橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計.doc

橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計0 前言隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，橋梁建設(shè)得到了飛速發(fā)展，它已從最開始的方便人們過河、跨海之用，已廣泛應(yīng)用于各種場合，它的用途不斷多樣化，它的形式也在最基本的三種受力體系上逐漸多樣化，不僅從功能上、規(guī)模上，還從美觀上、經(jīng)濟效益上，逐漸與時代發(fā)展相協(xié)調(diào)。所以橋梁建筑已不僅是交通線上的重要載體，也是一道美麗的風(fēng)景被人津津樂道。面對著新工藝、新挑戰(zhàn)，原有的橋梁建設(shè)正面對歷史的考驗，當(dāng)代建設(shè)者肩負著光榮而又艱巨的任務(wù)，為明天創(chuàng)造歷史。本設(shè)計說明書所編寫的是沈陽至阜新公路橋的上部設(shè)計方案。通過詳細的勘察確定上部可變荷載，擬定橋梁尺寸，以確定相應(yīng)的內(nèi)力，配置以合適的預(yù)應(yīng)力鋼筋，使其提高橋梁的承載力，使達到橋梁的耐久性要求。在橋梁的使用期內(nèi)，完成橋梁的使命。通過本次設(shè)計，我基本上掌握了橋梁上部設(shè)計的基本內(nèi)容，從選截面尺寸，到配置鋼筋，每一個細節(jié)都是經(jīng)過多次考慮，通過反復(fù)驗算，使橋梁結(jié)構(gòu)滿足要求，且以經(jīng)濟合理的材料用量完成。所以上部設(shè)計是要求橋梁設(shè)計者，從一開始就要考慮到最后，這樣就不會盲目的試算。但通過試算，使我深刻了解到了適當(dāng)?shù)恼嬲x。本次設(shè)計旨在使我鞏固、加深本科期間所學(xué)理論知識，使自己能夠具備在以后工作中利用知識解決問題的的能力。1 概述1.1 設(shè)計資料橋孔布置為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋梁，跨徑為35m，橋梁總長為175m。設(shè)計車速為，整體式雙向四車道。路線等級：一級公路；荷載等級：公路-級荷載，人群荷載：。橋面寬：。1.2 工程地質(zhì)資料該地區(qū)土質(zhì)主要分5層：1、素黏土 2、礫石 3、亞黏土 4、粉砂 5、泥巖。地下水類型為第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水層主要巖性為礫石，厚3m左右。地震烈度為四度。1.3 水文及氣候資料橋梁位于阜新市境內(nèi)，河流均為獨流水域，流量隨季節(jié)變化較大，平均水深0.5m左右，地表水體為沙河支流，屬于季節(jié)性河流（勘察時無水），設(shè)計洪水頻率百年一遇。氣候?qū)俦睖貛Т箨懶詺夂颍臒?，晝夜溫差大，年平均最低氣?23，歷史最高氣溫為37.4，年平均氣溫為7。年平均降水量為450mm-550mm，無霜期為145-160天。1.4 設(shè)計依據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）沈陽至阜新公路橋設(shè)計資料2 方案比選2.1 方案比選的主要標準橋梁設(shè)計的標準遵循以下原則：安全性、適用性、經(jīng)濟性、美觀性，其中以安全性與經(jīng)濟性最為重要。橋型的選擇應(yīng)符合因地制宜、就地取材和便于施工與養(yǎng)護的原則。2.2 方案編制2.2.1 梁式橋梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，由于外力（恒載和活載）的作用方向與橋梁結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，因此與相同跨徑的其他結(jié)構(gòu)相比，橋梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，因此需要用抗彎、抗拉能力強的材料來建造，適合標準跨徑的中等跨徑橋。這種橋結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，且對地基承載力要求也不高。（圖2-1）圖2-1 簡支梁橋Fig 2-1 Simple beam Bridge2.2.2 剛架橋橋跨結(jié)構(gòu)主梁與墩臺整體相連的橋梁稱為剛架橋。由于梁和柱兩者之間是剛性連接的，在豎向荷載作用下，將在主梁端部產(chǎn)生負彎矩，在柱腳處產(chǎn)生水平反力，梁部主要受彎，但其彎矩較同跨徑的簡支梁小，梁內(nèi)有軸力作用，因此，剛架橋的受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間，在豎向荷載的作用下，都會產(chǎn)生水平推力，為此，必須要有良好的地質(zhì)條件或較深的基礎(chǔ)，也可以用特殊的構(gòu)造措施來抵抗水平推力的作用。（圖2-2）圖2-2 剛架橋Fig 2-2 Rigid Frame Bridge2.2.3 拱式橋拱橋主要承重結(jié)構(gòu)是主拱圈或拱肋，在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力。同時，墩臺向拱圈或拱肋提供水平反力，這將大大抵消拱圈或拱肋中的由荷載產(chǎn)生的彎矩。因此，與同跨徑的梁式橋相比，拱橋的彎矩、剪力和變形卻要小得多，拱圈或拱肋以受壓為主。拱式橋不僅跨越能力大，外形也比較美觀，在允許條件按下，修建拱橋往往是經(jīng)濟合理的。但而為了確保安全，下部結(jié)構(gòu)（特別是橋臺）和地基必須具備能承受很大水平推力的能力。（圖2-3）圖2-3 拱式橋Fig 2-3 Arch Bridge2.3 方案比選對上述三種橋梁結(jié)構(gòu)形式的對比，經(jīng)過對橋位所在附近地質(zhì)的探測，包含其土壤的分層、物理力學(xué)性能、地下水等；調(diào)查和測量河流的水文情況（勘測時無水），包括河道性質(zhì)，歷年洪水資料等；當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)氣象資料：氣溫，雨量等。綜合上述資料以及查得該地區(qū)地基承載力不是很高。且當(dāng)?shù)厥a(chǎn)建筑材料（砂、石料等），水泥鋼材運輸也方便。綜合而言，預(yù)應(yīng)力簡支梁橋具有造價經(jīng)濟，施工工藝簡單更成熟，施工工序相對簡單，工期短，且最主要的是橋墩對基礎(chǔ)承載能力要求不是很高，這樣對于當(dāng)?shù)爻休d力不高的基礎(chǔ)的要求就不大。故為使該橋做到結(jié)構(gòu)先進可靠，施工方便，行車舒適，故推薦預(yù)應(yīng)力簡支梁橋方案。3 主梁的設(shè)計3.1 設(shè)計資料3.1.1 技術(shù)設(shè)計標準簡支梁跨徑：標準跨徑，計算跨徑；橋面凈寬：；荷載：公路-級荷載；人群荷載：；安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；環(huán)境：嚴寒地區(qū)，類環(huán)境條件。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JDT D62-2004）要求，按照A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計此梁。施工方法采用后張法施工；預(yù)制主梁時，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型；鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉；主梁安裝就位后現(xiàn)澆30cm寬的濕接縫。最后按1.5%施工瀝青橋面鋪裝層。3.1.2 材料1)預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用ASTM A416-97a標準的低松弛鋼絞線（標準型），抗拉強度標準值，抗拉強度設(shè)計值，公稱直徑15.2mm，公稱截面積，彈性模量，錨具采用夾片式群錨。2)非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HRB400級鋼筋，抗拉強度標準值，抗拉強度設(shè)計值；HRB335級鋼筋，抗拉強度標準值，抗拉強度設(shè)計值。3)混凝土：主梁采用C50，軸心抗壓強度標準值，軸心抗拉強度標準值；軸心抗壓強度設(shè)計值，軸心抗拉強度設(shè)計值。3.2 主梁截面尺寸擬定3.2.1 橫截面布置圖3-1 主梁跨中預(yù)制階段截面尺寸Fig 3-1 Pre-stage of the main beam under section size圖3-2 主梁跨中使用階段截面尺寸圖Fig 3-2 Girder cross-section size used in phase diagram梁高：160cm；梁肋寬度：25cm；箱梁腹板（直腹式），取厚度：25cm；主梁間距：310cm；翼板寬度；280cm（30cm為濕接縫寬度）；翼板厚度：翼板端部12cm，翼板與腹板連接處18cm。根據(jù)“公路橋規(guī)”條文說明，由于箱型梁的頂板直接承受活載，為了改善其受力狀態(tài)，頂板與腹板相交處設(shè)置承托。另外，設(shè)置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力，故采用1:1形式，取高度：6cm；底板寬度：腹板間距a和懸臂長b應(yīng)滿足，取a=160cm，b=60cm，則；腹板厚度：為滿足抗剪及施工要求，取25cm。橋面鋪裝：面層 瀝青混凝土10cm，容重， 三角墊層 防水混凝土15cm，容重。3.2.2 縱斷面的布置橫截面沿跨長的變化，靠近支點時為適應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起布置，從跨截面截面，腹板和底板開始加厚。圖3-3 主梁端截面尺寸圖Fig 3-3 The main beam end section size chart3.2.3 毛截面幾何特性（以中主梁使用階段計算為例）1)面積， 圖3-4 中主梁使用階段分割塊Fig 3-4 Stage in the main beam using the split block2)分塊截面形心至上邊緣距離，3)分塊面積對上緣凈距：，4)分塊面積的自身慣性矩則，所以有， 5)自身慣性矩，故預(yù)制階段的邊主梁：，預(yù)制階段的中主梁：，檢驗截面效率指標（以使用階段中主梁為例）：上核心距： (3-1)下核心距： (3-2)截面效率指標： (3-3)根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗：一般截面效率指標取,且較大者宜較經(jīng)濟，上述計算表明，初擬主梁跨中截面是合理的。4 恒載內(nèi)力計算主梁內(nèi)力由兩大部分組成，各片主梁靠行車道板連成空間整體結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋上作用荷載（橋面板上兩個車軸，前軸軸重為，后軸軸重為），各片主梁共同參與工作，形成各片主梁之間的內(nèi)力分布。計算活載：考慮各片梁的分布，汽車荷載所引起的各片梁的內(nèi)力大小與梁的橫斷面形式、荷載作用位置有關(guān)。計算恒載：主梁自重。橋面鋪裝、人行道、欄桿總重除以梁片數(shù)，得到每片梁承擔(dān)的重量。4.1 荷載的橫向分布系數(shù)4.1.1 支點截面：杠桿法圖4-1 支點截面杠桿法1、2號梁計算圖示Fig 4-1 Fulcrum Lever 1,2 beam cross-section calculation icon1號梁： (4-1) (4-2)2號梁： （人群荷載對2號梁將引起負反力，故為有利荷載） 3號梁： （無影響），圖4-2 支點截面杠桿法3號梁計算圖示Fig 4-2 Fulcrum Lever Act section 3 on the calculation icon4.1.2 跨中截面：鉸接板法由于此橋的寬跨比，故采用鉸接板法計算。截面面積（不考慮鋼筋的影響）：截面對形心軸的抗彎慣矩：a.截面的抗扭慣矩：將截面圖形轉(zhuǎn)化（圖4-3）， (4-3) (4-4) 圖4-3 計算抗扭慣距的截面轉(zhuǎn)化圖形Fig 4-3 Cross-section into shapesb.計算剛度系數(shù)： (4-5) 根據(jù)，查公路設(shè)計手冊橋梁（上冊）第一篇，附表二，在0.04-0.06之間，按直線內(nèi)插可求的的影響線豎標值，1號、2號和3號梁列表如下：表4-1 影響線豎標值Table 4-1 Standard values of vertical impact line梁號單位荷載作用位置（第號梁中心）時的值12345610.040.3120.2390.1650.1170.0900.07710.060.3580.2570.1590.1010.0690.0550.04420.32170.24280.16370.11360.08560.072420.040.2390.2380.1920.1370.1050.09010.060.2570.2590.2000.1270.0870.0690.04420.24280.24240.2000.13490.10120.085630.040.1650.1920.2100.1790.1370.11710.060.1590.2000.2270.1860.1270.1010.04420.16370.19370.22870.18050.13490.1136表4-2 荷載橫向折減系數(shù)Table 4-2 Lateral Load Reduction Factor橫向布置車道數(shù)2345橫向折減系數(shù)1.000.780.670.6圖中內(nèi)插得到活載作用位置的豎標值圖4-4 鉸接板法計算跨中截面的豎標值Fig 4-4 The law of the board stepped up in the rear section1號梁5列車4列車3列車2列車2號梁5列車4列車3列車2列車3號梁5列車4列車3列車2列車人群：3號梁2號梁1號梁表4-3 跨中荷載橫向分布系數(shù)匯總?cè)缦耇able 4-3 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁號橫向分布系數(shù)采用值汽車5列汽車4列汽車3列汽車2列10.49010.48950.49110.48860.4911（3列）20.51860.51600.36110.46300.5186（5列）30.52730.50490.46370.38680.5073（5列）表4-4 荷載橫向分布系數(shù)總匯Table 4-4 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁號自跨中至段的分布系數(shù)支點分布系數(shù)汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載10.49110.38100.5491.16120.51860.32591030.52730.2691104.2 內(nèi)力計算4.2.1 活載內(nèi)力計算橋面凈寬：=15.5m，車輛雙向行駛，橫向布置車隊數(shù)為4，考慮折減系數(shù)。公路-級荷載：計算跨徑，位于5-50之間，集中荷載標準值，；均布荷載標準值；人群荷載標準值為；計算剪力效應(yīng)時。結(jié)構(gòu)基頻： (4-6) 因為當(dāng)時，?？缰薪孛妫簣D4-5內(nèi)力活載跨中截面Fig 4-5 Cross section of internal forces in the impact of line1)彎矩：，1號梁： (4-7) (4-8)2號梁： 3號梁： 2)剪力： 1號梁 (4-9) (4-10)2號梁 3號梁 跨截面：圖4-6 內(nèi)力活載跨截面Fig 4-6 Cross section of internal forces in the impact of line1)彎矩：，1號梁 2號梁 3號梁 )2)剪力：，1號梁 2號梁 3號梁 變截面（截面處）：1)彎矩：，1號梁 圖4-7 內(nèi)力活載變化點截面Fig 4-7 Cross section of internal forces in the impact of line2號梁 3號梁 2)剪力1號梁 2號梁3號梁 支點截面：圖4-8 內(nèi)力活載支點截面Fig 4-8 Live load pivot section internal force計算需考慮荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化，支點截面取，取，支點至段的橫向分布系數(shù)按直線變化。1號梁 因為 (4-11) (4-12) (4-13) 2號梁 因為 3號梁因為 4.2.2 恒載內(nèi)力計算恒載集度：1)主梁預(yù)制時的自重（第一期恒載）為簡化計算按不變截面計算，主梁每延米自重1號梁：2號梁：2)橋面板間接頭（第二期恒載）1號梁：2號梁：3)欄桿、人行道、橋面鋪裝（第三期恒載）圖4-9 內(nèi)力計算橋面鋪裝Fig 4-9 Pavement calculation欄桿和人行道都取10KN/m；墊層坡度取1.5%。鋪裝層：1號梁2號梁3號梁恒載集度匯總于表4-54.2.3 各截面內(nèi)力計算1)計算恒載彎矩和剪力的公式：設(shè)為計算位置距左邊支座的距離 (4-14) (4-15)則計算在表4-6。表4-5 主梁恒載Table 4-5 Set degree main beam dead load荷載和梁號第一期恒載第二期恒載第三期恒載恒載總和1號35.250.4515.3251.022號34.750.910.446.053號34.750.916.9552.6表4-6 各截面恒載內(nèi)力匯總表Table 4-6 The section containing the internal force constant matrix項目支點第一期恒載1號梁5099.623824.712231.08299.8524.65599.602號梁5027.283770.462199.44295.54517.21591.103號梁5027.283770.462199.44295.54517.21591.10第二期恒載1號梁65.1048.8328.482.836.707.652號梁130.2097.6556.967.6513.4015.313號梁1302.97.6556.967.6513.4015.31第三期恒載1號梁2216.351662.26969.65130.30228.02260.592號梁1504.571128.43658.2588.45154.79176.903號梁2452.161839.121072.82144.16252.28288.321號梁7381.075535.803229.22433.93759.37867.852號梁6662.064996.542914.65391.66685.40783.313號梁7609.645707.233329.22447.36782.89894.73表4-7 1號梁作用效應(yīng)組合值Table 4-7 Table girder combination of internal forces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點截面支點截面荷載內(nèi)力值一期恒載標準值5099.6203824.71299.82231.08524.65599.6二期恒載標準值65.1048.833.8328.486.77.65人群荷載標準值330.729.72248.0321.88292.79357.12856.13公路-級汽車荷載標準值（不計沖擊系數(shù)）1356.3775.121017.39123.70628.29172.34195.45公路-級汽車荷載標準值（計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)）1590.2188.071192.79145.03736.61202.05229.15持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標準組合（汽+人）1920.9397.791440.82166.911029.34259.18286.28承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合8794.36134.186595.95591.94070.65984.471113.50正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.7汽+1.0人）1280.1862.304960.20108.47732.60177.77193.95正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.4汽+0.4人）674.8433.94506.1758.23368.4397.79101.03表4-8 2號梁作用效應(yīng)組合值Table 4-8 Table girder combination of internal forces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點截面支點截面荷載內(nèi)力值一期恒載標準值5027.2803770.46295.542199.44517.21591.10二期恒載標準值130.20097.657.6556.9613.4015.31人群荷載標準值282.718.316212.1618.7161.88225.63925.639公路-級汽車荷載標準值（不計沖擊系數(shù)）1432.3378.321074.37139.16917.34238.74321.34公路-級汽車荷載標準值（計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)）1679.26931259.59153.151075.49279.9376.744持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標準組合（汽+人）1961.97101.321471.75171.861137.37305.54402.38承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合8856.58139.516642.78599.194282.671057.311283.85正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.7汽+1.0人）1285.3463.84964.22116.12704.02192.76250.58正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.4汽+0.4人）686.0235.05514.6163.15391.69105.75138.79表4-9 3號梁作用效應(yīng)組合值Table 4-9 Table girder combination of internal forces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點截面支點截面荷載內(nèi)力值一期恒載標準值5027.2803370.46295.542199.44517.21591.10二期恒載標準值130.20097.657.6556.9613.4015.31人群荷載標準值233.586.86175.18145.4551.09621.1721.17公路-級汽車荷載標準值（不計沖擊系數(shù)）1391.1580.661092.39132.80922.55240.50385.24公路-級汽車荷載標準值（計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)）1630.9895.561280.72155.721081.6281.96154.66持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標準組合（汽+人）1864.56101.421455.9171.171132.70303.66472.83承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合8733.96140.076150.94599.144279.151053.791383.73正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.7汽+1.0人）1207.3956.46939.85108.42696.88181.52290.94正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值（0.4汽+0.4人）649.8935.01507.0359.31389.46104.67162.565 鋼筋面積的估算及布置材料：a.混凝土：C50 強度標準值：軸心抗壓： 軸心抗拉：強度設(shè)計值：軸心抗壓： 軸心抗拉：b.預(yù)應(yīng)力鋼筋：美國ASTM-A416-97a標準的低松弛鋼絞線（標準型）抗拉強度標準值：抗拉強度設(shè)計值：選擇公稱直徑為15.2mm，公稱面積為c.非預(yù)應(yīng)力鋼筋：，選用HRB400級鋼筋，抗拉強度設(shè)計值； 抗壓強度設(shè)計值； 抗拉強度標準值；，選用級鋼筋，抗拉強度設(shè)計值； 抗拉強度標準值；d.錨具：采用夾片式群錨設(shè)計要求：公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG-D62-2004)的要求，按類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。施工方法：后張法施工，預(yù)制主梁時預(yù)留孔道采用預(yù)埋螺旋金屬波紋管成型，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉，主梁安裝就位后現(xiàn)澆30cm寬的濕接縫，最后施工平均厚度為10.35cm厚的瀝青混凝土橋面鋪裝層。5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算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，得跨中截面所需的有效預(yù)加力為： (5-1)式中的正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)作何計算的彎矩值；由內(nèi)力表（2號梁）有：設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面中心距下緣為，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點至截面重心的距離為：截面性質(zhì)近似取全截面的性質(zhì)來計算：跨中截面面積為，截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩： (5-2)所以有效預(yù)加力合力：預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的估算，則可得需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為 (5-3)故采用8束鋼絞線。采用夾片式群錨，的金屬波紋管成孔。5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置5.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置符合公路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計圖紙并按公路橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進行初步布置。圖5-1 跨中截面鋼束布置圖Fig 5-1 cross-prestressed reinforcement layout5.2.2 支點截面鋼束布置為使施工方便，全部8束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨固與兩端如下圖。這樣布置符合均勻分散的原則，還能滿足張拉的要求，而且鋼束在兩端均彎曲較高，可提供較大的預(yù)剪力。設(shè)伸縮縫為，則凈跨徑為則支座處距兩端距離為圖5-2 支點截面鋼束布置Fig 5-2 Fulcrum section of steel beam arrangement5.2.3 其他截面鋼束位置及傾角計算1)鋼束彎起形狀、彎起角及彎起半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎起；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力垂直作用于錨墊板上。為1號、2號鋼筋，彎起??；為3號、4號鋼筋，彎起?。粸?號、6號鋼筋，彎起取；為7號、8號鋼筋，彎起取。各鋼束的彎起半徑為，。2)鋼束控制點位置的確定a號鋼筋，其彎起布置如下由，由，所以彎起點至錨固點的水平距離為，則彎起點至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的水平距離為，故彎止點至跨中截面的水平距離為；圖5-3 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計算圖Fig 5-3 Calculation of prestressed reinforced curve diagramb號鋼束由，由，則彎起點至跨中截面的水平距離為，則彎起點至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的水平距離為，故彎止點至跨中截面的水平距離為；c號鋼束由，由，所以彎起點至錨固點的水平距離為，則彎起點至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的水平距離為，故彎止點至跨中截面的水平距離為；d.號鋼束由，由，所以彎起點至錨固點的水平距離為，則彎起點至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的水平距離為，故彎止點至跨中截面的水平距離為。表5-1 各鋼束彎曲控制要素Table 5-1 control of the steel beam matrix parameters鋼束號升高值彎起角/彎起半徑支點至錨固點的水平距離彎起點距跨中截面水平距離彎止點距跨中截面水平距離3)各截面鋼束位置及傾角計算計算鋼束上任一點離梁底距離及該點處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心質(zhì)量地距離，和的，的。為點所在計算截面處鋼束位置的升高值。計算時，應(yīng)首先判斷出點所處的區(qū)段，然后計算和，計算如下：a.當(dāng)時，點位于直線段還未彎起，故；b.當(dāng)時，點位于圓弧彎曲段，和均按下式計算： (5-4) (5-5)c.當(dāng)時，點位于靠近錨固段的直線段，此時，按下式計算，則各個鋼束彎起情況匯總表5-25.2.4 鋼束平彎段的位置及平彎角、和，四束預(yù)應(yīng)力鋼鉸線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，、和在梁中的平彎段采用相同的形式，其平彎段有兩段曲線弧，； 每段曲線弧的彎曲角；和平彎角度極小，可直接平彎過去，故?。粰M向向右偏移，橫向向右偏移，橫向向右偏移，橫向向左偏移。圖5-1 鋼筋平彎示意圖Fig 5-1 Schematic diagram of steel bending beam flat表5-2 各截面鋼束位置及傾角計算表Table 5-2 Location of the cross-section of steel beam and angle computation計算截面鋼束號跨中截面122272354為負，鋼筋尚未彎起00100875620048631277775696947286截面122272354為負，鋼筋尚未彎起001008756200486312777756969471.3411095296.95變化點截面1222723540.67531038756200451572578631277783934837569694710297.7584支點截面122272354318928987562004563473486312777897110817569694710104813345.3 非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面估計及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(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)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點到截面底邊的距離為，則有，依據(jù)公路橋規(guī)JTG-D62第4.2.3條來確定箱型截面翼緣板的有效寬度，對于中間梁：有，。圖5-3 箱形梁截面翼緣板的有效寬度Fig 5-3 The box girders cross-section of the flange plates ，根據(jù)上述的比值，由橋規(guī)(JTG-D62)查的。 由公式，求解為第一類形，則采用7根直徑為18mm的HRB400級鋼筋，提供的鋼筋截面面積為，在兩地布成一排，其間距為200mm，鋼筋中心到底邊的距離為；預(yù)應(yīng)力鋼筋重心到截面底邊距離，則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點到截面底邊的距離為6 主梁截面幾何特性計算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土主梁截面幾何特性按照不同階段分別計算如下：a.主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋主梁混凝土達到設(shè)計強度的90%后，進行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，箱梁翼板寬度為2800mm。b.灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆300mm濕接縫預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆300mm濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時的截面特性計算采用計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板寬度仍為2800mm。c.橋面、欄桿及人行道施工和運營階段橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為全截面參與工作，此時截面特性計算采用計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板有效寬度為3100mm。圖6-1 第一階段混凝土截面劃分Fig 6-1 The first phase of the concrete cross-section divided6.1 第一階段：主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋6.1.1 跨中截面混凝土：分塊面積：，分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩：，各分塊自身慣性矩：，預(yù)留孔道面積：，分塊面積至梁頂距離：，對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量：混凝土的彈性模量：所以有故重心至梁頂?shù)木嚯x：，凈截面：，6.1.2 四分之一跨截面混凝土截面同跨中截面預(yù)留孔道面積：分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩：，6.1.3 變化點截面混凝土截面：同跨中截面預(yù)留孔道：面積：，分塊面積至梁頂距離： 對梁頂面積矩凈截面，6.1.4 支點截面混凝土面積：分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩，對梁頂面積矩，凈截面：，6.2 第二階段：灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆300mm濕接縫6.2.1 跨中截面 混凝土全截面（同第一階段）預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：預(yù)應(yīng)力彈性模量：混凝土的彈性模量：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算（同第一階段）凈截面： 6.2.2 四分之一跨截面混凝土截面（同第一階段）預(yù)應(yīng)力鋼筋：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：(因為)非預(yù)應(yīng)力鋼筋（同第一階段跨中）凈截面： 6.2.3 變化點截面混凝土截面：（同第一階段）預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：（同第一階段）凈截面：， 6.2.4 支點截面圖6-2 第三階段混凝土支點截面劃分Fig 6-2 The third phase o