橋梁設(shè)計(jì)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁

.. .. ..吉林大學(xué)橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì) （裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T形梁）目錄第一部分前言第二部分設(shè)計(jì)任務(wù)書第三部分上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料?????????????????二橫截面布置?????????????????三主梁內(nèi)力計(jì)算?????????????????四預(yù)應(yīng)力綱束的估算與布置?????????????????五主梁截面幾何特性?????????????????六承載能力極限狀態(tài)計(jì)算?????????????????預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算?????????????????抗裂性驗(yàn)算?????????????????持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算?????????????????十短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算?????????????????十一行車道板計(jì)算?????????????????使二橫隔梁計(jì)算?????????????????十三支座計(jì)算?????????????????第四部分 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料?????????????????二蓋梁計(jì)算?????????????????三橋墩墩柱計(jì)算?????????????????專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..鉆孔灌注樁計(jì)算?????????????????第五部分主要參考資料第六部分對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)及心得體會(huì)前言一、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：本設(shè)計(jì)主要依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書完成，因橋位橫斷面及地質(zhì)資料不明，故本橋采用假設(shè)地質(zhì)資料。二、工程地質(zhì)：水文地質(zhì)條件（本設(shè)計(jì)為假設(shè)條件）；地基土上層為硬塑性粘土，土層厚度為8米，其地基土的比例系數(shù)m=15000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=60Kpa,容許σ承載力[σ0]=260Kpa；①中層為硬塑性亞粘土，土層厚度為7米，其地基比例系數(shù)m=18000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=70Kpa容，許承載力[σ0]=300Kpa；下層為中密粗沙加礫石，土層厚度為12米，其地基土的比例系數(shù)m=35000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=120Kpa，容許承載力[σ0]=450Kpa。三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)荷載：汽-20，掛-100；地震基本烈度為7度橋梁設(shè)計(jì)寬度：橋面凈寬：9+2×1.5m；上部構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋；下部構(gòu)造：柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40m；計(jì)算跨徑：39.96m；孔徑長(zhǎng)3+3×35+3m，橋梁全長(zhǎng)126m；鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋：Φ15.24 （7Φ5鋼.0鉸線），后張法施工。非預(yù)應(yīng)力鋼筋：Ⅰ鋼筋和Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋混凝土：T梁為C40砼；橋面鋪裝為C30瀝青砼；欄桿、人行道采用C30號(hào)砼;蓋梁用C30砼，墩柱、系梁及鉆孔樁用 C25砼。四、設(shè)計(jì)符號(hào)采用《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》JTJD62-2004）及《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJD60-2004）。五、本設(shè)計(jì)下部構(gòu)造設(shè)計(jì)采用手算與電算程序結(jié)合的方法 。電算程序采用〈樁柱式橋墩、橋臺(tái)CAD系統(tǒng)〉。吉林大學(xué)橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T形梁畢業(yè)設(shè)計(jì)一．設(shè)計(jì)的任務(wù)與內(nèi)容（論文需闡述的問題）1．從國(guó)計(jì)民生對(duì)交通發(fā)展的要求上闡述建橋的必要性與可行性 。2．按適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的原則，至少選擇3個(gè)可比性橋型方案，主要從工程材料數(shù)量、工程概算、投資來源、施工及養(yǎng)護(hù)難易程度和施工力量等專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..方面綜合分析比較，推薦一種橋型方案。3．對(duì)推薦方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。選擇合理可行的建筑材料 ，擬訂結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的幾何尺寸，并作出配筋設(shè)計(jì)（鋼筋砼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu) ）或橋面系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（拱橋、鋼橋）。4．對(duì)一跨或一個(gè)受力單元進(jìn)行受力分析 ，計(jì)算各種作用荷載及非荷載因素所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進(jìn)行荷載組合。5．按照荷載效應(yīng)不超過結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的原則 ，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度 、剛度與穩(wěn)定性。如不符合要求，則需修改設(shè)計(jì)或提出修改設(shè)計(jì)的措施 。6．根據(jù)橋梁所處位置 、環(huán)境和施工力量的配備情況 ，選擇合理可行的施工方案與方法，以及主要的施工程序。（專科生不要求）二．設(shè)計(jì)原始資料（試驗(yàn)研究方案）1．路等級(jí)：二級(jí)2．橋面凈寬：凈9+2×1.5人行道或凈11+2×0.5砼防撞護(hù)欄3．橋下凈空：1.04．設(shè)計(jì)荷載：汽-20級(jí)掛-1005．地震烈度：76．設(shè)計(jì)水位：622.507．最低水位：8．沖刷深度：一般沖刷線低于河床 1m，最大沖刷線低于河床 2m。9．氣溫：年最高月平均溫度 °C，最低溫度 °C。10．河床地質(zhì)與常水位：見地質(zhì)剖面圖三．設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的文件和圖表專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..（一）、計(jì)算說明部分：1．目錄；2．建橋意義；3．橋型方案比較；4．?dāng)M定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸；5．配筋設(shè)計(jì)（鋼筋砼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu) ）或橋面系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （拱橋、鋼橋）；6．結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算和荷載組合 ；7．強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性驗(yàn)算；8．施工方案；（專科生不要求）9．對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)及心得體會(huì) ；（二）、圖紙部分1．方案比較；2．推薦方案總體圖（三視）；3．配筋圖（鋼筋砼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)）；4．橋面系（拱橋、鋼橋）；5．施工程序。（?？粕灰螅┧?、主要參考資料1．公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；2．公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范；3．公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖；4．公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)；專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..5．橋梁計(jì)算示例；6．其它有關(guān)圖紙與資料。五、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1．依據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求 ，以及橋址河床斷面 ，地質(zhì)資料和有關(guān)特殊條件等資料，選擇至少兩座以上橋型方案 ，進(jìn)行方案比較。對(duì)各方案分別擬定主要尺寸，繪制草圖（裝訂在計(jì)算機(jī)中的草圖 ），并計(jì)算上、下部結(jié)構(gòu)的主要材料工程數(shù)量 （砼、鋼、木三大材料），說明材料的施工方法 。然后根據(jù)“適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀”的原則，敘述各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，最后確定一個(gè)推薦方案，進(jìn)行各部分的詳細(xì)設(shè)計(jì) 。2．上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算依據(jù)“橋規(guī)”及有關(guān)資料，對(duì)上部結(jié)構(gòu)各部分尺寸進(jìn)行詳細(xì)擬定 。根據(jù)設(shè)計(jì)荷載及驗(yàn)算荷載進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)計(jì)算和配筋 ，并繪制裝訂在計(jì)算書中的上部結(jié)構(gòu)和配筋草圖。結(jié)構(gòu)計(jì)算一般要求采用手算 ，若具有橋梁結(jié)構(gòu)電算程序和電算條件，可以采用電算來完成上部結(jié)構(gòu)計(jì)算和配筋 ，但在計(jì)算書中必須說明該程序的框圖和功能、輸入和輸出項(xiàng)目，它的適用性，對(duì)電算結(jié)果應(yīng)逐項(xiàng)加以說明，并且要求對(duì)主要截面進(jìn)行手算 ，手算與電算結(jié)果進(jìn)行相互校核 。無(wú)手算內(nèi)容不得參加畢業(yè)答辯 。3．下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)地質(zhì)資料和“橋規(guī)”等有關(guān)資料，擬定下部結(jié)構(gòu)詳細(xì)尺寸，繪制裝訂在計(jì)算書中的結(jié)構(gòu)草圖。選擇一個(gè)橋墩或一個(gè)橋臺(tái)進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分的詳細(xì)計(jì)算。要求采用手算，若采用電算，要求與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同 。4．施工方案選擇專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..根據(jù)橋型方案選擇時(shí) ，對(duì)推薦橋型方案所敘述的施工方案進(jìn)行仔細(xì)分析 、并按施工程序?qū)τ诓捎玫闹饕┕ぴO(shè)備和施工工藝進(jìn)行論述 。并繪制裝訂在計(jì)算書中的施工程序草圖 。5．繪圖繪制4—5張圖紙以上（本科5張以上，?？?張以上），圖框型號(hào)不得超過兩種以上。必須繪制橋型圖一張 （幾相橋型方案必須繪在一張圖紙上 ，主要繪立面和側(cè)面圖）；推薦方案結(jié)構(gòu)總體圖一張 （立面、平面、側(cè)面圖必須繪在一張圖紙上）；上部結(jié)構(gòu)配筋圖 1—2張；施工工藝流程圖一張。其它繪圖內(nèi)容，學(xué)員與指導(dǎo)教師協(xié)商確定 ，圖紙要求手工繪制。6．要求計(jì)算書和圖紙整潔 。計(jì)算書整理成冊(cè)進(jìn)行裝訂 ，計(jì)算書內(nèi)容除上述設(shè)計(jì)與計(jì)算（包括草圖）內(nèi)容之外，應(yīng)包括目錄、前言、設(shè)計(jì)任務(wù)書（含原件）、結(jié)束語(yǔ)（體會(huì)）、主要參考書等內(nèi)容 。電算打印資料不裝訂計(jì)算書內(nèi)，作為計(jì)算書附件放入畢業(yè)設(shè)計(jì)資料袋中 ，計(jì)算書至少50頁(yè)以上。7．路線設(shè)計(jì)不作為本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ，但要求學(xué)員必須掌握以下內(nèi)容 ：1）公路技術(shù)等級(jí)的確定2）公路平面設(shè)計(jì)（紙上定線）3）公路縱斷面設(shè)計(jì)4）公路橫斷面設(shè)計(jì)5）公路排水或防護(hù)工程設(shè)計(jì)6）路面設(shè)計(jì)7）“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”的指標(biāo)選擇與計(jì)算8．所有設(shè)計(jì)內(nèi)容都采用 A3紙按標(biāo)準(zhǔn)裝訂成冊(cè)專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T形梁畢業(yè)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m（墩中心距離）主梁全長(zhǎng)：39.96m計(jì)算跨徑：39.00m橋面凈空：凈9＋2×1.人5行道=12m橋面橫坡：2.0%設(shè)計(jì)荷載公路-I級(jí)3.材料及施工工藝混凝土：主梁用40號(hào)混凝土，欄桿及橋面鋪裝用30號(hào)混凝土，橋梁墩臺(tái)及基礎(chǔ)用25號(hào)混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 1×7（7股）鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860Mpa;普通鋼筋采用 HRB335級(jí)和R235級(jí)鋼筋；鋼板：錨頭下支撐墊板.支座墊板等均采用普通 A3碳素鋼。按后張法施工工藝制作主梁 ，采用70mm的波紋管和OVM錨具。4.材料性能參數(shù)：（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，主要強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fck=26.8MPa，ftk=2.4MPa專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fcd=18.4MPa，ftd=1.65MPa彈性模量 ：Ec=3.25 ×104MPa2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7標(biāo)準(zhǔn)型15.2-1860-Ⅱ-GB/T5224—1995鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk=1860MPa 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fpd=1260MPa彈性模量：Ep=1.95 ×105MPa相對(duì)界限受壓區(qū)高度：ξa=0.4 ，ξpu=0.25633）普通鋼筋a.縱向抗拉及構(gòu)造普通鋼筋采用HRB335，其強(qiáng)度指標(biāo)抗拉強(qiáng)度指標(biāo)：fsk=335MPa 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fsd=280MPa彈性模量：Es=2.0 ×105MPab.采用的R235鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)抗拉強(qiáng)度指標(biāo)：fsk=235MPa 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fsd=195MPa彈性模量：Es=2.1 ×105MPa5．設(shè)計(jì)依據(jù)《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》葉見曙主編，人民交通出版社《橋梁計(jì)算示例集》（梁橋）易建國(guó)主編，人民交通出版社《橋梁工程》（1985）姚玲森主編，人民交通出版社《公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖》公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖編制組，人民交通出版社《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（合訂本）》(JTJ021-85)人民交通出版社《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 》（JTJ022-85）二、橫截面布置主梁間距與主梁片數(shù)專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..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(duì)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。本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為 2200mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能 ，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭 ，因此主梁的工作截面有兩種 ：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面 （上翼板寬度 1600mm）和運(yùn)營(yíng)階段的大截面 （上翼坂寬度2200mm）．橋面為凈9＋2×1.人5行道=12m米，橋面橫向布置采用 5片主梁（如圖1-1）。主梁跨中截面主要尺寸擬定（1）主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/18~1/19。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因一增大梁高可以節(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。綜上所述，本設(shè)計(jì)中取用2300mm的主梁高度是比較合適的 。圖1-1（尺寸單位：mm）（2）主梁截面細(xì)部尺寸主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 。本設(shè)計(jì)預(yù)制 T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到 260mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩 。圖1-2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小 ，腹板厚度一般由布置預(yù)制管道的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā) ，腹板的厚度不宜小于其高度的1/15。本設(shè)計(jì)腹板厚度取 200mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定 ，初擬馬蹄寬度為 560mm，高度260mm，馬蹄與腹板交接處做三角過渡 ，高度140mm，以減少局部應(yīng)力。（3）計(jì)算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個(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跨中截面幾何特性計(jì)算表表1-1分塊名稱分塊面積Aicm2分塊面積形心至上緣距離yicm分塊面積對(duì)上緣凈矩專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..Si=Aiyicm4分塊面積的自身慣矩Iicm4d=ys-yicm分塊面積對(duì)截面形心的慣矩I=Aidi2cm4I=Ii+Ixcm4⑴⑵⑶=⑴×⑵⑷⑸⑹=⑴×⑸2⑺=⑷+⑹大毛截面翼板33007.5247506187578.212018545320247328三角承托77018.6714373.595176.11167.04334609683466144腹板3780109.541391011252115-23.79213934413391459下三角252199.33350231.92744-113.62332533663256110馬蹄145621731595282021.33-131.292509716525179186∑9558——819217.5∑I=65540227小毛截面專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..翼板24007.5180004500085.951772976617774766三角承托77018.6714373.595176.11174.7843062234311399腹板3780109.541391011252115-16.0597373712225852下三角252199.33350231.92744-105.8828250652827809馬蹄145621731595282021.33-123.552222526122307282∑8568——809092.5∑I=59447108注：大毛截面形心至上緣距離 ys=∑Si/ ∑Ai=85.71cm;小毛截面形心至上緣距離 ys=∑Si/ ∑Ai=93.45cm（4）檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) ρ（希望ρ在０.５以上）上核心距： ks=∑I/ ∑Ayx=65540227/9558 -85×.71)=47(230.52cm下核心距： kx=∑I/ ∑Ays＝65540227/9558 ×85.71=80.00cm=(ks+kx)=(47.52+80)/230=0.55>0.5表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的 。（5）橫截面沿跨長(zhǎng)的變化如圖1-1所示，本設(shè)計(jì)采用等高形式，橫截面的Ｔ梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變，馬蹄部分配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近開始向支點(diǎn)逐漸抬高 。梁端部分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7800mm 范圍內(nèi)將加厚到與腹板同寬 。變化點(diǎn)截面（腹板開始加厚處）到支點(diǎn)的距離為 2800mm，其中還設(shè)置一段長(zhǎng)為 500mm 的腹板加厚過渡段。（6）橫隔梁的設(shè)置為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩 ，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..梁當(dāng)跨度較大時(shí)，還應(yīng)在其它位置設(shè)置較多的橫隔梁 。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和四分點(diǎn)、支點(diǎn)處共設(shè)置五道橫隔梁 ，其間距為 9.75m?？紤]脫模，端橫隔梁高度為2300mm，厚度簡(jiǎn)化計(jì)算為160mm；中橫隔梁高度為2040mm，厚度為上部180mm，下部140mm，簡(jiǎn)化計(jì)算為160mm。見圖1-1。三、主梁內(nèi)力計(jì)算（一）恒載內(nèi)力計(jì)算1．恒載集度（1）預(yù)制梁自重a.按跨中截面計(jì)，主梁的恒載集度：g(1)=0.8658×25=21.645KN/mb.由于馬蹄抬高形成四個(gè)橫置的三棱拄，折算成恒載集度為：g(2)≈4×(0.73-0.26)×0.18×5.25×25/39.96=0.56KN/mc.由于腹板加厚所增加的重量折算成恒載集度為 ：g(3)≈2×（1.4858-0.8658）×（1.98+0.25）×25/39.96=1.73KN/md.中橫隔梁體積：0.16 ×（ 0.8×1.-890.5×0.077-.5×0.14 ×-0.518×0.45 ××0.35）=0.1727m3端橫隔梁體積：0.16 ×（0.62 ××0.52 ×0.008=0.184m3）故：g（4）=（3×0.1727+2 ×0.184 ）×25/39.96=0.554KN/me.預(yù)制梁恒載集度：專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..g1=21.645+0.56+1.73+0.554=24.489KN/m(2)二期恒載a.現(xiàn)澆T梁翼板恒載集度：g(5)=0.15 ×0.6×25=2.25KN/mb.橫隔梁現(xiàn)澆部分體積：一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.16 ×0.2×0.55=0.0176m3一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.16 ×0.2×1.89=0.06048m3故：g(6)=（3×0.0176+2 ×0.06048 ）×25/39.96=0.11KN/mc.鋪裝10cm混凝土鋪裝：0.1×15×24=25.2KN/m8cm瀝青鋪裝：0.08 ×10.5 ×23=19.32KN/m若將橋面鋪裝均攤給五片主梁 ，則g(7)=（25.2+19.32）/5=8.904KN/md.若將兩側(cè)防撞攔均攤給五片主梁 ，則g（8）=2×2/5=0.8KN/me．二期恒載集度：g2=2.25+0.11+8.904+0.8=12.06KN/m2．恒載內(nèi)力如圖1-3所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離 ，并令α=x/l 。專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..圖1-3恒載內(nèi)力計(jì)算圖主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：Mα=0.5α-α(1)l2g;Qα=0.5(1-2α)lg;恒載內(nèi)力計(jì)算見表 1-2（二）活載內(nèi)力計(jì)算（修正剛性橫梁法）1.沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按“橋規(guī)”第條規(guī)定，對(duì)于汽—201＋μ＝1＋（1.3－1.0）/（45-5）×（45-39）＝1.1781+μ=1.178按“橋規(guī)”第2.3.5條規(guī)定，平板掛車不計(jì)沖擊力影響，對(duì)于掛—100荷載1+μ=1.192按?！稑蛞?guī)》第2.3.1規(guī)定兩車道車道折減系數(shù)為1。按“橋規(guī)”第條規(guī)定，車輛單向行駛，，取二車道設(shè)計(jì)，車道折減系數(shù)為1.0。恒載內(nèi)力計(jì)算表表1-2跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)=0.5α=0.25α=0.0邊梁一期MG1K （KN?m）2471.911896.320VG1K （KN）092.60496.37二期MG2K （KN?m）1314.32733.80VG2K （KN）094.66103.95ΣMGK （KN?m）3786.232630.120專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..VGK （KN）0187.26600.12中梁一期MG1K （KN?m）2500.061367.370VG1K （KN）0107.24452.32二期MG2K （KN?m）1463.211423.420VG2K （KN）090.99182.86ΣMGK （KN?m）3963.272790.790VGK （KN）0198.23635.1752.計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)（1）跨中的荷載恒載橫向分布系數(shù) mc如前所述，本設(shè)計(jì)橋跨采用內(nèi)設(shè)五到橫隔梁 ，具有可靠的橫向聯(lián)系 ，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為 ：l/b=39.00/11>2, 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù) mc。a.計(jì)算主梁抗扭慣矩 IT圖1-4 It計(jì)算圖示 （尺寸單位：mm）圖1-4示出了IT的計(jì)算圖示，IT的計(jì)算表見表1-3。對(duì)于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算 ：IT＝式中：bi和ti——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度 ；ci——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(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..t1＝＝18.9cm馬蹄部分的換算平均厚度 ：t3＝＝33cmIt計(jì)算表表1-4分塊名稱bitibi/ticiIT＝cibiti3*10-3（m4）翼緣板①22018.911.67111/34.91174腹板②178.1520.08.90750.3104.41812馬蹄③56.033.01.69700.20984.22217It=13.55203b.計(jì)算抗扭修正系數(shù) β本設(shè)計(jì)主梁的間距相同 ，同時(shí)將主梁近似看成等截面 ，則得：β＝式中：G=0.4E；l=39.00m；IT=0.06776015m4；I=0.65540227m4；計(jì)算得：β=0.8957 。表1-5梁號(hào)ηi1ηi2ηi3ηi4ηi510.55830.37910.200－0.021－0.158320.37910.28960.2000.104－0.020930.2000.2000.2000.2000.200專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..d.計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1-3號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖1-5所示（以①號(hào)梁為例）。車輛荷載：一號(hào)梁：汽—20mcq=1/2Ση1i＝01/2.5868+0×（.4402+0.3344+0.1878）=0.6901掛—100mcq=1/4Ση1i＝1/20.3210+0×（.2992+0.2550+0.2368）=0.3965二號(hào)梁：汽—20mcq=1/2×（0.3503+0.2969+0.2584+0.2051）=0.5554掛—100mcq=1/4×0.（2310+0.1982+0.1633+0.1120）＝0.2867三號(hào)梁：汽—20mcq=1/2×（0.2466+0.2199+0.2006+0.1740）=0.4206掛—100mcq=1/4×（0.200=0×.24）圖1-5跨中的橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（尺寸單位：mm）(2)支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù) mo如圖1-7所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載圖1-6 杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線一號(hào)梁：汽—20moq=1/2 Ση1i＝mo=1/2.1591+0×（.3409）=0.75掛—100moq=1/4 Ση1i＝1/20.615+0×（.261）=0.438專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..二號(hào)梁：汽—20 moq=1/2 ×（0.1818+1.000+0.4091）=0.795掛—100moq=1/4(0.575+0.616+0.435+0.215)=0.306三號(hào)梁：汽—20 moq=1/2 ×（0.1818+1.000+0.4091）=0.795掛—100moq=1/4(0.575+0.616+0.435+0.215)=0.306荷載橫向分布系數(shù)匯總荷載跨中—1/4跨mc支點(diǎn)mo123123汽—200.77460.45000.42060.75000.79500.7950掛—1000.39650.28670.20.4380.3060.3063.計(jì)算活載內(nèi)力荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化 ：以一號(hào)梁為例汽車荷載沖擊系數(shù)1+μ=1+0.3 ×-39)/(45-5)=1.178。（以一號(hào)梁為例）（1）計(jì)算荷載的跨中截面內(nèi)力彎矩汽—20 M=(1+μ)ξΣ掛—100 M=(1+μ)ξΣmipiyi=4323.57KN.m剪力汽—20 Q=(1+μ)ξΣ掛—100 Q=(1+μ)ξΣmipiyi=279.64KN.m專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..2）計(jì)算荷載的1/4截面內(nèi)力彎矩汽—20M=(1+μ)ξΣ掛—100M=(1+μ)ξΣmipiyi=3242.68KN.m3）計(jì)算荷載的支點(diǎn)截面內(nèi)力彎矩汽—20 M=(1+μ)ξΣmipiyi=0KN.m掛—100 M=(1+μ)ξΣmipiyi=0KN.m剪力汽—20 Q=(1+μ)ξΣ掛—100 Q=(1+μ)ξΣ圖1-10 支點(diǎn)內(nèi)力計(jì)算圖示內(nèi)力組合按“公預(yù)規(guī)第 條”規(guī)定進(jìn)行，恒載產(chǎn)生的效應(yīng)與活載產(chǎn)生的效應(yīng)同號(hào)時(shí)：則 荷載組合Ⅰ S=1.2SG+1.4SQ荷載組合Ⅲ S=1.2SG+1.1SQ式中：SG—恒載重力產(chǎn)生效應(yīng)荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表1-7專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..序號(hào)荷載類型MQ端點(diǎn)1/4L1/2L 端點(diǎn)1/2L1恒 載02790.793963.27635.1750汽車荷載01886.122512.91422.84192.36掛車荷載03242.684323.57718.37279.641.2×恒載03564.944755.92762.2101.4×汽02640.563518.08619.97269.311.1×掛03700.944860.90790.21307.6組合Ⅰ06205.508274.001382.18269.31組合Ⅲ07133.899511.851552.42307.67/951%50%51%1008/1053%52%47%100提高后的組合Ⅰ06391.678522.221423.65269.31提高后的組合Ⅲ07276.579702.091583.47307.6控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力 7276.579702.091583.47307.6四、預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置（一）鋼束的估算與布置1．按照使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)首先根據(jù)跨中截面正截面的抗裂要求 ，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量 ，為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)應(yīng)力為：MS為跨中設(shè)計(jì)控制內(nèi)力，由表1-7查得MS=9702.09KN?m ，估算鋼筋數(shù)量專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..時(shí) ， 可 近 似 采 用 毛 截 面 幾 何 性 質(zhì) 。 查 表 1-1 ：AC=0.8658 ×106mm2,ycs=934.5mm,ycx=1365.5mm,Jc=0.5945 ×1012mm4,Wx=Jc/ycx=0.4354 ×109mm3,ep為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離 ，ep=ycx-ap,假設(shè)ap=150mm，ep=1365.5-150=1215.5mm由此可得擬采用Φj15.2鋼絞線，單根鋼絞線的公稱面積 Apl=139mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860Mpa ，張拉控制應(yīng)力取 σcon=0.75fpk=0.75 ×1860=1395Mpa預(yù) ，應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20%計(jì)算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為 ：取45根采用5束9Φj15.2預(yù)應(yīng)力鋼筋束，OVM型錨具，供給的預(yù)應(yīng)力截面面積 Ap=45*139=6255mm2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（1）跨中截面及錨固端截面的鋼束布置對(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 ，盡可能使鋼束群的重心到截面的偏心距大些 。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑 80mm，外徑85mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖 1-11所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：圖1-11 支點(diǎn)內(nèi)力計(jì)算圖示專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..a）跨中截面 b）錨固端截面2）對(duì)于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力束合力重心進(jìn)可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作的方便。按照上述錨頭布置的“均勻”“分散”原則，錨固端截面鋼束布置如圖1-11b）所示。鋼束群重心至梁底距離為：為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置 ，需計(jì)算錨固端截面幾何特性 。圖1-13示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見表 1-8所示。表1-8分塊名稱AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ii+Ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4123=1×24567=4+6翼板33007.5247506187584.1923390255.123452130.1三角承托426.417.737560.071592.8473.962332442.892334035.63腹板11581118.41371166.7246379083.3-26.718262021.8254641105.2∑15307------1403476.79 ∑=80427271說明鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi) 。（二）.鋼束起彎角和線形的確定本設(shè)計(jì)將錨固端截面分成上 .下兩部分（見圖1-14所示），上部鋼束的彎起角定為15°；下部鋼束的彎起角定為 7°鋼筋豎向距離為 45厘米。專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工 ，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧 ，并且整根鋼束都布置在同一個(gè)豎平面內(nèi) 。鋼束計(jì)算圖1-13封端混凝土塊尺寸圖圖1-14鋼束計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）：圖1-14示出鋼束計(jì)算圖式，計(jì)算如下各鋼束起彎點(diǎn)及其半徑計(jì)算表表1-9鋼束號(hào)升高值C（cm）θ0(度)cosθ0R(cm)sin θ0支點(diǎn)至錨固點(diǎn)距離 d（cm）起彎點(diǎn)k至跨中線水平距離 xkcm）1，246150.96596171.30.258812.31210.23,4102.5150.96593008.10.258838.71210.15161.570.992547400.121919.9743.1各截面鋼束位置 （ai）及其傾角（θi計(jì)）算值 表1-10專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..計(jì)算截面鋼束編號(hào)li（cm）R（cm）θi（°）sin θ0cosθ0ci（cm）acm）ai（cm）跨中截面xi=01,2li 為負(fù)值，鋼束尚未彎起0010993,4 17.517.528.528.5L/4截面xi=975cm1,2 鋼束尚未彎起 93,4 17.55231.947402.80430.04890.99885.728.534.2變截面xi=1670cm1,2739.86171.34.27280.07450.9972103.533.0136.53,4739.93008.08.7943015290.988266.424.590.951206.9474011.2768019550.980713.012.025.0支點(diǎn)截面xi=1950cm1,2459.86171.36.8850.11990.992817.3953.53,4459.93008.014.23910.2460.969335.517.5109.95926.9474014.75110.25460.967091.528.5184.7專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..五、主梁截面幾何特性1．凈截面幾何特性計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計(jì)算小截面的集合特性 ，計(jì)算公式：現(xiàn)澆頂板600mm連接板時(shí)，頂板寬度仍為160cm。跨中截面面積和慣性矩計(jì)算表表1-11-1I=ΣIi+Σ（Iycm4）552011826397649170505043A=∏/4d2=3.14×8.52/4=56.716cm2n=4ny=6Iy=Aidi2cm4）142013-4387939-42459261563854372998452938315988748049294964816di=ys-yi（cm）-4.05-124.34.25-118.24.09-123.9分塊面積的自身慣矩Ii（cm4）59447108略5944710859447108略5944710865540227略65504227全截面重心到上緣距離ys(cm)89.497.689.8分塊面積對(duì)上緣靜矩Si(cm3)809090-60690.8748399.28090906688887597881921666888886104分塊面積中心至上緣距離 yi（cm）93.45213.793.45213.785.71213.7專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..分塊面積Ai(cm2)8658-28483748658313897195583139871分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（nn Ay∑毛截面鋼束換算面積（ny-1）

A）∑毛截面 鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑截面階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段階段3：二期荷載、活載計(jì)算數(shù)據(jù)b1=160cmb2=160cmb3=220cmL/4截面面積和慣性矩計(jì)算表 表1-11-2I=ΣIi+ Σ（Iy cm4 ） 552011826397649170505043 A=∏/4d2=3.14 ×8.52/4=56.716cm2 n=4ny=6Iy=Aidi2cm4）142013-4387939-42459261563854372998452938315988748049294964816di=ys-yi（cm）-4.05-124.34.25-118.24.09-123.9分塊面積的自身慣矩Ii（cm4）59447108略5944710859447108略5944710865540227略65504227全截面重心到上緣距離ys(cm)89.497.689.8分塊面積對(duì)上緣靜矩Si(cm3)809090-60690.8748399.28090906688887597881921666888886104專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..分塊面積中心至上緣距離 yi（cm）93.45213.793.45213.785.71213.7分塊面積Ai(cm2)8658-28483748658313897195583139871分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（n A）∑毛截面 鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑毛截面鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑截面階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段階段3：二期荷載、活載計(jì)算數(shù)據(jù)b1=160cmb2=160cmb3=220cm變截面面積和慣性矩計(jì)算表 表1-11-3I=ΣIi+ Σ（Iy cm4 ） 575277196142176275968030 A=∏/4d2=3.14 ×8.52/4=56.716cm2 n=4ny=6Iy=Aidi2cm4）65476-1984865-191938965476190917819746547440023041932378593di=ys-yi（cm）-2.75-83.62.75-78.12.79-75.9分塊面積的自身慣矩Ii（cm4）59447108略5944710859447108略5944710878346628略78442108全截面重心到上緣距離ys(cm)90.796.288.5分塊面積對(duì)上緣靜矩Si(cm3)809090-495017595898090905455686364681926545568737專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..72分塊面積中心至上緣距離 yi（cm）93.45174.393.45174.385.71174.3分塊面積Ai(cm2)8658-28483748658313897195583139871分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（n A）∑毛截面 鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑毛截面鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑截面階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段階段3：二期荷載、活載計(jì)算數(shù)據(jù)b1=170cmb2=170cmb3=230cm支點(diǎn)截面面積和慣性矩計(jì)算表 表1-11-4I=ΣIi+ Σ（Iy cm4 ） 734919527386018981845643 A=∏/4d2=3.14 ×8.52/4=56.716cm2 n=4ny=6Iy=Aidi2cm4）3602-219487-2158855187223135228332586913925031418372di=ys-yi（cm）-0.5-27.80.6-26.71.3-66.7分塊面積的自身慣矩Ii（cm4）73707837略7370783773707837略7370783780427271略80427271全截面重心到上緣距離ys(cm)94.295.355.3分塊面積對(duì)上緣靜矩專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..Si(cm3)1364362-346481329713136436238186140254882596838186864154分塊面積中心至上緣距離 yi（cm）94.712294.712254122分塊面積Ai(cm2)14407.2-28414123.214407.231314720.21307.231315620.2分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（n A）∑毛截面 鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑毛截面鋼束換算面積（ny-1）n Ay∑截面階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段階段3：二期荷載、活載計(jì)算數(shù)據(jù)b1=170cmb2=170cmb3=230cm截面幾何性質(zhì)的計(jì)算需根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算 。本設(shè)計(jì)中，主梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)理了如下幾個(gè)階段 ：1）主梁混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力筋束張拉（階段1）混凝土澆筑并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋束的張拉，但此時(shí)管道尚未灌漿，因此，其截面幾何性質(zhì)應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留管道的影響 。該階段頂板的寬度為170cm。（2）灌漿封錨，吊裝并現(xiàn)澆頂板 600mm的連續(xù)段（階段2）預(yù)應(yīng)力筋束張拉完成并進(jìn)行管道灌漿 、封錨后，預(yù)應(yīng)力筋束就已經(jīng)能夠參與全截面受力。再將主梁吊裝就位，并現(xiàn)澆頂板600mm的連接段十，該段的自重荷載由上一階段的截面承受 ，此時(shí)，截面幾何性質(zhì)應(yīng)為計(jì)入了預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì)，該階段頂板的寬度仍為 160cm。（3）二期恒載及活載作用（階段3）專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..該階段主梁截面全部參與工作 ，頂板的寬度為 220cm，截面幾何性質(zhì)為計(jì)入了預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì) 。各階段截幾何性質(zhì)的計(jì)算結(jié)果列于表 1-13。全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件各階段截面幾何性質(zhì)表1-13W(×109mm3)Wp=J/ep0.444090.444092.028502.643600.551040.551042.688952.766290.569050.569051.056601.22708Wx=J/yx0.392610.392610.513240.541180.483200.483200.523690.548320.502890.502890.436540.46849Ws=J/ys0.617460.617460.684220.780170.655490.655490.685510.775030.785130.785130.815001.48004J(1012mm12)0.552010.552010.575280.734920.639760.639760.727330.738600.705050.705050.759680.81846ep124312438362781161116178126712391239759667ys140614061393135813241324133813471402140214151747ys894894907942976976962953898898885553A(106mm2）0.83740.83740.83741.41230.89710.89710.89711.47200.9專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..8710.98710.98711.5620截面跨中L/4變截面支點(diǎn)跨中L/4變截面支點(diǎn)跨中L/4變截面支點(diǎn)階段階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段階段3:二期荷載、活載六、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算1．跨中截面正截面承載力計(jì)算跨中截面尺寸及配筋情況見圖 1-11。圖中：b=200mm，上翼緣板厚度為 150mm，若考慮承托影響，其平均厚度為上翼緣有效厚度取下列數(shù)值中較小者 ：計(jì)算截面承載能力計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面的抗彎承載力滿足要求 。2．斜截面抗剪承載力計(jì)算選取距支點(diǎn) h/2 和變截面點(diǎn)處進(jìn)行斜截面抗剪承載力復(fù)核 。截面尺寸示意圖于圖1-11，預(yù)應(yīng)力筋束的位置及彎起角度按表 1-10采用。箍筋采用R335鋼筋，直徑為10mm，雙肢箍，間距sv=200mm；距支點(diǎn)相當(dāng)于 1倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距sv=100mm。1）距支點(diǎn)h/2截面斜截面抗剪承載力計(jì)算首先，進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核：在本設(shè)計(jì)中，所有預(yù)應(yīng)力鋼筋均彎起，只有縱向構(gòu)造鋼筋沿全梁通過，此處專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..的h0=2137mm。（2）變截面斜截面抗剪承載力計(jì)算首先，進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核：七、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算摩擦損失計(jì)算表表1-14鋼束號(hào)截面1，23，45總計(jì)（MPa）支點(diǎn)x（m）0.1230.3870.199θ(弧度)0.002010.013280.00434l10.965.431.9314.71變截面x（m）2.9233.1872.999θ(弧度)0.04760.10830.06498l122.5343.7428.64161.18L/4截面x（m）9.87310.1379.949θ(弧度)0.122170.26180.21286l161.85108.191.89431.79跨中x（m）19.62319.88719.699θ(弧度)0.122170.26180.2618l181.21112.43112.07499.352.錨具變形鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失錨具變形損失的計(jì)算見列表進(jìn)行計(jì)算專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..反摩擦影響長(zhǎng)度計(jì)算表表1-15鋼束號(hào)1，23，451395139513951313.791282.571282.930.0020690.0028270.00284519416.316610.616557.9392463977439398錨具變形量損失計(jì)算表鋼束號(hào)截面1,23,45 總計(jì)（MPa）支點(diǎn)x（mm）123387199Δσ(MPa)0.0020690.0028270.002845l279.8391.7393.08436.2變截面x（mm）292331872999Δσ(MPa)0.0020690.0028270.002845l268.2575.9077.15365.45L/4截面x（mm）9873101379949專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..Δσ(MPa)0.0020690.0028270.002845l239.4936.637.6189.28跨中x（mm）196231988719699Δσ(MPa)0.0020690.0028270.002845l20.000.000.000.00鋼筋應(yīng)力松弛損失計(jì)算表表1-18鋼束截面σpe (MPa)σl5 (MPa)1,23,451,23,45支點(diǎn)1271.471255.11257.2536.4134.2234.51變截面1261.461232.621246.4735.0731.2933.081250.921207.561222.7733.6733.6728.1130.02跨中1271.051239.831240.1536.3632.2232.26混凝土收縮、徐變損失的計(jì)算見表1-19?；炷潦湛s、徐變損失的計(jì)算表表1-19截面eps(mm)ρρpsNpe(KN)M 自重(KN?m)σ預(yù)(MPa)σ自重(MPa)σpx(MPa)σl6專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..支點(diǎn)6670.0041.8457674.409.4309.43108.18變截面7.590.005411.8257592.24237.8912.63-4.28.4397.02L/412390.006342.3447488.75211.823.9-9.1614.74136.34跨中12390.006342.3447621.86949.0719.18-10.528.6692.736．預(yù)應(yīng)力損失組合上述各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失組合情況列于表 1-20。應(yīng)力損失組合 表1-20截面σlⅠ=σl1+σl2+ σσl4(MPa)lⅡ=σl5+σl61,23,45 平均1,23,45 平均支點(diǎn)123.53139.9137.75132.92144.59142.4142.69143.33變截面133.52162.38148.59148.07032.09128.31130.1130.18L/4144.08187.44172.23167.0570.164.4566.3667.06跨中123.95155.17154.17142.61129.09124.95124.99156.61八、抗裂性驗(yàn)算1．全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算（1）正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂性驗(yàn)算以跨中截面受拉邊的正應(yīng)力控制 。在荷載組合作用下應(yīng)滿足：變截面處的主要截面幾何性質(zhì)由表 1-13查得。圖1-15為各計(jì)算點(diǎn)的位置示意圖 。各計(jì)算點(diǎn)的部分?jǐn)嗝鎺缀涡再|(zhì)按表 1-21取專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..值，表中，A1為圖1-15中陰影部分面積，S1為陰影部分對(duì)截面形心軸的面積矩，yx1為陰影部分的形心到截面形心軸的距離 ，d為計(jì)算點(diǎn)到截面形心軸的距離。圖1-15 橫斷面計(jì)算點(diǎn)（尺寸單位：mm）計(jì)算點(diǎn)幾何性質(zhì)表1-21計(jì)算點(diǎn)受力階段A1（×106mm2）yx1(mm）D(mm）S1（×109mm3）上梗肋處階段10.339000820.16470.27801階段20.339000875.17020.38593階段30.429000899.66250.38624形心位置階段10.4640660220.30624階段20.4640715770.33176階段30.5540800.600.44353下梗肋處階段10.17041202.69930.20492階段20.230111559380.26577階段30.2301123210150.28348變截面處的有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果匯總于表1-22。變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表表1-22計(jì)算點(diǎn)位置 正應(yīng)力σcx(MPa)剪應(yīng)力τ(MPa)主拉應(yīng)力σtp(MPa)上梗肋6.760.39-0.02形心軸8.460.38-0.02專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..下梗肋18.420.71-0.03計(jì)算結(jié)果表明，下梗肋處主拉應(yīng)力最大，其數(shù)值為σtp，max=-0.03MPa，小于規(guī)范規(guī)定的限制值 0.7ftk=0.7 ×2.4=1.68MPa 。2．變形計(jì)算（1）使用階段的撓度計(jì)算使用階段的撓度值 ，按短期何在效應(yīng)組合計(jì)算 ，并考慮撓度長(zhǎng)期影響系數(shù)ηθ，對(duì)C40混凝土，ηθ =1.60剛度，B0=0.95EcJ0 。九、持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果匯總于表1-23。變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表表1-23計(jì)算點(diǎn)位置 正應(yīng)力σcx(MPa)剪應(yīng)力τ(MPa)主拉應(yīng)力σtp(MPa)主壓應(yīng)力σcp(MPa)上梗肋7.22.6-0.848.04形心軸8.460.18-0.038.46下梗肋11.020.35-0.0111.03最大主壓應(yīng)力σcp=11.03MPa<0.6fck=0.6 ×26.8=16計(jì).08算結(jié)MPa,果表明，使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力 、預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力及斜截面主壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。十、短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí) ，應(yīng)計(jì)算構(gòu)件在制造 、運(yùn)輸及安裝等施工階段，由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失 ）、構(gòu)件自重及其他施工荷載引起的截面應(yīng)力。對(duì)簡(jiǎn)支梁，以跨中截面上、下緣混凝土正應(yīng)力控制。十一、行車道板計(jì)算由于主梁翼緣板內(nèi)鋼筋是連續(xù)的 ，故行車道板可按懸臂梁 （邊梁）和兩端固結(jié)的連續(xù)板（中梁）兩種情況計(jì)算。1.懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算由于行車道板寬跨比大于 2，故按單向板計(jì)算，懸臂長(zhǎng)度如圖1-16。圖1-161）恒載效應(yīng)a．剛架設(shè)完畢時(shí)。計(jì)算懸臂根部一期恒載內(nèi)力為 ：彎矩：Mg1=-1/2×0.15 ×1×25-×1/30.×721/2×0.11 ×1×25×0.72=-1.14KN?m剪力：Qg1=0.15 ×1×25×0.7+1/2 ×0.11 ×1×25×0.7=3.59KN．成橋后橋面現(xiàn)澆部分完成后，施工二期恒載，此時(shí)橋面板可看成凈跨徑為 0.7m的懸臂單向板。圖1-16中：g1=0.15 ×1×25=3KN/m.75，為現(xiàn)澆部分懸臂板自重；計(jì)算二期恒載內(nèi)力如下彎矩：Mg2=-3.75 ×0.31-（0.15）-2×（1-0.125）=-2.7KN?m專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..剪力：Qg2=3.125KNc．總恒載內(nèi)力綜上所述，懸臂根部恒載內(nèi)力為彎矩：Mg=-1.14-2.7=- 3.84KN?m剪力：Qg=3.59+3.125=6.715KN2）活載內(nèi)力M活＝-1.4KN?m活＝32.34。荷載組合：M=1.2×（-3.84）＋1.4×-1（.4）=-6.57KN?mQ=1.2×6.715 ＋1.4×32.34=53.33KN2.連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算1）恒載效應(yīng)a．剛架設(shè)完畢時(shí)橋面板可看成 70cm長(zhǎng)的單向懸臂板。計(jì)算懸臂根部一期恒載內(nèi)力為 ：彎矩：Mg1=-1.14KN?m剪力：Qg1=3.59KNb．成橋后，先計(jì)算簡(jiǎn)支板的跨中彎矩和支點(diǎn)剪力值圖1-17（單位：mm）c．總恒載內(nèi)力專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..2）活載效應(yīng)a．車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力圖1-18（單位：mm）行車道板鋼筋布置圖 （尺寸單位：mm） 圖1-19十二、橫隔梁計(jì)算（一）確定作用在跨中橫隔梁上的計(jì)算荷載本設(shè)計(jì)具有多根內(nèi)橫隔梁 ，鑒于橋梁跨中處的橫隔梁受力最大 ，只計(jì)算跨中橫隔梁的內(nèi)力，其余橫隔梁依據(jù)跨中橫隔梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。圖1-19為跨中橫隔梁縱向的最不利荷載位置。最不利荷載位置（尺寸單位：mm）圖1-19（二）跨中橫隔梁的內(nèi)力影響線通常橫隔梁彎矩為靠近橋中線位置截面的較大 ，而剪力則在靠近兩側(cè)邊緣處的截面較大，所以如圖1-20所示的跨中橫隔梁，只取A、B兩個(gè)截面計(jì)算橫隔梁的彎矩，取1號(hào)梁右和2號(hào)梁右截面計(jì)算剪力。本設(shè)計(jì)采用修正的剛性橫梁法計(jì)算橫隔梁內(nèi)力，先需做出相應(yīng)的內(nèi)力影響線 。專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..影響線計(jì)算圖（尺寸單位：mm）圖1-201.繪制彎矩影響線（1）計(jì)算公式：當(dāng)單位荷載P=1作用在截面的左側(cè)時(shí)（三）截面內(nèi)力計(jì)算（四）橫隔梁的配筋與驗(yàn)算圖1-21 橫隔梁配筋及其計(jì)算截面 （尺寸單位：）（五）抗剪能力驗(yàn)算十三、支座計(jì)算本設(shè)計(jì)采用板式橡膠支座 。．選定支座的平面尺寸由橡膠的抗壓強(qiáng)度和梁端混凝土的局部承壓強(qiáng)度來確定。第二部分 40米T梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一．設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部結(jié)構(gòu)：專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..標(biāo)準(zhǔn)跨徑：40m（墩中心距離）主梁全長(zhǎng)：39.96m計(jì)算跨徑：39.00m橋面凈空：1.5m+9.0m+1.5m=12m設(shè)計(jì)荷載：汽-20，掛-100橋面橫坡：雙向2.0%2、水文地質(zhì)條件（本設(shè)計(jì)為假設(shè)條件）地基土上層為硬塑性粘土，土層厚度為8米，其地基土的比例系數(shù)m=15000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=60Kpa,容許σ承載力[σ0]=260Kpa；①中層為硬塑性亞粘土，土層厚度為7米，其地基比例系數(shù)m=18000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=70Kpa容，許承載力[σ0]=300Kpa；下層為中密粗沙加礫石，土層厚度為12米，其地基土的比例系數(shù)m=35000KN/m4，樁周土極限摩阻力τ=120Kpa，容許承載力[σ0]=450Kpa。3、材料：鋼筋：蓋梁主筋用Ⅱ級(jí)鋼筋，其它均用Ⅰ級(jí)鋼筋；混凝土：蓋梁用C40，墩柱、系梁及鉆孔樁用 C25。、計(jì)算方法：容許應(yīng)力法。5、橋墩尺寸：考慮原有標(biāo)準(zhǔn)圖，選用如圖2-1所示結(jié)構(gòu)尺寸。6、設(shè)計(jì)依據(jù)：《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》葉見曙主編，人民交通出版社《橋梁計(jì)算示例集》（梁橋）易建國(guó)主編，人民交通出版社專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..《橋梁工程》（1985）姚玲森主編，人民交通出版社《公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖》公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖編制組，人民交通出版社《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（合訂本）》(JTJ021-85)人民交通出版社《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 》（JTJ022-85）二.蓋梁計(jì)算1.尺寸擬定順橋向蓋梁寬度 b=1800mm橫橋向蓋梁寬度 B=10400mm結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2-1所示。圖2-1下部結(jié)構(gòu)尺寸（尺寸單位：cm）（一）荷載計(jì)算1.上部構(gòu)造恒載見表 2-1表2-1每片邊梁自重 KN/m每片中梁自重KN/m一孔上部構(gòu)造總重 KN每個(gè)支座恒載反力KN① ⑤②~④① ⑤②~④33.5533.776729.66670.33674.722.蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算(圖2-2)見表2-2q1+q2+q3+q4=304.2KN圖 2-2 （ 尺 寸 單 位 ：專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..cm）表2-2截面編號(hào)自重（KN）彎矩（KN/m）剪力（KN）左Q右1~○1=-11.04-30.462-30.4622~○2q2=0.5*（1.1+1.4）3~○3=19.92138.6138.64~○4=172.3800專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..3.活載計(jì)算1）活載橫向分布系數(shù)計(jì)算，荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠桿法，非對(duì)稱布置時(shí)用偏心受壓法。1）汽-20，①對(duì)稱布置時(shí)，取單列和雙列最大值。（見圖2-3、2-4）：η1=η5=0.057, η2=η4=0.591, η3=0.705圖2-3（尺寸單位：cm）圖2-4（尺寸單位：cm）②列車非對(duì)稱布置時(shí)，取兩種情況最大值（見圖2-5、2-6）圖2-5（尺寸單位：cm）η1=0.682 ，η2=0.541 ，η3=0.401 ，η4=0118.259，，η5=0.圖2-6（尺寸單位：cm）2）掛-100，對(duì)稱布置時(shí)：η1=0，η2=0.205 ，η3=0.591 ，η4=0.205 ，η5=0，偏心布置時(shí)：η1=0.395 ，η2=0.298 ，η3=0.200 ，η4=0.102 ，η5=0.005 ，專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..（2）按順橋向活載移動(dòng)情況，求得支座反力的最大值1）汽-20，考慮到支點(diǎn)外布置荷載 ，并以車輪順橋向著地寬度邊緣為限 （0.20m），布載長(zhǎng)度l為:l=39.0+0.5-0.1=39.40m單孔布載，如圖2-7圖2-7雙孔布載，如圖2-8取B=560.435KN圖2-8汽-20活載內(nèi)力列表表2-3截面編號(hào)彎矩（KN/m）剪力（KN）對(duì)稱非對(duì)稱Q左Q右對(duì)稱非對(duì)稱對(duì)稱非對(duì)稱1~○10000-31.843-382.1152~○2-44.58-534.961-31.843-382.115528.593467.8793~○3378.294-160.658528.593467.879197.426164.7344~○4專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..812.632201.757197.426164.734-197.426-59.4402）掛-100單孔布載：雙孔布載時(shí)：掛-100活載內(nèi)力列表表2-4截面編號(hào)彎矩（KN/m）剪力（KN）對(duì)稱非對(duì)稱Q左Q右對(duì)稱非對(duì)稱對(duì)稱非對(duì)稱1~○100000-374.1612~○20-523.8250-374.161473.077437.9553~○3378.462-173.461473.077437.955279.545156.2594~○4993.461170.308-279.545156.259-279.545-32.972(二)內(nèi)力計(jì)算1.恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力1）彎矩計(jì)算如圖2-9，截面位置見圖示，為求得最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取用非對(duì)稱布置時(shí)數(shù)值，跨中彎矩取用對(duì)稱布置時(shí)數(shù)值。專業(yè)技術(shù)資料.. .. ..圖2-9（尺寸單位：cm）按圖2-9給出的截面位置，各截面彎矩計(jì)算式為：M○1~○1=0；M○2~○2=-R1×1.2； M○3~○3=-R1×2.-4R2×0.1；M○4~○4=-