畢業(yè)設(shè)計---預(yù)應(yīng)力混凝土t型梁橋的設(shè)計（含圖紙）

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p>　　Graduation Design （Thesis）</p><p>　?。?008 —2012 年）</p><p>　　題 目： </p><p>　　分 院： 土木建筑分

2、院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： <

3、;/p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　填表日期： 2012 年 4 月 25 日</p><p>　　摘

4、 要</p><p>　　本次設(shè)計的題目是江西西江大橋預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋的設(shè)計。</p><p>　　本設(shè)計采用預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋，跨徑布置為（4×20）m，主梁為變截面T型梁?？缰辛焊邽?.33m，支點(diǎn)梁高為1.33m。橋墩為重力式橋墩、橋臺。</p><p>　　本文主要闡述了該橋的設(shè)計和計算過程。首先進(jìn)行橋型方案比選，對主橋進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然

5、后對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力、配筋計算，再進(jìn)行強(qiáng)度、應(yīng)力及變形驗(yàn)算，最后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。</p><p>　　具體包括以下幾個部分：</p><p>　　1. 橋型方案比選；</p><p>　　2. 橋型布置，結(jié)構(gòu)各部分尺寸擬定；</p><p>　　3. 選取計算結(jié)構(gòu)簡圖；</p><p>　　4. 恒載內(nèi)力計算

6、；</p><p>　　5. 活載內(nèi)力計算；</p><p><b>　　6. 荷載組合；</b></p><p><b>　　7. 配筋計算；</b></p><p>　　8. 預(yù)應(yīng)力損失計算；</p><p>　　9. 截面強(qiáng)度驗(yàn)算；</p>&l

7、t;p>　　10. 截面應(yīng)力及變形驗(yàn)算；</p><p>　　11. 下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。</p><p>　　關(guān) 鍵 詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；T型簡支梁橋；重力式橋墩；重力式橋臺</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design is of the same section a

8、bout the XIJIANG bridge of jiangxi province prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design.</p><p>　　The bridge belongs to the prestressed concreted structure which is a simple supported beam bri

9、dge .The span arrangement is （4×20）m. The superstructure is variable T shaped supported beam bridge. The height of the girder on the support is1.33m, and the height of the middle is 1.33m too. The pier is gravity pi

10、er. The abutment is gravity abutment.</p><p>　　This essay focuses on the design and calculation process of the bridge. Firstly, compare and choose a best scheme from several bridge types; and make an overall

11、 structure design of the main span. Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure. Thirdly, check the intensity, stress and deflection. Finally, check the substructure..

12、</p><p>　　The main points of the design are as the follows.</p><p>　　1. The comparison of several bridge types;</p><p>　　2. The arrangement of the bridge types;</p><p>

13、　　3. The unit partition of the structure;</p><p>　　4. The calculation of the internal force of dead load;</p><p>　　5. The calculation of the internal force of movable load;</p><p>　

14、　6. The combination of every kind of load;</p><p>　　7. The arrangement of prestressed reinforcing bar;</p><p>　　8. The calculation of the prestressed loss;</p><p>　　9. The check of

15、the section intensity;</p><p>　　10. The check of the section stress and deflection;</p><p>　　11. The check the substructure.</p><p>　　Key words: Prestressed concrete T shaped supp

16、orted beam bridge Gravity pier Gravity abutment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目 錄II

17、I</b></p><p>　　一、工程概況及方案比選1</p><p><b>　?。ㄒ唬└攀?</b></p><p>　　1．比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)：2</p><p><b>　　2．方案編制2</b></p><p><b>　　（1）懸臂

18、橋2</b></p><p>　?。?）T型鋼構(gòu)橋2</p><p>　?。?）先簡支后連續(xù)梁T型梁橋2</p><p><b>　?。?）斜拉橋2</b></p><p><b>　　二、主梁設(shè)計4</b></p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計概況及構(gòu)造布置

19、4</p><p><b>　　1．設(shè)計資料4</b></p><p>　?。ǘM截面布置4</p><p>　　1．主梁間距和主梁片數(shù)4</p><p>　　2．主梁跨中截面細(xì)部尺寸4</p><p>　?。ㄈ┝好孛鎺缀翁匦杂嬎?</p><p>　　1

20、．截面幾何特性6</p><p>　　2．檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ11</p><p>　?。ㄋ模┲髁簝?nèi)力計算11</p><p>　　1．恒載內(nèi)力計算11</p><p>　　2.欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）g3：14</p><p>　　3. 主梁恒載內(nèi)力計算14</p><p>

21、;　　（五）預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置28</p><p>　　1．估算鋼束面積28</p><p><b>　　2．鋼束布置30</b></p><p>　?。┲髁航孛鎺缀翁匦杂嬎?4</p><p>　　(七)鋼束布置位置（束界）的校核36</p><p>　　（八）鋼束預(yù)應(yīng)力損失

22、估算43</p><p>　　（九）預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗(yàn)算48</p><p>　?。ㄊ┦褂秒A段的正應(yīng)力驗(yàn)算49</p><p>　?。ㄊ唬┦褂秒A段的主應(yīng)力驗(yàn)算50</p><p>　　1．截面面積矩計算50</p><p>　　2．主應(yīng)力計算51</p><p><

23、b>　　1)剪應(yīng)力51</b></p><p><b>　　2）正應(yīng)力52</b></p><p>　?。?）荷載組合I時52</p><p>　?。?）荷載組合III時52</p><p><b>　　3）主應(yīng)力52</b></p><p>　　

24、（1）荷載組合I時52</p><p>　?。?）荷載組合III時52</p><p><b>　　1)剪應(yīng)力53</b></p><p>　　（2）荷載組合III時53</p><p><b>　　2）正應(yīng)力53</b></p><p>　?。?）荷載組合I時5

25、3</p><p>　?。?）荷載組合III時53</p><p><b>　　3）主應(yīng)力54</b></p><p>　　（1）荷載組合I時54</p><p>　?。?）荷載組合III時54</p><p><b>　　1)剪應(yīng)力54</b></p>

26、<p>　　（2）荷載組合III時54</p><p><b>　　2）正應(yīng)力54</b></p><p>　?。?）荷載組合I時54</p><p>　?。?）荷載組合III時55</p><p><b>　　3）主應(yīng)力55</b></p><p>

27、　?。?）荷載組合I時55</p><p>　?。?）荷載組合III時55</p><p><b>　　1)剪應(yīng)力55</b></p><p>　　（1）荷載組合I時55</p><p>　?。?）荷載組合III時55</p><p><b>　　2）正應(yīng)力56</b&

28、gt;</p><p>　　（2）荷載組合III時56</p><p><b>　　3）主應(yīng)力56</b></p><p>　?。?）荷載組合I時56</p><p>　?。?）荷載組合III時56</p><p>　　（十二）截面強(qiáng)度計算57</p><p>　

29、　1．正截面強(qiáng)度計算57</p><p>　　（1）求受壓區(qū)高度57</p><p>　?。?）求的重心至受壓區(qū)頂邊的距離58</p><p>　?。?）正截面強(qiáng)度驗(yàn)算58</p><p>　　2．斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算59</p><p>　?。?）斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算59</p><p>

30、　　（2）斜截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算60</p><p>　?。ㄊ╁^固區(qū)局部承壓驗(yàn)算60</p><p>　　1．局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算60</p><p>　　2．局部承壓抗裂驗(yàn)算61</p><p>　　（十四）主梁變形（撓度）計算63</p><p>　　1．短期荷載作用下主梁撓度驗(yàn)算63</p>

31、<p>　　（1）汽車荷載引起的主梁撓度63</p><p>　　2．拱度設(shè)置計算63</p><p>　?。?）反拱度計算63</p><p>　　（2）由梁自重和二期恒載作用引起的撓度64</p><p>　?。?）使用荷載作用下主梁跨中變形64</p><p>　　3．長期荷載作用下的變形

32、64</p><p>　　三、行車道板計算65</p><p><b>　　1．設(shè)計資料65</b></p><p>　　2．恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進(jìn)行計算）65</p><p>　　3．汽車－20級產(chǎn)生的內(nèi)力65</p><p>　　4．掛車－100產(chǎn)生的內(nèi)力66</p

33、><p><b>　　5．荷載組合67</b></p><p><b>　　6．鋼筋配置68</b></p><p>　　四、重力式橋臺設(shè)計69</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計資料69</p><p>　?。ǘ┰O(shè)計方法與內(nèi)容69</p><p>

34、;　　1．橋臺尺寸擬定69</p><p>　　2．截面幾何性質(zhì)70</p><p><b>　　1）臺身底面70</b></p><p><b>　　2）基礎(chǔ)底面70</b></p><p>　　3．荷載計算及荷載組合70</p><p>　　五、重力式橋墩設(shè)計

35、81</p><p>　　（一）設(shè)計資料81</p><p>　?。ǘ┰O(shè)計方法與內(nèi)容81</p><p>　　1．橋墩尺寸擬定、截面面積及幾何性質(zhì)81</p><p>　　1）橋墩整體尺寸、墩帽平面尺寸81</p><p>　　（2）基礎(chǔ)底面（圖5.3）82</p><p><

36、b>　　2．荷載計算83</b></p><p><b>　　1）恒載計算83</b></p><p>　?。?）橋墩恒載計算（表5.1）83</p><p>　?。?）汽車橫向排列（圖5.6）84</p><p><b>　　3．荷載組合86</b></p>

37、<p>　?。?）組合I（主要設(shè)計組合）88</p><p><b>　　①順橋方向89</b></p><p>　　4．荷載匯總表90</p><p>　　5．墩身截面強(qiáng)度及偏心驗(yàn)算91</p><p>　　1）順橋方向（見表5.4）91</p><p>　　2）橫橋方向

38、（見表5.5）92</p><p>　　6．基底面應(yīng)力及偏心驗(yàn)算92</p><p>　　1）順橋方向（見表5.6）92</p><p>　　7．橋墩穩(wěn)定性驗(yàn)算94</p><p><b>　　1）順橋向94</b></p><p>　?。?）抗滑動穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算95</p>

39、<p><b>　　2）橫橋向95</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)96</p><p>　　謝 辭97</p><p>　　一、工程概況及方案比選</p><p><b>　?。ㄒ唬└攀?lt;/b></p><p>　　大力發(fā)展交通運(yùn)輸

40、事業(yè)，是加速實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化的重要保證。四通八達(dá)的現(xiàn)代交通，對于加強(qiáng)全國各族人民的團(tuán)結(jié)，發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)文化交流和鞏固國防等方面，都具有非常重要的作用。</p><p>　　我國幅員遼闊，大小山脈和江河湖澤縱橫全國，在已通車的公路路線中尚有大量渡口需要改建為橋梁，并且隨著社會主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的逐步實(shí)現(xiàn)，還迫切需要修建許多公路、鐵路和橋梁，在此我們廣大橋梁工程技術(shù)人員將不斷面臨著設(shè)計和建造各類橋

41、梁的光榮而艱巨的任務(wù)。</p><p><b>　　（二）工程概況</b></p><p><b>　?。ㄈ┓桨副冗x</b></p><p>　　1．比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　　本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定,對江西西江大橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計的。對該橋的設(shè)計，本著“

42、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用”的八字原則，本論文提出三種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇. </p><p>　　在設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計算著重分析了橋梁在使用工程中恒載以及活載的作用利，采用整體的體積以及自重系數(shù)，荷載集度進(jìn)行恒載內(nèi)力的計算。運(yùn)用杠桿原理法、偏心壓力法求出活載橫向分布系數(shù)，并運(yùn)用最大荷載法法進(jìn)行活載的加載。進(jìn)行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度和變形驗(yàn)

43、算、錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算和撓度的計算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別對橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計算和驗(yàn)算。</p><p><b>　　2．方案編制</b></p><p><b>　　（1）懸臂橋</b></p><p><b>　　圖1.1</b></p>

44、<p><b>　　（2）T型鋼構(gòu)橋</b></p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　?。?）先簡支后連續(xù)梁T型梁橋</p><p><b>　　圖1.3</b></p><p><b>　　（4）斜拉橋</b></

45、p><p><b>　　圖1.4</b></p><p><b>　　3．方案比選</b></p><p>　　方案比選表 表1.3</p><p>　　縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，T形鋼構(gòu)橋容易受地震等影響，江西省少地震，以及經(jīng)

46、過上述方案的比較，決定采用混凝土T形梁橋。</p><p><b>　　二、主梁設(shè)計</b></p><p>　　（一）設(shè)計概況及構(gòu)造布置</p><p><b>　　1．設(shè)計資料</b></p><p>　?。?）設(shè)計跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑20.00m（墩中心距離），簡支梁計算跨徑(相鄰支座中心距離)19

47、.50m，主梁全長19.96m。</p><p>　?。?）荷載：汽車－20級；掛車－100級；人群：3KN/m2；每側(cè)欄桿、人行道的重量分別為1.52KN/m和3.6KN/m。</p><p><b>　?。?）材料及工藝：</b></p><p>　　混凝土：主梁用40號，人行道，欄桿及橋面鋪裝用20號。</p><p&

48、gt;　　普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用16Mn鋼或其它Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋；直徑小于12mm的均由Ⅰ級熱軋光鋼筋。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合冶金部YB255-64標(biāo)準(zhǔn)的φs5mm碳素鋼絲，每束由24絲組成。</p><p>　　鋼板和角鋼：制作錨頭下支承墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼，主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板。</p><p>　　

49、按后張法工藝制作主梁，采用45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具和直徑50mm抽撥橡膠管。</p><p><b>　?。ǘM截面布置</b></p><p>　　1．主梁間距和主梁片數(shù)</p><p>　　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)，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)ρ很有效，故在許可的條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。但標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計主要為

50、配合各種橋面寬度，使橋梁標(biāo)準(zhǔn)化而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通部《公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖》（78年）中，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式簡支T形梁跨徑從16m到40m，主梁間距均為1.6m (留2㎝工作縫，T梁上翼沿寬度為158cm)?？紤]人行道適當(dāng)挑出，凈－7附2×0.75m的橋?qū)拕t用五片。</p><p>　　2．主梁跨中截面細(xì)部尺寸</p><p><b>　　（1）主梁高度&l

51、t;/b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25，本設(shè)計取1.33 m。</p><p>　　主梁截面細(xì)部尺寸：為了增強(qiáng)主梁間的橫向連接剛度，除設(shè)置端橫隔梁外，還設(shè)置3片中橫隔梁，間距為4×4.875m，共5片，采用開洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm，翼板根部加到20cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹

52、板連接和順，在截面轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角，以減小局部應(yīng)力和便于脫模。</p><p>　　在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板處因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的構(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。標(biāo)準(zhǔn)圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。</p><p>　　馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要來確定，實(shí)踐表明馬蹄面積占截面面積的10％～20％為合適。這里設(shè)置

53、馬蹄寬度為32cm，高度18cm。馬蹄與腹板交接處做成45°斜坡的折線鈍角，以較小局部應(yīng)力。這樣的配置，馬蹄面積占總面積15.75％，按上述布置，可繪出預(yù)制梁跨中截面，如圖2.1所示。馬蹄從四分點(diǎn)開始向支點(diǎn)逐漸抬高，在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)（133cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點(diǎn)截面（腹板開始加厚區(qū)）到支點(diǎn)的距離為123cm，中間還設(shè)置一節(jié)長為30cm的腹板加厚的過渡段。</p><p>　　圖2.1

54、 預(yù)制梁跨中截面圖</p><p>　?。?）橋面鋪裝：采用20號混凝土，坡度由橋面鋪裝層找平。</p><p>　　圖2.2 橋橫截面圖</p><p>　　圖2.3 主梁縱截面</p><p>　?。ㄈ┝好孛鎺缀翁匦杂嬎?lt;/p><p><b>　　1．截面幾何特性</b><

55、;/p><p>　　預(yù)制時翼板寬度為1.58m，使用時為1.60m，分別計算這二者的截面特征。計算公式如下：</p><p>　　中主梁跨中毛截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖2.1，及表2.1</p><p>　　跨中截面(跨中與L/4截面同)毛截面幾何特性 </p><p><b>　　表2.1</b></p>

56、<p>　　同時，用橋梁博士軟件也可得出一致的結(jié)果。軟件使用例子：設(shè)計－截面設(shè)計－創(chuàng)建新文件。使用界面如下：</p><p>　　選擇T型，然后進(jìn)行幾何參數(shù)設(shè)置。計算書如下：</p><p>　　<<橋梁博士>>---截面設(shè)計系統(tǒng)輸出</p><p>　　文檔文件: E:\倪海堂\123\設(shè)計文件1.sds</p>

57、<p><b>　　文檔描述: jk</b></p><p><b>　　任務(wù)標(biāo)識: def</b></p><p>　　任務(wù)類型: 截面幾何特征計算</p><p>　　------------------------------------------------------------</p>

58、<p>　　截面高度: 1.33 m</p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算結(jié)果:</b></p><p>　　基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號混凝土</p>

59、<p>　　基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa</p><p>　　換算面積: 0.447 m**2</p><p>　　換算慣矩: 9.07e-02 m**4</p><p>　　中性軸高度: 0.884 m</p><p>　　沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):</p>

60、<p><b>　　主截面:</b></p><p>　　點(diǎn)號: 高度(m): 靜矩(m**3):</p><p>　　1 1.33 0.0</p><p>　　2 0.998 8.87e-02</p><p>　　3

61、 0.665 8.59e-02</p><p>　　4 0.333 6.54e-02</p><p>　　5 0.0 0.0</p><p>　　------------------------------------------------------------

62、</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p>　　邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別，翼緣159cm：如圖2.4：</p><p>　　圖2.4 邊主梁截面</p><p>　　現(xiàn)在使用橋梁博士來計算毛截面幾何特性：</p><p>　　<<橋梁博士>&

63、gt;---截面設(shè)計系統(tǒng)輸出</p><p>　　文檔文件: E:\倪海堂\123\邊主梁跨中橫截面幾何特性.sds</p><p>　　文檔描述: 截面特性</p><p><b>　　任務(wù)標(biāo)識: 11</b></p><p>　　任務(wù)類型: 截面幾何特征計算</p><p>　　-------

64、-----------------------------------------------------</p><p>　　截面高度: 1.33 m</p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算結(jié)果:</b&

65、gt;</p><p>　　基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號混凝土</p><p>　　基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa</p><p>　　換算面積: 0.448 m**2</p><p>　　換算慣矩: 9.09e-02 m**4</p><p>　　中性軸高度:

66、 0.885 m</p><p>　　沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):</p><p><b>　　主截面:</b></p><p>　　點(diǎn)號: 高度(m): 靜矩(m**3):</p><p>　　1 1.33 0.0</p><

67、;p>　　2 0.998 8.9e-02</p><p>　　3 0.665 8.61e-02</p><p>　　4 0.333 6.55e-02</p><p>　　5 0.0 0.0</p><p&g

68、t;　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p>　　即Am=0.448㎡，yx＝0.885m，Im=909。</p><p>　　2．檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ</p><p>&l

69、t;b>　　以跨中截面為例：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計時，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)?。?.45～0.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。</p><p><b>　　（四）主梁內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　1．恒載內(nèi)力計算</b&g

70、t;</p><p>　　（1）主梁預(yù)制時的自重（一期恒載）g1：</p><p>　　此時翼板寬1.58m</p><p>　?、侔纯缰薪孛嬗嬎?，主梁每延米自重（即先按等截面計算）</p><p>　　中主梁：0.4468×25＝11.17kN/m (0.4468為Am,25為40號混凝土的容重，單位kN/m3)</p

71、><p>　　內(nèi)、外邊梁：0.448×25＝11.2 kN/m</p><p>　　②由馬蹄增高抬高所形成的4個橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度：</p><p>　?、?由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度：</p><p>　?。ㄊ街?.593為主梁端部截面積，主梁端部截面如圖2.5）</p><p>　

72、　圖2.5 主梁端部截面</p><p>　?、?邊主梁的橫隔梁：</p><p>　　圖2.6 內(nèi)橫隔梁圖</p><p>　　圖2.7 端橫隔梁圖</p><p><b>　　內(nèi)橫隔梁體積：</b></p><p><b>　　⑤</b></p>

73、<p>　　2.欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）g3：</p><p>　　一側(cè)欄桿1.52 kN/m，一側(cè)人行道3.60 kN/m；</p><p>　　橋面鋪裝層，見圖2.2： </p><p>　　現(xiàn)將兩側(cè)欄桿、人行道和橋面鋪裝層恒載簡易地平均分配到5片主梁上，則：</p><p>　　3. 主梁恒載內(nèi)力計算</p&

74、gt;<p>　　如圖2.8所示，設(shè)為計算截面離左支點(diǎn)的距離，并令，則：</p><p>　　主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：</p><p>　　恒載內(nèi)力計算見表2.2</p><p>　　恒載內(nèi)力（1號梁）計算表 表2 .2</p><p>　　2．活載內(nèi)力計算(修正剛性橫梁法)</p><p&

75、gt;　?。?）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)</p><p>　　按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定，對于汽－20，</p><p>　　按“橋規(guī)”2.3.5條規(guī)定，平板掛車不計沖擊力影響，即對于掛車－100，＝1.0</p><p>　　按“橋規(guī)”2.3.1條規(guī)定，對于雙車道不考慮汽車荷載折減，即車道折減系數(shù)</p><p>　　圖2.8 恒載內(nèi)力

76、計算圖</p><p>　?。?）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　?、倏缰械暮奢d橫向分布系數(shù)mc</p><p>　　如前所述，該設(shè)計采用5片橫隔梁，3片內(nèi)橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：</p><p>　　所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。</p><p>

77、<b>　　a．主梁抗扭慣矩</b></p><p>　　對于T型梁截面，抗扭慣矩可近似按下列公式計算：</p><p>　　式中：和——相應(yīng)為單個矩形截面寬度和厚度；</p><p>　　——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；</p><p>　　——梁截面劃分為單個矩形截面的個數(shù)。</p><p>　　對

78、于跨中截面，翼緣板的平均換算厚度：＝=14cm;</p><p>　　馬蹄部分的平均換算厚度：＝＝22cm。</p><p>　　圖2.9給出了的計算圖式，的計算見表2.3。</p><p>　　計算表 表2.3</p><p>　　其中根據(jù)《橋梁工程》表2－5－2內(nèi)插求得。</p><p>　　圖2.9

79、 計算圖式</p><p>　　b．計算抗扭修正系數(shù)β</p><p>　　此設(shè)計主梁間距相同，并將主梁近似看成等截面，由《橋梁工程》式2－5－得：</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　《橋梁工程》P112規(guī)定，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，代入計算公式求得：β＝0.91256&

80、lt;/p><p>　　c．按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標(biāo)值：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　計算所得的值列于表2.4內(nèi)。</p><p>　　橫向影響線豎坐標(biāo)值 表2.4</p>

81、<p>　　d．計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1、2、3號主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖2.10所示。對于1號梁，則：</p><p>　　汽－20 （0.5423＋0.3375＋0.1896-0.0151）＝0.52715</p><p>　　掛－100 ＝（0.4854＋0.383＋0.2806＋0.17

82、83）＝0.3318</p><p>　　人群荷載 0.6417</p><p>　?、?支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。</p><p>　　如圖2.11所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進(jìn)行布載，1號梁活載的橫向分布系數(shù)可計算如下：</p><p>　　圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計算圖式</p><

83、p>　　③橫向分布系數(shù)匯總（見表2.5）</p><p>　　1號梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5</p><p>　　圖2.11 支點(diǎn)的荷載橫向分布計算圖式</p><p>　　用“橋梁博士”軟件計算橫向分布系數(shù)如下：</p><p>　　圖2.12 軟件截面</p><p>　　<&l

84、t;橋梁博士>>---橫向分布計算系統(tǒng)輸出</p><p><b>　　文檔文件: </b></p><p><b>　　文檔描述: 的</b></p><p><b>　　任務(wù)標(biāo)識: 東三分</b></p><p><b>　　計算方法: 杠桿法<

85、/b></p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)描述:</b></p><p>　　主梁間距: 4*1.6 m</p><p>　　-------------------------

86、-----------------------------------</p><p><b>　　橋面描述:</b></p><p>　　人行道分隔帶車行道中央分隔帶車行道分隔帶人行道</p><p>　　0.7500.0003.5000.000 0.0003.5000.0000.750</p><

87、p>　　左車道數(shù) = 1, 右車道數(shù) = 1, 不計車道折減</p><p>　　汽車等級: 汽車-20級</p><p>　　掛車等級: 掛車-100級</p><p>　　人群集度: 3.000 KPa</p><p>　　-------------------------------------------------------

88、-----</p><p><b>　　影響線數(shù)值:</b></p><p>　　坐標(biāo)X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁</p><p>　　0.0001.0000.0000.0000.0000.000</p><p>　　1.6000.0001.0000.0000.0000.000</

89、p><p>　　3.2000.0000.0001.0000.0000.000</p><p>　　4.8000.0000.0000.0001.0000.000</p><p>　　6.4000.0000.0000.0000.0001.000</p><p>　　----------------------------

90、--------------------------------</p><p>　　橫向分布系數(shù)計算結(jié)果:</p><p>　　梁號汽車掛車人群滿人特載車列</p><p>　　10.4340.1401.0572.1940.0000.000</p><p>　　20.4980.4680.0001.6000.

91、0000.000</p><p>　　30.5950.4680.0001.6000.0000.000</p><p>　　40.5000.4680.0001.6000.0000.000</p><p>　　50.4360.1401.0572.1950.0000.000</p><p>　　--------

92、----------------------------------------------------</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p><b>　　3.計算活載內(nèi)力</b></p><p>　　在活載內(nèi)力計算中，這個設(shè)計對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計算主梁活載彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一

93、的橫向分布系數(shù)mc，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部（圖2.13），故也按不變化的mc來計算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)用值直線插入，其余區(qū)段均取值（見圖2.14和2.15）。</p><p>　?、儆嬎憧缰薪孛孀畲髲澗丶跋鄳?yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩采用直接加載

94、求活載內(nèi)力，圖2.13示出跨中截面內(nèi)力計算圖式，計算公式為</p><p>　　a．汽車和掛車荷載內(nèi)力計算在表2.6內(nèi)。</p><p>　　圖2.13 跨中截面內(nèi)力計算圖式</p><p>　　跨中截面車輛荷載內(nèi)力計算表 表2.6</p><p>　　注：欄內(nèi)分子、分母的數(shù)值分別為對應(yīng)的及相應(yīng)影響線坐標(biāo)值。</p>

95、<p><b>　　b．對于人群荷載</b></p><p>　　q=0.75q=0.75×3=2.25kN/m</p><p><b>　　相應(yīng)的</b></p><p><b>　　相應(yīng)的</b></p><p>　?、谇笏姆贮c(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（

96、按等代荷載計算）</p><p><b>　　計算公式為：</b></p><p>　　式中：如圖2.8所示，對于四分點(diǎn)彎矩影響線面積為，剪力影響線面積為。</p><p>　　于是上述計算公式即為：</p><p>　　1號梁的內(nèi)力列表計算見表2.7.</p><p>　　四分點(diǎn)截面內(nèi)力計算表

97、 表2.7</p><p>　?、矍笞兓c(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力</p><p>　　圖2.14示出變化點(diǎn)截面內(nèi)力計算圖式，內(nèi)力計算表見表2.8。</p><p>　　1號梁變化點(diǎn)截面內(nèi)力計算表 表2.8</p><p><b>　　注：表中 </b></p><p>　　圖

98、2.14 變化點(diǎn)截面（1號梁）內(nèi)力計算圖式</p><p>　?、芮笾c(diǎn)截面的最大剪力</p><p>　　圖2.15示出了支點(diǎn)最大剪力計算圖式，最大剪力列表計算在表2.9內(nèi)。</p><p>　　1號梁支點(diǎn)最大剪力計算表 表2.9</p><p><b>　　注：</b></p><p>

99、;　　圖2.15 支點(diǎn)剪力（1號梁）計算圖式</p><p>　　3．主梁內(nèi)力組合 </p><p>　　主梁內(nèi)力組合 表2.10</p><p>　?。ㄎ澹╊A(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置</p><p><b>　　1．估算鋼束面積</b></p><p>　　（1）按強(qiáng)度要求估算</

100、p><p>　　由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》式（13－92）有：</p><p>　　式中：——混凝土強(qiáng)度安全系數(shù)，?。?.25；</p><p>　　——計算彎矩，由表2.10可得＝2356kNm 為設(shè)計經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，這里?。?.76計算，由此可得：</p><p>　?。?913.53kN</p><p>　　每束為24φs5mm、

101、面積為＝4.71＝471，其抗拉設(shè)計強(qiáng)度＝1280Mpa。鋼束數(shù)為：＝4.83束</p><p>　?。?）按施工和使用階段的應(yīng)力要求估算</p><p>　　此時，翼板可采用麥尼爾不等式進(jìn)行鋼束截面得估算。</p><p><b>　　對于施工階段有</b></p><p><b>　?、?lt;/b>

102、</p><p>　　式中：——傳力錨固時的有效預(yù)加力，其應(yīng)力損失可按估算。</p><p>　　設(shè)＝1200 Mpa，則＝（1-0.2）＝0.8×＝0.75＝0.75；為張拉時，構(gòu)件上緣混凝土拉應(yīng)力的限制值：。設(shè)張拉時混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80％，即相當(dāng)于0.8×40＝32號，由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表1－1內(nèi)插得＝2.20Mpa，故＝0.7×2.20＝1.5

103、4 Mpa。同理可求得＝0.7×22.4＝15.68 Mpa。</p><p>　　各項幾何特性均按表2.1采用毛截面幾何特性，各項彎矩值由表2.10求得。代入上式得：</p><p><b>　　（A）</b></p><p><b>　?、谟傻茫?lt;/b></p><p><b&g

104、t;　?。˙）</b></p><p><b>　　對于使用荷載階段</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　式中:——第二階段應(yīng)力損失系數(shù),取=0.8；</p><p>　　——使用階段混凝土壓應(yīng)力的限制值：</p><p>　　荷載

105、組合時，＝0.5＝0.5×28＝14。代入上式得：</p><p><b>　?。–）</b></p><p>　?、苡桑ú蝗菰S出現(xiàn)拉應(yīng)力）得：</p><p><b>　?。―）</b></p><p>　　將式（A）、（B）、（C）、（D）繪于圖2.16中。其式（D）與（B）數(shù)值相近，

106、在圖中共用一條直線表示，因而其可行區(qū)必在此直線上。</p><p>　　為使用鋼量經(jīng)濟(jì)，應(yīng)盡可能使加大，但應(yīng)滿足鋼束布置時保護(hù)層等構(gòu)造要求。取＝800mm，并取可行區(qū)的中值得：</p><p>　　＝3.5，即＝＝2857×N故需要的鋼束數(shù)為：</p><p><b>　　束</b></p><p><b

107、>　　（3）鋼束數(shù)的選定</b></p><p>　　根據(jù)以上計算，均接近5束，故暫選鋼束數(shù)。</p><p><b>　　2．鋼束布置</b></p><p>　　（1）跨中截面鋼束的布置，如圖2.17。</p><p>　　構(gòu)造要求：預(yù)留孔道凈間距10mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm，圖中布

108、置均滿足以上要求。</p><p><b>　　圖2.16</b></p><p>　　圖2.17跨中截面鋼束布置</p><p>　?。?）錨固面鋼束布置</p><p>　　為使施工方便，全部5束均錨固于梁端，這樣布置符合均勻分散原則，能滿足張拉要求。如圖2.18所示。</p><p>　　（

109、3）其它截面鋼束位置及其傾角</p><p>　　①鋼束的形狀及傾角計算</p><p>　?、瘢捎脠A弧曲線彎起；</p><p><b>　　Ⅱ．彎起角θ：</b></p><p>　　1、2、3、4號束采用＝13°；</p><p>　　5號束采用＝15°；</p&

110、gt;<p>　?、阡撌鴱澠瘘c(diǎn)及其半徑計算</p><p>　　以5號束為例，其彎起布置如圖2.19示</p><p><b>　　由＝</b></p><p><b>　　求起彎點(diǎn)k的位置：</b></p><p>　　圖2.18 梁端鋼束錨固</p><p&

111、gt;　　各鋼束的彎起點(diǎn)及半徑見表2.11示</p><p>　　圖2.19 5號束彎起布置</p><p>　　各鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計算表 表2.11</p><p><b>　　注： 單位：cm</b></p><p>　?、鄹鹘孛驿撌恢眉捌鋬A角計算</p><p>　　仍以5

112、號束為例，由圖2.19可求得計算點(diǎn)i離梁底的距離ai=a+ci</p><p>　　式中：a——鋼束起彎前其重心至梁底的距離：</p><p>　　a=23.5（見圖2.19）</p><p>　　ci——計算截面I鋼束位置升高值：</p><p>　　R——鋼束曲線半徑：R＝2673cm；</p><p>　　——計

113、算截面I鋼束的彎起角（即傾角）：</p><p>　　——計算截面I至彎起點(diǎn)k之水平距離。</p><p>　　對于5號束的支點(diǎn)截面（圖2.19）：</p><p>　　各截面鋼束位置（ai）及其傾角（θi）計算值見表2.12</p><p>　　各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（θi）計算表 表2.12</p><p

114、>　　（六）主梁截面幾何特性計算</p><p>　　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時管道尚未壓漿，由預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面（不計構(gòu)造鋼筋的影響）計算；在使用階段，預(yù)留管道已經(jīng)壓漿，認(rèn)為管束與混凝土結(jié)合良好，故按換算截面計算?？缰薪孛娴膬艚孛媾c換算截面幾何特性計算，列表進(jìn)行，如表2.13所示。同理，可求得其它控制截面得凈截面和換算截面的幾何特性如表2.17。</p><p&

115、gt;　　跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.13</p><p>　　注：ny=Ey/Eh=2.0×105/3.3×104=6.06, Ey值查《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表2-2，Eh查附表1-2。</p><p>　　Ay=5ay==5×4.71=23.55cm2</p><p>　　L/4截面的凈截面與換算截面的幾何特

116、性計算表 表2.14</p><p>　　變化點(diǎn)截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.15</p><p>　　支點(diǎn)截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.16</p><p>　　各設(shè)計控制截面的凈截面、換算截面幾何特性計算表 表2.17</p><p>　　(七)鋼束布置位置（束界）的校核</p

117、><p>　　為了使計算簡化，可近似地假定預(yù)應(yīng)力混凝土的合力作用點(diǎn)就是鋼筋重心的位置。根據(jù)張拉階段和使用階段的受力要求，由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》公式13-94、13-95可給出其許可布置鋼束重心的限制線（即束界）E1、E2即</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　各截面鋼束位置的校核，用表2.18列表計算。</p>

118、<p>　　鋼束重心位置（束界）校核表 表2.18</p><p>　?。ò耍╀撌A(yù)應(yīng)力損失估算</p><p>　　1．鋼束張拉控制應(yīng)力（）</p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用＝0.75＝0.75×1600＝1200Mpa</p><p><b>　　2．鋼束應(yīng)力損失</b></

119、p><p>　　（1）鋼束與管道壁間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》式（13-12）有：</p><p>　　對于跨中截面：分別為摩擦系數(shù)與管道局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用抽芯橡膠管成型時，由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表2-5查得：?？缰薪孛娓麂撌Σ翍?yīng)力損失值見表2.19。</p><p>　　跨中摩擦應(yīng)力損失計算

120、 表2.19</p><p>　　L/4點(diǎn)摩擦應(yīng)力損失計算 表2.20</p><p>　　變化點(diǎn)摩擦應(yīng)力損失計算 表2.21</p><p>　　支點(diǎn)摩擦應(yīng)力損失計算 表2.22</p><p>　　各設(shè)計控制截面的平均值 表2.23</p><p>　?。?）錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力

121、損失（）</p><p>　?、侔础豆窐蛞?guī)》規(guī)定，可按平均值計算。</p><p><b>　　即</b></p><p>　　其中：由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表2-6查得，錐形錨具為6mm，兩端同時張拉，則＝6×2＝1.2㎝；取各鋼束錨固點(diǎn)間的平均長度計算，＝2030－2×17＝1996cm（預(yù)制梁全長2030cm，各束錨固點(diǎn)

122、距支座中心線平均距離為17cm）。故</p><p><b>　　＝</b></p><p>　?、诳紤]反摩阻作用時鋼束在各截面處的預(yù)應(yīng)力損失，可根據(jù)《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》式（13-18a），（13-18b），及式（13-20）列表進(jìn)行計算，如表2.24所示。</p><p>　　從表2.24中可以看出：考慮反摩擦阻力計算，其數(shù)值較小，分布規(guī)律也比按

123、平均值計算的更符合實(shí)際情況。</p><p>　?。?）分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失（）</p><p>　　此項應(yīng)力損失，對于簡支梁一般可取L/4截面按《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》式（13-24）進(jìn)行計算，并以其計算結(jié)果作為全梁各鋼束的平均值。在此，按簡化公式（13-29）進(jìn)行計算，即：</p><p>　　式中：m——批數(shù)，m＝5；</p><

124、;p>　　ny——按張拉時混凝土的實(shí)際標(biāo)號計算；假定為設(shè)計強(qiáng)度的80％，即＝0.8×40＝32號，查附表1-2得：＝3.06×104，故＝＝6.54；</p><p>　　其中：＝（1200－144.43－92.8）×5×471＝2267.32KN</p><p>　　故： ＝20.02</p><p>　　所以

125、 </p><p>　?。?）鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（）</p><p>　　考慮采用超張拉工藝施工，對于高強(qiáng)鋼絲[普通松弛級，按公式（13-33）]為</p><p>　?。?）混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失（）</p><p>　　由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》式（13-35）有：</p><p>　

126、　式中：、——加載齡期為時的混凝土徐變系數(shù)終值和收縮應(yīng)變終值；</p><p>　　——對和加載時的齡期，即達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度為80％的齡期，近似按照標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)計算則有：0.8R＝，則可得＝14d；對于后加恒載</p><p>　　值（考慮反摩擦影響）計算表 表2.24</p><p>　?、倥袆e式＝＝1m>或<，（其中為一端值）主要判定，還是，

127、以選定計算的公式；</p><p>　?、跒楦麂撌^固點(diǎn)至計算截面的平均水平距離；</p><p>　?、郏ǎ┲械闹凳怯闪硪欢隋^具變形所產(chǎn)生的；</p><p><b>　?、?。</b></p><p>　　的加載齡期＝180d；</p><p>　　該構(gòu)件所屬的橋位為野外一般地區(qū)，相對濕度為75

128、％，則構(gòu)件得名義厚度h由圖2.1截面可得2×4468/558.6＝16.0。其中，為構(gòu)件的橫截面面積，u為構(gòu)件與大氣接觸的周邊長度，這里u＝158+32+2×（8+18+75+11.3+72）＝558.6。由此可按《橋規(guī)》附表4-2查得其相應(yīng)的徐變系數(shù)終值為：</p><p>　　混凝土收縮應(yīng)變終值為：。</p><p>　　為傳力錨固時在跨中和截面的全部受力鋼筋截面重

129、心（該設(shè)計部考慮構(gòu)造鋼筋，故亦為預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心）處，由（考慮加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)：）所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值：</p><p><b>　　跨中：</b></p><p><b>　　截面：</b></p><p>　　取跨中與截面的平均值計算，則有：</p><p>