4乘30米預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、- -. 可修編-. - - 可修編-交通學(xué)院2015屆畢業(yè)生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目： 牛石路柴汶河大橋施工圖設(shè)計(jì)-4*30米裝配式預(yù)支T梁施工圖設(shè)計(jì) 院(系)別交通土建工程學(xué)院專 業(yè)土木工程 班級(jí)土木114 學(xué) 號(hào) 110711411 姓 名 星 宇指導(dǎo)教師于 業(yè) 栓 2015年 6 月. 可修編-. 原 創(chuàng) 聲 明本人星宇重聲明：所呈交的論文牛石路柴汶河大橋施工圖設(shè)計(jì)430m裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T梁施工圖設(shè)計(jì)，是本人在導(dǎo)師于業(yè)栓的指導(dǎo)下開展研究工作所取得的成果。除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，論文中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已

2、在文中以明確方式標(biāo)明，本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并愿為此承當(dāng)一切法律責(zé)任。 論文作者(簽字)： 日期： 年 月 日. 可修編-. 摘 要本設(shè)計(jì)4跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋梁。橋面凈寬9+21.5 m，橋下凈空5m，跨徑為30m。本設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)局部：橋面板的設(shè)計(jì)，綜合各種因素，本橋采用預(yù)應(yīng)力T型簡支梁，預(yù)應(yīng)力T型簡支梁具有安裝重量輕、跨度大等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中跨度橋梁。橋面采用6塊寬度為2m，梁高為1.7m，跨度為29.96m的預(yù)應(yīng)力T型梁。作用在橋面上的荷載有構(gòu)造重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力，混凝土收縮以及*變影響力，汽車荷載以及其引起的沖擊力、離心力，和人群荷載，以及所有車輛引起

3、的土側(cè)壓力。根本原理是假定忽略主梁之間橫向構(gòu)造的聯(lián)系作用，橋面板視為沿橫向支撐在主梁上的簡支梁。畫出最不利位置的影響線，據(jù)影響線得到橫向分布系數(shù)M，取最大的橫向分布系數(shù)作為主梁的控制設(shè)計(jì)。橋墩設(shè)計(jì)，橋墩采用樁柱式。由蓋梁柱和灌注樁組成。經(jīng)過荷載計(jì)算與組合后，由極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法決定配筋。橋臺(tái)采用雙柱式橋臺(tái)，根底采用鉆孔灌注樁。橋梁下部構(gòu)造設(shè)置在地基上，其主要作用是支撐橋跨構(gòu)造，并且將橋跨構(gòu)造承受的荷載傳到地基中去，以確保上部構(gòu)造的平安使用。關(guān)鍵詞預(yù)應(yīng)力混凝土；簡支T梁；G-M法；橋梁墩臺(tái)；杠桿原理. 可修編-. AbstractThe design is about a reinforce con

4、crete simply supported girder bridge, what has five spans.The bridge deck slabs net breadth is 14+21.75 meter ,The clearance under bridge superstructure is 5meter and each span to 25meters.This design is posed of three parts as follows,the design of deck slab.Considering all of the factors,we design

5、 the pre-stressed concrete bridge T-simple beam.The pre-stressed bridge has many good qualities,such as it has small weight when installed, it is very simply when construction.And not use so much template.It is suitable for the small bridge.The bridge deck slab is posed of 6 T-simple beams,and the h

6、ollow slab is 2 meter width,1.7 meter height and 24.96 length.Considering the load is not simple.The loads that imposed on the bridge are as follows: the gravity of structure,the gravity of pre-stressed soil,concrete structures shrinkage and creep that cause influence force,the car load and impact f

7、orce,trailer load pedestrian load and lateral earth pressure.The basic principle is that we neglect the link effect of the horizontal structure between the main girder.And supposed the bridge deck slab as simply-supported girder that is supported on the main beam.We draw the influence line that whic

8、h point is the most adverse,from which we can know the transverse load foundation s sedimentation,to ensure it suit to the require of the standard.The bridges underside structure is installed under the foundation soil,its main use is to support the upside structure and transfer the load from the ups

9、ide structure to the require of the standard.The bridges underside structure is installed under the foundation soil，its main use is to support the upside structure to the foundation,to ensure the safe use of the upside structure.Key Words Reinforce concrete,simply supported gender bridge,bridge pier

10、 Gravity abutment ,cast in-place pile ,lever principle. 可修編-. 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc14440 前 言 PAGEREF _Toc14440 1 HYPERLINK l _Toc5152 第1章 橋型設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc5152 2 HYPERLINK l _Toc648 1.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T梁 PAGEREF _Toc648 2 HYPERLINK l _Toc32017 1.1.1 根本構(gòu)造布置 PAGEREF _Toc32017 2 HYPERLINK l

11、 _Toc7397 1.1.2 設(shè)計(jì)荷載 PAGEREF _Toc7397 2 HYPERLINK l _Toc11535 1.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋 PAGEREF _Toc11535 3 HYPERLINK l _Toc5076 1.2.1方案簡介 PAGEREF _Toc5076 3 HYPERLINK l _Toc10023 1.2.2尺寸擬定 PAGEREF _Toc10023 3 HYPERLINK l _Toc11769 1.2.3橋面鋪裝及縱橫坡度 PAGEREF _Toc11769 4 HYPERLINK l _Toc20501 1.2.4施工方法 PAGEREF _T

12、oc20501 4 HYPERLINK l _Toc6967 1.2.5總結(jié) PAGEREF _Toc6967 4 HYPERLINK l _Toc26081 1.3 橋型方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案比擬方案 PAGEREF _Toc26081 4 HYPERLINK l _Toc100 第2章 上部構(gòu)造設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc100 5 HYPERLINK l _Toc1354 2.1 計(jì)資料及構(gòu)造布置 PAGEREF _Toc1354 5 HYPERLINK l _Toc28024 2.1.1 設(shè)計(jì)資料 PAGEREF _Toc28024 5 HYPERLINK l _Toc13

13、240 2.1.2 橫截面布置 PAGEREF _Toc13240 5 HYPERLINK l _Toc31308 2.1.3 橫截面沿跨長變化 PAGEREF _Toc31308 9 HYPERLINK l _Toc22921 2.1.4 橫隔梁的布置 PAGEREF _Toc22921 9 HYPERLINK l _Toc26140 2.2 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 PAGEREF _Toc26140 9 HYPERLINK l _Toc14320 2.2.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算 PAGEREF _Toc14320 9 HYPERLINK l _Toc14455 2.2.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算 PAG

14、EREF _Toc14455 11 HYPERLINK l _Toc32462 2.2.3.主梁作用效應(yīng)組合 PAGEREF _Toc32462 22 HYPERLINK l _Toc5688 2.3.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置 PAGEREF _Toc5688 22 HYPERLINK l _Toc2587 2.3.1跨中截面鋼束的估算和確定 PAGEREF _Toc2587 22 HYPERLINK l _Toc21437 2.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置 PAGEREF _Toc21437 23 HYPERLINK l _Toc19426 2.4 計(jì)算主梁截面幾何特征： PAGEREF _Toc1

15、9426 28 HYPERLINK l _Toc21891 2.4.1 截面面積及慣矩計(jì)算 PAGEREF _Toc21891 28 HYPERLINK l _Toc20192 2.4.2 截面靜矩計(jì)算 PAGEREF _Toc20192 30 HYPERLINK l _Toc6845 2.4.3.截面幾何特性匯總 PAGEREF _Toc6845 30 HYPERLINK l _Toc24379 2.5 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 PAGEREF _Toc24379 31 HYPERLINK l _Toc27055 2.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 PAGEREF _Toc270

16、55 34 HYPERLINK l _Toc4602 2.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失 PAGEREF _Toc4602 34 HYPERLINK l _Toc5072 2.5.3 混凝土彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 PAGEREF _Toc5072 35 HYPERLINK l _Toc26909 2.5.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的損失 PAGEREF _Toc26909 37 HYPERLINK l _Toc14330 2.5.5 混凝土收縮和*變引起的損失 PAGEREF _Toc14330 37 HYPERLINK l _Toc387 2.5.6 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 PA

17、GEREF _Toc387 39 HYPERLINK l _Toc23355 2.6 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc23355 42 HYPERLINK l _Toc24838 2.6.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc24838 42 HYPERLINK l _Toc13568 2.6.2 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 PAGEREF _Toc13568 45 HYPERLINK l _Toc28275 2.6.3 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc28275 46 HYPERLINK l _Toc12713 2.6.4 短

18、暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc12713 53 HYPERLINK l _Toc10825 2.7 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算 PAGEREF _Toc10825 53 HYPERLINK l _Toc1747 2.7.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算 PAGEREF _Toc1747 53 HYPERLINK l _Toc13924 2.7.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc13924 55 HYPERLINK l _Toc20184 2.8 主梁變形驗(yàn)算 PAGEREF _Toc20184 56 HYPERLINK l _Toc27641 第3章下部構(gòu)造的設(shè)計(jì) PAG

19、EREF _Toc27641 59 HYPERLINK l _Toc3405 3.1 蓋梁的計(jì)算 PAGEREF _Toc3405 59 HYPERLINK l _Toc31384 3.1.1荷載計(jì)算 PAGEREF _Toc31384 59 HYPERLINK l _Toc19602 3.1.2 力計(jì)算 PAGEREF _Toc19602 67 HYPERLINK l _Toc8200 3.2 橋墩墩柱計(jì)算 PAGEREF _Toc8200 67 HYPERLINK l _Toc17573 3.2.1 荷載計(jì)算 PAGEREF _Toc17573 67 HYPERLINK l _Toc184

20、92 3.2.2 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc18492 69 HYPERLINK l _Toc15839 3.3 鉆孔灌注樁計(jì)算 PAGEREF _Toc15839 71 HYPERLINK l _Toc7600 3.3.1荷載計(jì)算 PAGEREF _Toc7600 71 HYPERLINK l _Toc13889 3.3.2 樁長計(jì)算 PAGEREF _Toc13889 72 HYPERLINK l _Toc5614 3.3.3 樁的力計(jì)算法 PAGEREF _Toc5614 73 HYPERLINK l _Toc18041 3.3.4 樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算 PAG

21、EREF _Toc18041 75 HYPERLINK l _Toc8978 3.3.5 墩頂縱向水平位移驗(yàn)算 PAGEREF _Toc8978 76 HYPERLINK l _Toc27595 結(jié) 論 PAGEREF _Toc27595 78 HYPERLINK l _Toc14974 致 PAGEREF _Toc14974 79 HYPERLINK l _Toc18048 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc18048 80. 可修編-. 前 言公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)開展和人民生活效勞的公共根底設(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。我國從七五開場，公路建立進(jìn)入了高等級(jí)公

22、路建立的新階段，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、上部構(gòu)造計(jì)算，下部構(gòu)造計(jì)算，施工組織管理與運(yùn)營，施工圖繪制,各構(gòu)造配筋計(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，橋梁上部構(gòu)造的計(jì)算著重分析了橋梁在施工及使用過程中恒載以及活載的作用力，采用整體的自重

23、荷載集度進(jìn)展恒載力的計(jì)算。按照新規(guī)公路I級(jí)車道荷載進(jìn)展布置活載，并進(jìn)展了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)展預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度，正應(yīng)力及主應(yīng)力的驗(yàn)算。下部構(gòu)造采用以鉆孔灌注樁為根底的墩柱，并分別對(duì)橋墩和樁根底進(jìn)展了計(jì)算和驗(yàn)算。主要依據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)JTG D062-2004,公路橋涵地基與根底設(shè)計(jì)規(guī)JTJ 024-85,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)教師于教師及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)教師和同學(xué)們表示衷心的感。由于公路橋梁工程

24、技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，加之本人能力所限，設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤和缺乏再所難免，敬請(qǐng)各位教師給予批評(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)展方案比1.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T梁1.1.1 根本構(gòu)造布置設(shè)計(jì)資料 橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：30m墩中心距，全橋共：120米，分4跨，主梁全長：29.96m，橋面凈空：凈9+21.5m=12m；計(jì)算跨徑：29.5m。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

25、橋臺(tái)，樁根底；采用簡支轉(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、平安可靠；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。上部構(gòu)造施工較連續(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。4 * 30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3kN/m。材料及工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋；混凝土：主梁采用C50混凝土，橋面鋪裝用C30混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：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)JTG D622004的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束，=186

26、0MPa。簡支梁的優(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。全橋分四跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m。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1.2箱梁尺寸擬定1拱箱寬

27、度：由構(gòu)件強(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，假設(shè)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：這局部空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力局部，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：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板

28、，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橋面鋪裝及縱橫坡度 橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.08m。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。采用裝配整體式構(gòu)造型式，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。構(gòu)造受力合理，變形??；橋面連續(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型梁要多一些

29、。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)方案比擬方案橋梁全長：4*30m1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)，樁根底；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),更能表達(dá)出它的優(yōu)勢。該橋型連續(xù)，行車舒適；但上部構(gòu)造施工工序較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)橋橋梁上部構(gòu)造建筑高度較高

30、，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，比擬適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計(jì)用，因此我選著了方案一。第2章 上部構(gòu)造設(shè)計(jì)2.1 計(jì)資料及構(gòu)造布置2.1.1 設(shè)計(jì)資料1橋梁跨徑及橋?qū)?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30m墩中心距離； 主梁全長：29.96m； 計(jì)算跨徑：29.5m； 橋面凈空：凈9m+21.5m=12m；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3KN/m。3材料及工藝 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及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)JTG D622

31、004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及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)JTG D6220045根本計(jì)算數(shù)據(jù)見表2.12.1.2 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

32、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9m+21.5m的橋款選用六片主梁，如圖2.1所示。表2.1根本計(jì)算數(shù)據(jù)名稱工程符號(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)

33、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5.652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1700mm的主梁高度比擬適宜。 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

34、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。馬蹄尺寸根本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐說明，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為適宜。圖2.1構(gòu)造尺寸圖 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2.2。表2.2截面幾何特性計(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.

35、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13205.572601331067.315980439.75993750三角承托30013.54050937.559.311055302.81056240腹板20858

36、0.5167842.53357024-7.69123298.83480323下三角165146.33324144.91101.7-73.52891856.4892966馬蹄90016014400030000-87.196841886.568718874770347297.4182951664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)： 說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，馬蹄局部逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的根本布置到這里就根本完畢了。2.1.4 橫隔梁的布置由于主梁很長，為了減小跨中

37、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)及梁端，其間距為7.25m。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7.25m)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)制梁永久作用集度二期永久作用現(xiàn)澆T梁翼板集度 邊梁現(xiàn)澆局部橫隔梁 一片中橫隔梁現(xiàn)澆局部體積： 一片端橫隔梁現(xiàn)澆局部體積： 故：鋪裝 8cm混凝土鋪裝： 5cm瀝青鋪裝： 假設(shè)將橋面鋪裝均攤給六片主梁，則：欄桿 兩側(cè)防撞護(hù)欄分別為4.99KN/m 假設(shè)將兩側(cè)防撞欄均攤給六片主梁，

38、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)*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)彎矩KN.m)2478.71859.011084.430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，構(gòu)造的沖擊系數(shù)與構(gòu)造的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)算構(gòu)造的頻率。簡支梁橋的頻率可采用以下公式估算： 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)展車道折減，三車道折減22%，四車

39、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)五道橫隔梁，具有可靠地橫向聯(lián)系，且承重構(gòu)造的長寬比為： 因此采用G-M法：主梁的抗彎及抗扭慣性矩和=21806914=2.1806914 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： 馬蹄局部的換算平均厚度： 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

40、.9158.7930.3091.37555馬蹄4525.51.76470.2151.604234.31336 單位抗彎及抗扭慣矩：橫梁抗彎及抗扭慣矩 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： =0.00099+0.02+0.050625+0.0516=0.1267 故 單位彎矩及抗扭慣矩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?取為計(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)，查G-M圖表，可得表中數(shù)值，如表2.5。表2.5 G-M圖表值

41、梁位荷載位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-BK000.840.921.001.11.111.11.000.920.84B/41.621.51.221.181.100.780.550.300.10B/22.522.101.741.400.980.620.22-0.18-0.543B/43.302.722.11.520.960.42-0.12-0.60-1,2B4.83.462.421.640.880.13-0.52-1.13-1.78K100.940.991.021.061.11.061.020.990.94B/41.081.081.071.071.010.990.940.

42、880.84B/21.221.201.161.061.000.920.850.800.743B/41.401.301.201.080.990.880.800.720.68B1.681.461.271.110.980.870.790.700.60用插法求各梁位處值： 1號(hào)、6號(hào)梁： 2號(hào)、5號(hào)梁： 3號(hào)、4號(hào)梁：列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值：如下表2.6表2.6 各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值列表梁號(hào)計(jì)算式何載位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B一號(hào)1.491.351.221.090.990.880.800.710.653.802.972.211.560.930.32-0

43、.25-0.78-1.39-2.31-1.61-0.98-0.470.050.551.051.492.05-0.31-0.21-0.13-0.060.010.070.140.200.273.492.752.081.500.940.40-0.11-0.58-1.120.580.460.350.250.160.07-0.02-0.10-0.19二號(hào)1.221.201.161.061.000.920.850.800.742.522.101.741.400.980.620.22-0.18-0.54-1.30-0.90-0.58-0.340.020.300.630.981.28-0.17-0.12-0.

44、08-0.050.000.040.080.130.172.351.981.661.350.980.660.30-0.05-0.370.390.330.280.230.160.110.05-0.01-0.06三號(hào)1.031.051.051.071.041.010.970.920.871.361.311.151.151.100.890.700.510.35-0.33-0.26-0.09-0.09-0.060.130.270.410.53-0.04-0.03-0.01-0.01-0.010.020.040.050.071.321.271.131.141.090.900.740.560.420.220

45、.210.190.190.180.150.120.090.07繪制橫向分布影響線圖如以下圖2.5所示，求橫向分布系數(shù)圖2.5 跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖 對(duì)號(hào)梁：兩車道 對(duì)號(hào)梁：兩車道 對(duì)號(hào)梁：兩車道 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以下圖2.6所示，在橫向按最不利荷載布置。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)匯總表荷載類別公路I級(jí)0.520.250.4490.550.2150.550.2150.550.2150.550.5

46、20.253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)30米跨徑時(shí)P=305KN，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所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力圖2.7跨中截面計(jì)算簡

47、圖車道均布荷載標(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)值所以，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)截面計(jì)算簡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)截面計(jì)算簡圖通過比擬，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)截面的最大剪力如以下圖2.10圖2.10支點(diǎn)截面計(jì)算簡圖可變作用沖擊效應(yīng)： 2.2.3.主梁作用效應(yīng)組合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

48、能力極限狀態(tài)根本組合如下表2.8所示表2.8 主梁作用效應(yīng)組合表序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)Mma*Vma*Mma*Vma*Mma*Vma*Vma*(KN.m)(KN)(KN.m)(KN)(KN.m)(KN)(KN)1 第一期永久作用1433.9301174.62116.01627.13159.43212.362 第二期永久作用764.970474.5633.07334.8764.19185.83 總永久作用=(1)+(2)2198.901649.18149.08962223.621298.164 可變作用公路一級(jí)2225.35134.571309.46187.81632.64

49、201.442135可變作用沖擊525.1831.76309.0344.18149.347.5450.276 標(biāo)準(zhǔn)組合=4949.43166.333267.67381.071743.94472.601561.433+4+57 短期組合=3756.64594.1992565.802280.5471404.848364.629447.263+0.748 承載能力極限狀態(tài)組合=6989.422232.8624244.902503.6822249.116616.9172726.371.2(3)+1.4(4)+(5)2.3.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置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

50、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)歷系數(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)歷系數(shù)，一般采用0.750.77，取0.76預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，1260MPa根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)取鋼束數(shù)n=62.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置1跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 1對(duì)于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些，采

51、用徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預(yù)規(guī)9.1.1條例規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的1/2。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： 2預(yù)制時(shí)在梁端錨固N(yùn)1N6號(hào)鋼束，對(duì)于錨固截面，為了方便拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足拉要求，也要使預(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。圖2.11跨中預(yù)應(yīng)力鋼束布置 圖2.12錨固點(diǎn)預(yù)應(yīng)力鋼束布置錨固端截面所布置的鋼束如圖2.12所示。鋼束群重心至梁底的距離為： 為驗(yàn)核上述布置得鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特征如表2.9，如圖1.13示出了計(jì)算圖示。圖2.13

52、 錨固端鋼束群位置圖 圖2.14錨固到支座中心線的水平距離表2.9鋼束錨固截面幾何特征計(jì)算分塊名稱(cm) (cm) 1 2(4) (5)(6) (7)=(4)+(6)翼板22005.51210022183.364.299093049.029115232.32三角承托117.512.571476.98144.257.22384710.09384854.29腹板 715590.5647527.515073796.3-20.713068808.8418142605.149472.5108.57661104.4815096123.8100.812546567.9527642691.75 其中： 故計(jì)

53、算得：說明鋼束群重心處于截面的核心圍。2鋼束彎起角和線形確實(shí)定 確定鋼束起彎角時(shí)，要考慮到其因彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，同時(shí)要考慮到由其增大而導(dǎo)致磨擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。故將錨固端截面分為上、下兩局部，如圖2.15所示暫定上部鋼束彎起角為15；下部鋼束彎起角暫定為7，所有鋼束線型均先用兩端為圓弧線中間再加一段直線，且整根鋼束管道都布置同一豎直平面。圖2.15鋼筋彎起計(jì)算圖示 1計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固到支座中心線的水平距離見圖2.14為：以下圖示出了鋼束計(jì)算圖式如圖2.15，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離列表計(jì)算表2.10 表2.10 鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離鋼束號(hào)起彎高度y(cm)y

54、1(cm)y2(cm)L1(cm)*3(cm)R(cm)*2(m)*1(m)N1(N2)2112.198.8110099.2571181.94144.041139.03N3(N4)4512.1932.8110099.2574401.75536.44742.94N510725.8881.1210096.59152380.69616.17667.88N612525.8899.1210096.59152908.95752.89524.732控制截面的鋼束重心位置計(jì)算各鋼束重心位置計(jì)算如下表2.11 由圖示的幾何關(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)算截面在近端錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為：式

55、中：鋼束彎起后，在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離；計(jì)算截面處鋼束的升高值；鋼束起彎前到梁底的距離；鋼束彎起半徑計(jì)算鋼束群重心到梁底距離 表2.11 各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號(hào)R(cm) 四分點(diǎn)N1(N2)未彎起1181.949912.65N3(N4)未彎起4401.751515N57.122380.690.0029910.99999599N6150.272908.950.05165780.9986651518.9變化點(diǎn)N1(N2)110.211181.940.09324710.995643914.154.38N3(N4)537.454401.750.12209840.992

56、5181547.9N5566.122380.690.237796490.971315977.3N6792.512908.95 0.2724392 0.962173 15 125 支點(diǎn)直線段y67.72N1(N2)21732.323.968926N3(N4)45728.633.5151556.5N51071530.648.219107.8N61251524.216.48715133.53鋼束長度計(jì)算其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)展計(jì)算。通過每根鋼束長度計(jì)算，就可以得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度。如表2.12所示：表2.12 鋼束長度計(jì)算鋼束號(hào)R(cm)鋼束起角度曲線長度cm)直

57、線長度直線長度 有效長度鋼束預(yù)留長度(cm)鋼束長度cm)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)N1(N2)1181.947144.331139.031002766.721402906.72N3(N4)4401.757537.5742.941002760.881402900.88N52380.6915622.95667.881002781.661402921.66N62908.9515761.18524.731002771.821402911.822.4 計(jì)算主梁截面幾何特征：2.4.1 截面面積及慣矩計(jì)算1凈截面幾何特征計(jì)算。 在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計(jì)算小截面的幾何

58、特征如下表2.13跨中截面。 計(jì)算公式如下： 截面積 截面慣矩2換算截面幾何特征計(jì)算 1整體截面幾何特征計(jì)算 在使用荷載階段需要計(jì)算大截面的幾何特性，計(jì)算公式如下： 截面積 截面慣矩 式中：、分別為混凝土毛截面面積和慣矩；、分別為一根管道截面積和鋼束截面積；、分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離；分面積重心到主梁上緣的距離；計(jì)算面積所含的管道鋼束數(shù)；鋼束與混凝土的彈性模量比值，得=5.65。 2有效分布寬度截面幾何特性計(jì)算 根據(jù)公預(yù)規(guī)4.2.2條，預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計(jì)算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時(shí)，預(yù)加力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計(jì)算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計(jì)算

59、。有效分布寬度的計(jì)算 根據(jù)公預(yù)規(guī)4.2.2條，對(duì)于T形截面受壓翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)取用以下三者中的最小值： 故：=200cm有效分布寬度截面幾何特性計(jì)算 由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全截面值。表2.13跨中翼緣全寬截面面積和慣矩計(jì)算表截面分塊名稱分塊面積Ai分塊面積重心至上緣的距離分塊面積對(duì)上緣靜矩全截面重心到上緣距離分塊面積的自身慣性矩積Ai重心至上對(duì)上緣靜心到上緣的自身慣緣距離矩距離性矩Ii(cm)b1=120凈截面毛截面477072.81347297.467.5118295166-5.313398916141305扣管道面積-279158-44145.2略-90.49

60、-22878504490.6303152.218295166-2153861b1=200換算截面毛截面565062.33352137.466818201619911339鋼束換算面積234.3615837028.88略91.86-19775915884.36389166.321806914-1895575計(jì)算數(shù)據(jù)n=6根 2.4.2 截面靜矩計(jì)算 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，這兩個(gè)階段的剪力應(yīng)該疊加。在每一個(gè)階段中，但凡中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都是需要計(jì)算的，拉階段和使用階段的截面(如圖2.16，除了兩個(gè)階段a-a和b-b位置的剪力需要