30米跨徑預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋

內(nèi)蒙古大學(xué)創(chuàng)業(yè)學(xué)院PAGEPAGE80第一部分水文資料計算1.1原始資料設(shè)計流量：377m3/s設(shè)計流速：3.02m/s河床比降：5‰汛期洪水含沙量：11㎏/m3橋位處于山區(qū)地區(qū)，汛期多為六、七級風(fēng)，風(fēng)速為15m/s，風(fēng)壓為。無流冰現(xiàn)象，亦無流木和較大漂浮物。無航道要求，無抗震要求。該河為季節(jié)性河流，洪水時波浪推進長度為200m，此段水深與橋位處基本相同，該地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m，雨季在6、7、8月份。1.2水文設(shè)計及計算1.2.1計算資料1.水力半徑：R===1.68m2.平均水深：===1.69m判斷河流為次穩(wěn)定河段，利用公式校核V=m=28.75××=2.85m/s＜3.02m/s=·=138.89×2.85=395.84m3/s﹥377m3/s則：該河水文設(shè)計計算采用原始設(shè)計流速，流量采用=395.84m3/s過水面積計算表表1-1里程樁號河床標(biāo)高（m）水深(m)水平距離（m）濕周（m）過水面積()累計K2+278.63231.120.0011.3711.468.81=138.89（）=82.53m+290229.571.4410.0010.0116.50+300229.372.2110.0010.0320.80+310228.712.2310.0010.0123.75+320228.782.2510.0010.0223.10+330228.842.2010.0010.0420.90+340229.221.8010.0010.0316.95+350229.631.4010.8410.938.80K2+360.84231.070.001.3擬定橋長由于G河橋位處于峽谷山區(qū)地形及直流匯入主流口，按地形布孔不壓縮河槽，可不做橋孔最小凈長計算，初步擬定=90m。1.4壅水高度0.15×（）=0.15m最大壅水高度其中==0.71，=1.69m則有：=0.209mm初步擬定橋梁上部結(jié)構(gòu)高度為1.9m。<236m，則采用路面標(biāo)高，即=236m。1.5沖刷深度1.5.1一般沖刷面圖可以確定河底為粒砂夾礫石，根據(jù)《公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范》推薦公式：，其中，，，，，，m3/s，。則：1.5.2局部沖刷其中：，則有m/s。m/s則有：其中：m/s，，則：橋下綜合沖刷最大水深橋下最低沖刷線高程基礎(chǔ)埋置高程。第二部分橋梁設(shè)計方案擬定與比選2.1設(shè)計資料技術(shù)指標(biāo)：汽車荷載—公路Ⅱ級橋面寬度—8.5m，采用7+20.75m通航等級：無要求地震動參數(shù)：無抗震要求2.2設(shè)計方案鑒于該橋的地質(zhì)情況，處于峽谷地形，故比選方案主要采用預(yù)應(yīng)力簡支梁橋、箱梁橋及空心板橋。2.2.1方案一預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋（330m）優(yōu)點：制造簡單、整體性好、接頭也方便，而且能有效的利用現(xiàn)代高強材料，減少構(gòu)體截面，與鋼筋混凝土相比，能節(jié)省鋼材，且在荷載的作用下不會出現(xiàn)裂縫，基礎(chǔ)施工項目較少等。缺點：預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大影響橋面線形，使橋面的鋪裝層厚度增加。施工方法：采用預(yù)制拼裝法(后張法)施工，即先預(yù)制T型梁，然后使用大型機械吊裝的一種施工方法，其中后張法的施工流程為：先澆筑構(gòu)體混凝，并在其中預(yù)留孔道。待混凝土達到要求的強度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入預(yù)留的孔道內(nèi)，將千斤頂支承與混凝土構(gòu)體端部，張拉預(yù)應(yīng)力，待到張拉控制拉力后，即用夾片錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)體上，使混凝土保持其預(yù)應(yīng)力，最后在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)壓注水泥漿，使預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土黏結(jié)成一個整體，封錨。2.2.2方案二預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱型梁橋（330m）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)鋼度大、變型小、行車舒適、伸縮縫少、抗震力強，線條明快，施工工藝相對簡單，后期養(yǎng)護成本不高。缺點：橋墩處箱梁根部建筑高度大，美觀上欠缺，超靜定結(jié)構(gòu)，對地基要求較高，且采用現(xiàn)澆施工工期較長，變截面施工浪費模板。施工方法：采用懸臂澆筑施工，用單懸臂—連續(xù)的施工程序。這種方法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋、移動機具、繼續(xù)施工。2.2.3方案三預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋（330m）優(yōu)點：預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)通過高強鋼筋對混凝土預(yù)壓，不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，構(gòu)件外形簡單，方便施工，工期短，橋形美觀。缺點：橋面接縫較多，行車不順，同時其橋梁的運營養(yǎng)護成本較高，且基礎(chǔ)較多，施工費用昂貴。施工方法：采用預(yù)置裝配（先張法）的施工方法，先張法預(yù)制構(gòu)體的制作工藝是在澆筑混凝前進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，并將其錨固在臨時張拉臺上，然后按照支立?！摷芄羌艹尚汀Я?cè)?！獫仓罢駬v混凝土，養(yǎng)護及拆除模板，待混凝土達到規(guī)定強度逐漸將預(yù)應(yīng)力筋松弛，利用鋼筋回縮與混凝土之間的粘結(jié)作用使構(gòu)體獲得預(yù)應(yīng)力，后期養(yǎng)護項目多且費用偏高。2.3方案比選表方案比選表表2—1方案設(shè)計方案一設(shè)計方案二設(shè)計方案三適用性各梁受力相對獨立，避免超靜定梁的復(fù)雜問題，行車較舒適。箱型截面抗扭剛度大，可以保證其強度和穩(wěn)定性，有效的承擔(dān)正負彎矩，橋梁結(jié)構(gòu)剛度大，變形小?？招陌褰孛?，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)體外形簡單，制作方便工期短。美觀性構(gòu)造簡單、線條簡明全橋線條明顯，橋型美觀，與環(huán)境協(xié)調(diào)度較好。全橋線條簡潔，但橋孔跨度多，因此顯得有些繁瑣，影響橋型美觀。施工難易等跨經(jīng)布置，細部尺寸相同，可以重復(fù)利用模板預(yù)制施工較為方便。變截面、梁、浪費模板，且施工工期長，工續(xù)復(fù)雜，相對于方案一較復(fù)雜。相對于方案一和方案二施工較簡單。經(jīng)濟性節(jié)約模板，加快橋梁施工進度，節(jié)省費用，但基礎(chǔ)設(shè)計量大。造價相對高于方案一，對基礎(chǔ)要求較高，整體費用高昂后期養(yǎng)護成本在三個方案中最高且基礎(chǔ)施工多通過對比從受力合理，安全適用，經(jīng)濟美觀的角度綜合考慮方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋為最佳推薦方案，此方案采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單.節(jié)省材料，合理經(jīng)濟，施工方便且施工周期較短，而且橋型線條流暢美觀。第三部分橋梁設(shè)計資料及構(gòu)造布置3.1設(shè)計資料3.1.1橋跨及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：30m計算跨徑：29.5m主梁長：29.96m設(shè)置4cm的伸縮縫橋面凈空：凈一3.1.2設(shè)計荷載：公路一Ⅱ級，車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值7.875KN/m，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值人群荷載：，欄桿及人行道每側(cè)重力取。3.1.3材料及工藝混凝土：主梁用C40，欄桿及橋面鋪裝用C25。預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）的鋼絞線，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強度設(shè)計值。彈性模量；錨具采用夾板式群錨。普通鋼筋直徑大于和等于的采用HRB335鋼筋，直徑小于的均采用HRB235鋼筋。按后張法施工工藝制作橋梁，預(yù)制主梁時，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉，主梁安裝就位后現(xiàn)澆40cm寬的濕接縫。最后階段施工采用60mm3.1.4設(shè)計依據(jù)1.《公路工程技術(shù)指標(biāo)》（JTGB01-2003）；2.《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）；3.《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》（人民交通出版社）；4.《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）.3.2構(gòu)造布置3.2.1主梁間距采用裝配式施工，根據(jù)橋面截面尺寸及經(jīng)濟因素等考慮，主梁間距一般在1.8-2.3m之間，本設(shè)計采用2.0m，整個橫橋向共4片主梁，設(shè)計梁寬均為。預(yù)制時邊梁寬，主梁之間留0.4m的后澆段即鉸接縫寬0.4m。3.2.2主梁高根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁界面設(shè)計經(jīng)驗，梁高選取在跨徑之間，本設(shè)計取大值：，取1.9m。3.2.3橫隔板間距為了增強主梁之間的橫向連接剛度，除設(shè)置端橫隔梁外，還設(shè)置5片中橫隔梁，間距4.9m,共計7片。端橫隔板距支承線3.2.4梁肋根據(jù)抗剪剛度需要，肋寬由構(gòu)造和施工要求決定，但不得小于140mm，本設(shè)計選用200mm。在梁端在一個橫隔板間距內(nèi)腹板中按直線加厚至馬蹄寬，馬蹄高度由在一個橫隔板間距內(nèi)直線加高至梁上梗肋處。3.2.5橋面鋪裝采用厚度為6cm的瀝青混凝土，坡度由6-12cm的C25的混凝土三角墊層形成.3.2.6橫斷面圖具體尺寸見下圖（單位：cm）3.2.7馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計實踐表明，馬蹄的總面積占總面積的為宜。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初步擬定馬蹄寬度為，高度為，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度為。第四部分主梁截面幾何特性計算4.1截面幾何特性中主梁跨中毛截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖（a）及表4-1，在使用階段如圖4-2及表4-3。預(yù)制時翼緣板寬為1.6m,使用時為2.0m，分別計算這二者的截面特性，可以采用分塊面積法、節(jié)線法。本設(shè)計采用分塊面積法，計算公式如下：毛截面面積：各分塊面積對上緣的面積矩：毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x：毛截面慣性矩計算用移軸公式：幾何特性計算結(jié)果見下表，同理可知根據(jù)及支座截面的幾何特性，匯總與表4-3.預(yù)制階段中主梁跨中截面幾何特性如下表：表4-1分塊（）（cm）()(cm)()12400.007.5018000.000.0045000.009285216.0023000.0082.50247500.000.005625000.00491520.0031000.00177.5177500.000.0052083.3011620840.004200.0016.673334.000.00277.80562436.185150.00160.0024000.000.001875.001223113.506750.00470334.0069.705724236.1023183125.68=。預(yù)制階段邊主梁跨中截面幾何特性如下表：表4-2分塊（）（cm）()(cm)()12700.007.5020250.0050625.009568316.4323000.0015.47247500.005625000.00717962.7031000.00177.50177500.0052083.3012203620.904200.0016.673334.00277.80507225.925150.00160.0024000.001875.001296513.137050.00472584.0067.035729861.1024293639.09各截面的幾何特性匯總于下表：表4-3截面（）()(cm)()跨中(L/4)中主梁預(yù)制6750.00470334.0069.7028.910.51邊主梁預(yù)制7050.00472584.0067.0330.020.51使用階段7350.00474834.0064.6031.050.52L/8中主梁預(yù)制7505.92567160.0875.5631.630.48邊主梁預(yù)制7805.92569410.0872.9532.830.49使用階段8105.92571660.0870.5234.030.49支點中主梁預(yù)制9512.50737328.1477.5134.63.0.42邊主梁預(yù)制9812.50739578.1375.3735.940.42使用階段10112.50741828.1373.3637.240.434.2界面效率指標(biāo)（跨中）上核心距：下核心距：界面效率指標(biāo)從經(jīng)濟形考慮，通常希望在以上，由上述計算可知此截面較為合理。第五部分主梁內(nèi)力計算5.1恒載內(nèi)力計算5.1.1主梁預(yù)制時的自重（一期恒載）翼板寬度為1.6m1.按跨中截面計算，主梁每延米自重。中主梁：邊主梁：2.由馬蹄增高與梁端加寬所增加的重量折成每延米重。增加的體積3.橫隔梁折成每延米重橫隔梁布置見圖見下，中、端橫隔梁擬布置相同的高度以保證橫隔梁底部與主梁底梁之間有一定的空隙，橫隔梁寬度為10-16cm，采用內(nèi)寬外窄的楔形，有利于脫模。端橫隔梁重量中橫隔梁重量4.每延米自重總和中主梁：邊梁：5.1.2面板間頭（二期恒載）中主梁：邊主梁：5.1.3欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）橋面鋪裝層：欄桿和人行道：查閱規(guī)范可知，每側(cè)欄桿及人行道作用力為，則5.1.4主梁恒載總和見表5-1表5-1荷荷載梁第一期恒載第二期恒載第三期恒載總和中主梁20.1751.5008.69530.370邊主梁20.0250.7508.69529.4705.1.5梁恒載內(nèi)力計算計算公式：設(shè)為計算截面離支座的距離，并令，則主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：；主梁恒載內(nèi)力值見表5-2：5.2主梁活載橫向分布系數(shù)的計算5.2.1支點位置處，采用杠桿原理法進行計算對主梁從左到右依次編號為①②③④表5-2項目L/2L/4L/8L/4L/8支點108.7881.5947.597.3711.06314.75第一期恒載中主梁2194.601646.10960.10148.80223.20297.60邊主梁2178.301633.80953.00147.70221.60295.40第二期恒載中主梁163.20122.4071.4011.1016.6022.20邊主梁81.6061.2035.705.608.3011.10第三期恒載中主梁945.90709.40413.8064.1096.20128.30邊主梁945.90709.40413.8064.1096.20128.30中主梁3303.702477.901445.30224.00336.00448.00邊主梁3205.802404.501402.50217.40326.00434.70對于①號梁汽車荷載人群荷載對于②號梁對于汽車荷載對于人群荷載5.2.2跨中的橫向分布系數(shù)本橋承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為，所以可按修正的偏心壓力法繪制影響線。1.計算主梁抗扭慣性矩對于T形梁，抗扭慣性矩可近似等于各個矩形截面的抗扭慣性矩之和式中——相應(yīng)位單個矩形截面的寬度和厚度；——矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)比值計算；——梁截面劃分成單個進行截面的塊數(shù)。主梁截面重心位置，根據(jù)之前結(jié)果：跨中截面，翼緣板的厚度取15，忽略加厚三角形區(qū)域的面積對于翼板，查表可知=對于梁肋，故對于馬蹄，故則主梁抗扭慣性矩。各根主梁的橫截面變化趨勢相同，梁根數(shù)為4，梁間距為2m2.計算抗扭修正系數(shù)取3.按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標(biāo)值：對于①號梁1號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖5-8所示進而由和計算橫向影響線的零點位置，設(shè)零點至4號梁的距離為則：，對于汽車荷載：，，，，對于人群荷載：即：對于②號梁2號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖5-9所示，，在2號梁外側(cè)2.77m處，為零點至4號梁距離對于汽車荷載：，，，即對于人群荷載：，即荷載橫向分布系數(shù)匯總于下表：5-3表5-3荷載類別1234車輛荷載0.6470.5500.5480.5500.5480.5500.6470.550人群0.7671.4380.4180.0000.4180.0000.7671.4381號梁沿橋跨方向荷載橫向分布系數(shù)的變化：見圖5.3活載內(nèi)力計算采用直接加載求汽車荷載內(nèi)力及人群荷載內(nèi)力，計算公式為：——所求截面的彎矩或剪力；——汽車荷載的沖擊系數(shù)；——多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)，雙車道不進行折減，故=1.00；——汽車和人群的跨中荷載橫向分布系數(shù)；——集中荷載作用處的橫向分布系數(shù)；——車道荷載中的均布荷載及人群荷載；——車道荷載中的集中荷載；——彎矩或剪力影響線的面積；——與車道荷載的集中荷載對應(yīng)的影響線面積；公路—Ⅱ級車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：均布荷載，計算彎矩時集中荷載，計算剪力時集中荷載應(yīng)乘以的系數(shù)。簡支梁橋結(jié)構(gòu)基頻可用下式計算式中——結(jié)構(gòu)計算跨徑；——結(jié)構(gòu)材料的彈性模量；——結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩；——結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量；——結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力；——重力加速度；查規(guī)范得：。沖擊系數(shù)：以1號梁為例進行計算，計算各截面的彎矩和剪力5.3.1跨中截面1.彎矩跨中截面彎矩影響線面積：=2.剪力跨中截面剪力影響線面積：5.3.2截面彎矩和剪力的計算1.彎矩L/4截面彎矩影響線面積：2.剪力L/4截面剪力影響線面積：5.3.3截面1.彎矩L/8截面彎矩影響線面積：2.剪力L/8截面剪力影響線面積：5.3.4支座截面處的彎矩和剪力計算橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度影響限額面積5.42號梁沿橋跨方向荷載橫向分布系數(shù)變化2號梁沿橋跨方向荷載橫向分部系數(shù)變化見圖5-155.5主梁內(nèi)力組合根據(jù)橋梁的跨徑可知，此橋位中橋，故結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.05.5.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計作用效應(yīng)組合，基本組合時：查表可知，，，5.5.2按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，長期效應(yīng)組合時：，1號梁組合值如下表5-4表5-4序號荷載類別彎矩剪力L/8L/4L/2梁端L/8L/4(1)恒載1402.502404.503205.80434.70326.00217.40(2)汽車荷載692.021186.371581.79242.75203.47167.27(3)人群荷載44.7676.74102.3111.6710.627.81(4)1.2×恒載1683.002885.403846.96521.64391.20260.88(5)1.4×人群荷載62.66107.44143.2316.3414.8710.93(6)0.8×1.4×人群荷載50.1385.95114.5813.0711.908.74(7)承載能力極限基本組合4+5+61795.803078.804104.80551.05417.97280.55(8)0.7×汽車荷載/1.3372.63638.81851.73130.71109.5690.07(9)0.4×汽車荷載/1.3212.93365.04486.7074.6962.6151.47(10)0.4×人群荷載17.9030.7040.924.674.253.12(11)正常極限設(shè)計值短期組合1+8+31819.903120.104159.80577.10446.20315.30(12)正常極限設(shè)計值長期組合1+9+101633.302800.203733.40514.10392.90272.00控制設(shè)計的計算內(nèi)力1819.903120.104104.80577.10446.20315.302號梁組合值見表5-5表5-5序號荷載類別彎矩剪力L/8L/4L/2梁端L/8L/4(1)恒載1445.302477.903303.70448.00336.00224.00(2)汽車荷載817.041400.691867.55254.36240.22197.49(3)人群荷載58.89100.97134.6228.9813.9710.27(4)1.2×恒載1734.362973.483964.44537.60403.20268.80(5)1.4×人群荷載82.45141.36188.4740.5719.5614.38(6)0.8×1.4×人群荷載65.96113.09150.7832.4615.6511.50(7)承載能力極限基本組合4+5+61882.803227.904303.70610.60438.40294.70(8)0.7×汽車荷載/1.3439.94754.221005.60136.96129.35106.34(9)0.4×汽車荷載/1.3251.40430.98574.6378.2673.9160.86(10)0.4×人群荷載23.5640.3953.8511.595.604.12(11)正常極限設(shè)計值短期組合1+8+31944.103333.104443.90613.90479.30340.60(12)正常極限設(shè)計值長期組合1+9+101720.302949.303932.20537.90415.50289.00控制設(shè)計的計算內(nèi)力1944.103333.104443.90613.90479.30340.60各截面正常極限設(shè)計值短期、長期組合值及控制設(shè)計的計算內(nèi)力和，匯總于下表表5-6梁號荷載類別彎矩剪力L/8L/4L/2梁端L/8L/41號邊梁正常極限設(shè)計值短期組合1944.13333.14443.9613.9479.3340.6正常極限設(shè)計值長期組合1720.32949.33932.2537.9415.5289.0承載力極限設(shè)計值基本組合1944.13333.14443.9613.9479.3340.62號邊梁正常極限設(shè)計值短期組合1819.93120.14159.8577.1446.2315.3正常極限設(shè)計值長期組合1633.32800.23733.4514.1392.9272.0承載力極限設(shè)計值基本組合1819.93120.14104.8577.1446.2315.3控制設(shè)計的計算內(nèi)力1944.13333.14443.9613.9479.3340.6第六部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁配筋設(shè)計6.1估算預(yù)應(yīng)力鋼筋面積按照構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，根據(jù)跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面所用的有效預(yù)加力：式中————荷載觀其效應(yīng)彎矩組合，取=4443.9；————=1900-646-145=mm，A=735000;———抵抗彎矩，預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋的控制應(yīng)力，預(yù)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%計算，則預(yù)應(yīng)力鋼筋面積根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋可知采用（七股）型鋼絞線，公稱直徑取用，現(xiàn)確定孔道數(shù)為6，每個孔道都布置415.24鋼絞線，共24根。錨具采用夾片式群錨，70金屬波紋管孔，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積。6.2鋼束的布置6.2.1跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合《橋梁規(guī)范》中的有關(guān)構(gòu)造要求，參考已有的設(shè)計圖紙并按《公橋規(guī)》中的構(gòu)造要求，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進行初步布置，如圖6-1所示：為了減小支點和錨固面上的預(yù)應(yīng)力偏心距和避免過大的局部集中應(yīng)力，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力鋼筋盡量布置的分散和均勻一些。6.2.2其他截面鋼束位置及傾角計算1.鋼筋的彎起形狀、彎起角及彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的彎曲方式，為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，各鋼束的彎起角度，1、2號采用；3、4、5、6號采用根據(jù)以上圖確定升高值，根據(jù)錨固面的設(shè)計圖確定支點至錨固點的水平距離2.鋼束彎起點及其半徑計算以2號鋼束為例，其彎起布置如圖6-3，鋼束彎起點的計算簡圖見圖6-4。由得：彎起點K的位置：同理可以計算、、的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于各鋼束彎曲控制要素表，表6-1中表6-1鋼束號升高值支點至錨固點的距離彎起點K至跨中線水平距離2141130.97445501.40.22501237.57.46245.01115130.97444486.90.22501009.315.54481.25-65690.98774548.50.1564711.516.04779.53-43590.98772842.80.1564444.711.291041.63.各截面鋼束位置及其傾角計算以2號鋼束為例，計算鋼束上任一點離梁底距離及該點處鋼束的傾角，計算截面至彎起點之間的水平距離，式中：為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，為點所在計算截面處鋼束位置的升高值。對于2號預(yù)應(yīng)力鋼束來說，支點截面各截面鋼束位置及其傾角計算值詳見表6-2所：表6-2計算截面鋼束編號跨中截面2為負值尚未彎起00101919110105-619193-41010平均傾角001鋼束截面重心14.5L/4截面2492.55501.45.136122.11941.11256.34486.93.27467.31017.35-6為負值尚未彎起001019193-41010平均傾角4.2050.07330.9973鋼束截面重心19.5L/8截面2861.35501.49.007367.81986.81625.14486.98.008343.81053.85-6326.84548.54.120111.81930.83-4為負值尚未彎起00.010.010.0平均傾角7.04520.12270.9924鋼束截面重心37.0支點截面21230.05501.412.9194139.319158.31993.84486.912.7965111.410121.45-6695.54548.58.795553.51972.53-4433.42842.88.769233.21043.2平均傾角10.82020.18770.9822鋼束截面重心70.76.3按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點到截面底邊的距離為，則有：先假定為第一類T形截面，有公式計算受壓區(qū)高度，即，根據(jù)正截面承載力計算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積，采用5根直徑為22mm的HRB335級鋼筋，提供的鋼筋截面面積為，，在梁底布置成一排，其間距為75mm，鋼筋重心到底面的距離。如下圖6-5————構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離。，即鋼筋混凝土構(gòu)件的界面換算系數(shù)，等于鋼筋的彈性模量與混凝土彈性模量的比值。查表可知（鋼絞線），（混凝土）由配筋過程的計算可知混凝土受壓區(qū)高度，故為第一類T形截面，因此采用下列公式進行換算：換算截面面積；換算截面對中和軸的靜矩：受壓區(qū)；受拉區(qū)。換算截面慣性矩：第七部分相關(guān)核算及驗算7.1主梁截面幾何特征的計算1號梁跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特征的計算結(jié)果分別列于下表7-1和7-2。表7-1截面類別分塊名稱分塊總面積重心至主梁頂距離對梁頂邊的面積矩自身慣性矩凈截面毛截面7050.067.03472584.030.03.670.0930.09預(yù)留孔道面積-230.9175.50-40523.00-112.14-2.90-2.90混凝土凈截面6819.163.36432061.000027.19換算截面鋼束換算面積166.8175.5029273.40105.961.871.87毛截面7050.067.03472584.030.02.510.0530.05換算截面面積7216.869.54501857.400031.92表7-2截面類別分塊名稱分塊總面積重心至主梁頂距離對梁頂邊的面積矩自身慣性矩凈截面毛截面7350.064.6474834.031.053.60.1031.15預(yù)留孔道面積-230.9175.5-40522.90-114.53.03-3.03混凝土凈截面7119.161.04334311.000028.12換算截面鋼束換算面積166.8175.529273.40108.41.961.96毛截面7350.064.6474834.031.052.50.0531.10換算截面面積7516.867.1504107.400033.60其他截面的凈截面與換算截面的幾何特性如下：邊梁預(yù)制階段截面特性匯總見表5-3，邊梁使用階段截面特性匯總見表5-4。表7-3計算截面跨中凈截面6819.163.36126.64112.1427.194.2912.1472.425換算截面7216.869.54120.46105.9631.924.5902.6503.012L/4凈截面6819.163.53126.47106.9727.454.3212.1682.566換算截面7216.869.42120.58101.0831.754.5742.6333.141L/8凈截面757570.51119.4982.4931.314.4412.6203.796換算截面7972.774.62115.3878.3839.885.3443.4565.088支點凈截面9581.674.31115.6944.9935.484.7753.0677.886換算截面9979.376.11113.8943.1936.254.7633.1838.393表7-4計算截面跨中凈截面7119.161.00129.0114.528.124.6102.1802.456換算截面7516.867.10122.9108.433.064.9272.6903.050L/4凈截面7119.161.17128.83109.3329.584.8362.2962.706換算截面7516.866.95123.05103.5532.884.9112.6723.175L/8凈截面7875.068.11121.8984.8932.424.7602.6603.819換算截面8272.772.19117.8180.8135.144.8682.9834.348支點凈截面9881.672.28117.7247.0236.745.0833.1217.814換算截面10279.374.10115.945.2037.595.0733.2438.3167.2鋼束布置位置（束界）的校核假定預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點位置就是鋼筋重心位置。根據(jù)張拉階段和使用階段的受力要求，可得出許可布置預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的限制值、，即式中，，，各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋位置的校核如下表表7-5計算截面跨中6819.14.9212.14762.9331.4937232178.3L/46819.14.3212.16863.3031.7937231633.8L/87575.04.4412.62058.6334.593723953.0支點9581.64.7753.06749.8432.0137230.0表7-6計算截面跨中4443.958.51149.20121.44112.14111.70L/4333.142.13107.44105.52106.9775.65L/81944.125.6065.2784.2382.4928.07支點00049.8444.99-32.017.3持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算7.3.1正截面承載力計算取彎矩最大的跨中截面進行截面承載力計算1.求受壓區(qū)高度先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，計算混凝土受壓區(qū)高度：受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)說明確定是第一類T形截面梁。2.正截面承載能力計算由圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點到截面底邊距離為為145cm所以根據(jù)彎矩組合值顯示可知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計值。截面抗彎承載力由=7135.5>綜上所述：跨中截面正截面承載力滿足設(shè)計要求.7.4斜截面承載力計算7.4.1斜截面抗剪承載力計算取距離支點處截面進行驗算1.復(fù)核主梁截面處尺寸，使用公式：式中，，為混凝土強度等級，這里，（腹板厚度）。為相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點至混凝土受壓力緣的距離。這里，縱向受拉鋼筋合力點距截面下緣的距離為綜上所述，截面尺寸滿足要求。2.驗算是否需要進行斜面抗剪強度的計算.《公路橋梁設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，若，則不需要進行斜截面抗剪強度計算，僅需按照構(gòu)造配置，由于：說明僅需按照構(gòu)造配置箍筋箍筋選用的雙肢R235鋼筋，，，間距7.5鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算7.5.1張拉控制應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力，按按《公路橋梁設(shè)計規(guī)范》規(guī)定采用7.5.2鋼束應(yīng)力損失1.預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失對于跨中截面：————鋼筋與管道壁間的摩擦系數(shù)，取0.25（附表2-3，預(yù)埋金屬波紋管成孔）————管道每米長度的局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，————從張拉端至計算截面的管道長度在構(gòu)件縱軸上的投影，采用兩段張拉工藝?？缰薪孛娓麂撌Σ翍?yīng)力損失值見下表7-7表7-7跨中截面摩擦應(yīng)力損失計算表7-7鋼束編號度弧度1130.22690.056714.8250.02220.07591395105.92130.22690.056714.9050.02220.07611395106.23-490.15710.039314.9110.02220.0598139583.45-690.15710.039314.8630.02220.0597139583.3平均值94.7同理，可計算出其他控制截面處的值，各截面摩擦應(yīng)力損失值的平均值的計算結(jié)果列于下表7-8表7-8截面跨中L/8支點平均值（）94.780.272.965.62.錨具變形，鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失（）計算錨具變形，鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先，根據(jù)計算反摩阻影響長度。式中的為張拉端錨固變形，由表查得；為單位長度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，，為張拉端至錨固端的距離，這里取，為張拉端錨下張拉控制應(yīng)力，為扣除沿管道摩擦損失后錨固端預(yù)應(yīng)力，。這里的錨固端為跨中截面。將各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩阻影響長度，列表計算于下表7-9中，表7-9鋼束編號1-213951289.1149500.0071104813-613951311.6149500.005611802求得后可知六束預(yù)應(yīng)力鋼絞線均滿足，所以距張拉端為處截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失，，若，則表示該截面不受反摩阻影響，將各控制截面的計算列于下表7-10所示。將各控制截面的計算結(jié)果列于下表表7-10截面鋼束編號各控制截面平均值跨中1-214950.0148.80（-197.0）0.03-614950.0132.20（-35.2）L/41-27475.0148.842.745.63-67475.0132.248.5L/81-23737.5148.895.793.03-63737.5132.290.3支點1-2200.0148.8146.0138.03-6200.0132.2130.03.預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失（）混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失取按應(yīng)力計算需要控制的截面進行計算，對于簡支梁可取截面進行計算，并以其計算結(jié)果作為全梁各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的平均值。本設(shè)計直接按簡化公式進行計算，即：式中————張拉批數(shù)，這里??；————預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。按張拉時混凝土的實際強度等級假設(shè)為設(shè)計強度的90%，即，查表得：，故?！款A(yù)應(yīng)力鋼筋（m批）的合力在其作用點（全部預(yù)應(yīng)力鋼筋）重心點產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力，其中4.鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（）對于采用超張拉工藝的低松弛級鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計算：式中————張拉系數(shù)，采用超張拉，取0.9；————鋼筋松弛系數(shù)，對于低松弛鋼絞線，取=0.3；————傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力，=，這里仍采用截面的應(yīng)力值作為全梁的平均值計算，故有。所以。5.混凝土收縮、徐變引起的損失公式為：———加載齡期為t0時混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變系數(shù)終極值————加載齡期，即達到設(shè)計強度為90%的齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件計算，則有，可得；對于二期恒載的加載齡期，假定為。該梁所屬的橋位于一般地形區(qū)，其理論厚度為：。A為構(gòu)件截面面積，u為構(gòu)件與大氣接觸的周邊長度。查表得：，，混凝土收縮應(yīng)變終極值————傳力錨固時跨中與截面的全部受力鋼筋重心處由所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值。加載齡期的不同，后期恒載按徐變系數(shù)乘小乘以折減系數(shù)?？缰薪孛妫航孛妫核裕ù颂幬从嬋霕?gòu)造鋼筋的影響），，取跨中截面和截面的平均值進行計算，則有：跨中截面處鋼筋截面重心到構(gòu)件截面重心軸的距離，7.4.3將各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總于下表7-11,7-12表7-11工工作階段計算截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段L/294.70.061.14155.8425.36143.65169.01L/480.245.661.14186.9425.36143.65169.01L/872.993.061.14227.0425.36143.65169.01支點截面65.6138.061.14264.7425.36143.65169.01表7-12計計算截面有效預(yù)應(yīng)力L/2L/4L/8支點截面預(yù)加應(yīng)力階段1239.21208.11168.01130.3使用階段1070.21039.19899.0961.37.5短暫狀況的正應(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，計算構(gòu)件在制造、運輸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)建自重及其他施工階段荷載引起的截面應(yīng)力。以跨中截面上、下緣混凝土法向應(yīng)力進行驗算。短暫狀況下（預(yù)加力階段）梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力上緣：下緣：其中，，代入上式可知：（壓）預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，預(yù)拉區(qū)只需配置配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋。7.6持久狀況的正應(yīng)力驗算7.6.1跨中截面混凝土的正應(yīng)力驗算取跨中截面驗算，,————由可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計算的截面最不利彎矩故：持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗算滿足要求。7.6.2跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力計算后期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面中心處的混凝土應(yīng)力為：所以鋼束應(yīng)力為則預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力未超過規(guī)范規(guī)定值，符合要求。7.6.3斜截面主應(yīng)力驗算取剪力和彎矩都較大的截面為例進行驗算，要計算其上梗肋、形心軸和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下的主壓應(yīng)力，如下圖，主應(yīng)力應(yīng)滿足的要求。1.截面面積矩的計算截面a—a以上截面面積對凈截面重心軸的面積矩，其他截面的面積矩計算過程見手稿，匯總于下表：表7-13截面類型凈截面對其重心軸換算截面對其重心軸計算點位置面積矩符號面積矩1.4211.5901.6011.5701.8001.5172.主應(yīng)力計算在截面處有：，，在上梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力在形心軸處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力下梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力主應(yīng)力如下表所示表7-14計算纖維剪應(yīng)力正應(yīng)力主應(yīng)力0.7504.430-0.1244.5540.8506.770-0.1106.860.7491.2100.3601.570主應(yīng)力計算結(jié)果表明，形心軸處的主應(yīng)力（壓）最大：下梗肋處的拉應(yīng)力最大：通過上述計算可知，斜截面主應(yīng)力滿足規(guī)范要求，按規(guī)定僅需按構(gòu)造布置箍筋。7.7抗裂性驗算7.7.1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗算正截面抗裂性驗算取跨中截面進行驗算1.預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計算跨中截面，故2.由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計算因為7.7.2作用短期效應(yīng)組合下的斜截面抗裂驗算斜截面抗裂驗算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的最不利區(qū)段進行，這里取截面進行計算。截面的面積矩如表7-15所示。，,為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值。1.主應(yīng)力計算上梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主拉應(yīng)力在形心軸處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主拉應(yīng)力下梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主拉應(yīng)力表7-15計算纖維剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力0.563.65-0.0850.616.77-0.0550.58-0.18-0.86主拉應(yīng)力計算結(jié)果表明，下梗肋處主拉應(yīng)力最大：7.8主梁變形計算7.8.1荷載短期效應(yīng)作用下主梁撓度驗算主梁計算跨徑，C40混凝土彈性模量。沿跨徑方向各截面的換算截面慣性矩均不相同，簡化計算，取梁處截面慣性矩作全梁平均值。簡支梁撓度驗算式為:1.可變荷載作用引起的撓度現(xiàn)將可變荷載作為均布荷載作用在梁上，則主梁跨中撓度系數(shù)（查表得）荷載短期效應(yīng)的可變荷載值為由可變荷載引起的簡支梁跨中截面撓度為考慮長期效應(yīng)的可變荷載引起的撓度值為2.考慮長期效應(yīng)的恒載引起的撓度7.8.2預(yù)加力引起的上拱度計算采用截面處的使用階段的預(yù)加力矩為全梁預(yù)加力矩計算值，即：故,截面慣性矩仍采用梁處截面的截面慣性矩，則主梁跨中截面的上拱度為：考慮長期效應(yīng)的預(yù)加力引起的上拱值為7.8.3預(yù)拱度的設(shè)置梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合共同作用下并考慮長期效應(yīng)的撓度值為：預(yù)加力產(chǎn)生的長期上拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度值，不需要進行預(yù)拱度的設(shè)置。7.9錨固區(qū)局部承壓計算以鋼束的錨固端局部承壓為例進行局部承壓驗算7.9.1局部受壓區(qū)尺寸要求配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計算的要求：式中:——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，這里——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計值，后張法錨頭局壓區(qū)應(yīng)取1.2倍張拉時的最大壓力，所以局部壓力設(shè)計值為：——混凝土局部承壓修正系數(shù)，——張拉錨固時混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，混凝土強度達到設(shè)計強度的90%時張拉此時混凝土強度等級相當(dāng)于，查表——混凝土局部承壓承載力提高系數(shù)，,——混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積；對于具有喇叭管并與墊板連成整體的錨具，可取墊板面積扣除喇叭管尾端內(nèi)孔面積；本設(shè)計中采用的即為此類錨具，喇叭管尾端內(nèi)孔直徑為70mm，則：,——局部受壓計算底面積，局部受壓面為邊長為160mm的正方形，根據(jù)《公路橋規(guī)》中的計算方法，局部承壓計算底面為寬400mm，長480mm的矩形，考慮到面積重疊時規(guī)范取“同心，對稱”的原則這里取的矩形。所以:綜上所述，局部承壓區(qū)尺寸滿足設(shè)計要求。7.9.2局部抗壓承載力計算配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力計算公式為：而且需要滿足:式中:——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計值，??；——混凝土核心面積，可取局部受壓計算底面積范圍以內(nèi)的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋得：——間接鋼筋影響系數(shù)；混凝土強度等級為C50及以下時，取——間接鋼筋體積配筋率；局部承壓配置直徑為的鋼筋，單根鋼筋面積為，所以將上述各計算式代入局部抗壓承載力計算公式，可得到：則N2鋼束錨下局部承壓計算滿足要求。7.10橫隔梁內(nèi)力計算通常橫隔梁的彎矩在靠近橋中線的截面處較大，剪力則在靠近橋兩側(cè)邊緣處的截面較大。一般可以求2號梁與3號梁之間的截面彎矩，以及1號梁右側(cè)處的剪力。7.10.1荷載分布系數(shù)統(tǒng)計和計算，縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為7.10.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線由前述可知1號梁荷載橫向分布系數(shù)豎坐標(biāo)值,,2號梁荷載橫向分布系數(shù)豎坐標(biāo)值,,1、2號梁的荷載橫向分布影響線如圖7-4所示1.繪制彎矩影響線彎矩影響線見圖7-5P=1作用在1號梁軸上時,P=1作用在2號梁軸上時,P=1作用在4號梁軸上時,假設(shè)零點距離2號梁為x,則根據(jù)三角形相似可知：,即彎=76.52.剪力影響線的繪制作用在計算截面右側(cè)時，,,,作用在計算截面左側(cè)時，假設(shè)零點距離4號梁為x,則,故剪力7.11行車道板計算及人行道板計算7.11.1行車道板的計算1.構(gòu)件自重橋面鋪裝為6cm的瀝青混凝土面層和平均厚度為9cm的C25混凝土墊層，則：瀝青混凝土面層：=0.06×1.0×23=1.38C25混凝土墊層：T形梁翼板自重：合計2.每米寬板條的恒載內(nèi)力為,其中的20為肋板寬3.車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力汽車后軸作用力，著地長度，寬度則荷載對于懸臂根部的有效分布寬度所以作用于每米寬板條上的彎矩和剪力分別為：7.11.2人行道板計算人群荷載，在人行道板上鋪設(shè)2cm的砂漿抹面。人行道板的高度為h=21cm1.簡支板在成橋后的跨中彎矩剪力混凝土的保護層厚度取,,所以代入數(shù)據(jù)得縱向鋼筋的布置：選用25根12mm的HRB335級鋼筋，實際鋼筋面積2.截面復(fù)核,滿足要求；配筋率綜上所述滿足要求3.裂縫寬度驗算最大裂縫寬度裂縫滿足要求。綜上所述人行道板滿足設(shè)計要求。第八部分下部結(jié)構(gòu)的計算8.1支座的設(shè)計8.1.1確定支座的平面尺寸因為主梁肋寬為，所以初步選定支座的尺寸為,，則按構(gòu)造最小尺寸確定為,。根據(jù)橡膠支座的壓應(yīng)力限值確定支座是否滿足要求，支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值如下：恒載支點反力標(biāo)準(zhǔn)值；人群荷載作用下最大支點反力；車道集中荷載作用下；車道均布荷載作用下。則，，支座應(yīng)力為，滿足規(guī)范要求。通過驗算可知，混凝土局部承壓強度、支座平面尺寸也滿足要求8.1.2確定支座高度計算溫度為，引起的溫度變形由主梁兩端均攤，則每一支座的水平位移為不計入制動力時，縱向折減系數(shù)，雙車道不折減，車道荷載制動力按同向行駛時的車道荷載（不計入沖擊系數(shù)）計算，故計算制動力時按一個車道計算，由車道荷載產(chǎn)生的制動力為在加載長度上的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值的總重力的10%，則制動力為：由于小于公路II級汽車荷載制動力的最低限值，故取，本設(shè)計有4根主梁，每根T形梁有兩個支座，共有8根支座，且假設(shè)橋墩為剛性墩，各支座抗推剛度相同，因此制動力可平均分配，則一個支座的制動力為：因此，計入制動力時，橡膠厚度的最小值為此外，從保證受壓的穩(wěn)定性考慮，矩形板式橡膠支座的橡膠厚度應(yīng)滿足：由上述計算可知，按計入制動力和不計入制動力計算的橡膠厚度最大值為1.17cm，小于26cm，因此，橡膠層總厚度的最小值取2.6cm。由于定型產(chǎn)品中，有固定的型號，取3.5cm。選擇加勁鋼板，《橋規(guī)》（JTGD62）中規(guī)定，單層加勁板厚度應(yīng)按下式計算：且單層加勁鋼板厚度不小于2mm，取1.3；；取5mm；為加勁板軸向拉應(yīng)力限值，取鋼材屈服強度為，因此，帶入公式可知：計算所得，故。按板式橡膠支座的構(gòu)造規(guī)定，加勁板的上下保護層不應(yīng)小于2.5mm，此處取2.5mm。中間橡膠層厚度有三種，取，則可以布置7層鋼板。此時橡膠板厚度，與取用值35mm相符。加勁板總厚度，故支座高度8.1.3支座偏轉(zhuǎn)情況驗算支座的平均壓縮變形為————橡膠體積模量，取2000；————支座抗壓彈性模量；=所以在恒載、車道荷載和人群荷載作用下，主梁撓曲在支座頂面引起的傾角，應(yīng)按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算，所以有：荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角車道均布荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角車道集中荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角人群荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角因此轉(zhuǎn)角，，支座不會落空此外，為了限制豎向壓縮變形，《橋規(guī)》（JTGD62）中規(guī)定，不得大于。由于=。所以混凝土形變量滿足驗算要求。8.1.4板式橡膠支座抗滑穩(wěn)定性驗算為了保證橡膠板式支座和墩臺頂面不產(chǎn)生滑移，需對其抗滑穩(wěn)定性進行驗算，驗算時應(yīng)當(dāng)對無汽車荷載和有汽車荷載（支反力最?。﹥煞N情況分別進行驗算。僅有結(jié)構(gòu)自重作用時，得出，所以在自重作用下支座不會滑動。計入制動力時，則有而,因此制動力作用下支座不會滑移。通過上述計算可知，支座的平面尺寸為，厚度為。8.2蓋梁的設(shè)計8.2.1設(shè)計資料1．設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及上部結(jié)構(gòu)橋面凈寬：標(biāo)準(zhǔn)跨徑：2．水文地質(zhì)條件地質(zhì)條件：地基土為粒砂夾礫石。3．材料鋼筋：HRB335鋼筋；混凝土：C258.2.2蓋梁計算1．蓋梁恒載計算（1）上部結(jié)構(gòu)恒載表8-1每片梁自重（）上部結(jié)構(gòu)總重（）每一個支座恒載反力（）30.0（平均值）3595.2449.4蓋梁尺寸如圖8-1：（2）蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算表8-2截面編號自重彎矩剪力左剪力左1-1==2-2×==3-3=4-4=5-5=0.000.00則2.可變荷載計算（1）可變荷載橫向分布系數(shù)的計算單列車對稱布置時如下圖所示：對于1、4梁可知；對于2、3梁可知雙列車對稱布置時對于1、4梁：對于2、3梁：單列車非對稱布置時則;雙列車非對稱布置時人群荷載對稱布置時：人群荷載非對稱布置時：（2）按順橋方向可變荷載移動時計算梁長：公路-Ⅱ級雙孔布載單列車時雙孔布載雙列車時單孔布載單列車時單孔布載雙列車時人群荷載單孔滿載時雙孔滿載時（3）支反力計算計算結(jié)果見下表8-3,8-4：表8-3類別荷載單孔（車）雙孔（車）單孔（人）雙孔（人）BRBRBRBR對稱布置單列313.830.00159.92159.920.00413.180.00215.59215.590.00雙列627.66227.53196.14196.14227.53862.36312.61269.49269.49312.61人群89.39128.500.000.00128.50178.79257.010.000.00257.01表16-4類別荷載單孔（車）雙孔（車）單孔（人）雙孔（人）BRBRBRBR非對稱布置單列313.83177.31111.4145.51-20.40431.18243.62153.0762.52-28.03雙列627.66208.70174.18139.65105.13862.36286.74239.31191.88144.45人群89.3974.3139.675.03-29.62178.79148.6379.3510.07-59.23⑷荷載組合表8-5，表8-5編號荷載情況1梁2梁3梁4梁①恒載431.80431.8431.80431.80②雙列對稱312.19404.69404.69312.19③雙列非對稱330.72179.84228.96178.07④人群對稱89,.390.000.0089.39⑤人群非對稱153.0681.268.14-65.00⑥①+②+④833.38836.49836.49833.38⑦①+②+⑤897.05917.75844.63678.99⑧①+③+④851.91716.64660.76699.26⑨①=③+⑤915.58792.90668.90544.873.雙柱反力的計算計算結(jié)果見下表8-6：表8-6荷載組合情況計算式反力組合⑥組合⑦組合⑧組合⑨根據(jù)上表的計算可知，控制設(shè)計的力，4.內(nèi)力計算彎矩的計算。為求得最大彎矩值，支點負彎矩取用非對稱布置時的數(shù)據(jù)，跨中彎矩取用對稱布置時的數(shù)據(jù)。各截面彎矩的計算公式如下所示：，，荷載組合下的截面彎矩匯總于下表8-7：表8-7荷載組合情況柱反力支座反力截面彎矩組合⑥1699.87833.38836.49-83.342959.20組合⑦1796.21897.05917.75-89.712930.13組合⑧1510.16851.91716.64-85.192290.02組合⑨1631.09915.58792.90-91.562467.65相應(yīng)于最大彎矩時的剪力計算截面4-4處截面5-5處則，截面4-4處截面5-5處蓋梁的內(nèi)力匯總下表8-8表8-8類別彎矩剪力截面左右左右左右4-4115.56-91.5624.00136.13136.13335.45335.45471.58471.585-5748.072959.203707.270.000.00-501.04410.51-501.04410.518.2.3截面配筋設(shè)計及承載力的計算采用C25的混凝土，主筋選用HRB335鋼筋，保護層厚度取45mm。，1.正截面抗彎承載力驗算，即=所以，滿足設(shè)計要求。即：，選用12根20mm鋼筋，為1884配筋率故以最小配筋率計算：，選用12根20mm鋼筋，為3768綜上所述截面的承載能力滿足要求。2.斜截面抗剪承載力驗算代入數(shù)據(jù)可知，截面尺寸滿足要求。驗算是否需要進行斜截面抗剪強度的計算《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，若，則不需要進行斜截面的抗剪強度設(shè)計計算。僅需要按照構(gòu)造配置箍筋即可：。故僅需按照構(gòu)造配置箍筋即可。3.全梁承載力的驗算鋼筋混凝土蓋梁的正截面抗彎承載力按照下列規(guī)定計算：，式中————蓋梁最大彎矩組合設(shè)計值；————-受拉區(qū)普通鋼筋截面面積；————-內(nèi)力臂；—————截面受壓區(qū)高度；————-截面有效高度。代入數(shù)據(jù)可知，故,滿足相關(guān)要求。4.鋼筋混凝土的抗剪截面應(yīng)滿足下列要求代入數(shù)據(jù)可知,抗剪截面滿足要求。5.鋼筋混凝土蓋梁斜截面抗剪承載力應(yīng)按下列公式進行計算代入數(shù)據(jù)得，即：綜上所述，蓋梁的設(shè)計滿足要求。8.3樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算8.3.1設(shè)計資料1.水文與地質(zhì)資料墩柱直徑1.4m，樁直徑1.5m.地基土比例系數(shù)；地基與土的內(nèi)摩擦角，內(nèi)聚力；樁身混凝土強度等級C25，彈性模量為。2.荷載情況橋墩為單排雙柱式，橋面寬度；公路-Ⅱ級，人群荷載，上部為30m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，每根樁承受的荷載情況為：兩跨恒載反力,蓋梁自重反力，系梁自重力，每根墩柱自重反力，樁每延米自重，,兩跨活載反力，一跨活載反力。在順橋方向引起的彎矩，制動力。樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，使用摩擦形樁。8.3.2樁長計算灌注樁底面以下樁長為h,則：—樁周長，考慮用旋轉(zhuǎn)式鉆機，成孔直徑增大5cm，則：—樁壁極限摩阻力，按表取值為，即：—土層厚度—考慮樁入土深度影響的修正系數(shù)，取為0.75—考慮孔底沉淀厚度影響的清底系數(shù)，取為0.80—樁底截面積，—樁底土層容許承載力，取—深度修正系數(shù)，取—土層重度，取(已扣除浮力)—底面以下深度代入得：樁底最大垂直力為：即：取，即地面以下樁長為22m，反求得由此可知：樁的軸向承載力滿足要求。8.3.3樁的內(nèi)力計算1.樁的計算寬度，2.樁的變形系數(shù)，則。3.墩樁頂上外力、、的計算墩帽頂?shù)耐饬Γㄒ豢缁钶d），換算到最大沖刷線處，4.沖刷線處樁變位、已知，當(dāng)樁置于非巖石土且時，?。?，取計算，查表得：;.（1）時（2）時（3）、計算5.最大沖刷線以下深度z處的樁截面上的彎矩及剪力表8-90.000.000.000000.00000.000000.000001.872-0.00068745.0738.2738.21.570.60-0.03600-0.01080.99800.56001.872-0.00068745.0738.2770.03.661.40-0.45515-0.31930.86601.358121.872-0.00068745.0738.2596.95.762.20-1.69334-1.9058-0.2711.575381.872-0.00068745.0738.2297.09.163.50-3.91921-9.5437-10.340-5.85401.872-0.00068745.0738.25.60表8-100.000.000.000000.000000.000001.000001.872-0.00069745.01.570.60-0.17997-0.07199-0.016200.997411.872-0.000697-21.03.661.40-0.96746-0.90754-0.478830.821021.872-0.000697-132.75.762.20-1.84818-2.57798-1.96620-0.056521.872-0.000697-145.29.163.501.07408-6.78895-13.6924-13.82611.872-0.000697-30.86.樁頂位移的計算，=綜上所述，樁頂處的水平位移符合要求。7.樁的配筋及截面抗壓承載力的復(fù)核（1）截面配筋設(shè)計驗算最大彎矩處的截面強度、、樁的直徑為1.5m，樁的計算長度結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)采用C25的混凝土，；HRB335鋼筋，，混凝土的保護層厚度取65mm，擬用直徑為22mm的鋼筋，則，樁的長細比，偏心距增大系數(shù)式中；；，故則，=1.252偏心距（2）鋼筋面積根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG·D62-2004）此處，取0.25.查表可知，系數(shù)由=0.004軸向設(shè)計值而，根據(jù)規(guī)范，選配20根20mm的鋼筋，鋼筋截面面積。綜上所述，樁的長度為22m,直徑。結(jié)論在本次設(shè)計中，仍選用了試算法來設(shè)計T形梁，即先擬定截面尺寸和估算鋼筋用量，然后進行結(jié)構(gòu)驗算。由于基本上沒有工程經(jīng)驗，在設(shè)計之初感覺非常困難，只能從一些與設(shè)計資料相似的實例和規(guī)范中尋找?guī)椭鷣頂M定截面的尺寸。進入結(jié)構(gòu)驗算部分以后就感覺相對容易了一些。在結(jié)構(gòu)驗算部分，遇到的一個難題就是在計算荷載橫向分布系數(shù)時，如何來進行最不利荷載的布置。由于荷載的橫向分布影響線很不規(guī)則，而且橋梁很寬，設(shè)有緊急停車道，考慮到在緊急停車道上基本不會形成縱向的車隊，布載時在橫向最大布置了兩輛車。當(dāng)荷載在橫向需向橋的兩邊布置時，極限位置為緊急停車道與行車道的分隔線。各片主梁的最不利荷載位置要看具體情況分別考慮。在施工方法設(shè)計部分，感覺又象回到了設(shè)計之初的時候。基本沒有工程經(jīng)驗使得設(shè)計過程中困難重重。最后主要是參考了《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊》來完成設(shè)計。致謝時間飛逝，轉(zhuǎn)眼間四年時間就過去了，馬上就是畢業(yè)的季節(jié)了。在這四年的時間里，無數(shù)的人幫助了我，使我在這里得以成長。首先，要感謝眾多的老師，是你們把知識傳授給了我。其中要特別感謝我的指導(dǎo)老師張賽老師。張其次，要感謝室友。感謝你們營造了非常好的宿舍生活環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍，讓我擁有了一個非常完美的大學(xué)生活。最后，要感謝我的爸爸媽媽。是你們養(yǎng)育了我，提供了這么便利的條件，給我這樣美好的生活。參考文獻（1）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)，人民交通出版社，2004年；（2）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004），人民交通出版社，2004年；（3）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2003），人民交通出版社，2004年；（4）《橋梁工程》姚玲森主編，人民交通出版社，2003年；（5）《橋梁工程(上冊)》范立礎(chǔ)主編，人民交通出版社，2004年；（6）《土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南橋梁工程分冊》，陳忠延等編著，中國水利水 電出版社，2000年3月；（7）《鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》張樹仁、黃僑、鮑衛(wèi)剛等編著，人民交通出版社，2004年。（8）《橋位勘測設(shè)計》高東光等編著，人民交通出版社（9）《橋型方案比選》周念先編著，同濟大學(xué)出版社（10）《混凝土簡支梁（板）橋算例》易建國主編，人民交通出版社，2001年（11）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊》劉吉士、閻洪河、李文琪主編，人民 交通出版社（12）《預(yù)應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備》劉效堯、朱新實主編，人民交通出版社（13）《橋梁施工及組織管理》黃繩武主編，人民交通出版社

翻譯及英文原文橋梁施工方法一座橋梁的最終造價是建造橋梁結(jié)構(gòu)物的材料費用與這項工程相關(guān)的機械費用和臨時工程及勞動力的費用的總和。材料的費用能夠被預(yù)算的相當(dāng)準(zhǔn)確的，承包商們借助施工經(jīng)驗是能夠估算施工機械和勞動力的費用的。但是勞動力的費用是不能夠精確分析的。最近的一項比較有競爭力的設(shè)計試圖通過減少臨時工程和工程的工期來革新施工方法。橋梁上部結(jié)構(gòu)比較適宜的施工方法將隨施工場地不同而不同，并主要取決于橋梁的長度和跨度、橋梁的類型、基礎(chǔ)條件及其所使用的材料。例如：現(xiàn)場澆注混凝土的施工方法適用于40米以下的短跨徑橋梁，如果河床在一年中的大部分時間是干燥的，那么預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂施工方法在有通航要求的大跨橋梁中是比較合適的?，F(xiàn)在的發(fā)展趨勢是盡可能避免使用臺架施工，而在最大程度上采用預(yù)制構(gòu)件；另一方面，起重機、滑拽梁等施工機械的應(yīng)用范圍也越來越廣。這些都是從對施工方法的密切關(guān)注甚至是設(shè)計過程的密切關(guān)注而取得的巨大收獲，而不是在善于解決永久材料。小跨度橋梁當(dāng)橋梁的跨度小于40米左右時，它的上部結(jié)構(gòu)可以通過支承在地面上的趾甲施工。其它的施工方法中的梁可以整體預(yù)制，然后利用頂推梁或起重機架設(shè)。如果這座橋梁是等跨的，在后一種施工方法中，由于架設(shè)設(shè)備而增加的費用和由于施工工期短而減少的費用之和將會比前一種施工方法的模板制作費用低。大跨度橋梁大跨度橋梁經(jīng)常是連續(xù)梁形式或懸臂梁形式的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。以前許多的施工方法已發(fā)展為連續(xù)梁橋的施工方法。如果模板和地面之間的距離較小并且土質(zhì)堅硬，橋梁的上部結(jié)構(gòu)可以使用支架施工方法。不過這種施工方法已經(jīng)越來越過時了。目前，自由懸臂法和移動模架法的應(yīng)用漸廣并能節(jié)省時間和提高安全性。移動模架法是利用固定在鋼制臺架上的移動系統(tǒng)而形成，這種系統(tǒng)能夠達到一跨長并支承在一端支承在橋墩上并借助于第二根鋼導(dǎo)梁逐跨移動的鋼梁上。一種經(jīng)濟的施工方法是被廣泛知曉的由Baur-leonhard團隊所發(fā)展的使用廣泛的頂推法。整個的連續(xù)梁被劃分成10-30米長度的節(jié)段，這種劃分主要依據(jù)跨徑和能夠利用的施工時間。每個節(jié)段在橋臺后面的鋼模上能夠快速澆注，鋼模可以周轉(zhuǎn)使用而澆注所有的節(jié)段。這樣設(shè)計模板是為了能夠橫向移動或在鉸上轉(zhuǎn)動，以便在混凝土充分硬化后脫模。在第一節(jié)段的頂端安裝上一個由輕型桁架組成的鋼導(dǎo)梁，以實現(xiàn)第一節(jié)段以后的節(jié)段順利架設(shè)而防止在施工出現(xiàn)過大的懸臂部分。第二節(jié)段及以后的節(jié)段可以直接在第一節(jié)段的硬化面上澆注并在施工過程中將節(jié)段連接起來。頂推是通過支承在橋臺上的液壓千斤頂實現(xiàn)的，由于聚四氟乙烯的滑塊的摩擦系數(shù)只有0.02，低效能的千斤頂就足夠完成長度甚至達數(shù)百米的橋梁的頂推。這種方法可以應(yīng)用在長度在120米左右的直線橋梁或曲線橋梁上。自由懸臂法是由法國的Dyckerhoff和Willmann所創(chuàng)始。這種施工方法中，橋梁的上部結(jié)構(gòu)是通過節(jié)段長度基本在3.5米的懸臂機上施工，懸臂機的費用相對比較低并且固定在橋梁承重結(jié)構(gòu)上，由于它的重復(fù)利用性使它能在長橋上使用。由于施工速度的加快和時間的節(jié)省使得這種施工方法的費用比較低從而避免了使用臺架施工，自由懸臂法比較適用于橋墩較高并且懸臂能伸到跨徑中部的橋梁上。另一種施工方法是整體沉箱法。沉箱是一種底邊有刃腳的大型圓筒，其刃腳可以切入水底。當(dāng)壓縮空氣進入沉箱內(nèi)部時水就會被排出。沉箱的利用必須嚴(yán)加注意。首先，工人們只能在這種壓縮空氣的空間里呆很短的時間；另一方面，如果工人們從沉箱進入正常的大氣壓條件下過于迅速，他們將比較容易患上潛水病（也被稱作沉箱?。@在能使人致殘的甚至致命的環(huán)境中由于血液中氧氣過多所引起的一種病。當(dāng)St.louis市的密西西比河Eads上的橋在1867-1874年施工時，由于人們對在壓縮空氣中工作的危險性認識不足，最后由于患潛水病而導(dǎo)致14人死亡。當(dāng)在橋墩上有外力作用時，基樁經(jīng)常需要嵌入基巖，也就是說它們的下部一直延伸到基巖。這種方法曾經(jīng)用來建造位于強風(fēng)和地震區(qū)域的舊金山金門大橋的橋墩。鉆孔是在水下由深水潛水員進行的。在不能到達基巖的地方，樁通常被打進河床。今天，在施工的基樁基本上是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。在建造紐約哈德遜河上的泰平.吉橋時所采用的一種巧妙技術(shù)是將一個空心混凝土箱置于橋樁層上，當(dāng)它里面的水被抽干時，它的浮力足夠支承橋梁重力的一大部分。每一種類型的橋梁實際上代表了特殊的問題。許多桁架橋的施工是先將橋上桁架運到已施工完畢的基樁位置，然后再利用千斤頂或起重機架設(shè)到適當(dāng)位置。拱橋是在腳手架或臨時腳手架上施工的，這種方法通常用于預(yù)應(yīng)力混凝土拱橋。然而對鋼拱橋來說已發(fā)展了一種技術(shù)，用這種技術(shù)將已裝好的部分借助起支承作用的鋼索控制就位（鋼拱在安裝過程中還沒有合攏前，是兩個懸臂，需要用鋼索拉住兩個懸臂以免傾倒）。當(dāng)鋼索中的拉力增加時，起重機就沿著拱橋的頂部移動以架設(shè)新的鋼拱。對懸索橋來說，需要首先施工基礎(chǔ)和索塔。這時鋼索從錨碇（一個固定鋼索的大混凝土塊）穿過直至索塔并且通過另一索塔而錨固在錨碇上，然后從卷線盤上放松鋼索的輪子沿著鋼索運動，當(dāng)卷線盤到達另一面時，另一根鋼絲又裝進卷線盤并最終到達它的原位置。當(dāng)所