毕业设计（论文）-福建省福鼎桐山溪桥（K0+420.0～K0+520.0）段设计.docx

大连大学毕业设计DALIAN UNIVERSITY大连大学2016届毕业论文（设计） 全套图纸加扣3012250582 题目名称：福建省福鼎桐山溪桥 （K0+420.0K0+520.0）段设计所在学院： 建筑工程学院 专业（班级）： 土木124班 学生姓名： 指导教师： 评阅人： 院 长： 大连大学本科生毕业设计 福建省福鼎桐山溪桥（K0+420.0K0+520.0）段设计总计 毕业设计 105 页 表 格 32 表 插 图 32 图 指导教师： 评阅教师： 完成日期：2016年5月22日 大连大学2016届土木工程专业毕业设计任务书福建省福鼎桐山溪桥（K0+420.0K0+520.0）段设计学生姓名： 学院：建筑工程学院 专业：土木工程 12 级4班指导教师：下达任务书时间：2016年3月2日 计划任务完成时间：2016年5月22日1.目的与要求(1). 熟悉桥梁工程设计工作的内容、工作程序；熟悉桥梁设计所需规范、标准、规程、标准图等设计文件；掌握桥梁设计原则。(2). 熟悉桥梁立面、平面、断面布置内容、需考虑的因素；熟悉桥梁方案图的内容与绘制以及相关信息图示方法；熟悉桥梁结构体系、基本构造形式以及施工过程；掌握桥梁细部构造设计、钢筋配置等基本原理与方法。(3). 培养学生综合运用所学的基础理论知识和专业知识解决建筑结构工程设计和施工组织设计等实际问题的能力；掌握桥梁的设计计算、验算内容、方法；能采用手算和电算结合的方式对所设计的桥梁结构进行系统的结构分析以及强度、刚度、稳定和动力验算。2.设计条件与依据福建省福鼎桐山溪桥，为双向两车道。本设计起点桩号为K0420.0，终点桩号为K0520.0。(1). 设计跨径：20m+20m+20m+20m+20m；(2). 桥梁等级：公路级，人群荷载3.0kN/m2每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别是1.52kN/m和4.99kN/m；(3). 桥梁宽度：1.0m左侧人行道+24.5行车道+ 1.0m右侧人行道=11.0m； (4). 桥面纵坡：按2%控制；(5). 桥面横坡：双向2%；3.完成内容(1). 设计说明书；(2). 桥型布置图（一）；(3). 桥型布置图（二）；(4). 主梁构造图；(5). 主梁预应力钢束布置图；(6). 墩顶负弯矩配筋图；(7). 翼缘板配筋图；(8). 横隔梁配筋图（一）；(9). 横隔梁配筋图（二）；(10). 主梁腹板普通钢筋配筋图；(11). 支座布置图；(12). 下部结构构造图；(13). 下部结构盖梁配筋图；(14). 下部结构系梁配筋图；(15). 墩柱及桩基层配筋图（一）；(16). 墩柱及桩基层配筋图（二）；(17). 设计计算书；(18). 英文文献翻译。计算机绘制方案图；设计说明、计算书前的中文及相应的外文内容提要、与本设计有关的外文资料及中译文、建筑设计说明书及结构设计计算书的文字格式要求等详见大连大学毕业设计管理手册要求；成果以打印、光盘各一份的形式上交。4.参考材料1 中华人民共和国交通运输部.公路工程技术标准(JTG B01-2014)S. 北京:人民交通出版社,2014.2 中华人民共和国交通运输部.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)S. 北京:人民交通出版社,2015.3 中华人民共和国交通运输部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2012)S. 北京:人民交通出版社,2012.4 中华人民共和国交通运输部.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)S. 北京:人民交通出版社,2010.5 中华人民共和国交通运输部.公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)S.北京:人民交通出版社,2010.6 中华人民共和国交通运输部.城市桥梁设计荷载标准(CJJ 11-2011)S. 北京:人民交通出版社,2011.7 中华人民共和国交通运输部.城市桥梁设计准则(CJJ 11-2011)S. 北京:人民交通出版社,2012.8 陈宝春.桥梁工程M. 北京:人民交通出版社,2013.9 范立础.预应力混凝土连续梁桥M. 北京:人民交通出版社,1988.10 易建国.混凝土简支梁(板)桥M. 北京:人民交通出版社,200611 邹毅松，王银辉.连续梁桥M. 北京:人民交通出版社,2009大连大学建筑工程学院2016年3月摘 要桥梁预应力混凝土T形梁的许多优点。他们有简单的轮廓和易于制造。力量作用于他们的结构是合理的。梁跨度的梁高度的比例很小。在横向交叉梁的梁连接。因此整个结构整体性好。还有其他许多优点,如体积小的基础设施,这种类型的桥的美等等。因为这些优势T形梁桥梁现在广泛应用于公路大桥项目。在论文的设计方法的过程,后张预应力混凝土T形梁和桥的主梁选择。在桥的设计的过程中,比较不同类型的桥是首先完成的。确认参展后的桥的类型,结构的设计,包括确认横截面的大小,计算控制部分的设计力量,结合他们根据标准,估算预应力钢和安排他们的数量,计算梁的横截面的几何特征,计算预应力损失,检查横截面的承载能力验算能力的结构和变形在正常使用极限状态,和横截面的应力分别在持久的负载和临时负载的状态。所有的工作之后,下一个是施工方法的设计。它包括施工前的准备工作、小型项目的设计,施工方法,施工安排在雨季和冬季,保护环境的测量过程中建设。关键词：预应力，T形梁，方案比选，结构设计，施工方法ABSTRACTPrestressed concrete T-shaped girder bridges are of many advantages. They have simple outlines and can be fabricated easily. The forces that act on their structures are reasonable.The ratio of height of girders to span of girders is small. In landscape orientation the girders are connected by intersecting girders. Therefore the whole structure is of good entirety. And there are still many other merits, such as small size of infrastructure, the beauty of this type of bridge and so on. Because of these advantages the PC T-shaped girder bridges are now widely applied in highway bridge projects.In the process of the design method of the paper. Posttensioning prestressed concrete T-shaped girder is chosen as the main girder of the bridge.In the process of the design of the bridge, the comparison of different types of bridge is done firstly. After the comfirmation of the type of the bridge, the design of the structure is done, including confirming the size of cross sections, calculating the design forces of restraining sections and combining them according to The Criterion, estimating the amount of prestressed steels and arranging them, calculating the geometrical traits of cross sections of girders, calculating the loss of prestress, checking the carrying capacity of cross sections, check computations of the anticrack capacity of the structure and deformation in the ultimate state of normal use, and the stress of cross section respectively in the state of lasting load and in the state of temporary load. After all the work, next is the design of construction method. It includes the preparation before construction, the design of construction method of small projects, the arrangements of construction in the rainy season and in winter, the measurements of protecting environment in the process of construction.KEY WORDS: prestress，T-shaped girder; comparion of different schemes，the design of the structure，construction method目录1.设计资料及构造布置11.1设计资料11.2横断面布置21.2.1主梁间距与主梁片数21.2.2主梁跨中截面尺寸拟定31.3横截面沿跨长的变化81.4横隔梁的设置82.主梁作用效应计算92.1永久作用效应计算92.1.1永久作用集度92.1.2永久作用效应102.2可变作用效应计算（修正刚性横梁法）112.2.1冲击系数和车道折减系数112.2.2支点截面的荷载横向分布系数mo152.2.3车道荷载的取值162.2.4 计算可变作用效应172.3主梁作用效应组合223.预应力钢束的估算及其布置233.1跨中截面钢束的估算和确定233.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数233.1.2按承载能力极限状态估算的钢束数233.2预应力钢束布置243.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束布置243.2.2锚固面钢束布置253.2.3其他截面钢束位置及倾角计算253.3非预应力钢筋截面积估算及布置294.主梁截面几何特性计算314.1主梁预制并张拉预应力钢筋314.2灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇300mm湿接缝314.3桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段315.钢束预应力损失计算355.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失355.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失365.3 混凝土钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的预应力损失385.4 钢束应力松驰引起的预应力损失395.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失396.主梁截面承载能力与应力验算436.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算436.1.1 正截面承载力验算436.1.2斜截面承载力验算436.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算456.2.1 作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算456.2.2作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算466.2.3主梁变形（挠度）计算486.3 持久状况应力验算506.3.1持久状况的正应力验算506.3.2持久状况的混凝土主应力516.4 短暂状况的正应力验算526.5 锚固区局部承压验算536.5.1局部受压区尺寸要求536.5.2局部抗压承载力计算547. 横梁内力的计算557.1 横隔梁弯距和剪力计算557.2 截面设计、强度验算587.3 横梁的剪力计算与配筋598.行车道板内力计算608.1悬臂板荷载效应计算608.1.1永久作用608.1.2可变作用618.1.3承载能力极限壮态作用基本组合618.2连续板荷载效应计算618.2.1永久作用618.2.2可变作用638.2.3作用效应组合648.3截面设计、配筋与承载力验算649.支座计算669.1选定支座的平面尺寸669.2确定支座的厚度669.3验算支座偏转679.4验算支座的抗滑稳定性6710. 盖梁计算6910.1 荷载计算6910.2 双柱反力计算7710.3 内力计算7810.3.1 恒载加活载作用下各截面的内力7810.3.2 盖梁内力汇总（表）8110.4 截面配筋设计和承载力校核8110.4.1 正截面抗弯承载力验算8110.4.2 斜截面抗剪承载力验算8211. 桥墩墩柱设计8411.1 荷载计算8411.1.1恒载计算8411.1.2 汽车荷载计算8411.1.3 双柱反力横向分布计算8511.2 荷载组合8611.3 截面配筋计算及应力验算8711.3.1 作用于墩柱顶的外力（如图11-2）8711.3.2 作用于墩柱底的外力8711.3.3 截面配筋计算8712. 钻孔灌注桩计算8912.1 荷载计算8912.2 桩长的计算8912.3 桩的内力计算（m法）：9012.4 桩身截面配筋与强度验算（见图12-2）：9212.5 桩顶纵向水平位移验算：9312.5.1 桩在地面处的水平位移和转角验算：9312.5.2 桩顶纵向水平位移验算（见图12-3）9413.简支变连续9513.1 主梁连续段作用效应计算9513.2 连续段预应力钢束的布置和估算9513.2.1 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数9513.2.2按承载能力极限状态估算的钢束数9613.3 直束预应力钢束损失计算9613.3.1锚具变形损失9613.3.2摩擦损失9613.3.3钢束应力松弛引起的预应力损失9713.3.4混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和9713.3.5预应力计算及钢束预应力损失汇总9813.4截面应力验算98参考文献99致谢1001.设计资料及构造布置1.1设计资料1.1.1 桥面净空净 9.0+21m人行道 。1.1.2主梁跨径和全长标准跨径：lb= 20m （墩中心距离）；计算跨径：l= 19.50m （支座中心线距离）；主梁全长：l全 = 19.96m （主梁预制长度）。1.1.3设计荷载公路 级，人群荷载3.0kN/m2，每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别是1.52kN/m和4.99kN/m。1.1.4材料钢筋：预应力钢筋采用公预规的s15.2钢绞线，每束6根，fpk=1860Mpa；普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。按照后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C30。1.4计算方法：极限状态法。1.5设计依据(1)公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）；(2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2012）；(3)公路工程技术标准（JTG B-2014）。1.2横断面布置1.2.1主梁间距与主梁片数梁间距一般应高度和跨度的增加和扩大经济,扩大表面同时提高主梁截面的效率是非常有效的,因此,允许的情况下应适当扩大T梁的翼板。翼板梁的宽度是2200mm,因为宽度较大,为了确保梁的整体力学性能,使用刚性模筑混凝土桥面板关节,所以有两种梁的工作部分,预压力、运输、吊装阶段的小面积(b = 1600mm)和运营阶段的区域(b = 2200mm)。净- 9m+ 21m宽选择五个主要梁桥。表1-1基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗压标准强度503.4532.42.6522.41.83短暂状态容许压应力容许拉应力20.721.757持久状态标准荷载组合容许压应力容许主压应力短期效应组合容许拉应力容许主拉应力16.219.4401.59 钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力18601.9512601395持久状态应力标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线25.023.078.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65表中：考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=29.6Mpa， =2.51Mpa。1.2.2主梁跨中截面尺寸拟定（1）主梁高度预应力混凝土梁式桥主梁高度和跨度的比值在1/121/25,高跨比1/181/19标准设计。当建筑高度不受限制,增加高束往往是经济计划,从而增加预应力钢束高剂量可以节省,和高光束一般网络增加,混凝土用量的增加就越高。所以1600mm高的主梁是更合适的。（2）主梁截面细部尺寸 半纵剖面 图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）T梁的翼板主要取决于桥面板的厚度轮子在部分负荷下的要求,能够满足梁弯曲时还应该考虑翼板的抗压强度要求。因此,预制T梁的翼板厚度为150mm,翼板跟部增厚250mm抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁腹板内主拉应力较小,腹板厚度通常是由预制管结构的安排, 同时从腹板本身的稳定条件出发,腹板厚度不应小于1/15的高度。所以腹板厚度是200mm。马蹄基本布置预应力钢束的大小需要肯定的是,设计实践表明,马蹄占10%的总截面面积面积更合适。因此,考虑到主梁需要配置钢梁,钢梁根据三层布置,一层最多三个梁,根据这篇文章公预规9.4.9条对钢梁从净和预留管的施工要求,提出初的马蹄宽450mm,高200mm,马蹄和腹板连接处作三角形过度,高100mm,减少局部应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图（见图1-2）图1-2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：cm）(3)计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表1-2。表1-2 跨中截面的几何特性计算表分块名称分块面积Ai（cm2）分块面积形心至上缘距离yi（cm）分块面积对上缘静距Ai= Aiyi（ ）分块面积的自身惯矩Ii（）（cm）分块面积对截面形心惯矩（cm4）（cm4）（1）（2）(3)=(1)(2)（4）（5）(6)=(1(5)2(7)=(4)+(6) 大毛截面翼 板33007.5247506187546.0169858367047711三角承托50018.3339166.52777.77835.18618710621488腹板240075180000288000021.4911083683988368下三角156130.8320442.21356.33777.32934122935478马 蹄1125147.5165937.558593.75-93.99993838599969797481400296.2I=22590025小毛截面翼 板24007.5180004500051.4163431716388171三角承托50018.3339166.52777.77840.577823246826024腹板2400751800002880000-16.096213313501331下三角156.2593.33314583.281356.337-34.423185147186504马 蹄1125147.5165937.558593.75-88.59882921288878056581.25387687.28I=19789836表中：大截面型心至上缘距离： 小截面型心至上缘距离：(4)检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距： 下核心距： 截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。1.3横截面沿跨长的变化如图1所示,主梁的设计形式的轮廓,T梁的截面翼板厚度沿跨度是恒定的。拉梁截面的行动锚头集中力的作用而引起较大的局部应力, 也是因为布置锚具的需要,在距离梁端的1500mm范围内将腹板的宽度变成与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而六分点附近开始向支点逐渐抬高，在马蹄开始抬高的时候腹板宽度也跟着变化。1.4横隔梁的设置模型实验结果表明,该主梁的弯矩荷载横向分布,即使有横梁,或直接加载的主梁弯矩很大。减少跨中主梁弯矩的设计主要控制的效果,设置在横隔梁在跨中，跨度较大时应该多设置横隔梁。这个设计在跨中和四分点、支点处设置五个横隔梁,3.38m的间距。横隔梁的高度与梁高度相同,260mm的厚度,上降低230mm;横梁的高度为1350mm,180毫米绝缘厚度,上降低160mm,如图1 - 1。2.主梁作用效应计算根据纵向和横截面的梁跨结构布置,并通过变量梁桥荷载横向分布计算的作用下,分别可以求出各主梁控制截面的最大可变作用效应和永久作用,然后再进行主梁效应的组合。2.1永久作用效应计算2.1.1永久作用集度(1)预制梁自重 中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长5m）G(1)=0.6970225=76.67(KN) 蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长3.5m）G(2)(0.990284+0.6970)3.522/2=64.96 (KN) 支点段梁的自重（长2m）G(3)=0.990284222=43.57(KN) 中主梁的横隔梁：中横隔梁体积0.171.220.7-0.50.10.5-0.50.150.175=0.1394(m)端横隔梁体积：0.22（1.500.525-0.50.0650.325）=0.1585（m） 故半跨内横梁自重为：G(4)=(2.20.1394+10.1585) 222=20.47(KN)制梁永久作用集度：g1=(76.67+64.96+43.57+20.47)/9.98=20.61(KN/m)(2)二期永久作用 现浇T梁翼板集度G（5）=0.150.622=1.98（KN/m） 中梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：0.170.31.22=0.06222(KN/m)一片端横隔梁（现浇部分）体积：0.220.31.5=0.099（m）故：G（6）=（50.06222+20.099）22/19.96=0.56（KN/m） 铺装8cm混凝土铺装：0.08925=18（KN/m）5cm沥青铺装：0.05923=10.35（KN/m）若将桥面铺装均摊给五片主梁，则：G（7）=（18+10.35）/5=5.67（KN/m） 栏杆一侧人行栏：1.52KN/m一侧防撞栏：4.99KN/m若将两侧人行栏、防撞栏均摊给五片主梁，则：G(8)=(1.52+4.99) 2/5=2.604 (KN/m) 梁二期永久作用集度：g2=1.98+0.56+5.67+2.604=10.814(KN/m)2.1.2永久作用效应如图3所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令=x / l主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 图2-1 永久作用效应计算图(尺寸单位：mm)永久作用效应计算见表2-1表2-1 2号梁永久作用效应作用效应跨中=0.5四分点=0.25支点=0一期作用弯矩（KNm）979.62734.710.00剪力（KN）0.00100.47200.95二期作用弯矩（KNm）514.00385.500.00剪力（KN）0.0052.72105.44弯矩（KNm）1493.621120.210.00剪力（KN）0.00153.19306.392.2可变作用效应计算（修正刚性横梁法）2.2.1冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算：f=8.35(HZ)其中：m=1906.47(kg/m) 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为=0.176ln-0.0157=0.358按桥规4.3.1条，当车道大于两车道时，需需进行车道折减，三车道折减20%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。计算主梁的荷载横向分布系数主梁间在翼缘板及横隔梁处采用湿接头,而且桥宽跨比11/19.5=0.5640.5,所以本桥并非窄桥,不宜用偏心压力法计算mc。所以跨中的横向分布系数计算方法采用比拟正交异性板法。计算主梁抗扭惯矩I对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：t= =18.125(cm)马蹄部分的换算平均厚度：t= =31.25(cm)图2-2示出了I的计算图式，I的计算见表2-2图2-2 I计算图式（尺寸单位：cm）表2-2 I计算表 分块名称b（cm）t（cm）b/ tcI= c b t()翼缘板22018.12512.13794.36652腹板110.625205.53130.1751.54875马蹄4531.251.440.1892.595528.51079 计算抗扭系数对于本算例主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：=式中：G=0.4E,l=19.50m,=50.0115502=0.057751m,a=4.4m,a=2.2m,a=0.0m,a=-2.2m, a=-4.4m, I=0.22590025m计算得：=0.92 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值= 式中n=5, =2(4.4+2.2)=48.4()计算所得的值列于表2-3中。 表2-3 值计算表梁号10.5680.3840.20.016-0.16820.3840.2920.20.1080.01630.20.20.20.20.2 计算荷载横向分布系数2号梁的横向影响线和最不利布载图式如图5所示： 图2-3 跨中的荷载横向分布系数可变作用（汽车）：三车道：=0.5(0.5636+0.4+0.2818+0.1182+00.1636)0.78=0.468二车道：=0.5(0.5636+0.4+0.2812+0.1182)=0.6815故取可变作用（汽车）的横向分布系数为：m=0.6815可变作用（人群）: m=0.64322.2.2支点截面的荷载横向分布系数mo如图2-4所示，按杠杆原理法绘制荷载向横向分布影响线并进行布载，各梁可的变作用的横向分布系数可计算如下：图2-4 支点的横向分布系数mo计算图式（尺寸单位：cm）可变作用(汽车)：0.8182=0.4091可变作用(人群)：=1.2159横向分布系数汇总表2-4：表2-4 横向分布系数汇总可变作用类别mm公路-II级0.68150.4091人群0.64321.21592.2.3车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路级的均匀荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：计算弯矩时：P=0.75=178.5(kN)计算剪力时：P=178.51.2=214.2(kN)2.2.4 计算可变作用效应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数和取值作如下考虑：支点处横向分布系数取m0，从支点至第一根横梁段（四分点处），横向分布系数从mo直线过渡到mc，其余梁段均取mc。（1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图7示出跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：式中：S所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力；qk车道均布荷载标准值；Pk车道集中荷载标准值；影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。图2-5 跨中截面作用效应计算图式可变作用（汽车）标准效应： 可变作用（汽车）冲击效应： 可变作用（人群）效应：q=1.153.0=3.45(KN) （2）求四分点截面的最大弯矩和最大剪力： 首先，画出四分点截面作用效应计算图形,图2-6： 图2-6 四分点截面作用效应计算图式可变作用（汽车）标准效应： 可变作用（汽车）冲击效应： M=628.240.358=224.91(KN/m) V=148.290.358=53.09(KN) 可变作用（人群）效应 （3）求支点截面的最大剪力：图2-7示出支点截面最大剪力计算图。图2-7 支点截面最大剪力计算图式可变作用（汽车）标准效应： 可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：2.3主梁作用效应组合按桥规4.1.64.1.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了四种最不理效应组合：承载能力极限状态基本组合、短期效应组合、长期效应组合和标准效应组合，见表2-5。 表2-5 主梁作用效应组合2号梁序号荷载类别跨中四分点支点MmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)(1)第一期永久作用979.620734.71100.47200.95(2)第二期永久作用514.000385.5052.72105.44(3)总永久作用1493.6201120.21153.19306.39(4)可变作用（汽车）840.4985.63628.24148.29138.33(5)可变作用（汽车）冲击300.9030.66224.9153.0949.52(6)可变作用（人群）113.415.8187.0212.5726.45(7)标准组合2748.42122.102060.38367.14520.69(8)短期组合2195.3765.751646.98269.56429.67(9)极限组合3517.31169.312636.12479.84660.283.预应力钢束的估算及其布置3.1跨中截面钢束的估算和确定根据公预规规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。3.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式：n=式中：持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值； 与荷载有关的经验系数，对于公路II级，取用0.565； 一束615.24钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4,故 =8.4.在一中已计算出成桥后跨中截面=106.49cm，=28.36cm,初估=15cm，则钢束偏心距为：=-=91.49（cm）。一号梁：n=2.543.1.2按承载能力极限状态估算的钢束数根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度，则钢束数的估算公式为： n=式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩； 经验系数，一般采用0.750.77，本算例取用0.76； 预应力钢绞线的设计强度，为1260Mpa.计算得： n=2.73根据上述两种极限状态，取钢束数n=3.预应力钢筋的张拉控制应力为，预应力损失按张拉控制应力的估算，则可得需要的预应力钢筋的面积为：采用3束7钢绞线，预应力钢筋的截面积为，采用夹片式群锚，金属波纹管成孔。3.2预应力钢束布置3.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束布置（1）对跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本算例采用内径70mm、外径77mm的预埋铁皮波纹管，根据公预规规定，管道至梁底和梁侧净矩不应小于3cm及管道直径的1/2.根据公预规规定，水平净矩不应小于4cm及管道直径的0.6倍。在竖直方向可叠置。根据以上规定，跨中截面的细部构造如下图3-1所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： 图3-1 钢束布置度图（尺寸单位：cm）a）预制梁端部；b）钢束在端部的锚固位置；c）跨中截面钢束位置3.2.2锚固面钢束布置为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端。这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且N1、N2在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。3.2.3其他截面钢束位置及倾角计算（1）钢束弯起形状、弯起角及其弯曲半径采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起角分别取；各钢束的弯曲半径分别为：。（2）钢束各控制点位置的确定以N3号束为例，其弯起布置如图3-2所示 。图3-2 钢束计算图示（尺寸单位：cm） 由确定计算点距锚固点的水平距离：由确定弯起点至导线点的水平距离：所以弯起点至锚固点的水平距离为：则弯起点至跨中截面的水平距离为：根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为： 故弯止点至跨中截面的水平距离为： 同理可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总与下表中。表3-1 各钢束弯曲控制要素表钢束号升高值c(cm)弯起角弯起半径支点至锚固点的水平距离弯起点距跨中截面水平距离弯止点距跨中截面水平距离N111001512000246.466759781N2700720000201.854367873N3300716000250.9893010881(3)各截面钢束位置及其倾角计算仍以N3号束为例，计算钢束上任一点i离梁底距离及该点出钢束的倾角，式中a为钢束弯起前其重心至梁底的距离，a=100mm；为i点所在计算截面处钢束位置的升高值。计算时，首先应判断出i点所在处的区段，然后计算及。当时，i点位于直线段还未弯起，故;当0 时，i点位于圆弧弯曲段，按下式计算及： 当时，i点位于靠近锚固端的直线段，此时，按下式计算。 各截面钢束位置及其倾角计算值详见下表。表3-2 各截面钢束位置及其倾角计算表计算截面钢束编号(mm)(mm)（m支点截面N166753106151019.61219.6N2543624377663.16763.16N389301951 7264364跨中截面N166753106为负值，钢束尚未弯起0 0200N254362437100N389301951100L/4截面N166753106为负值，钢束尚未弯起00200N2543624371.7028.8108.8N389301951为负值，钢束尚未弯起00100 (4)钢束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在两个