橋梁畢業(yè)設(shè)計計算書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1章 緒 論1.1 選題的目的及意義我是黑龍江工程學(xué)院土木工程系土木工程專業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生。就業(yè)的方向主要是橋梁設(shè)計與施工方面，所以本次畢業(yè)設(shè)計我選擇橋梁設(shè)計。為以后能夠快速地適應(yīng)工作打下了良好的基礎(chǔ)。辰清河河段地處孫吳縣境內(nèi)，位于黑龍江省北部邊陲，小興安嶺北麓，與俄羅斯的康斯坦丁諾夫卡隔黑龍江相望。橋位所處地段屬旅游業(yè)發(fā)達地區(qū)，交通量大，道路等級為二級公路，汽車荷載等級為公路級，考慮孫吳縣旅游區(qū)及其周邊經(jīng)濟的迅速發(fā)展，決定在此修建一座橋梁辰清河橋，本橋的修筑對帶動孫吳縣旅游業(yè)的發(fā)展有重要意義。將辰清河橋兩階段施工圖設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計，是因為該選題能把所學(xué)過的基本理論和

2、專業(yè)知識綜合應(yīng)用于實際工程設(shè)計中，不僅能檢驗自己所學(xué)的各門專業(yè)知識是否扎實，而且還為將來從事路橋事業(yè)奠定良好而堅實的基礎(chǔ)。獨立地完成辰清河橋的設(shè)計任務(wù)，可以使我掌握橋梁設(shè)計和施工的全過程，綜合訓(xùn)練我應(yīng)用各種手段查閱資料、獲取信息的基本能力，熟悉和理解公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確地應(yīng)用公路橋涵設(shè)計規(guī)范，熟練繪制和閱讀橋梁施工圖，提高獨立考慮問題、分析問題和解決問題的能力，為今后走向工作崗位，能獨立進行橋梁的設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計，把所學(xué)過的知識作了系統(tǒng)地總結(jié)和應(yīng)用，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，提高了工程設(shè)計的能力，達到了獨立完成一般橋梁設(shè)計的目的。1.2 國內(nèi)外研究概況預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁有結(jié)構(gòu)簡

3、單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋由于其具有外形簡單，制造方便，結(jié)構(gòu)受力合理，主梁高跨比小，橫向借助橫隔梁聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)整體性好，橋梁下部結(jié)構(gòu)尺寸小和橋型美觀等優(yōu)點，目前在公路橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋還具有以下特點1：（1）能有效的利用現(xiàn)代高強度材料，減小構(gòu)件截面，顯著降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，增大跨越能力，并擴大混凝土結(jié)構(gòu)的適用范圍。（2）與鋼筋混凝土梁橋相比，一般可以節(jié)省鋼材30%40%，跨徑愈大節(jié)省愈多。（3）全預(yù)

4、應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫，即使是部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇荷載作用下也無裂縫,鑒于能全截面參與工作,梁的剛度就比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大。因此,預(yù)應(yīng)力混凝土梁可顯著減小建筑高度,使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫,這就擴大了對多種橋型的適應(yīng)性,并更加提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。（4）預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，為現(xiàn)代裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接頭和拼裝手段。根據(jù)需要，可在縱向、橫向和豎向等施加預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集整成理想的整體，這就擴大了裝配式橋梁的適用范圍，提高了營運質(zhì)量。簡支梁橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu)且相鄰橋孔各自單獨受力。故最易設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件。鑒于多孔簡支梁橋各跨的構(gòu)造和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，從而就

5、能簡化施工管理工作，并降低了施工費用。連續(xù)梁橋由于荷載作用下支點截面產(chǎn)生負(fù)彎矩，從而顯著減小了跨中截面的正彎矩。相應(yīng)的減小了跨中的建筑高度，而節(jié)省了材料用量，在跨徑較大時較明顯。截面形式大部分偏向于T梁，與箱形截面相比較，T梁減輕了自重提高了承載力。設(shè)計方法均采用規(guī)范規(guī)定的極限狀態(tài)設(shè)計法。施工方法方面，上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)制裝配式，下部結(jié)構(gòu)一般采用明挖法施工。綜上，本次設(shè)計考慮截面標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計理論創(chuàng)新化，施工方法先進化，采用與國內(nèi)外先進水平一致的設(shè)計理論進行設(shè)計。我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，應(yīng)用數(shù)量龐大。近年來在土木工程投資方面，建設(shè)規(guī)模方面均居世界前列2。近二三十年來我國預(yù)應(yīng)力混凝土橋

6、梁發(fā)展很快，無論在橋型、跨度以及施工方法與技術(shù)已達到國際先進水平。目前無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土在國外應(yīng)用非常廣泛，體外預(yù)應(yīng)力在混凝土中的應(yīng)用是近年來建筑工業(yè)發(fā)展的方向之一。展望未來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展主要從材料、預(yù)加力的方法、張拉設(shè)備等方面著手進行創(chuàng)新。1.3 工程概述辰清河位于孫吳縣西南部是黑龍江南岸二級支流。發(fā)源于小興安嶺北段西側(cè)，流經(jīng)德都縣北部和孫吳縣西南部，在孫吳縣城北注入遜河。本河段地質(zhì)條件較好，河床下為粉質(zhì)粘土可塑，其下為粉質(zhì)粘土硬塑，最下層為砂礫，承載力較高。每年11月上旬至次年4月中旬為結(jié)冰期。1.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計依據(jù)1.4.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003）；公

7、路橋涵通用技術(shù)規(guī)范（JTG D602004）；公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)規(guī)范（JTG D622004）；公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D632007）；公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0412000）。 1.4.2 設(shè)計依據(jù)1、橋面凈寬 凈9+2×1.0m（人行道）2、設(shè)計荷載 汽車荷載為公路級，人群荷載3.0KN/m23、設(shè)計水位 設(shè)計水位是99.5m4、技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40m 計算跨徑：38.86m 主梁全長：39.96m支點距梁端：0.55m 梁高：2.30m1.5 結(jié)構(gòu)形式上部采用40m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁。下部采用雙柱式橋墩，肋板式橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。1

8、.6 主要材料規(guī)格1、混凝土主梁采用C40混凝土，人行道、欄桿及鋪裝層采用C30混凝土。2、預(yù)應(yīng)力鋼束采用鋼絞線，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合冶金部YB255-64標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3、普通鋼筋采用HRB400、HRB335鋼筋。1.7 施工要點1.7.1 上部結(jié)構(gòu)施工要點上部結(jié)構(gòu)采用后張法施工工藝制作主梁，采用70mm的預(yù)埋金屬波紋管和HVM錨。（1）支架模板，保證工程構(gòu)造物的形狀，尺寸及各部分相互間位置的正確性。 （2）預(yù)應(yīng)力剛束采用后張法，嚴(yán)格按規(guī)程操作。 （3）管道或成孔要保證質(zhì)量，保證孔道暢通。 （4）主梁翼緣板濕接縫的混凝土表面必須鑿毛、沖洗，以保證新老混凝土的結(jié)合。1.7.2 下部結(jié)構(gòu)施工要點下部結(jié)構(gòu)采

9、用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 （1）預(yù)防鉆孔坍塌、隨時檢查泥漿的濃度、封底混凝土厚度的確定。（2）蓋梁混凝土澆筑應(yīng)采取先懸臂后跨中，然后逐次向支點合攏的順序。 （3）注意基礎(chǔ)底面標(biāo)高的準(zhǔn)確性。（4）做好安全防護工作。 專心-專注-專業(yè)第2章 水文計算2.1 已知設(shè)計水位求設(shè)計流速和流量由辰清河水文斷面圖知，水流截面面積A1078.23，濕周X127.86，從而求出水力半徑38.43。由橋涵水文查表得：=22.22 ，洪水比降0.5。根據(jù)謝才曼寧公式3計算： （2.1）由公式（2.1）得：又無河灘 （2.2） 式中：全斷面總流量（）；過水?dāng)嗝婷娣e；河槽過水?dāng)嗝婷娣e；河槽水流速度。2.2 橋孔長度計算2.2

10、.1 最小橋孔凈長度用橋孔凈長度經(jīng)驗公式3計算： （2.3）式中：設(shè)計流量（m3/s）； 天然河槽流量，因無灘，故； 河槽寬度，等于123.69m； 反映河床穩(wěn)定性的系數(shù)和指數(shù)，本河段為穩(wěn)定河段，查橋涵水文，取。2.2.2 布置橋孔根據(jù)橋孔布置原則3，結(jié)合橋位所在處的地形地質(zhì)條件，確定橋孔布置方案為，標(biāo)準(zhǔn)跨徑40m，布置3孔，橋長為3×40120m。2.2.3 驗算 （2.4）式中：墩數(shù)，3跨，=2； 墩寬，標(biāo)準(zhǔn)跨徑40m，取=1.8m。=3×402×1.8116.40m103.90m 經(jīng)計算標(biāo)準(zhǔn)跨徑40m，橋孔布置三跨的方案是合理的。2.3 橋梁高度的確定橋梁橫

11、斷面為雙向橫坡=1.5%，橋面鋪裝層厚度為 （2.5）式中：設(shè)計水位，； 水面升高值總和，本設(shè)計取0.5m； 橋下凈空安全值4，本河段不通航取0.5m； 橋梁上部構(gòu)造建筑高度，本設(shè)計為2.3m。橋面最低高程： =99.50+0.5+0.5+2.3+0.137=102.937m2.4 沖刷計算2.4.1 橋墩一般沖刷（粘性土） （2.6）式中：單寬流量集中系數(shù)，取1.1； 沖刷范圍內(nèi)粘性土液性指數(shù)，粉質(zhì)粘土可塑查規(guī)范5取0.6； 橋下河槽通過的流量，； 橋墩河流側(cè)向壓縮系數(shù)，查規(guī)范取0.98； 橋下河槽部分橋孔過水凈寬，=123.69-2×1.8-3.69=116.4m； 最大水深為1

12、2.63m； 平均水深， 。=14.51m，沖去=14.51-12.63=1.88m2.4.2 橋墩局部沖刷（粘性土）局部沖刷按下式計算 （2.7）式中：墩形系數(shù)，本設(shè)計為雙柱式墩，取1.0； 墩寬，1.8m； 液性指數(shù)，0.6； 流速，2.06m/s。=1.28m橋墩的最低沖刷線高程=99.50-14.51-1.28=83.71m。2.4.3 橋臺沖刷（粘性土） （2.8）式中：天然條件下河床平均單寬流量；橋臺路堤阻水比；液性指數(shù)，粉質(zhì)粘土硬塑，取0.2；橋臺路堤阻水長度，3.69m；挑角系數(shù)5，取1.0；橋臺形狀系數(shù)5，本橋臺前墻帶邊坡（埋入式橋臺），上下游設(shè)錐坡，取 =0.85。=4.6

13、4m 橋臺最低沖刷線高程為，右槽平均水深為1.84m， =99.50-1.84-4.64=93.02m。2.5 方案確定經(jīng)以上橋長計算，可確定上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為40m的裝配式預(yù)應(yīng)力簡支T梁，3跨；經(jīng)沖刷計算，確定下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式墩，肋板式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。2.6 本章小結(jié)本章通過給定設(shè)計水位計算出河道流量、流速等水文要素，進一步的計算出橋長及橋面中心最底標(biāo)高，同時根據(jù)地質(zhì)水文圖確定出橋孔布置方案。根據(jù)地質(zhì)水文條件計算出橋墩的一般沖刷、局部沖刷，從而確定橋墩的一般沖刷線和最大沖刷線；橋臺的沖刷，確定橋臺的一般沖刷線和最大沖刷線。本章的內(nèi)容將作為以后設(shè)計工作的基礎(chǔ)，為第四章的下部基礎(chǔ)設(shè)計提

14、供了詳細(xì)的資料和數(shù)據(jù)。第3章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 設(shè)計原則：安全、適用、經(jīng)濟、美觀、環(huán)保。3.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.2.1 設(shè)計原始資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40m，計算跨徑：38.86m，梁長：39.96。1、設(shè)計技術(shù)指標(biāo) 公路等級：二級汽車荷載：公路級，人群荷載為3.0KNm橋面凈空：凈9+2×1.0m，不通航結(jié)構(gòu)形式：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁2、材料技術(shù)指標(biāo)混凝土：主梁強度等級C40預(yù)應(yīng)力鋼筋：1×7標(biāo)準(zhǔn)型-15.2-1860鋼絞線6普通鋼筋：主梁HRB400；箍筋HRB3353、跨中截面主梁尺寸擬定及主梁上部結(jié)構(gòu)物擬定主梁設(shè)9道橫隔梁，梁高2.3m，高跨比7：在之間。跨中肋寬2

15、00mm；采用5片T梁，主梁間距2.2m；雙向橫坡ih=1.5%，雙向縱坡iz=1.5%。 橋面鋪裝采用C30防水混凝土，人行道鋪裝采用C20水泥砂漿。橋面中心鋪裝厚度為0.137m。人行道塊件寬1.0m，高0.33m；欄桿寬0.13m，高1.0m。橫隔梁不挖空，采用大濕接縫。圖3.1 主梁橫斷面圖3.2.2 跨中截面主梁尺寸擬定如圖3.2 跨中截面尺寸圖將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算如下表3.1 截面幾何性質(zhì)分 塊名 稱分塊面積Ai(c)分塊面積形心至上緣距離yi(mm)分塊面積形心至上緣靜矩(mm3)分塊面積的自身慣性矩 (mm4) (mm)分塊面積對截面形

16、心慣性矩 (mm4) (mm4)（1）×104（2）（3）（1）×（2）×106（4）×108（5）（6）（1）×（5）×108（7）（4）+（6）×108大毛截面翼板441004414.66667691.532104.120752118.78692三角承托7.525018.750.9375541.53219.93836220.87586腹板371125416.251055.27-333.47411.456491466.73下 三角2.891993.3357.607330.46400-1201.81417.41404417.

17、87804馬蹄13.52175293.6257.03125-1383.472583.897882590.92913104.89830.23233I6815.19727小毛截面翼板351003210.66667780.861951.181961.85三角承托7.525018.750.9375630.86298.48976299.42726腹板371125416.251055.27-244.44220.533181275.8續(xù)上表分 塊名 稱分塊面積Ai(c)分塊面積形心至上緣距離yi(mm)分塊面積形心至上緣靜矩(mm3)分塊面積的自身慣性矩 (mm4) (mm)分塊面積對截面形心慣性矩 (mm

18、4) (mm4)（1）×104（2）（3）（1）×（2）×106（4）×108（5）（6）（1）×（5）×108（7）（4）+（6）×108小毛截面下 三角2.891993.3357.607330.46400-1112.47357.66448358.12849馬蹄13.52175293.6257.03125-1294.142260.972268.0092.89818.23233I6163.21注：大毛截面形心至上緣距離：，小毛截面形心至上緣距離：根據(jù)上表所計算結(jié)果，計算截面效率指標(biāo)7：大毛截面：上核心距：；下核心距：小毛截面

19、：上核心距：；下核心距：又 初擬主梁跨中截面尺寸滿足要求。3.2.3 橫隔梁沿跨長的變化本設(shè)計主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼緣板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而在四分點附近開始向支點逐漸將馬蹄抬高，將腹板逐漸加寬到與馬蹄同寬。具體情況見下圖圖3.3 半跨內(nèi)橫隔梁沿跨長變化示意圖3.2.4 橫隔梁的設(shè)置主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時比較均勻，否則主梁彎矩較大。本橋在跨中截面開始設(shè)置橫隔梁，共9道，支點設(shè)1道。3.3 主梁作用效應(yīng)計算3.3.1一期永久作用（預(yù)制梁自重）1、跨中截面段主梁的自重邊、中梁： 2、馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重邊、中梁： 3、支點梁的自重邊、

20、中梁： 4、邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：端橫隔梁體積： 半跨內(nèi)邊橫隔梁的自重為：5、中主梁的橫隔梁6、預(yù)制梁永久作用集度邊梁： 中梁： 3.3.2 二期永久作用1、現(xiàn)澆T梁翼緣板集度邊梁： 中梁： 2、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： 3、中梁現(xiàn)澆部分橫隔梁二期恒載集度邊梁： 中梁： 3.3.3 三期永久作用1、橋面鋪裝0.137mC30防水混凝土鋪裝若將橋面鋪裝均攤給5片主梁，則2、欄桿設(shè)欄桿集度為1.86（KN/m），人行道集度為16.21（KN/m），若均攤給5片T梁，則（KN/m）三期永久作用集度為邊、中梁： 3.3.4 永久作用效應(yīng)如下

21、圖，設(shè)x為計算截面到支座的距離，并令。主梁彎矩和剪力的計算公式為： (3.1) (3.2)圖3.4 彎矩、剪力圖主梁恒載內(nèi)力計算見下表表3.2 1號梁恒截內(nèi)力計算表 作用點階段支點截面=0.0距支點h/2截面=0.03L/4截面=0.25跨中截面=0.5一期g1=27.06KN/m彎矩KN.m0595.003833.765111.69剪力KN526.16494.59263.080二期g2=1.91 KN/m彎矩KN.m041.97270.40360.54剪力KN37.1135.6318.560三期g3=8.08 KN/m彎矩KN.m0177.531143.906997.43剪力KN156.99

22、147.5778.500彎矩KN.m0814.505248.0612469.66剪力KN720.26677.79360.140表3.3 2號梁恒截內(nèi)力計算表 作用點階段支點截面=0.0距支點h/2截面=0.03L/4截面=0.25跨中截面=0.5一期g1=27.06KN/m彎矩KN.m0616.533972.505296.67剪力KN545.20512.49272.600二期g2=1.91 KN/m彎矩KN.m084.81546.47728.62剪力KN75.0070.5037.500三期g3=8.08 KN/m彎矩KN.m0177.531143.901525.20剪力KN156.99147.

23、5778.500彎矩KN.m0878.875662.877550.49剪力KN777.19730.56388.603.4 活載內(nèi)力計算（修正剛性橫梁法）3.4.1 計算主梁的汽車沖擊系數(shù)簡支梁的結(jié)構(gòu)基頻8： (3.3) 式中： =0.×1012mm4(見表3.1)； ,； 混凝土的彈性模量，查表知。，在1.5Hz14Hz之間符合要求。汽車沖擊系數(shù)3.4.2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 本橋跨內(nèi)設(shè)有9道橫隔梁，并且具有可靠的橫向連接，因為承重結(jié)構(gòu)的長寬比為，所以可按修正的剛性橫梁法來繪制影響線，并且計算跨中橫向分布系數(shù)mc。1、主梁抗扭慣性矩對于T形梁截面，抗扭慣性矩It可近似按下式計

24、算得 (3.4)式中：b，t相應(yīng)為單個矩形截面得寬度和高度； c矩形截面抗扭剛度系數(shù)； 梁截面劃分成單個矩形面的個數(shù)?？缰薪孛嬉砭壈宓膿Q算平均厚度： 馬蹄部分的換算平均厚度：表3.4 主梁抗扭慣性矩計算表分塊名稱bi(mm)ti(mm)ciIt=ci×bi×ti3(×108mm4)翼緣板2200234.090.1060.31186.1129腹板1734.092000.1150.30942.82468馬蹄5403350.620.20541.61808170.555662、計算抗扭修正系數(shù)本橋主梁間距相同為2.2m，并將主梁近似看成等截面，抗扭修正系數(shù)計算公式如下：

25、(3.5)式中：與主梁片數(shù)n有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)n5時為1.042；主梁橫向?qū)挾?，；取，按?.4取值。代入計算公式（3.5）求得3、按修正的剛性橫隔梁法計算橫向影響線豎坐標(biāo)值計算公式如下： (3.6)式中：n為主梁片數(shù)，n=5；。將計算所得的結(jié)果列于下表 表3.5 各號梁影響線豎標(biāo)匯總表梁號10.5520.3760.20.024-0.15220.3760.2880.20.1120.02430.20.20.20.20.24、計算荷載橫向分布系數(shù)根據(jù)表3.5計算所得數(shù)據(jù)繪制各號梁的橫向影響線，按橫向最不利布置車輪荷載。1號梁跨中荷載橫向分布系數(shù)的計算圖3.5 1號梁跨中、支點影響線圖（單位：m）1號梁

26、支點的荷載橫向分布系數(shù)計算 由上圖可求得：跨中： 汽車荷載： 人群荷載：支點： 汽車荷載： 人群荷載：2號梁跨中荷載橫向分布系數(shù)計算圖3.6 2號梁跨中、支點影響線圖（單位：m）2號梁跨中的荷載橫向分布系數(shù)：跨中： 汽車荷載： 人群荷載：支點： 汽車荷載：人群荷載：表3.6 荷載橫向分布系數(shù)匯總表梁號作用類別1汽車0.6480.409人群0.61.2732汽車0.5240.796人群0.403.4.3 活載內(nèi)力計算計算跨中截面最大彎矩及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩，采用直接加載求活載內(nèi)力。公路級車道均布荷載=0.75×10.5=7.875 KN/m，集中荷載為，橋

27、梁計算跨徑為38.86m，所以內(nèi)插法求得=，計算剪力時為。 汽車荷載作用下的內(nèi)力計算公式如下： (3.7)式中：汽車荷載作用下的截面的彎矩和剪力； 汽車荷載的沖擊系數(shù)； 汽車荷載的橫向折減系數(shù)； 汽車荷載的橫向分布系數(shù)； 車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 彎矩或剪力影響線的面積； 車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 與車道荷載的集中荷載對應(yīng)的內(nèi)力影響線豎標(biāo)值。人群荷載作用下的內(nèi)力計算公式如下： (3.8)式中：人群荷載作用下的截面的彎矩和剪力； 人群荷載的橫向分布系數(shù)； 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。1、跨中截面活載內(nèi)力計算1號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng)圖3.7 跨中影響

28、線及橫向分布系數(shù)圖2號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng)2、四分點（變化點）截面活載內(nèi)力計算四分點截面作用效應(yīng)的計算圖示如下圖3.8 截面影響線及橫向分布系數(shù)圖1號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 2號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng)3、截面處活載內(nèi)力計算圖3.9 截面影響線及橫向分布系數(shù)圖1號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 2號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng)4、支點截面活載

29、內(nèi)力計算1號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 圖3.10 支點截面影響線及橫向分布系數(shù)圖 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 2號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng)3.4.4 主梁內(nèi)力組合（1）基本組合： (3.9)（2）短期組合： (3.10)（3）長期組合： (3.11) 表3.7 1號梁內(nèi)力組合序號荷載類別支點截面截面（變化點）截面跨中截面彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0526.16595.00494.593833.76263.085111.6902第二期永久作用037.1

30、141.9735.63270.4018.56360.5403第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004總永久作用=1+2+30720.26814.50677.795248.06360.146997.4305可變作用汽車標(biāo)準(zhǔn)0278.79285.08179.321832.82156.402445.96116.606可變作用汽車沖擊050.7451.8832.64333.5728.46445.1621.227可變作用人群042.8945.691.38301.247.75402.1410.358標(biāo)準(zhǔn)組合=4+5+6+701092.681197.15

31、891.137715.69552.7510290.69148.179基本組合=1.2×4+1.4×（5+6）+1.12×701375.111501.90112.979678.21700.3512908.46204.5410短期組合=4+0.7×5+70959.481061.07805.806840.77477.959123.0691.9711長期組合=4+0.4（5+7）0886.90948.13751.186110.18426.388147.9950.78表3.8 2號梁內(nèi)力組合序號荷載類別支點截面截面（變化點）截面跨中截面彎矩KN.m剪力KN彎矩KN

32、.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0545.20616.53512.493972.50272.605296.6702第二期永久作用075.0084.8170.50546.4737.50728.6203第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004總永久作用=1+2+30777.19878.87730.565662.87388.607550.4905可變作用汽車標(biāo)準(zhǔn)0233.86230.91170.621495.01126.801990.8394.62續(xù)上表序號荷載類別支點截面截面（變化點）截面跨中截面彎矩KN.m

33、剪力KN彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN彎矩KN.m剪力KN6可變作用汽車沖擊042.5642.0231.05272.0923.08362.3317.227可變作用人群028.4030.370.84197.805.09262.936.768標(biāo)準(zhǔn)組合=4+5+6+701082.011182.17933.077627.77543.5710166.58118.609基本組合=1.2×4+1.4×（5+6）+1.12×701352.961472.611161.469502.82682.6712665.36164.1510短期組合=4+0.7×5+7097

34、0.661072.42852.126917.10483.139220.2272.9911長期組合=4+0.4（5+7）0883.46984.92800.436349.91442.048465.2140.553.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定與布置3.5.1 全預(yù)應(yīng)力混凝土梁設(shè)計根據(jù)跨中截面正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加力9為： (3.12)式中：荷載短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計值，Ms9123.06KN.m； 毛截面幾何性質(zhì)，； 下核心距，ycx1508.47mm； 上核心距，ycs=791.53mm；截面的慣性矩，；=0.×109mm3,為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截

35、面重心地距離，假設(shè)=150mm 則1508.47-150=1358.47mm。 擬采用j15.2鋼絞線，單根鋼絞線公稱截面面積，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力=0.75fpk=0.75×1800=1395Mpa。預(yù)應(yīng)力損失按張拉應(yīng)力的20估算，所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為： = (3.13)帶入以上數(shù)據(jù)求得： =39根據(jù)題意取42根。采用6束7j15.2預(yù)應(yīng)力鋼筋束，HVM15-7型錨具，供給的預(yù)應(yīng)力筋截面面積A0=42×139=5838(mm2)采用70金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑為75mm，預(yù)應(yīng)力筋布置如圖：圖3.11 預(yù)應(yīng)力筋布置圖3.5.2 預(yù)應(yīng)力筋縱向布置1、各鋼束起彎

36、點及其半徑計算預(yù)應(yīng)力筋采用圓弧加直線，上部按11°彎起，下部按8°彎起。錨固點至支座中心線的水平距離10為：各鋼束起彎點及其半徑計算見下表表3.9 各鋼束起彎點及其半徑計算表鋼束號升高值C(mm)（度）(mm)(mm)支點至錨固點的距離d(mm)起彎點k至跨中水平距離61630110.981699456.50.190818977.2273.6726.451220110.981684782.60.190816176.5351.43604.93，469080.990381443.30.139211336.9253.48352.51，242080.9903432990.13926

37、027.2329.713732.5注：2、各截面鋼束位置及其傾角計算以各鋼束支點截面處為例有： ： 各截面鋼束位置及其傾角計算見下表表3.10 各截面鋼束位置及其傾角計算表計算截面鋼束編號(mm)(mm)（°）(mm)(mm)(mm)跨中截面6為負(fù)值鋼束尚未彎起0010210210580803，42102101，28080平均傾角001鋼束截面中心截面68988.699456.55.18530.09040.9959407.01210617.0156110.184782.64.13280.07210.9974220.4680300.463，41362.581443.30.95860.0

38、1670.999911.40210221.401，2為負(fù)值鋼束尚未彎起00108080平均傾角2.24710.03950.9992鋼束截面中心253.38續(xù)上表計算截面鋼束編號(mm)(mm)（°）(mm)(mm)(mm)截面617553.699456.510.16570.17650.98431561.322101771.32514675.184782.69.96760.17310.98491279.73801359.733，49927.581443.37.00140.12190.9925607.31210817.311，24547.5432996.02860.10500.99452

39、39.4680319.46平均傾角7.69890.13400.9910鋼束截面中心900.76支點截面618703.699456.510.83950.18800.98221774.522101984.52515825.184782.610.75760.18660.98241490.00801570.003，411077.581443.37.81730.13600.9907756.87210966.871，25697.5432997.56120.13160.9913376.4980456.49平均傾角8.72570.15170.9884鋼束截面中心1066.873.5.3 計算主梁截面幾何性質(zhì)截

40、面幾何性質(zhì)的計算需根據(jù)不同的受力階段分別計算10。1、主梁混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力筋束張拉（階段1）混凝土澆注并達到設(shè)計強度后，進行預(yù)應(yīng)力筋束的張拉，但此時管道尚未灌漿，因此，其截面幾何性質(zhì)為計入了普通鋼筋的換算面積，但應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留管道的影響。該階段頂板的寬度為1600mm。2、灌漿封錨，吊裝并現(xiàn)澆頂板600mm的連接段（階段2）預(yù)應(yīng)力筋束張拉完成并進行管道灌漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力束就已經(jīng)能夠參與全截面受力。再將主梁吊裝就位，并現(xiàn)澆頂板600mm的連接段時，該段的自重荷載由上一階段的截面承受，此時，截面幾何性質(zhì)應(yīng)為計入了普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì)。該階段頂板的寬度為1600mm。3、二期恒

41、載及活載作用（階段3）該階段主梁截面全部參與工作，頂板的寬度為2200mm，截面幾何性質(zhì)為計入了普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì)。圖3.12 跨中截面尺寸圖（單位：mm）表3.11 跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表截面類別分塊名稱分塊面積重心至梁頂距離對梁頂邊的面積矩自身慣性矩截面慣性矩凈截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-37.4313.01393預(yù)留管道面積-2.6512155-57.122580-1311.57-455.97762砼凈面積90.239843.43761.109746163.21-442.963695720.24631換算界面鋼束換

42、算面積2.919215562.904450-1235.32445.44392毛截面92.89880.86818.232336163.2138.6213.99845換算截面面積95.809919.68881.136786163.21459.442376622.65237換算界面鋼束換算面積2.919215562.904450-1326.56513.67436毛截面104.89791.53830.232336815.19736.9114.換算截面面積107.81828.44893.136786815.197527.964037343.16130注：1、預(yù)留管道面積； 2、鋼束換算面積，為鋼束與混凝

43、土彈性模量比，根，所以鋼束換算面積。圖3.13 L/4截面尺寸圖（單位：mm）表3.12 （變化點）截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表截面類別分塊名稱分塊面積重心至梁頂距對梁頂邊的面積矩自身慣性矩截面慣性矩凈截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-34.2410.89022預(yù)留管道面積-2.6512046.62-54.249760-1200-381.7008砼凈面積90.239846.62763.982576163.21-370.810585792.39942換算界面鋼束換算面積2.9192046.6259.740840-1130.24372.88545毛截面92

44、.89880.86818.232336163.2135.5211.71966換算截面面積95.809916.38877.973176163.21384.605116547.81511換算界面鋼束換算面積2.9192046.6259.740840-1221.11435.25490毛截面104.89791.53830.232336815.19733.9812.11102換算截面面積107.81825.51889.973176815.197447.365927262.56319注：1、預(yù)留管道面積；2、鋼束換算面積，為鋼束與混凝土彈性模量比，根，所以鋼束換算面積。圖3.14 h/2截面尺寸圖（單位：mm）表3.13 截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表截面類別分塊名稱分塊面積重心至梁頂距離對梁頂邊的面積矩自身慣性矩截面慣性矩凈截面毛截面147.28963.731419.437257641.97-7.980.93792預(yù)留管道面積-2.6511399.24-37.089650-443.49-52.13486砼凈面積144.64955.751382.34767641.97-51.196947590.77457換算界面鋼束換算面積2.9191399.2440.843820-427.0553.2343毛截面147