25m跨預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋設(shè)計(jì)

1、第一章 橋梁設(shè)計(jì)總說(shuō)明1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1) 設(shè)計(jì)汽車荷載公路一u級(jí)(2) 橋面設(shè)計(jì)寬度凈 14 + 2 >0.5 =15m。2、設(shè)計(jì)采用規(guī)(1) 交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTG B01 一 2003) ；(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及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī) (JTGD62- 2004);(4) 交通部頒公路橋涵施工技術(shù)規(guī) (JTJ 041 一2000)。1.2 技術(shù)指標(biāo)1、 15m橋?qū)挷捎昧海A(yù)制梁高1.7m,標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)捔洪g距均為2.5m,橫橋 向梁間現(xiàn)澆濕接縫寬度均為 0.7m。2、預(yù)制梁長(zhǎng)：

2、24.96m。3、橋面橫坡： 2。1.3 主要材料1、 橋梁預(yù)制、現(xiàn)澆濕接縫和橋面鋪裝混凝土均采用C55,封錨混凝土也采用C55橋面鋪裝及下部結(jié)構(gòu)采用 C3O2、預(yù)應(yīng)力采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)(JTGD62-2004) s中的15.24 (截面面積為1.4cm2)鋼絞線，每束7根,全梁配4束，fpk = 1860MPa(錨下拉控制應(yīng)力為0.75 fpk = 1395Mpa)。最大松弛率為2.5 %;預(yù)應(yīng)力束管道 采用徑70mm外徑77mm勺預(yù)埋波紋管和夾片錨具。3、普通鋼筋：直徑大于和等于12mm勺采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的 均用R235鋼筋。4、水泥：符合國(guó)家

3、有關(guān)最新標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥,普通水泥幾礦渣水泥。5、橋面鋪裝：采用8cm厚防水混凝土和8cm厚瀝青混凝土。1.4 設(shè)計(jì)要點(diǎn)1. 本設(shè)計(jì)梁按部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，橋面鋪裝層考慮參加受力； 每側(cè)防撞欄重力的作用力分別為 5kN/m。2. 橋梁縱坡處理： 梁端在預(yù)制時(shí)設(shè)置調(diào)平鋼板， 以保證支座支承面順橋向水 平。結(jié)構(gòu)連續(xù)位置下設(shè)兜底鋼板，以保證永久支座支承面水平。3. 橋梁橫坡處理： 預(yù)制 T 形梁腹板均保持豎直， 使支座支承面水平。 橫坡通 過(guò)梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調(diào)整。4. 橫隔板設(shè)置： 為了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度， 除設(shè)置端橫隔梁外， 還 設(shè)置4片中橫隔梁，間距為5>4.8

4、m,共計(jì)6片。端橫隔梁與主梁同高，厚度為 25cm中橫隔梁高度為145cm厚度為16cm采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土接頭連接。5. 永久支座采用盆式橡膠支座。1.5 施工步驟梁片預(yù)制 - 架梁 - 現(xiàn)澆濕接縫及橫隔板連接鋼筋 - 澆筑墩頂現(xiàn)澆段 連續(xù)結(jié)構(gòu) - 澆筑墩頂及墩頂附近橋面板混凝土 - 待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 的 90后，拉結(jié)構(gòu)連續(xù)鋼束 - 澆筑剩余的橋面板混凝土 - 橋面附屬設(shè)施施 工 - 成橋。1.6 施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)本設(shè)計(jì)有關(guān)施工工藝及質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)(JTJ0412000)有關(guān)規(guī)定辦理，另外尚需注意以下幾點(diǎn)：1. 施工前應(yīng)對(duì)錨下摩阻、 預(yù)應(yīng)力管道摩阻等作相關(guān)實(shí)驗(yàn)， 保

5、證施工中相關(guān)參 數(shù)取值的準(zhǔn)確。2. 預(yù)制梁體混凝土必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90時(shí)才能施加預(yù)應(yīng)力 ( 檢驗(yàn)混凝 土強(qiáng)度時(shí)注意試件的取樣及養(yǎng)護(hù)條件需與主梁梁體混凝土相符合 ) ，并且齡期不 小于 4 天3. 預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)按圖紙的順序進(jìn)行拉。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉采用拉力和伸長(zhǎng)值 雙控，具體方法按公路橋涵施工技術(shù)規(guī) (JTJ 041 2000) 執(zhí)行。4. 拉過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意梁體上拱度的變化， 拉時(shí)梁的彈性上拱值與計(jì)算值偏 差按±15控制，拉完畢后應(yīng)及時(shí)壓漿、封錨。為了減少預(yù)制梁上拱量，預(yù)制梁 應(yīng)及時(shí)架設(shè)，存梁期不應(yīng)太長(zhǎng)。宜按 12個(gè)月控制。存梁期應(yīng)注意觀測(cè)梁片上 拱的發(fā)展，若超出計(jì)算值的 30，

6、應(yīng)采取措施。預(yù)制時(shí)應(yīng)設(shè)置向下的二次拋物 線反拱，跨中最大反拱度值按拉時(shí)上拱度的 1.4 倍（ 與存梁時(shí)間有關(guān) ） 設(shè)置。5. 開始預(yù)制的16片梁必須有完整預(yù)拱度的記錄分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況 調(diào)整反拱度設(shè)置值的大小。6. 預(yù)制主梁梁頂、 翼緣板及橫隔板橫向端部、 結(jié)構(gòu)連續(xù)梁端等現(xiàn)澆混凝土連 接處的混凝土表面必須鑿毛、沖洗，以保證新老混凝土的很好結(jié)合。7. 主梁架設(shè)就位后必須及時(shí)進(jìn)行翼板與橫隔板間的連接和濕接縫混凝土的 澆筑。必須待現(xiàn)澆混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到 85并采取壓力擴(kuò)散措施后，方可在其 上運(yùn)梁。運(yùn)梁設(shè)備在橋上行使時(shí)必須使設(shè)備重量落在梁肋上， 施工單位應(yīng)按所采 用的設(shè)備對(duì)主梁及下部構(gòu)造進(jìn)行驗(yàn)算。

7、8. 主梁吊運(yùn)按兜托梁底起吊法考慮， 不設(shè)吊環(huán)。 預(yù)制時(shí)應(yīng)在梁底預(yù)留穿索兜 底所需的活動(dòng)段底模， 同時(shí)在主梁翼板上的對(duì)應(yīng)位置預(yù)留穿索孔洞， 吊具根據(jù)施 工單位的條件自行設(shè)計(jì)。 起吊位置不得位于設(shè)計(jì)理論支承線外側(cè)， 且不得與設(shè)計(jì) 理論支承線相距超過(guò) 0.5m。9. 凡需焊接的受力部位， 均應(yīng)滿足可焊接性要求， 并且當(dāng)使用強(qiáng)度等級(jí)不同 的異種鋼材相焊接時(shí)所選用焊接材料的強(qiáng)度應(yīng)能保證焊縫及接頭強(qiáng)度高于較低 強(qiáng)度等級(jí)鋼材的強(qiáng)度。10. 為確保梁體在運(yùn)輸過(guò)程及安裝就位時(shí)的穩(wěn)定性，應(yīng)采取有效的預(yù)防傾倒 措施。1 1 .預(yù)制梁及橋面板施工時(shí)應(yīng)注意按照 橋梁公用構(gòu)造 預(yù)埋護(hù)欄、伸縮縫、 瀉水管、頂板鋼束、槽口

8、鋼筋等構(gòu)件的預(yù)埋件。12. 同一孔 6 片梁的生產(chǎn)灌注齡期、終凝期的差異不超過(guò) 7 天。13. 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意材料保護(hù)，以免生銹。尤其是波紋管應(yīng)妥善保管不致生 銹，以免降低有效應(yīng)力。14. 應(yīng)采用切割機(jī)截?cái)囝A(yù)應(yīng)力鋼束，嚴(yán)禁氣割、電焊切割。第二章 橋梁方案設(shè)計(jì)比選說(shuō)明橋梁設(shè)計(jì)沒(méi)有固定的模式和樣品。每一座橋梁的設(shè)計(jì)都要根據(jù)建設(shè)地 點(diǎn)的地形、地勢(shì)條件、公路在交叉點(diǎn)的填土高度、設(shè)計(jì)寬度、當(dāng)?shù)氐娜宋?環(huán)境等多種因素進(jìn)行綜合考慮，提供多種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行全面的比較，選 取最佳設(shè)計(jì)方案。對(duì)于本設(shè)計(jì)根據(jù)資料初擬以下兩個(gè)方案并列于下表進(jìn)行比較：表2-1橋梁方案比選說(shuō)明表方案第一方案第二方案主橋：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支主

9、橋：連續(xù)剛構(gòu)橋(60m序號(hào)T 梁橋(6 >20m)+2>30m)比較項(xiàng)目引橋：裝配式鋼筋混凝土引橋：裝配式鋼筋混凝簡(jiǎn)支T梁橋(2>20m +4X土簡(jiǎn)支T梁橋(2>20m16m+4X16n)1橋咼(m)29.6529.532橋長(zhǎng)(m)231.85231.853最大縱坡(%)2.01.51、主橋設(shè)計(jì)方案技術(shù)簡(jiǎn)單1、技術(shù)先進(jìn)，但工藝易行，采用等截面形式及要求比較嚴(yán)格2、施工4工藝技術(shù)要求一疋的構(gòu)造措施更能簡(jiǎn)化方便多樣，適應(yīng)于有支主梁的構(gòu)造；2、采用預(yù)制架施工，逐孔架設(shè)施T梁，便于成批生產(chǎn)，技工，及頂推法施工等，術(shù)先進(jìn)，工藝成熟，吊裝但均要求施工單位具方便。3、結(jié)構(gòu)剛度大，整有

10、較咼水平的施工能體性好，變形小，行車平力；3 河床壓縮多，穩(wěn)舒適。汛期防洪能力較差5使用效果主橋線條簡(jiǎn)潔明快，滿足 道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建 成后對(duì)周邊道路影響小主橋線條簡(jiǎn)潔，滿足道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建成后對(duì)周邊道路有一定的影響6造價(jià)及材料造價(jià)及材料均較省造價(jià)及材料均較咼7最終結(jié)論采用此方案放棄此方案第三章截面設(shè)計(jì)3.1主梁間距與主梁片段主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(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，放在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為2500mm由于寬度較大，為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)施應(yīng)力

11、、運(yùn)輸、吊裝階段的 小截面(b 1800mm )和運(yùn)營(yíng)階段的大截面(bi 2500mm )。凈14+2>0.5的 橋?qū)挷捎昧髁骸?.2主梁跨中截面主要尺寸擬定(1) 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比在1/181/19.當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的 方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時(shí)梁高加大一般只是腹板加高， 而混凝土用量增加不多。本設(shè)計(jì)取用 1700mm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

12、要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm 翼板根部加厚到250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(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。本設(shè)計(jì)腹板厚度取200mm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。本設(shè)計(jì)考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼 束按二層布置，一層最多排兩束，同時(shí)還根據(jù)公預(yù)規(guī)949條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 460mm高度為250mm馬蹄與腹板交接 處作三角過(guò)渡，高度為130mm以減少局部應(yīng)力。按照以

13、上擬定的外形尺寸，繪出預(yù)制梁的跨中截面圖，如下圖?，F(xiàn)澆部分圖3-1 T形梁跨中截面尺寸圖（單位：cm）圖3-2 T形梁梁端截面尺寸圖(單位：cm)(3) 計(jì)算截面集合特征將主梁跨中截面劃分為五個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見表3-1 o表3-1跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai(cm2)分塊面積形心至上緣距離yi(cm )分塊面積對(duì)上緣凈距SiAi yi/3(cm )分塊面積的自身慣距Ii/4(cm )di ys yi(cm)分塊面積對(duì)截面形心的慣距l(xiāng)x Adi2/4(cm )I Ii Ix(cm )(1)(2)(3) = (1)X(2)(4)(5)(6) (1)(7) =

14、(4)+ (6)大毛截面翼板37507.52812570312.547.618499913.928570226.42三角承托50018.3391652777.7836.78676357.78679135.56腹板2600802080003661666.67-24.891610824.425272491.08下三角169140.66723772.721711.46-85.561237100.811238812.27馬蹄1150157.5181125.0059895.83-102.3912056438.0512116333.888169450187.7227876999.23小毛截面翼板27007

15、.520255062554.638058363.078108988.07三角承托50018.3391652777.7843.80959276.93962054.71腹板2600802080003661666.67-17.87830155.174491821.83下三角169140.66723772.721711.46-78.541042367.701044079.16馬蹄1150157.518112559895.83-95.3710459467.3310519363.177119442312.72325126306.93Si大毛截面形心至上翼緣距離ys A55.1093Si小毛截面形心至上翼緣

16、距離ysA62.1313(4) 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)上核心距:ksI27876999.23A yx 8169 (170 55.1093)=29.70cm下核心距:kxI_= 27876999.23A ys 8169 55.1093=61.92cm截面效率指標(biāo):kskx =h0.7° 692 =0.54 >0.5170根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁在設(shè)計(jì)時(shí)，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)取P =0.450.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截 面是合理的。(5) 橫隔梁的設(shè)置4.8m。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和五分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置六道橫隔梁，間距為端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度250mm

17、中橫隔梁高度為 1450mm厚度為 160mm。第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算主梁作用效應(yīng)分為永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。在可變作用效應(yīng)計(jì) 算中，本設(shè)計(jì)采用比擬正交異性板法（ G-M 法）求各主梁荷載橫向分布系 數(shù)。4.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算4.1.1 永久作用集度1 ）預(yù)制梁自重 跨中截面段主梁的自重（五分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)7.2m）:q（ i）=26X）.7119 X7.2 = 133.27（kN） 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計(jì)算（長(zhǎng)2.5m）:主梁端部截面面積為 A=1.01038 m2q（2）=（1.01038+0.7119） X2.5X26/2 =55.97（kN）®支點(diǎn)段

18、梁的自重（長(zhǎng) 2.3m）:q（3）=1.01038 X2.3 X26 = 60.42（kN） 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：30.16 X(1.3 >0.8 - 0.5>0.1/2 -0.5>0.13 >0.13/2) = 0.1610(m)端橫隔梁體積30.25 >1.55 X).67 - 0.37 X)./2)=0.2562(m )故半跨橫梁自重q(4)=(2>0.161+1 >0.2562 )>25=14.46 (kN)主梁永久作用集度q1 (133.27 55.97 60.42 14.46)/12.48=21.16(kN/m)2)二期恒載1

19、 翼緣板中間濕接縫集度q(5)=0.7>0.15>25=2.625(kN/m)2 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積： 0.16>1.3>0.35=0.0728(m 3) 一片端橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積： 0.25 >0.35 >1.55=0.135625(m 3) 故 q(6)=(4>0.0728+2 >0.135625 )>25/24.96=0.5634 (kN/m) 3 橋面鋪裝層8cm 厚防水混凝土鋪裝：0.08 X1.5 >25=23 (kN/m)8cm 厚瀝青混凝土鋪裝：0.08 X1.5 >23=21.1

20、6 ( kN/m)將橋面鋪裝重量均分給六片主梁，則q(7)=(23+21.16 ) /6=7.36(kN/m)4 防撞欄：?jiǎn)蝹?cè)防撞欄荷載為 5.0kN/m將兩側(cè)防撞欄均分給五片主梁，則q(8)=5>2/6=1.67( kN/m)5 邊梁二期永久作用集度q2 2.625 0.5634 7.36 1.67 12.22 ( kN/m)4.1.2 永久作用效應(yīng) 如下圖所示，設(shè) x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令a =x/l。主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：2Ma=a(1- a) l g/2( 4-1 )(4-2 )Q£ =(1-2 a )1 g/2g永久效應(yīng)計(jì)算圖(dm)永久效應(yīng)計(jì)算見下

21、表：邊梁永久作用效應(yīng)計(jì)算表作用效應(yīng)跨中a =0.5四分點(diǎn)a =0.25支點(diǎn)a =0.0一期彎矩(kN m)1523.521142.640剪力(kN)0.96253.92二期彎矩(kN m)879.84659.880剪力(kN)073.32146.64彎矩(kN m)2403.361802.520剪力(kN)0200.28400.564.2可變作用效應(yīng)計(jì)算4.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)432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)的基頻。簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下列公式估算：3.14212 243.45 1010 0.278775.74(Hz)2165.083其中：me9.

22、81°8169 26 102165.08(kg/m)由于1.5Hz < f < 14Hz,可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:叮 0.1767 In f - 0.0157 =0.292當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車道折減，三車道折減22%,單折減后不得小于兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。本設(shè)計(jì)分別按兩車道和三車道布載進(jìn)行 計(jì)算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)4.2.2 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)me :由于承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為：-15 0.625 > 0.5，故可將其簡(jiǎn)化比擬124為一塊矩形的平板，用比擬正交異性板法(G-M法)求荷載橫向分布系數(shù)。計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣

23、性矩I和It抗彎慣性矩I在前面已求得：I =0.27877 m4對(duì)于T形梁截面，抗扭慣距可近似按下式計(jì)算：ITCbiti3i 1(4-3 )式中：bi ,ti- 相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；Ci算；矩形截面抗扭剛度系數(shù),根據(jù)t i / bi比值按表計(jì)n-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：230 15 50 10t117.17(cm)1230馬蹄部分的換算平均厚度:t3 彗31.5伽)表4-2 It計(jì)算表分塊名稱b (cm)t i (cm)ti / biCiI T= c i b i t i 3( X10 3 m4)翼緣板25017.170.071/34.04腹

24、板121.33200.160.29872.90馬蹄4631.50.680.19212.769.70單位寬度抗彎及抗扭慣距：Jx lx/b 0.27877 /2501.11508 10 3(m4/cm)54Jtx lTx/b 0.097 /2503.8802 10 5(m4 / cm)計(jì)算橫梁抗彎及抗扭慣性矩：翼板有效寬度計(jì)算橫梁長(zhǎng)度取為兩邊主梁的軸線間距，即:l 4b 5 2.512.5(m)c £(4.8 0.16)2.32( m)h 145cmb' 0.16m 16cmh 17.17cmc/l 2.32/12.5 0.186根據(jù)c/l比值可查表,求得:/c =0.807，

25、所以:0.807c0.807 2.321.87(m)求橫梁截面重心位置ay2礙噸2 h h'b'2 1.872 1.8720.1717120.16 1.45220.17170.161.450.255(m)橫梁的抗彎和抗扭慣距I y和I Ty :Iy £32*2 h1(aybh.22b'h'3b'h'(£ay)21211232 1.87 0.171721.87 0.1717 (0.2550.1717)221 450.16 1.453 0.16 1.45 (0.255)2240.11013(m )iTycib1 hfC2b2h；h

26、1/b1 0.1717/4.8 0.04，小于0.1，所以查表得&=1/3，但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣距只有獨(dú)立板寬扁板者的翼板，可取c1 =1/6 。h2/b2=0.16/ ( )=0.1252，查表可得 c?0.307133lTy - 0.17174.80.307(1.450.1717)0.16y 6345.66 10 (m )單位抗彎及抗扭慣距Jy和JTy :Jy |y/b 48器 0.23 10 3(m4/cm)JTy*/b5.66 104.80 1001.18 105(m4/cm)B'lJx7.5 4 1.11508 10Jy24； 0.23 10 3計(jì)算抗彎參數(shù)和抗

27、彎參數(shù)0.464式中：B'橋?qū)挼囊话雔 計(jì)算跨徑a G(JtxTy ) / 2EcJx J yGc材料的切變模量按公預(yù)規(guī)條，取Gc 0.4Ec，則:0.4 (3.88021.18) 10 52J.11508 10 3 0.23 10 30.02.a 0.141（可 計(jì)算荷載橫向分布影響線坐標(biāo)：已知0.464，查G-M法計(jì)算用表,可得表4-3中數(shù)據(jù)。表4-3 梁位表梁位荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK100.900.941.001.071.111.071.000.940.90b/41.081.101.121.161.070.960.840.770.69b/

28、21.311.371.251.121.000.830.730.620.523b/41.711.541.321.100.900.770.650.530.47b2.051.681.361.090.860.710.580.480.4000.650.851.001.201.301.201.000.850.65b/41.501.461.391.331.200.960.770.320.08Kob/22.302.101.801.470.990.510.13-0.28-0.653b/43.502.832.101.480.820.33-0.19-0.53-0.97b3.563.102.331.420.630.0

29、1-0.53-0.97-1.43 1P5P5Ci P5O- 用插法求各梁位處橫向分布影響線坐標(biāo)值0IL75187,51三wr -一 二 一-Pc匚3 1/11號(hào)、6號(hào)梁:圖4-2 梁位關(guān)系圖(尺寸單位:K3 (Kb4bK'K3 ) 1/3 b41/ 3Kb2/叫42號(hào)、5號(hào)梁:K'Kb23號(hào)、4號(hào)梁:K'KoKb4Ko 2 31/3Ko2/3心4列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值表4-4各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值梁號(hào)計(jì)算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK；1/ 3Kib 2/3K41.8231.5871.3331.O.887O.75OO.

30、632O.515O.445&1/血%43.5402.92O2.1761.46OO.757O.223-O.3O-O.67-1.12373K'i K'o-1.71-1.33-O.84-O.36O.13OO.527O.9351.1921.56817333-O.24-O.18-O.11號(hào)廠289-O.O.O18O.O.132O.168O.221-O.17-O.5O-O.9OKaK'o V3.2982.7322.1.4O9O.775O.297192-O.15Ka/6O.549O.455O.343O.235O.129O.O5O-O.-O.OK'1 K1b21.31O

31、1.37O1.25O1.12O1.OOOO.83OO.73OO.62OO.52OK'o Kob2.3OO2.1OO1.8OO1.47OO.99OO.51OO.13-O.28-O.652OK'i K'o-O.99-O.73-O.55-O.35O.OO1O.32OO.6OOO.9OO1.17O2OOO號(hào)-O.14-O.1O-O.O7-O.O4O389OO.O.O.127O.165-O.15-O.48KaK'o <2,16O1.9971.7221.421O.99OO.555O.21535-O.O2Ka/6O.36OO.332O.287O.237O.165O.O.

32、O36-O.6Ki1/3Ko 2/3<b141.O2O1.O471.O8O1.13O1.O.997O.893O.827O.76OK1/3K)o 2/%b141.2171.2571.26O1.2871.2331.O4OO.847O.497O.27OK'i K'o-O.19-O.21-O.18-O.15-O.15-O.O4O.O.33OO.49O37O7O3號(hào)廠-O.-O.-O.-O.-O.-O.OOO.OO6O.O47O.O669KaK'o 廠1.1.2271.2311.2651.2121.O34O.853O.544O.339Ka/6O.198O.2O6O.2O5O

33、.211O.2O2O.172O.142O.O.繪制橫向分布影響線圖求橫向分布系數(shù)圖4-3 1號(hào)梁橫向分布影響線（尺寸單位：cm）®計(jì)算橫向分布系數(shù)：荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算中包含了車道折減系 數(shù)。按照最不利方式布載，并按相應(yīng)影響線坐標(biāo)值計(jì)算橫向分布系數(shù)。三車道（如下圖）mcq(0.49761 0.40515 0.33836 0.24588 0.17909 0.08661) 0.780.6836兩車道（如下圖）MUr1P50"匚1佶XX j件小:匚一一 11 1I00ipA勺o(hù)pc5CJ1:I1IJ /'-1" 1 . 1 1 1圖4-5兩車道最不利荷載布置圖

34、（尺寸單位：cm）mcq 1 (0.49761 0.40515 0.33836 0.24588)=0.7435故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)：mcq 0.74352）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)m。：如下圖所示，按杠桿原理法繪制支點(diǎn)截面荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，1號(hào)梁可變作用分布系數(shù)可以計(jì)算如下：1可變作用（汽車）：m°q（1.10 0.38） 0.74q 2計(jì)卩 M 1廠1 1江250L J J11巧一:E L253.1251II23'1P51:11S n1:14.2.3車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)條，公路一U級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk分別為qk0.

35、75 10.57.875(kN/m)360 180計(jì)算彎矩時(shí)，0.75(24 5) 180192(kN)50 5計(jì)算剪力時(shí)，1921.2230.4(kN)4.2.4 計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng) 計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布 系數(shù)的取值作如下 處 理：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取m0，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m。直線過(guò)渡到mc，其余梁段均取 mc，本設(shè)計(jì)在計(jì)算跨中截面、四分點(diǎn)截 面和支點(diǎn)截面時(shí)，均考慮了荷載橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。1 ）計(jì)算跨中截面的最大彎矩和最大剪力：計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直線加載求可變作用效應(yīng)，如下圖所示，可變效應(yīng)為:不計(jì)沖擊S m（qkPky）（

36、 4-4）沖擊效應(yīng)S m(qkPky)( 4-5)式中S所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力;qk 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;R 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影響線上最大豎坐標(biāo)值;可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)24 6 0.7435M汽 27.875(0.7435 0.74)6 7.8751 4.8324 -20.7435 192 6=1278.0(kN. m1V汽2 0.7435 7.8750.5240.7435)4.8 7.8754.81 0.5324 -20.7435 230.4 0.5103.2(kN)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)m)M M 汽 1278.0 0.292373.2(kNV

37、 V 汽103.2 0.292 30.1(kN)2）計(jì)算四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力：四分點(diǎn)截面可變作用效 應(yīng)的計(jì)算式見下圖?？勺冏饔茫ㄆ嚕?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)11M 汽一0.7435 7.875 4.5 24 (0.74 0.7435 4.8 7.875 (1.20.4)汽220.7435 192 4.5958.5(kN)1 3 1V氣0.7435 7.875 0.75 24(0.74 0.7435)4.8 7.875 0.0672 4 20.7435 230.4 0.75168.0(kN)可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)M M 汽 958.5 0.292279.9(kN m)V V汽168.0 0.292

38、 49.1(kN)3 )計(jì)算支點(diǎn)截面的最大剪力：支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見下圖?？勺冏饔?汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)1 1V氣0.7435 7.875 1 24(0.74 0.7435)4.8 7.875(0.933 0.067)0.74 230.4 1240.7(kN)可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)V V 汽240.7 0.292 70.3(kN)4.3主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)按橋規(guī)4.1.6-4.1.8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，見表4-5。表4-5 1號(hào)主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載類型跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)M°

39、;axV maxMaxV maxV max(kN - m)(kN)(kN - m)(kN)(kN)一期 永久 作用1523.5201142.64.96253.92二期 永久 作用879.840659.8873.32146.64總永久作用(1)+ (2)2403.3601802.52200.28400.65(汽車) 公路一n級(jí)1278.0103.2958.5168240.7(5)(汽車)沖擊373.230.1279.949.170.3標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5)4054.56133. 33040.92417.38711.65短期組合=(3)+0.7申)3297.9672.242473.472

40、82.88569.14(8)極限組合=1.2 X(3)+ 1.4 X(4)+(5)5195.71.623896.78544.28916.18第五章預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置本設(shè)計(jì)采用后法施工工藝，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)規(guī)定的控 制條件要求，即承載力、變形及應(yīng)力等要求，在配筋設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足結(jié)構(gòu) 在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。 5.1預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算以下以跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所 需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋數(shù)量。(1) 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：本設(shè)計(jì)按全預(yù)應(yīng) 力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，按正常使

41、用極限狀態(tài)組合計(jì)算時(shí)，截面不允許出現(xiàn)拉 應(yīng)力。對(duì)于T形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到 鋼束數(shù)n的估算公式(5-1)MkCi? Ap?fpk(ks ep)式中：M 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按主梁作用應(yīng)組合表取用；Ci 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路一u級(jí)，Ci取用0.565 ;Ap 一束7?j 15.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是1.4cm2，故 Ap = 9.8 cm 2。ks 一一大毛截面上核心距；ep預(yù)應(yīng)力鋼束重心對(duì)大毛截面重心軸的偏心距， ep y ap h y ap , ap可預(yù)先假定，h為梁高，h 170cm。本設(shè)計(jì)采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為f

42、pk 1860 MPa彈性模量Ep=1.95 105MPa3Mk 4054.56(KN m) 4054.56 10 (N m)ks 29.70( cm)假設(shè)ap=19cm,則ep y ap h y s a p=170-55.1093-19=95.891(cm)鋼束數(shù)n為MknCi ? Ap? fpk(ks ep)3 4054.56 100.565 9.8 10 4 1860 106 (0.2970 0.95891)3.14(2)按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)，根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式,受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度f(wàn)cd，應(yīng)力圖式呈矩形,設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)pd，鋼束數(shù)n的估算公式為ah Ap f同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼

43、束也達(dá)到(5-2)pd式中 M 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按主梁作用應(yīng)組合表取用；a 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.75-0.77，本設(shè)計(jì)取用 0.77 ;fpd 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為1260Mpa。則：Mdah Ap fpd5195.71 1030.77 1.7 9.8 10 4 1260 106據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量在4根左右，故取鋼束數(shù)n 4。5.2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 )在對(duì)跨中截面進(jìn)行鋼束布置時(shí)，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大。本設(shè)計(jì)采用徑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

44、道半徑的一半，另外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(xì)部構(gòu)造如下圖所示，則鋼束群重心至梁底距離 為圖5-1跨中截面鋼束布置圖（尺寸單位：cm）2）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對(duì)于錨固端截面，應(yīng)使aP2 10 22 3419cm預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心， 使截面均勻受壓，而且要考慮錨具布 置的可能性，以滿足拉操作方便的要求。在布置錨具時(shí)，應(yīng)遵循均勻、分散的原 則。錨具端截面布置的鋼束如下圖所示，鋼束群重心至梁底距離為:aP25 60 100 140481.25cm圖5-2 錨固端截面鋼束布置圖(尺寸單位：cm

45、下面應(yīng)對(duì)鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，首先需計(jì)算錨固端截面的幾何特 性。錨固端截面幾何特性計(jì)算見表5-1 o表5-1錨固端截面幾何特性計(jì)算表其中：y692432.3811153.862.08 ( cm)分塊 名 稱分塊面積A,2 (cm )分塊面積 形心至上緣距離yi(cm)分塊面積對(duì)上緣凈距SiAi yi(cm3)分塊面積的自身慣距Ii(cm4)di ys yi(cm)分塊面積對(duì)截面形心的慣距Ix Aidi24 (cm )I Ii Ix(cm4)(1)(2)(3) =( 1)x 2)(4)(5)(6)(1) (5)2(7) = (4)+ (6)翼板37507.528125.0070312.5054

46、.2811171325.8611241638.36角承托273.817.474782.38832.9644.61544966.69545799.65腹板713092.5659525.0014274854.17-30.426597759.5620872613.7311153.8692432.3832660051.74yx h ys 170 62.08107.92 (cm)上核心距:ks32660051.74Ayx 11153.8 107.9227.13 ( cm)下核心距:kxAys3266°°51.7447.17 （cm）11153.8 62.0860.75= yx kxV apv yx ks =135.05圖5-3 鋼束群重心位置復(fù)核圖（尺寸單位：cm）（2）鋼束起彎角度和線形的確定：在確定鋼束起彎角度時(shí)，既要考慮到由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會(huì)產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大。本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，N4號(hào)鋼筋彎起角度為5°，其他鋼筋彎起角度為 7°.為了簡(jiǎn)化計(jì)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(jìn)行平彎。（3）鋼束計(jì)算1）計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離：錨固點(diǎn)至支座中心的