某40m簡(jiǎn)支t梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)_secret

1、 摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定,對(duì)高坎上官伯段的高坎大橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計(jì)的。對(duì)該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用”的八字原則，本論文提出兩種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇：方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，方案二為 拱橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計(jì)施工等多方面考慮、比較確定預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋（錐形錨具）為推薦方案。 在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)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(jì)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(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)

2、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)算、錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算和撓度的計(jì)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(duì)橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)全部設(shè)計(jì)圖紙采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制，計(jì)算機(jī)編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短文“Reliability analysis”。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土、簡(jiǎn)支梁橋、鉆孔灌注樁、錐形錨具、AutoCAD。77Abstract This is a partial struct design of a flyover crossing that is over the railway in Gaoka

3、nShangguanbo, according to designing assignment and the standard of road and bridge. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides two different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete continuous brid

4、ge; the second one is double cantilever half through no-thrust arch bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected. In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded not only in prestressed

5、statement but also in using statement, deflection,precamber and the assessment of reinforcing steel bar were checked too. The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot condition, it adopted the metho

6、d that the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great HanshinAwaji earthquake was translated into Chinese, and made a report on. Keywor

7、ds: prestressed concrete、AutoCAD、simple supported beam bridge、cast-in-place pile、cone anchorage device。 目錄第一部分 橋梁設(shè)計(jì)1第一章 水文計(jì)算11.1原始資料11.2 水文計(jì)算3第二章 方案比選62.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（錐型錨具）62.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋10第三章 總體布置及主梁的設(shè)計(jì)113.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置113.2主梁內(nèi)力計(jì)算12第四章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置214.1跨中截面鋼束的估算與確定214.2鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算254.3截面強(qiáng)度驗(yàn)算284.4預(yù)

8、加內(nèi)力計(jì)算344.5主梁斜截面驗(yàn)算354.6截面應(yīng)力驗(yàn)算414.7主梁端部的局部承壓驗(yàn)算46第五章 下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算515.1蓋梁的計(jì)算515.2橋墩墩柱計(jì)算585.3鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)計(jì)算60第二部分 英文翻譯63Reliability analysis :63可靠性分析70結(jié)束語(yǔ)74第一部分 橋梁設(shè)計(jì)第一章 水文計(jì)算1.1原始資料1.1.1水文資料：渾河發(fā)源于遼寧省新賓縣的滾馬苓，從東向西流過(guò)沈陽(yáng)后，折向西南，至海城市三岔河與太子河相匯，而后匯入遼河。渾河干流長(zhǎng)364公里，流域面積11085平方公里。本橋位上游45公里的大伙房水庫(kù)，于1958年建成，該水庫(kù)控制匯流面積5563平方公里，對(duì)沈陽(yáng)地

9、區(qū)的渾河洪峰流量起到很大的削減作用。根據(jù)水文部門的資料，建庫(kù)前渾河的沈陽(yáng)水文站百年一遇洪峰流量位11700立方米/秒，建庫(kù)后百年一遇推算值為4780立方米/秒。渾河沒(méi)年12月初開(kāi)始結(jié)冰，次年3月開(kāi)始化凍。汛期一般在7月初至9月上旬，河流無(wú)通航要求。橋?yàn)樘幒佣螌儆谄皆瓍^(qū)次穩(wěn)定河段。1.1.2設(shè)計(jì)流量根據(jù)沈陽(yáng)水文站資料，近50年的較大的洪峰流量如下：大伙房水庫(kù)建庫(kù)前1935年 5550立方米/秒1936年 3700立方米/秒1939年 3270立方米/秒1942年 3070立方米/秒 1947年 2980立方米/秒 1950年 2360立方米/秒 1951年 2590立方米/秒 1953年 360

10、0立方米/秒1954年 3030立方米/秒大伙房水庫(kù)建庫(kù)后1960年 2650立方米/秒1964年 2090立方米/秒1971年 2090立方米/秒1975年 2200立方米/秒1985年 2160立方米/秒根據(jù)1996年沈陽(yáng)年鑒，渾河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒（沈陽(yáng)水文站）為百年一遇大洪水。1995年洪水距今較近，現(xiàn)場(chǎng)洪痕清晰可見(jiàn)，根據(jù)實(shí)測(cè)洪水位，采用形態(tài)斷面計(jì)算1995年洪峰流量為5095立方米/秒，與年鑒資料相差在5之內(nèi)。故1995年洪峰流量可作為百年一遇流量，洪水比降采用渾河洪水比降0.0528。經(jīng)計(jì)算確定設(shè)計(jì)流量為Qs4976.00立方米/秒，設(shè)計(jì)水位16米。1.1.3

11、地質(zhì)資料：一、自然地理本橋址區(qū)地處渾河流域的沖擊平原，地勢(shì)較平闊。河水為季節(jié)性河流，主要受底下徑流或大氣降水所補(bǔ)給。汛期每年七月下旬至八月下旬，近幾年，尤其是2000年河水位歷史少見(jiàn)的下降，以致影響工農(nóng)業(yè)、甚至民眾生活用水。本區(qū)于北寒溫帶氣候類型，為類型凍土區(qū)，凍結(jié)深度1.401.45米。冬季漫長(zhǎng)，氣候比較干燥；春秋較短，稍較溫濕，宜植被生長(zhǎng)。二、大地構(gòu)造橋地區(qū)正位于走向北東、傾向北西二界溝斷裂上，此斷裂南西至營(yíng)口，北東至沈陽(yáng)40公里，走向北東、傾向北西的撫順營(yíng)口斷裂相交。這兩斷裂均屬郯城廬江大斷裂帶系統(tǒng)。二界溝斷裂最后一次活動(dòng)時(shí)期為白堊紀(jì)。三、地層及巖性橋址區(qū)地層，上部為第四紀(jì)厚611米的圓

12、礫層，d>2mm為7080；d>20mm為3237，為卵石層。但通過(guò)橋位附近采礫場(chǎng)，從河底下67米深挖采處的砂礫中最大可達(dá)2535cm，個(gè)別甚至達(dá)40cm左右。從實(shí)際使用地址資料出發(fā)，d>80-100mm顆粒，一般未予計(jì)入百分含量?jī)?nèi)，且無(wú)代表性。礫石顆粒，尤其稍大顆粒，巖石強(qiáng)度較高，無(wú)棱角，磨圓程度良好。其巖性或礦物成份由花崗巖類或砂頁(yè)巖、石灰?guī)r以及其他暗色礦物構(gòu)成。礫石層底或風(fēng)化巖頂面標(biāo)高自南而北為2.8米4.9米，由低而高坡形上升，高差2.1米左右，但由于鉆孔間距較遠(yuǎn)，不知其間有無(wú)起伏。礫石層下部為前震旦紀(jì)花崗巖，上部為全風(fēng)化，下部為強(qiáng)風(fēng)化或局部全風(fēng)化。上部為散體狀，下部

13、為碎石狀且散裝體。1、圓礫：褐黃色或褐灰色，d>2mm為7380，松散，其間含粗礫砂薄層。砂礫顆粒強(qiáng)度較高，軟弱顆粒含量較少。drp15.5mm，d9573.1mm，d100.77mm，CU=73.1,，。 2、圓礫：褐黃色或褐灰色，d>2mm為7380，中密，其間夾含粗礫砂薄層。砂礫顆粒強(qiáng)度較高，磨圓或磨光程度良好。drp15.5mm，d9574mm，d100.77mm，CU=67.1,，。3混和巖：全風(fēng)化，散體狀，砂礫狀或土狀。，。4、混和巖：褐黃色，全風(fēng)化或含強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀或局部為散體裝，砂礫狀。，5、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀。，6、混和巖：強(qiáng)風(fēng)化，碎石狀。，7、混和巖

14、：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化或全風(fēng)化，碎石狀或散體狀。，8、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀。，9、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。，10、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。，11、混和巖：褐黃色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石較比破碎，碎石狀，不能提取巖芯。，1.1.4工程地質(zhì)評(píng)價(jià)1、工程地質(zhì)條件良好，無(wú)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象或地段。2、地下水位深0.775.40米，砂礫顆粒較大，地下水較豐富。鉆孔過(guò)程中于標(biāo)高36米左右地段常?？妆谒?，有時(shí)越發(fā)嚴(yán)重，以致鉆孔無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)，成為廢孔。由于采用膨潤(rùn)土同聚丙乙烯胺混和成漿糊

15、流體護(hù)壁，才能得到有效控制。1.2 水文計(jì)算1.2.1橋孔長(zhǎng)度確定：a.單寬流量公式水流壓縮系數(shù)次穩(wěn)定河段 0.92則河槽平均單寬流量最小橋孔凈長(zhǎng)mb過(guò)水面積法沖刷前橋下毛過(guò)水面積Wq式中：沖刷系數(shù)P取1.3 設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過(guò)水面積折減系數(shù) 60>50 壓縮系數(shù)Wq凈過(guò)水面積Wj（1-橋孔凈長(zhǎng)m1.2.2壅水計(jì)算橋前最大壅水高度河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值572+129-45.9655.1m系數(shù)橋下平均流速Vm斷面平均流速V0=m橋下壅水高度波浪高度hb10.4728m VW=15m/s平均水深，良程D8×102m本橋設(shè)計(jì)水位：16.0+0

16、.095+上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為17.73m1 沖刷深度A 河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深hpQ1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,1.0，0.0625，hmax10.1mA單寬流量集中系數(shù)，AhpmB 河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速h=13.73m,d=3m,查表得：V00.9648m/s，V00.31V0VzV0 ，1.0，B4m，（1.3919+0.0409）1/21.19700.8588hbkB0.6（V0- V0）（V/ V0）n =1.0×1.1970×40.6×（0.9648-0.31）×（1.84/0.9

17、648）0.8588 3.1349m 總沖刷深度hshp+ hb13.73+3.1316.86m不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為16.86-160.86m1.2.3結(jié)論百年一遇底設(shè)計(jì)流量為Qs4976立方米/秒，設(shè)計(jì)水位16米。計(jì)算最小橋孔凈長(zhǎng)Lj505.6米，實(shí)際最小橋孔凈長(zhǎng)為538.3米。橋前最大壅水高度，橋下壅水高度米。本橋設(shè)計(jì)水位：16米，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為17.9米。計(jì)算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小距離1.9米（按橋規(guī)最小距離為0.50米）。以上標(biāo)高均為假定標(biāo)高系統(tǒng)。 第二章 方案比選2.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（錐型錨具）2.1.1 基本構(gòu)造布置（一）設(shè)計(jì)資料 1、橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨

18、徑：40m（墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長(zhǎng)：39.96m，橋面凈空：凈9米，2×1.5人行道，計(jì)算跨徑：38.88m。立面及平面圖圖表 1（二）設(shè)計(jì)荷載汽20，掛100，人群荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m和1.52 kN/m。2.1.2材料及工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用40號(hào)混凝土，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB64標(biāo)準(zhǔn)的5碳素鋼絲，每束32根。橫斷面圖如下： 圖2主梁截面沿縱向的變化示例：圖表 3簡(jiǎn)直梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且沒(méi)有

19、平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會(huì)出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況1.4 橋孔長(zhǎng)度確定：a.單寬流量公式水流壓縮系數(shù)次穩(wěn)定河段 0.92則河槽平均單寬流量最小橋孔凈長(zhǎng)mb過(guò)水面積法沖刷前橋下毛過(guò)水面積Wq式中：沖刷系數(shù)P取1.3 設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過(guò)水面積折減系數(shù) 60>50 壓縮系數(shù)Wq凈過(guò)水面積Wj（1-橋孔凈長(zhǎng)m1.5壅水計(jì)算橋前最大壅水高度河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值572+129-45.9655.1m系數(shù)橋下平均流速Vm斷面平均流速V0=m橋下壅水高度波浪高度hb10.4728m VW=15m/s平均水深，良程D8×102

20、m本橋設(shè)計(jì)水位：16.0+0.095+上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為17.73m1.6沖刷深度A 河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深hpQ1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,1.0，0.0625，hmax10.1mA單寬流量集中系數(shù)，AhpmB 河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速h=13.73m,d=3m,查表得：V00.9648m/s，V00.31V0VzV0 ，1.0，B4m，（1.3919+0.0409）1/21.19700.8588hbkB0.6（V0- V0）（V/ V0）n =1.0×1.1970×40.6×（0.9648-0.31）

21、×（1.84/0.9648）0.8588 3.1349m 總沖刷深度hshp+ hb13.73+3.1316.86m不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為16.86-160.86m2.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋（1）方案簡(jiǎn)介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無(wú)鉸拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)。（2）尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24，凈跨徑為60.0m，矢跨比為1/8。橋面行車道寬9.0m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬11.2m，由8個(gè)拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1-1：圖41）拱箱寬度

22、：由構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取140cm。2）拱壁厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護(hù)層和插入式震動(dòng)棒的要求，一般需有10cm，若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為8cm,取8cm。3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力部分，一般用1016cm，這里取16cm。4）底板厚度：614cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。這里取10cm。5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度68cm,這里取8cm。6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。7）橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝

23、土預(yù)制板，厚68cm，間距3.05.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護(hù)。這里取厚6cm。（3）橋面鋪裝及縱橫坡度 橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為2.0%。為了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實(shí)腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為0.6%。（4）施工方法 采用無(wú)支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。采用裝配整體式結(jié)構(gòu)型式，分階段施工，最后組拼成一個(gè)整體。方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡(jiǎn)直梁的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，受力的點(diǎn)明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計(jì)用，因此我選著了方案一。第三章 總體布置及主梁的設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置（一）設(shè)計(jì)資料 1、橋

24、梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m（墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長(zhǎng)：39.96m，橋面凈空：凈9米，2×1.5人行道，計(jì)算跨徑：38.88m。2、設(shè)計(jì)荷載汽20，掛100，人群荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m和1.52 kN/m。3、材料及工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁用40號(hào)，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB64標(biāo)準(zhǔn)的5碳素鋼絲，每束32根；其他內(nèi)容鮮見(jiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（二）橫截面布置本設(shè)計(jì)采用公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖40米跨徑的定型設(shè)計(jì)，因此主要尺寸已經(jīng)大致定下，以下為初步選定截面尺寸。1、主梁間距與主

25、梁片數(shù)全橋?qū)?2米，主梁間距1.6米（T梁上翼緣寬度為158cm，留2cm施工縫），因此共設(shè)7片主梁，根據(jù)一些資料，主梁的梁高選用230米詳細(xì)布置見(jiàn)下圖：圖表 4 2、橫截面沿跨長(zhǎng)的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。（三）橫隔梁的布置由于主梁很長(zhǎng)，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個(gè)四分點(diǎn)及梁端.3.2主梁內(nèi)力計(jì)算3.2.1恒載內(nèi)力計(jì)算 1、恒載集度 （由于一直到這里，我的設(shè)計(jì)均參照預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋算例，故恒載集度已知，結(jié)果如下：邊主梁的恒載集度為： g1=17.813 KN/m. 中

26、主梁的恒載集度為： KN/m （2）第二期恒載 欄 桿：g!1)=1.52KN/m 人行道：g(2)=3.60KN/m 橋面鋪裝層(見(jiàn)圖3): g(4)=0.5×(0.07+0.15)×5.10+0.5×(0.075+0.15)×4.90×24 =26.694KN/m 若將各恒載均攤給7片主梁，則： g2=（1.52+3.6+7.754+26.694）=5.653KN/m 2、恒載內(nèi)力 如圖6所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離并令則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：1 恒載內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表2恒載內(nèi)力計(jì)算表 表2計(jì)算數(shù)據(jù)L=38.88m項(xiàng)目g1跨中四分

27、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17.7073345.8572510.371671.848172.112307.736344.224第二期恒載5.037951.775714.212191.11648.96087.54097.919（二）活載內(nèi)力計(jì)算1、沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)對(duì)汽20，1+u=1.04,其他活載不計(jì)。以下為荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算： （1）跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)mc 本橋跨內(nèi)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(zhǎng)寬比為： 所以可選用偏心壓力法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)mc a.計(jì)算主梁抗扭慣矩IT 對(duì)于T梁截面

28、式中bi和ti相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度； ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)（可查橋梁工程表2-5-2）；2 橋孔長(zhǎng)度確定：a.單寬流量公式水流壓縮系數(shù)次穩(wěn)定河段 0.92則河槽平均單寬流量最小橋孔凈長(zhǎng)mb過(guò)水面積法沖刷前橋下毛過(guò)水面積Wq式中：沖刷系數(shù)P取1.3 設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過(guò)水面積折減系數(shù) 60>50 壓縮系數(shù)Wq凈過(guò)水面積Wj（1-橋孔凈長(zhǎng)m3 壅水計(jì)算橋前最大壅水高度河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值572+129-45.9655.1m系數(shù)橋下平均流速Vm斷面平均流速V0=m橋下壅水高度波浪高度hb10.4728m VW=15m/s平均水深，良程D8

29、×102m本橋設(shè)計(jì)水位：16.0+0.095+上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為17.73m4 沖刷深度A 河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深hpQ1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,1.0，0.0625，hmax10.1mA單寬流量集中系數(shù)，AhpmB 河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速h=13.73m,d=3m,查表得：V00.9648m/s，V00.31V0VzV0 ，1.0，B4m，（1.3919+0.0409）1/21.19700.8588hbkB0.6（V0- V0）（V/ V0）n =1.0×1.1970×40.6×（0.96

30、48-0.31）×（1.84/0.9648）0.8588 3.1349m 總沖刷深度hshp+ hb13.73+3.1316.86m不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為16.86-160.86m5 結(jié)論百年一遇底設(shè)計(jì)流量為Qs4976立方米/秒，設(shè)計(jì)水位16米。計(jì)算最小橋孔凈長(zhǎng)Lj505.6米，實(shí)際最小橋孔凈長(zhǎng)為538.3米。橋前最大壅水高度，橋下壅水高度米。本橋設(shè)計(jì)水位：16米，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為17.9米。計(jì)算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小距離1.9米（按橋規(guī)最小距離為0.50米）。b.計(jì)算抗扭修正系數(shù)其中IT=5.93756×10-3m4，I=0.42564186m4，查橋梁工程表2-5

31、-1，n=7時(shí)，=1.021，并取G=0.425E c.按偏心壓力法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值 求出一號(hào)梁在兩個(gè)邊主梁的橫向分不影響線豎標(biāo)值為： 圖5計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 如圖8所示1、2、4號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載，因?yàn)楹茱@然1號(hào)梁的橫向分布系數(shù)最大，故只需計(jì)算1號(hào)梁的橫向分布系數(shù)：汽-20： 掛-100： 人群荷載： 支點(diǎn)截面的橫向荷載分布系數(shù)計(jì)算，該截面用杠桿原理法計(jì)算，繪制荷載橫向影響線并進(jìn)行布載如下圖 汽-20： 掛-100： 人群荷載：3.2.2活載內(nèi)力計(jì)算 活載的內(nèi)力計(jì)算主要考慮的是最不利荷載布置時(shí)的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時(shí)的截面內(nèi)力值：祥見(jiàn)下表: 1號(hào)

32、梁跨中截面最大內(nèi)力計(jì)算表類別汽-20掛-1001+1.041.0mc0.4640.272最大彎矩及相應(yīng)剪力Pi6012012070130250250250250yi2.724.729.729.027.029.129.727.727.127.020.36119.020.4649.720.50.472-0.257.12-0.1397.120.36637.720.3979.720.59.12-0.462相應(yīng)Q（KN）相應(yīng)Q（KN）3354102.1638420198.5751號(hào)梁內(nèi)力值1618.50649.302290.2454.011最大剪力及相應(yīng)彎矩合力P2×120+60=300250

33、×4=1000Y0.45788.90.41778.12Py137.442670417.781201號(hào)梁內(nèi)力值66.2751288.43113.6142208.64 1號(hào)梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表 荷載類別汽-20掛-100人群1+1.04591.01.0Pi601201207013070130250250250250q=3.0yi1.00.89710.86110.60390.50100.11520.01230.83130.80040.69750.6667y人=0.9167mi0.3750.43630.45780.5240.23720.26070.2990.478×36.820.5

34、×0.897×7.66Qmax=（1+）Piyimi=186.292（KN）203.43635.848各個(gè)截面的荷載均已求出，因此可以得出每個(gè)截面的最大內(nèi)力值，以下即為主梁的恒載組合： 主梁內(nèi)力組合表序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面Mmax Qmax Mmax Qmax MmaxQmaxQmax 1第一期恒載3345.8602510.7172.1671.85307.74344.222第二期恒載951.7750714.2248.96191.12875.497.9193總恒載=1+24296.2403224.9221.1862.961183.1442.144人群

35、325.388.369244.0418.8365.70641.0247.985汽-201915.5266.2751315.5122.5357.88169.61184.16掛-1002290.2454.0111776.9181.7484.51189.15187.757汽+人1987.3274.6441559.5141.3423.59210.63232.088恒+汽+人6241.5874.6444784.5362.41286.61393.8674.229恒+掛6587.8754.0114991.9402.71347.51372.3629.8910Si7878.61045.56053.3285110

36、949144935630.611Sj7676.4259.4125813.6465.11568.51627.8737.09121.4(7)/Si35%100%36%42%36%17%38%131.1掛/Si33%100%33%25%34%13%32%14提高后的Si8114.96104.536234.94771667.41800.4881.1515提高后的Sj7676.4261.195813.6789.31568.51627.9648.67第四章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置4.1跨中截面鋼束的估算與確定4.1.1鋼束數(shù)量的估算 1按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 式中：M使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩，按表

37、10取用； C1與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于汽-20，C1=0.51；對(duì)于掛-100， 取C1=0.565； 一根32s5的鋼束截面積，即：=32××0.52/4=5.891cm2 -s5碳素鋼絲的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，=1600MPa； ks上核心距，在前以算出ks=48.258cm； ey鋼束偏心距，初估ay=17cm，則 ey=yx-ay=139.03-17=122.03cm （1）對(duì)（恒+汽+人）荷載組合 （2）對(duì)（恒+掛）荷載組合 2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 式中：Mj經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計(jì)算彎距，按表9取用； C2估計(jì)鋼束群重心到混凝土合力作用點(diǎn)力臂長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，

38、汽-20：C2 =0.78，掛-100：C2 =0.76； h0主梁有效高度，即h0=h-ay=2.30-0.17=2.13m（1） 對(duì)于荷載組合 （2） 對(duì)于荷載組合 為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為10束。4.1.2確定跨中及錨固截面的鋼束位置 1、 （1）對(duì)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，選用直徑5cm抽拔橡膠成型的管道，取管道凈距4cm，至梁底凈距5cm，如圖13-a所示。 （2）對(duì)于錨固截面，為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足張拉要求，也要使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使

39、截面均勻受壓。祥圖如下：圖 7由上圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋為9根，布置在主梁的不同截面上，其中3根最終拉倒上翼緣。 2、鋼束位子的確定（1）彎起角度的確定：上部：12下部：7.5（3） 彎起點(diǎn)的確定：A1=a2=39-30*tan7.5=35.051cmA3=a4=31.1cmA5=a6=27.15cmA7=30.710cmA8=25.396cmA9=20.082cm(4)各截面鋼束位子彎起點(diǎn)到跨中的距離鋼束號(hào)彎起高度角度cossinRX1，222.57.50.99140.1312625.516363，443.57.50.99140.1315081.81313.85，664.57.50.99140.

40、1317535987.67147.5120.97810.2086735.2574.478163.5120.97810.2087465.8417.279179.5120.97810.2088196.3260.06 鋼束中心到下邊緣的距離截面鋼束號(hào)XRCA0A四 分 點(diǎn)N1，N27.57.5N3，N416.516.5N5，N622.525.5N7397.536735.1611.7337.519.233N8554.7347468.7520.635816.537.136N9711.9388196.3530.97822.556.478變 化 點(diǎn)N1，N2102.052625.511.9787.59.48

41、4N3，N4424.245081.7817.73816.534.238N5，N6750.147535.0537.458522.562.96N71163.536735.05101.2647.5108.76N81320.737465.65117.95916.5134.46N91477.948196.35134.41622.5159.92支 點(diǎn) N1，N2308.052625.5118.1167.525.62N3，N4630.2245081.7839.2316.555.73N5，N6956.47535.0560.9422.586.443N71369.536735.16147.157.5154.65N

42、81.5E+077465.75157.77816.5174.28N91683.978196.37174.85522.5200.354.2鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有差異，選四分點(diǎn)截面（即有直線束又有曲線束通過(guò)）計(jì)算。 4.2.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失（s1見(jiàn)表16） 按規(guī)范，計(jì)算公式為： 式中：k張拉鋼束時(shí)錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)規(guī)定，對(duì)于鋼絲束取張拉控制應(yīng)力為：k=0.75Rby=0.75×1600=1200MPa； 鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于橡膠管抽芯成型的管道取 =0.55； 從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計(jì)； k管道每米局

43、部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取k=0.0015； x從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（以m計(jì)），可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度（見(jiàn)圖15所示），當(dāng)四分點(diǎn)為計(jì)算截面時(shí)，x=axi+l/4；4.2.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失（s2，見(jiàn)表17） 按規(guī)范，計(jì)算公式為： 四分點(diǎn)預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表鋼束號(hào)=-uxkxu=xeg0radN1.N27.50.1310.110.10.020.0870.083100.08N3.N47.50.1310.1100.020.0870.083100.02N5.N67.50.1310.19.990.010.0870.08399.948N77.20.1260.110.10.020.0

44、840.08197.152N86.350.1110.1100.020.0760.07388.176N95.680.0990.1100.020.070.06881.036N105.120.08909.950.010.0640.06274.532式中：l錨具變形、鋼束回縮值（以mm計(jì)），按橋規(guī)表5.2.7采用；對(duì)于鋼制錐形錨l=6mm，本設(shè)計(jì)采用兩端同時(shí)張拉，則l=12mm； l預(yù)應(yīng)力鋼束的有效長(zhǎng)度（以mm計(jì)）。 s2計(jì)算表 表17項(xiàng)目N1,N2N3,N4N5,N6N7N8N9N10l（mm）（見(jiàn)表12）39600395403947939753396833964139544（MPa）60.6066

45、069860.79260.37360.47960.58560.6924.2.3混凝土彈性壓縮引起的損失（s4見(jiàn)表18） 后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，根據(jù)橋規(guī)第5.2.9條規(guī)定，計(jì)算公式為： s4=nyhl式中：hl在先張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計(jì)算： 式中：Ny0、My0分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩； eyi計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，eyi=yjx-ai，其yjx值見(jiàn)表15所示，ai值見(jiàn)表134.2.4由鋼束預(yù)應(yīng)力松弛引起的損失（s5） 按規(guī)范，對(duì)于作超張拉的鋼絲束由松弛引起的

46、應(yīng)力損失的終極值，按下式計(jì)算： s5=0.045k=0.045×1200=54MPa4.2.5混凝土收縮和徐變引起的損失（s6） 按規(guī)范，計(jì)算公式如下： 式中：s6全部鋼束重心處的預(yù)應(yīng)力損失值； h鋼束錨固時(shí)，在計(jì)算截面上全部鋼束重心處由預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失）產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響； 配筋率，； A為鋼束錨錨固時(shí)相應(yīng)的凈截面積Aj，見(jiàn)表15； A=1+eA2/r2 eA鋼束群重心到截面凈軸的距離ej，見(jiàn)表15 r截面回轉(zhuǎn)半徑r2=Ij/Aj； -加載齡期為時(shí)的混凝土徐變系數(shù)終值； -自混凝土齡期開(kāi)始的收縮應(yīng)變終值； 1.徐變系數(shù)和收縮

47、應(yīng)變系數(shù)的計(jì)算構(gòu)件理論厚度=式中：Ah主梁混凝土截面面積； u與大氣接觸的截面周邊長(zhǎng)度。4.3截面強(qiáng)度驗(yàn)算 4.3.1 T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算（1）按規(guī)定，對(duì)于T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度b1，應(yīng)取用下列三者中的最小值： b1l/3=3888/3=1296cm； b1160cm（主梁間距）； b1b+2c+12 h1=16+2×71+12×8=254cm故取b1=160cm （2）確定混凝土受壓區(qū)高度 按規(guī)范，對(duì)于帶承托翼緣板的T形截面：當(dāng)RgAg+RyAyRabihi+RgAg+yaAy成立時(shí)，中性軸載翼緣部分內(nèi)，否則在腹板內(nèi)，所以：左邊= RyAy=1280×1

48、0-1×47.12=6031.36KN右邊= Rab1h1+0.5 Ra（b+b2）h1=23.0×160×8+0.5（16+158）×12×10-1=5345.2KN左邊>右邊，即中性軸在腹板內(nèi)。 設(shè)中性軸到截面上緣距離為x，則： 即 KN式中：b=16cm，h2=8cm，h1=12cm，Ra=23.0MPa，得 x=38.65cm。 同時(shí)公預(yù)規(guī)要求混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合： xjyh0式中：jy預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)，對(duì)于預(yù)應(yīng)力碳素鋼絲jy=0.4跨中截面ay=18.3cm則： h0=h-ay=230-18.3=211.7cm jyh0=0.4×211.7=84.68cm>x說(shuō)明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài)。 （3）驗(yàn)算正截面強(qiáng)度 按規(guī)范，計(jì)算公式為： 式中：