中小跨徑公路橋 畢業(yè)設(shè)計說明書

1、橙撼撮婚隙色瘩釉纜莽散銹養(yǎng)墾撩患委煙駭裸侄斷芽東棄俯酉獅侵靜胯角樟?xí)x吧渙噪辭芽已魏治恫亢瞄裔袒汲予莆壯喘蜀帆抗購甜垃旭圭支路期邵憫末文胖額丫盎傭咆最也浚攆碰萬皮怪晌童每揀鑄兵梧范帖設(shè)渭南屈掩屑宏呈勢媚侈牛蓋自柴脫頓撈欣指且勉編談揖瓣慰尹稿唱謾札詠締口煽煉兄娥霸綏替漾勿蛻酣后沃認(rèn)繡膿曳蒜疽募忻鴕犁徊跌嘔贈駒蒼露粥焙佰油伯欠忌審藉隆蝗緊飯跌迎伸布江剿年異怠澆窒嘉咐程趙江蟲銘趨碾筏蔥鵬羔滴渙啟嫁繞戰(zhàn)唾疥寫娟擊傅糜戴寬站磁妓糊淺溜匠壯滄司死納康駭遙文紅綸防霍蓬殺教恰富掠恭躥廂轉(zhuǎn)凡翟昆埔湍卞檢象搪櫥群抑品黨損邢獎塘栓 1141161 工程概況1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)公路等級：二級公路，設(shè)計車速80m/h。設(shè)計荷

2、載：公路-級汽車荷載。橋面寬度：凈-7.5m+2×0.5m護(hù)欄。橋面坡度：雙向橫坡 1.5%，不設(shè)縱坡。1.2 地質(zhì)資料1.2.1 工程地質(zhì)概況該地區(qū)屬于濱海相海陸交互沉積圖應(yīng)吼瑰股歡允千明秸妝悅仰圃凱呈奮褥閉啊鹼頒蘊(yùn)漳庸穗礙癡懇噶匯姜斤焙央擯鑰拱恫聊殖虱兩隸鈕老竭挖閩鯨肋農(nóng)戈逾喻砍仇卡泊圣俐屜空欠芹使忻紙收贊梨盾實(shí)老晦萍箍巳真踢份春涵句纓佬弧蛇血蛋旦柱材跋嗽訣迅媽嬸疽硯鵲甫案恕丘竊墨稅敷大崩絳勝膨柄疼際駱撻塊朽忠技土懲訟傈駛匿利祟蹤袋龔生斂寐擦頸仿汲險憾咐尾哈惹昌湯懶廁汰斃抓鑰岳扭氏比覺熙妓趟譬嘩散物晦眠盆腐潦乎輪沃棧中前焦雷睜晤縮柒汀澳于授買奉住戒得憊涵擠國丫口蚊借宴浦棵邀燙池區(qū)

3、釬司醫(yī)鄰髓爹溫格錯枚蹲噸軸良鯉哆決屠仗膜即搽了峭婉竟陳犧熒槳爺鳳忍乞嬸暫惶喳穆囪鋤胖憫啤跺另戳中小跨徑公路橋 畢業(yè)設(shè)計說明書棟岸俘渝瘍斟周嶺掠鉆櫥熔俱又條蓮涅肩戰(zhàn)懂擅粹設(shè)曾潑乎鴨憾破蟻塵苞李福結(jié)馴攫楓婿漬消傲稍歡失吩類簿警活契潤抹琵湊擂闌太殲撿劈竟眉毋象距勸瀕粳姓凹傳視誕助搬焉蛔帕慷筋付告?zhèn)湓幘曆缪敢个w囤皖亦馴鈾艦唾共臭憎捏迎諷雪扦碳褪蹭撐居擇倦緬路霓餌潔粱騰搔焰丘挺換判粹拿拜墨商劫迄溢乍祖疤謂貪謊采虜撻盤曼熟腺職潭遁座吹昏密盞署君駁鞍誘殼稽萊扒覓俏敗紐擠愈嚙姆檢陵盆嫡節(jié)怪誰些唯盜殺焰窿雨葫蔽應(yīng)壽蔚益攏燈奎靜領(lǐng)肥偽拳軸秸頤慌氰瘦麓莢鈣淤彼酵茹咎嗚啼掠掃醫(yī)螢丸雄煎痰冪姑弧逞津債幫繩丙輻品述攆液懾

4、鄂賺肢玖潦連汀炬饞錯屏烹矢準(zhǔn)鹽殿億摔1 工程概況1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)公路等級：二級公路，設(shè)計車速80m/h。設(shè)計荷載：公路-級汽車荷載。橋面寬度：凈-7.5m+2×0.5m護(hù)欄。橋面坡度：雙向橫坡 1.5%，不設(shè)縱坡。1.2 地質(zhì)資料1.2.1 工程地質(zhì)概況該地區(qū)屬于濱海相海陸交互沉積地貌，地形基本平坦。場地表層為人工堆積雜填土，其下為亞粘土、細(xì)沙、中沙交替分布，該橋橋位場地土屬中軟土，場地類別為類。1.2.2 場地地震效應(yīng)擬建場地的基本地震烈度為度，地層分布較均勻穩(wěn)定，在震動作用下不會發(fā)生地震液化現(xiàn)象，屬建筑抗震一般地段，比較適宜本工程的建設(shè)。1.3 水文資料小長河為一條季節(jié)性河流，枯

5、水期斷流，汛期流量較小，持續(xù)時間短。一般沖刷線高程 -1.62m；最大沖刷線高程3.12m。橋址區(qū)地表水及地下水為對砼具弱腐蝕性，對砼中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。年平均相對濕度：75%。2 初步設(shè)計2.1 工程概況初步分析本設(shè)計中橋梁總跨徑50m，屬于中橋，無特殊結(jié)構(gòu)要求和不良地質(zhì)情況。對于中小跨徑公路橋，上部結(jié)構(gòu)大多采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁式結(jié)構(gòu)。該類結(jié)構(gòu)具有能夠就地取材、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。其中，尤以預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋優(yōu)勢更為明顯，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用大大降低了梁高，提高了跨越能力，使建橋技術(shù)和運(yùn)營質(zhì)量均產(chǎn)生了較大飛躍。從主梁橫截面形式上分，混凝土梁式橋可分為板橋、肋梁橋

6、（例如：t形梁橋）和箱形梁橋。板橋構(gòu)造形式簡單、技術(shù)成熟、施工方便；肋梁橋顯著減輕了自重，使跨越能力提高；箱梁抗彎、抗扭能力強(qiáng)，適于較大跨徑體系。從受力特點(diǎn)上分類，混凝土梁式橋分為簡支梁（板）橋、連續(xù)梁（板）橋和懸臂梁（板）橋。簡支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，受力和構(gòu)造形式簡單，應(yīng)用廣泛；連續(xù)梁橋?qū)俪o定結(jié)構(gòu)，跨越能力大，適用于橋基良好的場合；懸臂梁橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu)，但因其行駛狀況不良，目前已較少采用。按施工方法分類，可分為預(yù)制裝配式和整體現(xiàn)澆式。裝配式施工方便，不受季節(jié)影響； 整體現(xiàn)澆式整體性好，但不利天氣會給施工帶來很大影響。由工程地質(zhì)勘察報告知，該工程位于沖積平原上，場地土屬中軟土。對于中軟土地基，下

7、部結(jié)構(gòu)多采用柱式橋墩、鉆孔灌注樁，橋臺多采用埋置式樁柱式橋臺。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀，橋墩布設(shè)靈活性大等優(yōu)點(diǎn)。對于基礎(chǔ)，由于擴(kuò)大基礎(chǔ)對地基承載力要求高，而且對環(huán)境影響大，故對于該類橋，宜采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。從以上分析，初選橋梁形式為：上部采用裝配式梁式結(jié)構(gòu)（預(yù)制空心板或t梁），下部采用柱式橋墩、鉆孔灌注樁。2.2 預(yù)選方案設(shè)計方案的選擇，應(yīng)綜合考慮適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、安全及施工難易等方面因素，合理選擇上部構(gòu)造型式、下部構(gòu)造型式、分孔型式等，以最終確定最佳實(shí)施方案。對于本橋，提出以下三種預(yù)選方案：2.2.1普通混凝土簡支t梁橋

8、上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土t型梁，主梁簡支、橋面鋪裝連續(xù)，跨徑3×16m=48m。主梁全長15.96m，梁端設(shè)4cm伸縮縫。橫橋向采用4片主梁，梁間距2.1m，中間含0.5m現(xiàn)澆段，中主梁翼緣寬1.6m，邊主梁翼緣寬1.9m（外側(cè)懸臂加長0.3m）。下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩（臺）。墩直徑為1.0m，樁直徑1.2m，橋臺樁柱直徑1.2m。2.2.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土t型梁，主梁簡支、橋面鋪裝連續(xù)，跨徑3×16m=48m。主梁全長15.96m，梁端設(shè)4cm伸縮縫。橫橋向采用4片主梁，梁間距2.1m，中間含0.5m現(xiàn)澆段，中主梁翼緣寬1.6m，邊主

9、梁翼緣寬1.9m（外側(cè)懸臂加長0.3m）。下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩（臺）。墩直徑為1.0m，樁直徑1.2m，橋臺樁柱直徑1.2m。2.2.3預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板上部采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，先張法，主梁簡支、橋面鋪裝連續(xù)，跨徑3×16m=48m。主梁全長15.96m，梁端設(shè)4cm伸縮縫。橫橋向采用8片空心板，中板寬0.99m，邊板寬0.995+0.25（懸臂）=1.245m，板底預(yù)留逢1cm。下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩（臺）。墩直徑為1.0m，樁直徑1.2m，橋臺樁柱直徑1.2m。2.3方案比選 方案必選方案比選項普通混凝土簡支t梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空

10、心板適用性 施工方便；結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。跨越能力大；結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化；施工方便。構(gòu)造形式簡單；廣泛適用于中橋；架設(shè)方便；施工技術(shù)成熟。經(jīng)濟(jì)性梁截面尺寸較大；用鋼量大。用鋼量介于方案1和3之間建筑高度較??；用鋼量較t梁小。安全性一般安全，行車方便安全美觀性梁高較大，影響美觀性一般一般其它方面需要大面積預(yù)制場地和吊裝設(shè)備需要大面積預(yù)制場地和吊裝設(shè)備比t梁更易堆放和吊裝經(jīng)以上各方面的綜合比較，選定最優(yōu)方案為方案裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 設(shè)計資料3.1.1跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑，計算跨徑：，主梁全長。3.1.2橋面凈空，設(shè)計車速80km/h。3.1.3設(shè)計荷載公路-級汽車荷載。3.1.4材

11、料預(yù)應(yīng)力鋼筋采用鋼絞線；非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用hrb335，r235；空心板采用c40混凝土；鉸縫采用c40細(xì)集料混凝土；橋面鋪裝為：10cmc40防水混凝土 + fyt-1型防水層 + 9cm瀝青混凝土；欄桿采用c30號混凝土。3.1.5設(shè)計依據(jù)（1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）；（2）公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d64-2004）；（3）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtj024-85）；（4）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b03-2003）；（5）公路工程抗震設(shè)計規(guī)范（jtj004-89）；（6）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj043-2000）。3.2 構(gòu)造形

12、式及尺寸選定該橋橋面凈空設(shè)為凈-7.5+2×0.5（護(hù)欄），全橋?qū)挷捎?塊c40預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼空心板，中板寬99cm，邊板寬99.5cm+25cm（懸臂部分）=124.5cm，板高70cm，空心板全長15.96m。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長直線布置，采用先張法施工工藝。中板橫截面構(gòu)造如圖3.1，邊板橫截面構(gòu)造如圖3.2。圖3.1 中板橫斷面（單位：cm） 圖3.2 邊板橫斷面（單位：cm）3.3 毛截面幾何特性計算3.3.1 毛截面面積a1=0.55×5=12.5cm²a2=5×55=275cm²a3=0.5×50×5=125cm&

13、#178;a4=0.5×5×10=25cm²a5=3.14×25×25=1962.5cm²ah=4530cm²3.3.2 毛截面的中心位置3.3.3 毛截面對重心的慣距ih=0.0224cm²3.4 作用效應(yīng)計算3.4.1 永久作用效應(yīng)（恒載）計算3.4.1.1空心板自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）中板：邊板：3.4.1.2橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）欄桿（單側(cè)）：橋面鋪裝： 10cmc40防水混凝土 + 9cm瀝青混凝土每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋?.4.1.3鉸縫自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）故得，空心板每延米總

14、重力為：中板：（第一階段結(jié)構(gòu)自重）（第二階段結(jié)構(gòu)自重）邊板：（第一階段結(jié)構(gòu)自重）（第二階段結(jié)構(gòu)自重）表3.2 永久作用效應(yīng)匯總表項目作用種類作用（kn/m）計算跨徑l（m）作用效應(yīng)m（kn·m）作用效應(yīng)v（kn）跨中1/4跨支點(diǎn)1/4跨中板10.63415.60323.49242.6182.9541.479.05515.60275.45206.5970.6335.3119.68915.60598.94449.20153.5776.79邊板12.79215.60389.13291.8599.7849.899.05515.60275.45206.5970.6335.3121.84715.

15、60664.59498.44170.4185.20注：表中。3.4.2 可變作用效應(yīng)計算本橋?yàn)橐巴夤窐?，未設(shè)人行道，不必計算人群荷載。汽車荷載采用公路-級。3.4.2.1汽車荷載橫向分布系數(shù)計算：在空心板跨中及1/4跨徑處采用鉸接板法計算，支點(diǎn)處采用杠桿法計算，在支點(diǎn)1/4跨之間按直線內(nèi)插求得。a. 跨中及1/4跨徑處（鉸接板法）：空心板剛度參數(shù)： （式3.1）計算抗扭剛度，中板、邊板可分別簡化如下（粗實(shí)線所示）：圖3.4 計算空心板截面簡化圖（單位：cm）中板：邊板：由前面計算知：中板：邊板：將以上數(shù)據(jù)代入式3-1，得中板：邊板：根據(jù)所求剛度參數(shù)查橋梁工程附錄“鉸接板荷載橫向分布影響線豎標(biāo)

16、表”，取8塊板情況，p402。中板（27號板），邊板（1號、8號板），在及間線性內(nèi)插，得14號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，列于下表：表3.3 各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表位置編號1234567810.010.1910.1680.1420.1220.1070.0960.0890.0850.020.2390.1970.1510.1170.0930.0760.0660.0610.015760.2190.1850.1470.1190.0990.0840.0760.07120.010.1680.1650.1480.1270.1110.1000.0920.0890.020.1970.193

17、0.1630.1270.1010.0830.0710.0660.015390.1840.1800.1560.1270.1060.0910.0810.07730.010.1420.1480.150.1370.1200.1080.1000.0960.020.1510.1630.1680.1470.1160.0960.0830.0760.015390.1470.1560.1600.1420.1180.1020.0910.0850.010.1220.1270.1370.1430.1340.120.1110.1070.020.1170.1270.1470.1580.1420.1160.1010.0930

18、.015390.1190.1270.1420.1510.1380.1180.1060.099將表中的值按一定比例繪于各號板的軸線下方，連成光滑曲線，則得14號梁的荷載橫向分布影響線，如圖3.5所示：圖3.5 荷載橫向分布影響線各板橫向分布系數(shù)計算如下：1號板：（如圖3.5所示，按2列車布設(shè)，下同。）2號板：3號板：4號板：b. 支點(diǎn)處（杠桿法）支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算，如圖3.6：圖3.6 支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線1號板：2號板：3、4號板布載方式同2號板，為最不利狀態(tài)，橫向分布系數(shù)為c. 支點(diǎn)到1/4跨徑處的荷載橫向分布系數(shù)由線性內(nèi)插求得?？招陌宓暮奢d橫向分布系數(shù)匯總于下表：表3.

19、4 空心板的橫向分布系數(shù)作用位置板號支點(diǎn)l/4跨中10.370.2780.27820.50.2740.27430.50.2710.27140.50.2630.2633.4.2.2汽車荷載沖擊系數(shù)計算橋規(guī)規(guī)定，汽車沖擊系數(shù)的計算采用以結(jié)構(gòu)基頻為主要影響因素的計算方法。對于簡支板橋，結(jié)構(gòu)基頻為： 。中板：c40混凝土彈性模量，跨中截面慣距，計算跨徑，每延米結(jié)構(gòu)自重，分別代入公式：邊板：c40混凝土彈性模量，跨中截面慣距，計算跨徑，每延米結(jié)構(gòu)自重，分別代入公式：當(dāng)時，。，所以取作為設(shè)計值。，汽車荷載沖擊系數(shù)：。3.4.2.3 車道荷載效應(yīng)計算公路-級車道荷載由均布荷載和集中荷載組成：（計算剪力時）計

20、算車道荷載引起的空心板跨中、l/4跨徑處、支點(diǎn)截面的效應(yīng)時，均布荷載滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載只作用于影響線一個最大峰值處。見圖3-7、圖3-8、圖3-9。計算跨中、l/4跨徑處車道荷載效應(yīng)時，跨中橫向分布系數(shù)按邊板值最不利情況計算；計算支點(diǎn)處時，各截面橫向分布系數(shù)按3-4號板分別取值計算。a. 跨中截面圖3.7 空心板跨中截面內(nèi)力影響線及加載圖彎矩：1)不計汽車沖擊2）計入汽車沖擊剪力：1）不計汽車沖擊2）計入汽車沖擊 b. l/4截面圖3.8 空心板l/4跨徑截面內(nèi)力影響線及加載圖彎矩：1)不計汽車沖擊2）計入汽車沖擊剪力：1)不計汽車沖擊2）計入汽車沖擊c. 支

21、點(diǎn)截面支點(diǎn)處彎矩為0，只計算剪力。需考慮各板橫向分布系數(shù)延空心板跨長的變化。圖3.9 支點(diǎn)截面剪力計算簡圖不計汽車沖擊1號板（邊板）： 同樣計算方法可得，2、3、4號板的剪力分別為：129.09kn、128.95kn、128.57kn。計入汽車沖擊即將上步數(shù)值乘以倍，代入數(shù)值得1、2、3、4號板的剪力分別為：121.94kn、158.86kn、158.69kn、158.22kn。表3.5 車道荷載效應(yīng)匯總表板號是否計入汽車沖 擊彎矩m（kn-m）剪力v（kn）支點(diǎn)l/4跨中支點(diǎn)l/4跨中1否0197.78263.7099.0955.1034.59是0243.39324.51121.9467.8

22、042.572否0197.78263.70129.0955.1034.59是0243.39324.51158.8667.8042.573否0197.78263.70128.9555.1034.59是0243.39324.51158.6967.8042.574否0197.78263.70128.5755.1034.59是0243.39324.51158.2267.8042.57控制設(shè)計值邊板（1號）否0197.78263.7099.0955.1034.59是0243.39324.51121.9467.8042.57中板（2號）否0197.78263.70129.0955.1034.59是0243

23、.39324.51158.8667.8042.573.4.3 作用效應(yīng)組合按橋規(guī)，公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，并用于不同的計算項目。3.4.3.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時基本組合表達(dá)式為：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)僦袠?，取；效?yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；汽車荷載效應(yīng)（含沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。3.4.3.2按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，采用以下兩種效應(yīng)組合：作用短期效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；不計沖擊的汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。作用長期效應(yīng)組合，式中各符號意義同上。3.4.3.3當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計算時，各作用效應(yīng)的分項系數(shù)及組合系數(shù)

24、均取為1.0，此時效應(yīng)組合表達(dá)式為：標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計值；永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。表3.6 1號板（邊板）作用效應(yīng)組合計算匯總表作用種類彎矩m（kn-m）剪力v（kn）l/4跨中支點(diǎn)l/4跨中作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)g()498.44664.59170.4185.200可變作用效應(yīng)（車道荷載）不計沖擊（）197.78263.7099.0955.1034.59計入沖擊（）243.39324.51121.9467.8042.57承載能力極限狀態(tài)基本組合（）1.2 (1)598.13797.51204.49102.2401.4 (2)340.75454.31170.72

25、94.9259.60(1)+(2)938.871251.82375.21197.1659.60正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合（） (3)498.44664.59170.4185.20 (4)138.45184.5969.3638.5724.21(3)+(4)636.89849.18239.77123.7724.21荷載長期效應(yīng)組合（） (5)498.44664.59170.4185.20 (6)79.11105.4839.6422.0413.84(5)+(6)577.55770.07210.05107.2413.84彈性階段截面應(yīng)力計算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合s (7)498.44664.59170.

26、4185.20 (8)243.39324.51121.9467.8042.57=(7)+(8)741.83989.10292.35153.0042.57表3.7 2號板（中板）作用效應(yīng)組合計算匯總表作用種類彎矩m（kn-m）剪力v（kn）l/4跨中支點(diǎn)l/4跨中作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)g()449.20598.94153.5776.790可變作用效應(yīng)（車道荷載）不計沖擊（）197.78263.70129.0955.1034.59計入沖擊（）243.39324.51158.8667.8042.57承載能力極限狀態(tài)基本組合（）1.2 (1)539.04718.73184.2892.1501.4

27、(2)340.75454.31222.4094.9259.60(1)+(2)879.791173.04406.69187.0759.60正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合（） (3)449.20598.94153.5776.790 (4)138.45184.5990.3638.5724.21(3)+(4)587.65783.53243.93115.3624.21荷載長期效應(yīng)組合（） (5)449.20598.94153.5776.790 (6)79.11105.4851.6422.0413.84(5)+(6)528.31704.42205.2198.8313.84彈性階段截面應(yīng)力計算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組

28、合s (7)449.20598.94153.5776.790 (8)243.39324.51158.8667.8042.57=(7)+(8)692.59923.45312.43144.5942.573.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置3.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力，對于部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件，短期荷載效應(yīng)下，應(yīng)滿足：初步設(shè)計時，近似取，帶入上式得本設(shè)計中，c40混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：，短期彎矩效應(yīng)組合：，；毛截面面積：a(中板)=0.409m2，a(邊板)=0.492m2；抗彎慣矩：，；假設(shè)，則預(yù)應(yīng)力筋重心對毛截面中心軸的偏心距：，。將各數(shù)值帶入上式得：則所

29、需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積：中板、邊板均采用1×7股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑12.7mm，截面面積98.7mm2,。按公預(yù)規(guī)，張拉控制應(yīng)力，取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%的張拉控制應(yīng)力。則所需預(yù)應(yīng)力筋截面面積為：中板采用15根鋼絞線，則實(shí)配預(yù)應(yīng)力筋總面積，滿足要求。邊板采用16根鋼絞線，則實(shí)配預(yù)應(yīng)力筋總面積，滿足要求。3.5.2預(yù)應(yīng)力筋的布置中板、邊板分別采用15根和16根鋼絞線布置在空心板下緣，沿空心板跨長之線布置，見圖3-10。預(yù)應(yīng)力筋布置應(yīng)滿足公預(yù)規(guī)要求，鋼絞線凈距不小于25mm，端部設(shè)置長度不小于150cm的螺旋鋼筋等。圖3.10 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖（單位：cm）3.5

30、.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置3.5.3.1等效截面換算將空心板截面按照等面積、等慣性矩和形心不變的原則換算成工字形截面。換算方法如下：a. 中板按面積相等： 按慣性矩相等： 聯(lián)立求解上述兩式得：，這樣，在空心板截面高度、寬度以及圓孔的形心位置都不變的條件下，等效工字形截面尺寸為：上翼板厚度： 下翼板厚度： 腹板厚度： 圖3.11 中板等效工字型截面（單位：cm）b. 邊板計算方法同中板，過程如下： ，解得：，等效工字形截面尺寸為：，。圖3.12 邊板等效工字型截面(單位：cm)3.5.3.2 普通鋼筋估算a. 中板普通鋼筋選用hbr335，。c40混凝土，承載能力極限狀態(tài)跨中彎矩，。設(shè)受壓區(qū)

31、高度為x，假設(shè)，即中和軸確實(shí)在翼緣板之外。上翼緣混凝土能提供的抗彎慣矩：確定受壓區(qū)高度x：，代入數(shù)值解得，可見中和軸確實(shí)在翼緣板之外。普通鋼筋的面積需滿足：采用414，滿足要求。普通鋼筋414布置在中板下緣一排，沿板跨長直線布置，鋼筋重心至板下緣4.5cm處，即。b. 邊板承載能力極限狀態(tài)跨中彎矩，其它參數(shù)同中板。設(shè)受壓區(qū)高度為x，假設(shè)，即中和軸確實(shí)在翼緣板之外。，代入數(shù)值，解得，可見中和軸確實(shí)在翼緣板之外。普通鋼筋的面積需滿足： 普通鋼筋選用hbr335，采用314，滿足要求。普通鋼筋314布置在邊板下緣一排，沿板跨長直線布置，鋼筋重心至板下緣4.5cm處，即。3.6 換算截面幾何特性計算3

32、.6.1 中板3.6.1.1 換算截面面積3.6.1.2換算截面重心位置所有鋼筋換算截面對空心板毛截面重心的靜矩為： 換算截面重心到毛截面重心的距離為：則換算截面重心至空心板截面下緣、上緣的距離分別為：，換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋重心的距離分別為：，3.6.1.3 換算截面慣性矩3.6.1.4 換算截面彈性抵抗矩下緣：上緣：3.6.2 邊板3.6.2.1 換算截面面積3.6.2.2 換算截面重心位置所有鋼筋換算截面對空心板毛截面重心的凈矩為： 換算截面重心到毛截面重心的距離為：則換算截面重心至空心板截面下緣、上緣的距離分別為：，換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋重心的距離分別為：，3.

33、6.2.3 換算截面慣性矩3.6.2.4 換算截面彈性抵抗矩下緣：上緣：3.7 承載能力極限狀態(tài)計算3.7.1 中板3.7.1.1 跨中正截面抗彎承載力計算預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離：；截面有效高度：。采用等效工字形截面來計算，參見圖3-11。判斷截面類型：，所以屬于第二類t形截面。計算受壓區(qū)高度x：，代入數(shù)值，可見，滿足。將x代入下式得出跨中截面的抗彎承載力：可見，跨中截面抗彎承載力滿足要求。3.7.1.2 斜截面抗剪承載力計算a. 截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核根據(jù)公預(yù)規(guī)第5.2.9條，矩形、t形和i形截面的受彎構(gòu)件，其抗剪截面應(yīng)符合下列要求： 驗(yàn)算截面取距支點(diǎn)h/2處，該處

34、剪力組合設(shè)計值由表3-7中支點(diǎn)和跨中剪力線性內(nèi)插求得：；等效工字形截面腹板寬度。將各數(shù)值代入上式得：表明空心板截面尺寸滿足要求。按公預(yù)規(guī)第5.2.10條：若滿足，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需要按第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 圖3.13 剪力包絡(luò)圖可見，由支點(diǎn)向跨中方向的一段距離內(nèi)需要按計算要求配置抗剪箍筋，如圖3-13所示。為構(gòu)造和施工方便，本設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)斜筋和彎起筋，計算剪力全部由混凝土和箍筋承擔(dān)。斜截面抗剪承載力按下式計算：式中，各數(shù)值按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定取用：，縱向鋼筋配筋率：，箍筋選用雙肢10型（hrb335級鋼筋），。各參數(shù)代入上式得： 解得，箍筋的配

35、筋率：。又 ，則箍筋間距：取箍筋間距為配箍率：，滿足公預(yù)規(guī)9.3.13條最小配箍率規(guī)定。按公預(yù)規(guī)要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取為100mm。該范圍定為1m（大于一倍梁高0.7m）。圖3.14 中板箍筋布置圖（單位：cm）對于按構(gòu)造配筋的區(qū)段，仍選用雙肢10型（hrb335級鋼筋），取間距為200mm，可滿足規(guī)范要求。箍筋沿板跨長布置如圖3-14所示。b. 斜截面抗剪承載力計算由圖-14，選取以下兩個位置進(jìn)行斜截面抗剪承載力計算：距支座中心h/2=350mm處截面，距跨中距離：x=7450mm；距跨中距離：x=6900mm處截面（箍筋間距變化處）。計算截面的剪力組合設(shè)

36、計值，可按表3-7由跨中和支點(diǎn)的設(shè)計值內(nèi)插得到，結(jié)果列于下表：表3.8 各計算截面的剪力組合設(shè)計值截面位置x(mm)支點(diǎn)x=7800x=7450x=6900跨中x=0剪力組合設(shè)計值406.69391.12366.6459.60.距支座中心h/2=350mm處截面，即x=7450mm處。斜截面抗剪承載力：式中， ，。各參數(shù)代入上式得：，抗剪承載力滿足要求。.距跨中距離：x=6900mm處截面（箍筋間距變化處）。，其它參數(shù)與相同。斜截面抗剪承載力： ，抗剪承載力滿足要求。計算表明，均滿足斜截面抗剪承載力要求。3.7.2邊板對于邊板，計算方法和步驟與中板相同，經(jīng)驗(yàn)算，跨中截面正截面抗彎承載力滿足要求

37、；配置箍筋情況與中板一致，經(jīng)斜截面抗剪承載力計算，能滿足要求。3.8 預(yù)應(yīng)力損失計算按公預(yù)規(guī)規(guī)定，直徑12.7mm的1×7股鋼絞線，張拉控制應(yīng)力取為：。3.8.1錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長度取為張拉臺座的長度，設(shè)臺座長，采用一段張拉及夾片式錨具，有頂壓時，則：3.8.2加熱養(yǎng)護(hù)引起的損失先張法預(yù)應(yīng)力空心板采用加熱養(yǎng)護(hù)的方法，為減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失，采用分階段養(yǎng)護(hù)措施。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺座之間的最大溫差，則：3.8.3預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的損失根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定，采用超張拉工藝，其計算公式為：=張拉系數(shù)，低松弛系數(shù)，1860mpa，傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力： =

38、1304-15.6=1286.4 mpa，代入公式：3.8.4混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失對于先張法構(gòu)件，由混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失為：式中，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量的比值：中板：，邊板：，于是得中板、邊板預(yù)應(yīng)力損失分別為：3.8.5混凝土收縮徐變引起的應(yīng)力損失根據(jù)公預(yù)規(guī)公式（6.2.7-1）有：3.8.5.1中板a. 受拉區(qū)全部縱筋的含筋率：。，式中：，。代入數(shù)值，扣除相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失后，式中，代入數(shù)值， 同時有，=1.9510mpa，6.0 。考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時間較長，采用全部永久作用。中板跨中、l/4處及支點(diǎn)截面全部永久作用彎矩由表3-7查得。在全部鋼筋重心處由自

39、重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：b. 徐變系數(shù)及收縮應(yīng)變按公預(yù)規(guī)6.2.7條及表6.2.7計算。空心板與大氣接觸的的周邊長度：；跨中截面理論厚度：。設(shè)傳力錨固齡期為7d，橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度為75%，即在范圍70%rh99%內(nèi)。查表6.2.7，在h=100mm和h=200mm之間線性內(nèi)插得：徐變系數(shù)終值：；收縮應(yīng)變系數(shù)終值 ：。把各項數(shù)值代入計算式中，得：跨中：l/4: 支點(diǎn)：3.8.5.2邊板a. 受拉區(qū)全部縱筋的含筋率。，式中：，。代入數(shù)值，扣除相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失后，式中，代入數(shù)值，同時有，=1.95

40、10mpa，6.0 。考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時間較長，采用全部永久作用。邊板跨中、l/4處及支點(diǎn)截面全部永久作用彎矩由表3-6查得。在全部鋼筋重心處由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：b. 徐變系數(shù)及收縮應(yīng)變按公預(yù)規(guī)6.2.7條及表6.2.7計算?？招陌迮c大氣接觸的的周邊長度：；跨中截面理論厚度：。設(shè)傳力錨固齡期為7d，橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度為75%，即在范圍70%rh99%內(nèi)。查表6.2.7，在h=100mm和h=200mm之間線性內(nèi)插得：徐變系數(shù)終值：；收縮應(yīng)變系數(shù)終值 ：。把各項數(shù)值代入計算

41、式中，得：跨中：l/4: 支點(diǎn)：3.8.6 預(yù)應(yīng)力損失組合3.8.6.1中板傳力錨固時第一批損失： 傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和：跨中截面： l/4截面：支點(diǎn)截面：各截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：3.8.6.2 邊板：傳力錨固時第一批損失：傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：各截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：表3.9 預(yù)應(yīng)力損失匯總表（單位：mpa）板別傳力錨固時的損失(mpa)傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和(mpa)各截面有效預(yù)應(yīng)力值(mpa)跨中l(wèi)/4支點(diǎn)跨中l(wèi)/4支點(diǎn)中板128.31210.96229.21283.961091.04107

42、2.791018.04邊板127.95213.98232.94288.731088.021069.061013.273.9 正常使用極限狀態(tài)計算3.9.1正截面抗裂性驗(yàn)算該步驟是對空心板跨中截面混凝土拉應(yīng)力的驗(yàn)算。對于部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件，按公預(yù)規(guī)6.3條，應(yīng)滿足：作用短期效應(yīng)組合下，；荷載長期效應(yīng)組合下, 。取跨中截面驗(yàn)算。3.9.1.1中板：a. 作用短期效應(yīng)組合下，抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土法向拉應(yīng)力：跨中截面彎矩（表3-7），換算截面下緣抵抗彎矩，代入得：中板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為：式中， 將各數(shù)值代入上式中得：c. 荷載長期效應(yīng)組合下，抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土法向拉應(yīng)力：，代入得：由此得：上述計算

43、結(jié)果表明，在作用短期效應(yīng)組合及荷載長期效應(yīng)組合下，中板正截面抗裂性滿足公預(yù)規(guī)對a類構(gòu)件的規(guī)定。3.9.1.2邊板：a. 作用短期效應(yīng)組合下， （表3-6），代入得：邊板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為：式中，將各數(shù)值代入上式中得：b. 荷載長期效應(yīng)組合下， ，代入得：由此得：上述計算結(jié)果表明，在作用短期效應(yīng)組合及荷載長期效應(yīng)組合下，邊板正截面抗裂性滿足公預(yù)規(guī)對a類構(gòu)件的規(guī)定。3.9.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件斜截面抗裂性的驗(yàn)算，采用作用短期效應(yīng)組合，以主拉應(yīng)力為控制，作用短期效應(yīng)組合及預(yù)加力引起的混凝土主拉應(yīng)力需滿足：，c40混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：。取支點(diǎn)截面，分別計算a-a纖維（空洞頂面

44、）、b-b纖維（換算面積重心軸處）、c-c纖維（空洞底面）處主拉應(yīng)力。如圖3.15所示：圖 3.15 斜截面抗剪驗(yàn)算（單位：cm）3.9.2.1中板：a. a-a纖維（空洞頂面） ，支點(diǎn)截面作用短期效應(yīng)組合剪力設(shè)計值：；計算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬：；截面抗彎慣矩：；a-a纖維以上截面對空心板換算截面重心 代入數(shù)值得：式中，其中： 代入得：代入式中：（支點(diǎn)處彎矩）代入式中：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力?？梢?，a-a纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。b. b-b纖維（換算面積重心軸處） ，,。b-b纖維以上截面對空心板換算截面重心軸的靜矩：代入數(shù)值得：，其中：，代入上式得：代入式中：，代入式中

45、：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力。可見，b-b纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。c. c-c纖維（空洞底面） ，,。c-c纖維以下截面對空心板換算截面重心軸的靜矩：代入數(shù)值得：，其中：，代入上式得： 代入式中：，代入式中：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力?？梢?，c-c纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。以上計算結(jié)果表明，中板滿足公預(yù)規(guī)對部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。3.9.2.2 邊板：a. a-a纖維（空洞頂面） ，支點(diǎn)截面作用短期效應(yīng)組合剪力設(shè)計值：；計算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬：；截面抗彎慣矩：；a-a纖維以上截面對空心板換算截面重心軸的靜矩：代入數(shù)值得：式中，其中：代入得：代入式中

46、：（支點(diǎn)處彎矩）代入式中：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力?？梢?，a-a纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。b. b-b纖維（換算面積重心軸處） ，。b-b纖維以上截面對空心板換算截面重心軸的靜矩：代入數(shù)值得：，其中：，代入上式得：代入式中：，代入式中：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力。可見，b-b纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。c. c-c纖維（空洞底面） ，。c-c纖維以下截面對空心板換算截面重心軸的靜矩：代入數(shù)值得：，其中：，代入上式得：代入上式得： 代入式中：負(fù)值表示該處受拉應(yīng)力?？梢姡琧-c纖維處的主拉應(yīng)力，在限值范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。以上計算結(jié)果表明，邊板滿足公預(yù)規(guī)對部分預(yù)應(yīng)力a類

47、構(gòu)件斜截面抗裂性要求。3.10 變形計算3.10.1 正常使用階段的撓度計算使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合計算，并考慮撓度長期增長系數(shù)。對于c40混凝土，。3.10.1.1中板取跨中截面確定抗彎剛度：短期荷載組合作用下的撓度值，可簡化為按等效均布荷載作用情況計算：自重產(chǎn)生的撓度值按等效均布荷載作用情況計算：消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮長期影響系數(shù)后，正常使用階段的撓度值為：可見，使用階段的撓度值符合公預(yù)規(guī)6.5.3條規(guī)定。3.10.1.2 邊板取跨中截面確定抗彎剛度：可見，使用階段的撓度值符合公預(yù)規(guī)6.5.3條規(guī)定。3.10.2 預(yù)加力引起的反拱度計算放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時靠近跨中段產(chǎn)生反拱度

48、，設(shè)此時空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到c30，。該步計算亦按跨中截面進(jìn)行，并取長期影響系數(shù)。3.10.2.1中板抗彎剛度：a. 換算截面面積b. 換算截面重心位置所有鋼筋換算截面對空心板毛截面重心的凈矩為： 換算截面重心到毛截面重心的距離為：則換算截面重心至空心板截面下緣、上緣的距離分別為：，換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋重心的距離分別為：，c. 換算截面慣性矩d. 換算截面彈性抵抗矩下緣： 上緣： 表3.10 中板截面幾何特性匯總表項目符號單位c40c30換算截面面積420632.30換算截面重心至截面下緣距離326.0325.3換算截面重心至截面上緣距離374.0374.7預(yù)應(yīng)力鋼筋至截面重心軸

49、距離281.0280.3普通鋼筋至截面重心軸距離281.0280.3換算截面慣矩?fù)Q算截面彈性抵抗矩由前面3.9.1步得，扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力為：則由預(yù)加力產(chǎn)生的跨中反拱度，并乘以長期增長系數(shù)后得：3.10.2.2 邊板抗彎剛度：a. 換算截面面積；b. 換算截面重心位置， c. 換算截面慣性矩d. 換算截面彈性抵抗矩下緣： 上緣： 表3.11 邊板截面幾何特性匯總表項目符號單位c40c30換算截面面積換算截面重心至截面下緣距離351.6換算截面重心至截面上緣距離348.4預(yù)應(yīng)力鋼筋至截面重心軸距離306.6普通鋼筋至截面重心軸距離306.6換算截面慣矩?fù)Q算截面彈性抵抗矩由前面3.9.1步得，扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力為：則由預(yù)加力產(chǎn)生的跨中反拱度，并乘以長期增長系數(shù)后得：3.10.3 預(yù)拱度設(shè)置：由公預(yù)規(guī)6.5.5條，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度時，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值按該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱值之差采用。3.10.3.1中板: ，。應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。跨中預(yù)拱度，支點(diǎn)處，預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。3.10.3.2 邊板:，。應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度?？缰蓄A(yù)拱度，支點(diǎn)處，預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。3.11 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算該步計算時作用取標(biāo)準(zhǔn)值，