桥梁工程毕业设计（论文）-3X40预应力混凝土先简支后连续T型梁桥设计.doc

全套图纸加153893706340m预应力混凝土先简支后连续T型梁桥设计（公路II级） 专业：桥梁工程 学号：XXX 姓名： 指导老师：摘 要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占有重要的地位，目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥，最主要的因素是这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好以及美观等多方面的优点。 本设计采用先简支后连续T型梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部分和支座等组成，主梁是桥梁的主要承重构件。其通过横梁和行车道板连接成为整体，使车辆荷载在各主梁之间有较好的横向分布。桥面部分由桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成，虽然这些构造不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，但其对桥梁的美观和使用功能具有重要影响。本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制其跨越能力，本设计采用40m标准跨径，合理地解决了这一问题。在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、桥墩的计算等等，完美地构造了一座预应力混凝土先简支后连续T型梁桥，而且验算完全符合要求，所用方法均与新规范相对应。本设计重点突出了预应力在桥梁中的使用，这也正体现了我国桥梁的发展趋势。关键词：预应力，T梁，后张法，应力验算IIDesign of 340m continuous simple supported T beam bridge (highway)Abstract The prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits. This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum T beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design. This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development. Key word: Pre-stressed， T beam，Tensioning，Stress checking calculation II全套图纸加153893706目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪论11.1 预应力混凝土先简支后连续（T梁）梁桥概述11.1.1 先简支后连续梁桥发展概况11.1.2 先简支后连续梁桥的应用范围及分类21.1.3 部分预应力先简支后连续梁桥设计中应注意问题31.2 毕业设计的目的和意义31.3 设计总说明41.3.1 设计主要技术指标41.3.2 材料规格51.3.4 设计参考规范61.3.5 设计参考书目6第二章 桥型方案比选82.1 设计要求82.2 比选的标准82.3 几种常见桥型的特点9第三章 构造布置123.1 设计资料12III3.1.1 主梁123.2 检验截面效率指标14第四章 行车道板计算164.1 行车道板内力计算164.1.1 边梁悬臂端计算164.1.2 两相邻翼缘板计算174.2 行车道板的配筋计算21第五章 主梁作用效应计算235.1 恒载内力235.1.1 永久荷载集度235.1.2 永久作用效应245.2 可变作用效应计算245.2.1 冲击系数和车道折减系数245.2.2 主梁的荷载横向分布系数255.2.3 计算部分截面的弯矩和剪力305.3 温差应力315.4 内力组合325.4.1 按照承载能力极限状态设计基本组合325.4.2 按照正常使用极限状态设计组合335.4.3 部分截面的内力组合34第六章 预应力钢束数量确定及其布置496.1 预应力配筋原理与方法49IV6.1.2 按承载能力极限状态的强度要求计算536.2 手算部分截面预应力钢束估算536.2.1 21号节点的计算546.2.2 41号节点的钢束计算546.2.3 61号节点的钢束计算556.3 钢束的布置56第七章 横隔梁计算587.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用587.2 跨中横隔梁的作用效应影响线587.2.1 绘制弯矩影响线597.2.2 绘制1号梁右截面的剪力影响线607.3 截面作用效应计算607.4 荷载配筋计算61第八章 主梁截面几何特性计算638.1 截面面积及惯性矩计算638.1.1 净截面几何特性计算638.1.2 换算截面几何特性计算64第九章 预应力损失及有效预应力计算669.1 钢束预应力损失计算669.1.1 摩阻损失669.1.2 锚具变形损失669.1.3 温度损失67V9.1.4 混凝土弹性压缩损失679.1.5 预应力钢筋的应力松弛损失679.1.6 混凝土收缩徐变损失68 9.2 钢筋预应力损失及有效预应力的计算68第十章 主梁内力、抗裂、挠度验算7310.1 主梁截面内力验算7310.2 主梁截面抗裂验算7610.2.1 正截面抗裂验算7610.2.2 斜截面抗裂验算7810.3 主梁挠度验算8410.3.1 正常使用极限状态挠度验算8410.3.2 受弯构件预拱度的计算85第十一章 构件的应力验算8811.1 持久状况下构件的应力验算8811.1.1 正截面混凝土压应力验算8811.1.2 斜截面混凝土压应力验算9311.2 短暂状况下构件的应力验算9811.3 预应力钢筋验算123第十二章 盖梁计算12512.1 盖梁尺寸及材料12512.2 荷载计算12512.2.1 上部构造恒载125VI12.2.2 盖梁自重及作用效应计算12612.2.3 可变荷载计算12712.2.4 双柱反力计算13212.3 内力计算13412.3.1 恒载加可变荷载作用下的各截面的内力13412.3.2 盖梁内力汇总13612.4 盖梁各截面的配筋设计与承载能力校核13612.4.1 正截面抗弯承载力验算13612.4.2 斜截面抗剪承载力验算137第十三章 桥墩墩柱计算13913.1 荷载计算13913.1.1 恒载计算13913.1.3 双柱反力横向分布计算14013.1.4 荷载组合14013.2 截面配筋计算及应力验算14113.2.1 作用于墩柱顶的外力14113.2.2 作用于墩柱底的外力14213.2.3 截面配筋计算142结 论144致 谢145参考文献146VII华东交通大学毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 预应力混凝土先简支后连续（T梁）梁桥概述先简支后连续T梁是国内外高速公路上常用的一种桥梁新结构形式，其具有施工简易、行车条件好且经济合理的优点，并兼具简支梁与连续梁桥的优点。近年来，随着钢铰线、锚固体系的不断更新和发展，以及其他新技术的应用，使先简支后连续梁桥得到更大的发展,本章简介其发展：1.1.1 先简支后连续梁桥发展概况 我国的预应力混凝土结构起步较晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。虽然到目前为止预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟以及实践的发展，预应力混凝土桥梁结构的运用将会越来越广泛。连续梁和悬臂梁的比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨度预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。然而，当跨度很大时，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起149来，形成一种连续刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。张玉：340m预应力混凝土先简支后连续T型梁桥设计(公路II级) 先简支后连续梁桥的广泛应用始于上世纪80年代中期。随着交通运输的发展，为减少桥上伸缩缝，使行车更舒适、安全，现在采用最多的梁桥结构方法有两种：一种为桥面连续的简支梁桥，伸缩缝最大间距达100米左右；另一种为先简支后连续梁桥，此种结构伸缩缝最大间距可达500米，相对于桥面连续简支梁桥，缩缝更少。先简支后连续梁桥作为一种连续梁桥，具有造价低，整体性好，建筑高度低，刚度大，桥面接缝少，质量容易控制等优点。由于支点处采用了现浇湿接缝的技术措施，可通过现浇段混凝土宽度，底面坡度等满足斜、弯、坡桥的变梁长及支座顶变高度的构造要求，此结构更适合斜、弯、坡桥。1.1.2 先简支后连续梁桥的应用范围及分类 先简支后连续梁桥，主要应用于跨径在1335米，吊装重量小于70吨的中小跨径桥梁。 先简支后连续梁桥，按桥墩支座的多少分为两种：桥墩单排支座和桥墩双排支座连续梁桥；按预应力度划分为全预应力和部分预应力连续梁桥。先简支后连续双排支座梁桥，由于采用双排永久支座，施工方便，连续处开裂后修补容易，湿接缝处剪力小等优点；缺点是结构受力不明确，支座易产生托空和上拔力。先简支后连续单排支座桥，优点是结构受力明确，支座不托空；缺点增加了临时支座和结构体系转换，湿接缝处剪力较大。先简支后连续全预应力梁桥，此结构优点是抗裂性能好，刚度大；缺点是反拱长期不断发展，预压区混凝土由于长期处于高压应力状态下，会因徐变而使反拱不断增长，造成桥面不平，影响正常使用。同时由于预应力度过大，也易引起沿管道方向负弯矩区的纵向裂缝。先简支后连续部分预应力梁桥，又分为跨中为部分预应力、支点为普通混凝土连续梁桥，此种结构是支点顶面配普通钢筋，由于普通钢筋太多太密，焊接较多，此处混凝土及焊缝质量不易保证，构造较难处理，顶层混凝土易开裂，产生渗水使钢筋锈蚀，优点是其施工方便。第二种为跨中、支点都为部分预应力混凝土A类构件连续梁桥，此种结构吸取了钢筋混凝土结构的经验，一方面在结构的不同部位配置适量的非预应力钢筋，包括作为主筋的纵向非预应力钢筋，以控制裂缝的发生和扩展；另一方面通过对混凝土裂缝及反拱的控制，根据桥梁所处环境及结构功能，合理地选用预应力度，此种部分预应力先简支后连续梁桥被广泛采用，而且在不断的发展和完善。华东交通大学毕业设计（论文）1.1.3 部分预应力先简支后连续梁桥设计中应注意问题 1、 桥梁联长的确定及支座设计先简支后连续梁桥一联联长确定：要根据桥梁所处地形及桥梁总长合理分联，使分联后下部结构受力均匀，结构形式统一。下部结构及支座设计，一联中中间部分设固定支座的桥墩之间总长度，应为一联总长三分之一，但最长距离不超过120米为宜。其它桥墩上设滑动支座，伸缩端设定向滑动支座。2、桥梁湿接缝宽度确定湿接缝宽度的确定：对双排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍；对单排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍，小于梁高为宜。3、构造钢筋的注意事项支点顶面0.22L范围内防水混凝土内纵向钢筋加密，间距5厘米，防水混凝土顶面加防水层。湿接缝内加纵向防裂、抗剪钢筋，钢筋直径大于12。 总之，先简支后连续梁桥结构刚度大，钢材和混凝土用量相对较少；由于主体机构采用预制构件，因此施工简便且混凝土的收缩和徐变对梁的挠度和次内力影响较小；同时大大减少了伸缩缝的数量，增强了结构的整体性和行车舒适性，并改善外观质量。目前，先简支后连续的结构得到了广泛的应用，且取得了良好的经济效益和社会效益。1.2 毕业设计的目的和意义高等工科院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。毕业设计是土木工程专业教学中的重要环节。其主要目的是：培养学生综合应用所学全套图纸加153893706基础理论和专业知识，解决一般工程技术问题的能力，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构设计、施工方案设计、计算机应用和外文阅读能力。通过毕业设计，使学生对一般土木工程的土建设计与施工内容、施工全过程有比较全面的了解，熟悉有关规范、规程、手册和工具书，为今后独立工作打下基础。毕业设计应强调理论联系实际，提高学生分析问题、解决工程实际问题的能力，着重培养学生踏实、细致、严格、认真和吃苦耐劳的工作作风。由于“土木工程”专业涉及面宽，毕业设计题目变化众多.因此根据毕业设计题目的性质，把它们分为工程设计类、科研专题类、软件开发类、施工技术与管理类等，结合各自特点，提出相应改革方案和任务书，以便于分类指导。1.3 设计总说明1.3.1 设计主要技术指标1. 道路等级：一级公路； 2. 孔跨布置：340m；3. 设计荷载：公路-级；单侧防撞栏线荷载为7.5kN/m。4. 通航等级：无通航要求；5. 桥面坡度：不设纵坡；单幅车行道设有2的单向横坡。6. 桥面横向布置：桥面宽12米（6根主梁，高2.4米，宽1.68米）0.5m（防撞栏）+11m（行车道）+0.5（防撞栏）7. 桥面铺装层： 10cm C30防水混凝土。8. 桥轴平面线型：直线;9. 温度影响：考虑竖向梯度温度效应；年平均温度变化；10. 地震烈度区为度区，地震动峰值加速度为0.05g；11. 施工方法：先简支后连续。先预制箱梁，待主梁架设完毕后，连续钢束纵向由边跨向中间合拢，横向由两边向中间合拢；12. 水文及工程地质：承台底面中心高出最大冲刷线的距离为(2m+序号0.12m)，基岩埋置在最大冲刷线以下25 m，基岩的天然湿度极限抗压强度为10000Kpa；基岩以上为砾粘土，比例系数；桩身与土的极限摩阻力为50kPa；清底系数0.75；竖向容许承载力为400kPa；考虑桩入土深度影响的修正系数0.75；土的内摩擦角；深度修正系数=2.5；土的浮容重9。1.3.2 材料规格1 混凝土：（1） 预制主梁：C50碎石砼.（2） 伸缩缝槽口：C50碎石砼.（3） 横向和纵向湿接缝：C50微膨胀碎石砼.（4） 桥面铺装： 10厘米C30防水砼.（5） 支座垫石：C40碎石砼.（6） 桥墩及柱式、肋式桥台扩大基础：C20砾石砼（7） 桥墩桥台钻孔桩：C25 水下砼强度等级弹性模量MPa容重轴心抗压设计强度MPa轴心抗拉设计强度MPa轴心抗压标准强度MPa轴心抗拉标准强度MPa252611.51.2316.71.78302613.81.3920.12.01402618.41.6526.82.40502622.41.8332.42.652 钢材：（1） 预应力钢绞线：普通预应力钢绞线，符合标准预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-1995）,公称直径15.2mm，公称面积为140.0，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，抗拉强度设计值fpd=1260MPa,松弛率为3%。高强度低松弛预应力钢绞线，应符合美国ASTM A416-99标准，270级，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，公称直径，公称截面积139。 预应力钢束由5根、7根、9根及12根15.2mm钢绞线组成，其锚下控制张应力为1395Mpa，钢束张拉力分别为976.5KN、1367.1KN、1757.7KN及2343.6KN。（2） HRB335级钢筋：钢筋砼构件主筋，骨架及架立筋，抗拉强度标准值335Mpa。（3） R235级钢筋：非受力钢筋，抗拉强度标准值235Mpa。（4） A3钢板：支座及构件中连接使用 钢筋种类抗拉强度标准值MPa抗拉强度设计值MPa抗压强度设计值MPaR235 235195195HRB335 3352802803其他（1） 锚具及管道成孔：箱梁锚具设计采用OVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用波纹管，卷制钢纹管的钢带厚度不小于0.35mm；（2） 支座：采用橡胶支座GYZ和GYZF4系列产品，其性能应符合交通部行业标准JT/T4-2004的规定；（3） 防水层：桥梁防水层采用三涂FYT-1改进型防水材料；（4） 伸缩缝：采用毛勒伸缩缝。1.3.4 设计参考规范1.公路桥涵设计通用规范 JTG D60-20042.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-20043公路工程技术标准 JTG B01-20034.公路桥涵施工规范 JTJ041-20005.公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-851.3.5 设计参考书目1. 范立础主编.预应力混凝土连续梁桥. 北京:人民交通出版社,19882. 易建国主编.混凝土简支梁（板）桥. 北京：人民交通出版社，20063. 邵旭东主编.桥梁工程. 北京:人民交通出版社,20044. 叶见曙等编.结构设计原理. 北京:人民交通出版社,20025. 张树仁等编.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理. 北京：人民交通出版社，20056. 黄绳武主编.桥梁施工及组织管理（上册）. 北京：人民交通出版社，2003 第二章 桥型方案比选2.1 设计要求 桥梁设计必须遵照适用、经济、安全和美观的基本原则进行，应该考虑下述各项要求。 1使用上的要求 桥梁必须适用:要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又考虑今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护。 2经济上的要求 桥梁设计应体现经济上的合理性。桥梁设计必须经过洋细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和材料等的消耗为最少，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用。另外，桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施丁费用，而且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。 3设计上的要求 桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺和新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成果，把国外的先进技术与我们自己的独创结果结合起来。保证整个桥梁结构及其各部分构什在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 4施工上的要求 桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的施工技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。 5美观上的要求 在满足上述要求的前提下，尽可能使桥梁具有优美的建筑外型，并与周围的景物相协调。在城市和游览地区，应尽量地考虑桥梁的建筑艺术，但不能把美观片面地理解为豪华的细部装饰。2.2 比选的标准在保证桥型方案安全、可行的条件下，方案的比选需从功能、经济、美观等多方面综合进行比较。其中以安全和经济为重，至于桥梁美观，应视经济和环境条件而定。2.3 几种常见桥型的特点（1）梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；结构造型灵活，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；结构的整体性好，刚度较大，变性较小；可采用预制方式建造，使桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；但是其结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力。图1-1 梁桥造型图（2）拱桥拱桥的受力特点是，在竖直荷载作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载的作用下，简支梁的跨中弯矩为，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计的合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料等圬工材料来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。图1-2 拱桥造型示意图（3）斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。其适用于大跨、特大跨度桥梁。斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，具有良好的动力特性。斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点。图1-3 斜拉桥造型图综合考虑选择梁式桥，梁式桥有简支梁桥，连续梁桥以及先简支后连续梁桥。传统的简支梁桥在梁衔接处通常设置成桥面连续，在行车荷载作用下极易出现破坏，造成桥面铺装出现早期裂缝，使桥面铺装寿命降低而极大的增加了桥面的维修费用，同时，简支梁桥跨中弯矩较大致使梁的截面尺寸和自重显著增加，需要耗用的材料多，造价较高。传统的连续梁桥结构复杂，同时不利于施工，而往往采用支架现浇方式以致于造价昂贵且工期较长。先简支后连续梁桥则刚好克服了以上两种梁桥额缺点，发挥了他们的优点，结构较简单，施工方便，有利于采用工业化大规模预制生产并用现代化的起重设备进行安装，大大节约了现浇用的模板支架等材料，降低了劳动强度，缩短工期，同时，桥面无断点，行车舒适且支点负弯矩的存在使跨中正弯矩明显减少而减少材料用量及结构自重，从而达到材料最省，造价最低，工期最短，寿命最长的最有效果。图1-4 连接结构示意图比选结果：选用预应力混凝土先简支后连续T型梁桥。第3章 构造布置3.1 设计资料3.1.1 主梁（1） 主梁高度； 预应力混凝土先简支后连续梁桥的高度与其跨径之比通常在，标准设计中高跨比约在，当建筑高度不受限制时，增大梁高可以节省预应力刚束使用量，同时梁高加大一般只是腹板加厚，而混凝土用量增加不多，因此，增大梁高往往是较经济的方案，综上考虑，取主梁高度为。（2） 主梁界面细部尺寸： T梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求，本设计预制T梁的翼板厚度取为，翼板根部加厚到，腹板内主拉应力较小，厚度一般由布置预制孔道的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，厚度不宜小于其高度的，本设计腹板厚度取，马蹄尺寸由布置预应力刚束的需要来确定，一般马蹄面积占截面总面积的，较合适考虑到主梁要配置较多的刚束，刚束按三层布置，一层最多安排三束，同时根据公桥规9.4.4条对刚束静距及预留管道的构造要求，拟定马蹄：宽，高以减少局部应力。 按照上述拟定主梁跨中截面如图2-1图3-1 主梁布置图（单位：） 截面形心至上缘的距离为： 式中：分块面积 分块的形心至上缘的距离求得截面形心距上缘：98.4分块面积对上缘的静距为：分块面积对形心惯性矩为：分块面积的惯性矩： 矩形： 三角形:式中：分块面积宽 分块面积高主梁跨中截面的主截面的几何特性如表3-1所示：表3-1 主梁跨中截面的几何特性分块名称翼板1420=2960102960088.4三角承托745=37021.7802976.7腹板20195=390097.53802500.9下三角2512.5=312.517855625-79.6马蹄4545=2025217.5440437.5-119.19567.5-517541.5- 3.2 检验截面效率指标截面重心至上核心点的距离： 截面重心至下核点的距离： 截面效率指标 第4章 行车道板计算4.1 行车道板内力计算4.1.1 边梁悬臂端计算由于长宽比大于2，故按单向板计算，悬臂端的长度为0.965m。如图4-1（a） （） （） 图4-1 悬臂板计算图（尺寸单位：）（1） 、永久作用主梁架设完毕时桥面板可看成0.74长的悬臂单向板，计算图示如图4-1（b）计算悬臂根部一期永久作用效应为：弯矩：剪力：城桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，此时桥面板可看成净跨径为的悬臂单向板，计算图示如图4-1（c），图中，为现浇部分悬臂板自重，为防撞栏重力。 计算二期永久作用效应如下：弯矩：剪力：总永久作用效应弯矩：剪力：（2） 可变作用 在边梁悬臂板处，只作用人群，荷载为，计算图示4-1（d） 弯矩： 剪力：（3） 承载能力极限状态作用基本组合，按桥规4.1.6条： 4.1.2 两相邻翼缘板计算 因为此桥具有可靠的横向连接，并且该桥的宽跨比，车辆荷载作用下，中间横梁的挠曲变形同主梁的相比微不足道，所以中间横梁可以看作是一片刚度无穷大的刚性梁。对于支点处和跨中截面的设计弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板在永久作用和活载作用下的跨中弯矩，再乘以偏安全的经验系数加以修正，弯矩修正系数可视板厚与梁肋高度的比值来选用。，即主梁抗扭能力较大，取跨中弯矩，支点弯矩。对于剪力可不考虑板和主梁的弹性固结，认为简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。下面分别计算连续板的跨中和支点作用效应值。（1） 永久作用 主梁架设完毕时桥面板可看成长的悬臂单向板，计算图示见图4-1（b）其根部一期永久作用效应为：弯矩：剪力：城桥后根据桥规4.1.2条，梁肋间的板，其计算跨径按下列规定使用。计算弯矩时，但不大于，故。计算剪力时，故式中：-板的计算跨径 -板的净径 -板的厚度 -梁肋宽度图4-2 简支板二期永久作用计算图 计算图示见4-2，先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值 为现浇部分桥面板的自重 为桥面铺装层重，是二期永久作用计算得到简支板跨中二期永久作用弯矩和支点二期永久作用为:总永久作用效应支点截面永久作用弯矩为：支点截面永久剪力为：跨中截面永久作用弯矩为：（2） 可变作用 根据桥规4.3.1条，桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载，由桥规表4.3.1-2可知，后轮着地宽度，及长度为。平行于板的跨径方向的荷载分布跨度： 车轮在板的跨径中部时 垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度： 且不得小于 故取此时两个车轮的有效分布宽度不发生重叠，故两个车轮荷载的有效分布宽度。车轮在板的支撑处时垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：车轮在板的支撑处附近，距支点的距离为时 垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：的分布见图4-3图4-3 简支板可变作用（汽车）计算图 将加重于后轮作用于板的中央，求得简支板跨中最大可变作用的弯矩为：计算支点剪力时，可变作用必须尽量靠近梁肋边缘布置，考虑了相应的有效工作宽度后，每米板宽承受的分布荷载如图3-3所示，支点剪力的计算公式为：其中： 代入上式得：由此可得连续板可变作用效应：支点截面弯矩：支点截面剪力：跨中截面弯矩：（3） 作用效应组合 按桥规4.1.6条进行承载能力极限状态作用效应基本组合 支点截面弯矩： 支点截面剪力： 跨中截面弯矩：4.2 行车道板的配筋计算 悬臂板和连续板支点采用相同的抗弯钢筋，故只需按其最不利荷载效应配筋，即。其高度为，净保护层，若选用12钢筋，则有效高度为：。 按桥规5.2.2条， 求得 查有关宽板内钢筋截面与距离表，当选用12钢筋时，需要钢筋间距为，此时所提供的钢筋面积，由于此处钢筋保护层与试算值相同，实际配筋面积又大于计算面积，则其承载力肯定大于作用效应，故承载力验算可略，连续板跨中截面处的抗弯钢筋计算相同，为了施工方便，取板上下缘配筋相同，配筋布置如图4-4图4-4 行车道板配筋计算 按桥规5.2.9条规定，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求，即：右式=因此满足抗剪最小尺寸要求。根据桥规5.2.10条规定，若符合下列要求，则不需要进行斜截面抗剪承载力计算。右式= =因此不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构件要求配筋。第5章 主梁作用效应计算5.1 恒载内力5.1.1 永久荷载集度 （1）预制梁自重（一期恒载） 按跨中截面计算，主梁的恒载集度： 由于变截面的过度区段折算成的恒载集度： 由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成的荷载集度： 中间横隔梁体积： 端部横隔梁体积： 边梁的横隔梁恒载集度： 中主梁的横隔梁恒载集度： 边梁的一期恒载集度为： 中主梁的一期恒载集度为： （2）二期恒载 一侧防撞栏荷载，桥面铺装层重： 1号梁： 2号梁： 3号梁： 恒载计算汇总见表5-1表5-1 恒载汇总表梁号一期恒载二期恒载总恒载126.88.2635.06227.45.1232.52327.46.9534.355.1.2 永久作用效应 如图5-1所示，设为计算截面距离支座的距离，并令，则主梁弯矩和剪力的计算公式为： 永久作用效应计算结果见表5-2。 表5-2 永久作用效应计算表项目总恒载跨中四分点四分点支点-0.50.250.2501号梁26.85006.93755.17259.0518.042号梁27.45118.993839.24264.8529.63号梁27.45118.993839.24264.8529.65.2 可变作用效应计算5.2.1 冲击系数和车道折减系数1) 汽车冲击系数按下式计算（适用于连续梁）根据通规4.2.3条规定，适用于连续梁的结构基频计算公式如下： ； 式中：-结构的计算跨径， 代入上式求得： 冲击系数（适用于） 计算的：（用于正弯矩效应和剪力效应） ；（用于负弯矩效应）2） 车道折减系数按桥规4.3.1条，当车道数大于2时，需要进行车道折减。三车道折减系数为0.78，四车道折减系数为0.67，但折减后的值不得小于两行车队布载时的计算结果。5.2.2 主梁的荷载横向分布系数 （1）横向分布系数的计算方法： 刚性横梁法：计算荷载横向分布系数适用于桥上具有可靠的横向连接，且桥的宽跨比小于或接近0.5的情况吗（一般称为窄桥）的跨中区域的横向分布影响线，具有概念清楚，公式简明和计算方便等优点。 修正刚性横梁法：适用范围与刚性横梁法相同，这一方法既不失偏心压力的优点，又避免了结构偏大的缺陷，因此修正刚性横梁法是一个具有较高实用价值的近似方法。 杠杆原理法：适用于荷载位于靠近主梁支点时的荷载计算，此时，主梁的支承刚度远大于主梁间横向联系的刚度，荷载作用于某处时，基本由两根相邻的梁承担，并传递给支座，受力特性与杠杆原理法接近，此外，该方法可用于双主梁桥，或者横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。 铰接板（梁）法：对于用于现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥，由于快件间横向具有一定的连接构造，但其连接刚性又很薄弱，这类结构的受力状态实际接近于数根并列而相互间横向铰接的狭长板（梁），适用于此种方法。 ：对于由主梁连续的桥面板和多横隔梁组成的桥梁，当其宽度与跨度之比较大时，可将其简化为拟为一块矩形的平板作为弹性模板，即“比拟正交异性板法”或“”法，此法计算的荷载横向分布系数比实际测量的偏大些。因此该方法计算的结构内力是偏安全可行的。而在旧桥的加固计算时，该方法会导致加固工程量偏大，不仅造成经济上的浪费，而且有可能在实际的加固设计中不可能实现。 结论：本桥是宽跨比小于0.5的窄桥，考虑综上方法，跨中区域适用修正刚性横梁法，支点附近选用杠杆原理法。 （2）跨中的荷载横向分布系数（修正刚性横梁法）本设计跨内设有五道横隔梁，承重结构的宽跨比为，认为具有可靠的横向联接，且宽跨比接近0.5，按修正刚性横梁法来计算荷载横向分布系数。1）