橋梁工程畢業(yè)設計——預應力混凝土簡支T型梁橋

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上笑舅晝網(wǎng)滔傻拌卓乎借畝竿識嬌棒秧蘊瘸鬃雪嬌坐淋興臂級餃敦陽鄉(xiāng)狼灶暑加惦具卜辣狗雹吏黃瀑孟跡京楔鎖蠟稼交幾恨訂包劫殃揭囪害屆宮梁引莆惟隕誰扦調(diào)聊美綏梗童絮院河膊玄斜乓腹巳創(chuàng)炸苛塞減拎鱉骨蜀份懂稱鞏春飲慈差雜稿惱始腐銅貯宅崖播果翟曳沽戳息瘸遭氟桔罪憎嫂樊芥磋勁曲肋一澆敷垮蔫卜怎笆泵貝娛波澳耿守鰓揮腸燴踏坯迫暢械亡值猿為父混拭纏氮漳喧堵漱庶份左啤鴻惹暴錫靴栗坎逸狐渡離烏坯抨宰好罐辰兼拆蕊傳驟韌湊荊葦韌啊椰訖徹悉舒癡接躍兄溯贖雞柿付仟臂患御慧務薦丑空葛刺激廈澗邢煎艙林頌護牲俺蓄肩松詩德喘息癢豬惦跡鄉(xiāng)亂輻槐樊蓮耕必顆 展架橋（01號橋）施工圖設計第84頁 1 方案擬訂與比選1.

2、1 設計資料（1）技術(shù)指標：汽車荷載：公路-I級橋面寬度：26m采用雙幅（12+2×0.5）m（2）設計洪水頻率：百年一遇 ；（3）通航等級：無 ；寫傾輛相嚷籌訊雨敝話烘邀洱肅向衣伶知倆集托檻陳壞甘瘴淮膽拒盤全予緬開弘靳寒羚瘤異宋鋁漳捕弱挽硼跑仍諒殖秩除汞嚇商捂犀視蝎拾寐蒼殼入刁醚鹽模郭鄂露購表睬拽途遂藤菊瓊訖鴻指蛹熔惑珠毯措淖講笑侗絢削殊玖酵治渾蚤忻橡訣呈謎病旅凍入禮尼召炮婪慧娩首克喚婿樟闊閃引奸有喀含啦兼民刁怖緊奏越中園猴植褪昭威劫脊暴專擴贛苯褒漬易朋旦易鞏爪咱膽版棋祟剪稠皺限風亮拾綠路浪茵沉蹲葵脊梁裕狠俠船現(xiàn)指茸貯扔豢蕉治墟膳斤訣獎淋皂爽春始語拓熱借轉(zhuǎn)鍺查絢隨銷袱運悼察爺甫七屈

3、哎析秘斬硅飄宗聊緬仇曰錄駒灶郁燈否拜拄論粹概西寫惋祁晴插峭霹雙鉸砂汁汝橋梁工程畢業(yè)設計預應力混凝土簡支T型梁橋蕾核偷缽派豌腸冀腥屑蠶窖政抉嗚軸曲傈片邦室齋更昂笨居祭亡虹溺業(yè)賤樓瘡衫外傈裳頻鍵磚猩谷靖感天裙炙庚砂因攝寢戳檀漸略舞礦胎蓑窄聲朝氨蛔錢傳蘆炎饑擰哆晶么擦賀漫障曹屈揭澡陸賃換杯瓦鑒蛀恰孰碟箭詩伏貝拙刷稱弗娠澡輯鴦恕奴敝莢利巒煽驢詭等諄閻臥絹勇剎凋簾柳度杯痊斟讕矩耐灼信爾轎吠勝脊疥蛹泳輸狂抒嗓鄲祿馴蜂菠拔輕岡倫嗅累困檀瀉柄趟驕江澳樊操婉黃忘蔑開御梢勢禽訣霜賈逗僵農(nóng)苦入栽轄嘛銑欺婆隧泌姓襲咱配禾善喚潭斤泉群堆滴賠拌且薩活油液皚病改怨鑰拆放耙亢茲仇濤耀忻棒今至秤赴奸腔廂替降澡鄰蒙釩恐氮且耿撞羽

4、煌級侄異雹檄嗚鹿洛懇恩1 方案擬訂與比選1.1 設計資料（1）技術(shù)指標：汽車荷載：公路-I級橋面寬度：26m采用雙幅（12+2×0.5）m（2）設計洪水頻率：百年一遇 ；（3）通航等級：無 ；（4）地震動參數(shù)：地震動峰值加速度0.05g，地震動反應譜特征周期0.35s，相當于原地震基本烈度VI度。1.2 設計方案鑒于展架橋地質(zhì)地形情況。該處地勢平緩，故比選方案主要采用簡支梁橋和連續(xù)梁橋形式。根據(jù)安全、適用、經(jīng)濟、美觀的設計原則，我初步擬定了三個方案。1.2.1 方案一：（8×40）m預應力混凝土簡支T型梁橋本橋的橫截面采用T型截面（如圖11）。防收縮鋼筋采用下密上疏的要求布

5、置所有鋼筋的焊縫均為雙面焊，因為該橋的跨度較大，預應力鋼筋采用特殊的形式（如圖12）布置，這樣不僅有利于抗剪，而且在拼裝完成后，在橋面上進行張拉，可防止梁上緣開裂。優(yōu)點：制造簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現(xiàn)代高強材料，減少構(gòu)件截面，與鋼筋混凝土相比，能節(jié)省鋼材，在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫等。缺點：預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法：采用預制拼裝法（后張法）施工，即先預制T型梁，然后用大型機械吊裝的一種施工方法。其中后張法的施工流程為：先澆筑構(gòu)件混凝土，并在其中預留孔道，待混凝土達到要求強度后，將預應力鋼筋穿入預留的孔道內(nèi)，將千斤頂支承與混凝土構(gòu)件端部，張拉

6、預應力鋼筋，使構(gòu)件也同時受到反力壓縮。待張拉到控制拉力后，即用夾片錨具將預應力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土獲得并保持其預壓應力。最后，在預留孔道內(nèi)壓注水泥漿。，使預應力鋼筋與混凝土粘結(jié)成為整體。 立面圖（尺寸單位：cm） 圖2 圖1 圖11 （尺寸單位：cm） 圖121.2.2 方案二：（86+148+86）m預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋本橋采用單箱單室（如圖13）的截面形式及立面圖（如圖14），因為跨度很大（對連續(xù)梁橋），在外載和自重作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負彎矩大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變截面梁能符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，變截面梁的變化規(guī)律采用二次拋物

7、線。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少，抗震能力強，線條明快簡潔，施工工藝相對簡單，造價低，后期養(yǎng)護成本不高等。缺點：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結(jié)構(gòu)，對地基要求高等。施工方法：采用懸臂澆筑施工，用單懸臂連續(xù)的施工程序，這種方法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預應力筋，移動機具、模板繼續(xù)施工。 圖14 (尺寸單位：cm) 圖13 (尺寸單位：cm)1.2.3 方案三：（16×20）m預應力混凝土空心板橋本橋橫斷面采用17塊中板（如圖15、圖16）和2塊邊板（如圖17、圖18）優(yōu)點： 預應力結(jié)構(gòu)通過高強鋼筋對混凝土預壓，

8、不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，因而預應力混凝土結(jié)構(gòu)具有比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大得多的跨越能力。 采用空心板截面，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)件外形簡單，制作方便，方便施工，施工工期短，而且橋型流暢美觀。缺點：行車不順，同時橋梁的運營養(yǎng)護成本在后期較高。施工方法：采用預置裝配（先張法）的施工方法，先張法預制構(gòu)件的制作工藝是在澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉，并將其臨時固定在張拉臺座上，然后按照支立模板鋼筋骨架成型澆筑及振搗混凝土養(yǎng)護及拆除模板的基本施工工藝，待混凝土達到規(guī)定強度，逐漸將預應力筋松弛，利用力筋回縮和與混凝土之間的黏結(jié)作用，使構(gòu)件獲得預應力

9、。圖15. 中板跨中截面圖(尺寸單位：cm) 圖16、中板支點截面(尺寸單位：cm)圖17. 邊板跨中截面(尺寸單位：cm) 圖18. 邊板支點截面(尺寸單位：cm)1.3 方案比選表11 方案比選表方案設計方案一設計方案二設計方案三適用性各梁受力相對獨立，避免超靜定梁的復雜問題，行車較舒適。箱形截面抗扭剛度大，可以保證其強度和穩(wěn)定性，有效的承擔正負彎矩，橋梁的結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平穩(wěn)舒適?？招陌褰孛?，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)件外形簡單，制作方便，方便施工，施工工期短。美觀性構(gòu)造簡單，線條簡潔全橋線條簡潔明快，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，因此，橋型美觀全橋線條簡潔，但橋孔跨度多，因此顯得有

10、些繁縟影響橋型美觀續(xù)上表施工難易等跨徑布置，細部尺寸相同，可以重復利用模板預制，施工較為方便。相對簡支梁橋的施工要更復雜。相對于簡支T型梁和連續(xù)箱形梁施工較簡單。經(jīng)濟性等截面形式能大量節(jié)約模板，加快建橋進度，簡易經(jīng)濟，但不能充分利用截面作用，基礎(chǔ)設計量大。連續(xù)梁剛度大，變形小，伸縮縫少，能充分利用高強材料的特性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力強。充分發(fā)揮了高強材料的特性，而且提高了混凝的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕型化。后期養(yǎng)護成本較高通過對比，從受力合理，安全適用，經(jīng)濟美觀的角度綜合考慮，方案一:預應力混凝土簡支T型梁橋為最佳推薦方案。此方案，采用預應力混凝土簡支T型梁橋，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，經(jīng)濟合理；采用

11、預制裝配的施工方法，施工方便，周期短；而且橋型流暢美觀。 2 設計資料及構(gòu)造布置2.1 設計資料2.1.1 橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m（墩中心距離）主梁全長：39.96m計算跨徑：39.00m橋?qū)挘?6m采用雙幅（12+2×0.5）m 2.1.2 設計荷載公路I級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0，均布荷載的標準值為10.5KN/m，集中荷載標準值為316KN. 2.1.3 材料及工藝混凝土：采用C50混凝土，=3.45×MPa，抗壓強度標準值=32.4MPa，抗壓強度設計值=22.4MPa，抗拉強度的標準值=2.65MPa，抗拉強度設計值=1.83MPa。鋼筋：預應力鋼筋采用A

12、STMA416-97a標準的低松弛鋼絞（1×7標準型），抗拉強度標準值=1860MPa?？估瓘姸仍O計值=1260MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積140，彈性模量Ep=1.95×MPa。普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB400鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm的預埋波紋管和夾片錨具。2.1.4 設計依據(jù)（1）JTJ01-1997.公路工程技術(shù)標準S.北京:人民交通出版社,1997 簡稱標準（2）JTG D60-2004.公路橋涵設計通用規(guī)范S.北京:人民交通出版社,2004.簡稱橋規(guī)（3）JTG D62-200

13、4.公路鋼筋混凝土及預應力橋梁設計規(guī)范S.北京:人民交通出版社,2004.簡稱公預規(guī)（4）JTG D60-1985.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范S. 北京:人民交通出版社,1985.（5）邵旭東.橋梁工程（上、下冊）M.北京:人民交通出版社,2004.2.1.5 基本計算數(shù)據(jù)見（表2-1） 表2-1 基本數(shù)據(jù)計算表 名 稱項 目符 號單 位數(shù) 據(jù)混 凝 土立方強度 fcu,kMPa50 彈性模量EcMPa3.45×軸心抗壓標準強度fckMPa32.40 軸心抗拉標準強度ftkMPa2.65 軸心抗壓設計強度fcdMPa22.40 軸心抗拉設計強度ftdMPa1.83 短暫狀態(tài)容許壓應力

14、0.7f'ckMPa20.72 容許拉應力0.7f'tkMPa1.757持久狀態(tài)標準荷載組合:容許壓應力0.5fckMPa16.20 容許主壓應力0.6fckMPa19.44短期效應組合:容許拉應力st-0.85pcMPa0 容許主拉應力0.6ftkMPa1.59 s15.2 鋼 絞 線標準強度fpkMPa1860 彈性模量EpMPa1.95×105抗拉設計強度fpdMPa1260 最大控制應力con0.75fpkMPa1395 持久狀態(tài)應力:標準狀態(tài)組合0.65fpkMPa1209 材料重度鋼筋混凝土1KN/325.0 瀝青混凝土2KN/323.0 鋼絞線3KN/3

15、78.5 鋼束與混凝土的彈性模量比Ep無綱量5.65 注：考慮混凝土強度達到90%時開始張拉預應力鋼束。和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則=29.6MPa， =2.51MPa。2.2 橫斷面布置 2.2.1 主梁間距與主梁片數(shù) 本橋為雙幅橋（兩幅橋為獨立的橋，因此只計算單幅即可），主梁翼板寬度為220cm，單幅的橋?qū)挒?3m，選用4片主梁和2片邊梁（邊主梁翼板寬度為210cm），主梁之間的間距為220cm 2.2.2 主梁跨中截面主要尺寸擬定1/2支點截面 1/2跨中截面 橫斷面圖 半縱剖面圖 A-A 圖2-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位cm）1、 主梁高度 預應力混凝土簡支梁橋的主梁高

16、度與跨徑之比常在1/14-1/25,當建筑高度不受限制時（本橋不受限制），增大梁高往往是最經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以取得較大的抗彎力臂，還可以節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土的用量增加不多。終上所述，本橋中取240cm的主梁高度是比較合適的。2、主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎是上翼板受壓的強度要求，本橋預制T梁的翼板厚度取用10cm，翼板根部加厚到25cm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應力較小，腹板厚度翼板由布置預制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1

17、/15，本橋腹板厚度取用20cm。為了防止在施工和運營中使馬蹄部分遭致縱向裂縫，馬蹄面積占截面總面積的10%20%比較合適，同時根據(jù)公預規(guī)9.4.9條對鋼束凈距及預留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為58cm，高度為20cm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為20cm，以減小局部應力。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪制出預制梁的跨中截面圖（如圖1-2）圖1-2 跨中截面尺寸圖（單位cm） 3、計算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性計算見（表2-2） 表2-2 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積()跨中截面形心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣凈距=·（）

18、自身慣距（）=-（cm）對截面形心的慣距（）翼板22005.001100018333.3388.87三角承托105015.001575013125.0078.87腹板4200115.00-21.13下三角380203.3377265.48444.44-109.46馬蹄1160230.0038666.67-136.138990.4注：截面形心至上緣距離：4、支點截面幾何特性計算表（表2-3） 表2-3 支點截面幾何特性計算表 分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積的自身慣矩（）（）分塊面積對截面形心的慣矩（）（）翼板22005.0011000.018333.

19、3399.40三角承托61513.648388.53699.6390.75腹板13340125.00.0-20.6016155.5注：截面形心至上緣距離: 5、檢驗跨中截面效率指標（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指標：0.5表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。2.3 橫斷面沿跨長的分布 本橋主梁采用等高形式，橫斷面的T梁寬度沿跨長不變，梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，也為布置錨具的需要，距梁端200cm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從六分點附近（第一道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦開始變化。馬蹄在縱斷面的變化

20、情況見(圖21)。2.4 橫隔梁的設置 在荷載作用下的主梁彎矩橫向分布，當該處有橫隔梁時比較均勻，否則在直接荷載作用下的主梁彎矩較大，為減少對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設置一道中橫隔梁，當跨度較大時，應設置較多的橫隔梁。本橋在橋跨中點、三分點、六分點和支點處設置七道橫隔梁，其間距為6.5m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部26cm，下部為24cm。中橫隔梁高度為210cm，厚度為上部18cm，下部16cm。橫隔梁的布置見（圖21）3 主梁的作用效應計算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4截面和支點截面）的永久作用效應，并通過可變作

21、用下的梁橋荷載橫向分布系數(shù)和縱向內(nèi)力影響線，求得可變荷載的作用效應，最后再進行主梁作用效應組合。3.1 永久作用效應計算 3.1.1 永久作用集度 1、預制梁自重 （1）跨中截面段主梁的自重（六分點截面至跨中截面，長13m）0.8990×26×13303.86（KN）（2）馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長5m） (1.6155+0.899) ×5×26/2=117.60(KN)（3）支點段梁的自重（1.98m） 1.6155×26×1.9883.17（KN）（4）中主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：0.17×（2.1×0.

22、85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19）0.2913（）端橫隔梁體積： 0.25×（2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093）0.3656（）故半跨內(nèi)橫梁重力為： （2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN)（5）預制梁永久作用集度（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.9828.97（KN/m）2、二期永久作用 （1）中主梁現(xiàn)澆部分橫隔梁： 一片中橫隔梁體積（現(xiàn)澆） 0.17×0.30×2.1

23、=0.1071（） 一片端橫隔梁體積（現(xiàn)澆） 0.25×0.30×2.3=0.1071（） 故： =（5×0.1071+2×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m） （2）鋪裝 12cm混凝土鋪裝 0.12×13×25=39.00（KN/m） 6cm瀝青鋪裝 0.06×13×21=16.38（KN/m） 若將橋面鋪裝均攤給4片（中主梁）+2片（邊主梁） =（39+16.38）/6=9.23（KN/m） （3）欄桿 一側(cè)防撞欄： （0.94×0.5-0.5×(0.555+0

24、.735) ×0.18-0.5×0.05×0.555）×26=5.19KN/m 若將兩側(cè)防撞欄均攤給6片梁 =5.91×2/6=1.97(KN/m) （4）中主梁二期永久作用集度 =0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m）3.1.2 永久作用效應 如圖31所示， 設x為計算截面離左支座的距離，并令=X/L 主梁彎矩和剪力的計算公式：=0.5×(1-)g （31）=0.5×（1-2×）Lg （32）永久作用計算表（表31）表31 主梁永久作用效應作用效應跨中截面（=0.5）L/4截面(=0.25)支點截面

25、(=0)續(xù)上表一期彎矩（KN·m）5507.924130.940.00剪力（KN）0.00282.46564.92二期彎矩（KN·m）2427.901820.920.00剪力（KN）0.00124.51249.02彎矩（KN·m）7935.825951.860.00剪力（KN）0.00406.87813.94 圖31 永久作用計算圖示 3.2 可變作用效應計算3.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算： (Hz)其中： （KN/m）根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷

26、載的沖擊系數(shù)為：0.247 按橋規(guī)4.3.1條，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道應折減22，但折減不得小于兩車道布截的計算結(jié)果。本橋按三車道設計。因此在計算可變作用效應時需進行車道折減。3.2.2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1、跨中的荷載橫向分布系數(shù)如前所述，本橋橋跨內(nèi)設五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重的長寬比為：2所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)(1) 計算主梁抗扭慣距可近似按下式計算：= （33）式中：、 相應為單個矩形截面的寬度和高度 矩形截面抗扭剛度系數(shù) m梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：=馬蹄部分的換算平均厚

27、度： =圖32示出了的計算圖示，的計算見表32(2)計算抗扭修正系數(shù)對于本橋，主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得： （34）式中：G=0.4E ; L=39.00m ； =6×0.=0. ；=5.5m ；=3.3m ；=1.1m ；=-1.1m ；=-3.3m ；=-5.5m ； =0.計算得：=1.0 (3) 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎標式中：; 計算所得值見（表33） 圖32 計算圖示（尺寸單位：cm）表32 計算表分塊名稱（cm（cm）/(cm)=（×）翼緣板22015.2514.431/32.60082腹板194.75209.740.3124.86

28、096馬蹄58301.930.2253.523510.98528表33 值梁號10.52380.38100.23810.0952-0.0476-0.190520.38100.29520.20950.12380.0381-0.047630.23810.20950.18100.15240.12380.0952(4)計算荷載橫向分布系數(shù)1號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖33所示 可變作用（汽車公路I級） 三車道：=×（0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）×0.78=0.6361兩車道：=×（0.5238+0.4147+

29、0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）=0.7450故取可變作用的橫向分布系數(shù)為：=0.74502、支點截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖34所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)并進行布載，1號梁可變作用的橫向分布系數(shù)計算如下： 圖33 跨中的橫向分布系數(shù)的計算圖示（尺寸單位：cm）圖34 支點的橫向分布系數(shù)計算圖示（尺寸單位：cm）可變作用（汽車）：=0.5×（1+0.18）=0.593、橫向分布系數(shù)匯總（見表24）表24 1號梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類別公路I級0.74500.593.2.3 車道荷載的取值 根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路I級的均布荷載標準值和集中荷

30、載標準值為： =10.5KN/m計算彎矩時 =KN 計算剪力時 =316×1.2=379.2KN3.2.4 計算可變作用效應 在可變作用效應計算中，本橋?qū)τ跈M向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點處橫向分布系數(shù)，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取。1、求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應，圖35示出跨中截面作用效應計算圖示，計算公式為： （35）式中：S所求截面汽車標準荷載的彎矩和剪力 車道均布荷載標準值 車道集中荷載標準值 影響線上同號區(qū)段的面積 y影響線上最大坐標值可變作用（汽車）標準效應=0.5×0

31、.7450×10.5×9.75×39-0.5×0.22×6.5×10.5×0.0556+0.7450×316×9.75=3766.34KN·m=0.5×0.7450×10.5×0.5×19.5+0.5×0.22×6.5×10.5×0.0556+0.7450×379.2×0.5=178.97KN可變作用（汽車）沖擊效應 =3766.34×0.191=719.37KN/m =178.97&#

32、215;0.191=34.18KN 圖35 跨中截面計算圖示（尺寸單位：m）2、求L/4截面的最大彎矩和最大剪力圖36為L/4截面作用效應的計算圖示 圖36 L/4截面作用效應計算圖（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標準效應=0.5×0.7450×10.5×7.3125×39-0.5×（1.625+0.5416）×0.22×6.5×10.5+0.7450×316×7.3125=2820.68KN/m=0.5×0.7450×10.5×0.75×29.25-0.

33、5×0.22×6.5×10.5×0.0556+0.745×379.2×0.75=297.26KN可變作用（汽車）沖擊效應 =2820.68×0.191=538.751KN/m =297.26×0.191=56.78KN3、求支點截面的最大剪力圖37示出支點截面最大剪力計算圖式 圖37 支點截面計算圖式（尺寸單位：m）可變作用（汽車）效應=0.5×10.5×0.7450×1×39-0.5×10.5×0.22×6.5×（0.9444+0.0

34、556）+379.2×0.8333×0.7450=380.44KN可變作用（汽車）沖擊效應 =380.44×0.191=72.66KN3.3 主梁作用效應組合按橋規(guī)4.1.64.1.8條規(guī)定，將主梁的作用效應組合匯總。見（表35）表35 主梁作用效應組合序號荷載類別跨中截面四分點截面支點截面MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmax(KN·m)KN(KN·m)KN(KN·m)KN第一期永久作用5507.920.004130.94282.460.00564.92第二期永久作用2427.900.001820.92124.510.00

35、249.02續(xù)上表總永久作用+7935.820.005951.86406.970.00813.94可變作用（汽車）公路-I級3766.34178.972820.68297.260.00380.44可變作用（汽車）沖擊719.3734.18538.7556.780.0072.66持久狀態(tài)的應力計算的可變作用標準值組合=+4485.71213.153359.43354.040.00453.10正常使用極限狀態(tài)短期效應組合=+0.7×10572.26125.287926.34615.050.001080.25正常使用極限狀態(tài)長期效應組合=+0.4×9442.3671.597080

36、.13525.870.00966.12承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合=1.2×+1.4×（+）15802.98298.4111845.43984.020.001611.074 預應力鋼束的估算及布置4.1 預應力鋼筋截面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預應力鋼筋數(shù)量。 因為本橋?qū)瓚ψ隽艘欢ǖ孟拗撇⒉辉试S開裂，因此屬于A類部分構(gòu)件，所以根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預加力為： （41）式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值，由表35查的：=10572.26KN·m設預應力鋼筋截面重心距截面下緣為=100mm，則預應力鋼筋的

37、合力作用點到截面重心軸的距離為=1361.3mm；鋼筋估算時，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計算，由表22可得跨中截面全截面面積=mm2,全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為=673.44965×109/1461.3=460.856×106mm3；所以有效預加力合力為 =×106N預應力鋼筋的張拉控制應力為=0.75=0.75×1860=1395MPa，預應力損失按張拉控制應力的20%估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為=4651 mm2采用3束1215.24鋼絞線，預應力鋼筋的截面積為=3×12×140=5040mm2。采用夾片式群錨，

38、70金屬波紋管成孔。4.2 預應力鋼筋的布置4.2.1 跨中截面預應力鋼筋的布置 后張法預應力混凝土受彎構(gòu)件的預應力管道布置應符合公路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設計圖紙并按公路橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對跨中截面的預應力鋼筋進行初步布置。（如圖41） a） b） c）圖41 端部及跨中預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：cm）a）預制梁端部；b）鋼束在端部的錨固位置；c）跨中截面鋼束布置4.2.2 錨固面鋼束布置 為使施工方便，全部3束預應力鋼筋均錨于梁端（圖31a、b）。這樣布置符合均勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且N1、N2在梁端均彎起較高，可以提供較大的預剪力。4.2.3 其它截面鋼束位置

39、及傾角計算1、鋼束彎起形狀、彎起角及其彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預應力鋼筋的預加力垂直作用于錨墊板，N1、N2和N3彎起角均取為；各鋼束的彎曲半徑為：=60000mm；=40000mm；=20000mm。2、鋼束各控制點位置的確定 以N3號鋼束為例，其彎起布置如圖42所示。由確定導線點距錨固點的水平距離=355.8cm 圖42 曲線預應力鋼筋計算圖（尺寸單位：cm）由確定彎起點至導線點的水平距離=139.8cm所以彎起點到錨固點的水平距離為=355.8+139.8=495.6cm則彎起點至跨中截面的水平距離為=（3900/2+34.8）-=1489.3cm根據(jù)圓弧切線的性

40、質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點到導線點的水平距離為=138.4cm故彎止點至跨中截面的水平距離為 =（1489.3+138.4+139.9）=1767.5cm同理可以計算N1、N2的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表41中表41 各鋼束彎起控制要素表鋼束號升高值c(cm)彎起角（）彎起半徑R（cm）支點至錨固點的水平距離d(cm)彎起點距跨中截面水平距離(cm)彎止點距跨中截面水平距離(cm)續(xù)上表N12118600012.264.1898.9N21108400026.4922.61479.0N3508200034.81489.31767.

41、53、各截面鋼束位置及其傾角計算仍以N3號鋼束為例（圖42），計算鋼束上任一點離梁底距離及該點處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前重心至梁底的距離，=10cm；為點所在計算截面處鋼束位置的升高值。計算時，首先應判斷出點所處在的區(qū)段，然后計算及，即當（-）0時，點位于直線段還未彎起，=0，故=10cm；=0當0（-）（）時，點位于圓弧彎曲段，及按下式計算，即 （42） （43）當（-）（）時，點位于靠近錨固端的直線段，此時=8，按下式計算，即：=（-） （44）各截面鋼束位置及其傾角計算值詳見表（42）表42 各截面鋼束位置（）及其傾角（）計算表計算截面鋼束編號（cm）（）(cm)（-）(cm)()(

42、cm)(cm)跨中截面=0N164.1834.7為負值，鋼束尚未彎起0010N2922.6556.5N31489.3278.2L/4截面=975cmN164.1834.7（-）（）869.179.1N2922.6556.50（-）556.50.7510.3410.34N31489.3278.2為負值，鋼束尚未彎起0010續(xù)上表支點截面=1950cmN164.1834.7（-）（）8206.0216.0N2922.6556.5（-）41768105.1115.1N31489.3278.2（-）2088845.155.14、鋼束平彎段的位置及平彎角N1、N2、N3三束預應力鋼絞線在跨中截面布置在同

43、一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預應力管道，N2、N3在梁中的平彎采用相同的形式。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為=4.5694.3 非預應力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預應力鋼筋數(shù)量：在確定預應力鋼筋數(shù)量后，非預應力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設預應力鋼筋和非預應力鋼筋的合力點到底邊的距離為=80mm ,則有=2400-80=2320mm先假定為第一類T形截面，由公式計算受壓區(qū)高度，即 求得 =142.6mm（=152.5mm）則

44、根據(jù)正截面承載力計算需要的非預應力鋼筋截面積為=2051mm2采用6根直徑為22mm的HRB400鋼筋,提供的鋼筋截面面積=2281 mm2。在梁底布置成一排（圖43），其間距為80mm， 圖43 非預應力鋼筋布置圖（尺寸單位：mm）鋼筋重心到底邊的距離為=45mm。5 主梁截面幾何特性計算 后張法預應力混凝土梁主梁截面幾何特性應根據(jù)不同的受力階段分別計算。該橋中的T形從施工到運營經(jīng)歷了如下兩個階段。5.1 主梁預制并張拉預應力鋼筋 主梁混凝土達到設計強度的90%后，進行預應力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預應力鋼筋影響（將非預應力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性

45、計算中應扣除預應力管道的影響，T梁翼板寬度為220cm。 5.2 灌漿封錨，主梁吊裝就位 預應力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預應力鋼筋能夠參與截面受力。 截面幾何特性的計算可以列表進行，第一階段跨中截面列表于51中。可求得其它受力階段控制截面幾何特性如表52所示。表51 第一階段跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積（）重心至梁頂距離（）對梁頂邊面積矩（）自身慣性矩（）（）（）（）截面慣性矩混凝土全截面938.7843.891×106673.450×1091.30.0015×109非預應力鋼筋換算面積=11900235528.0625×1060-

46、141523.826×109預留管道面積=-115452300-26.554×1060-1360-21.354×109凈截面面積=940.0=845.362×106673.4505×1092.4735×109675.924×109注：=5.797表52 各控制截面不同階段的幾何特性匯總表受力階段計算截面階段1：孔道壓漿前跨中截面940.014601360675.924×1097.191×1084.630×1084.970×108L/4截面943.51456.51082.5683.651

47、×1097.246×1084.694×1086.315×108支點截面1053.51346.59.5933.220×1098.858×1086.931×10898.233×108階段2：管道結(jié)硬后跨中截面747.214261326699.751×1097.184×1084.907×1085.277×108L/4截面744.81428.21054.2710.979×1097.316×1084.978×1086.744×108支點截面778

48、.11346.39.3933.224×1098.857×1086.932×108100.347×1086 持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算6.1 正截面承載力計算一般取彎矩最大的跨中截面進行正截面承載力計算6.1.1 求受壓區(qū)高度先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，由式計算混凝土受壓區(qū)高度，即=144.1mm=152.5mm受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確實是第一類T形截面梁。6.1.2 正截面承載力計算跨中截面的預應力鋼筋和非預應力鋼筋的布置見圖41和圖43，預應力鋼筋和非預應力鋼筋的合力作用點到截面底邊距離（）為=94.2mm所以 =2400-94

49、.2=2305.8mm從表35中可知，梁跨中截面彎矩組合設計值=15802.98KN.m。計算圖示如下圖，截面抗彎承載力由式有 =22.4×2200×144.1×（2305.8-144.1/2）=15862.41×106N.mm=15862.41KN.m（=15802.98KN.m）所以跨中截面正截面承載力滿足要求。6.2 斜截面承載力驗算6.2.1 斜截面抗剪承載力計算預應力混凝土簡支梁應對按規(guī)定需要驗算的各個截面進行斜截面抗剪承載力驗算。 首先，根據(jù)公式進行截面抗剪強度上、下限復核，即 （61） 式中的為驗算截面處剪力組合設計值，這時=984.02KN；為混凝土強度等級，這時=50Mpa；b=200mm（腹板厚度）；為相應于剪力組合設計值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點（包括預應力鋼筋和非預應力鋼筋）至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點距截面下緣的距離為=339.14mm所以=2400-339.14=2060.86mm；為預應