畢業(yè)設計---預應力混凝土t型梁橋的設計（含圖紙）

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　Graduation Design （Thesis）</p><p>　　（2008 —2012 年）</p><p>　　題 目： </p><p>　　分 院： 土木建筑分

2、院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： <

3、;/p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　填表日期： 2012 年 4 月 25 日</p><p>　　摘

4、 要</p><p>　　本次設計的題目是江西西江大橋預應力混凝土T型梁橋的設計。</p><p>　　本設計采用預應力混凝土T型梁橋，跨徑布置為（4×20）m，主梁為變截面T型梁。跨中梁高為1.33m，支點梁高為1.33m。橋墩為重力式橋墩、橋臺。</p><p>　　本文主要闡述了該橋的設計和計算過程。首先進行橋型方案比選，對主橋進行總體結構設計，然

5、后對上部結構進行內力、配筋計算，再進行強度、應力及變形驗算，最后進行下部結構驗算。</p><p>　　具體包括以下幾個部分：</p><p>　　1. 橋型方案比選；</p><p>　　2. 橋型布置，結構各部分尺寸擬定；</p><p>　　3. 選取計算結構簡圖；</p><p>　　4. 恒載內力計算

6、；</p><p>　　5. 活載內力計算；</p><p><b>　　6. 荷載組合；</b></p><p><b>　　7. 配筋計算；</b></p><p>　　8. 預應力損失計算；</p><p>　　9. 截面強度驗算；</p>&l

7、t;p>　　10. 截面應力及變形驗算；</p><p>　　11. 下部結構驗算。</p><p>　　關 鍵 詞：預應力混凝土；T型簡支梁橋；重力式橋墩；重力式橋臺</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design is of the same section a

8、bout the XIJIANG bridge of jiangxi province prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design.</p><p>　　The bridge belongs to the prestressed concreted structure which is a simple supported beam bri

9、dge .The span arrangement is （4×20）m. The superstructure is variable T shaped supported beam bridge. The height of the girder on the support is1.33m, and the height of the middle is 1.33m too. The pier is gravity pi

10、er. The abutment is gravity abutment.</p><p>　　This essay focuses on the design and calculation process of the bridge. Firstly, compare and choose a best scheme from several bridge types; and make an overall

11、 structure design of the main span. Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure. Thirdly, check the intensity, stress and deflection. Finally, check the substructure..

12、</p><p>　　The main points of the design are as the follows.</p><p>　　1. The comparison of several bridge types;</p><p>　　2. The arrangement of the bridge types;</p><p>

13、　　3. The unit partition of the structure;</p><p>　　4. The calculation of the internal force of dead load;</p><p>　　5. The calculation of the internal force of movable load;</p><p>　

14、　6. The combination of every kind of load;</p><p>　　7. The arrangement of prestressed reinforcing bar;</p><p>　　8. The calculation of the prestressed loss;</p><p>　　9. The check of

15、the section intensity;</p><p>　　10. The check of the section stress and deflection;</p><p>　　11. The check the substructure.</p><p>　　Key words: Prestressed concrete T shaped supp

16、orted beam bridge Gravity pier Gravity abutment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目 錄II

17、I</b></p><p>　　一、工程概況及方案比選1</p><p><b>　?。ㄒ唬└攀?</b></p><p>　　1．比選方案的主要標準：2</p><p><b>　　2．方案編制2</b></p><p><b>　?。?）懸臂

18、橋2</b></p><p>　?。?）T型鋼構橋2</p><p>　?。?）先簡支后連續(xù)梁T型梁橋2</p><p><b>　　（4）斜拉橋2</b></p><p><b>　　二、主梁設計4</b></p><p>　?。ㄒ唬┰O計概況及構造布置

19、4</p><p><b>　　1．設計資料4</b></p><p>　?。ǘM截面布置4</p><p>　　1．主梁間距和主梁片數(shù)4</p><p>　　2．主梁跨中截面細部尺寸4</p><p>　　（三）梁毛截面幾何特性計算6</p><p>　　1

20、．截面幾何特性6</p><p>　　2．檢驗截面效率指標ρ11</p><p>　　（四）主梁內力計算11</p><p>　　1．恒載內力計算11</p><p>　　2.欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）g3：14</p><p>　　3. 主梁恒載內力計算14</p><p>

21、;　?。ㄎ澹╊A應力鋼束的估算及其布置28</p><p>　　1．估算鋼束面積28</p><p><b>　　2．鋼束布置30</b></p><p>　?。┲髁航孛鎺缀翁匦杂嬎?4</p><p>　　(七)鋼束布置位置（束界）的校核36</p><p>　?。ò耍╀撌A應力損失

22、估算43</p><p>　　（九）預加應力階段的正截面應力驗算48</p><p>　?。ㄊ┦褂秒A段的正應力驗算49</p><p>　　（十一）使用階段的主應力驗算50</p><p>　　1．截面面積矩計算50</p><p>　　2．主應力計算51</p><p><

23、b>　　1)剪應力51</b></p><p><b>　　2）正應力52</b></p><p>　　（1）荷載組合I時52</p><p>　?。?）荷載組合III時52</p><p><b>　　3）主應力52</b></p><p>　　

24、（1）荷載組合I時52</p><p>　?。?）荷載組合III時52</p><p><b>　　1)剪應力53</b></p><p>　　（2）荷載組合III時53</p><p><b>　　2）正應力53</b></p><p>　?。?）荷載組合I時5

25、3</p><p>　　（2）荷載組合III時53</p><p><b>　　3）主應力54</b></p><p>　?。?）荷載組合I時54</p><p>　?。?）荷載組合III時54</p><p><b>　　1)剪應力54</b></p>

26、<p>　　（2）荷載組合III時54</p><p><b>　　2）正應力54</b></p><p>　?。?）荷載組合I時54</p><p>　?。?）荷載組合III時55</p><p><b>　　3）主應力55</b></p><p>

27、　?。?）荷載組合I時55</p><p>　　（2）荷載組合III時55</p><p><b>　　1)剪應力55</b></p><p>　?。?）荷載組合I時55</p><p>　　（2）荷載組合III時55</p><p><b>　　2）正應力56</b&

28、gt;</p><p>　　（2）荷載組合III時56</p><p><b>　　3）主應力56</b></p><p>　?。?）荷載組合I時56</p><p>　?。?）荷載組合III時56</p><p>　?。ㄊ┙孛鎻姸扔嬎?7</p><p>　

29、　1．正截面強度計算57</p><p>　?。?）求受壓區(qū)高度57</p><p>　　（2）求的重心至受壓區(qū)頂邊的距離58</p><p>　?。?）正截面強度驗算58</p><p>　　2．斜截面強度驗算59</p><p>　　（1）斜截面抗剪強度驗算59</p><p>

30、　　（2）斜截面抗彎強度驗算60</p><p>　?。ㄊ╁^固區(qū)局部承壓驗算60</p><p>　　1．局部承壓強度驗算60</p><p>　　2．局部承壓抗裂驗算61</p><p>　?。ㄊ模┲髁鹤冃危〒隙龋┯嬎?3</p><p>　　1．短期荷載作用下主梁撓度驗算63</p>

31、<p>　?。?）汽車荷載引起的主梁撓度63</p><p>　　2．拱度設置計算63</p><p>　?。?）反拱度計算63</p><p>　?。?）由梁自重和二期恒載作用引起的撓度64</p><p>　?。?）使用荷載作用下主梁跨中變形64</p><p>　　3．長期荷載作用下的變形

32、64</p><p>　　三、行車道板計算65</p><p><b>　　1．設計資料65</b></p><p>　　2．恒載及其內力（以縱向1m寬的板條進行計算）65</p><p>　　3．汽車－20級產(chǎn)生的內力65</p><p>　　4．掛車－100產(chǎn)生的內力66</p

33、><p><b>　　5．荷載組合67</b></p><p><b>　　6．鋼筋配置68</b></p><p>　　四、重力式橋臺設計69</p><p>　?。ㄒ唬┰O計資料69</p><p>　?。ǘ┰O計方法與內容69</p><p>

34、;　　1．橋臺尺寸擬定69</p><p>　　2．截面幾何性質70</p><p><b>　　1）臺身底面70</b></p><p><b>　　2）基礎底面70</b></p><p>　　3．荷載計算及荷載組合70</p><p>　　五、重力式橋墩設計

35、81</p><p>　?。ㄒ唬┰O計資料81</p><p>　　（二）設計方法與內容81</p><p>　　1．橋墩尺寸擬定、截面面積及幾何性質81</p><p>　　1）橋墩整體尺寸、墩帽平面尺寸81</p><p>　　（2）基礎底面（圖5.3）82</p><p><

36、b>　　2．荷載計算83</b></p><p><b>　　1）恒載計算83</b></p><p>　?。?）橋墩恒載計算（表5.1）83</p><p>　　（2）汽車橫向排列（圖5.6）84</p><p><b>　　3．荷載組合86</b></p>

37、<p>　?。?）組合I（主要設計組合）88</p><p><b>　?、夙槝蚍较?9</b></p><p>　　4．荷載匯總表90</p><p>　　5．墩身截面強度及偏心驗算91</p><p>　　1）順橋方向（見表5.4）91</p><p>　　2）橫橋方向

38、（見表5.5）92</p><p>　　6．基底面應力及偏心驗算92</p><p>　　1）順橋方向（見表5.6）92</p><p>　　7．橋墩穩(wěn)定性驗算94</p><p><b>　　1）順橋向94</b></p><p>　?。?）抗滑動穩(wěn)定系數(shù)驗算95</p>

39、<p><b>　　2）橫橋向95</b></p><p>　　參 考 文 獻96</p><p>　　謝 辭97</p><p>　　一、工程概況及方案比選</p><p><b>　?。ㄒ唬└攀?lt;/b></p><p>　　大力發(fā)展交通運輸

40、事業(yè)，是加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的重要保證。四通八達的現(xiàn)代交通，對于加強全國各族人民的團結，發(fā)展國民經(jīng)濟，促進文化交流和鞏固國防等方面，都具有非常重要的作用。</p><p>　　我國幅員遼闊，大小山脈和江河湖澤縱橫全國，在已通車的公路路線中尚有大量渡口需要改建為橋梁，并且隨著社會主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的逐步實現(xiàn)，還迫切需要修建許多公路、鐵路和橋梁，在此我們廣大橋梁工程技術人員將不斷面臨著設計和建造各類橋

41、梁的光榮而艱巨的任務。</p><p><b>　?。ǘ┕こ谈艣r</b></p><p><b>　　（三）方案比選</b></p><p>　　1．比選方案的主要標準：</p><p>　　本設計是根據(jù)設計任務書的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定,對江西西江大橋進行方案比選和設計的。對該橋的設計，本著“

42、安全、經(jīng)濟、美觀、實用”的八字原則，本論文提出三種不同的橋型方案進行比較和選擇. </p><p>　　在設計中，橋梁上部結構的計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)，荷載集度進行恒載內力的計算。運用杠桿原理法、偏心壓力法求出活載橫向分布系數(shù)，并運用最大荷載法法進行活載的加載。進行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預應力損失，并進行預應力階段和使用階段主梁截面的強度和變形驗

43、算、錨固區(qū)局部強度驗算和撓度的計算。下部結構采用以鉆孔灌注樁為基礎的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別對橋墩和樁基礎進行了計算和驗算。</p><p><b>　　2．方案編制</b></p><p><b>　?。?）懸臂橋</b></p><p><b>　　圖1.1</b></p>

44、<p><b>　　（2）T型鋼構橋</b></p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　?。?）先簡支后連續(xù)梁T型梁橋</p><p><b>　　圖1.3</b></p><p><b>　　（4）斜拉橋</b></

45、p><p><b>　　圖1.4</b></p><p><b>　　3．方案比選</b></p><p>　　方案比選表 表1.3</p><p>　　縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，T形鋼構橋容易受地震等影響，江西省少地震，以及經(jīng)

46、過上述方案的比較，決定采用混凝土T形梁橋。</p><p><b>　　二、主梁設計</b></p><p>　　（一）設計概況及構造布置</p><p><b>　　1．設計資料</b></p><p>　?。?）設計跨徑：標準跨徑20.00m（墩中心距離），簡支梁計算跨徑(相鄰支座中心距離)19

47、.50m，主梁全長19.96m。</p><p>　?。?）荷載：汽車－20級；掛車－100級；人群：3KN/m2；每側欄桿、人行道的重量分別為1.52KN/m和3.6KN/m。</p><p><b>　　（3）材料及工藝：</b></p><p>　　混凝土：主梁用40號，人行道，欄桿及橋面鋪裝用20號。</p><p&

48、gt;　　普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用16Mn鋼或其它Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋；直徑小于12mm的均由Ⅰ級熱軋光鋼筋。</p><p>　　預應力鋼束采用符合冶金部YB255-64標準的φs5mm碳素鋼絲，每束由24絲組成。</p><p>　　鋼板和角鋼：制作錨頭下支承墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼，主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結構鋼鋼板。</p><p>　　

49、按后張法工藝制作主梁，采用45號優(yōu)質碳素鋼結構鋼的錐形錨具和直徑50mm抽撥橡膠管。</p><p><b>　?。ǘM截面布置</b></p><p>　　1．主梁間距和主梁片數(shù)</p><p>　　主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效，故在許可的條件下應適當加寬T梁翼板。但標準設計主要為

50、配合各種橋面寬度，使橋梁標準化而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通部《公路橋涵標準圖》（78年）中，鋼筋混凝土和預應力混凝土裝配式簡支T形梁跨徑從16m到40m，主梁間距均為1.6m (留2㎝工作縫，T梁上翼沿寬度為158cm)?？紤]人行道適當挑出，凈－7附2×0.75m的橋寬則用五片。</p><p>　　2．主梁跨中截面細部尺寸</p><p><b>　?。?）主梁高度&l

51、t;/b></p><p>　　預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25，本設計取1.33 m。</p><p>　　主梁截面細部尺寸：為了增強主梁間的橫向連接剛度，除設置端橫隔梁外，還設置3片中橫隔梁，間距為4×4.875m，共5片，采用開洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm，翼板根部加到20cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹

52、板連接和順，在截面轉角處設置圓角，以減小局部應力和便于脫模。</p><p>　　在預應力混凝土梁中腹板處因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。標準圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。</p><p>　　馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要來確定，實踐表明馬蹄面積占截面面積的10％～20％為合適。這里設置

53、馬蹄寬度為32cm，高度18cm。馬蹄與腹板交接處做成45°斜坡的折線鈍角，以較小局部應力。這樣的配置，馬蹄面積占總面積15.75％，按上述布置，可繪出預制梁跨中截面，如圖2.1所示。馬蹄從四分點開始向支點逐漸抬高，在距梁端一倍梁高范圍內（133cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點截面（腹板開始加厚區(qū)）到支點的距離為123cm，中間還設置一節(jié)長為30cm的腹板加厚的過渡段。</p><p>　　圖2.1

54、 預制梁跨中截面圖</p><p>　?。?）橋面鋪裝：采用20號混凝土，坡度由橋面鋪裝層找平。</p><p>　　圖2.2 橋橫截面圖</p><p>　　圖2.3 主梁縱截面</p><p>　?。ㄈ┝好孛鎺缀翁匦杂嬎?lt;/p><p><b>　　1．截面幾何特性</b><

55、;/p><p>　　預制時翼板寬度為1.58m，使用時為1.60m，分別計算這二者的截面特征。計算公式如下：</p><p>　　中主梁跨中毛截面的幾何特性在預制階段如圖2.1，及表2.1</p><p>　　跨中截面(跨中與L/4截面同)毛截面幾何特性 </p><p><b>　　表2.1</b></p>

56、<p>　　同時，用橋梁博士軟件也可得出一致的結果。軟件使用例子：設計－截面設計－創(chuàng)建新文件。使用界面如下：</p><p>　　選擇T型，然后進行幾何參數(shù)設置。計算書如下：</p><p>　　<<橋梁博士>>---截面設計系統(tǒng)輸出</p><p>　　文檔文件: E:\倪海堂\123\設計文件1.sds</p>

57、<p><b>　　文檔描述: jk</b></p><p><b>　　任務標識: def</b></p><p>　　任務類型: 截面幾何特征計算</p><p>　　------------------------------------------------------------</p>

58、<p>　　截面高度: 1.33 m</p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算結果:</b></p><p>　　基準材料: JTJ023-85: 40號混凝土</p>

59、<p>　　基準彈性模量: 3.3e+04 MPa</p><p>　　換算面積: 0.447 m**2</p><p>　　換算慣矩: 9.07e-02 m**4</p><p>　　中性軸高度: 0.884 m</p><p>　　沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):</p>

60、<p><b>　　主截面:</b></p><p>　　點號: 高度(m): 靜矩(m**3):</p><p>　　1 1.33 0.0</p><p>　　2 0.998 8.87e-02</p><p>　　3

61、 0.665 8.59e-02</p><p>　　4 0.333 6.54e-02</p><p>　　5 0.0 0.0</p><p>　　------------------------------------------------------------

62、</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p>　　邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別，翼緣159cm：如圖2.4：</p><p>　　圖2.4 邊主梁截面</p><p>　　現(xiàn)在使用橋梁博士來計算毛截面幾何特性：</p><p>　　<<橋梁博士>&

63、gt;---截面設計系統(tǒng)輸出</p><p>　　文檔文件: E:\倪海堂\123\邊主梁跨中橫截面幾何特性.sds</p><p>　　文檔描述: 截面特性</p><p><b>　　任務標識: 11</b></p><p>　　任務類型: 截面幾何特征計算</p><p>　　-------

64、-----------------------------------------------------</p><p>　　截面高度: 1.33 m</p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算結果:</b&

65、gt;</p><p>　　基準材料: JTJ023-85: 40號混凝土</p><p>　　基準彈性模量: 3.3e+04 MPa</p><p>　　換算面積: 0.448 m**2</p><p>　　換算慣矩: 9.09e-02 m**4</p><p>　　中性軸高度:

66、 0.885 m</p><p>　　沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):</p><p><b>　　主截面:</b></p><p>　　點號: 高度(m): 靜矩(m**3):</p><p>　　1 1.33 0.0</p><

67、;p>　　2 0.998 8.9e-02</p><p>　　3 0.665 8.61e-02</p><p>　　4 0.333 6.55e-02</p><p>　　5 0.0 0.0</p><p&g

68、t;　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p>　　即Am=0.448㎡，yx＝0.885m，Im=909。</p><p>　　2．檢驗截面效率指標ρ</p><p>&l

69、t;b>　　以跨中截面為例：</b></p><p>　　根據(jù)設計經(jīng)驗，預應力混凝土T型梁在設計時，檢驗截面效率指標取＝0.45～0.55，且較大者亦較經(jīng)濟。上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。</p><p><b>　　（四）主梁內力計算</b></p><p><b>　　1．恒載內力計算</b&g

70、t;</p><p>　　（1）主梁預制時的自重（一期恒載）g1：</p><p>　　此時翼板寬1.58m</p><p>　?、侔纯缰薪孛嬗嬎悖髁好垦用鬃灾兀聪劝吹冉孛嬗嬎悖?lt;/p><p>　　中主梁：0.4468×25＝11.17kN/m (0.4468為Am,25為40號混凝土的容重，單位kN/m3)</p

71、><p>　　內、外邊梁：0.448×25＝11.2 kN/m</p><p>　　②由馬蹄增高抬高所形成的4個橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度：</p><p>　?、?由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度：</p><p>　?。ㄊ街?.593為主梁端部截面積，主梁端部截面如圖2.5）</p><p>　

72、　圖2.5 主梁端部截面</p><p>　?、?邊主梁的橫隔梁：</p><p>　　圖2.6 內橫隔梁圖</p><p>　　圖2.7 端橫隔梁圖</p><p><b>　　內橫隔梁體積：</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p>

73、<p>　　2.欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）g3：</p><p>　　一側欄桿1.52 kN/m，一側人行道3.60 kN/m；</p><p>　　橋面鋪裝層，見圖2.2： </p><p>　　現(xiàn)將兩側欄桿、人行道和橋面鋪裝層恒載簡易地平均分配到5片主梁上，則：</p><p>　　3. 主梁恒載內力計算</p&

74、gt;<p>　　如圖2.8所示，設為計算截面離左支點的距離，并令，則：</p><p>　　主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：</p><p>　　恒載內力計算見表2.2</p><p>　　恒載內力（1號梁）計算表 表2 .2</p><p>　　2．活載內力計算(修正剛性橫梁法)</p><p&

75、gt;　　（1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)</p><p>　　按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定，對于汽－20，</p><p>　　按“橋規(guī)”2.3.5條規(guī)定，平板掛車不計沖擊力影響，即對于掛車－100，＝1.0</p><p>　　按“橋規(guī)”2.3.1條規(guī)定，對于雙車道不考慮汽車荷載折減，即車道折減系數(shù)</p><p>　　圖2.8 恒載內力

76、計算圖</p><p>　?。?）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　①跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc</p><p>　　如前所述，該設計采用5片橫隔梁，3片內橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結，且承重結構的長寬比為：</p><p>　　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(shù)。</p><p>

77、<b>　　a．主梁抗扭慣矩</b></p><p>　　對于T型梁截面，抗扭慣矩可近似按下列公式計算：</p><p>　　式中：和——相應為單個矩形截面寬度和厚度；</p><p>　　——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；</p><p>　　——梁截面劃分為單個矩形截面的個數(shù)。</p><p>　　對

78、于跨中截面，翼緣板的平均換算厚度：＝=14cm;</p><p>　　馬蹄部分的平均換算厚度：＝＝22cm。</p><p>　　圖2.9給出了的計算圖式，的計算見表2.3。</p><p>　　計算表 表2.3</p><p>　　其中根據(jù)《橋梁工程》表2－5－2內插求得。</p><p>　　圖2.9

79、 計算圖式</p><p>　　b．計算抗扭修正系數(shù)β</p><p>　　此設計主梁間距相同，并將主梁近似看成等截面，由《橋梁工程》式2－5－得：</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　《橋梁工程》P112規(guī)定，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，代入計算公式求得：β＝0.91256&

80、lt;/p><p>　　c．按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　計算所得的值列于表2.4內。</p><p>　　橫向影響線豎坐標值 表2.4</p>

81、<p>　　d．計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1、2、3號主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖2.10所示。對于1號梁，則：</p><p>　　汽－20 （0.5423＋0.3375＋0.1896-0.0151）＝0.52715</p><p>　　掛－100 ＝（0.4854＋0.383＋0.2806＋0.17

82、83）＝0.3318</p><p>　　人群荷載 0.6417</p><p>　?、?支點的荷載橫向分布系數(shù)m。</p><p>　　如圖2.11所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進行布載，1號梁活載的橫向分布系數(shù)可計算如下：</p><p>　　圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計算圖式</p><

83、p>　?、蹤M向分布系數(shù)匯總（見表2.5）</p><p>　　1號梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5</p><p>　　圖2.11 支點的荷載橫向分布計算圖式</p><p>　　用“橋梁博士”軟件計算橫向分布系數(shù)如下：</p><p>　　圖2.12 軟件截面</p><p>　　<&l

84、t;橋梁博士>>---橫向分布計算系統(tǒng)輸出</p><p><b>　　文檔文件: </b></p><p><b>　　文檔描述: 的</b></p><p><b>　　任務標識: 東三分</b></p><p><b>　　計算方法: 杠桿法<

85、/b></p><p>　　------------------------------------------------------------</p><p><b>　　結構描述:</b></p><p>　　主梁間距: 4*1.6 m</p><p>　　-------------------------

86、-----------------------------------</p><p><b>　　橋面描述:</b></p><p>　　人行道分隔帶車行道中央分隔帶車行道分隔帶人行道</p><p>　　0.7500.0003.5000.000 0.0003.5000.0000.750</p><

87、p>　　左車道數(shù) = 1, 右車道數(shù) = 1, 不計車道折減</p><p>　　汽車等級: 汽車-20級</p><p>　　掛車等級: 掛車-100級</p><p>　　人群集度: 3.000 KPa</p><p>　　-------------------------------------------------------

88、-----</p><p><b>　　影響線數(shù)值:</b></p><p>　　坐標X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁</p><p>　　0.0001.0000.0000.0000.0000.000</p><p>　　1.6000.0001.0000.0000.0000.000</

89、p><p>　　3.2000.0000.0001.0000.0000.000</p><p>　　4.8000.0000.0000.0001.0000.000</p><p>　　6.4000.0000.0000.0000.0001.000</p><p>　　----------------------------

90、--------------------------------</p><p>　　橫向分布系數(shù)計算結果:</p><p>　　梁號汽車掛車人群滿人特載車列</p><p>　　10.4340.1401.0572.1940.0000.000</p><p>　　20.4980.4680.0001.6000.

91、0000.000</p><p>　　30.5950.4680.0001.6000.0000.000</p><p>　　40.5000.4680.0001.6000.0000.000</p><p>　　50.4360.1401.0572.1950.0000.000</p><p>　　--------

92、----------------------------------------------------</p><p><b>　　計算成功完成</b></p><p><b>　　3.計算活載內力</b></p><p>　　在活載內力計算中，這個設計對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計算主梁活載彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一

93、的橫向分布系數(shù)mc，鑒于跨中和四分點剪力影響線的較大坐標位于橋跨中部（圖2.13），故也按不變化的mc來計算。求支點和變化點截面活載剪力時，由于主要荷重集中在支點附近而應考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點到之間，橫向分布系數(shù)用值直線插入，其余區(qū)段均取值（見圖2.14和2.15）。</p><p>　?、儆嬎憧缰薪孛孀畲髲澗丶跋鄳奢d位置的剪力和最大剪力及相應荷載位置的彎矩采用直接加載

94、求活載內力，圖2.13示出跨中截面內力計算圖式，計算公式為</p><p>　　a．汽車和掛車荷載內力計算在表2.6內。</p><p>　　圖2.13 跨中截面內力計算圖式</p><p>　　跨中截面車輛荷載內力計算表 表2.6</p><p>　　注：欄內分子、分母的數(shù)值分別為對應的及相應影響線坐標值。</p>

95、<p><b>　　b．對于人群荷載</b></p><p>　　q=0.75q=0.75×3=2.25kN/m</p><p><b>　　相應的</b></p><p><b>　　相應的</b></p><p>　?、谇笏姆贮c截面的最大彎矩和最大剪力（

96、按等代荷載計算）</p><p><b>　　計算公式為：</b></p><p>　　式中：如圖2.8所示，對于四分點彎矩影響線面積為，剪力影響線面積為。</p><p>　　于是上述計算公式即為：</p><p>　　1號梁的內力列表計算見表2.7.</p><p>　　四分點截面內力計算表

97、 表2.7</p><p>　?、矍笞兓c截面的最大彎矩和最大剪力</p><p>　　圖2.14示出變化點截面內力計算圖式，內力計算表見表2.8。</p><p>　　1號梁變化點截面內力計算表 表2.8</p><p><b>　　注：表中 </b></p><p>　　圖

98、2.14 變化點截面（1號梁）內力計算圖式</p><p>　?、芮笾c截面的最大剪力</p><p>　　圖2.15示出了支點最大剪力計算圖式，最大剪力列表計算在表2.9內。</p><p>　　1號梁支點最大剪力計算表 表2.9</p><p><b>　　注：</b></p><p>

99、;　　圖2.15 支點剪力（1號梁）計算圖式</p><p>　　3．主梁內力組合 </p><p>　　主梁內力組合 表2.10</p><p>　?。ㄎ澹╊A應力鋼束的估算及其布置</p><p><b>　　1．估算鋼束面積</b></p><p>　　（1）按強度要求估算</

100、p><p>　　由《結構設計原理》式（13－92）有：</p><p>　　式中：——混凝土強度安全系數(shù)，?。?.25；</p><p>　　——計算彎矩，由表2.10可得＝2356kNm 為設計經(jīng)驗系數(shù)，這里取＝0.76計算，由此可得：</p><p>　?。?913.53kN</p><p>　　每束為24φs5mm、

101、面積為＝4.71＝471，其抗拉設計強度＝1280Mpa。鋼束數(shù)為：＝4.83束</p><p>　?。?）按施工和使用階段的應力要求估算</p><p>　　此時，翼板可采用麥尼爾不等式進行鋼束截面得估算。</p><p><b>　　對于施工階段有</b></p><p><b>　　①</b>

102、</p><p>　　式中：——傳力錨固時的有效預加力，其應力損失可按估算。</p><p>　　設＝1200 Mpa，則＝（1-0.2）＝0.8×＝0.75＝0.75；為張拉時，構件上緣混凝土拉應力的限制值：。設張拉時混凝土強度達到設計強度的80％，即相當于0.8×40＝32號，由《結構設計原理》附表1－1內插得＝2.20Mpa，故＝0.7×2.20＝1.5

103、4 Mpa。同理可求得＝0.7×22.4＝15.68 Mpa。</p><p>　　各項幾何特性均按表2.1采用毛截面幾何特性，各項彎矩值由表2.10求得。代入上式得：</p><p><b>　?。ˋ）</b></p><p><b>　　②由得：</b></p><p><b&g

104、t;　　（B）</b></p><p><b>　　對于使用荷載階段</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　式中:——第二階段應力損失系數(shù),取=0.8；</p><p>　　——使用階段混凝土壓應力的限制值：</p><p>　　荷載

105、組合時，＝0.5＝0.5×28＝14。代入上式得：</p><p><b>　?。–）</b></p><p>　?、苡桑ú蝗菰S出現(xiàn)拉應力）得：</p><p><b>　?。―）</b></p><p>　　將式（A）、（B）、（C）、（D）繪于圖2.16中。其式（D）與（B）數(shù)值相近，

106、在圖中共用一條直線表示，因而其可行區(qū)必在此直線上。</p><p>　　為使用鋼量經(jīng)濟，應盡可能使加大，但應滿足鋼束布置時保護層等構造要求。?。?00mm，并取可行區(qū)的中值得：</p><p>　?。?.5，即＝＝2857×N故需要的鋼束數(shù)為：</p><p><b>　　束</b></p><p><b

107、>　?。?）鋼束數(shù)的選定</b></p><p>　　根據(jù)以上計算，均接近5束，故暫選鋼束數(shù)。</p><p><b>　　2．鋼束布置</b></p><p>　?。?）跨中截面鋼束的布置，如圖2.17。</p><p>　　構造要求：預留孔道凈間距10mm，梁底凈距50mm，梁側凈距35mm，圖中布

108、置均滿足以上要求。</p><p><b>　　圖2.16</b></p><p>　　圖2.17跨中截面鋼束布置</p><p>　?。?）錨固面鋼束布置</p><p>　　為使施工方便，全部5束均錨固于梁端，這樣布置符合均勻分散原則，能滿足張拉要求。如圖2.18所示。</p><p>　?。?/p>

109、3）其它截面鋼束位置及其傾角</p><p>　　①鋼束的形狀及傾角計算</p><p>　?、瘢捎脠A弧曲線彎起；</p><p><b>　?、颍畯澠鸾铅龋?lt;/b></p><p>　　1、2、3、4號束采用＝13°；</p><p>　　5號束采用＝15°；</p&

110、gt;<p>　?、阡撌鴱澠瘘c及其半徑計算</p><p>　　以5號束為例，其彎起布置如圖2.19示</p><p><b>　　由＝</b></p><p><b>　　求起彎點k的位置：</b></p><p>　　圖2.18 梁端鋼束錨固</p><p&

111、gt;　　各鋼束的彎起點及半徑見表2.11示</p><p>　　圖2.19 5號束彎起布置</p><p>　　各鋼束彎起點及其半徑計算表 表2.11</p><p><b>　　注： 單位：cm</b></p><p>　　③各截面鋼束位置及其傾角計算</p><p>　　仍以5

112、號束為例，由圖2.19可求得計算點i離梁底的距離ai=a+ci</p><p>　　式中：a——鋼束起彎前其重心至梁底的距離：</p><p>　　a=23.5（見圖2.19）</p><p>　　ci——計算截面I鋼束位置升高值：</p><p>　　R——鋼束曲線半徑：R＝2673cm；</p><p>　　——計

113、算截面I鋼束的彎起角（即傾角）：</p><p>　　——計算截面I至彎起點k之水平距離。</p><p>　　對于5號束的支點截面（圖2.19）：</p><p>　　各截面鋼束位置（ai）及其傾角（θi）計算值見表2.12</p><p>　　各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（θi）計算表 表2.12</p><p

114、>　?。┲髁航孛鎺缀翁匦杂嬎?lt;/p><p>　　后張法預應力混凝土梁，在張拉鋼束時管道尚未壓漿，由預應力引起的應力按構件混凝土凈截面（不計構造鋼筋的影響）計算；在使用階段，預留管道已經(jīng)壓漿，認為管束與混凝土結合良好，故按換算截面計算?？缰薪孛娴膬艚孛媾c換算截面幾何特性計算，列表進行，如表2.13所示。同理，可求得其它控制截面得凈截面和換算截面的幾何特性如表2.17。</p><p&

115、gt;　　跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.13</p><p>　　注：ny=Ey/Eh=2.0×105/3.3×104=6.06, Ey值查《結構設計原理》附表2-2，Eh查附表1-2。</p><p>　　Ay=5ay==5×4.71=23.55cm2</p><p>　　L/4截面的凈截面與換算截面的幾何特

116、性計算表 表2.14</p><p>　　變化點截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.15</p><p>　　支點截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.16</p><p>　　各設計控制截面的凈截面、換算截面幾何特性計算表 表2.17</p><p>　　(七)鋼束布置位置（束界）的校核</p

117、><p>　　為了使計算簡化，可近似地假定預應力混凝土的合力作用點就是鋼筋重心的位置。根據(jù)張拉階段和使用階段的受力要求，由《結構設計原理》公式13-94、13-95可給出其許可布置鋼束重心的限制線（即束界）E1、E2即</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　各截面鋼束位置的校核，用表2.18列表計算。</p>

118、<p>　　鋼束重心位置（束界）校核表 表2.18</p><p>　　（八）鋼束預應力損失估算</p><p>　　1．鋼束張拉控制應力（）</p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用＝0.75＝0.75×1600＝1200Mpa</p><p><b>　　2．鋼束應力損失</b></

119、p><p>　　（1）鋼束與管道壁間摩擦引起的預應力損失</p><p>　　由《結構設計原理》式（13-12）有：</p><p>　　對于跨中截面：分別為摩擦系數(shù)與管道局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用抽芯橡膠管成型時，由《結構設計原理》附表2-5查得：?？缰薪孛娓麂撌Σ翍p失值見表2.19。</p><p>　　跨中摩擦應力損失計算

120、 表2.19</p><p>　　L/4點摩擦應力損失計算 表2.20</p><p>　　變化點摩擦應力損失計算 表2.21</p><p>　　支點摩擦應力損失計算 表2.22</p><p>　　各設計控制截面的平均值 表2.23</p><p>　?。?）錨具變形、鋼絲回縮引起的應力

121、損失（）</p><p>　?、侔础豆窐蛞?guī)》規(guī)定，可按平均值計算。</p><p><b>　　即</b></p><p>　　其中：由《結構設計原理》附表2-6查得，錐形錨具為6mm，兩端同時張拉，則＝6×2＝1.2㎝；取各鋼束錨固點間的平均長度計算，＝2030－2×17＝1996cm（預制梁全長2030cm，各束錨固點

122、距支座中心線平均距離為17cm）。故</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　②考慮反摩阻作用時鋼束在各截面處的預應力損失，可根據(jù)《結構設計原理》式（13-18a），（13-18b），及式（13-20）列表進行計算，如表2.24所示。</p><p>　　從表2.24中可以看出：考慮反摩擦阻力計算，其數(shù)值較小，分布規(guī)律也比按

123、平均值計算的更符合實際情況。</p><p>　?。?）分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的預應力損失（）</p><p>　　此項應力損失，對于簡支梁一般可取L/4截面按《結構設計原理》式（13-24）進行計算，并以其計算結果作為全梁各鋼束的平均值。在此，按簡化公式（13-29）進行計算，即：</p><p>　　式中：m——批數(shù)，m＝5；</p><

124、;p>　　ny——按張拉時混凝土的實際標號計算；假定為設計強度的80％，即＝0.8×40＝32號，查附表1-2得：＝3.06×104，故＝＝6.54；</p><p>　　其中：＝（1200－144.43－92.8）×5×471＝2267.32KN</p><p>　　故： ＝20.02</p><p>　　所以

125、 </p><p>　?。?）鋼筋松弛引起的預應力損失（）</p><p>　　考慮采用超張拉工藝施工，對于高強鋼絲[普通松弛級，按公式（13-33）]為</p><p>　　（5）混凝土收縮、徐變引起的預應力損失（）</p><p>　　由《結構設計原理》式（13-35）有：</p><p>　

126、　式中：、——加載齡期為時的混凝土徐變系數(shù)終值和收縮應變終值；</p><p>　　——對和加載時的齡期，即達到設計強度為80％的齡期，近似按照標準養(yǎng)護條件養(yǎng)護計算則有：0.8R＝，則可得＝14d；對于后加恒載</p><p>　　值（考慮反摩擦影響）計算表 表2.24</p><p>　?、倥袆e式＝＝1m>或<，（其中為一端值）主要判定，還是，

127、以選定計算的公式；</p><p>　?、跒楦麂撌^固點至計算截面的平均水平距離；</p><p>　?、郏ǎ┲械闹凳怯闪硪欢隋^具變形所產(chǎn)生的；</p><p><b>　?、?。</b></p><p>　　的加載齡期＝180d；</p><p>　　該構件所屬的橋位為野外一般地區(qū)，相對濕度為75

128、％，則構件得名義厚度h由圖2.1截面可得2×4468/558.6＝16.0。其中，為構件的橫截面面積，u為構件與大氣接觸的周邊長度，這里u＝158+32+2×（8+18+75+11.3+72）＝558.6。由此可按《橋規(guī)》附表4-2查得其相應的徐變系數(shù)終值為：</p><p>　　混凝土收縮應變終值為：。</p><p>　　為傳力錨固時在跨中和截面的全部受力鋼筋截面重

129、心（該設計部考慮構造鋼筋，故亦為預應力鋼筋截面重心）處，由（考慮加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)：）所引起的混凝土正應力的平均值：</p><p><b>　　跨中：</b></p><p><b>　　截面：</b></p><p>　　取跨中與截面的平均值計算，則有：</p><p>