劉白高速公路劉川立交橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)方案

1、目錄第1章 緒 論2第2章設(shè)計(jì)說明32.1 設(shè)計(jì)資料32.2、設(shè)計(jì)荷載：公路-i級32.3、材料及工藝32.4設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范及采用規(guī)范3第3章上部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定33.1主梁間距與主梁片數(shù)43.2主梁跨中截面主要尺寸擬定43.3 橫截面沿跨長的變化53.4 橫隔梁的設(shè)置6第4章 主梁內(nèi)力計(jì)算64.1恒載內(nèi)力計(jì)算64.2活載內(nèi)力計(jì)算104.3 主梁內(nèi)力組合16第5章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置175.1 跨中截面鋼束的估算與確定175.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置18第6章 計(jì)算主梁截面幾何特性226.1 截面面積及慣矩計(jì)算226.2 梁截面對重心軸的靜矩計(jì)算23第7章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算257.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋

2、張拉（錨下）控制應(yīng)力257.2 鋼束應(yīng)力損失25第8章 主梁截面驗(yàn)算278.1 正截面承載力計(jì)算278.2 斜截面承載力計(jì)算28第9章 梁端錨固區(qū)局部承壓計(jì)算299.1 局部受壓區(qū)尺寸要求299.2 局部抗壓承載力計(jì)算30第10章 主梁變形驗(yàn)算3110.1 荷載短期效應(yīng)作用下的主梁撓度驗(yàn)算3110.2 預(yù)加應(yīng)力引起的上拱度計(jì)算3110.3 預(yù)拱度的設(shè)置32總結(jié)33致謝34主要參考文獻(xiàn)35附錄36第1章 緒 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本組畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為“劉白高速公路劉川立交橋上部

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”。在畢設(shè)前期，我溫習(xí)了結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土等知識(shí)，并借閱了混凝土規(guī)范、荷載規(guī)范等規(guī)范。在畢設(shè)中期，我們通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團(tuán)隊(duì)精神。在畢設(shè)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務(wù)，在此表示衷心的感謝。本橋位于劉白高速公路、劉川段、該橋是一座跨鐵路線的公路橋梁，橋下鐵路為4股道，鐵路為直線，橋址處地形平坦，鐵路路肩高出地面1米左右，斜交角度為10，公路橋中心里程為k2+004.5，鐵路里程為k7+083.60。我國在修建大量小跨徑鋼筋混凝土梁橋的同時(shí)，開始對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁

4、進(jìn)行了研究與試驗(yàn)，于1956年在公路上建成了第一座跨徑20m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。隨后，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋在公路上獲得了廣泛采用，所以我們在這方面的技術(shù)還是比較先進(jìn)的。畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識(shí)、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步了解了excel。在繪圖時(shí)熟練掌握了autocad，以上所有這些從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求。 二零零七年六月十日 第2章設(shè)計(jì)說明2.1 設(shè)計(jì)資料橋梁跨徑及橋?qū)?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40m(墩中心距離) 主梁全長:39.

5、96m 計(jì)算跨徑:38.88m 橋面寬度:2凈-12m 路幅寬度:28m2.2、設(shè)計(jì)荷載：公路-i級2.3、材料及工藝 混凝土：主梁用40號，=3.25mpa 抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=26.8mpa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=18.4mpa,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=2.4mpa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1.65mpa；預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合冶金部yb255-64標(biāo)準(zhǔn)的s5mm碳素鋼絲，每束由 24根組成；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1600 mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1280 mpa，彈性模量 mpa非預(yù)應(yīng)力鋼筋：hrb400級鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400 mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330 mpa，直徑d12mm者一律采用hrb335級鋼筋，抗拉強(qiáng)

6、度標(biāo)準(zhǔn)值=335mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280 mpa 鋼筋彈性模量均為e=2.0 mpa。2.4設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范及采用規(guī)范中華人民共和國交通部公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtj001-97）中華人民共和國交通部公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）中華人民共和國交通部公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-2004） 第3章上部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定3.1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梁翼板，但標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要為配合各種橋面寬度，使橋梁尺寸標(biāo)準(zhǔn)化而采用統(tǒng)一的主梁間距。故主梁間距均為1.96m

7、（留2cm工作縫，t梁上翼緣寬度為194cm）。全幅橋橋面凈空：0.5+12+3+12+0.5米，中央分隔帶寬3米，則選用7片主梁。3.2主梁跨中截面主要尺寸擬定3.2.1主梁高度 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1/151/25之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/181/19之間，當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是經(jīng)濟(jì)的方案。因?yàn)樵龃罅焊呖晒?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時(shí)梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。則取260cm的主梁高度是比較合適的。3.2.2主梁截面細(xì)部尺寸 t梁翼板的厚度主要取決于橋面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。本設(shè)計(jì)

8、預(yù)制t梁的翼板厚度取用12cm，翼板根部加厚到26cm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)因主拉應(yīng)力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的構(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。該t梁腹板厚度均取18cm。 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(jì)實(shí)踐表明馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。本設(shè)計(jì)考慮到主梁需要配置較多的鋼束同時(shí)還根據(jù)“公預(yù)規(guī)”對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求初擬馬蹄寬度46cm，高度36cm，馬蹄與腹板交接處作成45斜坡的折線鈍角，以減小局部應(yīng)力。 按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁跨中截面圖。（見下圖） 預(yù)制梁跨中截

9、面圖（尺寸單位：cm）3.2.3 計(jì)算截面幾何特性 將主梁跨中截面劃分為五個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見表1-1： 3.2.3 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)（希望在0.5以上） 上核心距 =55.112cm 下核心距 =87.295cm 表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的3.3 橫截面沿跨長的變化 本設(shè)計(jì)主梁采用等高度形式。橫截面的t梁板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束而從四分點(diǎn)開始向支點(diǎn)逐漸抬高，梁端部區(qū)段由干錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)（260cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬，變化點(diǎn)界面（腹板開始加厚處）到支點(diǎn)的距離為206cm，中間設(shè)置

10、一節(jié)長為30cm的腹板加厚過渡段。表1-1：分塊名稱 分塊面積（） 分塊面積形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩分塊面積的自身靜矩（）(cm)分塊面積對截面形心慣矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（5）（7）=（4）+（6）翼板23286139682793694.6212084289520870831三角承托123216.66720533.7441341583.95486834748696889腹板381611845028814292192-17.379115254515444737下三角196219.33342989.2682134-118.712276

11、21382764272馬蹄1656242400752178848-141.37933100164332790129228928531.012i=81055741 注：截面形心至上緣距離=100.621cm。3.4 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用下處的主梁彎起橫向分布，當(dāng)該處有內(nèi)橫隔梁時(shí)它比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對主梁設(shè)計(jì)起主要作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道中橫隔梁，當(dāng)跨度較大時(shí)，四分點(diǎn)處也易設(shè)置內(nèi)橫隔梁。本設(shè)計(jì)共設(shè)置五道橫隔梁，其間距為9.72m，橫隔梁采用開洞形式，它的高度取用2.30m，平均厚度為0.15m. 第4章 主梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱橫

12、截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面）的恒載和最大活載內(nèi)力然后再進(jìn)行主梁內(nèi)力組合。4.1恒載內(nèi)力計(jì)算4.1.1恒載集度（1）預(yù)制梁自重（第一期恒載） a、按跨中截面計(jì)，主梁的恒載集度： =0.922825.0=23.07kn/mb、由于馬蹄抬高所形成四個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度： 4/2（9.72-2.06+0.15）（0.78-0.30）0.1425/39.96 =0.6567kn/mc、由于梁端腹板加寬所增加的重力折算成的恒載集度： 2（1.4609-0.9228）（0.54+1.76+0.15）25

13、/39.96 =1.6496kn/m （算式中的1.4609為主梁端部截面積）d、邊主梁的橫隔梁（尺寸見圖1-1）內(nèi)橫隔梁體積： 0.152.300.88-0.120.88-1/20.140.88-0.060.14-1/2140.14-0.101.50-0.21.1-0.20.2=0.2143 端橫隔梁體積： 0.152.300.74-0.740.12-1/20.740.118-0.11.5-0.21.1-0.20.2=0.1739 （30.2143+20.1739）25/39.96=0.6198kn/me、中主梁的橫隔梁內(nèi)橫隔梁體積： 20.152.300.88-0.120.88-1/20.

14、140.88-0.060.14-1/20.140.14-0.101.50-0.21.1-0.20.2=0.4286 端橫隔梁的體積： 20.152.300.74-0.740.12-1/20.740.118-0.11.5-0.21.1-0.20.2=0.3478 （30.4286+20.3478）25/39.96=1.2396kn/mf、第一期恒載 邊主梁的恒載集度為： =23.07+0.6567+1.6496+0.6198=25.996kn/m 中主梁的恒載集度為： =23.07+0.6567+1.6496+1.2396=26.6169kn/m4.1.2 第二期恒載 欄桿：507.5+1/2（

15、25.8+50）18+1/2（25.8+15）55.5 25+7.512524=7.7kn/m 橋面鋪裝層：0.091223=24.84kn/m 若將欄桿橋面鋪裝層、恒載籠統(tǒng)地均攤給7片主梁則： =1/7（7.7+24.84）=4.649kn/m 圖1-1（1）恒載內(nèi)力如圖所示：設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令a=x/l，則：主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：恒載內(nèi)力計(jì)算見下表： （1號梁）計(jì)算數(shù)據(jù)=38.88m =1511.654項(xiàng)目跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)0.1250.250.0530.250.0530第一期恒載25.9964912.1203686.055986.354252.68

16、1451.794504.779第二期恒載4.649878.460659.196176.39545.18880.79790.377恒載內(nèi)力（2號梁）計(jì)算表計(jì)算數(shù)據(jù)=38.88m =1511.654項(xiàng)目跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)0.1250.250.0530.250.0530第一期恒載26.6165029.2733773.9661009.878258.708462.569517.415第二期恒載4.649878.460659.196176.39545.18880.79790.3774.2活載內(nèi)力計(jì)算4.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)1+-沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算：當(dāng)f1.5時(shí)，=0.05當(dāng)1.5f

17、14時(shí)，=0.1767-0.0157當(dāng)f14時(shí)，=0.45其中f-結(jié)構(gòu)基頻（），對于簡支梁橋基頻可采用下列公式估算： =g/g式中：l-結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m） e-結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（n/） -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（kg/m） g-結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（n/m） g-重力加速度 g=9.81（m/）=3.032 1.5f14 =0.1767-0.0157=0.181+=1.18按“橋規(guī)”對于雙車道不考慮汽車荷載折減即車道折減系數(shù)=1.04.2.2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)（1） 跨中的荷載橫向分布系數(shù)本橋跨內(nèi)設(shè)有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)。且承重結(jié)構(gòu)的長寬

18、比為l/b=38.88/71.96=2.8342所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)a、 計(jì)算主梁抗扭慣矩對于t形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算：式中：和相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度 矩形截面抗扭剛度系數(shù) m梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：=19cm馬蹄部分的換算平均厚度：=43cm如下圖示出了的計(jì)算圖示： 的計(jì)算見下表：分塊名稱（cm）(cm)翼緣板（1）196190.09691/34.48121腹板（2）198180.09091/33.84912馬蹄（3）46430.93480.14945.4640413.79437b、 計(jì)算抗扭

19、修正系數(shù)本主梁的間距相同，并可將主梁近似看成等截面則得：式中：g=0.43e；l=38.88m. =13.79437 =5.88m =3.92m =1.96m =0.0m =-1.96m =-3.92m =-5.88m =0.81055741 則得：=0.9915 c、 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值： 式中：n=7 =107.56 計(jì)算所得的值列于下表內(nèi) ：梁號e(m)15.880.46160.35530.24910.14290.0366-0.0696-0.175923.920.35530.28450.21370.14290.07200.0012-0.069631.960.2491

20、0.21370.17830.14290.10740.07200.0366400.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429 d、計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 1、2、3、4號主梁的影響線和最不利布載圖如下圖對于1號梁則： 公路-i級：=1/2（0.4611+0.3634+0.2929+0.1953）=0.6564（2） 支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù) 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(jì)算如下： （3） 橫向分布系數(shù)匯總：梁號荷載類別 1 公路-i級0.65640.532公路-i級0.54040.043公路-i級0.38380.044公路

21、-i級0.28580.2554.2.3 計(jì)算活載內(nèi)力。 在活載內(nèi)力計(jì)算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，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，故也按不變的來計(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l/4之間，橫向分布系數(shù)用與值直線插入，其余區(qū)段均取值。（1） 計(jì)算跨中截面最大彎矩及相應(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求活載內(nèi)力。計(jì)算公式為： 式中：s所求截面的彎矩或剪力 車輛荷載的軸重 沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)

22、力影響線坐標(biāo)值=1.181.0(0.65643209.72+1/238.889.7210.5)=4750.3kn.m=1.181.0(065643200.5+1/20.538.88/210.5)=184.1kn=1.181.0(0.65643201.9509+1/238.881.950910.5)=953.4kn.m=1.181.0(065643200.9470+1/236.820.947010.5)=450.7kn=1.181.0(065643201.0+1/21.038.8810.5)=488.7kn4.3 主梁內(nèi)力組合 梁號序號荷載類別跨中截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)mmax qmax mmaxq

23、maxqmax 11一期恒載4912.1200986.354451.794504.7792二期恒載878.4600176.39580.79790.3773總恒載5790.5801162.749532.591595.1564公路-i級4750.3184.1953.4450.7488.751.2恒6948.69601395.2988639.1092714.187261.4公6650.42257.741334.76630.98684.187sud=（5）+（6）13599.116257.742730.05881270.08921398.367228一期恒載5029.27301009.878462.5

24、69517.4159二期恒載878.4600176.39580.79790.37710總恒載5907.73301186.273543.366607.79211公路-i級4324.6162.24867.98409.25444.92121.2恒7089.279601423.5276652.0392729.3504131.4公6054.44227.1361215.172572.95622.88814sud=（12）+（13）13143.7196227.1362638.69961224.98921352.2384 315公路-i級3749.83132.68752.63353.25385.78161.2

25、恒7089.279601423.5276652.0392729.3504171.4公5249.762185.7521053.682494.55540.09218sud=（12）+（13）12339.0416185.7522477.20961146.58921269.4424419公路-i級3390.14114.17680.43318.21348.78201.2恒7089.279601423.5276632.0392729.3504211.4公4746.196159.838952.602445.494488.29222sud=（12）+（13）11835.4756159.8382376.1296

26、1097.53321217.6424第5章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 5.1 跨中截面鋼束的估算與確定 根據(jù)“公預(yù)規(guī)”規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度條件。以下就跨中截面在各種荷載組合下，分別按照上述要求對各主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算鋼束數(shù)的多少確定各梁的配束。5.1.1按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 對于簡支梁帶馬蹄的t形截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到鋼束數(shù)n的估算公式： 式中：m使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.51 一根24 5的鋼束截面積，即=24=4.712 前面已計(jì)算出跨中截面=159.379cm, =55.

27、112cm,初古估=18cm 則鋼束偏心距：=-=159.379-18=141.379cm 對荷載組合： 1號梁 n=6.27 2號梁 n=5.7 3號梁 n=5.0 4號梁 n=4.55.1.2 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為： 式中：經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計(jì)算彎矩 估計(jì)鋼束群重心到混凝土合力作用點(diǎn)力臂長度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.78 主梁有效高度。即=h-=2.60-0.18=2.42m1號梁： n=9.542號梁： n= =9.223號梁： n= =8.654號梁： n=

28、=8.30對于全預(yù)應(yīng)力梁，希望在彈性階段工作，同時(shí)邊主梁與中間主梁所需的鋼束數(shù)差不多，為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為10束5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置 5.2.1 確定跨中及錨固端截面的鋼束位置 （1） 對于跨中截面，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。本設(shè)計(jì)采用直徑5cm抽拔橡膠管成型的管道，根據(jù)“公預(yù)規(guī)”規(guī)定，取管道凈距4cm，至梁底凈距5cm，細(xì)部構(gòu)造如下圖所示。由此直接得出鋼束群重心至梁底距離為： =18.3cm （2） 鋼束群重心至梁底距離為： =115cm 為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置，錨固端截面特性計(jì)算見下表： 鋼束布置圖（尺寸單位：cm）分塊

29、名稱 分塊面積（） 分塊面積形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩分塊面積的自身靜矩（）(cm)分塊面積對截面形心慣矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（5）（7）=（4）+（6）翼板2328613968279361011423843629.14三角承托103616.6717270.1211280.8990.4748480224.288491505.17腹板11408136155148858469802.7-28.8569499084.9467968887.64147721582726.12i=100304022 其中： =107.1

30、44cm =260-107.144=152.856cm 故計(jì)算得：=44.42cm =63.37cm =115-（152.856-63.37）=25.514cm 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 5.2.2 鋼束起彎角和線型的確定 確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到因其彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，又要考慮到由其增大而導(dǎo)致摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。為此本設(shè)計(jì)將錨固端截面分成上、下兩部分，上部鋼束的彎起角初定為10，相應(yīng)4根鋼束的豎向間距暫定為25cm；下部鋼束彎起角初定為7.5，相應(yīng)的鋼束豎向間距為30cm。 5.2.3 鋼束計(jì)算 以不同起彎角的兩根鋼束n1（n2）、n9為列，說明其計(jì)算方法

31、，其他鋼束的計(jì)算結(jié)果在相應(yīng)的圖和表中示出。 （1） 計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固點(diǎn)到支座中線的水平距離（見下圖）為： =39-30tan7.5=35.051cm =39-64 tan10=27.715cm 鋼束號鋼束彎起高度c(cm)(cm)r(cm) (cm)n1(n2)22.57.50.991440.130532628.505343.0991635.952n9154.5100.984810.1736510171.1651766.223205.492 (2) 計(jì)算鋼束群重心到梁底距離（見下表）控制點(diǎn)位置鋼束號跨中的（a）(cm) 四分點(diǎn)的(cm)變化點(diǎn)的(cm)支點(diǎn)的(cm)錨固點(diǎn)的(c

32、m) n1（n2）7.57.59.47125.61030 n3（n4）16.516.534.38855.98560 n5（n6）25.525.562.94986.45990 n77.517.01691.048123.629160 n816.534.918116.249149.438185 n925.554.386141.655175.220210 n1034.575.133167.061200.95923518.328.04572.96398.535115 （3） 鋼束長度計(jì)算 一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端張拉的工作長度（270cm）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)

33、行計(jì)算。通過每根鋼束的曲線長度計(jì)算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，以利備料和施工。計(jì)算結(jié)果見下表所示：鋼束號r（cm）鋼束彎起角度曲線長度直線長度（cm）鋼束有效長度（cm）鋼束預(yù)留長度（cm）鋼束長度（cm）1234567=5+6n1（n2）2628.5057.5344.0701635.9523960.07024100.0（2）n3（n4）5081.7767.5665.2031311.7773954.01404094.0（2）n5（n6）7535.0477.5986.335987.6023947.91404087.9（2）n78064.516101407.524580.12839

34、75.31404115.3n89117.841101591.363392.8103968.31404108.3n910171.165101775.203205.4923961.41404101.4n1011224.490101959.04318.1743954.41404094.4 40983.2第6章 計(jì)算主梁截面幾何特性6.1 截面面積及慣矩計(jì)算 計(jì)算公式如下： 對于凈截面： 截面積 截面慣矩 取用預(yù)制梁截面（翼緣板寬度=194cm）計(jì)算。對于換算截面：截面積 截面慣矩 取用主梁截面（=160cm）計(jì)算。上面式中： 、i分別為混凝土毛截面面積和慣矩； 、分別為一根管道截面面積和鋼束截面積；

35、 、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； n計(jì)算面積內(nèi)所含的管道數(shù) 鋼束與混凝土的彈性模量比值，取6.06具體計(jì)算見下表：特性 分類截面分塊名稱 分塊面積 分塊面積形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩全截面重心到上緣距離（cm）分塊面積的自身靜矩（）(cm)（）（）=194cm凈截面毛截面9228100.621928531.0198.281055741-2.4153597.1577066613.37扣管道面積（）-196.35241.747457.80略-143.49-4042724.789031.65886964.0181055741-3989127

36、.63=196cm換算截面毛截面9228100.621928531.012103.93810557413.309101041.8185912810.32混凝土接縫246144略97.93230166.84鋼束換算面積238.447241.757632.64略-137.774525860.679490.447986307.658810557414857069.32計(jì)算數(shù)據(jù) n=10根 =6.066.2 梁截面對重心軸的靜矩計(jì)算 計(jì)算過程見下表：分塊名稱凈截面=194cm =98.21cm換算截面凈截面=196cm =103.93cm靜矩類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離（cm）對凈軸

37、靜矩（）靜矩類別及符號（cm）對換軸靜矩 （）翼板翼緣部分對凈軸靜矩（）211292.21194747.52翼緣部分對凈軸靜矩（）213697.93209178.48三角承托123281.54100457.28124687.26108725.96肋部46885.2139878.2846890.9342555.24335083.08360459.68下三角馬蹄部分對凈軸靜矩196121.1223739.52馬蹄部分對換軸靜矩（）196115.422618.4馬蹄1656143.79238116.241656138.07228643.92肋部252118.7929935.08252113.1284

38、93.64管道或鋼束（）-196.35143.49-28174.26238.45137.7732851.26263616.58312607.22翼板凈軸以上凈面積對凈軸靜矩（）194747.52換軸以上換算面積對換軸靜矩（）209178.48三角承托100457.28108725.96肋部86806.8497213.01767.7849.11382011.641870.751.97415117.44翼板換軸以上凈面積對凈軸靜矩（）194747.52凈軸以上換算面積對換軸靜矩（）209178.48三角承托100457.28108725.96肋部1870.7445.11484396.561767.

39、7855.96698935.58379601.36416840.02第7章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算7.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力 按公路橋規(guī)規(guī)定采用 =0.75=0.751600=1200mpa.7.2 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 =1- 式中：鋼束與管道壁的摩擦系數(shù) 從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和 k管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù) x 從張拉端至計(jì)算截面的管道長度 由附表可得=0.25 k=0.0015 計(jì)算表鋼束號xkx+ kx1-（）（rad）n1,n27.50.13090.032710.0710.015110.047840.0834

40、0100.080n3,n47.50.13090.032710.0310.015050.047780.08335100.020n5,n67.50.13090.03279.99150.014990.047720.0832999.948n77.21630.12590.031510.0850.015130.046620.0809697.152n86.35760.11090.027710.0410.015060.04280.0734888.176n95.68080.09910.02489.99720.015000.039790.0675381.036n105.12330.08940.02249.9531

41、0.014930.037290.0621174.532 (2) 錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失 按“公預(yù)規(guī)”計(jì)算公式為： 式中：錨具變形、鋼束回縮值，按橋規(guī)對于鋼制錨具=6mm，兩端同時(shí)張拉，則=12mm 預(yù)應(yīng)力鋼束的有效長度 計(jì)算表 鋼束號項(xiàng)目n1，n2n3，n4n5，n6n7n8n9n10(mm)3960039840394793975339683396143954460.60660.69860.79260.37360.47960.58560.692（3） 預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 式中：張拉批數(shù)=10 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值故： =6.15 在計(jì)

42、算截面的全部鋼筋重心處由張拉一束預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力。 =1047.8362520=2640.546kn =2520 =1272.5 =1000.62 a=9031.65 =2.923658468+3.43056633=6.354mpa 所以=17.585 mpa（4） 鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 對于超張拉工藝的低松弛級鋼鉸線按下式計(jì)算即： 式中：張拉系數(shù) 取=0.9 鋼筋松弛系數(shù) 取=0.3 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，=1030.25 mpa 所以=20.816 mpa（5） 混凝土收縮、徐變引起的損失 混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算即： 式中：、加載齡期為時(shí)混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變系數(shù) 終極值、查附表6.3.7可知=0.22 =1.65=0.0042=1+=1+=2.25=1063.4mm=859.128 a=9490.447 將上式各項(xiàng)代入即得： =54.29 mpa第8章 主梁截面驗(yàn)算8.1 正截面承載力計(jì)算 一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算（1） 按“公預(yù)規(guī)”對于t形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)取用下列三者中的最下值： =1296cm 196cm（主梁間距） （b+2+12）=18+274+1212=310cm 故取=196cm（2）求受壓區(qū)高度x 先按第一類t形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響由