預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋畢業(yè)設(shè)計

1、某公路互通立交 330m 預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋設(shè)計 摘摘 要要 本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求和相關(guān)行業(yè)的規(guī)范,對某公路互通立交 橋30+30+30m 預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋進行設(shè)計。 在設(shè)計中，參照已建橋梁設(shè)計方案確定橋梁型式和結(jié)構(gòu)型式。橋梁上部結(jié) 構(gòu)的計算著重分析了橋梁在使用過程中的恒載和活載內(nèi)力，采用荷載集度方法， 使用力學求解器進行恒載內(nèi)力的計算，運用杠桿原理法、修正偏心壓力法求出 活載（汽車、人群）橫向分布系數(shù)，并運用最大荷載法法進行活載的加載，使 用力學求解器進行活載內(nèi)力的計算，對于其它因素（溫度、基礎(chǔ)不均勻沉降、 徐變）引起的內(nèi)力，通過手算或電子計算器計算；內(nèi)力組合計算包括承

2、載力極 限狀態(tài)的基本組合、作用短期效應(yīng)組合、作用長期效應(yīng)組合；手算進行了預應(yīng) 力鋼筋配筋計算，估算了鋼絞線的各種預應(yīng)力損失，進行持久狀況承載力極限 狀態(tài)驗算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算、持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算和撓度 的計算與驗算預拱度的設(shè)計。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔端承樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采 用盆式橡膠支座，并分別對橋墩和樁基礎(chǔ)進行了計算和驗算。施工方式采用碗 扣式腳手架滿堂支架并進行設(shè)計與計算。 本設(shè)計大部分采取手算，部分采用結(jié)構(gòu)力學求解器輔助計算，全部設(shè)計圖 紙 autocad 繪制，計算機編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英 文短文“ bridge engineering and a

3、esthetics” 。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：預應(yīng)力混凝土;連續(xù)梁;杠桿原理法;修正偏心壓力法 abstract the design is based on graduation design task book requirements and relevant industry standards, design of 30+30+30m prestressed concrete continuous box girder bridge overpass bridge, a highway. in the design, design reference bridges have been

4、built to determine bridge type and structure. calculation of bridge upper structure focuses on the analysis of the bridge during the use of dead load and live load internal force, the load density method, the use of mechanics solver for computing the permanent load, live load using the lever princip

5、le method, modified eccentric-pressed method (car, the crowd) transverse distribution coefficient of live load, and loading using the maximum load method, the use of mechanics solver to calculate the live load internal force, the other factors (temperature, uneven settlement of foundation, the inter

6、nal forces caused by creep), calculated by hand or the electronic calculator; the combination of internal force calculation of bearing capacity limit state including basic combination, short- term effect combination, effects of long-term effect combination; hand count were prestressed reinforcement

7、calculation, loss of prestress steel strand estimated, permanent status of bearing capacity limit state checking, permanent condition normal use limit state checking, design calculation and checking should be lasting pre force calculation and deflection of the arch degree of components. double colum

8、n substructures with drilling end bearing pile foundation, the pot rubber bearing, and were on the pier and pile foundation were calculated and checked. construction of the scaffold of the full support and design and calculation. this design mostly take hand, part of the auxiliary solver structural

9、mechanics computation, all the drawings of autocad drawing, computer filing, typesetting, printing out the map and the. also, translated an english essay bridge engineering and aesthetics. keywords: prestressed concrete, continuous beams, the lever principle method, modified eccentric-pressed method

10、. 目目 錄錄 摘 要 .i abstract.ii 目 錄.iii 1初步設(shè)計.1 1.1設(shè)計基本資料.1 1.1.1設(shè)計標準.1 1.1.2 主要資料.1 1.1.3 相關(guān)參數(shù).2 1.1.4 預應(yīng)力布置.2 1.1.5 施工方式.2 1.1.6 設(shè)計規(guī)范.2 1.2 橋梁方案設(shè)計.2 1.2.1 總則.2 1.2.2 連續(xù)梁施工方案的選擇（比選）.2 1.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸.3 2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算.5 2.1橋梁原橫截面特性計算.5 2.1.1截面特性的計算.5 2.1.2 檢驗截面效率指標 （希望 在 0.50 以上）.7 2.2 橋面板的計算和梁有效寬度的計算.7 2.2.1 橋

11、面板的計算.7 2.2.2 梁有效寬度的計算.7 2.3 主梁內(nèi)力計算.10 2.4 活載內(nèi)力計算.12 2.4.1 沖擊系數(shù)計算.12 2.4.2 求主梁抗彎慣性矩 it（扭轉(zhuǎn)虎克定律）.13 2.4.3 汽車荷載內(nèi)力計算（結(jié)構(gòu)力學求解器計算）.14 2.4.4 人群荷載內(nèi)力計算.21 2.5 內(nèi)力組合(取截面最大值組合).29 2.5.1 承載力極限狀態(tài)的基本組合.29 2.5.2 作用短期效應(yīng)組合.30 2.5.3 作用長期效應(yīng)組合.30 2.6 預應(yīng)力鋼筋配筋計算.31 2.6.1 構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預應(yīng)力鋼筋的數(shù)量.33 2.6.2 小配筋率的要求.37 2.6.3 預應(yīng)

12、力鋼筋的選用.37 2.6.4 有效截面的截面特性.37 2.6.5 具體的預應(yīng)力鋼筋布置.39 2.6.6 縱向預應(yīng)力筋彎起設(shè)計.39 2.7 預應(yīng)力損失及有效預應(yīng)力的計算.41 2.7.1 摩擦預應(yīng)力損失.41 2.7.2 錨具變形和鋼筋回縮損失.42 2.7.3 鋼筋與臺座之間的溫差引起的預應(yīng)力損失.43 2.7.4 混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失.43 2.7.5 鋼束松弛損失.44 2.7.6 收縮徐變損失.45 2.7.7 有效預應(yīng)力的計算.46 2.8 持久狀況承載力極限狀態(tài)驗算.47 2.8.1 正截面抗彎承載力驗算.47 2.8.2 斜截面抗剪承載力驗算.49 2.9 持久狀

13、況正常使用極限狀態(tài)驗算.50 2.9.1 抗裂驗算.50 2.9.2 裂縫寬度驗算.55 2.10 撓度的計算與驗算預拱度的設(shè)計.56 2.10.1 撓度計算.56 2.10.2 允許撓度的驗算.58 2.11 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算.58 2.11.1 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算.58 2.11.2 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算.61 2.12 構(gòu)造配筋.62 2.13 主梁橋面板懸臂板的計算.63 2.13.1 恒載內(nèi)力以縱向梁寬 1m 的板梁計算.63 2.13.2 活載產(chǎn)生的內(nèi)力.63 2.14 錨下局部應(yīng)力計算.66 2.14.1 截面尺寸驗算.67 2.14.2 局部承壓承載力驗算.67 3

14、 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算.69 3.1 樁設(shè)計與計算.69 3.1.1 設(shè)計資料.69 3.1.2 荷載計算.69 4 下部結(jié)構(gòu)施工設(shè)計方案.81 設(shè)計總結(jié).83 致 謝.84 參考文獻.85 1.1. 初步設(shè)計初步設(shè)計 1.11.1 設(shè)計基本資料設(shè)計基本資料 1.1.1 設(shè)計標準 1）設(shè)計荷載：公路-1級 2）橋面寬：全寬24m，分離式兩橋.每橋?qū)?2m,橫向布置為 1.5m人行道 +3m非機動車道+2x3.75m機動車道 3）設(shè)計車道：4車道 4）設(shè)計車速：100km/h 5）地震烈度：基本烈度 6 度，按 7 度設(shè)防 6）橋面橫坡：1.5% 7）橋面縱坡：2.0% 8）豎曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)

15、無豎曲線 9）平曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)無平曲線 10）溫度：季節(jié)溫差的計算值為-20和+20 1.1.2主要材料 1、 混凝土 c50(ec=3.45x104) 1） 橋面鋪裝:選用10cm厚c50防水混凝土作為鋪裝層，上加6cmac-20i中 粒式瀝青混凝土，其上再加4cmak-13a型瀝青混凝土抗滑表層。 2） 連續(xù)梁：c50 3） 樁基、承臺、橋墩、橋臺、搭板：c25 2、鋼筋 1）主筋：ii 級鋼筋 2）輔助鋼筋：ii 級鋼筋 3）預應(yīng)力筋：箱梁縱向預應(yīng)力束采用j15.24高強度低松弛預應(yīng)力鋼絞 線，astma416-90a270級標準，標準強度=1860mpa（=1260=1260 p

16、k f pd f mpa，=390=390 mpa） ，ey=1.95105 mpa。pdf , 3、預應(yīng)力管道 預應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。 4 伸縮縫 采用 ssf80a大變位伸縮縫。 5、支座 采用盤式橡膠支座。 1.1.3相關(guān)參數(shù) 1. 相對溫度 75% 2. 管道摩擦系數(shù) u=0.25 3. 管道偏差系數(shù)=0.0025l/米 4. 鋼筋回縮和錨具變形為 4mm 1.1.4預應(yīng)力布置 箱梁采用ym型錨具及配套的設(shè)備。管道成孔采用波紋圓管，且要求鋼波紋管 的鋼帶厚度不小于 0.35mm。預應(yīng)力張拉采用引伸量和張拉應(yīng)力雙控。并以引伸 量為主。引伸量誤差不得超過-5%-10%。 1.1.

17、5施工方式 整體現(xiàn)澆滿堂支架 1.1.6設(shè)計規(guī)范 1公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004） 2公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d622004） 3公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtg d632007） 4公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jt j0412000） 5公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范（jtg c30-2002） 6. 城市橋梁設(shè)計通用規(guī)范（cj j11-2011） 7. 公路鋼筋混凝土及預壓力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d622004） 1.21.2 橋型方案設(shè)計橋型方案設(shè)計 1.2.1 總則 混凝土連續(xù)梁從主筋配置上分為鋼筋混凝土連續(xù)梁和預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。一 般來說鋼筋

18、混凝土連續(xù)梁適用于 25m 以下的小跨徑連續(xù)結(jié)構(gòu)，預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 適用于 25m 以上的跨徑大中等跨徑連續(xù)梁。等高度連續(xù)梁,具有跨越能力小、構(gòu)造簡 單、施工方便快捷的特點。是實際公路橋梁中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)類型。本橋跨徑為 70m，故采用預應(yīng)力混凝土等高度連續(xù)梁。 1.2.2 連續(xù)梁施工方案的選擇（比選） 在連續(xù)梁的設(shè)計中，設(shè)計方案與施工方法是相互制約的，具體項目設(shè)計時應(yīng)結(jié) 合橋址地形、工程規(guī)模、工期、造價等因素合理確定施工方案。由于橋址地形平坦、 地面土質(zhì)較好、且橋梁凈空較低，采用支架整體現(xiàn)澆，施工中無體系轉(zhuǎn)換，施工方 便、快捷，經(jīng)濟效益較好。 1.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸 1.2.3.1 結(jié)構(gòu)

19、跨徑布置 橋梁跨孔布置受地質(zhì)、地形、橋下通車通航等因素制約。在條件允許的情況下， 應(yīng)力求受力合理、施工方便、跨孔配置協(xié)調(diào)一致。 一般情況下，等高度小跨徑連續(xù) 梁可采用相同跨徑。本橋跨徑采用 30m+30m+30m。 1.2.3.2 梁高 對變高度連續(xù)梁一般取 1/14-1/18（100m 以內(nèi)） ，跨中截面梁高的高跨比 1/30- 1/50；本橋跨徑 30m，支點截面梁高 hc=2.20m。跨中截面梁高 hc=1.00m 因考慮縱坡 故取 hc=1.30m 1.2.3.3 橫截面形式 箱形截面具有較大的剛度和強大的抗扭性能和結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、 架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效

20、果好等優(yōu)點。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋 梁和高等級公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。故本城市橋梁采用單箱雙室箱形截面。 1.2.3.4 箱梁橫斷面細部構(gòu)造 箱梁橫斷面由頂板、底板、腹板、懸臂板、承托構(gòu)成；各部分構(gòu)造須滿足受力、 構(gòu)造、施工方便的要求。 1、 頂板 箱梁頂板需要滿足橫向抗彎以及布置預應(yīng)力鋼筋的需求。一般在腹板間距為 3.5-7.0m 時，頂板厚度可采用 0.18-0.3m。擬取 0.28m。 2、 底板 箱梁底板需要滿足縱向抗彎以及布置預應(yīng)力鋼筋的需求。一般變高度連續(xù)梁底 板厚度宜采用 0.25-0.30m，靠近橫梁處加厚過渡處理。擬取 0.30m。 3、 腹板厚度 腹板厚度除滿足受力需求外，

21、還需要滿足通過、連接、錨固預應(yīng)力鋼筋的構(gòu)造 需求。 1） 、腹板厚度一般采用 0.40-0.80m。通常，對于變高度連續(xù)梁，靠近橫梁處加 厚過渡處理。擬取 0.6m。 2） 、箱梁一般采用直腹板。擬采用采用直腹板。 4、 懸臂板 懸臂板長度及腹板間距是調(diào)節(jié)橋面板彎矩的主要手段。懸壁板長度擬取 2.0m； 懸臂端部厚度一般取 0.16-0.20m，擬取 0.20m；懸臂根部厚度一般為 0.4-0.6m，擬 取 0.5m。 5、 承托（梗腋） 承托布置在頂?shù)装迮c腹板連接的部位，承托的形式有兩種：豎承托和橫承托。 前者對腹板受力有力；后者對頂?shù)装迨芰τ欣?。一般地，受抗剪、主拉?yīng)力控制的 宜設(shè)置豎承托

22、；受縱橫抗彎控制 圖 1-1 主橋標準橫斷面（m） 2.2. 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 2.12.1 橋梁原橫截面特性計算橋梁原橫截面特性計算 2.1.1 截面特性的計算 圖 2-1 支座 跨中橫截面(m) 圖 2-2 支座 跨中轉(zhuǎn)化橫截面(m) 面積： 支座 a = (0.2+0.5)222+0.62.22+6.8(0.3+0.3) +0.30.922+0.20.422=8.47 跨中 a = (0.2+0.5)222+0.61.32+6.8(0.3+0.3) +0.30.922+0.20.422=7.39 求其形心和抗彎慣性矩 圖 2-3 支座 跨中橫截面(m) 支座截面 特性

23、參數(shù) aiziyiai*zi 1200*30=36000205157380000 120*150=180001151052070000 800*40=3200020200640000 ai = 86000aiyi=8830000 aizi=10090000 zi分塊面積的形心至下緣的距離 yi分塊面積的形心至上緣的距離 形心距下邊緣的距離： =aizi/ai=117.3 下 z 形心距上邊緣的距離： =220-117.3=102.7 上 z 抗彎慣性矩 i: 支座抗彎慣性矩 iiai zi-z0 i a 2 0 zzi i 27000003600087.7276886440279586440

24、3375000018000-2.39522033845220 426666732000-97.3302953280307219947 620651607 抗彎慣性矩i=6.2065 4 m 跨中截面 特性參數(shù) aiziyiai*zi 1200*30=36000115154140000 120*60=72007060504000 800*40=3200020110640000 ai = 75200aiyi=4492000aizi =5284000 形心距下邊緣的距離： =aizi/ai=70.27cm 下 z 0 z 形心距上邊緣的距離： =130-70.27=59.73cm 上 z 抗彎慣性矩

25、 i: 跨中抗彎慣性矩 iiai zi-z0 i a 2 0) (zzi i 27000003600044.737202782474727824 21600007200-0.275252160525 426666632000-50.278086633385132999 162021348 跨中截面抗彎慣性矩i=1.6202 4 m 2.1.2 檢驗截面效率指標 （希望 在 0.50 以上） 跨中截面 ys=ai*yi/ai=0.5973 yx=1-0.593=0.407 截面重心至上核心的距離：ks=i/ai*yx=1.6202/（7.520*0.407）=0.5294 截面重心至下核心的距離

26、：kx=i/ai*ys=1.6202/（7.520*0.597）=0.3609 截面效率指標：=(ks+kx)/h=（0.529+0.361）/1.3=0.6850.50,合適 2.22.2 橋面板的計算和梁有效寬度的計算橋面板的計算和梁有效寬度的計算 2.2.1 橋面板的計算 橋面板的計算采用標準車加局部荷載，對板進行局部驗算和配筋。該橋是雙 向行駛的,橋總寬為24米，按4個車道設(shè)計。其內(nèi)力的計算在后邊的恒載內(nèi)力計算 中有說明。故此處略過。 2.2.2 梁有效寬度的計算： 2.2.2.1 橋的剪力理論 箱型梁和t型梁由于剪力滯效應(yīng)，在梁承受彎矩時，頂?shù)装逅艿睦瓑簯?yīng)力， 隨著離腹板的距離越遠

27、，受力越小，所以不是全梁在受力，如果按照全梁截面進 行受力分析，必然導致不安全。 目前，橋梁剪力滯計算的方法很多，有線條法，比擬桿法，差分法等，但目 前應(yīng)用較為方便應(yīng)用也較廣泛的是等效寬度法，規(guī)范上給出了計算方法。本設(shè)計 采用次種方法。 寬度法考慮梁剪力滯效應(yīng): 1、簡支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段，懸臂梁中間跨的中部梁段 ifmi bb 2、 簡支梁支點，連續(xù)梁邊支點及中間支點，懸臂梁懸臂段 ismi bb 2.2.2.2 橋的剪力滯計算 如圖所示，將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如圖的各種小梁，分別進行計算。 圖 2-4 梁截面分隔 （1）邊跨計算： 邊跨邊梁 = =0.8 ， = = =0.083，查圖

28、得=0.802，=1.6； 1 ll 1 1 l b 1 . 005 . 0 8 4 . 0 b t s 1m b s 1 b = = =0.142，查圖得=0.600，=2.0； 1 2 l b 308 . 0 4 . 3 s 2m b s 1 b 將整個箱梁等效成工字型截面，如下： 圖 2-5 支座有效截面 面積：a =6.400m 2 圖 2-6 跨中有效截面 面積：a =5.320m 2 求其形心和抗彎慣性矩： 支座有效截面 特性參數(shù) aiziyiai*zi 8.4*0.3=2.522.050.155.166 1.2*1.5=1.801.151.052.070 5.2*0.4=2.08

29、0.22.00.416 ai = 6.40aizi =7.652 zi分塊面積的形心至下緣的距離 yi分塊面積的形心至上緣的 距離 形心距下邊緣的距離： =aizi/ai=1.20 下 z 0 z 形心距上邊緣的距離： =2.2-1.20=1.0m 上 z 抗彎慣性矩 i: 支座 抗彎慣性矩（m） ii ai zi-z0 i a 2 0 zzi i 0.01892.520.851.82071.840 0.33751.80-0.050.00450.342 0.02772.08-1.002.08002.10 4.282 支座截面抗彎慣性矩 i=4.282 4 m 跨中截面 特性參數(shù) aiziyia

30、i*zi 8.4*0.3=2.521.150.152.898 1.2*0.6=0.720.70.60.504 5.2*0.4=2.080.21.10.416 ai = 5.32aizi =3.818 形心距下邊緣的距離： =aizi/ai=0.71m 下 z 0 z 形心距上邊緣的距離： =1.3-0.7=0.6m 上 z 抗彎慣性矩 i: 跨中 抗彎慣性矩（m） ii ai zi-z0 i a 2 0) (zzi i 0.01892.520.450.5100.5289 0.02160.72-0.10.0070.0286 0.02772.08-0.510.5410.5687 1.1262 跨中

31、截面抗彎慣性矩 i=1.126 4 m 對于原來的箱梁截面的形心軸= 59.73m 來說，抗彎慣性矩 i =1.620。 上 z 4 m 2.32.3 主梁內(nèi)力計算主梁內(nèi)力計算 （1）恒載內(nèi)力以縱向取 1m 的板條計算 一期恒載內(nèi)力即梁的恒載內(nèi)力計算: 主梁支座截面的恒載集度：=211.75 g q1a2547 . 8 mkn / 主梁跨中截面的恒載集度：=184.75 g q1a2539 . 7 mkn / 二期恒載橋面鋪裝、欄桿的內(nèi)力計算： 橋面的恒載集度： 瀝青混凝土找平及抗滑層：= 1 gmkn /4 . 2240 . 110 . 0 鋼筋混凝土面層：mkng/5 . 2250 . 1

32、1 . 0 2 鋼筋砼防撞欄：mkng/5 .122515 . 0 3 =17.40 g q2 hz m ei l f c 97 . 3 10602.20 620 . 1 1034500 3014 . 3 2 616.13 2 616.13 3 6 22 1 mkn / 恒載集度 支座截面的恒載集度：q=211.75+17.40=229.15kn/m 跨中截面的恒載集度：q=184.75+17.40=202.15kn/m 圖 2-7 恒載作用計算簡圖 圖 2-8 彎矩圖 圖 2-9 剪力圖 圖 2-9 彎矩影響線 圖 2-10 剪力影響線 表 3.5 恒載內(nèi)力計算結(jié)果 跨數(shù)位置 距本跨左 支點

33、距離 (m) 恒載彎矩 （knm) 恒載剪力(kn) 0002435.80 1/4 75 12583.01919.673 1/21513795.09-596.45 3/422.53504.39-2165.31 第一（三）跨 130-18906.95-3701.81 00-18906.953105.36 1/47.5-969.001568.86 1/2154848.300 3/422.5-969.00-1568.86 第二跨 130-18906.95-3105.36 2.42.4 活載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算 荷載設(shè)計等級為公路-1 級，車道荷載的均布荷載標準值和集中荷載標準值)( k q 為：)(

34、 k p 10.5/ k qkn m =280kn k p 305 (180180) 505 （注：設(shè)計橋梁為 4 車道，根據(jù)城市橋梁設(shè)計通用規(guī)范計算彎矩不乘增長 系數(shù)，計算剪力應(yīng)乘以增長系數(shù) 1.20） 2.4.1 沖擊系數(shù)計算 由于梁體取 c50 混凝土，混凝土的彈性模量取=。 empa 4 1045 . 3 mkgggmc/10602.2081 . 9 10150.202/ 33 1.620 c i 4 m 連續(xù)梁橋： hz m ei l f c 97 . 3 10602.20 620 . 1 1034500 3014 . 3 2 616.13 2 616.13 3 6 22 1 因為，

35、故hzfhz145 . 1 1 23 . 0 0157 . 0 ln1767 . 0 11 fu hz m ei l f c 89. 6 10602.20 620. 11034500 3014 . 3 2 651.23 2 651.23 3 6 22 1 因為，故hzfhz145 . 1 2 33 . 0 0157 . 0 ln1767 . 0 22 fu 注：1、當計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時，采用； 1 u 2、計算連續(xù)梁沖擊引起的負彎矩效應(yīng)時，采用。 2 u 2.4.2 求主梁抗彎慣性矩 it（扭轉(zhuǎn)虎克定律） 將原截面等效成有效圖如下： 圖 2-11 跨中轉(zhuǎn)化截面 跨中

36、截面扭轉(zhuǎn)慣性矩 抗彎慣性矩 i=1.620 4 m 1.對于翼板， 1 . 0025. 0 12 3 . 0 b t ，查表 2-5-2，得 c1= 1 3 對于腹板， 10 . 2 6 . 0 2 . 1 b t ，查表 2-5-2，得 c2=0.141 對于低板， 1 . 005 . 0 8 4 . 0 b t ，查表 2-5-2，得 c3= 1 3 =120.33+0.1410.61.23+80.43=0.425m4 3 1 i m tii i icbt 1 3 1 3 2.車道折減系數(shù) 在本設(shè)計中，去掉對應(yīng)的路肩寬度后，w 符合單向三車道寬度，按通規(guī) 4.3.1 條。車道折減系數(shù)為 =

37、0.78。 3. 縱向折減系數(shù) 計算跨徑 30m20m， kn/m2925 . 2 20 220 80 2090 25 . 4 20 20 80 20 25 . 4 ）（）（ p w l w 人群荷載集度 qr=2.9252=5.85kn/m 根據(jù)彎矩影響線圖，進行人群荷載彎矩加載，如下圖： 人群荷載加載過程實例： （1）邊跨 1/2 處的影響線 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-39 邊跨跨中彎矩影響線 根據(jù)彎矩影響線圖，進行人群荷載彎矩加載，如下圖： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-40 人群荷載最大正彎矩布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -

38、288.75 404.25 72.19 -288.75 72.19 圖 2-41 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計算邊跨 1/2 處的人群最大正彎矩為：m =671.83594mkn 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-42 中跨跨中 1/2 處人群荷載負彎矩布載圖 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -216.56-216.56-216.56 324.84 -216.56 圖 2-43 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計算邊跨 1/2 處的人群最小負彎矩為：m = -223.94531mkn 剪力影響線圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-44 中跨中 1/2 處影響線 根據(jù)建立圖示，最大

39、剪力加載圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-45 邊跨跨中人群最大剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 12.6312.63 -59.55 6.77 -1.35 圖 2-46 結(jié)構(gòu)剪力圖 計算邊跨 1/2 處的人群最大正剪力為：q = 18.39551kn 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-47 邊跨跨中人群最小剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 45.12 -27.07-27.07 65.42 -78.96 87.98 -56.40 圖 2-48 結(jié)構(gòu)剪力圖 計算中跨 1/2 處的人群最小負剪力為：q = -33.37988

40、kn 人行道正中加載（彎矩或剪力）各控制截面的內(nèi)力計算結(jié)果如下表： k q k q 表 3.12 人行道人群荷載截面內(nèi)力 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點的 距離(m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 000018.3955168.99512 1/47.5277.6922-44.789118.3955148.52012 1/215483.7219-89.578118.3955128.04512 3/422.5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551-12.9049 00-447.891-447.8

41、917.1982425.28613 1/47.5-403.102-80.62037.1982421.78613 1/215-358.313214.98757.1982418.26613 3/422.5-313.523438.93287.1982414.78613 第二跨 130-268.734591.21567.1982411.28613 人群荷載增大系數(shù)時， 或，其中0.9991 kpq s kpq s p 表 3.13 人行道人群荷載截面內(nèi)力（計增長系數(shù)） 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點的 距離(m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 000018.39551 68.9951

42、2 1/47.5277.6922-44.789118.39551 48.5201 2 1/215483.7219-89.578118.39551 28.0451 2 3/422.5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551 - 12.9049 00-447.891-447.8917.19824 25.2861 3 1/47.5-403.102-80.62037.19824 21.7861 3 1/215-358.313214.98757.19824 18.2661 3 3/422.5-313.523438.93

43、287.19824 14.7861 3 第二跨 130-268.734591.21567.19824 11.2861 3 查閱公路橋涵設(shè)計手冊-基本資料 y5=0.230=6，y6=0.148830=4.464,y7=0.102430=3.072, y8=0.061630=1.848，y9=0.027230=0.816 =1/2156+1/2(6+4.464)3+1/2(4.464+3.072)3+1/2(3.072+1.84 8)3+1/2(1.848+0.816)3+1/230.816=84.6 計算邊跨 1/2 處的人群最大正彎矩為： m = =5.8584.6=494.91 k qmk

44、n y11=-0.019530=-0.585，y12=-0.03230=-0.96，y13=-0.038530=- 1.155，y14=-0.0430=-1.2，y15=-0.037530=-1.125，y16=-0.032030=- 0.96， y17=-0.024530=-0.735，y18=-0.016030=-0.48，y19=-0.007530=- 0.225， =1/230.585+1/2(0.585+0.96)3+1/2(0.96+1.155)3+1/2(1.155 +1.2)3+1/2(1.2+1.125)3+1/2(1.125+0.96)3+1/2(0.96+0.735)3

45、+1/2(0.735+0.48)3+1/2(0.48+0.225)3+1/230.225=22.275 計算邊跨 1/2 處的人群最小負彎矩為： m = =-5.8522.275=-130.30875 k qmkn y5=0.4000，y6=0.2976,y7=0.2048,y8=0.1232，y9=0.0544 =1/2(0.4000+0.2976)3+1/2(0.2976+0.2048)3+1/2(0.2048+0.1232) 3+1/2(0.1232+0.0544)3+1/230.0544=2.64 計算邊跨 1/2 處的人群最大正剪力為： q = 5.852.64=15.444kn k

46、 q y5=-0.400，y11=-0.039，y12=-0.064,y13=-0.077,y14=-0.08，y15=0.075 y16=-0.064，y17=-0.049,y18=-0.032,y19=-0.015 =1/2150.4+1/230.039+1/2（0.039+0.064） 3+1/2（0.064+0.077）3+1/2（0.077+0.08）3+1/2（0.08+0.075） 3+1/2（0.075+0.064）3+1/2（0.064+0.049） 3+1/2（0.049+0.032）3+1/2（0.032+0.01）3+1/20.0153=4.485 計算邊跨 1/2 處

47、的人群最小負剪力為： q = -5.854.485=-26.23725kn k q 人群荷載增大系數(shù)時，其中0.9991 p 人群最大正彎矩 =0.961424.5228=407.9664108knm kpq s 人群最小負彎矩 =0.961（-111.77595）=-107.416688knm kpq s 人群最大正剪力 =0.96113.24752=12.73086672knm kpq s 人群最小負剪力 =0.961(-22.50573)=-21.62800653knm kpq s （1）中支點處的影響線 圖 2-49 中支點彎矩影響線 根據(jù)彎矩影響線圖，進行汽車荷載彎矩加載，如下圖：

48、1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-50 中支點處汽車荷載負彎矩布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -433.13 346.50 -433.13-433.13 108.28 -433.13 346.50 圖 2-51 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計算中支點處的汽車最小負彎矩為：m =-895.78125mkn 剪力影響線圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-52 中支點處剪力影響線 根據(jù)建立圖示，最大剪力加載圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-53 中支點處汽車最大剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 57.75 -86.63

49、72.19 -72.19 86.63 -57.75 圖 2-54 結(jié)構(gòu)剪力圖 計算中支點的汽車最小負剪力為：q = -127.96875 959. 0)11 (5 . 0)211 (5 . 0 ss a 人行道正中加載（彎矩或剪力）各控制截面的內(nèi)力計算結(jié)果如下表： k q k q 人行道人群荷載截面內(nèi)力 彎矩()剪力() 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點的 距離(m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 000070.18250 1/47.5361.85626.310 1/215394.65-17.565 3/422.561.44-61.44 第一跨 1300-526.95-105.315 000-526.958

50、7.90 1/47.50-32.512543.95-107.494 1/215132.3000 3/422.50-32.51250-43.95 第二跨 1300-526.9500-87.9 人群荷載增大系數(shù)時， 或，其中0.9991 kpq s kpq s p 人行道人群荷載截面內(nèi)力（計增長系數(shù)） 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點的 距離(m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 000018.3955168.99512 1/47.5277.6922-44.789118.3955148.52012 1/215483.7219-89.578118.3955128.04512 3/422.

51、5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551-12.9049 00-447.891-447.8917.1982425.28613 1/47.5-403.102-80.62037.1982421.78613 1/215-358.313214.98757.1982418.26613 3/422.5-313.523438.93287.1982414.78613 第二跨 130-268.734591.21567.1982411.28613 查閱公路橋涵設(shè)計手冊-基本資料： y1=0.026430=0.792,y2=0.

52、051230=1.536,y3=0.072830=2.184,y4=0.0896 30=2.688,y5=0.100030=3.000,y6=0.102430=3.072,y7=0.095230=2.856,y 8=0.076830=2.304 ，y9=0.045630=1.368 =1/20.7923+1/2(0.792+1.536)3+1/2(1.536+2.184)3+1/2(2. 184+2.688)3+1/2(2.688+3.000)3+1/2(3.000+3.072)3+1/2(3.072+ 2.856)3+1/2(2.856+2.304)3+1/2(2.304+1.368)3+1

53、/21.3683 2=110.592 計算中支點的汽車最小負彎矩為： m = =-5.018110.592=-554.950656（結(jié)構(gòu)力學計算結(jié)果-895.781） k qmkn y10=1,y11=0.039,y12=0.064,y13=0.077,y14=0.080,y15=0.075,y16=0.064,y17= 0.049,y18=0.032,y19=0.015 =1/2130+1/20.0393+1/2(0.039+0.064)3+1/2(0.064+0.077) 3+1/2(0.077+0.080)3+1/2(0.080+0.075)3+1/2(0.075+0.064)3+ +1

54、/2(0.064+0.049)3+1/2(0.049+0.032)3+1/2(0.032+0.015)3+ 1/20.0153 =15.7425 計算中支點的汽車最小負剪力為： q = -5.01815.7425=-78.995865kn（結(jié)構(gòu)力學計算結(jié)果-127.969） k q 人群荷載增大系數(shù)時，其中1.3289 p 汽車最小負彎矩 =1.3289（-554.950656）=-730.2040732knm（結(jié)構(gòu)力學計算結(jié)果- kpq s 1504.55） 汽車最小負剪力 =1.3289(-78.995865)=-103.9427592knm（結(jié)構(gòu)力學計算結(jié)果- kpq s 214.936

55、） 2.52.5 內(nèi)力組合內(nèi)力組合( (取截面最大值組合取截面最大值組合) ) 2.5.1 承載力極限狀態(tài)的基本組合： m i n j qjkqjckqqgikgiud ssss 12 1100 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取 1.0。本設(shè)計取一下設(shè)計組合： 0 1.2 恒載+1.4 汽車荷載（計入沖擊力） 取以上內(nèi)力組合的最大值作為承載能力極限狀態(tài)組合： 表 3.19 承載能力極限狀態(tài)組合表 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點的距離 (m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 00004065.32 1/47.522367.601916.58 1/21528344.78-1688.65 3/42

56、2.57815.34-3873.37 第一跨 130-30053-6050.35 00-300535103.61 1/47.52447.272926.62 1/21515912.92710.80-710.80 3/422.52447.268-2926.62 第二跨 130-28212-4823.61 2.5.2 作用短期效應(yīng)組合： n j qjkj m i giksd sss 1 1 1 恒載 +0.7 汽車荷載（不計沖擊力） （式中 ）7 . 0 1 j 表 3.21 短期效應(yīng)組合表 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點的距離 (m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 0003006.

57、98 1/43.5162171326.16 1/217.519694.63356.56-1067.36 3/4215309.42-2802.8 第一跨 135-24694.2-4505.9 00-24694.23380.8 1/43.51867.482090.85 1/217.512380.05355.40-355.40 3/4211867.48-1621.06 第二跨 135-23247.4-3653.95 2.5.3 作用長期效應(yīng)組合： qjk n j j m i gikld sss 1 2 1 恒載+0.4 汽車荷載（不計沖擊力） （式中 ）4 . 0 2 j 表 3.23 長期效應(yīng)組合

58、表 彎矩(knm)剪力(kn) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點的距離 (m) 正彎矩負彎矩正剪力負剪力 0002762.19 1/43.514659.51151.95 1/217.517166.2459.37-865.54 第一跨 3/4214535.84-2529.6 135-21011.4-4161.29 00-21011.43498.84 1/43.562.451867.14 1/217.57732.57203.09-203.09 3/42162.45-1867.14 第二跨 135-20485.3-3418.84 2.62.6 預應(yīng)力鋼筋配筋計算預應(yīng)力鋼筋配筋計算 預應(yīng)力混凝土梁鋼筋的數(shù)量的一

59、般估計方法是：首先根據(jù)構(gòu)件正截面抗裂性 確定預應(yīng)力鋼筋數(shù)量（a 類部分預應(yīng)力混凝土）然后再根據(jù)構(gòu)件承載能力極限狀 態(tài)要求確定非預應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，預應(yīng)力鋼筋計估算時，構(gòu)件的截面特性可以取 全截面特性。 按構(gòu)件的正截面抗裂性能估算預應(yīng)力鋼筋的數(shù)量: 全預應(yīng)力混凝土梁按作用的短期效應(yīng)組合進行正截面抗裂性驗算，計算所得 的正截面混凝土法向拉應(yīng)力應(yīng)滿足的要求，預應(yīng)力梁在預應(yīng)力和085 . 0 pcst 使用荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)滿足公橋規(guī)6.3.1 條規(guī)定截面的上.下緣均不出 現(xiàn)拉應(yīng)力，則應(yīng)滿足下列條件： 0 mins 上 上 w m pe 0 maxs 下 下 w m pe 將上式改寫為： 上 上 w

60、 m pe mins - 下 下 w m m pe axs : 分別表示預應(yīng)力筋在截面上，下緣產(chǎn)生的有效預應(yīng)力 下上，pe pe :分別表示為截面上，下緣的抗彎模量（可按毛截面考慮） 下上，w w ：表示在作用短期荷載效應(yīng)組合下，計算截面最大.最小彎矩（自 minmaxss mm， 帶符號） （1）跨中截面： （1）跨中只在截面下緣配置預應(yīng)力筋時 上 下下下 上 w n a n pe pe e - pe 下 下下下 下 w n a n pe pe e pe 由截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力來控制，下緣所需的有效預加力為： =21333.005kn 下 下 下 下 wa wm npe e1 / maxs