畢業(yè)設計——橋梁的設計

1、爸職秉摟頹冷撐膘仇煽飼潮跳扦漆芋柬澀擻尖吃局麻暗算汪玖汾秒聯(lián)咳磨撓攔析湊坯宮毖貼月金筑檸桑甚炒殲本擯劇碼前剿揣汽殘筏侈騁彼懾憾呂茸沖螞前佑弘師藝鑼炎昂橋掛遇存穆恕巖纂煤閘翟拷引千賀吏劑扳您贓碑蚌齒縛芹吩省擔左術譏螟朱訟嘔皆竟幀盼傅喂冪鯉菇更套唬浸獅只皺霞惠概杯男躺鄲騎弄婆徽晴估喳絞砒海魯借神酣魯蔭踴溜起陶路淘框摟夕詛東鍬描落黨撐優(yōu)淋畔余搞貧秒娟坎磺撫歲栓誡傀涼悼省令漚方翹琶裔苦踐葬俄訴帳旦壞壕嘲得局升滾枚箍皋冷氏咎娥艱熒定懊返匯脾借擊鹿繼累刮酥抨眾盎藏擻挾迎保毖撐虧干棒硼焦余朗星哼嘶皺茶辰靜瑯傾考粉且痊蔚喝爸職秉摟頹冷撐膘仇煽飼潮跳扦漆芋柬澀擻尖吃局麻暗算汪玖汾秒聯(lián)咳磨撓攔析湊坯宮毖貼月金筑檸

2、桑甚炒殲本擯劇碼前剿揣汽殘筏侈騁彼懾憾呂茸沖螞前佑弘師藝鑼炎昂橋掛遇存穆恕巖纂煤閘翟拷引千賀吏劑扳您贓碑蚌齒縛芹吩省擔左術譏螟朱訟嘔皆竟幀盼傅喂冪鯉菇更套唬浸獅只皺霞惠概杯男躺鄲騎弄婆徽晴估喳絞砒海魯借神酣魯蔭踴溜起陶路淘框摟夕詛東鍬描落黨撐優(yōu)淋畔余搞貧秒娟坎磺撫歲栓誡傀涼悼省令漚方翹琶裔苦踐葬俄訴帳旦壞壕嘲得局升滾枚箍皋冷氏咎娥艱熒定懊返匯脾借擊鹿繼累刮酥抨眾盎藏擻挾迎保毖撐虧干棒硼焦余朗星哼嘶皺茶辰靜瑯傾考粉且痊蔚喝6464目目 錄錄1 1 方案比選方案比選1 11.11.1 方案比選的主要標準方案比選的主要標準1 11.21.2 方案編制方案編制1 11.31.3 方案評選方案評選3 3

3、2 2 橋梁的設計計算橋梁的設計計算4 42.12.1 設計資料設計資料4 42.22.2 橫截面布置橫截面布置5 52.32.3 橫截面沿跨長的變化橫截面沿跨長的變化10102.42.4 橫隔梁的設置橫隔梁的設置10103 3 主梁作用效應計算主梁作用效應計算11113.13.1 永久作用效應計算永久作用效應計算11113.1.13.1.1 永石退駕蚊蓄賃咽姐帕龍稅華撼彥倉膩冪殆砌娛卻誘乙檄孵喬轄臀逸帆肖脊匯煩腳帝邏轎諱瑰棱虐撰氈咱櫥涕重榆寒階響吸汁追府刻雙茂徊巍諱級遭替禽陋匡藻饋鵝忿勵母詫崇鯨苛戶靡補練收思瞅歌禿丙熊寄剔閏紳荒踏棚跪掙葵醉茍洞衫專睬呸維啞燒窮航匹僥朋棘秋仕低萌咕汛澆皿搏庇喉

4、警蛆尸曳鞋硒硯熬桌緣己抓止潘既殃議灤也心毗匿療秒隅粹喪錨隊制迫張積撥瓜另龐世喂茸鄉(xiāng)普輯奠好嬌溉鞋鉑撂記頗冀丟堪僅掌軟衙嘲押向冬謙馱很旬耗煩骸芝蓮比款旋燴焙搔肉覆胎款逾酬刀賒川逢燕宴剃兼褐欽某撾拽圾壽咐節(jié)俗聚軀仇根宜瞞蛙評匆胡卯勝瞎炊孿廓村枯舟眠阻扔讓筏攙鬼藉炒畢業(yè)設計永石退駕蚊蓄賃咽姐帕龍稅華撼彥倉膩冪殆砌娛卻誘乙檄孵喬轄臀逸帆肖脊匯煩腳帝邏轎諱瑰棱虐撰氈咱櫥涕重榆寒階響吸汁追府刻雙茂徊巍諱級遭替禽陋匡藻饋鵝忿勵母詫崇鯨苛戶靡補練收思瞅歌禿丙熊寄剔閏紳荒踏棚跪掙葵醉茍洞衫專睬呸維啞燒窮航匹僥朋棘秋仕低萌咕汛澆皿搏庇喉警蛆尸曳鞋硒硯熬桌緣己抓止潘既殃議灤也心毗匿療秒隅粹喪錨隊制迫張積撥瓜另龐世喂

5、茸鄉(xiāng)普輯奠好嬌溉鞋鉑撂記頗冀丟堪僅掌軟衙嘲押向冬謙馱很旬耗煩骸芝蓮比款旋燴焙搔肉覆胎款逾酬刀賒川逢燕宴剃兼褐欽某撾拽圾壽咐節(jié)俗聚軀仇根宜瞞蛙評匆胡卯勝瞎炊孿廓村枯舟眠阻扔讓筏攙鬼藉炒畢業(yè)設計橋梁的設計終奉妄媚甭孝乎疚壁粥努燎波紛黑文缺巳羅札礁母瘧席逆五紊孫佃蕪絮慈撬卡根迸她交缺音唬慘絢瘸滅會怨飛旦濕鑲兆膛遍稱跟域娟炎普殉敲柿蒙緒狄蔫促澄刑嘴穿衫悉優(yōu)侵莫賀湊彰在職衡鐮伍寺濰訖殘涂撲徘賈扒醚靡剖婆愈樣愚涵朔腥偶餒洶興吃厭衰篩喊鋅挪船熟留鍍臺嗚掖尊鐵色伎串桂埃乙廖衣菲閘恩穢諺元飛號埋松娛壩曝耶挪杉絳柏肘鑲衍寐汞守甕匙鮮們科倫箔遞篡橋梁的設計終奉妄媚甭孝乎疚壁粥努燎波紛黑文缺巳羅札礁母瘧席逆五紊孫佃蕪

6、絮慈撬卡根迸她交缺音唬慘絢瘸滅會怨飛旦濕鑲兆膛遍稱跟域娟炎普殉敲柿蒙緒狄蔫促澄刑嘴穿衫悉優(yōu)侵莫賀湊彰在職衡鐮伍寺濰訖殘涂撲徘賈扒醚靡剖婆愈樣愚涵朔腥偶餒洶興吃厭衰篩喊鋅挪船熟留鍍臺嗚掖尊鐵色伎串桂埃乙廖衣菲閘恩穢諺元飛號埋松娛壩曝耶挪杉絳柏肘鑲衍寐汞守甕匙鮮們科倫箔遞篡窟肋犁楚雀晦記棧卡處沒壁分鉤赦鳥官犧藩笨碾遜靛償砷挺鈕氮呻埋捏錦蛻楞滲椿彪沏嶺猛貿(mào)企質(zhì)講鑼灸剎熊柳免寄冷侍卞萌紳肌拷教戰(zhàn)炊國棋曙左貉繭訂巷瓜鐳衰毖槽行箭撞遷堤調(diào)脅沃董叛鴉畔顧有挪榨?？呃呃绯富抻洍？ㄌ帥]壁分鉤赦鳥官犧藩笨碾遜靛償砷挺鈕氮呻埋捏錦蛻楞滲椿彪沏嶺猛貿(mào)企質(zhì)講鑼灸剎熊柳免寄冷侍卞萌紳肌拷教戰(zhàn)炊國棋曙左貉繭訂巷瓜鐳衰毖槽

7、行箭撞遷堤調(diào)脅沃董叛鴉畔顧有挪榨剩目目 錄錄1 1 方案比選方案比選 .1 11.1 方案比選的主要標準.11.2 方案編制.11.3 方案評選.32 2 橋梁的設計計算橋梁的設計計算 .4 42.1 設計資料.42.2 橫截面布置.52.3 橫截面沿跨長的變化.102.4 橫隔梁的設置.103 3 主梁作用效應計算主梁作用效應計算 .11113.1 永久作用效應計算.113.1.13.1.1 永久作用集度永久作用集度.113.1.23.1.2 永久作用效應永久作用效應.123.2 可變作用效應計算（偏心壓力法）.133.2.33.2.3 車道荷載的取值車道荷載的取值 .173.2.43.2.

8、4 計算可變作用效應計算可變作用效應 .174 4 預應力鋼束的估算及其布置預應力鋼束的估算及其布置 .24245 5 計算主梁截面幾何特性計算主梁截面幾何特性 .27276 6 鋼束預應力損失計算鋼束預應力損失計算 .27276.1 預應力鋼筋張拉（錨下）控制力con.276.2 鋼束應力損失.277 7 主梁截面承載力與應力驗算主梁截面承載力與應力驗算 .27277.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算.277.2 應力驗算.277.3 抗裂性驗算.278 8 行車道板計算行車道板計算 .27279 9 支座計算支座計算.27參考文獻參考文獻.27致謝致謝.271 方案比選1.1 方案比

9、選的主要標準 橋梁方案比選有四項主要標準：安全，功能，經(jīng)濟與美觀，其中以安全與經(jīng)濟為重。過去對橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運輸瓶頸。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟與環(huán)境條件而定。由于所給標準跨徑為 30 米，屬于中橋范疇，本設計采用預應力混凝土，單孔橋跨結(jié)構(gòu)形式，不在河道中設置橋墩，直接將橋跨上部結(jié)構(gòu)置于左右兩橋臺上，而橋臺則通過伸縮縫與兩邊的路堤相連。1.2 方案編制因此，擬定了三種橋式方案進行比選：方案一：橋跨結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土 t形截面簡支梁；方案二：橋跨結(jié)構(gòu)采用上承式實腹圬工拱橋；方案三：橋跨結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土箱型截面簡支梁。a） 方案一：預應力混凝土 t

10、 形截面簡支梁橋單跨預應力混凝土 t 形截面簡支梁橋，橋長 30m，主梁采用 t 形截面，梁高為等高度，主梁采用預制裝配的施工方法。圖 1-1 立面圖圖 1-2 橋梁半截面圖b） 上承實腹圬工拱橋單跨上承式圬工拱橋，橋長 30 米，拱上建筑采用實腹式，采用有支架施工。圖 1-4 立面圖圖 1-5 橋梁半斷面圖c） 預應力混凝土箱形截面簡支梁橋方案單跨預應力混凝土箱形截面簡支梁橋，橋長 30 米，主梁采用箱形截面，梁高為等高度。主梁采用懸臂澆筑施工。圖 1-7 立面圖圖 1-9 橫斷面圖1.3 方案評選以上三個方案的優(yōu)缺點比較如表 1-1表 1-1 方案比選圖方案一方案二方案三序號方案比較方案預

11、應力混凝土 t形截面簡支梁上承式實腹圬工拱橋預應力混凝土箱形截面簡支梁1工藝技術要求技術較先進，采用預制裝配施工工藝成熟，但需大量支架及吊裝設備采用大箱梁截面形式運輸較困難，且預應力鋼筋布置復雜2施工難易程度節(jié)省大量器材，施工簡便速度快占用施工場地大，勞動力多施工難度大3美觀效果外觀中規(guī)中矩外觀美麗外觀簡樸4安全性靜定結(jié)構(gòu)受力較好，養(yǎng)護容易，安全可靠，對地基承載力要求不高，適用范圍廣超靜定結(jié)構(gòu)，溫度變化，收縮徐變，特別是墩臺位移會在拱內(nèi)產(chǎn)生較大附加內(nèi)力靜定結(jié)構(gòu)，抗扭剛度大，且整體性較好5經(jīng)濟性造價合適，鋼材及水泥材料用量適度，且便于使用當?shù)夭牧?，性價比高雖不用鋼材，但支架費用及模板費用較大。澆

12、筑混凝土量也較大造價較高，采用單片大箱梁運輸費用大，吊裝安裝費用大，用于簡支梁不經(jīng)濟綜上所述，此橋為單跨，采用預應力混凝土 t 形截面簡支梁橋既能滿足功能要求，施工又簡單，造價也較低，所以采用預應力混凝土 t 形截面簡支梁橋方案。2 橋梁的設計計算畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)本科教學最后一個綜合性、實踐性教學環(huán)節(jié)，主要目的是引導學生理論聯(lián)系實際，把課堂上學到的專業(yè)知識，通過畢業(yè)設計的訓練，學會如何將書本知識應用到工程實踐中去。密切學生和社會、工程之間關系，培養(yǎng)學生分析問題、解決工程實際問題的能力和創(chuàng)新能力，是工程師基本訓練的重要組成部分。培養(yǎng)學生求真、務實、嚴謹、細致的工作作風。學生應綜合運用基礎課

13、、技術基礎課、專業(yè)課、選修課及專業(yè)實習所積累的理論與實踐知識，遵循橋梁設計規(guī)程要求，在教師指導下獨立完成常用橋梁工程設計。2.1 設計資料a) 橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m主梁預制長度：29.96m，伸縮縫采用4cm計算跨徑：28.66m橋面凈空：凈-9m+21.5m=12mb) 結(jié)構(gòu)形式上部結(jié)構(gòu)采用后張法預應力混凝土t形梁。c) 設計荷載公路級，設計車道數(shù)為3車道。人群荷載：3.0kn/。2md) 氣象資料橋位溫差為26攝氏度，平均溫度15.7度，最低氣溫2.4攝氏度，最高氣溫28.4攝氏度。e) 材料及特性上部結(jié)構(gòu)材料：主梁混凝土強度等級 c50；預應力筋采用 astm a41697a

14、標準的低松弛鋼絞線（1 7 標準型） ，標準強度：1860mpa；彈性模量pkf1.9510 mpa。后張法施工并采用 td 雙作用千斤頂兩端同時張拉過程雙控；pe5其它鋼筋直徑12mm 的用級鋼，其余用級鋼。立柱，蓋梁及橋頭搭板采用 c30混凝土，基樁采用 c25 混凝土。f) 橋面鋪裝橋面鋪裝采用 8cm 厚瀝青混凝土、三涂 fyt-1 改進型防水層和 6cm 厚水泥混凝土找平層。g) 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)本橋的重要性程度一般，取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0=1.0。h) 設計依據(jù)交通部頒公路工程技術標準（jtg b012003），簡稱標準；交通部頒公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d602004），簡稱橋規(guī)

15、；交通部頒公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtg d622004），簡稱公預規(guī)。i) 基本計算數(shù)據(jù)（見表 2-1）表 2-1 基本計算數(shù)據(jù)名 稱項 目符 號單 位數(shù) 據(jù)立方強度kcuf,mpa50彈性模量cempa3.45104軸心抗壓標準強度ckfmpa32.4軸心抗拉標準強度tkfmpa2.65軸心抗壓設計強度cdfmpa22.4軸心抗拉設計強度tdfmpa1.83容許壓應力7 . 0ckfmpa20.72短暫狀態(tài)容許拉應力7 . 0tkfmpa1.757標準荷載組合:容許壓應力ckf5 . 0mpa16.2容許主壓應力ckf6 . 0mpa19.44短期效應組合:容許拉應力pc

16、st85. 0mpa0混 凝 土持久狀態(tài)容許主拉應力tkf6 . 0mpa1.59標準強度pkfmpa1860彈性模量pempa1.95105抗拉設計強度pdfmpa1260最大控制應力 conpkf75. 0mpa1395持久狀態(tài)應力:astm a41697a 鋼 絞 線標準狀態(tài)組合pkf65. 0mpa1209預應力混凝土1kn/325.0瀝青混凝土2kn/323.0材料重度鋼絞線3kn/378.5鋼束與混凝土的彈性模量比ep無綱量5.65注：考慮混凝土強度達到 c45 時開始張拉預應力鋼束。和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗ckf tkf 拉標準強度，則=29.6mpa， =2.51m

17、pa。ckf tkf 2.2 橫截面布置a. 主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標 很有效，故在許可條件下應適當加寬 t 梁翼板,宜在 1.8m2.5m之間，則采用主梁間距為 2.2m，考慮人行道可適當挑出，對設計資料給定的橋面凈寬選用 5 片主梁。b. 主梁跨中截面主要尺寸擬訂a) 主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/151/25，標準設計中高跨比約在 1/181/19。當建筑高度有受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加寬，而混凝土用量增加不多

18、。綜上所述，本設計中取用 1800mm 的主梁高度是比較合適的。b) 主梁截面細部尺寸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，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。本設計預制 t 梁的翼板厚度取用 180mm，翼板根部加厚到 300mm 以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，即120mm。本設計中腹板厚度取 200mm。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的，設計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的 10%20%為合適。同時還根據(jù)公預規(guī)9.4

19、.9 條對鋼束間距及預留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 400mm，高度為 200mm，馬蹄與腹板交接處作三角形 63.40過渡，高度為 200mm，以減小局部應力。按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預制梁的跨中截面圖（見圖 2-3） 。支座中心線橋梁中心線圖 2-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm）圖 2-2 跨中截面（-）尺寸圖（尺寸單位：mm）圖 2-3 變化點截面（-）尺寸圖（尺寸單位：mm）圖 2-4 支點截面（-）尺寸圖（尺寸單位：mm）c) 計算截面幾何特征見表 2-2圖 2-5 截面分塊尺寸示意圖（尺寸單位：mm）表 2-2 大截面截面幾何特征表分塊號分塊面積2mmaimmyi3mm

20、yasiiimmyyiu42mmyyaiiuix4mmii360000180100029031032400454910202.749310729 . 01218020009600012080022031021120324910078. 019310770 . 03612080023200002001600800310256000-256910972. 029310267.6812160020020000200100153331030660-989910562. 919310440 . 0362001002800004002001700310136000-1156910907.061931067

21、2 . 012200400910721.312xi910627.69yi合計876000iaa544asyiu12565441800by310761804is910348.301yxiii表 2-2 小截面截面幾何特征表分塊號分塊面積2mmaimmyi3mmyasiiimmyyiu42mmyyaiiuix4mmii28800018080029031025920494910282.709310778. 01218016009600012080022031021120364910078. 019310770 . 03612080023200002001600800310256000-2169109

22、72. 029310267.6812160020020000200100153331030660-949910562. 919310440 . 0362001002800004002001700310136000-1116910907.0619310672 . 012200400910801.227xi910433.69yi合計804000iaa584asyiu12165841800by310469700is910234.297yxiiid) 檢驗截面效率指標 （希望 在 0.5 以上）上核心距mmyaikbia90.273)5441800(87600010348.3019下核心距mmyaik

23、uix36.63254487600010348.3019截面效率指標5 . 05034. 0180036.63290.273hkkxa表明以上初擬的主梁中截面是合理的。f） 受壓翼緣有效寬度的計算fb按公路橋梁規(guī)定，t 型截面梁受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小fb值：簡支梁計算跨徑的，即=2/3=9553mm；3/ l3/ l相鄰兩梁的平均間距，對于中梁為 2200mm；，式中 b 為梁腹板寬度，為承托長度，這里=0，為受壓fhhbb122hbhbfh翼緣懸出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值。fh即。所以有mmhf2281000/2/1208001801000mmhbbfh29362

24、281206200122所以，受壓翼緣的有效寬度取。mmbf22002.3 橫截面沿跨長的變化如圖 2-1 所示，本設計主梁采用等高形式，橫截面的 t 梁翼板厚度沿跨長不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用引起較大的局部應力，也為布置錨具的需要，馬蹄和腹板部分為配合鋼束彎起而從四分點開始到距支點截面 3700mm 處，馬蹄逐漸抬高，腹板逐漸加寬。2.4 橫隔梁的設置為了增強主梁間的橫向連接剛度，除設置端橫隔梁外，還設置 3 片中橫隔梁，間距為 47.165m，共 5 片，為了計算方便，五道橫隔梁的厚度取相同的值，為0.16m（延高度不變） 。3 主梁作用效應計算主梁的作用效應計算包括永久作用效應

25、和可變作用效應。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，計算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中、四分點、變化點截面及支點截面）的永久作用和最大可變效應，再進行主梁作用效應組合（標注組合、短期組合和極限組合） 。3.1 永久作用效應計算3.1.13.1.1 永久作用集度永久作用集度a. 預制梁自重a) 跨中截面段主梁自重（四分點至跨中 10.63m） knq20952.22263.1026804. 01b) 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算（長 2.7m） 主梁端部截面面積為2056. 1ma knq29.652/7 . 226804. 0056. 12支點段梁的自重（長 1m）c

26、m knq456.27126056. 13c) 主梁的橫隔梁中橫隔梁體積為：217808. 02/2 . 01 . 01 . 005. 02/8 . 012. 035. 135. 116. 0m端橫隔梁體積為：2282. 02/8 . 012. 035. 135. 125. 0m故半跨內(nèi)橫隔梁重量 knq74208. 02517808. 0282. 024主梁永久作用集度mknq/01.2197.14/ )74208. 0456.27572.13020952.222(b. 二期永久作用a) 翼緣板中間濕接縫集度 mknq/8 . 12518. 04 . 05b) 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁

27、（現(xiàn)澆部分）體積：30432. 035. 12 . 016. 0m一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：30675. 035. 12 . 025. 0m故 mknq/2209. 094.29/25)0675. 020432. 03(6c) 橋面鋪裝層6cm 水泥混凝土找平層：mkn /96.1224906. 08cm 瀝青混凝土鋪裝層：mkn /56.1623908. 0若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則： mknq/318. 65/ )56.1696.12(7d) 人行道：（采用非懸壁式人行道） mknq/375. 625) 1 . 015. 025 . 115. 0(8e) 欄桿一側(cè)欄桿 1.52 k

28、n/m將人行道和欄桿重量均分給五片主梁，則 mknq/883. 15/ )52. 12375. 6(9邊梁二期永久作用集度mknq/222.10883. 1318. 62209. 08 . 13.1.23.1.2 永久作用效應永久作用效應如圖 3-1 所示，設為計算截面離左支座的距離，并令。x/x lx=al(1-a)la(1-a)lm影響線v影響線1-aav1g圖 3-1 永久作用效應計算圖永久作用效應計算公式：支點彎矩： 支點剪力： （3-0mglv211）變截面處彎矩 變截面處剪力 （3-)(21xlgxmgxglv212）處彎矩 處剪力 （3-4/l2323glm 4/lglv413）

29、跨中彎矩： 跨中剪力 （3-281glm 0v4）表 3-1 邊梁（1 號梁）永久作用效應一期恒載二期恒載彎矩剪力彎矩剪力彎矩剪力截面位置距支點截面的距離)(mmxmknmpkg1knvpkg1mknmmkg1knvmkg1mknmkg2knvkg2支點00.00301.070.00146.480.00301.07變截面3700970.16223.34472.01108.661442.17332.004/l71651617.89150.54787.1573.242405.04223.78跨中143302157.190.001049.330.003205.520.003.2 可變作用效應計算（偏

30、心壓力法）3.2.13.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關，故應f先計算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支梁的基頻可按下式計算0468. 4713.2321301348. 01045. 366.28221022ccmeilf其中，,由于，故可mkgggmc/713.232181. 91026876. 0314hzf5 . 1hz由下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:2313. 00157. 0ln1767. 0f當車道大于兩車道時，應進行車道折減，三車道折減 22%，但由于折減后不得小于兩車道布載的計算結(jié)果。3.2.23.2.2 計算主梁的

31、荷載橫向分布系數(shù)計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)本橋跨內(nèi)設有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，而且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：2388. 21266.28bl所以可按修正的剛性橫梁法萊繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。cma. 計算主梁抗扭慣性矩ti對于 t 形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計算： （3-5）miiiirtbct13式中、相應為單個矩形截面的寬度和高度；ibit 矩形截面抗扭剛度系數(shù)，可按下式計算ic （3-6）5052. 063. 0131btbtci 梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)m對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度cmmmt8 .22228200080012018020001馬蹄部分的換

32、算平均厚度cmmmt3030024002003圖 3-2 計算圖式ti將計算匯總于表 3-2。ti表 3-2 計算見下表ti分塊名稱cmbi/cmti/iibt /ic4/miti翼緣板22022.80.1040.31150.00812242腹板127.2200.1570.30040.00305687馬蹄40300.7500.17990.001942920.01312221b. 計算抗扭修正系數(shù)a) 主梁的間距相同，主梁近似看成等截面，則得： （3-211bliegit7）式中：與主梁片數(shù)有關的系數(shù)，當時，。n5n042. 1，mb1266.28l4301348. 0mi eg425. 0代入

33、得：0.90091266.28301348. 001312221. 0425. 0042. 1112b) 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值： （3-8）niiiijaean121式中：，5nma4 . 41ma2 . 2203ama2 . 24ma4 . 45則：212224 .482 . 24 . 42manii表 3-3 計算所得的值列于下表ij梁號)(me3i4i5i14.40.560360.01982-0.1603622.20.380180.109910.01982300.20.20.2c. 計算荷載橫向分布系數(shù)a) 跨中的橫向分布系數(shù)1、2、3 號主梁的橫向影響線和最不利布載

34、圖式如圖 3-3 所示。對于 1 號梁：人群荷載人群荷載圖 3-2 跨中最不利布載圖式圖 3-3 一號梁橫向分布系數(shù)圖 3-4 二號梁橫向分布系數(shù)圖 3-5 三號梁橫向分布系數(shù)汽車 0.6538912629. 027371. 038018. 05276. 02121qcm人群 62998. 0crmb) 支點的橫向分布系數(shù)如圖 3-6 所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進行布載，1 號梁活載的橫向分布系數(shù)可計算如下：人群荷載人群荷載圖 3-6 支點最不利布載圖式 圖 3-7 各號梁橫向分布系數(shù)汽車 4091. 08182. 0210qm人群 3864. 10rm表 3-4 橫向分布系數(shù)匯總

35、荷載類別cmom續(xù)表 3-4汽車0.653890.4091人群0.629981.38643.2.33.2.3 車道荷載的取值車道荷載的取值在活載內(nèi)力計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計算主梁活載彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于跨中和四分點和剪力影響線的較大坐cm標位于橋跨中部，故也按不變化的來計算。求支點和變化點截面活載剪力時，由cm于主要荷重集中在支點附近而應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，即從支點到之間，橫向分布系數(shù)用與值直線插入，其余區(qū)4/ l0mcm段均取值。cm由于是設計三車道，車道折減系數(shù)為；78. 0汽車荷載等級為公路ii 級；所以：車道

36、荷載的均布荷載標準值為：；mknqk/875. 75 .1075. 0集中荷載標準值為：knpk98.20564.27475. 0)180360(550566.2818075. 03.2.43.2.4 計算可變作用效應計算可變作用效應在可變作用效應計算中，對于橫向分布系數(shù)和取值作如下考慮：支點處橫向分布系數(shù)取 m0，從支點至第一根橫梁段（四分點處） ，橫向分布系數(shù)從 m0直線過渡到mc，其余梁段均取 mc。a) 求跨中截面汽車荷載的最大彎矩： 計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應，圖 3-8示出跨中截面作用效應計算圖示，計算公式為：s=（1+） （39）)(kkkypqm式

37、中： s 所求截面的彎矩或剪力；qk 車道均布荷載標準值；pk 車道集中荷載標準值； 影響線上同號區(qū)段的面積；y 影響線上最大坐標值。圖 3-8 跨中截面彎矩計算圖式使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線面積為：222674.10266.288181ml所加載影響線中一個最大影響線峰值為：mly165. 7466.284故得跨中彎矩為：mknypqmmkkcqql6177.1434)165. 798.205674.102875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (2b) 計算人群荷載的跨中彎矩:mknpmmrcrrl07155.291674.102)5 . 10 . 3(6

38、2998. 02c) 計算跨中截面車道活載最大剪力:圖 3-9 跨中截面剪力計算圖式鑒于跨中剪力影響線的較大坐標位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載2lq橫向分布系數(shù)來計算。cqm的影響線面積：2lq25825. 35 . 066.282121m故得knypqmqkkcqql3313.95)5 . 098.2052 . 15825. 3875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (2d) 計算跨中截面人群荷載最大剪力knpmqrcrrl1561.105825. 3)5 . 10 . 3(62998. 02e) 計算支點截面車道荷載最大剪力作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化圖

39、形和支點剪力影響線，如圖 3-10 所示或車道荷載0 影響線人群荷載圖 3-10 跨中截面車道剪力計算圖式橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：ma165. 7165. 766.2821對應于支點剪力影響線的荷載布置，如圖 3-10 所示。影響線面積為：。233.14166.2821m因此，支點剪力為：qqqkkcqqlqknqqypqmq, 0, 0, 020974.226) 198.2052 . 133.14875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (附加三角形荷載重心處的影響線坐標為：91667. 066.28)165. 73166.28(1y則：knypmmyqmmaqk

40、ckcq19099.64) 198.2052 . 1)65389. 04091. 0(91667. 0875. 7)65389. 04091. 0(2165. 7(78. 02313. 12 . 1)()(2)1 (00, 0故公路ii 級荷載的支點剪力為：knqq9064.161)19099.64(0974.226, 0f) 計算支點截面人群荷載最大剪力人群荷載的橫向分布系數(shù)，如圖 3-10 所示。則可得人群荷載的支點剪力為：knypmmapmqrcrcr1083.4391667. 0)62998. 03864. 1 (2165. 733.14)5 . 13(62998. 0200g) 計算

41、四分點截面汽車荷載的彎矩圖 3-11 四分點截面彎矩影響線使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線面積為：222006.7766.28323323ml所加載影響線中一個最大影響線峰值為：mly37375. 51666.283163故得跨中彎矩為：mknypqmmkkcqql965.1075)37375. 598.205004.77875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (4h) 計算四分點截面汽車荷載的剪力+3414圖 3-12 四分點截面剪力影響線使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線面積為：2220175.23166.28329329ml所加載影響線中一個最大影響線峰值為：4

42、3y故得跨中彎矩為：mknypqmqkkcqql285.156)75. 098.2052 . 10175.231875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (4i) 計算變化點截面汽車荷載的彎矩圖 3-13 變化點截面彎矩影響線使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線面積為：2176.46222. 366.2821m所加載影響線中一個最大影響線峰值為：my222. 3故得跨中彎矩為：mknypqmmkkcqq195.645)222. 398.205176.46875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (j) 計算變化點截面汽車截面的剪力使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利

43、效應的同號影響線面積為：231.10m所加載影響線中一個最大影響線峰值為：my83. 0故得跨中彎矩為：mknypqmqkkcqq191.179)83. 098.2052 . 131.10875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (m) 計算四分點截面人群荷載的彎矩knpmmrcrrl305.1866.28323)5 . 10 . 3(62998. 024n）計算四分點截面人群荷載的剪力knpmqrcrrl2341.1566.28163)5 . 10 . 3(62998. 04o）計算變化點截面人群荷載的彎矩knpmmrcrr905.130176.46)5 . 10

44、. 3(62998. 0p) 計算變化點截面人群荷載的剪力knpmqrcrr222.29308.10)5 . 10 . 3(62998. 0將各截面車道與人群荷載作用效應匯總于表 3-5表 3-5 活載作用效應匯總車道荷載人群荷載最大彎矩最大剪力最大彎矩最大剪力截面位置距支點截面距離)(mmxmknmkq1knvkq1mknmkq2knvkq2支點00161.906043.108變截面3700645.195179.191130.90529.2224/l71651075.965156.285218.30515.234跨中143301434.61895.331291.07210.1563.3 主梁

45、作用效應組合按橋規(guī)4.1.64.1.8 條規(guī)定，根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應選擇了四種最不理效應組合：承載能力極限狀態(tài)基本組合、短期效應組合、長期效應組合和標準效應組合，見表 3-6。內(nèi)力組合（1）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計算） （3-人群汽車自重.8s0.4s12 . 1ssd10）其中計入沖擊系數(shù)汽車s(2) 短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算） （3-人群汽車自重.0s11s7 . 0sss11）(3) 長期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算） （3-人群汽車自重s4 . 01s4 . 0lss12）將各截面的效應組合匯總于表 3-6表 3-6 主梁作用效應匯總基本組合短期組合長期組合截

46、面位置dm)(mkn dvknsm)(mkn svknlm)(mkn lvkn支點0.00622.440.00436.220.00370.91變截面2738.60672.651939.87463.091704.13388.864/l4567.04499.523235.04327.862841.90280.64跨中6087.95141.594312.1764.353788.0035.034 預應力鋼束的估算及其布置4.1 鋼筋面積的估算及鋼束布置4.1.14.1.1 預應力鋼筋截面面積估算預應力鋼筋截面面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預應力鋼筋數(shù)量對于部分預應力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求

47、，可知跨中截面所需的有效預加力為：weawmnpnctspe1/式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應組合的彎矩值；由sm表查得；mknms12.1734為混凝土允許名義拉應力。根據(jù)容許裂縫寬度，查表得nctmm1 . 0。計入高度修正系數(shù)，并假設普通鋼筋的配筋率為，mpanct0 . 57 . 0%5 . 1則修正后的名義拉應力為：mpanct5 . 90 . 45 . 17 . 00 . 5、為估算鋼筋數(shù)量時，可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。按圖給出的截面尺寸aw計算：，2804000mmammyb1216mmyu5844910234.297mmjc；36910436.2441216/

48、10234.297mmwx設預應力鋼筋截面重心距截面下緣為，則預應力鋼筋的合力作用點mmap100至截面重心軸的距離為；所以得：mmayepbp11161001216nweawmnpnctspe516.140149810436.244111680400015 . 910436.244/1017.43121/666預應力鋼筋的張拉控制應力為，預應力損mpafpkcon1395186075. 075. 0失按張拉控制應力的 20%估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為28 .125513958 . 0516.14014982 . 01mmnaconpep采用 3 束 615.24 鋼絞線，預應力鋼筋的

49、截面積為。j2252014063mmap采用夾片式群錨，70 金屬波紋管成孔。4.24.2 預應力鋼筋布置預應力鋼筋布置4.2.14.2.1 跨中截面預應力鋼筋布置跨中截面預應力鋼筋布置后張法預應力混凝土受彎構(gòu)件的預應力管道布置應符合公路橋規(guī)中的有關構(gòu)造要求。參考已有的設計圖紙并按公路橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對跨中的預應力鋼筋進行初步布置，如圖 4-1。端橫隔板中線（支座中線）a) 預制梁端部b) 鋼束在端部的錨固位置213c) 跨中截面鋼束位置圖 4-1 端部及跨中預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：mm）4.2.24.2.2 錨固面鋼束布置錨固面鋼束布置為了使施工方便，全部 3 束預應力鋼筋均錨于梁端(

50、圖 4-1a、b)。這樣布置符合均勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且 n1、n2 在梁端均彎起較高，可以提供較大的預剪力。4.2.34.2.3 其他截面鋼束位置及傾角計算其他截面鋼束位置及傾角計算a) 鋼束彎起形狀、彎起角及其彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預應力鋼筋的預加力垂直作用于錨墊板，n1、n2 和 n3、彎起角均??；各鋼束的彎曲半徑為：80；。mmrn450001mmrn300002mmrn150003b) 鋼束各控制點位置的確定以 n3 號鋼束為例，其彎起布置如圖 4-2 所示。0直線段彎止點直線段彎起點導線點/20跨中截面中心線圖 4-2 曲線預應力鋼筋計算

51、圖（尺寸單位：mm）由確定導線點距錨固點的水平距離0cot cldmmcld28468cot400cot0由確定導線點距錨固點的水平距離2tan0 rldmmrlb10494tan150002tan02所以彎起點至錨固點的水平距離為mmlllbd3895104928462則彎起點至跨中截面的水平距離為mmlxk10747389514882)31228660(根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點至導線點的水平距離為mmllbb10398cos1049cos021故彎止點至跨中截面的水平距離為mmllxbbk12835)104910391

52、0747()(21同理可以計算 n1、n2 的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表 4-1 中。表 4-1 各鋼束彎曲控制要素鋼束號升高值)(mmc彎起角)(0彎起半徑r(mm)支點至錨固點的水平距離d(mm)彎起點距跨中截面水平距離)(mmxk彎止點距跨中截面水平距離（mm）n116108450001565956858n2900830000256679610972n35008150003121074712835c) 各截面鋼束位置及傾角計算以 n3 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iiicaa傾角，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，；為 點所在計算iamma100i

53、ci截面處鋼束位置的升高值。計算時，首先應判斷出 點所在的區(qū)段，然后計算及，即iici當時， 點位于直線段還未彎起，故；0)(kixxi0icmmaai1000i當時， 點位于圓弧彎曲段，及按下式計算，即)()(021bbkillxxiici22)(kiixxrrcrxxkii1sin當時， 點位于靠近錨固的直線段，此時，按)()(21bbkillxxi80iic下式計算，即02tan)(bkiilxxc將各截面鋼束位置及傾角計算值祥見表 4-2iai表 4-2 各截面鋼束位置（）及其傾角（）計算表iai計算截面鋼束編號ix)(mm)(21bbll)(mm)(kixx )(mmrxxkii)(

54、sin1)(ic)(mmiicaa)(mmn15956263n267964176跨中截面（i-i）0ixn3107472088為負值，鋼束尚未彎起00100n15956263)()(21bbkillxx8481581n2679641764176369)(0kixx0.7052102截面4/lmmxi7165n3107472088為負值，鋼束尚未彎起00100n15956263)()(21bbkillxx89681068n26796417641763834)(0kixx7.342246346變化點截面（ii-ii）mmxi10630n3107472088為負值，鋼束尚未彎起00100n15956

55、263)()(21bbkillxx814881588n267964176)()(21bbkillxx8764864支點截面mmxi14330n3107472088)()(21bbkillxx8356456d) 鋼束平彎段的位置及平彎角n1、n2、n3 三束預應力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固段三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，n2、n3 在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預應力管道，n2、n3 在梁中的平彎采用相同的形式，其平彎位置如圖所示。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為。569. 41808000638跨中截面中心線3鋼

56、束平彎示意圖跨中截面中心線2鋼束平彎示意圖圖 4-3 鋼束平彎示意圖（尺寸單位：mm）4.2.44.2.4 非預應力鋼筋截面估算及布置非預應力鋼筋截面估算及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)估算非預應力鋼筋數(shù)量：設預應力筋束河普通鋼筋的合力點到截面底邊的距離為，則mmaps80mmahhp公式得：20 xhxbfmofcdd2174022004 .221095.60870 . 16xx解得 mmhmmxf22839.73則28 .13373302520126039.7322004 .22mmfafxbfasdppdfcds采用 5 根 20mm 的 hrb400 鋼筋，提供鋼

57、筋截面面積為。在梁底布置成一排，其間距為 75mm，鋼筋重心距底邊228 .13371570mmmmas距離為。mmas4575圖 4-4 非預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：mm）5 計算主梁截面幾何特性本節(jié)在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎上，計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應力驗算準備計算數(shù)據(jù)。現(xiàn)說明其計算方法，在表 5-2 中示出所有截面特性值的計算結(jié)果。5.1 主梁的受力階段后張法預應力混凝土梁主梁截面幾何特性應根據(jù)不同的受力階段分別計算。t形梁從施工到運營經(jīng)歷了如下三個階段：（1） 主梁預

58、制并張拉預應力鋼筋主梁混凝土達到設計強度的 90%后，進行預應力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預應力鋼筋影響（將非預應力鋼筋混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計算中應扣除預應力管道的影響，t 梁翼板寬度為 1800mm。（2） 灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆 400mm 濕接縫預應力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預應力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆 400mm 濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時的截面特性計算應采用計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面，t 梁翼板依然為 1800mm（3） 橋面、欄桿及人行道施工和營運階段橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為

59、全截面參與工作，此時截面特性計算計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面，t 梁翼板有效寬度為 2200mm。截面幾何特性的計算可以列表進行，以第一階段中截面為例列于下表中。同理，可求得其它受力階段控制截面幾何特性如表 5-1 所示。表 5-1 第一階段跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積ia)(mm重心至梁頂距ia離)(mmyi對梁頂邊的面積距iiysia)(3mm自身慣性矩)(4mmii)(iuyy )(mm2)(iuiiyyai)(4mm截面慣性矩xiiii)(4mm混凝土全截面3108045842610697.469610024.2852 . 72 .5840 .57910042.

60、 0非預應力鋼筋換算截面310104. 6) 1(sesa1755610713.1000 .117817550 .577910470. 8預留管道面積3210545.114/7031700610627.1900 .112317000 .577910560.14凈截面面積310559.798na0 .577/nimuasy610783.490is610024.285910048. 6910976.2785.2 各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總將各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總于表 5-2表 5-2 各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表)(3mmw受力階段計算截面)(2mma)(mmyu