

20、混凝土預(yù)制板，厚68cm，間距3.05.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護(hù)。這里取厚6cm。1.2.3橋面鋪裝與縱橫坡度 橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為2.0%。為了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實(shí)腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為0.6%。1.2.4施工方法 采用無支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。采用裝配整體式結(jié)構(gòu)型式，分階段施工，最后組拼成一個(gè)整體。1.2.5總結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁也是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一。結(jié)構(gòu)受力合理，變形?。粯蛎孢B續(xù)，行車舒適；較T型梁增加了施工的難度和工期；材料用量和費(fèi)用較T

21、型梁要多一些。上部構(gòu)造施工采用移動(dòng)支架一次性投入費(fèi)用要高；且由于增加了大噸位支座，日后維護(hù)費(fèi)用要增加。1.3 橋型方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案（比較方案）橋梁全長：90m（1）上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土變高度箱梁，根部高4.5m，跨中高2.0m；下部構(gòu)造為空心矩形截面墩身、肋板式橋臺(tái)，樁基礎(chǔ)；采用掛籃懸臂澆筑施工。（2）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋外型美觀，是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一，尤其是墩身高度很高時(shí),更能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。該橋型連續(xù)，行車舒適；但上部結(jié)構(gòu)施工工序較T型梁和連續(xù)梁要多、周期較長，造價(jià)較高。鑒于橋位處的地形條件，河流斷面寬約70m，橋墩高28m左右，且由于連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁

22、上部結(jié)構(gòu)建筑高度較高，如采用該方案需要提升橋面標(biāo)高，增加橋頭引道長度。結(jié)合投資規(guī)模、和考慮施工的難度，本橋不適合于修建連續(xù)剛構(gòu)橋。方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡直梁的設(shè)計(jì)較簡單，受力的點(diǎn)明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計(jì)用，因此我選著了方案一。第2章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置2.1.1 設(shè)計(jì)資料（1）橋梁跨徑與橋?qū)?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：28m（墩中心距離）； 主梁全長：27.96m； 計(jì)算跨徑：27m； 橋面凈空：凈13m+20.5m=14m；（2）設(shè)計(jì)荷載 公路I級(jí)，每側(cè)防撞欄重力的作用力為2.99KN/m。（3）材料與工藝 混凝土：主梁用C50，橋面鋪裝用C30。 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公路鋼筋混凝土

23、與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（JTG D622004）的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束，=1860MPa。普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。 按后法施工工藝制作主梁，采用徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。（4）設(shè)計(jì)依據(jù) （1）交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003） （2）交通部頒公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)（JTG D602004） （3）交通部頒公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（JTG D622004）（5）基本計(jì)算數(shù)據(jù)（見表2.1）2.1.2 橫截面布置（1）主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而

24、加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。翼板的寬度為2000mm,由于寬度較大，為了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，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（b1=1200mm)和運(yùn)營階段的大截面（b2=2000mm)。凈13m+20.5m的橋款選用七片主梁，如圖2.1所示。表2.1基本計(jì)算數(shù)據(jù)名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)C50混凝土立方體彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度5032.42.6522.41.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力20.72容許拉應(yīng)力1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許

25、壓應(yīng)力16.2容許主壓應(yīng)力19.44短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力0容許主拉應(yīng)力1.59鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度最大控制應(yīng)力186012601395容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力1209材料重度標(biāo)準(zhǔn)荷載組合25容許壓應(yīng)力23容許主壓應(yīng)力78.5短期效應(yīng)組合無量綱5.65（2）主梁跨中主要尺寸擬定 1）主梁高度 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋的主要高度與其跨徑之比通常在1/151/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/181/19。本橋采用1700的主梁高度比較合適。 2）主梁截面細(xì)部尺寸 T梁翼板的厚度主要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時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。預(yù)置T梁的翼板厚度取用110mm，翼

26、板跟部加厚到200mm以抵抗翼緣跟部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)置孔道的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。圖2.1結(jié)構(gòu)尺寸圖 按照以上擬訂的外形尺寸就可以繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見圖2.2）圖2.2跨中截面圖3）計(jì)算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特征列表計(jì)算見表1.2。表2.2跨中截面幾何特征計(jì)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(duì)上緣靜距分塊面積的自身慣矩（cm)分塊

27、面積對(duì)截面形心的慣矩(1)(2)(3)(4)(5)（7）=（4）+（6）大毛截面翼板22005.51210022183.356.837105227.587127411三角承托30013.54050937.548.83715310.67716248腹板208580.5167842.53357024-18.176883604045386下三角165146.33324144.91101.7-8411642401188385馬蹄90016014400030000-97.67858548687294865650352137.421806914小毛截面翼板13205.572601331067.315980

28、439.75993750三角承托30013.54050937.559.311055302.81056240腹板208580.5167842.53357024-7.69123298.83480323下三角165146.33324144.91101.7-73.52891856.4892966馬蹄90016014400030000-87.196841886.568718874700347297.4182951664）檢查截面效率指標(biāo)（希望在0.5以上） 上核心距： 下核心距： 截面效率指標(biāo)： 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.1.3 橫截面沿跨長變化橫截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄

29、部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。2.1.4 橫隔梁的布置由于主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個(gè)四分點(diǎn)與梁端，其間距為6.75m。2.2 主梁作用效應(yīng)計(jì)算2.2.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算（1）永久作用集度 1）預(yù)制梁自重跨中截面段主梁的自重 馬蹄抬高與腹板寬度段梁的自重（長6.75m)支點(diǎn)段梁的自重 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： 端橫隔梁體積： 故半跨橫隔梁重力為：預(yù)制梁永久作用集度2）二期永久作用現(xiàn)澆T梁翼板集度 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 故：鋪裝

30、8cm混凝土鋪裝： 5cm瀝青鋪裝： 若將橋面鋪裝均攤給七片主梁，則：欄桿 兩側(cè)防撞護(hù)欄分別為4.99KN/m 若將兩側(cè)防撞欄均攤給七片主梁，則： 邊梁二期永久作用集度：（2）永久效應(yīng)如圖1.3所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：圖2.3主梁彎矩和剪力圖表2.3永久作用效應(yīng)計(jì)算表作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)一期彎矩（KN.m)1566.171174.62685.20剪力(KN)0116.01174.02232.02二期彎矩（KN.m)912.53684.39399.230剪力(KN)067.59101.39135.19彎矩（KN.m)2478.71859.011

31、084.430剪力(KN)0183.6275.41367.212.2.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算（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(jì)算結(jié)構(gòu)的頻率。簡支梁橋的頻率可采用下列公式估算： 其中： 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：按橋規(guī)4.3.1條，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，需進(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行車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)果。（2）計(jì)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) 本橋跨中設(shè)悟道橫隔梁，具有可靠地橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 因此采用G-M法：主梁的抗彎與抗扭慣性矩和=21

32、806914=2.806914 對(duì)于T形梁截面，抗扭慣性矩可以近似按下式計(jì)算：式中：相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度矩形截面抗扭剛度系數(shù)梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù) 對(duì)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2.4式出了的計(jì)算圖示，的計(jì)算見表2.4圖2.4的計(jì)算圖表2.4的計(jì)算分塊名稱翼緣板20012.615.8731/31.33358腹板131.9158.7930.3091.37555馬蹄4525.51.76470.2151.604234.31336 單位抗彎與抗扭慣矩：橫梁抗彎與抗扭慣矩 翼板有效寬度計(jì)算： 橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據(jù)比值可查橋梁工程

33、（上冊(cè)）附表II1 求得 求橫梁截面重心位置：橫梁的抗彎和抗扭慣矩： =0.000912375+0.018069259+0.050625+0.05132592=0.131 故 單位彎矩與抗扭慣矩Jy 和JTy：計(jì)算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù) 式中：為橋?qū)挼囊话?為計(jì)算跨徑 按第2.1.3條，取G=0.425E，則:計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo) 已知，查G-M圖表，可得表中數(shù)值，如表2.5。表2.5 G-M圖表值橋位荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-/2-3b/4-bk100.910.9511.051.091.0510.950.91b/41.051.061.11.11.040.980.910.

34、820.78b/21.31.251.21.110.90.80.730.653b/41.551.411.261.10.980.820.720.650.6b1.91.551.31.080.90.760.650.580.5k000.70.8811.151.21.1510.880.7b/21.551.481.361.31.120.90.620.360.12b/42.42.091.781.410.520.22-0.08-0.543b/43.382.7921.470.90.36-0.07-0.59-1.18b3.983.152.381.590.750.14-0.55-1.06-1.65用插法求各梁位處值：

35、 1號(hào)、7號(hào)梁： 2號(hào)、6號(hào)梁： 3號(hào)、5號(hào)梁： 4號(hào)梁 ：（系梁位在o點(diǎn)的k值）列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值：（如下表2.6）繪制橫向分布影響線圖（如下圖2.5所示），求橫向分布系數(shù).對(duì)號(hào)梁：兩車道 三車道 對(duì)號(hào)梁：兩車道 三車道 四車道 對(duì)號(hào)梁：四車道 對(duì)號(hào)梁：四車道 +0.224+0.2032+0.1799）=0.6396取最大值：圖2.5 跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理方法計(jì)算，首先繪制橫向影響線圖（如下圖2.6所示），在橫向按最不利荷載布置。77 / 77表2.6 橫向分布影響線坐標(biāo)計(jì)算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3

36、b/4-b1號(hào)1.7011.471.2771.0910.9460.7940.690.620.5573.6382.9452.1631.5220.8360.265-0.276-0.792-1.382-1.937-1.475-0.886-0.4310.110.5290.9661.4121.939-0.229-0.174-0.105-0.0510.0130.0620.1140.1670.2293.4092.7712.0581.4710.8490.327-0.162-0.625-1.1530.6820.5540.4120.2940.170.065-0.032-0.125-0.2312號(hào)1.3731.29

37、61.2171.10.9940.8770.7770.7070.6362.6842.2931.8441.420.9710.4740.136-0.228-0.726-1.311-0.997-0.627-0.320.0230.4030.6410.9351.362-0.155-0.188-0.074-0.0380.0030.0480.0760.110.1612.5292.1751.771.3820.9740.5220.212-0.118-0.5650.5060.4350.3540.2760.1950.1040.042-0.024-0.1133號(hào)1.0851.0871.1141.11.0340.9690

38、.8950.8070.7621.6691.5651.4191.3141.1030.8470.5640.2980.028-0.584-0.478-0.305-0.214-0.0690.1220.3310.5090.734-0.069-0.056-0.036-0.025-0.0080.0140.0370.060.0871.61.5091.3831.2891.0950.8610.6010.3580.1150.320.3020.2770.2580.2190.1720.120.0720.0234號(hào)0.910.9511.051.091.0510.950.910.70.8811.151.21.1510.88

39、0.70.210.070-0.1-0.09-0.100.070.210.0250.0080-0.012-0.011-0.01200.0080.0250.7250.88811.1381.1891.13810.8880.7250.1450.1780.20.2280.2380.2280.20.1780.145圖2.6 支座處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖對(duì)于號(hào)梁： 對(duì)于號(hào)梁： 號(hào)、號(hào)、號(hào)、號(hào)梁的橫向分布系數(shù)和號(hào)梁一樣對(duì)于號(hào)梁： 3）橫向分布系數(shù)匯總，下表2.7：表2.7 橫向分布系數(shù)匯總荷載類別公路I級(jí)0.84860.550.71250.7250.7770.7250.63690.7250.7770.7250

40、.71250.7250.84860.55（3）車道荷載的取值 根據(jù)橋規(guī)4.3.1條、公路I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)公路-I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q=10.5KN/m 根據(jù)規(guī) 28米跨徑時(shí)P=268KN，計(jì)算剪力時(shí)， （4）計(jì)算可變作用效應(yīng) 主梁活載彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)m,鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部。故也按不變的m來計(jì)算，求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面 活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支撐條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到四分之一之間，橫向分布系數(shù)用m, m直線插入其區(qū)段均取m值。 1）跨中截面計(jì)算（如圖2.7所示）： 式中：S所求截面

41、汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力圖2.7跨中截面車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值影響線上同號(hào)區(qū)段的面積 y影響線上最大坐標(biāo)值 可變作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用沖擊效應(yīng)：2）求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（如圖2.8所示）可變作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：圖2.8四分點(diǎn)截面圖可變作用沖擊效應(yīng)： 3）求變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（如圖2.9）圖2.9變化點(diǎn)截面 通過比較，集中荷載作用在第一根橫梁處為最不利情況，如下： 可變作用沖擊效應(yīng)： 4）求支點(diǎn)截面的最大剪力（如下圖2.10）圖2.10支點(diǎn)截面可變作用沖擊效應(yīng)： 2.2.3.主梁作用效應(yīng)組合按橋規(guī)4.1.64.1.8條規(guī)定，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最

42、不利效應(yīng)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（如下表2.8所示）表2.8 主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax(KN.m)(KN)(KN.m)(KN)(KN.m)(KN)(KN)（1） 第一期永久作用1566.1701174.62116.01685.2174.02232.02（2） 第二期永久作用912.530684.3967.59399.23101.39135.19（3） 總永久作用=(1)+(2)2478.701859.01183.61084.43275.41367.21（4） 可變作用公

43、路一級(jí)2323.26165.651736.49271.64903.78293.69314.39（5）可變作用沖擊617.98744.06461.9172.21240.4178.1283.63（6） 標(biāo)準(zhǔn)組合=5419.947209.274057.41527.272228.62647.22765.23（3）+（4）+（5）（7） 短期組合=4104.982155.9553074.553373.6221717.076480.993587.283（3）+0.7（4）（8） 極限組合=7092.19293.595308.57701.642903.182851.026997.881.2(3)+1.4(4)+(5)2.3.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與其位置2.3.1跨中截面鋼束的估算和確定（1）按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 式中：持久狀態(tài)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(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路I級(jí)，取用0.51一股鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積的面積是1.4，故為8.4。 ks上核心距，在前以算出ks=35.85cm；鋼束偏心距，初估=15cm，則 對(duì)號(hào)梁：（2）按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.750.77，取0.76預(yù)應(yīng)力鋼絞線的