撞鐘石河中橋畢業(yè)設(shè)計計算書

1、第一章 設(shè)計資料及主要指標確定1.1 橋面跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑焊鶕?jù)工程概況選取20m。主梁全長：考慮到預(yù)制梁安裝需要和伸縮縫的設(shè)置，留4cm伸縮縫，預(yù)制梁長19.96m。計算跨徑：取相鄰支座中心線間距19.26m。橋面寬度：根據(jù)所在線路交通量，橋面橫向?qū)挾葍舳?1.4m。1.2 主要技術(shù)指標主要技術(shù)指標 表1-1公路等級汽車荷載等級行車道數(shù)橋面凈度(m)斜度()橫向橋板塊數(shù)板寬(m)預(yù)制板長(m)預(yù)制板高(m)預(yù)制板最大吊裝靜載(kn)設(shè)計安全等級環(huán)境類別高速公路公路級212.490101.2519.960.95邊板 393；中板313二級類1.3 材料及工藝1. 混凝土水泥：應(yīng)采用高品質(zhì)的硅

2、酸鹽水泥或普通水泥，同一座橋的板梁應(yīng)采用同一品種水泥。粗集料：應(yīng)采用連續(xù)級配，碎石宜采用錘擊式破碎生產(chǎn)。碎石最大粒徑不宜超過20mm，以防止混凝土澆筑困難或振搗不密實。混凝土：各部分混凝土標號 表1-2序號結(jié)構(gòu)部位混凝土標號要求1預(yù)制空心板、封錨端、鉸縫和橋面現(xiàn)澆層c50混凝土2封端c40混凝土3橋面鋪裝層瀝青混凝土4臺帽、背墻、防撞護欄、側(cè)墻帽c30混凝土5支座墊石c40小石子混凝土有條件時，鉸縫混凝土可選擇抗裂、抗剪、韌性好的鋼纖維混凝土?；炷林胁坏脫胶头勖夯?。2.普通鋼筋普通鋼筋采用r235和hrb335鋼筋，鋼筋應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（gb 130131991）和鋼筋混凝土用

3、鋼第2部分熱軋帶肋鋼筋（gb1499.2-2007）的規(guī)定。本圖紙中r235鋼筋采用了直徑d=8mm、10mm、14mm、16mm四種規(guī)格；hrb335鋼筋主要采用了直徑d=8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、22mm、25mm七種規(guī)格。 3.預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強度標準值fpk =1860mpa，公稱直徑d=15.2mm的低松弛高強度鋼絞線，其力學性能指標應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（gb/t 52242003）的規(guī)定。4.圬工u型橋臺基礎(chǔ)采用c20片石混凝土，臺身采用c25素混凝土。5.其他材料鋼板：采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（gb/t700-2006）規(guī)定的q235b鋼板。錨具：采用ym1

4、5-4和ym15-5型系列錨具及其配套設(shè)備；管道成孔采用圓形金屬波紋管。金屬波紋管鋼帶厚度不應(yīng)小于0.35mm。支座：采用板式橡膠支座gyz型產(chǎn)品，其性能均應(yīng)符合公路橋梁板式橡膠支座（jt/t42004）的規(guī)定。橋面：采用fyt-1改進型橋面防水材料，若選用其他材料，應(yīng)符合現(xiàn)行的行業(yè)標準或規(guī)范要求。1.4 設(shè)計依據(jù)(1)公路工程技術(shù)標準(jtg b012003)(2)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtg d602004)(3)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 d622004)(4)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(jtj 0412000)(5)公路勘測規(guī)范（jtg c102007）(6)公路勘測細

5、則（jtg/t c102007）(7)公路交通安全設(shè)施設(shè)計技術(shù)規(guī)范（jtg d812006)(8)公路交通安全設(shè)施施工技術(shù)規(guī)范（jtgf712006）(9)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtg d632007）(10)公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（jtj 00489）(11)道路工程制圖標準（gb5016292）(12)鋼筋焊接網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（jgj1142003）。第二章 上部結(jié)構(gòu)計算2.1 構(gòu)造布置橋梁橫斷面：施工方法采用先預(yù)制，再吊裝。板間采用企口縫混凝土濕接。板厚95cm，預(yù)制板寬125cm，全橋橫橋向由10塊預(yù)制板拼裝而成，每塊板中有空洞，見圖1。圖 2-1 橋梁橫斷面橋面鋪裝：采用10

6、cmc50整體混凝土和10cm瀝青混凝土。橋面采用連續(xù)橋面和鋼板伸縮縫，鋼板通過預(yù)埋錨筋錨固在橋面板或橋臺上。2.2 板及欄桿的橫截面幾何特性2.2.1 邊板圖 2-2 邊板毛截面a=1.240.95（0.760.710.150.080.120.08）0.050.050.50.050.05（0.05+0.08）0.70.50.080.080.5+(0.12+0.24) 0.4550.5=0.689452.2.2 中板圖 2-3 中板毛截面a=1.240.95（0.760.710.150.080.120.08）0.050.050.050.052（0.05+0.08）0.70.080.08=0.5

7、5512.2.3 欄桿圖 2-4 欄桿截面a=0.910.464-0.50.810.810.50.0580.5550.5（0.555+0.735）0.125=0.29282.3 板荷載橫向分布系數(shù)計算2.3.1支座處的荷載橫向分布系數(shù)m0的計算按杠桿原理法計算。首先繪制橫向影響線圖，在橫向線上按最不利荷載布置，如圖3所示。圖 2-5 利用杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)（1）1號板：（2）2號板：（3）39號板同2號板為0.5,10號板同1號板為0.53。2.3.2 跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc的計算預(yù)制板間企口縫連接，所以跨中的荷載橫向分布系數(shù)按照鉸接板梁法計算。（1）計算抗扭慣性矩it,圖 2

8、-6 空心板等效成箱形截面本次設(shè)計將空心板近似簡化成圖4中虛線所示的薄壁箱型截面來計算。 其中， （2）計算抗彎慣性矩i, （3）計算剛度系數(shù) （4）計算跨中荷載橫向分布影響線查表，在和0.02之間按直線內(nèi)插法求的影響線坐標值、，計算結(jié)果列于表1中。各板影響線坐標值 表2-1板號單位荷載作用位置（i號板中心）1234567891010.0118115813111009308007006305805610010.022341921461110850660520430370340.01621317814011108807206005104504320.01158154137114097083073

9、0650600589990.021921881571200920710560460400370.01617817414911809407606305404804530.011311371371231040900780700650639980.021461571621381060820650540460430.01614014915213210508507006005405140.0111011412312711610008707807307010010.021111201381481291000800650560520.01611111813214012410008307006306050.0

10、10930971041161231141000900830809980.020830921061291421261000820710660.016087094105124134121100085076072（5）計算板的荷載橫向分布系數(shù)在影響線上橫向按最不利位置布置荷載后，就可以通過相應(yīng)影響線坐標值求得各板的荷載橫向分布系數(shù)。首先，繪制影響線于圖中，根據(jù)通規(guī)要求，計算汽車荷載時，多車道折減系數(shù)為：三車道時，四車道時。由于多車道折減系數(shù)的緣故，未見得橫向布置的車隊越多，荷載橫向縫補系數(shù)越大。圖 2-7 橫向分布影響線1號板：按四列布置折減后按兩列布置2.3.3 荷載橫向分布系數(shù)匯總荷載橫向分布系

11、數(shù)匯總 表2-2荷載類別mcmo車輛荷載0.29250.532.4 荷載內(nèi)力計算2.4.1恒載內(nèi)力計算（1）預(yù)制板的自重mo中板：g=0.555126=14.433 knm邊板：g=0.6894526=17.926 knm橋面鋪裝：g=(12.40.124+12.40.126)10=6.200 knm欄桿：g=0.292826210=1.522 knm（2）主梁恒載總和主梁恒載集度匯總 表2-3 荷載板總和g（kn/m）中板14.4336.2001.52222.155邊板17.9266.2001.52227.648計算公式：設(shè)x為計算截面離左支座距離，并令，則主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：

12、恒載內(nèi)力計算列于表4中恒載內(nèi)力 表2-4內(nèi)力項目支點中板邊板831.2623.4363.786.3129.5172.6中板邊板358.1268.5156.737.456.174.8中板1027.3770.5449.4106.7160.0213.4邊板1282.0961.5560.9133.12199.7266.32.4.2 活載內(nèi)力計算由公路橋規(guī)可知：公路級車道荷載，由均布荷載，和集中荷載 kn組成，計算剪力效應(yīng)時應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。所以沖擊系數(shù)當計算簡支梁各截面的最大彎矩和跨中最大剪力時，可以近似取用不變的跨中橫向分布系數(shù)；對于支點截面的剪力或靠近支點截面的剪力尚須計入由于荷載橫向分布系數(shù)在

13、梁端區(qū)段內(nèi)發(fā)生變化所產(chǎn)生的影響。下面以1號梁為例計算各截面的彎矩和剪力（1）跨中截面pkkl/41.2pkqk1/21/2q 圖 2-8 跨中截面內(nèi)力計算圖式1）彎矩：跨中截面彎矩影響線面積： 2）剪力： （2）截面pkk3l/161/43/41.2pkkq圖 2-9 截面內(nèi)力計算圖式1）彎矩： 2）剪力： （3）截面1）彎矩：2）剪力：pkqk7l/641.2pkqk1/87/8圖 2-10 截面內(nèi)力計算公式（4）支點截面1.2pkqk1.0圖 2-11 支點截面內(nèi)力計算圖式2.4.3 主梁內(nèi)力組合將1號梁的荷載組合計算列于表5中。1號梁的荷載組合 表2-5序號荷載類別彎矩m 剪力q（kn）

14、梁端（1）恒載4577841045217163108（2）汽車荷載194.48333.38444.50173.4389.0773.77（3）1.2恒載673.041153.801538.39319.50239.63159.75（4）1.4汽車荷載272.27466.73622.30242.80124.70103.28（5）承載力極限基本組合（3+4）945.311620.532160.69562.30364.33263.03（6）0.7汽車荷載/1.245109.35187.44249.9297.5150.0841.48（7）0.4汽車荷載/1.24562.48107.11142.8155.7

15、228.6223.70（8）正常極限設(shè)計值短期組合（1+6）670.221148.941531.921363.76249.77176.61（9）正常極限設(shè)計值長期組合（1+7）623.351068.611424.81321.97228.31156.83（10）1.0（5）945.311620.532160.69562.30364.33263.03（11）1.0（8）670.221148.941531.92363.76249.77176.61（12）1.0（9）623.351068.611424.81321.97228.31156.83控制設(shè)計的計算內(nèi)力945.311620.532160.695

16、62.30364.33263.032.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置2.5.1 估算預(yù)應(yīng)力鋼筋面積按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，根據(jù)跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面所需要的有效預(yù)加力為：式中為荷載短期效應(yīng)彎矩組合值設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離為：截面面積全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為：v所以有效預(yù)加應(yīng)力合力為：n預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：采用（2束4根，2束5根）鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為，采用夾片式群錨。2.5.2 鋼束布置（1）跨中截面鋼束布置后張法預(yù)應(yīng)

17、力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合公橋規(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。（2）錨固面預(yù)應(yīng)力鋼筋布置全部4束均錨固于梁端；同時，為減小支點和錨固面上的預(yù)加力的偏心矩和避免過大的局部集中應(yīng)力，將預(yù)應(yīng)力鋼筋盡量布置得分散和均勻些?？缰薪孛骖A(yù)應(yīng)力鋼筋配置圖 支座截面預(yù)應(yīng)力鋼筋配置圖 圖 2-12 預(yù)應(yīng)力鋼筋配置圖2.5.3 截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（1）鋼筋采用圓弧彎起，具體情況如圖n1彎起角 n2彎起角 （2）鋼束各控制點的位置n1號鋼筋導線點至錨固端水平距離彎起點至導線點的水平距離彎起點至錨固端水平距離彎起點至跨中截面的水平距離彎止點距導

18、線點的水平距離故彎止點距跨中截面的距離圖 2-12 預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起圖示同理n2鋼束（3）各截面鋼束位置及傾角計算計算時，首先判斷出i點所在區(qū)段，然后計算和即當時，i點位于直線段未彎起處，故對于n1，對于n2，當時，i點位于圓弧彎曲段，按下式計算，當時，i點靠近錨固段直線段，此時n1鋼束，n2鋼束計算結(jié)果列于表6各鋼束截面位置及傾角匯總 表2-6計算截面鋼束編號（mm）（mm）（mm）()(mm)(mm)跨中截面n17528.51395.100090n25603.51564.3210l/4截面n17528.51395.100090n25603.51564.3210l/8截面n17528.5139

19、5.100090n25603.51564.31881.5173.4383.4支點截面n17528.51395.12451.5122.9212.9n25603.51564.34376.5169.2779.22.6 主梁截面幾何特性計算及束界校核s2.6.1 換算截面幾何特性計算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土板，在張拉力筋時管道尚未壓漿，由預(yù)加應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面計算；在使用階段，管道已壓漿，鋼束與混凝土之間已經(jīng)有很強的粘結(jié)力，故按換算截面計算。1號預(yù)制板跨中截面的凈截面與換算截面幾何特性計算，列于表7，l/4截面處，鋼筋未彎起，截面特性同跨中，l/8截面及支點截面分別列于表8，表9 。1號預(yù)制板

20、跨中截面的凈截面與換算截面幾何特性 表2-7截面類型分塊名稱分塊面積ai(cm2)ai重心至梁頂距離yi（cm）對梁頂邊的面積矩自身慣性矩ii (106cm4)（cm）ix=ai（ys-yi）2(106cm4)截面慣性矩i=ii+ix(106cm4)凈截面毛截面720343.13104497.6900.50.0027.692預(yù)留孔道面積-100.880-8064037.4-0.141-0.141混凝土凈截面7102.242.63023857.551換算截面毛截面117.2809376036.30.1540.154預(yù)留孔道面積720343.13104497.6900.60.0037.693混凝土

21、凈截面7320.243.73198257.8471號預(yù)制板l/8截面的凈截面與換算截面幾何特性 表2-8截面類型分塊名稱分塊面積ai(cm2)ai重心至梁頂距離yi（cm）對梁頂邊的面積矩自身慣性矩ii (106cm4)（cm）ix=ai（ys-yi）2(106cm4)截面慣性矩i=ii+ix(106cm4)凈截面毛截面720343.13104497.6900.40.0017.691預(yù)留孔道面積-100.871.3-7187028.6-0.082-0.082混凝土凈截面7102.242.73032627.609換算截面毛截面117.271.38356027.70.0900.090預(yù)留孔道面積7

22、20343.13104497.6900.50.0027.692混凝土凈截面7320.243.63188057.7821號預(yù)制板支點截面的凈截面與換算截面幾何特性 表2-9截面類型分塊名稱分塊面積ai(cm2)ai重心至梁頂距離yi（cm）對梁頂邊的面積矩自身慣性矩ii (106cm4)（cm）ix=ai（ys-yi）2(106cm4)截面慣性矩i=ii+ix(106cm4)凈截面毛截面720343.13104497.690007.690預(yù)留孔道面積-100.845.4-457602.3-0.001-0.001混凝土凈截面7102.243.13058737.689換算截面毛截面117.245.4

23、532102.30.0010.001預(yù)留孔道面積720343.13104497.6900073690混凝土凈截面7320.243.13157707.691匯總結(jié)果列于表101號預(yù)制板凈截面與換算截面幾何特性匯總 表2-10計算截面cm2cmcmcmi106cm4w(105cm3)跨中凈截面7102.242.652.437.47.5511.7731.4412.019換算截面7320.243.751.336.37.8471.7961.5302.162凈截面7102.242.652.437.47.5511.7731.4412.019換算截面7320.243.751.336.37.8471.7961.

24、5302.162凈截面7102.242.752.328.67.6091.7821.4552.660換算截面7320.243.651.427.77.7821.7851.5142.809支點凈截面7102.243.151.92.37.6891.7841.48233.430換算截面7320.243.151.92.37.6911.7841.48233.4302.6.2 力筋布置位置的校核為簡化計算，假定預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點位置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，可得出許可布置力筋重心的限制值、，即。式中： 各截面鋼束位置的校核如表11、表12所示，從表中可看出所有截面基本滿足束界要

25、求。各截面幾何特性匯總 表2-11計算截面an(cm2)wns (105cm3)wnx (105cm3)kx(cm)ks(cm)npi (kn)mg1 (knm)跨中7102.21.7731.44125.020.32812.3831.2l/47102.21.7731.44125.020.32812.3623.4l/87102.21.7821.45525.120.52812.3363.7支點7102.21.7841.48225.120.92812.30鋼束位置校核 表2-12計算截面ms(knm)mg1/npi(cm)ms/0.8npi (cm)e1(cm)ep(cm)e2(cm)說明跨中153

26、229.668.154.637.447.8不滿足l/4114922.251.147.237.430.0滿足l/867012.929.838.028.69.3滿足支點00025.12.3-20.9滿足從表中可以看出，上述計算只是粗略計算，盡管各截面均滿足要求，但由于預(yù)應(yīng)力損失只是粗略計算，所以需要在后面的驗算過程中進行調(diào)整。2.7 持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算2.7.1 正截面承載力計算取彎矩最大的跨中截面進行計算。（1） 求受壓區(qū)高度x圖 2-13 工字形截面將空心截面按照等面積和等慣性矩的原則換算成如圖12所示的工字形截面。略去構(gòu)造鋼筋的影響，先按第一類t形截面梁計算混凝土受壓區(qū)高度x，

27、即：受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確定是第一類t形截面梁。（2）正截面承載力計算梁跨中截面彎矩組合設(shè)計值，截面受彎承載力為：跨中截面正截面承載力滿足要求。2.7.2 斜截面承載能力計算（1）斜截面受剪承載力計算取距支點h/2處截面進行驗算。1）復核主梁截面尺寸 式中： b=530mm =50代入：所以截面尺寸滿足要求。2）驗算是否需要進行斜截面抗剪強度的計算公橋規(guī)規(guī)定，若，則不需要進行斜截面抗剪強度計算，僅需按照構(gòu)造配置箍筋，由于：說明不需要進行計算，僅配置箍筋。（3）箍筋設(shè)計主梁斜截面強度計算按下式計算：p為斜截面內(nèi)受拉縱筋的配筋率，即箍筋選用直徑為8的四肢q235鋼筋，間距，則：采用全部預(yù)應(yīng)

28、力鋼筋平均值，即，所以有：滿足要求。（4）斜截面抗彎強度由于鋼束均錨固于梁端，數(shù)量上沿跨長方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強度一般不控制設(shè)計。2.8 預(yù)應(yīng)力損失控制2.8.1 力筋張拉控制應(yīng)力按公橋規(guī)規(guī)定2.8.2 力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失對跨中截面： 式中： 跨中截面管道摩阻損失見表13。跨中截面管道摩阻損失 表2-13鋼束編號x（m）kx弧度n140.06980.01759.80.01470.0317139544.22n290.15710.03939.80.01470.0526139573.33平均值58.78同理，可算出其他控制截面處的值，列于表14中。其他截面管道摩阻

29、損失 表2-14截面跨中l(wèi)/4l/8支點平均值（mpa）58.7849.1044.1539.342.8.3 錨具變形，鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失按考慮反摩阻作用時計算鋼束的應(yīng)力損失，首先確定反摩阻影響長度： 式中為張拉端錨具變形，兩端同時張拉時為4mm，為單位長度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失；為張拉端錨下張拉控制應(yīng)力；為扣除沿管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力；為張拉端至錨固端的距離，錨固端為跨中截面，反摩阻影響長度列表于表15。反摩阻影響長度 表2-15鋼束編號n113951336.223998013314n213951336.223998010337距張拉端為x處的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反

30、摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失為： 考慮反摩阻作用時鋼束在各控制截面處的應(yīng)力損失的計算列表于表16。應(yīng)力損失匯總 表2-16截面鋼束編號x各控制截面平均值跨中n19980117.229.334.5n29980150.95.2l/4n14850117.277.371.4n24850150.980.1l/8n12757.5117.292.9101.8n22757.5150.9110.6支點n1350117.2114.1130.0n2350150.9145.82.8.4 分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失此項應(yīng)力損失，對于簡支梁一般取l/4截面計算，以其計算結(jié)果做為全梁各鋼束的平均值。式中： m=4 n所以

31、： 2.8.5 鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失對于采用超張拉工藝的普通松弛鋼鉸線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失為：式中： 所以： 2.8.6 混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失式中： 該梁位于野外一般地區(qū)，相對濕度為60%，其理論厚度為：查表并內(nèi)插值可得到相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值：混凝土收縮應(yīng)變終極值： 跨中截面：l/4截面： 未記構(gòu)造鋼筋影響 取跨中與l/4截面平均值計算，則有：將各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總于表17、表18中。各截面鋼束應(yīng)力損失平均值匯總 表2-17工作階段計算截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段l/258.334.529.68122.4896.4134.1230.5l/449.177.3

32、29.68156.0896.4134.1230.5l/844.2130.029.68203.8896.4134.1143.42支點截面39.3101.829.68170.7896.4134.1143.42有效預(yù)應(yīng)力匯總 表2-18計算截面有效預(yù)加力支點截面預(yù)加應(yīng)力階段1272.521238.921191.121224.22使用階段1042.021008.42960.62993.722.9 短暫狀況的應(yīng)力驗算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)計算構(gòu)件在制造、運輸及安裝等施工階段，由預(yù)加力（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。本橋以跨中截面上、下緣混凝土法向應(yīng)力進行驗算。

33、上緣： 下緣： 其中： 代入上式得：計算結(jié)果表明，在預(yù)加應(yīng)力階段，梁的上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，下緣的混凝土壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。2.10 持久狀況的應(yīng)力驗算按持久狀況設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件尚應(yīng)計算其使用階段正截面的法向應(yīng)力，受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計算時荷載取其標準值，不計分項安全系數(shù)，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。2.10.1 跨中截面混凝土法向正應(yīng)力驗算式中： 代入上式可得： 持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗算滿足要求。2.10.2 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力計算由后期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面中心處的混凝土應(yīng)力為：所以鋼束應(yīng)力為：2.10.3 斜截面主應(yīng)力計算取剪力和彎矩都較大的

34、l/4截面進行計算。一般需計算其上梗肋、形心軸和下梗肋處在標準效應(yīng)組合下的主壓應(yīng)力，應(yīng)滿足的要求。在l/4截面處有： 上梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力 形心軸處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力下梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力主應(yīng)力計算結(jié)果表明，下梗肋處主壓應(yīng)力最大：形心軸處主拉應(yīng)力最大：說明斜截面主應(yīng)力滿足規(guī)范要求。2.11 抗裂性驗算2.11.1 作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗算正截面抗裂驗算取跨中截面進行。（1）預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計算跨中截面則：（2）由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計算，有：因為，故短期荷載

35、效應(yīng)組合下正截面抗裂性滿足要求。2.11.2 作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗算斜截面的抗裂性驗算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的最大不利區(qū)段截面進行，這里為l/4截面進行計算。 上梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力形心軸處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力下梗肋處：（1）剪應(yīng)力（2）正應(yīng)力（3）主應(yīng)力主應(yīng)力計算結(jié)果表明，形心軸處拉應(yīng)力最大：說明斜截面抗裂性滿足規(guī)范要求。2.12 主梁變形計算2.12.1 荷載短期效應(yīng)作用下主梁撓度驗算主梁計算跨徑，c50混凝土彈性模量，由于沿跨境方向各截面的換算截面慣性矩均不形同，為簡化計算，取梁l/4處截面的換算慣性矩i0=7.847104mm4作

36、為全梁的平均值。（1）可變荷載作用引起的撓度現(xiàn)將可變荷載作為均布荷載作用在主梁上，則主梁跨中撓度系數(shù)，荷載短期效應(yīng)的可變荷載值為：，由可變荷載引起的簡支梁跨中截面的撓度為：考慮長期效應(yīng)的可變荷載引起的撓度值為：（2）考慮長期效應(yīng)的恒載引起的撓度值為：2.12.2 預(yù)加力引起的上拱度計算采用l/4截面處的使用階段永存預(yù)加力矩作為主梁平均預(yù)加力矩計算值，即：截面慣性矩仍采用梁l/4處截面慣性矩，則主梁跨中截面上拱度為：考慮長期效應(yīng)的預(yù)加應(yīng)力引起的上拱值為：2.12.3 預(yù)拱度設(shè)置梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合共同下并考慮長期效應(yīng)值的撓度值為：預(yù)加力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度

37、值，故此不需設(shè)置預(yù)拱度。第三章 下部結(jié)構(gòu)計算3.1 設(shè)計資料設(shè)計荷載：公路ii級,上部結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土20m空心板梁，標準跨徑20m，計算跨徑19.26m，梁長19.96m，十梁式結(jié)構(gòu)，主梁中距1.24m，采用板式橡膠支座，支座高5.2cm，上部結(jié)構(gòu)重力為。橋臺材料：臺帽、臺身用c30鋼筋混凝土，重度，軸心抗壓強度，基礎(chǔ)采用c25水下混凝土，重度，軸心抗壓強度。高程：橋面高程為1549.888m，設(shè)計水位高程為1546.325m。地質(zhì)資料：地基土為密實硬黏土，其基本承載力為，重度，空隙比，比重,壓縮模量，臺內(nèi)填土重度，內(nèi)摩擦角3.2 橋臺幾何尺寸擬定橋臺高度：基礎(chǔ)采用兩個臺階，每層臺階厚0

38、.75m，襟邊寬0.5m?；A(chǔ)容許最大剛性角為，基礎(chǔ)的擴散角為：（滿足規(guī)范要求）則橋臺高度為：順橋向臺帽寬度：式中：伸縮縫寬度 支座中心線至梁端距離 支座順橋向?qū)挾?支座邊緣到臺身頂邊緣距離臺帽檐口寬度計算得：橫橋向臺帽寬度：橋面寬度為b=12.4m，臺帽一般應(yīng)設(shè)置10cm的檐口，故取。橋臺其他尺寸：按1：1放坡，按規(guī)范要求，橋臺側(cè)墻后端應(yīng)伸入橋頭錐坡定點以內(nèi)長度75cm，則橋臺側(cè)墻長度為：取側(cè)墻長度為b=6.5m。按規(guī)范要求取前墻頂寬，則前墻底寬度經(jīng)計算得：（滿足規(guī)范要求）按規(guī)范要求取側(cè)墻頂寬，則側(cè)墻底寬為：（滿足規(guī)范要求）橋臺其他細部尺寸見圖4-1。圖4-1 橋臺細部尺寸圖3.3 作用計算

39、3.3.1 結(jié)構(gòu)重力計算僅驗算臺身底截面和基礎(chǔ)底截面。（1）上部結(jié)構(gòu)重力。（2）臺身、側(cè)墻及填土重力計算見表4-1。表4-1序號自重力/力臂計算式自重力力臂彎矩knmknm198.450.849168.48658.751.8241201.563015.251.474444.47750.983.1612373.831101.722.9203217.02墻重：2362.445.78613669.08近似土重：4010.355.78623203.86近似墻重：277.983.398944.58土重：520.943.3981770.15385.640.333128.42合計13282.5047121.

40、45（3）基礎(chǔ)土重對于基礎(chǔ)自重及襟邊上土重，兩臺階基礎(chǔ)近似采用單臺階基礎(chǔ)計算，差別不大。基礎(chǔ)重： 第一層：第二層：基礎(chǔ)總重: 力臂： 對的彎矩：（4）臺身底截面以上自重的重心（扣除前墻、側(cè)墻腳以外的填土重）全部自重合計為，對的彎矩的彎矩合計為全部自重作用點距為3.548m，則其對臺身底截面形心偏心距（靠臺背一側(cè)）。（5）基礎(chǔ)底截面以上自重的重心全部自重合計為，對的彎矩合計為，全部自重距為3.560m，則其對臺身截面形心偏心距。3.3.2 汽車荷載布置和支座反力、土壓力計算重力式墩臺不計沖擊系數(shù)。（1）臺后無荷載，車道荷載作用在橋上，見圖4-2。根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范:集中荷載標準值有以下規(guī)定

41、，時，為180kn；時，為360kn；當時,采用直線內(nèi)插法得；計算剪力時，則：圖4-2 僅橋上布載相應(yīng)土壓力計算作如下考慮：a，計算橋臺地基承載力時，僅計算基礎(chǔ)頂面范圍的土壓力，基礎(chǔ)高度內(nèi)的主動土壓力和被動土壓力均不考慮。b，驗算橋臺滑動穩(wěn)定性時，主動土壓力按整個橋臺高度計算。根據(jù)公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范：總的主動土壓力： 。則：所以： e的著力點自計算土層底面算起為： 則： （2）臺后橋上均有布載，車輛荷載在臺后，車道荷載在橋上，則臺后布載長度確定可做如下考慮：a，土破壞棱體長度由側(cè)墻根算起；b，側(cè)墻端部的折線近似做直線處理。根據(jù)公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范：布載長度，荷載布置如圖4-3所示。此時支反力

42、為：土壓力車輛荷載等代均布土層厚度計算式為：由前墻后緣算起：土壓力為： 則： 圖4-3 后臺橋上均布荷載（3）橋上無荷載，臺后有車輛荷載荷載布置如圖4-4所示。圖4-4 臺后布載此時支反力0，土壓力車輛荷載等代均布土層厚度計算式為：由前墻后緣算起：土壓力為： 則： 3.3.3 其他各力計算：摩阻力：制動力：一行車隊總重的10%根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，取值汽車荷載制動力各種荷載計算和組合見表4-2。各種荷載計算和組合匯總 表4-2序號作用類型臺后無荷載車道荷載在橋上臺后、橋上均有荷載，車輛在臺后，車道在橋上橋上無荷載臺后為車輛荷載1上部恒載力kn4478.644478.644478.64力臂m-3.041-3.041-3.041彎矩knm-13619.