混凝土簡支梁橋預應力鋼束布置應力計算橋梁設計說明

1、土木工程（道路與橋梁方向）目錄摘要 2第一章概述 31.1 任務概況 31.2 河床橫斷面 41.3 工程地質 41.4 構思宗旨 4第二章方案比選 52.1 方案一：預應力鋼筋混凝土簡支梁 52.2 方案二：預應力混凝土連續(xù)箱梁 72.3 方案三：預應力混凝土空心板橋 92.4 方案比選表 11第三章總體布置及主梁的設計 63.1 設計資料 63.2 橫斷面布置 73.3 橫斷面沿跨長的分布 73.4 橫隔梁的設置 7第四章主梁的作用效應計算4.1 永久作用效應計算 74.2 可變作用效應計算 74.3 主梁作用效應組合 7第五章預應力鋼束的估算及布置 75.1 預應力鋼筋截面積估算 75.

2、2 預應力鋼筋的布置 75.3 非預應力鋼筋截面積估算及布置7第六章主梁截面幾何特性計算 76.1 主梁預制并張拉預應力鋼筋 76.2 灌漿封錨，主梁吊裝就位 7第七章持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算 77.1 正截面承載力計算 77.2 斜截面承載力驗算 7第八章鋼束預應力損失估算 78.1 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力con 78.2 鋼束應力損失 7第九章應力驗算 79.1 短暫情況的正應力驗算 79.2 持久狀況正應力驗算 79.3 持久狀況下的混凝土主應力驗算 7第十章抗裂性驗算 710.1 作用短期效應組合作用下的正截面抗裂驗算710.2 作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算7

3、第十一章主梁變形（撓度）計算 711.1 荷載短期效應作用下主梁撓度驗算 711.2 預加力引起的上拱度計算 711.3 預拱度的設置 7第十二章 錨固區(qū)局部承壓計算 712.1 局部受壓尺寸要求 712.2 局部抗壓承載力計算 7第十三章行車道板計算 713.1 懸臂板荷載效應計算 713.2 連續(xù)板荷載效應計算 713.3 截面設計、配筋及承載力驗算 7第十四章橫隔梁計算 714.1 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用 714.2 跨中橫隔梁的作用效應影響線 714.3 截面作用效應計算 7參考文獻摘要通過學習基本掌握的橋梁設計的相關內容，為檢驗學習成果，進行本次畢業(yè)設計。本設計在預選三種橋

4、型結構，采用比較分析法，根據地質條件和跨徑等多種因素的條件是選擇最有利的橋型。最終確定設計橋型為預應力鋼筋混凝土簡支梁。根據橋梁設計規(guī)范，和相關指導書展開設計。具體設計內容如下。(1) 橋梁總體布置及主梁結構尺寸設計，(2) 荷載、應力計算及主梁預應力鋼束布置，(3) 結構驗算。通過結構驗算等出整個設計滿足相關設計規(guī)范。并熟悉了橋梁相關過程及知識。關鍵詞：混凝土簡支梁橋預應力鋼束布置應力計算第一章 概述1.1 、任務概況擬建福州市浦上大橋是福州市為全面實施“東擴南進西拓”城市發(fā)展戰(zhàn)略、完善路網建設、發(fā)展城市經濟和交通要道，近期建設的重點工程之一；是福州市連接金山新區(qū)和大學城片區(qū)建設的又一主要通

5、道。工程場址位于橘園洲大橋與灣邊大橋（擬建）之間，起于金山新區(qū)洪灣路。技術標準：設計荷載：公路I 級橋面凈空：凈14+人行道2X1.5米設計洪水頻率：100 年一遇，最高通航水位：10.109m 。有關資料：1） ） 河床橫斷面：根據附表樁號標高繪制。2） 河床地質：共4 個鉆孔的地質資料。3） 水文資料：另行提供4）該地區(qū)氣溫：1月份平均 6 C, 7月份平均30 Co5） 材料：鋼材，木材，水泥滿足供應，砂礫石就地取材，塊片料石運距5公里。6） 施工單位，：省級以上公路工程建設公司。7） 橋面標高：往金山方向（ 0+000 ） 21.481m ， 往大學城方向（ 0+207 ）20.071

6、m1.2、 河床橫斷面河床橫斷面樁 號標 高(m)樁 號標高(m)0+00018.6270+20717.5210+01012.3050+0157.8050+0255.5100+505.8000+755.0890+1004.5580+1255.6230+16111.2580+18313.3901.3、 工程地質條件大橋位于江心洲西側及附近水域，鉆孔揭露表明，橋位覆蓋層厚4.35.0米，主要為中密細、中砂層。下附基巖全、強分化層均很發(fā)育，厚2.33.4 米。微風化基巖面變化很大，在6.28.3 米間，基巖主要為灰白色中粗?；◢弾r、花崗斑巖，微風化基巖巖質堅硬，呈塊狀大塊狀砌體結構，為主墩樁基良好的

7、持力層。 基礎設計時宜采用微風化基巖作為基礎持力層，樁端進入微風化基巖一定深度。1.4、 構思宗旨1 ）符合地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。2 ）橋梁構造形式簡潔、輕巧。3 ） 設計方案力求結構新穎，盡量采用有特色的新結構，又要保證結構受力合理，并技術可靠，施工方便。第二章 方案比選鑒于展架橋地質地形情況。該處地勢平緩，故比選方案主要采用簡支梁橋和 連續(xù)梁橋形式。根據安全、適用、經濟、美觀的設計原則，我初步擬定了三個方 案。2.1 方案一：（4X50） m預應力混凝土簡支T型梁橋本橋的橫截面采用T 型截面（如圖2 1 ） 。防收縮鋼筋采用下密上疏的要求布置所有鋼筋的焊縫均為雙面焊，因為該橋的跨

8、度較大，預應力鋼筋采用特殊的形式（如圖2 2）布置，這樣不僅有利于抗剪，而且在拼裝完成后，在橋面上進行張拉，可防止梁上緣開裂。優(yōu)點： 制造簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現代高強材料，減少構件截面，與鋼筋混凝土相比，能節(jié)省鋼材，在使用荷載下不出現裂縫等。缺點：預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法：采用預制拼裝法（后張法）施工，即先預制T 型梁，然后用大型機械吊裝的一種施工方法。其中后張法的施工流程為：先澆筑構件混凝土，并在其中預留孔道，待混凝土達到要求強度后，將預應力鋼筋穿入預留的孔道內，將千斤頂支承與混凝土構件端部，張拉預應力鋼筋，使構件也同時受到反力壓

9、縮。待張拉到控制拉力后，即用夾片錨具將預應力鋼筋錨固于混凝土構件上，使混凝土獲得并保持其預壓應力。最后，在預留孔道內壓注水泥漿。，使預應力鋼筋與混凝土粘結成為整體。uUUJLU立面圖（尺寸單位：cm）2 22 1 （尺寸單位：cm ）2.2 方案二： （ 60+80+60 ） m 預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋本橋采用單箱雙室（如圖2 3）的截面形式因為跨度很大（對連續(xù)梁橋），在外載和自重作用下，支點截面將出現較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負彎矩大于跨中截面的正彎矩，因此， 采用變截面梁能符合梁的內力分布規(guī)律，變截面梁的變化規(guī)律采用二次拋物線。優(yōu)點：結構剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少

10、，抗震能力強，線條明快簡潔，施工工藝相對簡單，造價低，后期養(yǎng)護成本不高等。缺點：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結構，對地基要求高等。施工方法：采用懸臂澆筑施工，用單懸臂連續(xù)的施工程序，這種方法是在橋墩兩側對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預應力筋， 移動機具、模板繼續(xù)施工。foJU乂乂/凡，x人y/ AArfW 鄧I : HU（尺寸單位：cm）圖23 （尺寸單位：cm）2.3 方案三：（10X20） m預應力混凝土空心板橋本橋橫斷面采用9塊中板（如圖2 4、圖25）和2塊邊板（如圖26、圖 27）優(yōu)點：預應力結構通過高強鋼筋對混凝土預壓，不僅充分發(fā)揮了高強材

11、料 的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結構輕型化，因而預應力混凝土結構 具有比鋼筋混凝土結構大得多的跨越能力。采用空心板截面，減輕了自重，而且能充分利用材料，構件外形簡單，制作 方便，方便施工，施工工期短，而且橋型流暢美觀。缺點：行車不順，同時橋梁的運營養(yǎng)護成本在后期較高。施工方法：采用預置裝配（先張法）的施工方法，先張法預制構件的制作工 藝是在澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉，并將其臨時固定在張拉臺座上， 然后按照支立模板一一鋼筋骨架成型一一澆筑及振搗混凝土一一養(yǎng)護及拆除模 板的基本施工工藝，待混凝土達到規(guī)定強度，逐漸將預應力筋松弛，利用力筋回 縮和與混凝土之間的黏結作用，使構件獲得預

12、應力。圖24.中板跨中截面圖（尺寸單位：cm）圖2 5、中板支點截面（尺寸單位:序A方案第一方案第三方案圖26.邊板跨中截面（尺寸單位：cm） 圖27.邊板支點截面（尺寸單位:cm）2.4方案比選表表2 1方案比選表號(4 X 50 ) m 預應力混凝土簡支T型梁橋(60+70+60 ) m 預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋(10 X20) m 預應力混凝土空心板橋1橋高(m )18.85518.59018.4532橋長(m )2002002003最大縱坡()3.413.413.414工藝技術要求各梁受力相對獨 立，避免超靜定梁 的復雜問題，等跨 徑布置，細部尺寸 相同，可以重復利 用模板預制，施工

13、較為方便。箱形截面抗扭剛度大，可 以保證其強度和穩(wěn)定性， 功效的承擔正負彎矩，橋梁的結構剛度大，變形小，相對簡支梁橋的施工 要更復雜?？招陌褰孛妫瑴p輕了 自重，而且能充分利 用材料，構件外形簡 單，制作方便，方便 施工，施工工期短， 相對于簡支 T型梁 和連續(xù)箱形梁施工較簡 單。5使用效果構造簡單，線條簡 潔，行車較舒適。全橋線條簡潔明快，與周 圍劃、境協(xié)調好，因此，橋 型美觀，行車平穩(wěn)舒適。全橋線條簡潔，但橋孔度多，因此顯得有些繁?影響橋型美觀窘辱6造價及用材等截面形式能大 量節(jié)約模板，加快 建橋進度，簡易經 濟，但不能充分利 用截面作用，基礎 設計量大。連續(xù)梁剛度大，變形小， 伸縮縫少，能

14、充分利用高 強材料的特性，促使結構輕型化，跨越能力強充分發(fā)揮了圖強材料的 特性，而且提高了混凝 的抗裂性，促使結構輕 型化。后期養(yǎng)護成本較 高通過對比，從受力合理，安全適用，經濟美觀的角度綜合考慮，方案一：預應力混凝土簡支T 型梁橋為最佳推薦方案。此方案，采用預應力混凝土簡支T 型梁橋，結構簡單，節(jié)省材料，經濟合理；采用預制裝配的施工方法，施工方便，周期短；而且橋型流暢美觀。第三章 總體布置及主梁的設計3.1 設計資料3.1.1 橋梁跨徑及橋寬標準跨徑：50m （墩中心距離）主梁全長：49.96m計算跨徑：49.00m橋面凈空：凈14m+2X1.5m3.1.2 設計荷載公品& I級，結構重要性

15、系數0=1.0 ,均布荷載的標準值qk為10.5KN/m ,集中荷載標準值為356KN.3.1.3 材料及工藝混凝土 ：采用C50混凝土，Ec =3.45 X 105 MPa ,抗壓強度標準值 fck =32.4MPa ， 抗 壓 強 度 設 計 值fcd =22.4MPa ， 抗 拉 強 度 的 標 準 值ftk=2.65MPa ，抗拉強度設計值ftd =1.83MPa 。鋼筋：預應力鋼筋采用ASTMA416-97a 標準的低松弛鋼絞（1X7標準型），抗拉強度標準值fpk =1860MPa ?？估瓘姸仍O計值fpd =1260MPa ，公稱直徑15.24mm ,公稱面積 140 mm2,彈性模

16、量 Ep=1.95 X 105MPa。普通鋼筋直徑大于和等于12mm 的采用 HRB400 鋼筋；直徑小于12mm的均用 R235 鋼筋。按后張法施工工藝制作主梁，采用內徑70mm 的預埋波紋管和夾片錨具。3.1.4 設計依據1 、交通部公路工程技術標準JTG B01 032 、交通部公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60 20043 、交通部公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范JTJ022 854 、交通都公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62 20045 、交通部公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范JTJ024 856 、交通部公路工程概預算定額7、結構設汁原理、基礎工程、橋梁工程等有關教材8

17、-公路設計手冊一一梁橋9、公路橋梁標準圖10、橋梁計算示例集梁橋11 、道路工程制圖標準3.1.5 基本計算數據見（表3-1 ）表3-1基本數據計算表名稱項目符號單位婁&據混 凝 土立方強度f cu,kMPa50彈性模量EcMPa,-43.45 X 10軸心抗壓標準強度fckMPa32.40軸心抗拉標準強度ftkMPa2.65軸心抗壓設計強度fcdMPa22.40軸心抗拉設計強度ftdMPa1.83短暫狀態(tài)容許壓應力0.7f ckMPa20.72容許拉應力0.7f tkMPa1.757持久狀態(tài)標準荷載組合：容許壓應力0.5f ckMPa16.20容許主壓應 力0.6f ckMPa19.44短期

18、效應組合：容許拉應力oSt-0.85 opcMPa0谷許主拉應 力0.6ftkMPa1.59615.2 鋼 絞 線標準強度fpkMPa1860彈性模量EpMPa51.95 X 105抗拉設計強度fpdMPa1260最大控制應力（T con0.75f pkMPa1395持久狀態(tài)應力：標準狀態(tài)組合0.65f pkMPa1209材料重 度鋼筋混凝土乎KN/ m 325.0瀝青混凝土平3KN/ m 323.0鋼絞線節(jié)KN/ m 378.5鋼束與混凝土的彈性模量比OCEp無綱量5.65注：考慮混凝土強度達到 90%時開始張拉預應力鋼束。水和ftk分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則fck=2

19、9.6MPa , ftk=2.51MPa3.2橫斷面布置3.2.1 主梁間距與主梁片數本橋為雙幅橋（兩幅橋為獨立的橋，因此只計算單幅即可），主梁翼板寬度為250cm ,單幅的橋寬為7m ,選用7片主梁。3.2.2 主梁跨中截面主要尺寸擬定1/2支點截面1/2跨中截面半縱剖面圖圖3-1結構尺寸圖（單位cm ）1、主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與跨徑之比常在1/14-1/25,當建筑高度不受限制時（本橋不受限制），增大梁高往往是最經濟的方案，因為增大梁高可以取得較大的抗彎力臂，還可以節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土的用量增加不多。終上所述，本橋中取230cm 的主

20、梁高度是比較合適的。2 、主梁截面細部尺寸T 梁翼板的厚度取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎是上翼板受壓的強度要求，本橋預制T 梁的翼板厚度取用15cm ， 翼板根部加厚到25cm 以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土梁中腹板內主拉應力較小，腹板厚度翼板由布置預制孔管的構造決定，同時從腹板本身的條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15 ，本橋腹板厚度取用20cm 。為了防止在施工和運營中使馬蹄部分遭致縱向裂縫，馬蹄面積占截面總面積的 10% 20% 比較合適，同時根據公預規(guī)9.4.9 條對鋼束凈距及預留管道的構造要求，初擬馬蹄寬度為55cm ，高度為25cm ，

21、馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為15cm ，以減小局部應力。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪制出預制梁的跨中截面圖（如圖3-2 )圖3-2 跨中截面尺寸圖(單位cm)3、計算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性計算見(表3-2 )表3-2跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積Ai2 (cm )跨中截面 形心至上 緣距離yz (cm )分塊面積對 上緣凈距Si = A - yz/3(cm )自身慣距 Iy/2、(cm )di = ys -yz(cm )對截面形心 的慣距,4、I It Ix ( cm )翼板37507.52812570312.575.79215404

22、6521610778三角承托50018.3339166.52777.77864.95721097062112484腹板380011041800011431667-26.71271101214142678卜二角262.5200525003281.25-116.7135755713578853馬蹄1375217.5299062.571614.58-134.2124766946248385609687.5806854I 66283353注：截面形心至上緣距離：ys 806854 8329cmA 9687.54、支點截面幾何特性計算表（表 3-3）翼板2407.5180004500088.061861

23、095318655953三角承托50018.3339166.52777.77877.2329820052984783腹板380011041800011431667-14.4479235212224018卜二角262.5200525003281.25-104.4428632752866556馬蹄1375217.5299062.571614.58-121.9420445375205169908337.5I 57248299表2-3支點截面幾何特性計算表一- 一S 796729注：截面形心至上緣距離 ：ys 96.56cmA 8337.55、檢驗跨中截面效率指標p （希望p在0.5以上）上核心距：k

24、s66283353A Vx 9687.5 (230 83.29)46.64下核心距：kx 82.15x A Vs截面效率指標：p 旦& 46.64 82.15 0.56 0.5 h230表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.3 橫斷面沿跨長的分布本橋主梁采用等高形式，橫斷面的 T梁寬度沿跨長不變，梁端部區(qū)段由于 錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，也為布置錨具的需要，距梁端 1980mm 范圍內將腹板加厚到與馬蹄同寬，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從六分 點附近（第一道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦 開始變化。2.4 橫隔梁的設置在荷載作用下的主梁彎矩橫向分布，當該處有

25、橫隔梁時比較均勻，否則在直接 荷載作用下的主梁彎矩較大，為減少對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設置一道中橫隔梁，當跨度較大時，應設置較多的橫隔梁。本橋在橋跨中點、 三分點、六分點和支點處設置七道橫隔梁，其間距為 8m o端橫隔梁的高度與主 梁同高，厚度為上部260mm ,下部為240mm 。中橫隔梁高度為2050mm ,厚度為上部180mm ,下部160mm 。橫隔梁的布置見（圖31）第四章主梁的作用效應計算根據上述梁跨結構縱、橫截面的布置，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4 截面和支點截面）的永久作用效應，并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布系數和縱向內力影響線，求得可

26、變荷載的作用效應，最后再進行主梁作用效應組合。4.1 永久作用效應計算4.1.1 永久作用集度1 、預制梁自重（ 1 ）跨中截面段主梁的自重（六分點截面至跨中截面，長13m ）G=0.83375 X25 X 16 =333.5 （KN）（ 2 ）馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長5m ）G（1.443625+0.83375） X 5 X 25/2=142.34（KN）（ 3 ）支點段梁的自重（1.98m ）G=1.443625 X 25 X 1.98 = 71.46 （ KN ）3 3）（ 4）中主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：0.17 X （1.9X0.7-0.5 X0.1 X 0.5-0.5 X

27、0.0.15 X 0.175 ） =0.2196（ m3）端橫隔梁體積：0.25 X (2.15 X 0.525-0.5 X 0.065 X 0.325 ) =0.2795 ( m3)故半跨內橫梁重力為：G=(2.5 X0.2196+1 X 0.2795 ) 2 25=20.71(KN)( 5 )預制梁永久作用集度g1 = (333.5+142.34+71.46+20.71) /20.48 =27.73 (KN/m )2、二期永久作用( 1 )中主梁現澆部分橫隔梁：一片中橫隔梁體積(現澆)30.17 X0.45 X 1.9=0.14535(m )一片端橫隔梁體積(現澆)0.25 X0.45 X

28、 2.15=0.241875( m3)故：G(5) = (5X0.14535+2 X 0.241875 )X25/49.96=0.739(KN/m )( 2 )鋪裝8cm 混凝土鋪裝0.08 X 14 X25=28.00 (KN/m )5cm 瀝青鋪裝0.05 X 14 X23=16.10(KN/m )若將橋面鋪裝均攤給4 片(中主梁)+2 片(邊主梁)G(6) =( 28+16.10 ) /7=6.30 ( KN/m )( 3)欄桿一側人行欄：1.52KN/m一側防撞欄：4.99KN/m若將兩側防撞欄均攤給7片梁G(7)= (1.52+4.99 ) X2/7=1.86(KN/m)(4)中主梁

29、二期永久作用集度g2 =3.38+0.76+6.30+1.86=12.30(KN/m )3.1.2永久作用效應如圖3 1所示，設x為計算截面離左支座的距離，并令a =X/L主梁彎矩和剪力的計算公式：M =0.5 X a(1- a)L2g(4 1 )Q =0.5 X (1-2 a) Lg(4 2)永久作用計算表(表4 1)表4 1主梁永久作用效應作用效應跆中截回(=0.5 )L/4截回 (=0.25)N7錨固點(=0.03704)支點截回(=0)一期彎矩(KN m )8322.476241.851187.380.00剪力(KN )0.00339.69629.06679.39一期彎矩(KN m )

30、2338.541753.90333.610.00剪力(KN )0.00119.93222.08239.85彎矩(KN 10661.017995.751520.990.00m )剪力(KN )0.00459.62851.14919.24450!”陸空蟲3.143.45 1010 0.66282 4922468.78其中:Gmc 一g0.96875 25 1039.812468.78 (KN/m )圖41永久作用計算圖示4.2 可變作用效應計算4.2.1 沖擊系數和車道折減系數按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定，結構的沖擊系數與結構的基頻有關，因此要先計 算結構的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算:1.9

31、9 (Hz)根據本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數為：0.1767 ln f 0.0157 0.106按橋規(guī)4.3.1條，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道應折減22%,但折減不得小于兩車道布截的計算結果。本橋按三車道設計。因此在 計算可變作用效應時需進行車道折減。4.2.2 計算主梁的荷載橫向分布系數1、跨中的荷載橫向分布系數mc如前所述，本橋橋跨內設五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯系，且承重的長寬 比為:L 49.002.8 2B 17.5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mc(1)計算主梁抗扭慣距可近似按下式計算:(43)mIT =Cibit3i 1式中：

32、bi、tz相應為單個矩形截面的寬度和高度Ci矩形截面抗扭剛度系數m 梁截面劃分成單個矩形截面的個數對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度:x 230 15 0.5 10 100t產17.2( cm)230馬蹄部分的換算平均厚度:40 25/、t3 = 32.5( cm)2圖32示出了 It的計算圖示，It的計算見表42(2)計算抗扭修正系數對于本橋，主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得:(44)It =7X0.01267293=0.08871051 m4 ; i1GL2TT 1 12E a：Ii式中：G=0.4E ; L=49.00m a1 二7.5m ; a2=5.0m ; a3 =2.

33、5m ; a4=0.0m ; a5 =-2.5m ; a6 =-5.0m a7 -7.5m It =0.66283353 m4.計算得： =0.96（3）按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎標ate-62at 17式中：n 7;at2 2 (7.52 5.02 2.52) 175(m2)t 1計算所得tj值見（表43）圖42 It計算圖示（尺寸單位：cm）表4 2 It計算表分塊名稱bi (cmtz (cm )bi / tzG (cm)m一 3一 34I t = cibitz (x 10 m )i 1翼緣板25017.214.53491/34.24037腹板180.3209.0150.31004

34、.47144馬蹄5532.51.69230.20983.9611212.67293表4 3 tj值梁號t1t2t3t4t5t6t710.45140.34860.24570.1429-0.04-0.0629-0.165720.34860.280.21140.14290.07430.0057-0.062930.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429（4）計算荷載橫向分布系數1號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖43所示可變作用（汽車公路-I級）mcq0.4103+0.3362+0.2827+0.2087+0.1552+0.0811+0.0277-0.046

35、40.67=0.4876三車道:1mcq = 一 X ( 0.4103+0.3362+0.2827+0.2087+0.1552+0.0811 q 20.78=0.5749兩車道:mca =1X( 0.4103+0.3362+0.2827+0.2087 cq 2)=0.6190故取可變作用（汽車）的橫向分布系數為：mcq =0.6190可變作用（人群）：mcr =0.46892、支點截面的荷載橫向分布系數mO如圖44所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數并進行布載，1號梁可變作用的橫向分布系數計算如下:圖4 3跨中的橫向分布系數mc的計算圖示（尺寸單位：cm）圖44支點的橫向分布系數m0計算圖示

36、（尺寸單位：cm）可變作用（汽車）：moq =0.5 X0.6=0.3可變作用(人群)：mor =1.173、橫向分布系數匯總(見表4 4)表44 1號梁可變作用橫向分布系數可變作用類別mcm0公路一I級0.61900.3人群0.46891.173.2.3 車道荷載的取值根據橋規(guī)4.3.1條，公路一I級的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk為:qk =10.5KN/m計算彎矩時 Pk= 360 180 (49 5) 180356 KN50 5計算剪力時 pk =356 X 1.2=427.2KN3.2.4 計算可變作用效應在可變作用效應計算中，本橋對于橫向分布系數的取值作如下考慮：支點 處橫

37、向分布系數m0,從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數從m0直線過渡到mc, 其余梁段均取mc。1、求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應，圖45示出跨中截面作用效應計算圖示，計算公式為：S mqkmpky(45)式中：S所求截面汽車標準荷載的彎矩和剪力qk車道均布荷載標準值Pk車道集中荷載標準值影響線上同號區(qū)段的面積y影響線上最大坐標值可變作用（汽車）標準效應Mmax =0.5 X 0.6190 X 10.5 X 12.25 X 49-0.3190 X 8 X 10.5 X 1.083+0.6190 X356 X 12.25 =4660.91KN-

38、 mVmax =0.5 X 0.6190 X 10.5 X 0.5 乂 24.5+0.5 X 0.3190 X 8 X 10.5 乂0.0556+0.6190 X 427.2 X 0.5=171.28KN可變作用（汽車）沖擊效應M =4660.91 X 0.191=890.23KN/mV =171.28 X0.191=32.71KN圖45跨中截面計算圖示（尺寸單位： m）2、求L/4截面的最大彎矩和最大剪力圖46為L/4截面作用效應的計算圖示圖46 L/4截面作用效應計算圖（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應M max =0.5 X 0.6190 X 10.5 X 7.3125 X 49-

39、0.5 義（ 1.625+0.5416 ）義0.3190 X 8 X 10.5+0.6190 乂 356 乂 7.3125=2746.8097KN/mVmax =0.5 X 0.619 X 10.5 X 36.75-0.5 乂 0.3190 X 8 X 10.5 乂 max0.0556+0.6190 乂 427.2 乂 0.75=310.3066KN可變作用（汽車）沖擊效應M =2746.8097 X 0.191=524.6407KN/mV =310.3066 X0.191=59.2686KN3、求支點截面的最大剪力圖47示出支點截面最大剪力計算圖式欣寧4 90熊手圖47支點截面計算圖式（尺寸

40、單位：m）可變作用（汽車）效應Vmax =0.5 X10.5 X 0.6190 X 1 X49-0.5 X10.5 X 0.3190 X6義（0.9444+0.0556 ） +427.2 X 0.8333 X 0.6190=369.5444KN可變作用（汽車）沖擊效應V =369.5444 乂 0.191=70.5830KN可變作用（人群）效應Vmax =0.5 X3.45 X 0.4689 X 1 X 49-0.5 X 3.45 X 0.7011 X8義 0 0.9444+0.0556 ） =29.9586KN可變作用（人群）沖擊效應V =29.9586 X0.191=5.7221KN3.3

41、主梁作用效應組合按橋規(guī)4.1.6 4.1.8條規(guī)定，將主梁的作用效應組合匯總。見（表 45）表4 5主梁作用效應組合序號荷載類別跆中截回四分點截面支點截回MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmax(KN - m)KN(KN - m)KN(KN - m)KN(1)第一期永久作用8322.470.006241.85339.690.00679.39第二期永久作用2338.540.001753.90119.930.00239.85(3)總永久作用+10661.010.007995.75459.620.00919.24口受作用(汽車)公路-I級4660.91171.282746.81310.310

42、.00369.54可變作用(汽車)沖 擊890.2332.7524.6459.270.0070.58(6)持久狀態(tài)的應力計算 的可變作用標準值組 合=(4) + (5)5551.14203.983271.45369.580.00440.12正常使用極限狀態(tài)短 期效應組合W3)+0.7X13923.65119.909918.52676.830.001177.92正常使用極限狀態(tài)長 期效應組合W3)+0.4X9442.3671.597080.13525.870.00966.12承載能力極限狀態(tài)計 算的基本組合=1.2X+1.4 X (+)15802.98298.4111845.43984.020.

43、001611.07第五章預應力鋼束的估算及布置5.1 預應力鋼筋截面積估算按構件正截面抗裂性要求估算預應力鋼筋數量。因為本橋對拉應力做了一定得限制并不允許開裂，因此屬于A類部分構件,所以根據跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預加力為：NpeMs/W 0.7 ftk(5 1)式中的Ms為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值,由表35查的：Ms=KN - m設預應力鋼筋截面重心距截面下緣為 ap=150mm ,則預應力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離為ep=yb ap=1317.1mm ;鋼筋估算時，截面性質近 似取用全截面的性質來計算，由表22可得跨中截面全截面面積

44、A =968750mm 2,全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為 W I / yb =662.83353X 10 9/1461.3=453.6X 106mm 3;所以有效預加力合力為N Ms/W 0.7 ftk = 13923.65 106/453.6 106 0.7 2.65 =7 3272479 X pe- J %(11317.1 )(A W)968750453.6 106106N預應力鋼筋的張拉控制應力為con=0.75 fpk =0.75 X1860=1395MPa ,預應力損失按張拉控制應力的20%估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為ApNpe(1 0.2) con7.3272479 1

45、06(1 0.2) 1395=6566mm采用4束12小15.24鋼絞線，預應力鋼筋的截面積為Ap=4 X 12 X 140=6720mm 2。采用夾片式群錨，小70金屬波紋管成孔5.2 預應力鋼筋的布置5.2.1 跨中截面預應力鋼筋的布置后張法預應力混凝土受彎構件的預應力管道布置應符合 公路橋規(guī)中的有 關構造要求。參考已有的設計圖紙并按公路橋規(guī)中的構造要求，對跨中截面的預應力鋼筋進行初步布置。（如圖5 1）a）b）c）圖4 1端部及跨中預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：cm）a）預制梁端部；b）鋼束在端部的錨固位置；c）跨中截面鋼束布置4.2.2 錨固面鋼束布置為使施工方便，全部4束預應力鋼筋均錨

46、于梁端（圖 5 1a、b）。這樣布置符合均勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且 N1、N2在梁端均彎起 較高，可以提供較大的預剪力。4.2.3 其它截面鋼束位置及傾角計算1、鋼束彎起形狀、彎起角9及其彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預應力鋼筋的預加力垂直作用 于錨墊板，N1、N2、N3和N4彎起角8均取為0 8 ;各鋼束的彎曲半徑為: Rni =80000mm ; Rn2 =60000mm ; RN3=40000mm； Rn3 =20000mm 。2、鋼束各控制點位置的確定以N3號鋼束為例，其彎起布置如圖5 2所示。由Ld c cot 0確定導線點距錨固點的水平距離Ldc

47、cot 0 50 cot 8 =355.8cm圖52曲線預應力鋼筋計算圖（尺寸單位：cm）由Lb2 R tan 確定彎起點至導線點的水平距離2Lb2 R tan 4000 tan4 =279.71cm 2所以彎起點到錨固點的水平距離為Lw Ld Lb2 =355.8+279.71=635.51cm則彎起點至跨中截面的水平距離為Xk= (4900/2+34.8) - Lw=1849.29cm根據圓弧切線的性質，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點到導線點的水平距離為Lbi Lb2 cos o 279.71 cos8 =276.99m故彎止點至跨中截面的水平

48、距離為(xk Lb1 Lb2)= (1849.29+276.99+279.71) =2405.99cm同理可以計算N1、N2、N4的控制點位置，將各鋼束的控制參數匯總于表5 1中表5 1各鋼束彎起控制要素表鋼束號升高值 c(cm)彎起角0()彎起半徑R(cm )支點至錨 固點的水 平距離 d(cm)彎起點距 跆中截回 水平距離Xk (cm)彎止點距 跆中截回 水平距離(cm)N12118800012.2401.471514.85N21308600026.41131.841966.88N3508400034.81849.292405.99N4308200047.02143.652422.093、各截面鋼束位置及其傾角計算仍以N3號鋼束為例(圖5 2),計算鋼束上任一點i離梁