橋?qū)?25米,總跨100米,單跨跨徑25米預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 目錄第一章 魯溪橋橋型設(shè)計(jì)方案比選說(shuō)明11.1工程設(shè)計(jì)概述11.1.1 地形11.1.2 地質(zhì)描述21.1.3 當(dāng)?shù)貧庀笄闆r21.2設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范31.2.1 設(shè)計(jì)采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)31.2.2 主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)31.3橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選41.3.1 橋型選取的原則41.3.2 橋型方案的提出及結(jié)構(gòu)介紹41.3.3 推薦方案說(shuō)明6第二章 魯溪橋計(jì)算書(shū)82.1 設(shè)計(jì)資料82.1.1橋面寬度82.1.2荷載82.1.3跨徑及梁長(zhǎng)82.1.4材料82.1.5 施工工藝92.1.6設(shè)計(jì)規(guī)范92.2 橋梁尺寸擬定92.3 截面特性

2、計(jì)算102.3.1計(jì)算截面幾何特征102.3.1檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)122.4主梁恒載內(nèi)力計(jì)算122.4.1 永久作用集度122.4.2永久作用效應(yīng)142.5 橋面板內(nèi)力計(jì)算152.5.1懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算152.5.2連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算162.6主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算202.7主梁活載內(nèi)力計(jì)算232.7.1沖擊系數(shù)232.8 主梁內(nèi)力組合28 2.9 主梁鋼筋配置282.9.1預(yù)應(yīng)力筋配置292.9.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置322.9.3 計(jì)算主梁截面幾何特性372.10鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算402.10.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失402.10.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失

3、412.10.3混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失422.10.4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失432.10.5混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失442.10.6鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總472.11 主梁驗(yàn)算472.11.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算472.11.2持久狀況下正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算512.11.3持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算552.12 剛度驗(yàn)算602.12.1由荷載引起的跨中撓度602.12.2 結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算602.13 錨固區(qū)局部承壓計(jì)算612.13.1局部承壓區(qū)尺寸要求612.13.2 局部承壓力計(jì)算622.14 主梁撓度及預(yù)拱度計(jì)算632.14.1汽車(chē)荷載引起的跨中撓度632.

4、14.2 恒載引起的跨中撓度642.15支座設(shè)計(jì)652.15.1選定支座的平面尺寸652.15.2確定支座的厚度652.15.3驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)662.15.4驗(yàn)算支座的抗滑性67第三章 魯溪橋施工組織方案683.1編制依據(jù)683.2編制說(shuō)明683.3工程概況683.4施工組織683.4.1施工目標(biāo)683.4.2現(xiàn)場(chǎng)施工組織機(jī)構(gòu)693.5施工方案693.5.1橋梁墩樁基的施工組織方案693.5.2 T梁施工方法713.6預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁施工方法擬定773.7確保工程質(zhì)量和工期的措施813.7.1質(zhì)量管理措施813.7.2保證工程進(jìn)度的措施853.8安全施工措施863.8.1安全施工措施863.8.

5、2安全保證措施873.8.3安全生產(chǎn)技術(shù)措施893.8.4施工現(xiàn)場(chǎng)及臨時(shí)工程安全保證措施903.9 文明施工措施913.9.1文明施工方案913.9.2文明施工措施913.10 環(huán)境保護(hù)措施953.10.1環(huán)保、水?？傮w方案953.10.2組織措施953.10.3技術(shù)措施953.10.4綠色植被、土地作業(yè)和現(xiàn)有公用實(shí)施的保護(hù)措施98畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)99致謝100參考資料101附錄102摘 要本設(shè)計(jì)為魯溪橋設(shè)計(jì)，橋長(zhǎng)共100m,采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋方案。 在設(shè)計(jì)中，上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了恒載和活載的作用，并按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行了作用效應(yīng)的組合。取其最不利效應(yīng)估算鋼絞線的數(shù)量

6、，并將其布置梁截面中。之后估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行了施加預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算，錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算和撓度的驗(yàn)算。下部結(jié)構(gòu)采用一鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的。初擬方案圖紙為手繪，后續(xù)圖紙均由 CAD 繪圖，計(jì)算書(shū)由計(jì)算機(jī)編排并打印。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土，簡(jiǎn)支T梁橋，鋼絞線，后張法ABSTRACTDesign for the Lu River Bridge, the length of the bridge is 100m,built by prestressed concrete simply-supported beam bridge. In the design,

7、the calculation of upper structure is focusing on the analysis of the dead load and live load affect, According to the ultimate limit state and serviceability limit state to combine the effects. Taking its most adverse effect to estimate the number of steel strand and arrange it in the beam section,

8、 then estimating the loss of prestressed steel strand, checking the strength and deformation of the main beams at prestressing stage and using phases, checking the local strength of anchorage zone, and calculating the beam deflection. all drawings are drawn by the CAD, calculating book is layout and

9、 printed by the computer Keywords:prestressed concrete,simply-supported beam T bridge，steel strand,post-tensioning method0前 言 交通工程的發(fā)展是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，尤其是高速公路的發(fā)展對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與文化交流具有重要意義。建立四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，對(duì)于發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)文化交流和鞏固國(guó)防等方面，都具有非常重要的意義。 我國(guó)交通行業(yè)發(fā)展具有明顯的區(qū)域性，東部地區(qū)比較發(fā)達(dá)，西部相對(duì)欠發(fā)達(dá)。這主要與地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)。我國(guó)地域幅員

10、遼闊，地形復(fù)雜，尤其是西部地區(qū)多山區(qū)、南方多河流，這就對(duì)道路的跨越能力提出了較高的要求。這就直接促進(jìn)了橋梁的設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)的快速發(fā)展，提高了橋梁的性能和跨越能力。 近年來(lái)，橋梁正向著更長(zhǎng)、更柔的方向發(fā)展，高難度、大跨度、高科技含量的橋梁不斷涌現(xiàn)，這是以先進(jìn)的結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)新、成熟的預(yù)應(yīng)力技術(shù)、施工技術(shù)及機(jī)械的發(fā)展為基礎(chǔ)的，反過(guò)來(lái)這也促進(jìn)了橋梁技術(shù)的快速發(fā)展。這對(duì)交通工程的發(fā)展具有重要意義。但是，我們應(yīng)該看到，一般跨度橋梁仍是橋梁建設(shè)的主題，其設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的成熟加快了交通工程的建設(shè)。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，普通橋梁的設(shè)計(jì)與施工加強(qiáng)了成本控制、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面的發(fā)展，使得橋梁建設(shè)

11、更加科學(xué)、合理，本橋就是基于基本橋梁理論和施工技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。魯溪橋橋的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了橋型方案的比選與設(shè)計(jì)，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，預(yù)應(yīng)力鋼筋估算與布置，預(yù)應(yīng)力束損失計(jì)算，結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，截面驗(yàn)算，施工方法的設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練了我手工制圖和CAD制圖的基本技能和方法，。橋梁的方案設(shè)計(jì)與比較是按照實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的基本原則進(jìn)行的，從擬訂的五個(gè)方案中，選出三個(gè)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。橋梁施工方法的設(shè)計(jì)是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，施工設(shè)備和能力以及工程的可行性而進(jìn)行的，采用上導(dǎo)梁式架橋機(jī)的施工方法，本次設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程的一次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和總結(jié)。2016屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 魯溪橋橋型設(shè)計(jì)方案比選

12、說(shuō)明1.1工程設(shè)計(jì)概述1.1.1 地形 里程樁號(hào) 地面高程 設(shè)計(jì)高程 K0+088.253 200.555 200.000 100.000 200.000 200.000 102.400 199.800 200.000 127.046 178.726 200.000 128.246 173.226 200.000 150.246 165.226 200.000 152.746 161.326 200.000 158.146 160.326 200.000 162.396 161.326 200.000 166.646 162.326 200.000 172.610 158.345 200.00

13、0 180.700 162.799 200.000 182.280 166.551 200.000 184.480 166.851 200.000 193.051 185.104 200.000 204.709 194.908 200.000 213.718 199.008 200.000 241.736 206.435 200.000 地形圖1.1.2 地質(zhì)描述 地面表層為強(qiáng)風(fēng)化砂巖2.54米，下層為中風(fēng)化砂巖。1.1.3 當(dāng)?shù)貧庀笄闆r 多年平均氣溫為15.5，極端最高氣溫39，極端最低氣溫-21.2設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1.2.1 設(shè)計(jì)采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 1.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D

14、60-2015） 2.公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）3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（JTG D62-2012）4公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD63-2007）5.公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具和連接器（JTT329-2010）6.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)（拱橋上下冊(cè)）、（梁橋上下冊(cè)）、（基本資料）、（墩臺(tái)基礎(chǔ)）1.2.2 主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí) 橋面布置：凈9m（行車(chē)道）+2x1.75m（人行道）=12.5m 平曲線：直線橋1.3橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選 1.3.1 橋型選取的原則 本設(shè)計(jì)橋梁的形式可考慮預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋、上承式拱橋、下承式拱橋三種形

15、式。從實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保以及工期多方面比選。 比選原則：（1）實(shí)用性。橋梁必須實(shí)用，要有足夠的承載力。能保證行車(chē)的暢通、舒適和安全。既滿足當(dāng)前的需要，又要考慮今后的發(fā)展。要能滿足交通運(yùn)輸本身的需要，也要考慮到支援農(nóng)業(yè)等等。 （2）安全性。橋梁的設(shè)計(jì)要能滿足施工及運(yùn)營(yíng)階段的受力需要，能夠保證其耐久性和穩(wěn)定性以及在特定地區(qū)的抗震需求。 （3）經(jīng)濟(jì)性。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的今天，經(jīng)濟(jì)性是不得不考慮的重要因素。在能夠滿足橋兩個(gè)方面需求的情況下要盡量考慮是否經(jīng)濟(jì)，是否以最少的投入獲得最好的效果。 （4）美觀性。在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量考慮橋梁的美觀性。橋梁的外形要優(yōu)美，要與周?chē)h(huán)境相適應(yīng)，合理的輪

16、廓是美觀的主要因素。 （5）環(huán)保性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求，在建筑領(lǐng)域，一個(gè)工程的建設(shè)不能以犧牲環(huán)境作代價(jià)，在保證順利工的前提下要盡量避免對(duì)環(huán)境的破壞以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)橋梁作出綜合評(píng)估。1.3.2 橋型方案的提出及結(jié)構(gòu)介紹方案一：裝配式預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁橋（1） 橋型介紹 本設(shè)計(jì)采用裝配式簡(jiǎn)支T梁結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)由主梁、橫隔梁、行車(chē)道板，橋面部分和支座等組成，顯然主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件。其主梁通過(guò)橫梁和行車(chē)道板連接成為整體，使車(chē)輛荷載在各主梁之間有良好的橫向分布。（2） 尺寸擬定 橋跨布置:本橋型有4跨，采用25m的后張法裝配式

17、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，初步確定橋跨布置為：425m，全長(zhǎng)為100m。 截面尺寸:采用5片主梁，梁高1.75m,間距2.4m。預(yù)制時(shí)中梁寬1.8m，留0.6m后澆縫以減輕吊裝重量,翼板端厚18cm,翼板根部厚28cm,肋寬18cm,馬蹄全寬42cm。 下部結(jié)構(gòu)：本橋墩身采用圓柱式實(shí)心墩，墩直徑2.2m,中系梁高1.8m,寬1.5m，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,樁直徑2.5m,地系梁高2.2m，寬2m。橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)，橋臺(tái)前墻頂寬1.84m，橋臺(tái)高10.35m,臺(tái)帽出檐0.1m,基礎(chǔ)b=0.61,h=0.8,剛性角37.3。（3）施工方法設(shè)計(jì) 本橋由于橋梁較高且處于無(wú)水峽谷，故采用上導(dǎo)梁式架橋

18、機(jī)。方案二：上承式鋼筋混凝土拱橋（1）橋型介紹拱橋是我國(guó)公路上使用較廣泛的一種橋型。拱橋與梁橋的區(qū)別，不僅在于外形不同，更重要的是兩者的受力性能有較大的差別。由力學(xué)知，拱橋結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端將產(chǎn)生水平推力。正是這個(gè)水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而大大減小了拱圈的截面彎矩，使之成為偏心受壓構(gòu)件，截面上的應(yīng)力分布與受彎梁的應(yīng)力相比，較為均勻。因此，可以充分發(fā)揮主拱截面材料強(qiáng)度，使跨越能力增大。上承式橋優(yōu)點(diǎn)是：橋面系構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，橋跨主要承重結(jié)構(gòu)的寬度可以做得小一些（也可以密排），因而節(jié)省墩臺(tái)圬工；另外，橋上視野開(kāi)闊。（2） 尺寸擬定 橋跨布置：本橋設(shè)計(jì)為1100m的上承式拱橋,總長(zhǎng)

19、100m，計(jì)算矢高14.28m,矢跨比1/7。拱上建筑為1010m的混凝土空心板梁。截面尺寸：主拱圈采用雙肋式拱圈，拱肋高1.8m,拱肋寬1.5米，橫系梁高0.9m，拱上建筑為1010m的混凝土空心板梁，為空腹式拱橋。下部結(jié)構(gòu)：橋臺(tái)頂寬3.69m，高17.2m ,基礎(chǔ)b=0.3m,h=0.8,剛性角20。 （3） 施工方法對(duì)于主拱圈的施工，常見(jiàn)的施工方法有懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、轉(zhuǎn)體施工法，對(duì)于此橋，考慮到施工環(huán)境的影響，采用纜索吊裝拼裝法。拱上建筑空心板梁采用預(yù)制安裝法，以縮短工期。方案三：下承式鋼筋混凝土拱橋（1）橋型介紹橋面鋪裝層支承在上部結(jié)構(gòu)的下面，即橋梁上部結(jié)構(gòu)完全處于橋面高程之上的

20、橋被稱為下承式橋，下承式橋有開(kāi)式和穿式兩種，其橋面凈空必須滿足有關(guān)規(guī)定，一般在橋梁建筑高度受到嚴(yán)格控制時(shí)考慮。（2） 尺寸擬定 橋跨布置：本橋設(shè)計(jì)為1100m的下承式拱橋,總長(zhǎng)100m，計(jì)算矢高14.28m,矢跨比1/7。截面尺寸：主拱圈采用雙肋式拱圈，拱肋高2.0m,拱肋寬1.6米，橫系梁高0.9m，拱上簡(jiǎn)支梁的跨徑為1010m，擬定采用鋼筋混凝土板。下部結(jié)構(gòu)：橋臺(tái)頂寬7.38m，高11m ,承臺(tái)厚0.9m,下部樁長(zhǎng)6.7m。（3）施工方法對(duì)于主拱圈的施工，常見(jiàn)的施工方法有懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、轉(zhuǎn)體施工法，對(duì)于此橋，考慮到施工環(huán)境的影響，采用纜索吊裝拼裝法。拱上建筑簡(jiǎn)支T梁采用預(yù)制安裝法，

21、以縮短工期1.3.3 推薦方案說(shuō)明三個(gè)方案可以分為梁式橋（方案一）、上承式拱橋（方案二）和下承式拱橋（方案三）三種類型。方案序號(hào)設(shè)計(jì)方案一 設(shè)計(jì)方案二設(shè)計(jì)方案三橋型簡(jiǎn)支梁橋 上承式拱橋下承式拱橋主跨跨徑25m 100m100m橋長(zhǎng)100m 100m100m橋型特點(diǎn)結(jié)構(gòu)造型靈活整體性好，剛度較大，變性較小。受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單空腹式拱橋輕巧，節(jié)省材料，外形美觀，還有助于泄洪；拱肋，橋面板等可在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，可同時(shí)施工基礎(chǔ)等下部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件精度高，節(jié)省施工時(shí)間。其橋面凈空必須滿足有關(guān)規(guī)定，一般在橋梁建筑高度受到嚴(yán)格控制時(shí)考慮。行車(chē)安全好較好較好功能及受力好好好造價(jià)低較低高工期較短較短較短養(yǎng)護(hù)與維護(hù)

22、費(fèi)用較低較高較高美觀好好差經(jīng)過(guò)對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、橋梁結(jié)構(gòu)性能、施工難易、環(huán)境保護(hù)、美觀要求等多方面的綜合考慮，梁式橋主橋線條流暢，與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，制作簡(jiǎn)單，施工技術(shù)成熟，所以推薦為魯西橋最終設(shè)計(jì)方案。第二章 魯溪橋計(jì)算書(shū)2.1 設(shè)計(jì)資料2.1.1橋面寬度 總寬12.5m，其中行車(chē)道寬度9.0，兩側(cè)人行道寬度各1.75m。2.1.2荷載 汽車(chē)荷載：公路級(jí) 人群荷載：3.0kN/m2 人行道荷載：每側(cè)重4.0kN/m2.1.3跨徑及梁長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 Lb=25m 計(jì)算跨徑 L =24.5m 主梁全長(zhǎng) =24.96m2.1.4材料（1）鋼筋與鋼材預(yù)應(yīng)力筋：采用15.2mm鋼絞線 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 =1860MPa

23、 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 =1260MPa鋼板：Q345或Q235鋼錨具：錨具為夾片群錨（2）混凝土主梁：C50人行道及欄桿：C30橋面鋪裝：總厚度18cm，其中下層10cm為C40混凝土，上層為8cm瀝青混凝土2.1.5 施工工藝 主梁采用預(yù)制安裝施工，預(yù)應(yīng)力筋采用后張法施工2.1.6設(shè)計(jì)規(guī)范 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015） 公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2012）2.2 橋梁尺寸擬定1 主梁高度：h=1.75m2 梁間距：采用5片主梁，間距2.4m。預(yù)制時(shí)中梁寬1.8m，留0.6m后澆縫以減輕吊裝重量，并能加強(qiáng)橫向整體性，中間橋面板按連續(xù)板設(shè)計(jì)。3 橫隔梁：

24、采用六片橫隔梁，間距為4.6m+35.0m+4.6m。4 梁肋：跨中厚度為18cm，在梁端一個(gè)橫隔梁間距內(nèi)逐漸加厚，由18cm加厚至42cm。5 橋面橫坡：車(chē)行道采用雙向向外1.5%橫坡，人行道采用向內(nèi)1%橫坡。圖2-1 T梁中部和端部立面圖及截面尺寸(尺寸單位：cm)圖2-2 單幅橋橫截面尺寸(尺寸單位：cm)圖2-3 半縱剖面圖(尺寸單位：cm)2.3 截面特性計(jì)算2.3.1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，截面幾何特性列表見(jiàn)表3.1。表3.1跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對(duì)上緣靜距分塊面積的自身慣性矩分塊面積對(duì)截面形心的慣性

25、矩（1）（2）(3) =(1)(2)(4)(5)(6)(7) =(4)+(6)大毛截面翼板432093888011664043.1018025437.0938142077.093三角承托40021.3338533.22222.22230.768378680.455380902.6775腹板243085.52077653690562.5-33.3982710565.8786401128.378下三角144149214561152-96.8981352061.7321353213.732馬蹄92416415153637268-111.89811569655.6211606923.628218428

26、170.227884245.5小毛截面翼板32409291608748049.6227978277.6328065757.632三角承托40021.3338533.22222.22237.289556214.4053558436.6273腹板243085.52077653690562.5-26.8771755380.8675445943.367下三角144149214561152-90.3771176195.1291177347.129馬蹄92416415153637268-105.37710260405.5210297673.527138418450.225545158.28注：大毛截面形心

27、至上緣距離： 式（2.1）小毛截面形心至上緣距離： 式（2.2） 2.3.1檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)：上核心距： 式（2.3）下核心距： 式（2.4）截面效率指標(biāo)： 式（2.5）由此表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.4主梁恒載內(nèi)力計(jì)算2.4.1 永久作用集度一期恒載：預(yù)制梁重力密度取 （1） 跨中截面段主梁自重（五分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)7.58m）：（2） 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長(zhǎng)4.3m）：（3） 支點(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng)0.6m）：（4） 邊主梁半跨的橫隔梁自重： 預(yù)制T梁上一片橫隔梁的面積為，厚度為16cm,半跨內(nèi)一共有（5） 預(yù)制梁一期恒載：二期恒載： （1）現(xiàn)澆T梁翼板集度： （2）

28、橫隔梁現(xiàn)澆部分集度： （3）鋪裝： 混凝土鋪裝： 8cm瀝青混凝土鋪裝： 平分給每根主梁： （4）人行道及護(hù)欄（平分給每根主梁）： （5）二期荷載：2.4.2永久作用效應(yīng) 式（2.6） 式（2.7）表4.1恒載內(nèi)力作用效應(yīng)表作用效應(yīng)跨中=0.5四分點(diǎn)=0.25支點(diǎn)=0.0一期彎矩1583.911187.930剪力0129.30258.30二期彎矩1096.96822.720剪力089.55179.10彎矩2760.42010.650剪力0218.85437.402.5 橋面板內(nèi)力計(jì)算2.5.1懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算（1）永久作用橋面板可看成91cm的單向懸臂板，計(jì)算圖式見(jiàn)圖5-1。圖5-1 懸臂板

29、計(jì)算圖式（尺寸單位：mm） 表5-1 板結(jié)構(gòu)自重計(jì)算 混凝土板自重人行道板KN/mKN/m每米寬板條的恒載內(nèi)力：彎矩:剪力:（2） 可變作用人群荷載彎矩:剪力:（3） 內(nèi)力組合 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算表基本組合彎矩剪力2.5.2連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算此T梁,即主梁抗扭能力較大，取跨中彎矩：；支點(diǎn)彎矩：。對(duì)于剪力，可不考慮板和主梁的彈性固結(jié)作用，認(rèn)為簡(jiǎn)支板的支點(diǎn)剪力即為連續(xù)板的支點(diǎn)剪力。計(jì)算圖式如下圖5-1所示，圖5-1 簡(jiǎn)支板計(jì)算圖示主梁架設(shè)完畢時(shí)，橋面板可以看成長(zhǎng)81cm的懸臂單向板。（2） 二期荷載計(jì)算彎矩:；即計(jì)算剪力： （3） 總永久作用效應(yīng)支點(diǎn)斷面永久作用彎矩：支點(diǎn)斷面永久作用剪力

30、：跨中斷面永久作用彎矩： 可變作用后輪著地長(zhǎng)度為及寬度 荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度：則取 車(chē)輪在板的支撐處時(shí)：，取a=0.8計(jì)算支點(diǎn)剪力時(shí)，車(chē)輪應(yīng)盡量靠近梁肋邊緣布置。支點(diǎn)斷面可變作用彎矩：支點(diǎn)斷面可變作用剪力：跨中斷面可變作用彎矩：內(nèi)力組合承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算表支點(diǎn)斷面永久作用彎矩跨中斷面永久作用彎矩支點(diǎn)斷面永久作用剪力2.6主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算由于本橋各T梁之間采用混凝土濕接縫剛性連接，故其荷載橫向分布系數(shù)在兩端可按“杠桿原理法”計(jì)算、在跨中按“偏心壓力法”計(jì)算。設(shè)單位荷載P=1作用在號(hào)梁軸上()，則任意號(hào)主梁所分擔(dān)的荷載的一般公式為：式中 主梁的片數(shù)； 號(hào)梁距橋橫斷面中心

31、線的距離； 號(hào)梁距橋橫斷面中心線的距離，所求出的影響線即為號(hào)梁的橫向分布影響線； ，對(duì)于已經(jīng)確定的橋梁橫斷面，它是一常數(shù)。式中 號(hào)主梁的荷載橫向分布影響線在號(hào)梁處的豎標(biāo)值。以計(jì)算1號(hào)梁的荷載橫向分布影響線為例。其他梁的橫向分布影響線的豎標(biāo)值計(jì)算方法同上，考慮結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表6-1表6-1各梁的橫向分布影響線的豎標(biāo)值梁號(hào)P=1的位置(主梁梁軸)1510.6000-0.200020.40000.000030.20000.2000 計(jì)算出本橋1、2、3號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)在各主梁軸下的豎坐標(biāo)值后，對(duì)該影響線進(jìn)行最不利的加載即可求出T梁的荷載橫向分布系數(shù)，計(jì)算的加載詳見(jiàn)圖6-1，計(jì)算的加

32、載圖詳見(jiàn)圖6-2，計(jì)算結(jié)果如表6-2所示圖6-1 計(jì)算的加載圖 (尺寸單位：mm)圖6-2 計(jì)算的加載圖 (尺寸單位：mm)表6-2 梁的荷載橫向分布系數(shù)主梁編號(hào) 梁端跨中汽車(chē)人群汽車(chē)人群10.3331.240.6580.64820.8130.0000.5290.41930.8540.0000.4000.2002.7主梁活載內(nèi)力計(jì)算2.7.1沖擊系數(shù)簡(jiǎn)支梁橋的基頻采用下列公式估算：其中： 根據(jù)本橋基頻，可算出汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)為：（1）車(chē)道荷載取值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路級(jí)的均布荷載和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 計(jì)算彎矩時(shí)： 計(jì)算剪力時(shí)：（2）活載作用效應(yīng)的計(jì)算 在活載作用效應(yīng)計(jì)算中，支點(diǎn)處橫向分布

33、系數(shù)取，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從過(guò)渡到，其余梁段均取。求跨中截面的最大彎矩和最大剪力圖7-1 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式 計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求活載作用效應(yīng)，圖5-3示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式，計(jì)算公式為：式中：S所求截面汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)荷載彎矩或剪力； 車(chē)道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 車(chē)道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 影響線上同號(hào)區(qū)段的面積； 影響線最大坐標(biāo)值?？勺冏饔茫ㄆ?chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用(汽車(chē))沖擊效應(yīng)：可變作用(人群)效應(yīng)：求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖5-4為四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示?？勺冏饔茫ㄆ?chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：KN.m圖

34、7-2 四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示求支點(diǎn)截面的最大剪力圖5-5為支點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：圖7-3 支點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示2.8 主梁內(nèi)力組合 據(jù)橋規(guī)4.1.64.1.8規(guī)定，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利的效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見(jiàn)表8-1。表8-1主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxVmaxkN.mkNkN.mkNkN（1）一期永久作用1583.9101187.93129.30258.30（2）二期永久作用1096.9

35、60822.7289.55179.10（3）總永久作用=（1）+（2）2680.8702010.65218.85437.4（4）可變作用（汽車(chē)）公路-級(jí)1168.6595.5876.53150.30186.62（5）可變作用（汽車(chē)）沖擊350.6028.65262.9645.0955.97（6）可變作用（人群）262.1710.70199.3523.5247.89（7）標(biāo)準(zhǔn)組合=（3）+（4）+（5）+（6）4462.29134.853349.49437.76727.88（8）短期組合=（3）+0.7（4）+（6）3761.1077.552823.57347.58615.92（9）極限組合=1

36、.2（3）1.4（4）+（5）+1.12（6）5637.62185.804231.34562.51918.142.9.1預(yù)應(yīng)力筋配置（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋截面估算 全應(yīng)力混凝土梁按作用短期效應(yīng)組合進(jìn)行正截面抗裂性控制設(shè)計(jì)。以下就跨中截面在作用短期效應(yīng)組合情況下計(jì)算主梁預(yù)應(yīng)力筋，計(jì)算公式如下所示： 式（2-8）式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由表8-1可得設(shè)預(yù)應(yīng)力筋截面重心距截面下緣為：形心至下緣距離為：預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用但至截面重心軸的距離為：T梁跨中毛截面面積為：慣性矩為：截面彈性抵抗矩為： 式（2-9）則有效預(yù)加力為： 式（2-10）現(xiàn)取,預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%

37、張拉預(yù)應(yīng)力來(lái)估算，則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為： 式（2-11）采用3束7鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積。預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：滿足要求。 采用夾片群錨，內(nèi)徑70mm,外徑77mm的金屬波紋管成孔。在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量后，應(yīng)按構(gòu)件正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來(lái)確定非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。計(jì)算受壓區(qū)高度x設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為a=80mm,假設(shè)是第一類T形截面 式（2-11）式中：橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按“公預(yù)規(guī)”5.1.5取用，本算例按二級(jí)公路橋梁設(shè)計(jì)，取1.0；跨中截面上的彎矩組合設(shè)計(jì)值；=5637.62KNm；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；x按等效矩形應(yīng)力圖的計(jì)算受壓區(qū)高度

38、；L/3=24.5/3=8.17m.2.4m,=0.42+6*0.07+12*0.18=3m.取=2.4m；截面有效高度；所以，整理得到：x=64（mm)計(jì)算普通鋼筋 式（2-12）計(jì)算說(shuō)明只需要按構(gòu)造配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋。2.9. 2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置 根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的0.5倍，水平凈距不應(yīng)小于4cm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可以層疊。根據(jù)以上規(guī)定跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如9-1圖所示。 a) b) c) 9-1 端部及跨中預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖（尺寸單位：mm）a) 預(yù)制梁端部：b）鋼束在端部的錨固位置 c)跨中截面鋼束位置跨中截面預(yù)應(yīng)力筋重心至梁底距離：錨

39、固端重心至梁底距離為校核上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固截面的幾何特性。如下表9-1所示表9-1 錨固截面的幾何特性分塊名稱(cm)翼緣432093888011664052.1311739759.4111856399.41三角承托19620.333984.681600.6740.8326269.44327870.11腹板659496.563632113544625.5-35.378699710.622244336.111110679185.6834428605.62 式（2-13）=113.87cm 式（2-14）, 式（2-15） 式（2-16） 說(shuō)明鋼束重心處于截面的核心范圍（1）預(yù)應(yīng)

40、力鋼筋半跨布置形式 此橋采用直線段中間接圓弧曲線段的方式彎曲；N1，N2,N3彎起角均取值；各預(yù)應(yīng)力束的彎曲半徑為：；。以上單位為（mm）表9-2 各鋼束彎曲控制要素表 鋼束號(hào)升高值（mm）彎起角(。)彎起半徑R(mm)斜直線段水平投影長(zhǎng)度(mm)曲線段水平投影長(zhǎng)度(mm)水平線段長(zhǎng)度(mm)11460825000773834331089212108200006073288333443940815000452921625642表9-3鋼束長(zhǎng)度表鋼束號(hào)123長(zhǎng)度（mm）248402474024780表9-4各截面鋼束位置及其傾角表截面距跨中距離（mm）鋼束編號(hào)預(yù)應(yīng)力筋形式鋼束形心距梁頂距離（mm

41、）彎起角度圖示跨中截面0N1水平直線1630N2水平直線N3水平直線L/4截面6240N1傾斜直線963N2傾斜直線1237N3曲線1516支點(diǎn)截面12250N1傾斜直線289N2傾斜直線544N3傾斜直線8262.9.3 計(jì)算主梁截面幾何特性 以跨中截面為例進(jìn)行計(jì)算。（1） 截面面積及慣性矩計(jì)算凈截面幾何特性計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計(jì)算小截面的幾何特性。計(jì)算公式如下： 截面積 式（2-17）截面慣矩 式（2-18）計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表。換算截面幾何特性計(jì)算在使用荷載階段需要計(jì)算大截面(結(jié)構(gòu)整體化以后的截面)的集合特性，計(jì)算公式如下：截面積 式（2-19）截面慣矩 式（2-20）計(jì)算結(jié)果列于表9-6。

42、以上式中： ，分別為混凝土毛截面面積和慣矩； ，分別為一根管道截面積和鋼束截面積； ，分別為凈截面和換算截面重心到主梁上翼緣的距離； 分面積重心到主梁上緣的距離； 計(jì)算面積被所含的管道(鋼束)數(shù)； 鋼束與混凝土的彈性模量比值，表9-5跨中翼緣全寬截面面積和慣性矩計(jì)算表截面分塊名稱分塊面積分塊面積至上緣距離分塊積對(duì)上緣靜矩全截面重心至上緣距離分塊面積的自身慣距分塊面積對(duì)截面形心的慣性矩b1=180cm凈面積毛截面713852.10371889.849.825545158.3-2.2235135.63695扣管道面積-140.0163.0-22820-113.12-1791415.54725580

43、293.54總和6998.0349069.8-1756279.91b1=240cm換算面積毛截面821858.62481739.1675.227884245.516.612268929.728鋼束換算面積136.7163.022282.1-87.761052933.55131206108.78總和8354.7504021.263321863.279計(jì)算數(shù)據(jù) 3根 截面幾何特性匯總 其他截面特性值均按上述方法計(jì)算，下面將結(jié)果一并列于表9-6中。表9-6主梁截面特性值總表名 稱截 面符號(hào)單位跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)混凝土凈截面凈面積6998.0 6998.0 9890.0凈慣矩23989317.224936

44、615.330678548.0凈軸到截面上緣距離56.557.366.9凈軸到截面下緣距離118.5 117.7108.1 混凝土換算截面換算面積8354.78354.711246.7換算慣矩29537984.228577436.133981542.7換軸到截面上緣距離67.2 66.462.6換軸到截面下緣距離107.8 108.6112.4 2.10鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 根據(jù)JTG D62-2012第6.2條規(guī)定，對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件需要計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值，包括、。預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有差異，現(xiàn)以四分點(diǎn)截面為例進(jìn)行計(jì)算，“其他截面用相同方法計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果均列入鋼束預(yù)應(yīng)力損失一覽表內(nèi)。2.10.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失按JTG D62-2012第6.2.2條的規(guī)定，計(jì)算公式為： 式（2-21）式中：張拉鋼束時(shí)錨下的控制力；根據(jù)JTG D62-2012第6.1.3條的規(guī)定，對(duì)于鋼絞線取張拉控制應(yīng)力為：MPa； 鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管取0.2； 從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和(rad)； 管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取0.0015； 從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度(m)，可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度，當(dāng)四分點(diǎn)位計(jì)算截面時(shí)，。其計(jì)算結(jié)果如下表10-1所示。表10-1 四分點(diǎn)截面管道摩擦損失計(jì)算表鋼束號(hào)radmMPa