20米預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計

B河水文設(shè)計原始資料及計算1.1．設(shè)計原始資料（1）設(shè)計流量：Qs=500m（2）設(shè)計流速：Vs=2.66（3）河床比降：7‰（4）汛期含沙量：p=18㎏/m3（5）橋位處于重丘陵區(qū),汛期多為六、七級風(fēng),風(fēng)壓0.75Kpa，河流無流冰現(xiàn)象,亦無流木和較大漂浮物,不通航,無抗震要求.標準冰凍深度：hd=1.41.2河段類型判斷河段彎曲，水流分支汊，且有沙洲，河床寬淺，抗沖刷能力差，主流在河床內(nèi)易擺動，灘槽不宜劃分，所以綜合分析判斷：該河屬于次穩(wěn)定河段。1.3設(shè)計流量和設(shè)計流速的復(fù)核根據(jù)地質(zhì)縱剖面圖繪出的河床樁號（見下表1.1），繪制河流縱斷面圖(圖1.1)河床樁號表1.1樁號6+056.456+057.756+124.956+126.056+197.45標高478.95477.05476.95477.45478.95圖1.1河流縱斷面圖(單位:㎝)過水面積、水面寬度、濕周計算表表1.2里程樁號河床標高（m）水深（m）平均水深（m）間距（m）過水面積（㎡）濕周累計面積（㎡）6+056.45478.9500.951.32.31.2351.2356+057.75477.051.91.9560.7267.3131.04132.246+124.95476.9521.751.19.81.93134.166+126.05477.451.50.757.1471.453.55187.716+197.45478.950由上表可得：Bc=141mhc==1.33m∴Vc=mc×hc2/3×i1/2=27×1.332/3×0.0071/2=2.73mQs=Wc×Vc=187.75×2.73=512.56m∴Qc≈Qs=500m3∴Vs==2.73≈2.66m/s經(jīng)過計算與原始資料基本相吻合1.4擬定橋長該河屬于開闊順直微彎河段，按《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（JTGC30-2002）規(guī)定，采用經(jīng)驗公式計算。各系數(shù)為：kq=0.84n3=0.9Qp=500m3/sQc=512.56m/sBc所以橋孔最小凈長度為：Lj=kq×（）×Bc=0.84××141.00=115.82m經(jīng)過綜合分析套用標準跨徑6×20鋼筋混凝土簡支T型梁橋，采用雙柱式橋墩。建橋后實際橋孔凈長:Lj=6×20-5×1.5=112.5m（如需要可適當壓縮河床以滿足要求）1.5計算橋面標高（1）雍水高度Fr==2.732/9.8×1.33=0.572＜1即設(shè)計流量通過時為緩流v0M=vc=vs=2.66m橋孔側(cè)收縮系數(shù)e=1-0.375=1-0.375=0.95橋墩阻水引起過水斷面折減系數(shù)r===0.075沖刷系數(shù)p=1.3沖刷前橋下含橋墩在內(nèi)的毛計算過水斷面面積：A==164.543凈水面積：A=(1-r)=(1-0.075)152.2m河灘路堤阻斷面積：A=A-A=187.75-164.543=23.21m河灘路堤阻斷流量：Q=A=23.21m=61.74/500=0.12348=12.35％水流阻力系數(shù)V=×(+V)=×(+2.66)=2.97=0.07×(2.97-2.66)=0.12m故橋下雍水高度△Z’,=△Z/2=0.06（2）波浪高度甴已知資料可知該河段寬淺為季節(jié)性河流,故可以不計算波浪高度。(3)橋面標高不通航河段：△hT=0.5m建筑高度：△hD=1.75+0.14=1.89m橋面標高：Hq=Hj+△hT+△hD=1101.02+0.5+1.89=1103.41m計算水位：Hj=Hs+Σ△h=478.95+0.08+0.38=1101.02m路面標高：484.61m1.6沖刷計算一般沖刷按《公路工程、水文勘測設(shè)計規(guī)范》（JIGC30—2002）7.3.1-2條規(guī)定：A===1.39Q2=,（取Q2=Qp=500m3/s）其中各系數(shù)為：μ=0.952,=1.33m,=1.8mm，E=O.86,h=1.95mhp左==(1.39×0.86×1.8)=5.09m局部沖刷V=E·hp2/3=0.86×1.81/6×5.092/3=2.8m/sV0=0.0246=0.0246×=0.7m/skη1=0.8·（）=0.8×（）=1.35V0,=0.462××V0=0.462×（1.8/1.5）0.06×0.70=0.326m/sn1====0.678由于V＞V0故有hb=kε·kη1B10.6（V0-V0,）（）n1=1.05×1.35×1.5×(0.7-0.326)×（）0.678=2.44m橋下河槽最低沖刷線標高Hm=Hs-1.98-1.21=478.95-5.09-2.44=471.42m1.7方案比選方案比選表表1.3方案類別第一方案第二方案第三方案比較項目6×20m鋼筋混凝土T梁4×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋6×20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋長115.82m115.82m115.82m優(yōu)點便于成批大量生產(chǎn)，梁體安裝方便，其設(shè)計和施工經(jīng)驗成熟，結(jié)構(gòu)跨越能力較強便于成批大量生產(chǎn)，梁體安裝方便，其設(shè)計和施工經(jīng)驗成熟，結(jié)構(gòu)跨越能力較強結(jié)構(gòu)整體性能較好，抗扭剛度大，設(shè)計及施工經(jīng)驗豐富其橫向穩(wěn)定性要比T梁強的多缺點單片T梁的橫向剛度很小，很容易產(chǎn)生橫向位移，給安裝帶來一定的麻煩，建筑高度高一些箱梁一般都是懸澆施工的變截面箱梁，所以施工進度慢，機械設(shè)備投入較大由于梁高較低所以其跨徑不能很大但施工中如用的是氣囊，很容易引起頂板厚度嚴重不足使用效果屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力較好。主橋橋面連續(xù)，無伸縮縫，行車條件好，養(yǎng)護也容易屬于超靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整度較好，使用階段易于養(yǎng)護，養(yǎng)護經(jīng)費較低。屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整，行車條件較好，但養(yǎng)護較麻煩綜上所述，三種橋梁中鋼筋混凝土T型梁橋相對適應(yīng)，采用大跨徑比較經(jīng)濟且建筑高度滿足要求，便于施工，工期較短，故采用第一種方案。2．設(shè)計資料及構(gòu)造布置2.1設(shè)計資料2.1.1橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝?20.00m主梁全長=19.96m計算跨徑=1橋面凈空——2(15+20.5)=32m2.1.2設(shè)計荷載高速公路,公路—Ⅰ級荷載2.1.3設(shè)計依據(jù)(1)交通部頒《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01—2003），簡稱《標準》。(2)交通部頒《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JIGD60—2004），簡稱《橋規(guī)》。(3)交通部頒《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JIGD62—2004），簡稱《公預(yù)規(guī)》。2.1.4材料及工藝混凝土：主梁用C50，欄桿及橋面鋪裝用C30。主梁鋼筋及附屬：主梁采用HRB335鋼筋,其他采用R235鋼筋。2.1.5設(shè)計材料基本數(shù)據(jù)見下表1.4基本數(shù)據(jù)表1.4名稱項目符號單位數(shù)據(jù)C50砼立方強度fcu，kMPa50彈性模量EcMPa3.45×104軸心抗壓標準強度fckMPa32.4軸心抗拉標準強度ftkMPa2.65軸心抗壓設(shè)計強度fcdMPa22.4軸心抗拉設(shè)計強度ftdMPa1.83HRB335標準強度fpk‘MPa1860彈性模量Ep‘MPa1.95×105抗拉設(shè)計強度fpdMPa1260材料重度C50混凝土r1KN/m325.0C30混凝土r4KN/m3242.1.6.結(jié)構(gòu)尺寸（1）1/2主梁斷面(如圖1.2)圖1.21/2主梁斷面(單位:㎝)橫梁斷面(如圖1.3)2.2.主梁計算2.2.1主梁跨中截面主要尺寸擬訂(1)主梁跨中截面主要尺寸擬訂(如圖1.4)求主梁界面的重心位置a：平均板厚：cm則a==39.4cmI=160+=9.95101066×10==單位寬度抗彎及抗扭慣矩：2.2.2橫梁抗彎及抗扭慣矩橫梁抗彎及抗扭慣矩(如圖1.5)圖1.5橫梁抗彎及抗扭慣矩(單位:㎝)翼板有效寬度計算：橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即根據(jù)比值可查附表，得所以=0.84672，c=0.84672×2.325=1.97m橫梁截面重心位置橫梁的抗彎和抗扭慣矩和===0.04477=4.477=，查表得=1/3由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣矩可取=1/6。，查表=0.284故==單位抗彎及抗扭慣矩和2.2.3計算抗彎參數(shù)（B=）,其中，則有故2.2.4計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標已知，查G——M圖表荷載彎矩橫向分布影響線坐標表1.5梁位荷載位置b0____b00.500.721.001.251.401.251.000.750.501.151.291.351.431.151.000.580.23-0.092.282.111.691.451.020.750.25-0.18-0.503.22.61.91.280.280.22-0.18-0.48-0.95b5.003.22.11.180.450.09-0.52-0.5-1.1500.60.871.001.121.131.111.000.950.90.91.111.131.21.140.800.850.750.801.601.451.351.161.000.860.750.560.501.901.71.551.140.920.750.650.450.38b2.501.901.51.150.870.630.560.560.27用內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標值，表格1.6如下：1號（9號）2號（8號）3號（7號）4號（6號）5號列表計算各梁的橫向分布影響線坐標值如表1.7各梁的橫向分布影響線坐標值表1.7梁號計算式荷載位置b3/4b1/2b1/4b0-1/4b-1/2b-3/4b-b1號K’=2.0801.7871.4451.1220.8720.6530.5440.4220.294=4.2843.2202.2741.2470.4020.164-0.374-0.679-1.1071-2.204-1.473-0.829-0.0270.4700.4890.9181.0991.365-0.412-0.275-0.155-0.0050.0880.0910.1720.2050.2553.8722.9452.1191.2420.4900.255-0.202-0.473-0.816=0.7740.5890.4240.2480.0980.051-0.040-0.095-0.1632號1.6681.5711.3671.1670.9330.7460.6330.4730.4003.2042.6492.0181.3660.5480.382-0.052-0.401-0.768-1.536-1.078-0.651-0.2000.3850.3640.6850.8741.168-0.287-0.201-0.122-0.0370.0720.0680.1280.1630.2182.9172.4471.8961.3290.6200.4500.076-0.238-0.549=0.5830.4890.3790.2660.1240.0900.015-0.048-0.1103號1.3341.3021.2741.201.0220.8220.7370.5660.5222.1471.9741.7621.501.0940.7270.327-0.101-0.412-0.813-0.672-0.488-0.300-0.0720.0950.4100.6670.934-0.152-0.126-0.091-0.056-0.0130.0180.0770.1250.1751.9951.8481.6711.4441.0810.7450.4040.024-0.237=0.3990.3700.3340.2890.2160.1490.0810.005-0.0474號1.0671.1071.1601.1921.1110.9250.8840.7510.6221.1681.2841.4011.4731.2671.2080.6440.305-0.034-0.101-0.177-0.241-0.281-0.156-0.1030.2400.4460.656-0.019-0.033-0.045-0.052-0.029-0.0190.0450.0830.1231.1491.2511.3561.4211.2381.0090.6890.3880.089=0.2300.2500.2710.2840.2480.2020.1380.0780.0185號0.8000.9201.0001.1301.2001.1301.0000.9200.8000.5000.7501.0001.2501.4001.2501.0000.7500.5000.3000.1700-0.120-0.200-0.12000.1700.3000.0560.0320-0.022-0.037-0.02200.0320.0560.5560.7821.0001.2281.3631.2281.0000.7820.556=0.1110.1560.2000.2460.2730.2460.2000.1560.111繪制橫向分布影響線圖求橫向分布系數(shù)(圖1.6)圖1.6橫向分布影響線圖表1.81號梁兩行汽車三行汽車四行汽車防撞墻0.75-0.154=0.5962號梁兩行汽車三行汽車四行汽車防撞墻0.57-0.101=0.4693號梁兩行汽車三行汽車四行汽車防撞墻0.395-0.04=0.3554號梁兩行汽車三行汽車四行汽車防撞墻0.231+0.025=0.2565號梁兩行汽車三行汽車四行汽車防撞墻0.116+0.116=0.2322.2.5梁端剪力橫向分布系數(shù)計算按杠桿法計算則有：1號梁：2號梁：3號梁：4號梁：5號梁：2.2.6.作用效應(yīng)計算1.永久作用效應(yīng)（1）永久荷載：①主梁(圖1.7)圖1.7主梁截面(單位:㎝)則g=0.5=12.5②橫隔板(圖1.8)圖1.8橫隔板截面(單位:㎝)每延米重力：③橋面鋪裝瀝青混凝土：混凝土墊層：（取平均厚度9cm）合計：④欄桿防撞墻重力7.850若將兩側(cè)防撞墻按橫向分布系數(shù)分攤至各梁的板重力1號，9號梁：2號，8號梁：3號，7號梁：4號，6號梁：5號梁：各梁的長久荷載表1.9梁號主梁橫梁防撞墻鋪裝層合計1（9）12.751.7444.6794.71623.0172（8）12.751.7443.6824.71622.8923（7）12.751.7442.7794.71621.9894（6）12.751.7442.0174.71621.227512.751.7441.8374.71621.047（2）永久作用效應(yīng)計算影響線面積計算表2.1項目計算面積影響線面積永久作用效應(yīng)計算表2.2梁號qqqqqq1（9）23.6447.531123.623.6435.65842.7623.649.75230.52（8）22.6447.53107622.6435.65807.122.649.75220.73（7）21.7447.531033.321.7435.6577521.749.75211.94（6）20.9647.53996.220.9635.65747.220.969.752204.4520.7847.53987.820.7835.65740.820.789.75202.62.可變作用效應(yīng)（1）汽車荷載沖擊系數(shù)自振頻率為：(2)公路——I級均布荷載，集中荷載及其影響線面積。按照規(guī)定：公路一級車道荷載的均布荷載標準值為：，可變作用效應(yīng)表2.3項目頂點位置l/2處10.523847.53l/4處10.523835.63支點處10.52389.75l/2處10.5238(3)可變作用效應(yīng)（彎矩）計算公路——I級產(chǎn)生的彎矩表2.4梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)10.9460.9461.248010.547.5335.632384.8723.6561958.21468.720.8180.81847.5335.634.8723.6561693.21267.030.7060.70647.5335.634.8723.6551461.41096.140.6020.6027.5335.654.8723.655930.60934.8050.4960.4967.5335.654.8723.655766.70770.20（4）可變荷載剪力效應(yīng)計算按照《橋規(guī)》4.3.1條規(guī)定，集中荷載標準值需乘以1.2的系數(shù)?？缰屑袅Φ挠嬎憧缰屑袅Ρ?.5梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)10.9461.248010.52.438285.60.5198.820.8181.248010.52.438285.60.5171.930.7061.248010.52.438285.60.5148.440.6021.248010.52.438285.60.5126.550.4961.248010.52.438285.60.5104.2點剪力的計算支點剪力效應(yīng)橫向分布系數(shù)（如表2.6）①=0.475=0.945②=0.6=0.82③=0.6=0.705④=0.638=0.6⑤=0.5=0.495表2.6支點剪力效應(yīng)計算：式中：——相應(yīng)于某均布活載作用處的橫向分布圖縱坐標——相應(yīng)于某均布活載作用的數(shù)值——相應(yīng)于某集中活載的數(shù)值梁端剪力效應(yīng)計算汽車荷載作用產(chǎn)生的支點剪力效應(yīng)計算（單位：KN）表2.71號梁2號梁3號梁4號梁5號梁3.基本荷載組合基本荷載組合：按《橋規(guī)》4.1.6條規(guī)定，永久作用設(shè)計值效應(yīng)與可變作用的設(shè)計但效應(yīng)的分項系數(shù)為r，永久荷載作用分項系數(shù)，汽車荷載作用分項系數(shù)，設(shè)計安全等級Ⅱ級取彎矩基本組合表（單位：KN*m）表2.8梁號內(nèi)力①永久荷載②汽車③11123.61958.24089.8842.761468.73067.5210761693.23661.68807.112672742.3231033.31461.43285.927751096.12464.544996.2930.62489.28747.2934.82205.365789.7776.72258.62740.8770.21967.24③剪力效應(yīng)基本組合剪力效應(yīng)以I號梁（最大）控制設(shè)計橋規(guī)4.1.6基本組合安全等級Ⅱ級取1.0，永久作用分項系數(shù)取1.2，汽車荷載分項系數(shù)取1.4剪力效應(yīng)組合表（單位：KN）表2.9梁號剪力效應(yīng)永久荷載汽車荷載1230.5270.23645.60188.26273.832220.7324.92703.580178.63245.763211.9303.87678.740138.73209.474204.4303.56671.370124.57173.425202.6238.6578.640102.4142.962.3.持久狀況承載能力極限狀態(tài)下界面設(shè)計，配筋與驗算2.3.1.跨中截面的縱向受拉鋼筋計算(1)由彎矩基本組合表可知，1號梁Md值最大，考慮到施工方便，偏安全地一律按1號梁計算彎矩進行配筋。設(shè)鋼筋凈保護層為30mm，采用焊接鋼筋骨架，設(shè)主梁尺寸圖如圖1.9主梁尺寸(單位:㎝)則主梁有效高度混凝土保護層厚度c取32mm,且滿足附表1-8中的規(guī)定鋼筋間橫向凈距（故滿足構(gòu)造要求）（2）截面復(fù)核則實際有效高度由于﹥故為第一截面按截面實際配筋計算受壓高度x=求得正截面抗彎承載力：又所以截面復(fù)核滿足要求，設(shè)計安全。2.3.2.腹筋設(shè)計根據(jù)斜截面抗剪承載力進行斜筋配置由計算可知，支點剪力效應(yīng)以2號梁為最大，為偏安全設(shè)計，一律用了3號梁計算?？缰屑袅π?yīng)以1號梁為最大，一律以1號梁為準。其中：假定有通過支點。按《公預(yù)規(guī)》9.3.10條的構(gòu)造要求：根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.9規(guī)定，構(gòu)造要求需滿足==1045.8﹥703.58KN按《公預(yù)規(guī)》5.2.10條規(guī)定：支座截面：跨中截面：介于兩者之間應(yīng)進行持久狀況斜截面抗剪極限狀態(tài)承載力驗算（1）斜截面配筋的計算圖式，按《公預(yù)規(guī)》5.2.6條與5.2.4條規(guī)定①最大剪力取距支座中心h/2處截面的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)不小于60%，彎起鋼筋承擔(dān)不大于40%。②算第一排彎起鋼筋時，用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。③計算以后每一排彎起鋼筋時，取用前一排彎起鋼筋點處有彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。已知1號梁跨中彎矩，按《公預(yù)規(guī)》5.2.3公式(5.2.3-2)（1)鋼筋數(shù)量計算判定T型截面類型，故受壓混凝土合力產(chǎn)生的力矩，x≤屬于第一類T形截面計算受壓高度x,求受拉鋼筋面積,布置如圖2.1圖2.1(單位:㎝)（2）由內(nèi)插法可得：距梁高處的剪力效應(yīng)KN其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計算值至少為應(yīng)有彎起鋼筋包括斜筋承擔(dān)的剪力計算值最多為設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長度：彎起鋼筋圖2.2（3）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335）為222，鋼筋重心至梁受壓翼板上緣距離為彎起鋼筋的彎起角度為45度，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配到的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應(yīng)落在前一排彎起鋼筋彎起點的構(gòu)造規(guī)定，來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置。首先要計算彎起鋼筋上，下彎起鋼筋上，下彎起點之間垂直距離現(xiàn)擬彎起鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的以及至支座中心距離，分配的剪力計算值，所需的彎起鋼筋面積值列入表12根據(jù)《公橋規(guī)》規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎折點應(yīng)位于制作中心截面處，這時為：彎筋的彎起角為45度，則第一排彎筋（2N7）的彎起點距支座中心距離為1328mm彎筋與梁縱軸線交點距支座中心距離為對于第二排彎起鋼筋：設(shè)第二排彎筋（2N6）的彎起點2距支座中心距離為：1328+800=2128mm分配給第二排鋼筋的計算剪力值，有比例關(guān)系計算其中，，設(shè)置彎起港機區(qū)段長度為4520.5mm所需彎起鋼筋面積為：第二排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心距離為對于第三排鋼筋，設(shè)第三排彎筋（2N5）的彎起點3距支座中心距離為2128+400=2528mm分配給第三排彎筋的計算剪力值，有比例關(guān)系計算所需彎起鋼筋面積為第三排彎起鋼筋與梁軸線交點3’對于第四排彎起鋼筋設(shè)第四排彎筋（2N4）的彎起點4距制作中心距離為2528+500=3028mm分配給第四排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算所需彎起鋼筋面積第四排彎起鋼筋與梁軸線交點4’對于第五排彎起鋼筋設(shè)第五排彎筋（2N3）的彎起點5’距制作中心距離為3028+600=分配給第五排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算所需彎起鋼筋面積第五排彎起鋼筋與梁軸線交點5’對于第六排彎起鋼筋設(shè)第六排彎筋（2N2）的彎起點6’距制作中心距離為3628+700=分配給第六排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算所需彎起鋼筋面積第六排彎起鋼筋與梁軸線交點6’對于第七排彎起鋼筋設(shè)分配給第七排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算所需彎起鋼筋面積第七排彎起鋼筋與梁軸線交點7’彎起鋼筋計算表3.1彎起點123456713288004005006007009001328212825283028362843285228276.128249.6212.88194.53171.5144111.9需要的1859.81681.11433.81310.231155.1969.9753.6提供的16082321608232160923216082321608232160823216082326641499.51935.32471.13106.93842.74778.5彎起鋼筋N7，N6提供的彎起面積小于截面所需的鋼筋面積，因此需要在與N7相同的彎起位置加焊接斜筋2N/2彎起面積1608+402=2010＞1833.7,在與N6相同的彎起位置加焊接斜筋2N/3，使得總彎起面積1608+226=1884＞1683.53，從而滿足要求。按照計算剪力初步布置彎起鋼筋如圖2.3現(xiàn)按照同時滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點位置。由已知跨中截面彎矩計算值，支點中心處，做出梁的計算彎矩包絡(luò)圖如圖15.在L/4截面處，因K=4.875m,L=19.5m，，故彎矩計算值為各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力計算如表3.2鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載能力表3.2梁區(qū)段截面縱筋有效高度mmT形截面類型受壓區(qū)高度抗彎承載能力mm1608支座中心--1點1450.1第一類11.17580.6489020.232171點—2點41432.2第一類22.341139.9858257.848262點—3點61414.3第一類33.511683.7677451.964343點—4點81396.4第一類44.682206.6916583.684024點—5點101378.5第一類55.852702.7125627.396525點—6點121360.6第一類67.033180.4214524.9112606點—7點141342.7第一類78.193635.5673131.4128687點—8點161324.8第一類89.634071.8770其中受壓區(qū)高度抗彎承載能力將表3.6的正截面抗彎承載能力在圖3.3上用平行線表示出來，它們與彎矩包絡(luò)圖的交點分別為i,j……q,由各可求得i,j……q,到跨中截面X厚現(xiàn)以圖3.3所示彎起鋼筋彎起點初步位置來逐個檢查是否滿足《公橋規(guī)》的要求第一排彎起鋼筋（2N7）其充分利用點O的橫坐標x=8257.8mm,而N7的彎起點1的橫坐標，說明o點位于1點右邊，且其不需要點p的橫坐標n=9020.20，而N7與梁中軸線交點滿足要求第二排彎起鋼筋（2N6）其充分利用點n的橫坐標x=7451.9mm,而N6的彎起點2的橫坐標其不需要點o的橫坐標8257.8，而N6與梁中軸線交點第三排彎起鋼筋（2N5）其充分利用點m的橫坐標x=6583.6mm,而N5的彎起點3的橫坐其不需要點o的橫坐標7451.9，而N5與梁中軸線交點第四排彎起鋼筋（2N4）其充分利用點L的橫坐標x=5627.3mm,而N4的彎起點4的橫坐標其不需要點m的橫坐標6583.6，而N4與梁中軸線交點第五排彎起鋼筋（2N3）其充分利用點K的橫坐標x=4524.9mm,而N3的彎起點5的橫坐標其不需要點L的橫坐標5627.3，而N3與梁中軸線交點第六排彎起鋼筋（2N2）其充分利用點j的橫坐標x=3131.400mm,而N2的彎起點6的橫坐標其不需要點K的橫坐標4524.9，而N2與梁中軸線交點第七排彎起鋼筋（2N1）其充分利用點i的橫坐標x=0mm,而N1的彎起點1的橫坐標其不需要點j的橫坐標3131.400，而N1與梁中軸線交點由上述檢查結(jié)果可知圖15所示彎起鋼筋彎起點初步位置滿足要求。（4）箍筋設(shè)計采用直徑為8mm的雙支箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等間距布置。按《公預(yù)規(guī)》5.2.11條規(guī)定，箍筋間距計算公式為：距支座中心處的主筋為箍筋間距選用50mm（5）斜截面抗剪承載力復(fù)核據(jù)此斜截面抗剪強度的驗算截面如圖2.4，既有圖2.4梁彎起鋼筋和斜筋設(shè)計布置圖（尺寸單位：mm）,a)彎起鋼筋和斜截面布置b)相應(yīng)于剪力計算值Vx的彎矩計算值Mx的包絡(luò)圖，c)剪力計算值的包絡(luò)圖按《公預(yù)規(guī)》5.2.7條規(guī)定：受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時，其斜截面抗剪強度驗算公式為：斜截面水平投影長度c按下使計算：為了簡化計算可近似取c值為c=即由c值內(nèi)插求得各個斜截面頂端處的最大剪力和相應(yīng)的彎矩（1）距支座處的截面H截割一組彎起鋼筋，則縱向鋼筋的含筋率（2）距支座中心1178mm處截面2——2(3)距支座中心1978mm處截面3——3（4）距支座中心2378mm處截面4——4（5）距支座中心2878mm處截面5——5（6）距支座中心3478處截面6——6（7）距支座中心4178處截面7——7（8）距支座中心5078mm處截面8——82.3.3持久狀況斜截面抗彎極限承載能力極限狀態(tài)驗算按《公橋規(guī)》5.2.12條規(guī)定，其最不利的斜截面水平投影長度按下式通過試算確定：一組（兩根）彎起鋼筋可承受的剪力：一組雙肢箍筋可承受的剪力：驗算距支座中心h/2處的截面：箍筋間距為10cm，若斜截面通過六根箍筋，2組斜筋時距支座中心1.328m最大計算彎矩按《公預(yù)規(guī)》5.2.12條規(guī)定，斜截面抗彎承載力驗算：2.3.4持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算按《公橋規(guī)》6.4.3條規(guī)定，最大列縫寬度按下式計算：取1號梁的彎矩效應(yīng)相結(jié)合短期效應(yīng)組合：長期效應(yīng)組合：選短期效應(yīng)組合時，鋼筋應(yīng)力：滿足《公預(yù)規(guī)》6.4.2條在一般正常大氣條件下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件不超過最大裂縫寬的要求，但是，還要滿足《公預(yù)規(guī)》9.3.8條規(guī)定，在梁腹高的兩側(cè)設(shè)置直徑為的縱向防裂鋼筋。若用8，則2.3.5持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰炈惆础豆A(yù)規(guī)》6.5.1和6.5.2條規(guī)定X——換算截面中軸距T梁頂面的距離全截面對重心軸的慣性矩：全截面抗裂邊緣彈性抵抗矩：為開裂截面的慣性矩根據(jù)上述的計算結(jié)果，結(jié)構(gòu)的自重彎矩為1132.89KN.m，公路一級可變荷載永久作用可變作用（汽車）《公預(yù)規(guī)》6.5.3規(guī)定當采用c40——c80混凝土，中間強度等級按直線內(nèi)插入取用c50，2.4橫梁的計算2.4.1橫梁彎矩計算（用G——M法）對于具有多根內(nèi)橫梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截面受力最不利，故通常只要計算跨中橫梁的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全地設(shè)計，從主梁計算已知當f=0時，查G——M法用表內(nèi)插法計算荷載位置從0到-b的各項數(shù)值均與0到b之間數(shù)值對稱表3.3系數(shù)項荷載位置b荷載位3/4b荷載位置1/2b荷載位置1/4b荷載位置0-0.200-0.100-0.900.0950.225-0.040-0.0250.0050.0400.160-0.270-0.130-0.0170.0550.065-0.050-0.024-0.0030.0100.012-0.250-0.124-0.9030.1050.237繪制橫梁跨中截面的彎矩影響線圖2.5橫梁跨中截面的彎矩影響線(單位:㎝)按最不利位置加載集中荷載換算成正弦荷載的峰值計算：公路一級車輛荷載如圖2.6（單位：M）車輛荷載圖2.6按《橋規(guī)》4.1.6條，荷載安全系數(shù)采用如下故橫梁內(nèi)力：正彎矩由汽車荷載控制,負彎矩2.4.2橫梁截面配筋與驗算1.正彎矩配筋把鋪裝層折算3cm計入截面，則橫梁翼板寬度為：橫梁圖2.7(單位:㎝)1/3跨徑：1400/3=480cm按規(guī)范要求取小者，即按《公橋規(guī)》5.2.2條規(guī)定驗算截面抗彎承載力：2.負彎矩配筋（圖2.8）負彎矩配筋圖2.8(單位:㎝)取a=3cm,均大于《公預(yù)規(guī)》9.1.12條規(guī)定的受拉區(qū)鋼筋最小配筋百分率0.20%，滿足要求。3．行車道板的計算3.1.1行車道板荷載計算（以縱向1m寬的板條進行計算）考慮到主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固定和中間鉸接的板計算，如圖2.9：行車道板圖2.9(單位:㎝)（1）每延米板上的橫載g瀝青混凝土面層:g1=0.02×1.0×23=0.46KN/m混凝土墊層:g2=0.09×1.0×24=2.16KN/mT梁翼板自重:g3=0.18×1.0×25=4.5KN/m合計:g=Σgi=0.46+2.16+4.5=7.12KN/m（2）每米寬板條上的內(nèi)力彎矩:MAg=-gl02/2=-7.12×(1.80-0.20)2÷2=-9.11KN/m剪力:QAg=gl0=7.12×1.60÷2=4.56KN（3）可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)公路I級：以重車后輪作用于絞縫軸線上為最不利布置，此時兩邊的懸臂板各承受一半的車輪荷載，如圖3.1：行車道板的計算圖3.1(單位:㎝)將后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為P=140KN，軸壓分布寬度如圖。對于車輪荷載中后輪的著地長度為，寬度為，則得：荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：其中：沖擊系數(shù)作用于每米寬板條上的彎矩：(4)荷載組合恒+汽：所以行車道板的設(shè)計內(nèi)力為：3.1.2行車道板截面設(shè)計，配筋與強度驗算按其中最不利荷載效應(yīng)配筋，即Md=-30.7?m，懸臂板根部高度h=16cm,凈保護層a=30mm,若選用直徑18的鋼筋，則有效高度按《公預(yù)規(guī)》5.2.2條γ0?Md<fcd?b化簡整理得：按《公橋規(guī)》5.2.2條規(guī)定：當選用半徑18的鋼筋時，實際配筋面積又大于計算面積，則其承載力肯定大于作用效應(yīng)，故承載力驗算可以忽略，此時所提供的鋼筋截面積，按《公預(yù)規(guī)》5.2.9條規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：故不需要進行斜截面抗剪承載力計算，僅拉構(gòu)件需要配置箍筋，承載能力驗算：4．支座計算采用板式橡膠支座，其設(shè)計按《公預(yù)規(guī)》要求進行。4.1.1選定支座的平面尺寸橡膠支座的平面尺寸由橡膠板的抗拉強度和梁端或墩臺頂混凝土的局部承壓強度來確定。對橡膠板應(yīng)滿足：若選定支座平面尺寸，則支座形狀系數(shù)S為：式中：t——中間層橡膠片厚度，?。?；；，滿足規(guī)范要求。橡膠板的平均容許壓應(yīng)力為，橡膠支座的剪變彈性模量（常溫下），橡膠支座的抗壓彈性模量為：計算時由表可知最大支座反力為：故（故滿足要求）4·1·2確定支座的厚度主梁的計算溫度取，溫度變形由兩端的支座均攤，則每一個支座承受的水平位移為：計算汽車荷載制動力引起的水平位移，首先必須確定作用在每一個支座上的制動力。對于20m橋梁可布置一行車隊，汽車荷載制動力按《橋規(guī)》4.3.6條，為一車道上總重力的10%，一車道的荷載的總重為：，,又要求不小于90kN，取制動力為90kN。6根梁共12個支座，每支座承受的水平力為：按《公預(yù)規(guī)》8.4條要求，橡膠層總厚度應(yīng)滿足：不計汽車制動力時：計汽車制動力時：或，即：《橋規(guī)》的其他規(guī)定：選用3層鋼板和4層橡膠片組成橡膠支座。上下層橡膠片厚度為0.25cm，中間層厚度為0.5cm，薄鋼板厚0.2cm，總厚度為=20.5+20.25=1.50.601cm并4.0cm（合格）支座總厚度：。4·1·3驗算支座的偏轉(zhuǎn)支座的平均壓縮變形為：按規(guī)范要求應(yīng)滿足，即（合格）跨中撓度值f:梁端轉(zhuǎn)角：設(shè)恒載時主梁處于水平狀態(tài),則公路—II級荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角為：驗算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足：符合規(guī)范要求。4·1·4驗算支座的穩(wěn)定性已知恒載支點反：確定汽車荷載引起的最小支承反力，按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》規(guī)定為，溫度引起水平力：驗算滑動穩(wěn)定性：0.3(230.5+63.115）=88.11.4h+H=1.48.5+7.5=19.588.1（滿足要求）以及:N=0.3230.5=69.151.4h=11.96(滿足要求)均滿足規(guī)范要求，故支座不會發(fā)生相對滑動。5．蓋梁和橋墩的計算及其配筋5.1蓋梁荷載計算5.1.1上部構(gòu)造永久荷載①邊梁自重（1號和9號）：23.017kn/m中梁自重：2號（8號）：22.892kn/m3號（7號）：21.989kn/m4號（6號）：21.272kn/m5號：21.047kn/m一孔構(gòu)造自重：3977.968kn/m支座恒載反力：1：229.710kn2:228.462kn3:219.450kn4:211.845kn5:210.049kn5.1.2.蓋梁自重及作用效應(yīng)計算圖3.2蓋梁自重及作用效應(yīng)計算(單位:㎝)蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩,剪力效應(yīng)計算表3.4截面編號自重(KN)彎矩(KN·M)剪力(KN)V左V右1-120.25-4.3-20.25-19.1252-226.7-19.5-46-453-378.8-126.8-122.4-121.054-4109.3-438.5-227.5210.65-5109.3-155.5109.3105.36-6109.3-60.600+26.7＋78.8＋109.3×3=453.65KN5.1.3.蓋梁可變荷載計算（1）可變荷載橫向分布系數(shù)計算：荷載對稱布置時按杠桿原理法計算，非對稱布置時按偏心受壓法。eq\o\ac(○,1)公路I級a.單車列，對稱布置如圖3.3圖3.3可變荷載橫向分布(單車列對稱布置,單位:㎝)=b.雙車列，對稱布置圖3.4可變荷載橫向分布(雙車列對稱布置,單位:㎝)=c.三車列，對稱布置圖3.5可變荷載橫向分布(三車列對稱布置,單位:㎝)=d.同理：四列車對稱布置結(jié)果如下：e.非對稱布置圖3.6可變荷載橫向分布(非對稱布置,單位:㎝)，n=91)單車列，非對稱布置（）2)雙車列，非對稱布置（）3）三車列，非對稱布置，車道橫向折減系數(shù)0.78（）4）同理：四車列非對稱布置，車道橫向折減系數(shù)0.67（）（2）按順橋向可變荷載移動情況，求支座可變荷載反力（即最大值）圖3.7可變荷載移動情況(單位:㎝)表3.5單孔布載單列車B=雙列車2B=2×340.375=680.8KN三列車3B=3×340.375=1021.2KN四列車4B=4×340.375=1361.5KN雙孔布載單列車B=雙列車2B=2×442.75=885.5KN三列車3B=3×442.75=1328.3KN四列車4B=4×442.75=1771KN(3)可變荷載橫向分布后各梁的支座反力各梁支點反力計算表3.6荷載橫向分布公路一級荷載計算方法布設(shè)橫向分布系數(shù)單孔B單孔R雙孔B雙孔R按杠桿原理法計算單列行車公路一級0340.40442.7500000000.2585.1110.70.5170.2221.40.2585.1110.7000000000雙列行車公路一級0680.80885.500000.181123.2160.30.500340.4442.80.639434.9565.80.5340.4442.80.181123.2160.3000000三列行車公路一級01021.201332.600.08687.8114.20.390398.2518.00.499509.7663.10.39398.2518.00.086509.7663.10.390398.2518.00.08687.8114.2000四列行車公路一級0.51361.5680.751771885.50.0681.69106.30.285388504.70.392533.7694.211361.517710.392533.7694.20.285388504.70.0681.69106.30.5680.75885.5按偏心壓力法計算單列行車公路一級0.341340.375115.9446.8150.80.28396.3125.30.22676.9100.10.16857.274.40.11137.849.00.05418.423.9-0.004-1.4-1.8-0.061-20.8-27.0-0.119-40.5-52.7雙列行車公路一級0.283680.8192.7887.6250.60.24163.4212.50.197134.1174.40.154104.8136.40.11175.698.30.06846.360.20.02517.022.1-0.018-12.3-15.9-0.061-41.5-54.0三行列車公路一級0.1761012.2179.71330.8223.80.154157.3204.60.131133.8174.00.109111.3144.80.08788.4115.80.06465.485.2-0.042420.9-55.90.02019.926.60.0033.23.9四行列車公路一級0.1131361.5153.81771200.10.103140.2182.40.094127.9166.50.084114.4148.80.074100.8131.10.06588.5115.10.05574.997.40.04662.681.5-0.31-422.1-549(4)各梁永久荷載,可變荷載反力組合（沖擊系數(shù)1+）表中均取各梁的最大值各梁永久荷載、可變荷載基本組合表(單位:KN)表3.7編號荷載情況1號梁R2號梁R3號梁R4號梁R5號梁R6號梁R7號梁R8號梁R9號梁R1橫載461.4459.7440.2425.3422.1425.3440.2459.7461.42公路一級雙列對稱00200554.6709.9554.6200003公路一級三列對稱0145.1645.8826.5645.8826.5645.8145.104公路一級四列對稱680.7581.69388533.71361.5533.738881.69680.755公路一級雙列非對稱315.7267.5219.6172.1123.676.229.2-19.9-69.16公路一級三列非對稱302.3265.1220.3182.7145.5107.170.833.36.27公路一級四列非對稱153.8140.2127.9114.4100.888.574.962.6-422.181+2461.4459.7640.2979.91132979.9640.2459.7461.491+3461.4604.81058.21251.81067.91251.81086604.8461.4101+41142.2541.4828.29591783.6959828.2541.41142.2111+5777.1727.2659.8597.4545.7501.5469.4439.8392.3121+6763.7724.8660.5608567.6532.4511493467.6131+7615.2599.9568.1539.7522.9513.8515.1522.339.35.1.4雙柱反力計算如圖，圖3.8雙柱反力計算圖(單位:㎝)雙柱反力：經(jīng)計算可知，由組合7產(chǎn)生的反力最大，所以按照該控制設(shè)計。即：5.2蓋梁內(nèi)力計算5.2.1蓋梁彎矩計算如圖圖3.9蓋梁彎矩計算圖(單位:㎝)截面位置見圖，為求得最大彎矩值，支點負彎矩取用非對稱布置數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時數(shù)值。按圖的截面位置：表3.8各截面彎矩計算式1-102-23-34-45-56-6各種荷載組合下的各截面彎矩見表：各截面的彎矩計算表3.9荷載組合墩柱反力支座反力組合⑥雙列對稱3063.1461.4459.7640.2979.9組合⑦三列對稱3937.15461.4604.81085.21251.8組合⑧雙列不對稱3293.5777.1727.2660.5597.4組合⑨三列非對稱3228763.7724.8659.8608組合⑩四列對稱3167.5743.6718.9648.2617.6表4.1截面彎矩2-23-34-45-56-6-331.7-830.92480.2398.71315.5-331.7-830.92736.1482.61444.4-392.1-1393.54082.5-2099.91153.7-379.31356.33990.8-2067.8-1238.65.2.2蓋梁剪力計算將計算結(jié)果列于表4.2各截面剪力計算表4.2荷載組合組合⑥組合⑦組合⑧組合⑨墩柱反力G13063.13937.153293.53228梁支座反力R1461.4461.4777.1763.7R2459.7604.8727.2724.8R3640.21085.2660.5659.8R4979.9125．8597.4608R11321067.9567.6567.6各截面剪力①–①0000-461.4-461.4-777.1-763.7②–②-461.4-461.4-777.1-763.7-461.4-461.4-777.1-763.7③–③-461.4-461.4-777.1-763.7-920.7-1060.4-4030.7-3940.9④–④-920.7-1060.4-4030.7-3940.91542.51786.21106.11070.2⑤–⑤1542.51786.21106.11070.2569.8535.5512.7469.1⑥-⑥569.8535.5512.7469.1-567.9-538.2-37.2-105.75.3蓋梁截面配筋設(shè)計與承載力校核采用C50混凝土,主筋選用HRB335,保護層5cm。則,取1.0取最不利eq\o\ac(○,4)-eq\o\ac(○,4)截面作配筋設(shè)計已知：bh=180cm×130cm，取，即：化簡后為：0.5解方程后得到：x=74.5mm用鋼筋，根數(shù)根每一根鋼筋的面積為：804.2cm,實際選用16根（12868㎜），實際配筋率：=，該截面實際承載力為：配筋設(shè)計滿足《公預(yù)規(guī)》要求5.4橋墩墩柱