5X40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋設(shè)計(jì)說明

1、 . 學(xué)校代碼 10126 學(xué)號(hào) 0 分 類 號(hào) 密級(jí)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）跨X河5X40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋設(shè)計(jì)學(xué)院、系專業(yè)名稱年 級(jí)學(xué)生指導(dǎo)教師 年 月 日摘要我國的橋梁無論在建設(shè)還是在技術(shù)都已經(jīng)取得了巨大的成就，在各類橋型上我國都已經(jīng)建成具有代表性的橋梁，并且在某些領(lǐng)域已經(jīng)取得世界領(lǐng)先的成就，我國的橋梁建設(shè)在某種程度上代表著世界橋梁技術(shù)發(fā)展方向。我國橋梁建設(shè)奔著“高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)”的目標(biāo)，相信這些會(huì)將我國橋梁建設(shè)推向更高的水平。在這里針對x河的水文條件和公路設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，根據(jù)國家相關(guān)的法律法規(guī)，進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)針對主要針對如下三方面進(jìn)行，首先是水文部分的計(jì)算，它是針對已有資料，

2、就確定橋長、鉆孔樁的樁長、橋面標(biāo)高等方面的確定，這是基礎(chǔ)部分；然后就計(jì)算出的橋凈長，通過方案比選選擇出合適的橋梁形式和橋梁截面，由此進(jìn)入上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，這里是本設(shè)計(jì)最為核心所在，不僅表現(xiàn)在耗時(shí)最長，更多的是表現(xiàn)在對于橋梁整體的重要，包括荷載的計(jì)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋的布設(shè)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失、梁的驗(yàn)算、變形驗(yàn)算、局部錨固驗(yàn)算、橫隔梁、行車道板以與支座計(jì)算，這些都是影響橋梁使用情況的重要計(jì)算、驗(yàn)算環(huán)節(jié)，良好的行車條件和優(yōu)良的橋梁品質(zhì)都由這些計(jì)算控制；最后，開始下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算，下部結(jié)構(gòu)是將上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載傳遞給地基，并且抵御各種不利的外界條件的作用，這些是下部結(jié)構(gòu)的作用，這里主要體現(xiàn)出的計(jì)算集中在蓋梁

3、、墩柱和樁基礎(chǔ)上，在這里所選取的為單排雙柱鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，計(jì)算選取的為對橋墩的計(jì)算。 橋梁是一個(gè)整體，每一部分對于橋梁的質(zhì)量都是至關(guān)重要的，切不可以掉以輕心。關(guān)鍵詞：荷載組合、預(yù)應(yīng)力、驗(yàn)算、規(guī) Prestressed concrete simply supported box GirderBridgeAuthor: TongLaGaTutor: Wang ZhiYuanAbstractBridges in our country both in construction and in technology have made great achievement, on the various

4、types of bridge are of typical bridge has been built in our country, and has the world's leading achievements in some areas, the bridge construction of our country to some extent represents the world bridge technology development direction. Running of the bridge construction in China with the go

5、al of building a high standard, high starting point, believe that these will be to a higher level of bridge construction in our country. Here for x river hydrological conditions and the actual requirements of highway design, according to relevant national laws and regulations, for the design. This d

6、esign for mainly for the following three aspects, first is the calculation of hydrology section, it is in view of the existing data, determination of bridge length, drilled pile of pile length, the determination of bridge deck elevation, etc, this part is the foundation; And then calculate the net l

7、ong of the bridge, through scheme comparison choose the appropriate form of bridge and bridge section, entering into the upper structure calculation, here is the most core, the design not only on the longest, is more of a bridge for the overall performance is important, including load calculation, p

8、restressed reinforced the construction of prestressed loss of prestress, beam calculation and deformation calculation, local anchorage calculation, horizontal isolation beam, driving but as well as the calculation of the usage of these are affect the bridge important calculation, checking calculatio

9、n of link, the bridge of good driving conditions and good quality are controlled by these calculations; Finally, start the calculation of bottom structure, infrastructure is to the upper structure load transfer to the foundation, and resist the role of adverse external conditions, these is a functio

10、n of the lower structure, it mainly manifests the calculation on cap beam, pier column and pile foundation, the selected here for the single row, double column bored pile foundation, the calculation of the selection for the calculation of bridge piers. Bridge as a whole, each part is crucial for the

11、 quality of the bridge, cut can not be taken 。Key words: Load combination, prestressed, checking calculation and specification 目錄第一部分水文部分計(jì)算11.X河水文設(shè)計(jì)原始資料與計(jì)算11.1 設(shè)計(jì)原始資料11.2河段類型判斷11.3設(shè)計(jì)流量.與設(shè)計(jì)流速的計(jì)算11.4橋孔長度計(jì)算41.5計(jì)算橋面標(biāo)高41.6沖刷計(jì)算61.7方案比選8第二部分上部結(jié)構(gòu)計(jì)算92.設(shè)計(jì)資料與構(gòu)造布置92.1設(shè)計(jì)資料92.1.1橋梁寬度與橋?qū)?2.1.2設(shè)計(jì)荷載92.1.3材料與工藝92.1.4

12、設(shè)計(jì)依據(jù)102.1.5箱型梁構(gòu)造形式與相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)103.主梁作用效應(yīng)計(jì)算163.1永久作用效應(yīng)計(jì)算（按邊主梁計(jì)算）163.1.1永久作用集度163.1.2永久作用效應(yīng)173.2可變作用計(jì)算效應(yīng)值183.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算183.2.2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)193.2.3車道荷載取值233.2.4可變作用計(jì)算效應(yīng)233.3主梁作用效應(yīng)組合274.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與其布置294.1預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算294.1.1按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)294.1.2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)304.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置304.2.1跨中截面與錨固端截面的鋼束位置304.2.2鋼束

13、彎起角度與線形的確定324.2.3鋼束計(jì)算324.2.3鋼束長度計(jì)算365.計(jì)算主梁截面幾何特性375.1截面面積與慣性矩計(jì)算375.2截面靜矩計(jì)算425.3截面幾何特性總表436.鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算496.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁間的摩擦損失496.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失496.3混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失516.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失586.5混凝土收縮與徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失596.5.1混凝土徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算596.5.2計(jì)算混凝土收縮和徐變應(yīng)起的預(yù)應(yīng)力損失606.6成橋后四分點(diǎn)截面又拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力作用效應(yīng)計(jì)算606.7預(yù)應(yīng)力損失匯總

14、與預(yù)加力計(jì)算657.主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算687.1承載力極限狀態(tài)計(jì)算687.1.1跨中截面正截面承載力計(jì)算687.1.2驗(yàn)算最小配筋率（跨中截面）707.1.3斜截面抗剪承載力計(jì)算717.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算737.2.1正截面抗裂性驗(yàn)算747.2.2斜截面抗裂性驗(yàn)算767.3持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算827.3.1正截面混凝土法相壓應(yīng)力驗(yàn)算837.3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算837.3.3斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算847.4短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算907.4.1預(yù)加應(yīng)力階段的應(yīng)力驗(yàn)算917.4.2吊裝應(yīng)力驗(yàn)算928.主梁端部的局部承壓958.1局部承壓的截面尺寸驗(yàn)算958.2局部抗壓承

15、載力驗(yàn)算969.主梁變形驗(yàn)算989.1荷載短期作用效應(yīng)作用下主梁撓度驗(yàn)算989.2結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算989.3預(yù)加力引起的跨中反拱989.4反拱度的設(shè)置9910.橫隔梁計(jì)算10010.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用.10010.2跨中橫隔梁作用效應(yīng)影響線10010.2.1繪制彎矩影響線10110.2.2繪制剪力影響線10210.3截面作用效應(yīng)計(jì)算10210.4截面配筋計(jì)算10410.4.1正彎矩配筋10410.4.2負(fù)彎矩配筋10511.行車道板計(jì)算10611.1永久作用10611.2可變作用10811.3作用效應(yīng)組合10911.4截面設(shè)計(jì)、配筋與承載里驗(yàn)算11012、支座計(jì)算11312.1選定

16、制作的平面尺寸11312.2確定支座的厚度11312.3驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)11412.4驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性115第三部分下部結(jié)構(gòu)計(jì)算11613.設(shè)計(jì)資料11614.蓋梁計(jì)算11714.1蓋梁尺寸計(jì)算11714.2荷載計(jì)算11714.3力計(jì)算12314.4截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核12614.4.1正截面抗彎承載力驗(yàn)算12614.4.2斜截面抗剪承載力驗(yàn)算12714.4.3全梁承載力校核12815.橋墩墩柱設(shè)計(jì)12915.1荷載計(jì)算12915.1.1恒載計(jì)算12915.1.2汽車荷載12915.1.3雙柱反力橫向分布計(jì)算13015.1.4荷載組合13015.2截面配筋計(jì)算與應(yīng)力驗(yàn)算13215.2.1

17、作用于墩柱頂?shù)耐饬?3215.2.2作用于墩樁底的外力13215.2.3截面配筋計(jì)算13216.鉆孔樁灌注樁計(jì)算13416.1鉆孔樁灌注樁荷載計(jì)算13416.2樁長計(jì)算13516.3鉆孔樁灌注樁樁的力計(jì)算（m法）13616.4鉆孔樁灌注樁樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算13816.5 鉆孔樁灌注樁墩頂縱向水平位移驗(yàn)算14016.5.1樁在地面處的水平位移和轉(zhuǎn)角計(jì)算14016.5.2.墩頂縱向水平位移驗(yàn)算141第四部分施工組織設(shè)計(jì)14216.施工組織設(shè)計(jì)14216.1編制依據(jù)14216.2工程概況14216.3施工準(zhǔn)備與施工設(shè)施14216.4施工方案與施工工藝14316.5.主梁安裝與運(yùn)輸14616.6

18、.橋面系工程146附圖148致150參考文獻(xiàn)151160 / 167第一部分 水文部分計(jì)算1.X河水文設(shè)計(jì)原始資料與計(jì)算1.1 設(shè)計(jì)原始資料（1）橋位平面圖（2）橋位地質(zhì)縱剖面圖（3）設(shè)計(jì)流量：Qs=1641m3/s（4）設(shè)計(jì)流速：3.91m/s（5）河床比降：i=0.8（6）汛期洪水含沙量：16/ m3（7）橋位處于山前平原區(qū)。汛期多為七、八級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為17m/s,風(fēng)壓0.75kpa,河流現(xiàn)象不嚴(yán)重，無流木和較大漂浮物，無航道和無抗震要求（8） 該河為季節(jié)性河流，洪水時(shí)波浪推進(jìn)長度為200m， 此段水深與橋位處基本一樣，該地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.4m（9）雨季在7、8、9月份1.2河段類型判斷此河

19、段位于河流下游平坦地帶，河流比降平緩，泥沙落淤，有廣闊的沖積層。河流有下移發(fā)展趨勢，主流在河槽擺動(dòng)，天然沖淤明顯。故屬于次穩(wěn)定河段。1.3設(shè)計(jì)流量.與設(shè)計(jì)流速的計(jì)算根據(jù)地質(zhì)縱剖面圖繪出河床的樁號(hào)，繪制河流的縱斷面圖。（見表11，圖11）表11樁號(hào)51+73.2551+82.0551+83.8551+91.2551+121.25標(biāo)高1129.871129.671129.071129.271129.27樁號(hào)51+121.2551+131.2551+134.2551+151.2551+161.25標(biāo)高1128.671129.871130.471131.271131.47由于該河段有人工修筑的河堤，破

20、壞了原有的攤槽，于是根據(jù)河堤部的樁號(hào)與標(biāo)高計(jì)算國稅面積與睡眠寬度。（見表12）表1-2 過水面積、水面寬度計(jì)算表樁號(hào)河床標(biāo)高(m)水深（m）平均水深（m）水面寬度（m）過水面積（m2）合計(jì)51+73.251129.872.6-B=88mA=236.9m251+82.051129.672.82.78.823.7651+83.851129.073.33.051.85.4951+91.251129.273.23.257.424.0551+121.251129.273.23.2309651+131.251128.673.83.5103551+132.251129.872.63.213.251+134.

21、251130.4722.324.651+151.251131.271.21.41723.851+161.251131.471.02.11021粗糙系數(shù)n=0.03,i=0.08%圖1-1 X河縱斷面圖（縱坐標(biāo)：3：100；橫坐標(biāo)：1：500）1.4橋孔長度計(jì)算 X河段處于山前平原區(qū)，屬次穩(wěn)定性河段，因兩岸存在人工修筑的河堤的約束，故采用平均單寬流量公式計(jì)算橋孔最小長度。所以該橋孔凈長不應(yīng)小于197.2m。擬采用m簡支箱型梁橋，雙柱式墩臺(tái)，樁柱直徑1.4m1.5計(jì)算橋面標(biāo)高（1）壅水高度（因?yàn)樽钄嗔髁颗c設(shè)計(jì)流量之比小于10%）為沖刷錢橋下喊橋墩在的毛過水?dāng)嗝婷娣e，等于其中,p=1.2橋下壅水高度

22、:(2)波浪高度該橋位上游約500米處為河灣，汛期多為七、八級(jí)風(fēng)，風(fēng)速17，所以：橋下浪高：（3）計(jì)算水位的確定本河段流水現(xiàn)象不嚴(yán)重，亦無流木和較大漂浮物，其它引起水位升高的因素均可略去不計(jì)。故，（4）橋面標(biāo)高不通航河段 建筑高度 橋面標(biāo)高 路面標(biāo)高 1135.201.6沖刷計(jì)算（1） 一般沖刷，按64-1公式計(jì)算汛期洪水含沙量先第一層土計(jì)算（）沖深超過了第一層土，進(jìn)入粗砂含少量礫石層，。沖刷位于第二層粗砂含少量礫石層上，說明沖刷最深度的位置在第二層與第三層的交界面上64-2簡化式，兩者之間選大值，所以取8m(2)局部沖刷VV0，=k·k1 B10.6（V0- V0,）（）n=2.6

23、5m包爾達(dá)可夫公式=0.87，n=1/3,兩者取大值，所以取2.7m(3)橋下河槽最低沖刷標(biāo)高1.7方案比選方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋（m）方案二：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形簡支梁橋（）方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋（）從經(jīng)濟(jì)、安全、美觀、使用、技術(shù)先進(jìn)、有利于環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等原則出發(fā)，對比上述三個(gè)方案，從而選出最優(yōu)方案。見表13表1-3 方案比選表 方案類別比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋（m）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形簡支梁橋（）預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋（）橋長（m）200200200最大縱坡（%）111工藝技術(shù)要求工藝較先進(jìn)，有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)和施工工藝，適用圍廣，相對而言班的自

24、重也較小，但制作麻煩，需要大量的鋼筋。技術(shù)比較先進(jìn)，工藝要求較嚴(yán)格，采用后法預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，需要采用吊裝設(shè)備，且在近幾年預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋施工中有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代化施工方法的要求，適應(yīng)具有正負(fù)彎矩的結(jié)構(gòu)，抗扭剛度大，對于寬橋，可不設(shè)橫隔梁，且具有較高的經(jīng)濟(jì)性，適應(yīng)于預(yù)應(yīng)力混凝土空間布束。使用效果屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整，行車條件較好，但養(yǎng)護(hù)不方便。屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整度較好，使用階段易于養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)較低。屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整度優(yōu)良，便于養(yǎng)護(hù)，行車舒適度高。通過綜合比較，我比較傾向于第三方案，即預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型梁橋第二部分 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算2.設(shè)計(jì)資料與構(gòu)造布置2.1

25、設(shè)計(jì)資料2.1.1橋梁寬度與橋?qū)挘?)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40 m（2)主梁全長：39.96m （3)計(jì)算跨徑：39m（4)橋面凈空：凈10.75m（行車道）+0.5 m（防撞欄）+0.75（防撞欄）2.1.2設(shè)計(jì)荷載（1)設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)（2)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境。（3)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)。2.1.3材料與工藝（1）混凝土：預(yù)制箱型主梁、端橫梁、跨中橫隔板、現(xiàn)澆接頭、濕接縫、封錨、橋面現(xiàn)澆層混凝土均為C50；橋面鋪裝上層采0.1m瀝青混凝土,下層為0.08m的混凝土。（2）鋼絞線：采用符合GB/T 5224-2003技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、公稱直徑，公稱面積為，彈性模量后應(yīng)力松弛率不

26、大于2.5%（3）普通鋼筋：采用符合新規(guī)的R235,HRB335鋼筋。凡鋼筋直徑12mm者，采用HRB335(20MnSi)熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑<12mm者。鋼筋按后法施工工藝制作主梁，采用徑60mm，外徑67mm的金屬波紋管和夾片錨具。2.1.4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），簡稱標(biāo)準(zhǔn)。（2） 交通部頒公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)（JIG D602004），簡稱橋規(guī)。（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)（JIG D622004），簡稱公預(yù)規(guī)。2.1.5箱型梁構(gòu)造形式與相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)（1）本箱梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，施工工藝為后法。（2）橋上

27、橫坡為2%（計(jì)算時(shí)按照簡化的中梁截面特性進(jìn)行計(jì)算）。（3）箱型梁截面尺寸：梁高為2m；為了便于模板制作和外形美觀，主梁沿縱向外輪廓尺寸保持不變。端部與跨中設(shè)置橫隔梁，端部的尺寸為高1.41m,寬0.25m;跨中的尺寸為高1.82m,寬0.2m.橫向共計(jì)4片箱梁，采用濕接縫進(jìn)行連接，濕接縫寬度0.5m厚度為0.18m，預(yù)制箱型梁頂板寬2.4m，跨中腹板厚0.2m；頂板、底板均厚0.18m；端部腹板厚0.32m；頂板厚0.18m，底板厚0.32m，腹板和頂板之間設(shè)有承托。底板厚度、腹板厚度在距支座4.2米處開始漸變?yōu)榫嘀ё行木€0.2m處的0.32m和0.32m（即端部的截面尺寸），如圖22所示。

28、（4）預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管成形，波紋管徑為60mm，外徑67mm，管道摩擦系數(shù)，管道偏差系數(shù)，錨具變形和鋼束回縮量為6mm（一端）。（5）瀝青混凝土重度按計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按計(jì)，混凝土重度按計(jì)，單側(cè)防撞欄線荷載為。（6）根據(jù)以上擬定的各部件尺寸，繪制箱型梁的跨中與端部截面圖，見圖3-2。計(jì)算跨中截面幾何特性，見表21.計(jì)算跨中截面幾何特性，見表21.由此可計(jì)算出截面效率指標(biāo)（希望在0.450.5以上）式中：截面上核心距，截面下核心距，表明該初擬截面是合理的圖2-1a) 跨中橫斷面 （單位：mm）圖2-1 橋梁橫斷面與縱斷面結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：mm）表2-1 跨中截面幾何特性計(jì)算表跨中截

29、面分塊名稱分塊面積分塊面積分塊面積形心到上緣距離分塊面積對上緣靜矩分塊面積自身慣矩分塊面積對截面形心慣矩cmcm大毛截面頂板522094698014094067.77239742274.5424115214.54承托52520.77109041990.115616464001648390.11腹板6305103.5652567.512899643.33-26.734504877.7417404521.07底板1881190.87359026.4750820-114.1124488381.6124539201.91139311069478.22493248253979934.1967707327

30、.63小毛截面（不含濕接縫）頂板432093888011664072.4522675690.822792330.8承托52520.77109041990.1160.681933082.761935072.87腹板6305103.5652567.512899643.33-22.053065506.7615965150.09底板1881190.87359026.4750820-109.4222520717.1722571537.17130311061378.2213069093.4450194997.4963264090.93大毛截面形心至上緣距離76.77大毛截面形心至上緣距離81.45 簡化跨

31、中橫截面 簡化端部橫截面圖2-2 端部與跨中截面尺寸圖（尺寸單位mm）3.主梁作用效應(yīng)計(jì)算主梁的作用效應(yīng)計(jì)算包括永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱橫截面的布置，計(jì)算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出個(gè)主梁控制截面（取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面與支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，在進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合（標(biāo)準(zhǔn)組合、短期組合和極限組合）。3.1永久作用效應(yīng)計(jì)算（按邊主梁計(jì)算）3.1.1永久作用集度（1）主梁自重跨中截面段主梁自重（底板寬度變化處截面至跨中截面，長15.3m）底板加厚與腹板變寬段梁的自重近似計(jì)算（長4m）主梁端部截面面積為支點(diǎn)段梁的自重（長0.52m）主梁的橫隔梁（在端部、跨

32、中均設(shè)置橫隔梁）跨中橫隔梁體積為：端部橫隔梁的體積為：故半跨橫隔梁重量為主梁永久作用集度（2）二期永久作用頂板中間濕接縫集度邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：一片中跨橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：所以: 橋面鋪裝層10cm厚瀝青混凝土鋪裝8cm厚C50混凝土鋪裝將橋面鋪裝均分給我四片主梁，則防撞欄：單側(cè)防撞欄線荷載為7將兩側(cè)防撞欄均分給四片主梁，則邊梁二期永久作用集度3.1.2永久作用效應(yīng)按圖3-3進(jìn)行永久作用效應(yīng)計(jì)算，設(shè)為計(jì)算截面離左側(cè)支座的距離，并令主梁彎矩和簡歷的計(jì)算公式分別為永久作用效應(yīng)計(jì)算見表3-2。表2-2 邊梁（1號(hào)梁）永久作用效應(yīng)計(jì)算表作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)變截面點(diǎn)支點(diǎn)C=

33、0.50 C=0.25 C=0.108C=0.00 一期彎距/KNm7277.99 5458.492804.530.00 剪力/KN0.00 373.23585.22746.46二期彎距/KNm3420.542565.401318.080.00 剪力/KN0.00 175.41275.05350.82彎距/KNm10698.538023.894122.610.00 剪力/KN0.00 548.64860.271097.28圖2-3 永久作用效應(yīng)計(jì)算圖示3.2可變作用計(jì)算效應(yīng)值3.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支梁橋的基頻可按下式計(jì)算其中

34、由于1.5Hz14Hz，故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)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%，但折減后不得小于用兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。故按兩車道、三車道布載分別進(jìn)行計(jì)算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.2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)由于個(gè)主梁均設(shè)跨中與端部橫隔梁，各主梁之間有現(xiàn)澆濕接縫加強(qiáng)橫向聯(lián)系故可采用修正偏心受壓法來繪制橫向分布影響線與就按橫向分布系數(shù)。計(jì)算主梁的抗彎與抗扭慣性矩和抗彎慣性矩為；對箱形截面，其抗扭慣性矩可根據(jù)式計(jì)算式中：箱型梁閉合截面中線所包含的面積；相應(yīng)單個(gè)矩形截面的寬度和高度；矩形截面抗扭剛度系數(shù)，可根據(jù)由表得；梁截面劃分成單個(gè)

35、矩形截面的個(gè)數(shù)。對箱形截面，計(jì)算圖示見圖3-4，計(jì)算如下。上式中，C值可在橋梁工程表2-5-2查的，經(jīng)插得，C=0.1895本橋跨設(shè)置三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為所以可按修正偏心法計(jì)算。圖2-4 抗扭慣性矩計(jì)算圖示（單位：mm）計(jì)算抗扭修正系數(shù)因?yàn)檫吙绲目缰薪孛娴闹髁洪g距一樣，并將主梁近似看作等截面式中按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值式中：計(jì)算所得的值列于表2-3表2-3 值梁號(hào)10.32380.27460.22540.176220.27460.25820.24180.2254計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖示如圖2-5所示二道車：三道車:圖

36、2-5 1號(hào)梁的橫向分布影響線與最不利布載圖示（尺寸單位：cm）2號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖示如圖2-6所示圖2-6 2號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖式（尺寸單位：cm）三車道二道車由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，1號(hào)梁（即邊梁）的荷載橫向分布系數(shù)為最大，故可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)：2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)；如圖2-7所示，按杠桿法作出荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載圖2-7 支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示可變作用（汽車）的荷載橫向分布系數(shù)1號(hào)梁2號(hào)梁3)橫向分布系數(shù)取值通過上述計(jì)算，可變作用橫向分布系數(shù)1號(hào)梁為最不利，故可變作用橫向分布系數(shù)取值為：跨中截面：支點(diǎn)截面：3.2.3車道荷載取

37、值公路I級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為計(jì)算彎矩時(shí)：計(jì)算剪力時(shí)：3.2.4可變作用計(jì)算效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，對于橫向分布系數(shù)取值作如下處理：計(jì)算主梁可變作用彎矩時(shí)，計(jì)算四分點(diǎn)和跨中采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，變截面點(diǎn)的橫向分布系數(shù)從直線過渡到；計(jì)算跨中與四分點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，由于剪力影響線的較大坐標(biāo)也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)取；計(jì)算支點(diǎn)與變截面點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，從支點(diǎn)至梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取。1）計(jì)算跨中截面的最大彎矩和最大剪力（見圖2-8）圖2-8跨中截面力影響線與加載圖示（尺寸單位：m）彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）（沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)

38、：剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)）（沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)：2）計(jì)算處的界面的最大彎矩和最大剪力（見圖2-9）圖2-9 四分點(diǎn)截面力影響線與加載圖示彎矩： （不計(jì)沖擊時(shí)）（沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)：剪力： （不計(jì)沖擊時(shí)）（沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)：3）計(jì)算變截面點(diǎn)（距支座中心線4.2m處）的最大彎矩和最大剪力（見圖2-10）彎矩不計(jì)沖擊:沖擊效應(yīng)：剪力不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)：圖2-10 變截面點(diǎn)的最大彎矩和最大剪力（單位尺寸：mm）4) 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算：如圖2-11圖2-11 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算圖示（尺寸單位：mm）不計(jì)沖擊：沖擊效應(yīng)：3.3主梁作用效應(yīng)組合根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇三種最不

39、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2-4.表2-4 主梁作用效應(yīng)組合計(jì)算表序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變截面支點(diǎn)面第一期永久作用7277.9905458.49373.232804.53585.22746.46第二期永久作用3420.5402565.40175.411318.08275.05350.82總永久作用（=+）10698.5308023.89548.644122.61860.271097.28可變作用（汽車）3171.80150.422378.85249.611517.01390.4522.62可變作用（汽車）沖擊954.0845.25715.56

40、75.08456.32117.43157.21標(biāo)準(zhǔn)組合（=+）14824.41195.6711118.3873.336095.941368.11777.11短期組合（=+0.7×）12918.79105.9689.09723.375484.521133.551463.11極限組合（=1.2×+1.4）×+18614.47273.9413960.841112.937709.771743.292268.504.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與其布置4.1預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)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。以下就以跨中截

41、面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配束數(shù)。4.1.1按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)本梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，按正常使用極限狀態(tài)組合計(jì)算時(shí)，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。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的估算公式式中：使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表3-4取值；與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于公路級(jí)，取0.51；一束6s15.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是1.4 cm2，故=8.4cm2大毛截面上核心距，設(shè)梁高為，可按下式計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋對大毛截面的偏心距，可預(yù)先假定，h為梁高，；大毛截面形心到上緣的距離，

42、可查看表2-1；大毛截面的抗彎慣性矩，參見表2-1；采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.20mm，公稱面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為，彈性模量。假設(shè)，則鋼束n可求得為4.1.2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)到到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)n的估算公式為式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩組合設(shè)計(jì)值，按表2-4采用；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.75-0.77，；估算得鋼束數(shù)n為據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束，故取鋼束數(shù)為n=12。4.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置4.2.1跨中截面與錨固端截面的鋼束位置(1)對于跨中截面，在保證布

43、置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，應(yīng)盡可能加大鋼束群重心的偏心距。預(yù)應(yīng)力孔道采用徑60mm、外徑67mm的金屬波紋管成孔，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm與管道直徑的一半。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，跨中截面與端部截面的構(gòu)造如圖2-12所示，Nl,N2,N3,N4,N5號(hào)鋼筋均需進(jìn)行平彎。由此求得跨中截面鋼束群重心至梁底距離為圖2-12 鋼束布置圖（單位：mm）(2)將所有鋼束都錨固在梁端截面，對于錨固端截面，鋼束布置應(yīng)考慮以下兩方面:一是預(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；二是要考慮錨頭布置的可能性，以滿足拉操作方

44、便的要求。錨頭布置應(yīng)遵循均勻、分散的原則。錨固端截面布置的鋼束如圖3-11所示，則端部鋼束重心至梁底的距離為對鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，首先需計(jì)算錨固端截面的幾何特性。圖2-12為計(jì)算圖式，錨固端截面幾何特性計(jì)算見表2-5。其中：，故計(jì)算得上核心距為下核心距為說明鋼束群重心處于截面的核心圍。表2-5 錨固端截面幾何特性分塊名稱分塊面積分塊面積分塊面積形心到上緣距離分塊面積對上緣靜矩分塊面積自身慣矩分塊面積對截面形心慣矩cmcm頂板522094698014094077.5331376902.731517842.7承托69021.3214710.82824.8265.212934117.432936

45、942.25腹板927497.95908388.316225716.53-11.421209481.6917435198.22底板3456186642816294912-99.4734194634.7934489546.7918640-1612895.116664393.35-69715136.6186379529.964.2.2鋼束彎起角度與線形的確定預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為五排，最下排兩根(N6)彎起角度為1°，其余10根彎起角度均為4°。為了簡化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，具體計(jì)算與布置如下。4.2.3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

46、中心線的水平距離為 (見圖2-13)；圖2-14為為鋼束計(jì)算圖式，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離x，列表計(jì)算于表 3-6。圖2-13 錨固端尺寸圖（尺寸單位：cm）圖2-14 鋼束計(jì)算圖式表2-6 鋼束起彎點(diǎn)至跨中距離計(jì)算表鋼束號(hào)起彎高度676.540.46375374.9431300052.3571542.456652.613.40754752.16345500383.661844.248066.613.40955952.67445500383.661641.839480.613.4011551152661440.3210894.613.4013561352.6974550

47、0383.661238.31122112.269.7416091605.08144000279.02688.6上表中各參數(shù)的計(jì)算方法如下:L1為靠近錨固端直線段長度，y為鋼束錨固點(diǎn)至鋼束起彎點(diǎn)的豎直離，如圖2-14所示，則根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計(jì)算如下:式中 鋼束彎起角度（°）；計(jì)算跨徑（cm）；錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離(cm)。2)控制截面的鋼束重心位置計(jì)算各鋼束重心位置計(jì)算:由圖2-14所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為式中：鋼束在計(jì)算截面處鋼束中心到梁底的距離；鋼束起彎前到梁底的距離；鋼束彎起半徑；圓弧段起彎點(diǎn)到計(jì)

48、算點(diǎn)圓弧長度對應(yīng)的圓心角。計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離。見表2-7，鋼束布置圖(縱斷面)見圖2-15。圖2-15 鋼束布置圖（縱斷面）（尺寸單位：cm）表2-7 各計(jì)算截面的鋼束位置與鋼束群重心位置計(jì)算表截面鋼束號(hào)四分點(diǎn)6未完起3000019948.385130.855000.0237820.99972910.544333.255000.0605820.998162030.12直線段3940.06981321001.5669.923155.0821080.0698132999.8169.804280.211220.0698132998.0669.6853105.32變截面鋼束號(hào)6未彎起3000019979.69直線段5660.0698132450.0531.42943.584800.0698132448.331.302068.73940.0698132446.5631.183193.8221080.0698132444.8131.0542118.9511220.0698132443.0630.9353144.07支點(diǎn)直線段670.017453319.720.34915.665660.069813230.052.10972.904800.069813228.301.982098.02394