畢業(yè)設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計計算書

1、摘要本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定，對高坎一一上官伯段 的高坎大橋進行方案比選和設(shè)計的。對該橋的設(shè)計，本著“安全、經(jīng)濟、美觀、 實用”的八字原則，本論文提出兩種不同的橋型方案進行比較和選擇：方案一為 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，方案二為拱橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計施工等多方面考慮、比較確定預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋（錐形錨具）為推薦方案。在設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計算著重分析了橋梁在使用工程中包載以及活載的 作用利，采用整體的體積以及自重系數(shù)，荷載集度進行包載內(nèi)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

2、各種預(yù)應(yīng)力損失，并進行預(yù)應(yīng)力階 段和使用階段主梁截面的強度和變形驗算、錨固區(qū)局部強度驗算和撓度的計算。 下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別對橋墩 和樁基礎(chǔ)進行了計算和驗算。本設(shè)計全部設(shè)計圖紙采用計算機輔助設(shè)計繪制，計算機編檔、排版，打印出 圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短文“ Reliability analysis”。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土、簡支梁橋、鉆孔灌注樁、錐形錨具、AutoCAD 0-1 -AbstractThis is a partial struct design of a flyover crossing that is over the railw

3、ay in GaokanShangguanbo, according to designing assignment and the standard of road and bridge. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides two different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete cont

4、inuous bridge; the second one is double cantilever half through no-thrust arch bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected.In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded not only in pr

5、estressed statement but also in using statement, deflection,precamber and the assessmentof reinforcing steel bar were checked too.The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot condition, it adopted t

6、he method that the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great Hanshin Awaji earthquake was translated into Chinese, and made a report o

7、n.Keywords: prestressed concrete AutoCAD、simple supported beam bridge、cast-in-place pi0 cone anchorage device目錄第一部分橋梁設(shè)計1第一章 水文計算11.1原始資料11.2水文計算3第二章方案比選62.1方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具） 62.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋 10第三章 總體布置及主梁的設(shè)計 113.1設(shè)計資料及構(gòu)造布置 113.2主梁內(nèi)力計算 12第四章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 214.1跨中截面鋼束的估算與確定 214.2車岡束預(yù)應(yīng)力損失計算 254.3截面

8、強度驗算284.4預(yù)加內(nèi)力計算 344.5主梁斜截面驗算 354.6截面應(yīng)力驗算 414.7主梁端部的局部承壓驗算 46第五章 下部結(jié)構(gòu)的計算505.1蓋梁的計算505.2橋墩墩柱計算 575.3鉆孔灌注樁的設(shè)計計算 59第二部分英文翻譯62Reliability analysis : 62可靠性分析73結(jié)束語錯誤！未定義書簽。2第一部分橋梁設(shè)計第一章水文計算1.1原始資料1.1.1水文資料：渾河發(fā)源丁遼寧省新賓縣的滾馬苓，從東向西流過沈陽后，折向西南，至海 城市三岔河與太子河相匯，而后匯入遼河。渾河干流長364公里，流域面積11085 平方公里。本橋位上游45公里的大伙房水庫，丁 1958年

9、建成，該水庫控制匯流 面積5563平方公里，對沈陽地區(qū)的渾河洪峰流量起到很大的削減作用。根據(jù)水文部門的資料，建庫前渾河的沈陽水文站白年一遇洪峰流量位11700立方米/秒，建庫后白年一遇推算值為4780立方米/秒。渾河沒年12月初開始結(jié)冰，次年3月開 始化凍。汛期一般在7月初至9月上旬，河流無通航要求。橋為處河段屆丁平原 區(qū)次穩(wěn)定河段。1.1.2設(shè)計流量根據(jù)沈陽水文站資料,近50年的較大的洪峰流量如下：大伙房水庫建庫前1935年5550立方米/秒1936年3700立方米/秒1939年3270 立方米/秒1942年3070 立方米/秒1947年2980立方米/秒1950 年2360立方米/秒195

10、1 年2590立方米/秒1953年3600立方米/秒1954年3030立方米/秒大伙房水庫建庫后1960年2650立方米/秒1964年2090立方米/秒1971年2090立方米/秒1975年2200立方米/秒1985年216 0立方米/秒根據(jù)1996年沈陽年鑒，渾河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒（沈陽 水文站）為白年一遇大洪水。1995年洪水距今較近，現(xiàn)場洪痕活晰可見， 根據(jù)實測洪水位，采用形態(tài)斷面計算 1995年洪峰流量為5095立方米/秒， 與年鑒資料相差在5%之內(nèi)。故1995年洪峰流量可作為白年一遇流量， 洪 水比降采用渾河洪水比降0.0528 %。經(jīng)計算確定設(shè)計流量為 Qa4

11、976.00立方米/秒，設(shè)計水位16米。1.1.3地質(zhì)資料：一、自然地理本橋址區(qū)地處渾河流域的沖擊平原，地勢較平闊。河水為季節(jié)性河流，主 要受底下徑流或大氣降水所補給。汛期每年七月下旬至八月下旬，近幾年，尤其 是2000年河水位歷史少見的下降，以致影響工農(nóng)業(yè)、甚至民眾生活用水。本區(qū)丁 北寒溫帶氣候類型，為類型凍土區(qū)，凍結(jié)深度1.40 1.45米。冬季漫長，氣候比 較干燥；春秋較短，稍較溫濕，宜植被生長。二、大地構(gòu)造橋地區(qū)正位丁走向北東、傾向北西二界溝斷裂上，此斷裂南西至營口，北 東至沈陽40公里，走向北東、傾向北西的撫順一營口斷裂相交。 這雨斷裂均屆部 城-廬江大斷裂帶系統(tǒng)。二界溝斷裂最后一次

12、活動時期為白堊紀。三、地層及巖性橋址區(qū)地層，上部為第四紀厚6- 11米的圓礫層，d>2mm； 70- 80%; d>20mm 為32- 37%,為卵石層。但通過橋位附近采礫場，從河底下6-7米深挖采處的砂礫中最大可達25 35cm個別甚至達40cm左右。從實際使用地址資料出發(fā)， d>80-100mmi粒，一般未予計入白分含量內(nèi)，且無代表性。礫石顆粒，尤其稍大顆粒，巖石強度較高，無棱角，磨圓程度良好。其巖 性或礦物成份由花崗巖類或砂貞巖、石灰?guī)r以及其他暗色礦物構(gòu)成。礫石層底或 風化巖頂面標高自南而北為2.8米4.9米，由低而高坡形上升，高差 2.1米左 右，但由丁鉆孔間距較遠，

13、不知其間有無起伏。礫石層下部為前震旦紀花崗巖，上部為全風化，下部為強風化或局部全風化。上 部為散體狀，下部為碎石狀且散裝體。1、圓礫：褐黃色或褐灰色，d>2m 73 - 80%,松散，其間含粗礫砂薄層。 砂礫顆粒強度較高，軟弱顆粒含量較少。drp = 15.5mm d95= 73.1mm d0= 0.77mmC=73.1, % =400K pa,金=180Kpa。2 、圓礫：褐黃色或褐灰色，d>2m 73- 80%,中密，其間夾含粗礫砂薄 層。砂礫顆粒強度較高，磨圓或磨光程度良好。drp = 15.5mmd95= 74mmd10= 0.77mmCU=67.1,。0 =550K pa

14、 , % = 250Kpa。3混和巖：全風化，散體狀，砂礫狀或土狀。o0 =350K pa, E0 = 70Kpa。4、 混和巖：褐黃色，全風化或含強風化，碎石狀或局部為散體裝，砂礫狀。0 =450K pa, e0 =90Kpa5、 混和巖：褐黃色，強風化，碎石狀。u0 =600K pa , i0=120Kpa26、 混和巖：強風化，碎石狀。b0 = 800 1200 K pa, e0 = 100-160Kpa7、混和巖：褐黃色，強風化或全風化，碎石狀或散體狀。0 =500 -800 K pa , t0 =100-160Kpa8、混和巖：褐黃色，強風化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀。0 =1

15、200 1400 K pa ,曲=240 280Kpa9、混和巖：褐黃色，強風化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。0 =1700 2000K pa , 7。=240400Kpa10、混和巖：褐黃色，強風化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石破碎，碎石狀，不能提取巖芯。0 =2200 2300 K pa , 7° = 450 -460Kpa11、混和巖：褐黃色，強風化，節(jié)理裂縫發(fā)育，巖石較比破碎，碎石狀，不能提取巖芯。二-0 = 2600K pa , .0 =520Kpa1.1.4工程地質(zhì)評價1、工程地質(zhì)條件良好，無不良工程地質(zhì)現(xiàn)象或地段。2、地下水位深0.77 5.40米，砂礫顆粒較大

16、，地下水較豐富。鉆孔過程中丁標高3- 6米左右地段常?？妆谒?，有時越發(fā)嚴重，以致鉆孔無法繼續(xù)鉆進，成為 廢孔。由丁采用膨潤土同聚丙乙烯胺混和成漿糊流體護壁，才能得到有效控制。1.2水文計算1.2.1橋孔長度確定：a.單寬流量公式Lj = #-qc水流壓縮系數(shù)：=K（Bch）0.06次穩(wěn)定河段K1 = 0.92則：=0.92（533.43）0.06 = 1.2284.355河槽平均單寬流量qc =。公=4275么“/8.014BC 533.43最小橋孔凈長Lj = 49啪=505.6 m（1.228 8.0 14）18b.過水面積法沖刷前橋下毛過水面積W=-)PVs)式中：沖刷系數(shù)P取1.3設(shè)

17、計流速VS=V 1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù)=2%4 = 0.0625Lj = 60>50壓縮系數(shù)卜=12=2219mW-49761.0 (1 -0.0625) 1.3 1.84凈過水面積 W= ( 1- )Wq = (1 -0.0625)2219 = 2080m2橋孔凈長 lj =W、=2080477.61mj h . 4.3551.2.2壅水計算橋前最大壅水高度"2 = (Vm2 -Vg2)河灘路堤阻斷流量與設(shè)計流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1mQtnQ655'149713-2%系數(shù) =0.07橋下平均流速 Vm 2

18、P.Vs=23 1.84 = 2.08m/s p 11.3 1斷面平均流速M噌'Tm/sZ =0.07(2.082 1.2252) = 0.19 m橋下壅水高度 立=救0.19 = 0.095m波浪高度 hb1% = 0.4728m Vw=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本橋設(shè)計水位：16.0+0.095+ 0.472 = 16.408m3上部結(jié)構(gòu)底標高為17.73m1.沖刷深度A河槽的一般沖刷 一般沖刷后的最大水深4mi3mih sQ,Bihp k A' hmax! Q2 _ 出(1 7泄2 _3 Q=Q=4275m,B i=E2=533.43m,k=

19、1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax= 10.1m:._ 0.15： 0.15A一單寬流量集中系數(shù)，A=霆2843J < 4.355 J0.66hp= 1.04 1.2843 F90 J1 I x10.1=13.73m1.0(1 -0.0625)B河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速1212Vz = IBI.43 V = I14 .(J01? X1 84Z 上煩1-)& H|1.0 (1 -0.0625)4.355= 3.28V)= 0.31h=13.73m,d=3m,查表得：V0= 0.9648m/s ,. Vd= Vz > V), k = 1.0 , B=

20、 4m,1=( 1.3919+0.0409)1/2 = 1.19702.16 0.11 2k1 = .d。.4d°9= ,V 0.2dm =(V0)= 0.85881.84 0.2 30.9648hb=疑B0'6 (V> V0 ) (V/ V0) n=1.0 X 1.1970 X 40°x (0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 )您88 =3.1349m總沖刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考慮標高因素，總沖刷深度為 16.86-16 = 0.86m1.2.3結(jié)論白年一遇底設(shè)計流量為 Qa 497

21、6立方米/秒，設(shè)計水位16米。計算最小橋孔凈長Lj = 505.6米，實際最小橋孔凈長為538.3米。橋前最大壅水高度Z=0.19，橋下壅水高度AZ =0.095米。 本橋設(shè)計水位：16米，上部結(jié)構(gòu)標高為17.9米。計算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小 距離1.9米（按橋規(guī)最小距離為 0.50米）。以上標高均為假定標高系統(tǒng)。第二章方案比選2.1方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）2.1.1基本構(gòu)造布置（一）設(shè)計資料1、橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m （墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長：39.96m,橋面凈空：凈一9米，2X 1.5人行道，計算跨徑：38.88m。立面及平面圖 I I

22、F 糖一圖表1（二）設(shè)計荷載汽一20,掛一100,人群荷載3.5kN/m,兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m 和 1.52 kN/m。2.1.2材料及工藝本橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用40號混凝土，人行道、欄桿及橋面鋪裝用 20號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB 64標準的5 mm碳素鋼絲，每束32根。 橫斷面圖如下：圖2主梁截面沿縱向的變化示例:j C .冬 EL* 園 al圖表3簡直梁的優(yōu)點是構(gòu)造、設(shè)計計算簡單，受力明確，缺點是中部受彎矩較 大，并且沒有平衡的方法，而支點處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就 會出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況1.4橋孔長度確定：水

23、流壓縮系數(shù)-=Ki(Bch)°.°6次穩(wěn)定河段Ki = 0.92則：=0.92(磨都嚴T.228河槽平均單寬流量qc = Q = 427q =8.014BC 500.40最小橋孔凈長 Lj = 497% 228用 8 0i4)= 505.6m / (1.228 8.0 14)b.過水面積法沖刷前橋下毛過水面積W= Qs.(i -)PVS)式中：沖刷系數(shù)P取1.3設(shè)計流速VS=Va 1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù)Z = 2./ = 0.062564Lj = 60>50壓縮系數(shù)卜=12=2219m2W=4976q 1.0 (1 -0.0625) 1.3 1

24、.84凈過水面積 W= ( 1- )Wq = (1 -0.0625)2219 = 2080m2橋孔凈長 lj =Wj2。8。= 477.61mj h 4.3551.5壅水計算橋前最大壅水高度"2 K(Vm2 -V02)河灘路堤阻斷流量與設(shè)計流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1m%=65禮976= 13.2%系數(shù) =0.07橋下平均流速斷面平均流速Vr 2p V =2L3 1.84 =2.08m/s p 1 s 1.3 1乂=腎=”4976. =1.255m/sW 3964.031sZ =0.07(2.082 -1.2252) = 0.19 m橋下壅水高度Z

25、'=1x0.19 = 0.095m波浪高度 hbi% = 0.4728m Vv=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本橋設(shè)計水位：16.0+0.095+ 0.473 2 = 16.408m上部結(jié)構(gòu)底標高為17.73m1.6沖刷深度A河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深4m13m1h_LIAQj ,B1hhp k A hmax'Q2 _ J(1 %)B2 _ 3Q=Q=4275m,B 1=B2=533.43m,k=1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax= 10.1m一 0.15. 0.15A-一單寬流量集中系數(shù)，A=(業(yè)=(J533.43=1.284

26、3J < 4.355 J0.66hp= 1.04 1.2843P90 1 x10.1=13.73m1.0(0.0625)-B河槽處橋墩的局部沖刷 橋位處的沖止流速1212Vz=.BV .flbax J v = 1V ( 10.1 j x 1 84F(1)B2.H '|l1.0 (1 -0.0625)4.355= 3.28h=13.73m,d=3m,查表得：M= 0.9648m/s , V0 = 0.31. M= V。V) , k = 1.0 , B= 4m,1k= 2.16 + 01 J = ( 1.3919+0.0409 ) 1/2 = 1.19707=、,1 gm = 0.8

27、588(V )o.2d0.151.84 0.2 3(V。0.9648hb =k*B0.6 (V- Vo ) (V/ V。)=1.0 X 1.1970 X 4°'6X ( 0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 ) 0.8588=3.1349m總沖刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考慮標高因素，總沖刷深度為 16.86-16 = 0.86m2.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋（1）方案簡介本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無皎拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標 準跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺為 U型橋臺。

28、（2）尺寸擬定本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24,凈跨徑為60.0m,欠跨比為1/8。橋面行車道 寬9.0m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬 11.2m,由8 個拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1-1:圖41）拱箱寬度：由構(gòu)件強度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取 140cm2）拱壁厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護層和插入 式震動棒的要求，一般需有10cm,若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為8cm, 取 8cm。3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力部 分，一般用1016cm,這里取16cm。4）

29、底板厚度：614cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸 上移。這里取10cm。5） 蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度68cm,這里取8cm。6） 現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小丁 10cm,這里取10cmo7） 橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板，厚68cm,間距3.05.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便丁維修養(yǎng)護。這里取厚 6cm。（3）橋面鋪裝及縱橫坡度橋面采用瀝宵混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為2.0%c 為了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和u 10cm鑄鐵泄水管，布置在拱 頂實腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為 0.6%。（4）施工方法采用無支

30、架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。采用裝配一一整體式結(jié) 構(gòu)型式，分階段施工，最后組拼成一個整體。方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡直梁的設(shè)計較簡單，受力的點明確，比較適合初 學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計用，因此我選著了方案一。第三章總體布置及主梁的設(shè)計3.1設(shè)計資料及構(gòu)造布置（一）設(shè)計資料1、橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m （墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長：39.96m,橋面凈空：凈一9米，2X 1.5人行道，計算跨徑：38.88m。2、設(shè)計荷載汽一20,掛一100,人群荷載3.5kN/m,兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m 和 1.52 kN/m。3、材料及工藝本橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

31、T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁用40號，人行道、欄桿及橋面鋪裝用 20號；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB 64標準的5 mm碳素鋼絲，每束32根；其他內(nèi)容鮮見設(shè)計說明書。（二）橫截面布置本設(shè)計采用公路橋涵標準圖 40米跨徑的定型設(shè)計，因此主要尺寸已經(jīng)大致 定下，以下為初步選定截面尺寸。1、主梁間距與主梁片數(shù)全橋?qū)?2米，主梁間距1.6米(T梁上翼緣寬度為158cm,留2cm施工縫), 因此共設(shè)7片主梁，根據(jù)一些資料，主梁的梁高選用 230米詳細布置見下圖：圖表42、橫截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。(三)橫隔梁的布

32、置由丁主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布 置在跨中截面、兩個四分點及梁端.3.2主梁內(nèi)力計算3.2.1恒載內(nèi)力計算1、包載集度 (由丁一直到這里，我的設(shè)計均參照預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋算例，故包載集度已知，結(jié)果如下：邊主梁的包載集度為：g1=17.813 KN/m.中主梁的包載集度為：4g4 =七 g(i) =15.86 0.3811 1.0901 0.8306 =18.1 2 KN/m(2)第二期仕莪欄桿：g!1)=1.52KN/m人行道：g(2)=3.60KN/m橋面鋪裝層(見圖3):g(4)=0.5X (0.07+0.15) X 5.10+0.5X (0.075+

33、0.15)X 4.90 X 24=26.694KN/m若將各包載均攤給7片主梁，貝U:g2= (1.52+3.6+7.754+26.69可=5.653KN/m2、恒載內(nèi)力如圖6所示，設(shè)x為計算截面離左支座的距離并令a = x/l則主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：112M： =2： (1 -： )l g1Q："(之山包載內(nèi)力計算見表2包載內(nèi)力計算表表2計算數(shù)據(jù)L=38.88m項目g112Ma = )(1-a)l g-1Q = 2(1)lg跨中四分點變化點四分點變化點支點a0.1250.250.0530.250.0530第一期®載17.7073345.8572510.37167

34、1.848172.112307.736344.224第二期®載5.037951.775714.212191.11648.96087.54097.919(二)活載內(nèi)力計算1、沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)對汽一 20, 1+u=1.04,其他活載不計。以下為荷載橫向分布系數(shù)的計算：(1)跨中截面的荷載橫向分布系數(shù) mc本橋跨內(nèi)有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 二=竺吃=3.47 >2所以可選用偏心壓力法來繪制橫向影響線和計算橫向分 B 7 1.60布系數(shù)mca.計算主梁抗扭慣矩It對丁 T梁截面It =£ Cjbjti i m式中bi和ti一相應(yīng)為單個矩

35、形截面的寬度和厚度;ci一矩形截面抗扭剛度系數(shù)(可查橋梁工程表 2-5-2 );2.橋孔長度確定：a.單寬流量公式Lj =次-qc水流壓縮系數(shù)' =Ki (Bch)0。6次穩(wěn)定河段Ki = 0.92則-=0.92 (533.43)0.06 e.2284.355河槽平均單寬流量QcBc = 42%3.43=8.014最小橋孔凈長 = 497% 228卒8 014 = 5056m (1.228 8.0 14)b.過水面積法沖刷前橋下毛過水面積W= Qs.(I)PVS)式中：沖刷系數(shù)P取1.3設(shè)計流速VS=Va 1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù) = 2.結(jié)4 = 0.0625L

36、j = 60>50壓縮系數(shù)卜=1W=4976=2219m2q 1.0 (1 0.0625) 1.3 1.84 22l9m凈過水面積 W= (1- )Wq =(1 -0.0625)2219 = 2080m2橋孔凈長 lj =W、=208°477.61mj h 4.3553.壅水計算橋前最大壅水高度 Z=(Vm2 -V02)河灘路堤阻斷流量與設(shè)計流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1m655. V =13 2%一 4976 一13.2 %系數(shù) =0.07橋下平均流速斷面平均流速Vr 2P-Vs= 2 1.3 1.84 = 2.08m/s p 1 s 1.3

37、 1V0=g = “4976】 =1.255m/sW 3964.031sZ =0.07(2.082 -1.2252) = 0.19 m橋下壅水高度 也=尹0.19 = 0.095m波浪高度 hb1% = 0.4728m Vw=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本橋設(shè)計水位：16.0+0.095+ 0.472 = 16.408m3上部結(jié)構(gòu)底標高為17.73m4. 沖刷深度A河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深-.4m1 一- 3m1,QJ,B1hp= klA3lJ hmax3Q=Q=4275m,B 1=B=533.43m,k=1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax

38、r廣 *15 r v，15A單寬流量集中系數(shù)，A= | = V 533.43=12843L i 4.355)10.1mhp= 1.04 4.2843 P.90 I-1.0(1 -0.0625)B河槽處橋墩的局部沖刷 橋位處的沖止流速0.66x10.1 =13.73m1Vz =T ,i 壺 3Vz _(1-恫 H= 3.28h=13.73m,d=3m,查表得：M= 0.9648m/s ,= 1.0 (1 -0.0625)4.355V0 = 0.31 M=V), k土 = 1.0 , B= 4m,k1=10.11 2+ Id0.9=( 1.3919+0.0409)1/2 = 1.19707=(V)

39、o.2d。.151.84 "(V0 )0.9648=。.8588hb= kKB0'6 (V- Vo ) (V/ V。)n=1.0 X 1.1970 X 40.6 X ( 0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 ) 0.8588 =3.1349m總沖刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考慮標高因素，總沖刷深度為 16.86-16 = 0.86m5. 結(jié)論白年一遇底設(shè)計流量為 Qa 4976立方米/秒，設(shè)計水位16米。計算最小橋 孔凈長Lj = 505.6米，實際最小橋孔凈長為538.3米。橋前最大壅水高度Z=0.19，橋

40、下壅水高度AZ' =0.095米。本橋設(shè)計水位：16米，上部結(jié)構(gòu)標高為17.9米。計算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小 距離1.9米(按橋規(guī)最小距離為 0.50米)。b.計算抗扭修正系數(shù)6日號梁I.140.K圖8跨中售向分布系數(shù) 計算圖式P =:)1 舟 B；2L 38.88 以=3.4/其中 It=5.93756 X 10-3m, I=0.42564186m4,- B 1.6 7查橋梁工程表 2-5-1 , n=7時，E =1.021 ,并取G=0.425EP =1= 0.9320<0.425E 5.93756 10 o _21 1.021 ' 3.472E 0.42564186

41、C.按偏心壓力法計算橫向影響線豎標值_ 1aqij 一nn2a ii=1求出一號梁在兩個邊主梁的橫向分不影響線豎標值為:ii=1 0.9320 或一 0.4617L 0.9320 "二 “8771.68771.68計算荷載橫向分布系數(shù)如圖8所示1、2、4號梁的橫向影響線和最不利布載，因為很顯然 1號梁的橫向分布系數(shù)最大,故只需計算i號梁的橫向分布系數(shù):汽-20 :mcq1 111,、-X qQ(xq1 ' xq2 ' xq3 ' xq4 )2 2 x0.44 -、(6.64 4.84 3.54 1.74)12 7.04=0.464111 ,、4 -x (xg1

42、知如知)掛-100:1 . mcg41 0.44(6.14 5.24 4.34 3.44)4 7.04=0.272人群荷載:mc= r = 0.44 (7.04 0.1 0.5) =0.4297.04號梁1.L _l !_.、一.1L號梁號梁LCILIF51 L1M .； !JJ11GCL.2 3-LJ1rJ*r圖9支點橫向分布系數(shù)計算圖式支點截面的橫向荷載分布系數(shù)計算，該截面用杠桿原理法計算，繪制荷載橫 向影響線并進行布載如T圖汽-20 :11moq = ' q = 1q 2 q 20.75 = 0.438掛-100 :11mog =' q440.4375 = 0.141人群

43、荷載：mor = r = 1.4223.2.2活載內(nèi)力計算活載的內(nèi)力計算主要考慮的是最不利荷載布置時的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時的截面內(nèi)力值：祥見下表 ：1號梁跨中截面最大內(nèi)力計算表類別汽-20掛-1001 +(i1.041.0m0.4640.272最大彎矩及相應(yīng)剪力Pi6012012070130250250250250V、彎矩剪力2.724.729.729.027.029.129.727.727.127.02 0.36119.020.4649.72 0.50.472-0.257.12 -0.1397.12 0.36637.72 0.3979.72 0.59.12 -

44、0.462Mmax(KN m)相應(yīng)Q (KNM max (KN m)相應(yīng)Q (KN£ Py、3354102.1638420198.5751號梁 內(nèi)力值1618.50649.302290.2454.011最大剪力及相應(yīng)彎矩合力p2X 120+60=300250 X 4=1000Y0.45788.90.41778.12Py137.442670417.781201號梁 內(nèi)力值66.2751288.43113.6142208.641號梁支點最大剪力計算表荷載汽-20掛-100人群類別1 + (1P1.04591.01.0R6012 01207013 07013025 025 025 025

45、0q=3.0V、1. 00.8 97 10.86110.6 0390.5 01 00.1 1520.01230.8 3130. 8 00 40.69750.6 6671.02y人= 0.9167m0.3 750.43630.45780.5240.23720.2 6070.2990.47 8X 3 6.820.5 x0.897 x7.66Qa亓(1 + H £P、y、m=186.292 (KN203.43635.848各個截面的荷載均已求出，因此可以得出每個截面的最大內(nèi)力值，以下即為主梁的包載組合：主梁內(nèi)力組合表序號荷載類力U跨中截面四分點截面變化點截面支點截 面MmaxQmaxMma

46、xQmaxMmaxQmaxQmax1第一期包 載3345.8602510.7172.1671.85307.74344.222第二期包 載951.7750714.2248.96191.12875.497.9193總包載=1+24296.2403224.9221.1862.961183.1442.144人群325.388.369244.0418.8365.70641.0247.98 15汽-201915.5266.2751315.5122.5357.88169.61184.16掛-1002290.2454.0111776.9181.7484.51189.15187.757汽+人1987.3274.

47、6441559.5141.3423.59210.63232.08 :8包+汽+人6241.5874.6444784.5：362.41286.61393.8674.22 :9包+掛6587.8754.0114991.9402.71347.51372.3629.8910Si7878.61045.56053.3285110949144935630.6 111Sj7676.4259.4125813.6465.11568.51627.8737.09121.4 (7)/Si35%100%36%42%36%17%38%131.1 掛 /Si33%100%33%25%34%13%32%14提局后的Si8114

48、.96104.536234.94771667.41800.4881.1515提局后的Sj7676.4261.195813.6789.31568.51627.9648.67第四章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置4.1跨中1截面鋼束的估算與確定4.1.1鋼束數(shù)量的估算1.按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)48n =Ci. AyRb(ks ey)式中:CM-使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩，按表10取用；1與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對丁汽-20 , G=0.51 ;對于掛-100, 取 G=0.565;Ay 根32 u s5的鋼束截面積，即：My =32 X 兀 X 0.52/4=5.891cm2R；- u s5碳素鋼絲的標

49、準強度，R；=1600MPak s一上核心距，在前以算出 ks=48.258cm；e y一鋼束偏心距，初估ay=17cm則ey=yx-a y=139.03-17=122.03cm(1)對(恒+汽+人)荷載組合5982.936 103n 462 =76.0.51 4.712 101600 106 (48.258 122.03) 10(2) 對(何州)荷載組合=6367.471 103=7280.565 4.712 10x 1600 106 (48.258 122.03) 10*2 .按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)M jn 二C2：AyR；ho式中：M一經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計算彎距，按表 9取用

50、;C2估計鋼束群重心到混凝土合力作用點力臂長度的經(jīng)驗系數(shù),汽-20 : C2 =0.78，掛-100 : C2 =0.76 ;h0主梁有效高度，即 h°=h-ay=2.30-0.17=2.13m(D對丁荷載組合I37867.969 107445.621 1030.78 4.712 10" 1600 106 2.13 = &27對丁荷載組合mn466.090.76 4.712 101600 102.13為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為10束。4.1.2確定跨中及錨固截面的鋼束位置1、(1)對丁跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心

51、距大些，選用直徑5cm抽拔橡膠成型的管道，取管道凈距4cm, 至梁底凈距5cm如圖13-a所示。(2)對丁錨固截面，為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼 束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足張拉要求，也要使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心 盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓。祥圖如下：! lit圖7由上圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋為9根，布置在主梁的不同截面上，其中3根最終拉倒上翼緣。2、鋼束位子的確定(1)彎起角度的確定：上部：12下部：7.5(3) 彎起點的確定：A1=a2=39-30*tan7.5=35.051cmA3=a4=31.1cmA5=a6=27.15cmA7=30.710cmA8=25.396cm彎起點到跨中的距離鋼束號彎起局 度角度cossinRX1, 222.57.50.99140.1312625.516363, 443.57.50.99140.1315081.81313.85, 664.57.50.99140.1