土木工程交通工程畢業(yè)設(shè)計（論文）-白潭溝橋設(shè)計（上部結(jié)構(gòu)）

1、1 緒論全套完整版設(shè)計，聯(lián)系 153893706課題背景一課題來源教師假擬。二目的和意義預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在國外20世紀(jì)30年代已出現(xiàn)，并使用到工程中，近年來已經(jīng)到達了一個較高的技術(shù)水平，最大跨徑到達20米。局部預(yù)應(yīng)力混凝土下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括橋梁雙柱式橋墩和墻式框架橋臺及樁根底的設(shè)計。這種形式的墩臺和根底都是目前橋梁設(shè)計中廣泛應(yīng)用的。當(dāng)前，各個國家的橋梁建設(shè)都在迅速的開展，這種開展和進步表達在橋梁下部結(jié)構(gòu)上即是墩臺向輕型化、合理化開展?，F(xiàn)今的墩臺設(shè)計在平安的根底上更加注重墩臺的纖細(xì)、美觀和空透性，更加注重增加墩臺的藝術(shù)處理的構(gòu)思，墩臺的設(shè)計在滿足平安要求的條件下更加注重把結(jié)構(gòu)上的輕巧合理和藝術(shù)

2、造型上的美觀統(tǒng)一起來。 雙柱式橋墩和墻式框架橋臺因具有這些特點而得到了廣泛的應(yīng)用，這種墩臺既能適應(yīng)城市寬廣橋面而又具有較高審美價值，而且具有節(jié)省空間的優(yōu)點。鉆孔灌注樁根底是目前橋梁界廣泛應(yīng)用的一種根底形式，這種根底形式解決了橋下深水施工的問題，把水下作業(yè)改為水上施工，其技術(shù)優(yōu)越性非常突出，為目前橋梁界廣泛采用的根底形式。預(yù)應(yīng)力混凝土橋的雙柱式橋墩和墻式框架橋臺及樁根底由于具有以上的優(yōu)點,因而得到了廣泛的應(yīng)用，因此，對其進行設(shè)計和研究仍是非常有現(xiàn)實意義的。三解決的主要問題及技術(shù)要求需要解決的主要問題：(1) 荷載橫向分布系數(shù)計算 (2) 縱向受拉鋼筋彎起位置確實定(3) 預(yù)應(yīng)力損失計算 (4)

3、軸向容許承載力技術(shù)要求：(1)支座處的荷載橫向分布系數(shù)用杠桿原理法求解，跨中荷載橫向分布系數(shù)用鉸接法確定。(2) 通過梁斜截面抗剪設(shè)計初步確定,同時應(yīng)滿足截面的正截面和斜截面抗彎承載力要求,采用梁抵抗彎矩圖應(yīng)覆蓋計算包絡(luò)圖的原那么來解決。(3) 預(yù)應(yīng)力損失：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失；錨具變形、鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失；預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的應(yīng)力損失；混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失等等。 (4) 鉆孔灌注樁的單樁軸向受壓容許承載力為：。開展概況預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是在非預(yù)應(yīng)力混凝土空心板根底上開展起來的，在中小跨徑公路橋涵中廣泛使用預(yù)應(yīng)力空心

4、板這種形式的簡支橋梁在實際工程中應(yīng)用較為廣泛。20世紀(jì)中葉以后，大跨徑橋梁都普遍運用仿真模擬技術(shù)、實驗技術(shù)進行結(jié)構(gòu)平安試驗、檢測；鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、高強鋼材、復(fù)合材料等建橋材料向輕質(zhì)高強方向開展，進入20世紀(jì)90年代，交通部出版了預(yù)應(yīng)力空心板標(biāo)準(zhǔn)圖，預(yù)應(yīng)力空心板已形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，其理論設(shè)計及施工方法越來越成熟與完善。目前，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計都采用有限元、有限條等方法使用應(yīng)用軟件進行設(shè)計，同時,一些復(fù)雜的力學(xué)分析,諸如溫度、徐變收縮、剪滯效應(yīng)、非線性、抗震等棘手的問題,可以通過電算來求出較為符合實際的結(jié)果。存在問題樁柱式橋墩的使用跨徑和墩身高度有限制，一般跨徑不大于30米，墩身高度

5、不大于10米；墻式框架橋臺必須使用雙排基樁；鉆孔灌注樁當(dāng)施工水位太深、流速較大以及對淤泥及可能發(fā)生流沙或有承壓水的地基在施工時比擬困難。設(shè)計指導(dǎo)思想概率極限狀態(tài)設(shè)計法。 2 方案論證設(shè)計資料一橋面跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：,計算跨徑：；橋面凈空:凈； 水文地質(zhì)資料：沖刷深度最大沖刷線為河床線下處；地質(zhì)條件軟塑粘性土；按無橫橋向的水平力漂流物，沖擊力，水流壓力等計算；材料蓋梁主筋采用級鋼筋，其它均用級鋼筋； 混凝土蓋梁用C25，系梁以及鉆孔灌注樁用C20二設(shè)計荷載上部結(jié)構(gòu)：設(shè)計荷載：公路級，人群；下部結(jié)構(gòu)：設(shè)計荷載：公路 級，人群；三材料及工藝上部結(jié)構(gòu)：材料：非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱扎級和級鋼筋；空心板塊為

6、40號混凝土；鉸縫為30號細(xì)骨料混凝土；橋面鋪裝采用30號瀝青混凝土；欄桿及人行道板采用25號混凝土。下部結(jié)構(gòu)：材料：蓋梁主筋采用級鋼筋，其它均用級鋼筋； 混凝土蓋梁用C25，系梁以及鉆孔灌注樁用C20四設(shè)計依據(jù)：?公路橋涵設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)?JTGD602004?公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTGD622004?公路橋涵地基與根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTJ02485方案比選方案一： 1主梁間距與主梁片數(shù)橋面凈寬選用9片主梁，預(yù)制時邊主梁寬,中主梁寬1m,主梁之間留后澆段。2主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比通常在1/151/25，考慮主梁的建筑高度和預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的高跨比約為

7、1/171/19，由此，主梁高度取1m。3橋面鋪裝 橋面鋪裝采用8 厘米厚30號防水鋼筋砼及9 厘米厚瀝青砼面層。 4根底設(shè)置采用雙柱式橋墩、墻式框架橋臺，配合使用樁根底。方案二：1主梁間距與主梁片數(shù)橋面凈寬選用6片主梁，預(yù)制時邊主梁寬,中主梁寬,主梁之間留后澆段。2主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比通常在1/151/25，考慮主梁的建筑高度和預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的高跨比約為1/171/19，由此，主梁高度取1m。3橋面鋪裝 橋面鋪裝采用8 厘米厚30號防水鋼筋砼及9 厘米厚瀝青砼面層。4根底設(shè)置采用重力式橋墩，重力式橋臺，并配合使用剛性擴大根底。方案由于方案二中主梁吊裝重量大，結(jié)

8、構(gòu)布置不如方案一合理，因此選用方案一。3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1設(shè)計資料一跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑,計算跨徑二橋面凈空：凈三設(shè)計荷載：公路級，人群四材料：非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱扎級和級鋼筋；空心板塊為40號混凝土；鉸縫為30號細(xì)骨料混凝土；橋面鋪裝采用30號瀝青混凝土；欄桿及人行道板采用25號混凝土。五上部采用非預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋。六設(shè)計依據(jù)及參考書。3.2構(gòu)造型式及尺寸選定：例如取橋面凈寬為凈,全橋采用9塊預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬98cm，非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱扎級和級級粗鋼筋，沿跨長直線配筋。全橋空心板橫斷面布置如圖1，每塊空心板截面及構(gòu)造尺寸見以下圖2。圖3-1 橋梁橫斷面圖單位：mm圖3-2

9、空心板橫斷面圖單位：mm3.3截面幾何特性計算：一毛截面面積中板：邊板：二毛截面重心位置全截面對1/2板高處的靜矩：鉸縫面積： 毛截面重心離1/2板高處的距離：鉸縫重心對1/2板高處的距離：三毛截面對重心的慣性矩如圖每個挖空的半圓面積為：重心半圓對其自身重心軸00的慣性矩為I：由此得空心板毛截面對重心軸的慣性矩：四全截面幾何特性的計算在工程設(shè)計中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進行，其計算式為全截面面積：全截面重心至梁頂?shù)木嚯x：式中 分塊面積； 分塊面積的重心至梁頂邊的距離。主梁跨中截面的全截面幾何特性如下表。=；=254；式中 分塊面積對其自身重心軸的慣性矩； 分塊面積對重心軸的慣性矩。計

10、算結(jié)果見表3-13.4內(nèi)力計算：一永久荷載恒載產(chǎn)生的內(nèi)力一空心板自重一期恒載二橋面系自重二期恒載人行道板及欄桿重力，參照其它梁橋設(shè)計資料，單側(cè)重力取用12.0KN/m。橋面鋪裝采用等厚度10cm設(shè)橋面系二期恒載重力近似按各板平均分擔(dān)來考慮，那么每塊空心板分?jǐn)偟拿垦用讟蛎嫦档闹亓椋喝q縫重二期恒載由此得空心板的每延米一期恒載g及二期恒載g：表3-1 荷載計算表分塊號A150000025042335219452504四恒載內(nèi)力計算計算結(jié)果見表2二根本可變荷載活載產(chǎn)生的內(nèi)力一荷載橫向分布系數(shù)空心板的荷載橫向分布系數(shù)跨中和處按鉸接板法計算，支點處按杠桿原理法計算，支點至點之間按直線內(nèi)插求得。A.跨中

11、及處的荷載橫向分布系數(shù)計算首先計算空心板的剛度系數(shù)r：表3-2 簡支梁恒載內(nèi)力計算結(jié)果荷載種類跨中1/4跨支點1/4跨一期恒載77二期恒載恒載合計式中： 空心板截面的抗扭剛度。參照?橋梁工程?，略去中間肋板將圖簡化成工字形，按單箱計算： 代入式求得剛度系數(shù)后，即可按其查?公路橋涵設(shè)計手冊?上冊第一篇附錄二中9塊板的鉸接板橋荷載橫向分布影響線表。由時1號板至9號板的荷載橫向分布影響值，計算結(jié)果列于表中。由表畫出各板的橫向分布影響線，并在橫向最不利位置布置公路人群，以求得各板在不同荷載作用下的橫向分布系數(shù)表3-2 橫向分布系數(shù) 板號單位荷載作用位置號板中心123456789100011851621

12、36115098086077072069100021621581411191020900810750721000313614114212911109708708107710004115119129133123108097090086100050981021111231311231111030981000各板的橫向分布系數(shù)影響線及橫向最不利布載見以下圖： 圖3-3 荷載橫向分布圖各板荷載橫向分布系數(shù)計算如下：公路公路級作用下：人群荷載作用下：1號板：公路級：人群： 2號板：公路級： 人群： 3號板：公路級：人群： 4號板：公路級：人群： 5號板：公路級：人群： 計算結(jié)果列于表3-4。由表3-4看

13、出，汽車荷載的橫向分布系數(shù)最大值為=以及人群荷載為。在設(shè)計中通常偏平安的取這些最大值來計算內(nèi)力。表3-4 荷載橫向分布系數(shù)表荷載類別12345公路級人 群B.支點處的荷載橫向分布系數(shù)支點處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算。由圖1號或2號板的橫向分布系數(shù)如下： 圖3-5 杠桿原理法橫向分布計算圖 2號板的橫向分布系數(shù)如下：同理求得3、4、5號板的荷載橫向分布系數(shù)列于下：表3-5 橫向分布系數(shù) 荷載類別12345公路級人 群0000二活載內(nèi)力計算當(dāng)計算簡支梁各截面的最大彎矩和跨中最大剪力時，可近似取用不變跨中橫向分布系數(shù)計算，如圖3-5，車道荷載的計算公式，人群荷載計算公式式中： 1+汽車荷載沖

14、擊系數(shù) 跨中的荷載橫向分布系數(shù) 人群荷載橫向分布系數(shù) 公路級荷載 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值×單側(cè)人行道寬= 跨中截面計算內(nèi)力影響線面積汽車荷載的橫向折減系數(shù)，=1A.跨中及L/4截面的彎矩、剪力計算公式： 其中：計算跨中彎矩影響線面積：計算L/4截面彎矩影響線面積：計算L/2截面剪力影響線面積：計算L/4截面剪力影響線面積：跨中及L/4截面的內(nèi)力影響線及加載布置見圖3-6圖3-6 簡支空心板跨中、支點以及L/4截面內(nèi)力影響線圖公路級集中荷載計算：計算彎矩效應(yīng)時：計算剪力效應(yīng)時：=混凝土取 結(jié)構(gòu)基頻又故那么雙車道無折減系數(shù)，故=1，計算如表表3-6 跨中、支點及L/4的彎矩計算 截面荷載類型或

15、Ml/2公路級人群Q l/2公路級人群M l/4公路級人群Ql/4公路級人群B.支點剪力 圖3-7 空心板支點剪力圖橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：利用公式計算得：又故公路級作用下，1號梁支點的最大剪力為：計算支點截面人群荷載最大剪力人群荷載引起的支點剪力按公式： 三主梁內(nèi)力組合鋼筋混凝土以及預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，當(dāng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，作用效應(yīng)計算按下表 表3-7 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計公式表承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)重力對結(jié)構(gòu)的承載能力不利時結(jié)構(gòu)重力對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合表3-8 空心板各截面內(nèi)力組合序號荷載類別彎矩M(KN

16、/m)剪力Q(KN)梁端四分點跨中梁端四分點跨中結(jié)構(gòu)自重00汽車荷載061人群荷載021.2×001.4×00.8×1.4*012Sud=+0短期效應(yīng)+0.7×/(1+) +0長期效應(yīng)+0.4×/(1+)+03.5預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置一預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積的估算本設(shè)計先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用級冷拉粗鋼筋，沿空心板徑方向橋梁縱向采用直線布置。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁鋼筋數(shù)量估算的一般方法是，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)截面抗裂性確定預(yù)應(yīng)鋼筋的數(shù)量，然后再由構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求確定非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。一預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量確實定以及布置：由跨中

17、截面正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，為滿足抗裂性要求，所需要的預(yù)加應(yīng)力為： W=I/= 采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20估算，所需要預(yù)應(yīng)力鋼絞線的面積為：所需鋼筋束數(shù)鋼束根數(shù)根，所以預(yù)應(yīng)力鋼筋確定為每孔5根，共兩個孔道。鋼束布置如圖，由于跨徑小采用水平配置鋼筋，采用2束預(yù)應(yīng)力鋼筋。 圖3-8 鋼束布置圖 表3-9鋼束位置表 截面位置支點l/4跨中支點N1 N255555555合力點55555555二非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋。在跨中截面抗彎能力極限狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力鋼筋到達抗拉設(shè)計強

18、度。在這里近似將圖3-9所示的空心板截面等效成工字形截面，并根據(jù)“公預(yù)規(guī)第條取空心板受壓翼緣計算寬度=98cm，且忽略鉸縫，如下圖：由公式： 圖3-9 換算截面圖 及得 那么等效工字形的上翼緣板厚等效工字形的下翼緣板厚度：等效工字形截面的肋板厚度為：估算預(yù)應(yīng)力鋼筋面積Ay時，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在空心板下部一排，并假定預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距板下邊緣距離為,取=8cm,那么板的有效高度,由表1-8，空心板跨中截面Mj=830.6KN M。由故屬于第二類T 型截面求受壓區(qū)高度x：由公式：即 得 解得 受拉鋼筋面積計算：由公式 現(xiàn)選擇1428，鋼筋面積為8621，混凝土保護層C=30，且滿足要求，鋼筋間凈距，

19、故滿足要求3.6換算截面幾何特性計算一換算截面面積式中 表3-10 截面幾何性質(zhì)計算 截面類型分塊名稱分塊面積Ai(cm)Ai重心距主梁距離yi(cm)對梁頂面的面積距Si自身慣性距Iiys-yiIx=Ai( ys-yi )I=Ii+ Ix凈截面毛截面鋼束孔道面積0-混凝土凈面積換算截面鋼束換算面積0毛面積換算截面面積表3-11 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件各階段截面幾何性質(zhì)表 階段截面Ays(mm)yx(mm)ep(mm)IWWs=I/ ysWx=I/ yxWp=I/ ep1跨中03520727012299174901030381704484058952跨中04129326223818301100419804

20、62206010表3-12 1號板使用階段跨中截面 截面類型分塊名稱AiyiSiIys-yiIxI凈截面毛截面410742583鋼束孔道面積0混凝土凈面積換算截面鋼束換算面積毛面積0換算截面面積 3.7空心板強度計算一正截面強度驗算一般僅需對簡支橋的跨中截面控制截面進行正截面強度驗算。空心板跨中截面受壓翼緣寬度，截面有效高度 ，40號混凝土，冷拉級粗鋼筋的抗拉設(shè)計強度雙控，跨中截面最大計算彎矩見表8。仍采用將空心板截面等效成工字形截面的方法進行，那么，而：式中結(jié)構(gòu)重要系數(shù)1.0,首先按式判斷截面類型：第二類型是中性軸位于腹板內(nèi)，即，混凝土受壓區(qū)為T形。其中正截面承載力計算公式，確定混凝土受壓區(qū)

21、高度： 計算結(jié)果說明，該截面的抗彎承載力是足夠的，結(jié)構(gòu)是平安。二斜截面抗剪承載力計算 斜截面抗剪強度上、下限復(fù)核選取距支點h/2處截面進行斜截面抗剪承載力計算。截面構(gòu)造尺寸以及配置鋼筋見圖，首先進行抗剪強度上、下限復(fù)核，按照?公預(yù)規(guī)?條： 式中：驗算截面處的剪力組合設(shè)計值,由計算內(nèi)插得到距離支點h/2=250mm處的數(shù)值為：邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度，空心板為C40,那么 ; 等效工字形截面的腹板寬度，代入上述公式：所以不需要進行斜截面抗剪承載力計算，僅需要按構(gòu)造要求配置箍筋。按照?公預(yù)規(guī)?第條， 由于沿跨長各截面的控制剪力組合設(shè)計值，在l/4至支點的局部區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計算要求配置抗剪

22、箍筋，其它區(qū)段可按構(gòu)造要求配置箍筋。為了構(gòu)造方便和便于施工，本例如預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)置彎起鋼筋，計算剪力全部由混凝土以及箍筋承受，那么斜截面抗剪承載力按下式計算： 式中，各系數(shù)值按?公預(yù)規(guī)?條規(guī)定取用： 異號彎矩影響系數(shù)，簡支梁 =1.0； 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，本例如為局部預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，偏平安取=1.0； 受壓翼緣的影響系數(shù)，取=1.1; 等效工字形截面的肋寬以及有效高度， 斜截面受壓端正截面受拉鋼筋配置鋼筋的百分率，如果>2.5,取P=2.5，箍筋配筋率那么寫出箍筋的間距計算公式為： 取箍筋間距150mm，并且按照?公預(yù)規(guī)?要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取1

23、00mm。配置箍筋率按照?公預(yù)規(guī)?條規(guī)定，,在組合設(shè)計剪力值的局部梁段，可只按照構(gòu)造要求配置箍筋，設(shè)箍筋仍選用雙肢10，配置箍筋率取最小0.0012，那么由此求得構(gòu)造配置箍筋的間距為 經(jīng)過比擬和綜合考慮，箍筋沿空心板跨長布置如圖： 圖3-10 空心板箍筋布置圖三截面抗剪承載力計算由上圖，選取以下三個位置進行空心板斜截面抗剪承載力計算：距離支座處截面，；距離跨中 處截面箍筋間距變化處；距離跨中處箍筋間距變化處。計算剪力組合設(shè)計值，可按照由跨中和支點的設(shè)計值內(nèi)插得到，計算結(jié)果列于下：表3-13各計算截面剪力組合設(shè)計值 截面位置mm支x=8800mmx=7550mmx=5600mmx=3600mmx

24、=0mm剪力組合設(shè)計值Vd (KN)一距離支座處截面，由于空心板的預(yù)應(yīng)力鋼筋以及普通鋼筋是直線配置的，故此截面的有效高度取與跨中近似相同，,其等效工字形截面的肋寬,由于不設(shè)置彎起鋼筋，因此，斜截面抗剪承載力按下式計算： 式中， 此處，箍筋間距 代入，得：抗剪承載力滿足要求。二距離跨中 x=3600mm處截面箍筋間距變化處此處箍筋間距斜截面抗剪承載力：斜截面抗剪承載力滿足要求。三距離跨中 處箍筋間距變化處此處，箍筋間距斜截面抗剪承載力：計算說明均滿足斜截面抗剪承載力要求。由混凝土和箍筋承受全部計算剪力條件得：3.8預(yù)應(yīng)力損失計算按“公預(yù)規(guī)規(guī)定，冷拉級粗鋼筋的張拉控制應(yīng)力取，即：一錨具變形引起的應(yīng)

25、力損失先張法施工冷拉粗鋼筋冷拉后臨時錨固在臺座上，采用帶螺帽的錨具，一端張拉采用超張拉，設(shè)用一塊墊板，預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長度為張拉臺座的長度，設(shè)臺座長，由“公預(yù)規(guī)第條，那么： 張拉端錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮值;張拉端距離錨固端之間的間距；預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量采用單側(cè)張拉，夾片式錨具所以 二加熱養(yǎng)護引起的應(yīng)力損失采用分段養(yǎng)護措施。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的最大溫差60度， 三鋼筋的應(yīng)力松弛徐舒損失?橋規(guī)?JTGD62預(yù)應(yīng)力鋼筋由鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終值由： 超張拉系數(shù)，一次張拉時鋼筋松弛系數(shù)，級松弛普通松弛取 級松弛低松弛取傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力，對于后張法的構(gòu)件，對于先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋

26、的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 四混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力混凝土在受到預(yù)加力作用后，混凝土將產(chǎn)生彈性壓縮變形，造成預(yù)應(yīng)力損失，在先張法中，構(gòu)件受壓時鋼筋與混凝土黏結(jié)，兩者共同變形，由混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失為：五混凝土收縮徐變引起的應(yīng)力損失六 預(yù)應(yīng)力損失組合：先張法傳力錨固時損失第一批傳力錨固后的損失第二批平均3.9短暫狀況應(yīng)力驗算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)計算構(gòu)件在制造、運輸以及安裝等施工階段，由預(yù)加力扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失構(gòu)件自重以及其他施工荷載引起的截面應(yīng)力，對簡支梁，以跨中截面上、下緣混凝土正應(yīng)力控制。一上緣混凝土拉應(yīng)力由?橋規(guī)?JTGD62中條知，預(yù)拉區(qū)按構(gòu)造配置鋼筋。二下緣混

27、凝土壓應(yīng)力由?橋規(guī)?JTGD62中條知，下緣混凝土壓應(yīng)力滿足 計算結(jié)果說明，在預(yù)施應(yīng)力階段，梁的上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，下緣混凝土的壓應(yīng)力滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.10持久狀況應(yīng)力驗算按持久狀況設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計算其使用階段正截面混凝土的法向正應(yīng)力，受拉鋼筋的拉應(yīng)力以及斜截面主應(yīng)力。計算時作用活荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，不計分項系數(shù)，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊。一跨中截面混凝土法向應(yīng)力驗算根據(jù)?橋規(guī)?JTGD62中條規(guī)定：未開裂構(gòu)件受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力應(yīng)滿足 由正截面抗裂驗算中求得： 二跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力的驗算根據(jù)?橋規(guī)?JTGD62中條規(guī)定：未開裂構(gòu)件受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力應(yīng)滿足是按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

28、值計算的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處混凝土的法向應(yīng)力： 三斜截面主應(yīng)力驗算主應(yīng)力驗算，一般變截面點分別計算截面上梗肋、形心、和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力，其值應(yīng)滿足的要求，為荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主拉應(yīng)力，主壓應(yīng)力。 ，式中：上梗肋處 MP 下梗肋處 形心處 MPa 表3-14 應(yīng)力計算表計算位置正應(yīng)力cx(MPa)剪應(yīng)力(MPa)主壓應(yīng)力tp(MPa)主拉應(yīng)力tp(MPa)上梗肋處aa723800238677238形心軸oo下梗肋處bb 計算結(jié)果說明，使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力以及斜截面主應(yīng)力均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.11正常使用極限狀態(tài)計算一局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗算一正截面

29、抗裂性驗算荷載短期效應(yīng)組合作用下的抗裂性正截面抗裂性驗算以跨中截面受拉邊正應(yīng)力控制，在荷載短期效應(yīng)組合作用下，應(yīng)滿足： 二荷載長期效應(yīng)組合作用下的抗裂性 在荷載長期效應(yīng)組合作用下應(yīng)滿足 計算結(jié)果說明，在荷載長期效應(yīng)組合作用下，正截面抗裂滿足要求。一斜截面抗裂驗算 局部預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件的斜截面抗裂性驗算，以主拉應(yīng)力控制，在短期效應(yīng)組合作用下主拉應(yīng)力，應(yīng)滿足為荷載短期效應(yīng)組合作用下的住拉應(yīng)力式中： 正應(yīng)力 剪應(yīng)力上述公式中，車輛荷載和人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力值，按最大剪力布置荷載，即取最大剪力對應(yīng)的彎矩值。見表8恒載內(nèi)力值： 活載內(nèi)力值： 跨中截面幾何性質(zhì)： 如圖各計算點的位置示意圖，各計算點的局部

30、斷面幾何性質(zhì)按表計算點幾何性質(zhì)取值表中：為圖中陰影局部面積為圖中陰影局部對截面形心軸的距離為圖中陰影局部的形心軸到截面形心軸的距離為計算點到截面形心軸的距離圖3-11 計算點的位置示意圖 表3-15 車輛荷計算點幾何性質(zhì)計算點受力階段A1yx1(mm)d(mm)S1上梗肋處aa凈截面005521701300009384換算截面005521701300009384形心處凈截面nn01105240298002654換算截面oo01152500002875下梗肋處bb凈截面005521701300009384換算截面005521701300009384 跨中截面處的有效預(yù)應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼筋無彎起，將數(shù)

31、值代入，分別計算上梗肋，形心軸和下梗肋處的主梁拉應(yīng)力。 上梗肋處 形心處下梗肋處 表3-16變截面處不同計算點主應(yīng)力匯總 計算位置正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力上梗肋處aa6130024形心軸oo下梗肋處bb計算結(jié)果說明，下梗肋bb處主拉應(yīng)力最大，其值為小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值3.12變形計算使用階段的撓度計算值，按短期荷載效應(yīng)組合計算，并考慮撓度長期影響系數(shù)對40號混凝土，剛度,預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的撓度計算可近似地按等截面梁計算，截面剛度按跨中截面尺寸以及配置鋼筋情況確定。 自重產(chǎn)生的撓度按等效均布荷載的作用情況計算，消除自重產(chǎn)生的撓度值，并考慮撓度長期影響系數(shù)后，使用階段撓度值為：所以計算結(jié)果滿足使用階段

32、標(biāo)準(zhǔn)的撓度值要求。預(yù)加力引起的反拱近似按等截面計算，截面剛度按跨中截面換算截面確定，即?。核笞冃吸c作用豎向單位力P=1時彎矩圖預(yù)加力引起的彎矩圖 對于等截面梁，應(yīng)用圖乘法得為跨中截面作用單位力時，產(chǎn)生的圖在半范圍內(nèi)的面積，為半跨范圍內(nèi)圖重心距離支點L/3對應(yīng)的預(yù)加力引起的彎矩圖縱坐標(biāo)由于預(yù)加力產(chǎn)生的長期的反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度，可不設(shè)預(yù)拱度。3.13行車道板計算橋面鋪裝為2cm的瀝青外表處治重心的密度和平均9cm厚混凝土墊層重心密度，C40簡化的工字形翼板重心密度為25。一結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力按縱向1m寬的板條計算每延米板上的結(jié)構(gòu)自重瀝青外表處治 C25混凝土墊層 T梁翼板自

33、重 合 計 圖3-12 行車道板示意圖每延米寬板條上的恒載內(nèi)力 二汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為P=140KN,輪壓分布寬度如圖車輛荷載后輪著地長度,寬度 那么荷載對于懸臂根部的有效分布寬度： 由于是汽車荷載局部加載在工字形梁上，沖擊系數(shù)，作用每米寬板條上的彎矩為：作用每米寬板上的剪力為：三內(nèi)力組合一承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算根本組合：所以行車道板的設(shè)計內(nèi)力為： 二正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算：短期效應(yīng)組合： 按單筋矩形截面配筋，矩形截面尺寸120 ×980mm，承受彎矩組合設(shè)計值Md=16.5872KNm 梁的有效高度ho=500-40=460

34、mm,按布置一排鋼筋估算首先，由公式求解受壓區(qū)高度x即得：選取720外直徑提供的鋼筋截面面積鋼筋按一排布置所需要截面的最小寬度,梁的實際有效高度 實際配筋率3.14支座計算結(jié)構(gòu)自重引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為,公路級引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為20.51KN，人群荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為8.259KN，(見表8)支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值為：149.417KN，公路和人群荷載作用下的撓,又主梁的計算溫差度，一確定支座平面尺寸選定支座的平面尺寸為,采用中間層橡膠片厚度一計算支座的平面形狀系數(shù)S: 二計算支座的彈性模量： 三驗算橡膠支座的承壓強度 合格二確定支座的厚度一主梁的計算溫差為度，溫度變形由兩端的支座均分?jǐn)偅敲疵恳恢ё?/p>

35、受的水平位移為：二為了計算汽車荷載制動力引起的水平位移，首先要確定作用在每一支座上的制動力HT對于的橋跨，一個設(shè)計車道上公路級車道荷載總重為：311.4KN，但按?橋規(guī)?不得小于90 KN，經(jīng)比擬取總制動力為90 KN參與計算，三確定需要的橡膠片總厚度te: 不計汽車制動力： 計入汽車制動力：?橋規(guī)?的其它規(guī)定 選用4層鋼板和5層橡膠片組成的支座，上下層橡膠片厚度，中間層厚度，薄鋼板厚，那么：橡膠片總厚度：合格四支座總后 三 驗算支座偏轉(zhuǎn)情況一由公式：按?橋規(guī)?，尚應(yīng)滿足二計算梁端轉(zhuǎn)角設(shè)結(jié)構(gòu)自重作用下，主梁處于水平狀態(tài)，公路級荷載作用下的跨中撓度,三驗算偏轉(zhuǎn)情況0094cm>(15

36、15;0.0053)/2=0.037(合格)四演算支座抗滑穩(wěn)定性一計算溫度變化引起的水平位移二由公式4 下部結(jié)構(gòu)計算根本設(shè)計資料一設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)二上部構(gòu)造：鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心板橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑Lb=18m，計算跨徑，梁長17.96 m，橋面凈寬：7+2×,主梁為空心板梁9片梁。三設(shè)計資料沖刷深度：最大沖刷線為河床線下處地質(zhì)條件：軟塑粘性土按無橫橋向的水平力漂流物，沖擊力，水流壓力等計算材料：蓋梁主筋采用級鋼筋，其它均用級鋼筋；混凝土：蓋梁用C25，系梁以及鉆孔灌注樁用C20橋墩尺寸：考慮原有標(biāo)準(zhǔn)圖，選用如圖示結(jié)構(gòu)尺寸 設(shè)計依據(jù)：?公路橋涵地基與根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTJ02485橋墩的一般構(gòu)造

37、及橋面連續(xù)布置如圖 圖4-1 橋墩示意圖蓋梁的計算一荷載計算見表一 蓋梁幾何設(shè)計A.縱橋向蓋梁最小寬度b(cm)相鄰兩支座的中心距離cm相鄰兩橋跨結(jié)構(gòu)間的最小容許縫隙伸縮縫，按溫度變化，彈性變形，以及構(gòu)件預(yù)制、安裝條件等具體確定，中小跨徑橋梁為35 cm和支座中心軸到橋跨結(jié)構(gòu)端的距離5 cm和支座墊板的縱向橋?qū)?5 cm檐口，寬度510 cm為了防止支座過于靠近墩身側(cè)面邊緣造成應(yīng)力集中，提高混凝土局部抗壓能力，考慮施工誤差以及預(yù)留錨栓孔的要求，支座邊緣到墩身邊緣的最小距離縱向20 cm，橫向30 cmB.橫橋向墩帽最小最小寬度表4-1 空心板自重表 每片梁自重KN/m每片中梁自重KN/m一孔上

38、部構(gòu)造總重KN每一個支座恒載反力KN邊梁中梁中梁20351371137124545918274312311581231158 注：由表3-1得表4-2 蓋梁自重以及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算蓋梁自重以及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算截面編號自重(KN)彎矩(KN×M)剪力(KN)Q左Q右1-12-2M2=-0.5×1.2×1×25×0.6-1/2×0.6×1.2×25×1/3=-12-24-243-34-45-500二活載計算 A.荷載橫向分布系數(shù)計算，公路級，荷載對稱布置用杠桿法，非對稱布置用偏心壓力法計算a、單列車對

39、稱布置 圖4-2 單列車對稱布置圖=0，=0.45，b、雙列車對稱布置 圖4-3 雙列車對稱布置圖=0，=0.255，=0.257，=0.325，c、單列車非對稱布置 圖4-4 單列車非對稱布置圖= 0.215，=0.216，=0.181，=0.146，=0.041，=0.006，d、雙列車非對稱布置 圖4-5 雙列車非對稱布置圖= 0.1811，=0.1636，=0.1461，=0.1286，=0.111，=0.0936，=0.076，=0.0586，B.人群荷載a人群荷載雙側(cè)對布置 圖4-6 人群荷載雙側(cè)對布置圖=1，=0，=0.255，=0，=b單側(cè)有人群非對稱布置時表4-3 計算匯總表

40、 荷載橫向分布情況公路級荷載KN人群荷載KN計算方法荷載布置橫向分布系數(shù)單孔雙孔單孔雙孔BR1BR2BR1BR2對稱布置按杠桿法單列行車公路級1=2=3=7=8=9=0雙列行車公路極1=09=00000人群荷載1=9=02=3=4=5=6=7=8=0非對稱布置按偏心受壓法計算單列行車公路級雙列行車公路極人群荷載非對稱布置按偏心受壓法計 算人群荷載= 0.3778，=0.311，=0.244，=0.178， =0.111，=0.0557，2，=-0.089，C.按順橋向活載移動情況，求得支座活載反力的最大值公路級雙孔布載單列車時 圖4-7 計算圖示雙孔布載雙列車時 單孔布載單列車時 單孔布載雙列

41、車時人群荷載雙孔滿載時一側(cè) 圖4-8 計算圖示單孔滿載時雙孔滿載時一側(cè)可變荷載橫向分布后梁支點反力計算的一般公式為如表：D.各梁永久荷載，可變荷載反力組合：計算如表，表中均取用各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為表4-4 各梁永久荷載、可變荷載根本組合計算單位：KN編號荷載情況1號梁R12號梁R23號梁R34號梁R45號梁R56號梁R67號梁R78號梁R89號梁R9恒載公路雙列荷載對稱00公路雙列荷載非對稱人群對稱0000000人群非對稱+389389+507影響線長度按雙孔計算，即為2×17.6=，且表中汽車荷載項已經(jīng)計入沖擊系數(shù)。E.雙柱反力Gi計算如圖，所引用的各梁反力如下表4-5：表

42、4-5 梁反力計算表 荷載組合情況計算式子反力GiKN組合公路雙列荷載對稱人群對稱+374.38×2.6+365.22×1.6+337.77×0.6-328.61×組合公路雙列荷載對稱人群非對稱(374.38×6.6+335.92×5.6+343.51×4.6+369.41×3.6+376.99×2.6+366.6×1.6+組合公路雙列荷載非對稱人群對稱(521.62×6.6+366.03×5.6+353.22×4.6+327.51×3.6+327.51×2.6+340.4×1.6+組合公路雙列荷載非對稱人群非對稱503×6.6+374.23×5.6+358.961×4.6+344.59×3.6+由表4-5可知，偏載左邊的立柱反力最大即G1>G2，并且荷載組合8時公路雙列荷載非對稱人群對稱，控制設(shè)