40m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 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)北京九渡河橋進(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，本論文提出三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，方案二為懸索橋，方案三為混凝土箱梁橋。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

2、梁的配筋計(jì)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)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。期間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Abstract This design is according to the design project description request and "Road

3、 Bridge gauge" the stipulation, nine fords the bridge to Beijing to carry on the plan ratio to elect with the design. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving. In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded

4、not only in prestressed 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 conditi

5、on, it adopted the method 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

6、made a report on. Keywords: prestressed concrete、simple supported beam bridge、cast-in-place pile、cone anchorage device.第一部分、橋梁設(shè)計(jì)1、 水文計(jì)算1.1 原始資料1.1.1 勘測(cè)資料(1)、水文、氣象九渡河屬山區(qū)河流，縱坡較陡，流速較大，河床質(zhì)為第四紀(jì)砂夾礫石，最大粒徑大于200mm，橋位上游匯水面積為174KM2，含砂量?，F(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)時(shí)，搜集到3個(gè)調(diào)查歷史洪水，即：1939年，930m3/s；1963年，730m3/s；1977年，610m3/s；另在北岸橋址上游約400m

7、處獲得多年平均洪水位為180.64m，根據(jù)河床縱斷面測(cè)量資料，河床縱坡在該河段為0.036，河床逐年有擺動(dòng)下切趨勢(shì)，河流主槽原在南岸，1939年洪水后移至北岸，維持至今，河床下切量預(yù)計(jì)已達(dá)0.5m。多年平均氣溫：最高220C，最低-100C。每年11月20日至次年2月10日為冬季。風(fēng)力：7級(jí)，W=15m/s。河床粒徑分析資料粒徑d（mm）>200100502552.51<0.5組分%36.816.49.88.810.46.13.58(2)、橋位縱斷面測(cè)繪資料見(jiàn)表一。(3)、地質(zhì)鉆孔柱狀圖見(jiàn)表二。河床表層為砂類卵石、礫石，厚約1213.5m，含砂率（3040）%，承載容許值：；其下為

8、硬質(zhì)石灰?guī)r，Ra=100MPa。1.1.2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與施工條件(1）橋面寬度：凈9+2*0.75m人行道(2）設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)荷載(3）設(shè)計(jì)洪水頻率：1%(4）不通航(5）材料來(lái)源：砂可在河灘就地采集，石料來(lái)自當(dāng)?shù)?，開(kāi)采方便。水泥、鋼材等可由北京供應(yīng)。施工技術(shù)設(shè)備可行。表一 橋位斷面中線測(cè)量資料樁號(hào)標(biāo)高（m）鉆孔編號(hào)孔口標(biāo)高0+000（即路線+6500+0270+0320+034.50+038.50+042.50+0500+0560+0780+0920+1000+103.50+1060+1150+1160+1500+2000+2500+293.670+353.60+363181.03181.0

9、2178.28177.34177.03177.33178.63178.85178.44177.39177.46177.64178.02178.57179.01179.62180.30180.15180.25180.82181.020+010（1#孔）0+065（2#孔）0+150（3#孔）181.333178.86179.74表二 鉆孔柱狀圖資料設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.2 水文計(jì)算1.2.1 求設(shè)計(jì)流量(1) 求cv和cs的值由附表查得：cv=1.2 cs=3cv=3.6(2) 求洪水經(jīng)驗(yàn)頻率p:最大洪水發(fā)生年代1939年至今69年。1963和1977年洪水分別為二、三位，其經(jīng)驗(yàn)頻率為：P63=

10、 m/(n+1)×100%=2/(69+1)=2.9%P77=3/(69+1)=4.3%(3) 求流量模比系數(shù)K:根據(jù)cv=1.2 cs=3cv=3.6，設(shè)計(jì)頻率p%1，查表得：K1%=6.1按1963年洪水頻率P63=2.9%查得K2.9%=4.40按1977年洪水頻率p77=4.3%查得K4.33.59(4) 推算設(shè)計(jì)流量QP%:按1963年洪水流量推算，Q2.9%=Q63×K1%/K2.9%=730×6.1/4.40=1012m3/s按1977年洪水流量推算，Q4.3%=Q77×K1%/K4.3%=610×6.1/3.59=1036m3/

11、s按1963年和1977年推算的結(jié)果接近，說(shuō)明是可靠的。但從安全考慮采用較大的。Q1%=1036m3/s1.2.2、橋梁分孔和高程計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝婷娣e和水面寬度B，可根據(jù)河流斷面圖列表計(jì)算。假設(shè)設(shè)計(jì)水位為181m。過(guò)水?dāng)嗝嬗?jì)算圖樁號(hào)河床標(biāo)高水深平均水深水面寬度過(guò)水面積累計(jì)面積合計(jì)K0+000181.0300270河槽309.76m2Bc=116m+027181.0201.3656.86.8+032178.282.723.162.57.914.7+034.5177.343.63.79415.1629.86+038.5177.033.973.82415.2845.14+042.5177.333.673

12、.027.522.6567.79+050178.632.372.26613.5681.35+056178.852.152.362251.92133.27+078178.442.563.091443.26176.53+092177.393.61 3.58828.64205.17+100177.463.543.603.512.6217.77+103.5177.643.36 3.172.57.93225.7+106178.022.982.71924.39250.09+115178.572.432.2112.21252.3+116179.011.991.693457.46309.76+150179.6

13、21.38 1.045052361.76河灘t=154.99m2Bt=247m+200180.300.70.785039400.76+250180.150.85 0.843.6734.94435.7+293.67180.250.750.476028.2463.9+353.6180.820.180.099.40.846464.75+363181.020合計(jì)41.64358.07對(duì)于河槽部分：hc=2.67m vc=mchc2/3i1/2=25×2.672/3×0.00361/2=2.887m/sQc=vc=309.76×2.887=894m3/s河灘部分：ht=t

14、/ Bt =154.99/247=0.627mvt=2.08m/s=mtht2/3i1/2=20×0.6272/3×0.00361/2=0.879m/sQt=t vt=154.99×0.879136m3/s全斷面的設(shè)計(jì)流量：Qs=Qt+Qc=1030m3/s2) 橋孔長(zhǎng)度的計(jì)算(1)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算該橋位河段屬于山區(qū)開(kāi)闊河段，Lj=Kq()n3 Bc =0.84×()0.9×116=111m此結(jié)果是橋下宣泄設(shè)計(jì)洪水所需的最小孔徑(2)采用沖刷系數(shù)法計(jì)算選用P=1.25;橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)0.95；折減系數(shù)0.017；河槽的設(shè)計(jì)流速vs=2.8

15、87m/s橋下最小毛過(guò)水面積：Aqj=306m2 (3) 橋面標(biāo)高的確定考慮壅水、浪高、波浪壅高、河灣超高、水拱、局部股流壅高、床面淤高漂浮物高度等因素1.000m按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面最低高程：Hmin=Hs+=181+1.000+0.5+ 2.0 =184.50m綜合以上考慮，并根據(jù)河曹斷面型式，取橋梁全長(zhǎng)為320m，在K0+20K0+340處布置橋梁。2、 方案比選橋梁設(shè)計(jì)原則：（1）適用性滿足公路交通和鐵路的正常運(yùn)行，以及將來(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。建成的橋梁應(yīng)保證在使用年限內(nèi)滿足交通要求，并便于檢查和維修。（2）舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋

16、上振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。（3）經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái)的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi)用。（4）美觀一座橋梁，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。2.1 方案一、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋(詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙方案一)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋，共8跨，每跨40m，則橋面部分全長(zhǎng)40×8320m，橋面凈空為滿足要求，依據(jù)水文計(jì)算，取橋面凈空為7m 。橋面寬度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值9m2×0.75m人行道。主梁全長(zhǎng)為39.96m，計(jì)算跨徑

17、為38.88m。預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的優(yōu)點(diǎn)在于：預(yù)應(yīng)力混凝土可看作是一種預(yù)先儲(chǔ)存了足夠壓力的新型混凝土材料。對(duì)混凝土施加預(yù)壓力的高強(qiáng)度鋼筋（或稱力筋），既是加力工具，又是抵抗荷載所引起構(gòu)件內(nèi)里的受力鋼筋。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋能最有效地利用現(xiàn)代高強(qiáng)度材料（高強(qiáng)混凝土，高強(qiáng)鋼材），減小構(gòu)件截面，顯著降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，增大跨徑，擴(kuò)大了混凝土結(jié)構(gòu)的適用范圍。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁宰使用荷載下不出現(xiàn)裂縫，即使是部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇荷載下也無(wú)裂縫，鑒于能全面參與工作，梁的剛度就比通常開(kāi)裂的鋼筋混凝土梁要大?？梢燥@著減小建筑高度，使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。擴(kuò)大了對(duì)多種橋型的適應(yīng)性，而且還提高了結(jié)構(gòu)的耐久

18、性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，為現(xiàn)代裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接頭和拼裝手段。根據(jù)需要可在縱向、橫向和豎向等施加預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集整成理想的整體，擴(kuò)大了裝配式橋梁的使用范圍，提高了運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。施工方案:簡(jiǎn)支T梁橋可分為整體式和裝配式兩種結(jié)構(gòu)。這里考慮采用裝配式簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，其具有建橋速度快、工期短、模板支架少等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁施工。同時(shí)簡(jiǎn)支梁橋做預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)適用跨徑為20m50m之間，該設(shè)計(jì)符合此跨徑要求。2.2 方案二、鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋（詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙方案二）該設(shè)計(jì)取跨度為35m，共9跨，橋梁全長(zhǎng)315m。鋼筋混凝土連續(xù)梁橋，雖然在力學(xué)性能上優(yōu)于簡(jiǎn)支梁和懸臂梁，可適用于更大跨徑的橋

19、型方案，但同懸臂梁一樣，同時(shí)存在正、負(fù)彎矩區(qū)段，通常采用箱型截面梁，其構(gòu)造較復(fù)雜；跨徑較大時(shí)，梁體重量過(guò)大不易裝配化施工，而往往要在工費(fèi)昂貴的支架上現(xiàn)澆。鋼筋混凝土連續(xù)梁，還因支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)段存在，不可避免地將在梁頂產(chǎn)生裂縫，橋面雖有防護(hù)措施，但仍常因雨水侵蝕而降低使用年限。僅在城市高架、小半徑彎橋中有少量應(yīng)用。施工方案:根據(jù)橋跨的整體情況，首選逐孔施工，這樣可以進(jìn)行流水施工，并且可以進(jìn)行很好的施工組織設(shè)計(jì)，在施工方面無(wú)論從人力、材料、工具、工期、場(chǎng)地等方面都是比較合理的。施工方法選用滿堂支架施工，便于計(jì)算。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁施工。2.3 方案三、雙塔斜拉橋（詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙方案三）(1)孔徑布

20、置。本方案為雙塔斜拉橋，主梁設(shè)計(jì)為鋼箱梁。孔徑布置為60+200+60m，橋梁全長(zhǎng)320m，橋面寬為10.5m。(2)受力形式。本橋是一種形式獨(dú)特的雙塔斜拉橋，其恒載主要由主塔和斜拉索承受，活載由鋼箱梁及拉索和主塔共同承受，荷載通過(guò)拉索傳至主塔。(3)視覺(jué)效果。斜拉橋高聳直立的主塔，配以柔性的拉索，將整個(gè)勁性主梁懸掛起來(lái)，剛性與柔性的完美結(jié)合，給人以美的享受。綜合比較， 三者鋼筋及混凝土用量相仿，且都滿足橋梁設(shè)計(jì)中適用性、舒適與安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀的基本原則。但方案二和方案三施工較困難，工期較長(zhǎng)，故選取方案一預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋?yàn)楸本┚哦珊訕蛄悍桨浮?、 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置 3.1 設(shè)計(jì)資料3

21、.1.1、選定方案：綜合考慮，選取預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋，共8跨，每跨40m，則橋面部分全長(zhǎng)40×8320m，。橋面凈空為滿足要求，依據(jù)水文計(jì)算，取橋面凈空為7m 。橋面寬度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值9m2×0.75m人行道。主梁全長(zhǎng)為39.96m，計(jì)算跨徑為38.88m,車道布置如下：其中，R0.75m,W=9.0m,橋面寬度共計(jì)10.5m3.2.2、荷載標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)計(jì)題目可知，荷載為公路級(jí)，由相應(yīng)規(guī)范得：車道荷載的均布標(biāo)準(zhǔn)值q7.875KN/m，人群荷載均布標(biāo)準(zhǔn)值q2.25KN/m由線性內(nèi)插法計(jì)算得集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P320KN人群荷載：因?yàn)橛?jì)算跨徑為38.88m<50m，所以人群荷載

22、取人行道以一塊板為單元，按標(biāo)準(zhǔn)值的均布荷載計(jì)算。計(jì)算人行道欄桿時(shí)，作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取，豎向?yàn)椤?.3.3、材料橋面鋪裝：C30防水混凝土厚10cm，容重r=24KN/m；普通瀝青混凝土面層厚9cm，容重r=23KN/m欄桿與人行道構(gòu)件重量的作用力為5 KN/m主梁、橫隔梁：主梁、橫隔梁混凝土采用C50，鋼筋混凝土材料容重：r=25KN/m，其力學(xué)性能如下表示： 材料項(xiàng)目C50號(hào)混凝土彈性模量（Mpa）34500容重（噸/米3）2.50標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck（Mpa）32.4設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd（Mpa）22.4標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度f(wàn)tk（Mpa）2.65設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度f(wàn)td（Mpa）1.83

23、預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（1×7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積140mm2,彈性模量Ep=1.95×105MPa;錨具采用夾片式群錨。非預(yù)應(yīng)力筋：非預(yù)應(yīng)力筋HRB400級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330MPa。箍筋采用HRB335級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)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ES=2.0×105MPa3.2橫截面布置3.2.1、主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高跨比通常在，考慮主

24、梁的建筑高度和預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的高跨比約為，因此，主梁高度取用200cm 。3.2.2、主梁間距與主梁片數(shù)全橋?qū)?0.5米，取主梁間距2.10米（T梁上翼緣寬度為208cm，留2cm施工縫），因此共設(shè)5片主梁。3.2.3、T梁翼板及腹板布置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(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板加厚到250mm，以抵抗翼緣根部較大的彎矩。腹板寬取200mm。3.2.4、 橫截面沿跨長(zhǎng)的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為適宜，因主梁需要

25、配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，擬定馬蹄寬度為400mm，高度200mm，馬蹄與腹板交接處做三角過(guò)渡，高度120mm，以減小局部應(yīng)力。3.2.5橫截面沿跨長(zhǎng)的變化：本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從跨徑四分點(diǎn)附近開(kāi)始向支點(diǎn)逐漸抬高。梁端部分區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，同時(shí)也為布置錨具的需要，在距梁端4980mm范圍內(nèi)逐漸將腹板加厚到與馬蹄同寬。3.2.6分別在橋跨、1/4、1/2、3/4、及梁端處布置5道橫隔梁，布置型式如下圖所示(部分)：3.2.7、橋梁橫街面布置如下圖所示： 4、 橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算4.1

26、、行車道板內(nèi)力計(jì)算4.1.1、結(jié)構(gòu)自重及內(nèi)力(按縱向1m寬的板條計(jì)算)(1)、每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g瀝青表面處置g0.09×1.0×231.98 KN/mC30混凝土墊層g0.1×1.0×242.4 KN/mT梁翼板自重g(0.15+0.25)×1.0×25=5.0 KN/m合計(jì)ggg g g9.38 KN/m(2)、每米寬板條的恒載內(nèi)力Mgl×9.38×0.954.23 KN·mQgl9.38×0.958.91KN4.1.2、汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于絞縫軸線上，后輪作用力為P

27、140 KN，車輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為a0.20m，寬度b0.60m。則有：a= a+ 2H = 0.20 + 2 (0.1+0.19) = 0.78mb = b2H0.602 (0.1+0.19)1.18m則荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度：aa+d+2 l=0.781.42×0.954.08m由于汽車荷載局部加載在T梁的翼板上，故取沖擊系數(shù)11.3作用于每米寬板條上的彎矩為：M（1）（l）1.3××（0.95）14.61KN·m作用于每米寬板條上的剪力為：Q（1）1.3×22.3 KN4.1.3、內(nèi)力組合（1）、承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算基本

28、組合M1.2M1.4M1.2×（4.23）1.4×（14.61）25.53KN·mQ1.2 Q1.4Q1.2×8.911.4×22.341.91 KN(2)、正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算短期效應(yīng)組合MM0.7 M4.230.7×（14.61）÷1.3-12.10KN·mQ= Q0.7 Q8.910.7×22.3÷1.320.92 KN4.2、主梁內(nèi)力計(jì)算4.2.1、結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計(jì)算(1)、結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算主梁g=0.2×2+()×（2.10.2）2（0.1×0.2）

29、0.1×0.12××2520.8KN/m橫隔梁對(duì)于邊主梁g=1.5-()×（）××5×25÷38.880.77 KN/m對(duì)于中主梁g=2×0.771.54 KN/m橋面鋪裝層g（0.09×9×23）（0.1×9×24） / 58.05 KN/m欄桿與人行道g=5×2/5=2 KN/m合計(jì)對(duì)于邊主梁g20.80.778.05231.62 KN/m對(duì)于中主梁g20.81.548.05232.39 KN/m (2)、結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力截面位置邊主梁自重內(nèi)力中主

30、梁自重內(nèi)力剪力Q（KN）彎矩M(KN/m)剪力Q（KN）彎矩M(KN/m)X0Qgl614.690629.660X307.354481.11314.834590.23X05974.8106120.314.2.2、汽車、人群荷載內(nèi)力計(jì)算(1)、首先繪制各梁的荷載橫向影響線,確定荷載最不利位置，由杠桿原理法確定荷載位于靠近主梁支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)。由于對(duì)稱性，、號(hào)梁和、號(hào)梁的橫向分布系數(shù)一樣，故有各梁支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)如下：梁號(hào)荷載橫向分布系數(shù)汽車M（0.9000.048）0.474人群M1.338汽車M（0.1431.0000.381）0.762人群M0 （人行道荷載引起負(fù)反力）汽車M（0.1

31、431.0000.381）0.762人群M0 （人行道荷載引起負(fù)反力）(2)、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算由于該橋跨結(jié)構(gòu)寬度與長(zhǎng)度之比為，故采用偏心壓力法來(lái)計(jì)算橫向分布系數(shù)M1)、荷載橫向分布影響線豎標(biāo)：本橋各梁的橫街面均相等，梁數(shù)n5，粱間間距為2.10m，則有：a+a+a+a+a=（2×2.10）2.100（2.10）（2×2.10） 44.10 m則號(hào)梁在兩個(gè)邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)為：0.200.40=0.60=-=-=0.20-0.40=-0.202)、繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置布載，其中：人行道緣石至號(hào)梁軸線的距離為：1.050.750.3 m設(shè)荷載

32、分布影響線的零點(diǎn)至號(hào)梁位的距離為x，則按比例關(guān)系求得：， 求得 x6.3m由此計(jì)算出對(duì)應(yīng)各荷載點(diǎn)的影響線豎標(biāo)和，具體數(shù)值見(jiàn)下圖：由上圖可得號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：m×（0.5810.4100.2860.1140.0090.181） 0.601人群荷載：m0.664同以上原理，可得、號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)，計(jì)算如下：對(duì)于號(hào)梁：0.30-0.200.200設(shè)荷載分布影響線的零點(diǎn)至號(hào)梁位的距離為x，則有：x6.3m由上圖可得號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：m×（0.3900.3050.2430.1570.0950.010） 0.60人群荷載：m0.432對(duì)于號(hào)梁：0.

33、2-0.20由上圖可得號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：m×(0.20+0.20+0.20+0.20+0.20+0.20)0.60人群荷載：m0.20將荷載橫向分布系數(shù)匯總?cè)缦卤硭荆毫禾?hào)荷載位置公路級(jí)人群荷載備注跨中m0.6010.664由“偏心壓力法”求得支點(diǎn)m0.4741.338由“杠桿法”求得跨中m0.6000.432由“偏心壓力法”求得支點(diǎn)m0.7620由“杠桿法”求得跨中m0.6000.200由“偏心壓力法”求得支點(diǎn)m0.7620由“杠桿法”求得說(shuō)明：、號(hào)梁與、號(hào)梁情況一樣，這里省略。(3)、均布荷載和內(nèi)力影響面積計(jì)算：類型截面公路級(jí)均布荷載(KN/m)人群(KN/m)影

34、響線面積（m或m）影響線圖示M10.5×0.757.8753×0.752.25l=×38.88188.96Q7.8752.25××38.88×0.54.86Q7.8752.25×38.88×119.44(4)、公路級(jí)中集中荷載P計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)： P0.75180+(38.88-5)=236.64 KN計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)： P1.2×236.64283.968 KN(5)、沖擊系數(shù)的計(jì)算：對(duì)于單根主梁，其橫截面積 A0.832m， I0.37524m，GA×250.832×2520.8K

35、N/m， G/g20.8÷9.812.12 KN·s/m對(duì)于C50混凝土，取E3.45×10 N/m，則有橋梁基頻的值為：f=×2.567 Hz故沖擊系數(shù)0.1767ln0.01570.151則 11.151(6)、跨中彎矩、跨中剪力計(jì)算（取1）：計(jì)算見(jiàn)下表：梁號(hào)截面荷載類型q或q(KN/m)P（KN）1m或ySSSM公路級(jí)7.875236.641.1510.601188.961029.372620.499.721591.12人群2.250.664188.96282.31Q公路級(jí)7.875283.9681.1510.6014.8626.48124.70.

36、598.22人群2.250.6644.867.26M公路級(jí)7.875236.641.1510.600188.961027.652616.139.721588.48人群2.250432188.96183.67Q公路級(jí)7.875283.9681.1510.6004.8626.43124.480.598.05人群2.2504324.864.72M公路級(jí)7.875236.641.1510.600188.961027.652616.139.721588.48人群2.250.200188.9685.03Q公路級(jí)7.875283.9681.1510.6004.8626.43124.480.598.05人群2

37、.250.2004.862.19（7）支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力計(jì)算繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如下：橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：1×（38.88×9.7）/38.88=0.916由公式：Q（1）qm+(m- m) Q=（1）mPy對(duì)于號(hào)梁:Q1.151×7.875×0.601×19.44×（0.4740.601）×0.916100.76KNQ=1.151×0.474×283.968×1.0154.93 KN則在公路級(jí)作用下，號(hào)梁支點(diǎn)

38、的最大剪力為QQ Q100.29+154.93=255.22 KN對(duì)于號(hào)梁：Q1.151×7.875×0.600×19.44×（0.7620.600）×0.916112.27 KNQ=1.151×0.762×283.968×1.0249.06 KN則在公路級(jí)作用下，號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為QQ Q112.27+249.06=361.33 KN對(duì)于號(hào)梁Q1.151×7.875×0.600×19.44×（0.7620.600）×0.916112.27 KNQ=1.151&#

39、215;0.762×283.968×1.0249.06 KN則在公路級(jí)作用下，號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為QQ Q112.27+249.06=361.33 KN(8)、支點(diǎn)截面人群荷載的最大剪力計(jì)算：由公式Qmq(m- m) q對(duì)于號(hào)梁: Q0.664×2.25×19.44（1.3380.664）×2.25×0.91635.81 KN對(duì)于號(hào)梁：Q0.432×2.25×19.44（00.432）×2.25×0.91614.56 KN對(duì)于號(hào)梁：Q0.200×2.25×19.44（00.2

40、00）×2.25×0.9166.74 KN4.3、主梁內(nèi)力組合計(jì)算4.3.1、按承載能力極限狀態(tài)組合：梁號(hào)序號(hào)荷載類別彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）梁端四分點(diǎn)跨中梁端跨中（1）結(jié)構(gòu)自重04481.115974.81614.690（2）汽車荷載01965.242620.49255.22124.7（3）人群荷載0211.75282.3135.817.26（4）1.2×（1）05377.3327169.772737.6280（5）1.4×（2）02751.3363668.686357.308174.58（6）08×1.4×（3）

41、0237.16316.187240.10728.1312（7）（4）+(5)+(6)08365.82811154.651135.043182.7112（1）結(jié)構(gòu)自重04590.236120.31629.660（2）汽車荷載01962.112616.13361.33124.48（3）人群荷載0127.35183.6714.564.72（4）1.2×（1）05508.2767344.372755.5920（5）1.4×（2）02746.9543662.582505.862174.272（6）08×1.4×（3）0142.632205.71016.3075.2

42、86（7）（4）+(5)+(6)08397.86211212.661277.76179.558（1）結(jié)構(gòu)自重04590.236120.31629.660（2）汽車荷載01962.112616.13361.33124.48（3）人群荷載063.7785.036.742.19（4）1.2×（1）05508.2767344.372755.5920（5）1.4×（2）02746.9543662.582505.862174.272（6）08×1.4×（3）071.422495.2347.5492.453（7）（4）+(5)+(6)08326.65211102.19

43、1269.003176.7248（2）、按正常使用極限狀態(tài)組合如下：梁號(hào)序號(hào)荷載類別彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）梁端四分點(diǎn)跨中梁端跨中（1）結(jié)構(gòu)自重04481.115974.81614.690（2）汽車荷載（記）01965.242620.49255.22124.7（3）汽車荷載（不記）01707.422276.707221.738108.341（4）人群荷載0211.75282.3135.817.26（5）短期效應(yīng)組合（1）+0.7*（3）+1*（4）05888.0547850.815805.71683.098（6）長(zhǎng)期效應(yīng)組合（1）+0.4*(3)+0.4*(4)05248.7

44、786998.417717.70946.24（1）結(jié)構(gòu)自重04590.236120.31629.660（2）汽車荷載（記）01962.112616.13361.33124.48（3）汽車荷載（不記）01704.72272.919313.927108.1494（4）人群荷載0127.35183.6714.564.72（5）短期效應(yīng)組合（1）+0.7*（3）+1*（4）05910.877895.023863.96980.425（6）長(zhǎng)期效應(yīng)組合（1）+0.4*(3)+0.4*(4)05323.057102.946761.05545.148（1）結(jié)構(gòu)自重04590.236120.31629.660（

45、2）汽車荷載（記）01962.112616.13361.33124.48（3）汽車荷載（不記）01704.72272.919313.927108.15（4）人群荷載0063.7785.036.74（5）短期效應(yīng)組合（1）+0.7*（3）+1*（4）05783.527775.123934.43982.445（6）長(zhǎng)期效應(yīng)組合（1）+0.4*(3)+0.4*(4)05272.117054.986789.24345.9565、 預(yù)應(yīng)力鋼束的計(jì)算及其布置：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（1×7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa

46、，公稱直徑15.24mm，公稱面積140mm2,彈性模量Ep=1.95×105MPa;錨具采用夾片式群錨。非預(yù)應(yīng)力筋HRB400級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330MPa。箍筋采用HRB335級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)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ES=2.0×105MPa5.1、跨中預(yù)應(yīng)力鋼束截面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量對(duì)于(A類)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為：式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由內(nèi)力組合表，以彎矩最大的號(hào)梁跨中荷載

47、為參考，查得：Ms=7895.023kN·m設(shè)跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為a=100mm,則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為；鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來(lái)計(jì)算，由表得跨中截面全截面的面積，全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗彎矩為； 所以有效預(yù)加力合力為：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：采用6束鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為。采用夾片式群錨，金屬波紋管成孔。5.2、 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置5.2.1、跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合公路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求。按公

48、路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置。設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于3cm和管道直徑的1/2,水平凈距不應(yīng)小于4cm及管道直徑锝0.6倍，在豎直方向可疊置。5.2.2、錨固面鋼束布置為使施工方便，全部6束預(yù)應(yīng)力鋼筋均固于梁端。這樣布置符合均勻分?jǐn)?shù)的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且可以提供較大的預(yù)剪力。本設(shè)計(jì)中將端部錨固端截面分成上、下兩部分，上部鋼束的彎起角定為15°，最終彎到梁的上翼緣，下部鋼束彎起角定為7°鋼束彎起點(diǎn)至跨中的距離鋼束號(hào)起彎高度y1y2L1x3Rx2x1(cm)(cm)(cm

49、)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)N1(N3)4512.198.8110099.2571181.92144.041239.03N4(N6)52.312.1931.1110099.2574173.60508.63870.75N29525.8872.4210096.59152125.37550.09832.62N515525.88100.1210096.59152938.31760.49616.865.2.3、控制截面的鋼束重心位置計(jì)算(1)、各鋼束的重心位置計(jì)算當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為：當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為：式中：鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離；鋼束起

50、彎前到梁底的距離；鋼束彎起半徑。(2)、計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離a各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號(hào)x4Rsina=x4/Rcosa(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)四分點(diǎn)N1(N3)未彎起1181.929.09.015.27N4(N6)未彎起4173.6016.716.7N222.72125.3716.716.7N594.372938.310.03680.999329.011.0支點(diǎn)直線段yx5x5tana0ai68.86N1(N3)21732.323.979.026.03N4(N6)43.3728.633.5216.756.48N298.31529.307.8516.7

51、107.15N5126.01523.946.419.0128.595.2.4、非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載力極限狀態(tài)的要求來(lái)確定。其中=11212.66 KN.m，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底端的距離為a=80mm，則有先假設(shè)為第一類T形截面，由公式，計(jì)算受壓區(qū)高度x，即 1.0×11212.66×1022.4×2100x（1920x/2）求得x=128.44 mm<則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為:,（該值為負(fù)值）說(shuō)明預(yù)應(yīng)力鋼筋足夠,非預(yù)應(yīng)力鋼筋只需按構(gòu)造要求配置即可.采