蒲永桥设计本科毕业设计

1、 本 科 毕 业 设 计设计题目:蒲永桥设计2014年 3月15日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。此声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二一三年三月二十二日毕业设计 使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业设计的规定。本人愿意按照学校要求提交设计的印刷本和电子版，同意学校保存设计的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段

2、保存设计；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定） 论文作者（签名）： 二一四年三月二十二日毕业设计开题报告姓名性别学院土木工程学院年级学号题 目蒲永桥设计课题来源教师推荐课题类别应用研究选题意义（包括科学意义和应用前景，研究概况，水平和发展趋势，列出主要参考文献目录）：毕业设计是高等工科院校培养计划中最后一个重要教学环节，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学知识的全面总结。目的是使学生通过毕业设计这一环节，较为集中和专一的培养学生综合运用所学的理论基础，

3、基本知识和基本技能，分析和解决。和以往的理论教学不同，毕业设计是要学生在老师的指导下独立地系统地完成一个工程设计，以期能掌握一个工程设计的全过程，在巩固已学课程的基础上，学会考虑问题、分析问题和解决问题，并可以继续学习到一些新的专业知识，有所创新。参考文献1 范立础主编桥梁工程（上册）M北京：人民交通出版社，2001.2 顾安邦主编桥梁工程（下册）M北京：人民交通出版社，2000.3 姚林森主编桥梁工程M.北京：人民交通出版社，19854 闫志刚主编钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计M. 机械工业出版社，2008.5 赵华明主编桥梁地基与基础M.人民交通出版社，2009.6 凌冶平基础工

4、程M.北京：人民交通出版社，19867 姚玲森.桥梁工程.人民交通出版社,2005. 8 叶见曙. 结构设计原理（第二版）北京：人民交通出版社，2005.9 彭大方. 桥梁工程（上册）北京：人民交通出版社,2007.10 曾宪武、王永珩桥梁建设者的回顾与展望S.中国公路学会桥梁和结构工程学会2001 年桥梁学术讨论会论文集，北京：人民交通出版社，2001.研究主要内容和预期结果（说明具体研究内容和拟解决的关键问题，预期结果和形式，如在理论上解决哪些问题及其价值，或应用的可能性及效果）：本课题主要是通过承载能力极限状态和正常使用极限状态研究计算桥梁的内力、配筋设计出实用、经济、安全、美观和环保的

5、桥梁。2013.11.1511.16，搜集资料； 2013.11.1711.18, 方案比较2013.11.1911.21, 总体设计；2013.11.2212.12, 上部结构设计与计算； 2013.12.1312.27, 下部结构设计与计算； 2013.12.282014.1.6, 施工图绘制； 2014.2.202.26, 总体施工方案和施工方法； 2014.2.273.11, 计算说明书整理。这次设计主要用到的工具有：计算机、桥梁电算程序、桥梁博士、桥梁CAD绘图软件、图板、丁字尺等。拟采取的研究方法和技术路线（包括理论分析、计算，实验方法和步骤及其可行性论证，可能遇到的问题和解决方法

6、，以及研究的进度与计划）：本桥整个桥型方案选定为135m的预应力T型简支梁桥，采用1跨变截面等跨布置。截面形式采用T型梁，可减轻自重；中小跨径的预应力桥梁通常采用此类型，与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度，做成装配式梁桥的预制构件时，重量不大，架设方便。另外，属静定结构，且桥孔单独受力，故最易设计成各种标准跨径的装配式构件；各跨的构造和尺寸统一，从而能简化施工管理工作，降低施工费用。指导教师意见（对论文选题的意义、应用性、可行性、进度与计划等内容进行评价，填写审核结果：同意开题、修改后再开题、不同意开题）： 签名： 2013 年 11月 15 日院（系）毕业论文（设

7、计）领导小组意见： （签章） 2013年11月 15 日毕业设计结题报告姓名性别学院土木工程学院年级学号题 目蒲永桥设计课题来源教师推荐课题类别应用研究本课题完成情况介绍（包括研究过程、实验过程、结果分析、存在的问题及应用情况等。）通过承载能力极限状态和正常使用极限状态研究计算桥梁的内力、配筋设计出实用、经济、安全、美观和环保的桥梁。完成了搜集资料、方案比较总体设计、上部结构设计与计算、下部结构设计与计算、 施工图绘制、总体施工方案和施工方法、 计算说明书整理。截面形式采用T型梁，可减轻自重；中小跨径的预应力桥梁通常采用此类型，与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度，做

8、成装配式梁桥的预制构件时，重量不大，架设方便。设计比较复杂繁琐，应该尽可能简便。指导教师评语： 签名： 2014年 3 月 15 日院（系）毕业论文（设计）领导小组意见：（公章） 2014年 3 月 15 日指导教师评定成绩毕业设计成绩评定表学院：土木工程学院 学号：姓 名总成绩：题 目蒲永桥毕业设计评阅人评语评定成绩： 签名： 年 月 日答辩小组评语答辩成绩： 组长签名： 年 月 日毕业设计任务下达书院（系） 土木工程学院 专业 土木工程 学号 姓名 现将毕业设计任务下达书发给你。毕业设计任务下达书内容如下：一、毕业设计题目：蒲永桥设计 二、主要内容1）工程概况1）工程概况本桥拟建为1跨35

9、m简支梁桥。起点桩号为k10+100。桥梁位于直线段上，桥面纵坡为+1.30%。2）桥位地质剖面图（见附件1）3）河流及水文情况河床比降为+1.26，设计洪水位为4.5m，桥下无通航要求。4）当地建筑材料情况桥梁附近采石场有充足的碎石、块石可供，水泥与钢材可选择当地材料市场供应。5）气象情况 查阅烟台市当地气象资料。6）地震情况地震烈度为6级。7) 设计标准（1）道路等级：一级公路（2）活荷载：汽车荷载为公路级（3）双向四车道（4）设计车速：80km/h三、具体要求1）根据所给桥梁的地质、地形和水文等资料，拟定23个包括估算和技术经济比较的方案，并确定最佳方案。2）对最佳方案进行桥梁的总体设计

10、，包括平面设计、纵断面设计和横断面设计，绘制桥梁总体布置图。3）进行上部结构设计、计算及绘制主要承重构件施工图。4）进行下部墩台设计、计算及绘制各类型墩台施工图。5）桥梁施工方案设计和施工方法介绍。6）编制设计说明书。7）施工图采用手工绘制，也可以采用计算机绘制(推荐)。8）设计说明书中所引用的参考文献不得少于8篇。四、主要参考文献1公路工程技术标准(JTG B012003)S.北京：人民交通出版社，20032公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)S.北京：人民交通出版社，20043公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）S.北京：人民交通出版社，20044公

11、路圬工桥涵设计规范（JTG D612005）S.北京：人民交通出版社，20055公路桥涵施工技术规范(JTJ 0412000)S.北京：人民交通出版社，20006张树仁等.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理M.北京：人民交通出版社，20047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，20078郑益民,赵永平.桥梁工程CADM.北京：清华大学出版社，20069王慧东.桥梁敦台与基础工程M.北京：中国铁道出版社，2005 10李国平.预应力混凝土结构设计原理M.北京：人民交通出版社，2000 11公路桥涵设计手册(墩台与基础)M，北京：人民交通出版社，

12、1994 12张树仁，郑绍圭，鲍卫刚.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理M.北京：人民交通出版社，2004 13凌治平，易经武.基础工程M.北京：人民交通出版社，2003 14 姚玲森.桥梁工程M.北京：人民交通出版社，200815 邵旭东.桥梁工程M.北京：人民交通出版社，2004五、 进程安排阶 段起 止 日 期主 要 内 容12012.11.1411.15搜集资料22012.11.1611.18方案比较32012.11.1911.21总体设计42012.11.2212.12上部结构设计与计算52012.12.1312.27下部结构设计与计算62012.12.282013.1.6施工

13、图绘制72013.2.202.26总体施工方案和施工方法82013.2.273.11计算说明书整理六、本毕业设计任务下达书于2012年9月16日发出。毕业设计应于2013年3月9日前完成后交指导教师，由指导教师评阅后提交毕业设计答辩委员会。七、毕业设计任务下达书一式两份，一份给学生，一份留学院（系）存档。 指导教师： 签发于2012年 9 月 16日 分管院长（主 任）： 签发于2012年 9 月 16 日目 录第1章 前言151.1设计任务和来源151.2设计标准151.3设计思路151.4设计原则151.5方案比选15第2章 方案设计比选172.1 方案一:预应力混凝土T型梁桥172.2方

14、案二:预应力空心板简支梁桥172.3 方案三: 预应力混凝土连续箱梁桥18第3章 预应力简支梁桥结构计算203.1 设计条件与设计基础203.1 .1设计条件203.1.2设计依据203.1.3设计内容203.1.4结构材料的选用213.2 构造形式及尺寸选定213.3空心板毛截面几何特性计算223.3.1 毛截面面积223.3.2毛截面中心位置223.3.3 空心板毛截面对其重心轴的惯矩233.4 作用效应计算243.41 永久作用效用计算243.42 可变作用效应计算253.43 作用效应组合353.5 预应力钢筋数量估算及布置363.5.1预应力钢筋数量的估算363.5.2 预应力钢筋的

15、布置393.5.3 普通钢筋数量的估算及布置393.6 换算截面几何特性计算413.6.1换算截面面积413.6.2 换算截面中心位置423.6.3 换算截面惯性矩423.6.4 换算截面弹性抵抗矩433.7承载能力极限状态计算433.7.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算433.7.2局部承压区的截面尺寸验算443.8预应力损失计算483.8.1 锚具变形、回缩引起的应力损失483.8.2 加热养护引起的温差损失483.8.3 预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失493.8.4 混凝土弹性压缩引起的预应力损失493.8.5 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失503.8.6预应力损失组合533

16、.9 正常使用极限状态533.9.1 正截面抗裂性验算533.9.2斜截面抗裂性验算583.10变形计算623.10.1正常使用阶段的挠度计算623.10.2预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置633.11持久状态应力验算653.11.1跨中截面混凝土法向压应力验算653.11.2跨中截面预应力钢绞线拉应力验算663.11.3斜截面主应力验算663.12 短暂状态应力计算703.12.1 跨总截面703.12.2 L/4截面723.12.3 支点截面733.13 最小配筋率复合753.14 支座计算763.14.1确定支座平面尺寸763.14.2 确定支座的厚度773.14.3验算支座偏转情况

17、783.14.4验算支座的抗滑稳定性793.15盖梁计算793.15.1荷载计算803.15.2内力计算903.15.3截面配筋设计与承载力校核943.16 桥墩墩柱计算1013.16.1荷载计算1013.16.2截面配筋计算及应力验算1033.17钻孔灌注桩计算1073.17.1荷载计算1073.17.2桩长计算1103.17.3桩的内力计算1123.17.4桩身截面配筋与强度验算1143.17.5墩顶纵向水平位移验算116第4章 施工方法1194.1准备张拉机具1194.2清理台座1194.3涂刷隔离剂1194.4钢绞线的制作与安装1194.5预张拉调整1194.6钢绞线的张拉1194.7

18、钢筋制作安装1204.8模板安装1204.9浇筑混凝土1204.10混凝土养护1214.11拆模1214.12钢绞线放张1214.13切断钢绞线1214.14封存1214.15出槽存放1214.16施工质量和安全保证措施121第5章 结束语123参考文献124致谢125蒲永桥设计 摘 要：当前，预应力混凝土被广泛的使用于各种中小跨度的桥梁中，而且大量采用预应力混凝土将是未来桥梁发展的趋势；T形截面受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径中应用最广泛的桥型。在本次毕业设计中，对目前在公路桥梁中经常使用的预应力混凝土简支T型梁桥的设计做了全面的介绍。从施工难易程度和结构形式考虑，预应力混凝土简支T

19、型梁桥都更能符合设计要求和工程实际。结合实际情况，本次设计是中等跨径桥，本方案选择预应力混凝土T形简支梁桥。结构计算着重进行了上部结构的计算，包括截面尺寸的拟定，内力计算，配筋设计，施工阶段和使用阶段的应力验算，承载能力极限状态强度验算，刚度验算，变形验算。 关键词：预应力混凝土；T型梁桥；结构计算；截面设计Design of Puyong BridgeCui Nan (School of Civil Engineering, Civil Engineering， bachelor of Civil Engineering of 1006, )Abstract: At present, the

20、 prestressed concrete is widely used in all kinds of medium and small span bridges, and a large number of pre-stressed concrete will be the future development trend of bridge; T shaped clear force, simple structure, convenient construction, is most widely applied in medium and small span bridges. Fr

21、om the degree of difficulty of construction and the structure, the prestressed concrete simply supported T beam bridge can meet the design requirements and the practical engineering. With the actual local situation, this design is medium span bridge, the scheme selection of prestressed concrete T be

22、am bridge. Structure calculation are focused on the upper structure calculations, including the section size formulation, calculation of internal force, reinforcement design, construction stage and using stage of stress calculation, bearing capacity limit state of strength checking, rigidity, deform

23、ation calculation.Key words: Prestressed concrete ; T beam bridge; Calculation Structure; Section design1 设计资料及构造布置 1.1 设计任务和来源根据建设单位的建设桥梁目的和要求，该桥梁是一座跨河桥梁，斜交角为0。跨越河流为宽摊河流，主河槽不明显。地质土层为亚粘土、压砂土。要想跨越河滩必须根据设计工程的要求，建造一座简支梁桥，上面是某条一级公路，要通过该桥梁连接。桥梁的所处地理位置并非交通要道，只要满足基本的交通能力，能保持汽车能够在公路上快速顺畅的通过，同时考虑造价等实际工程问题，综合

24、考虑，简支梁桥满足以上的各种工程要求，也符合建设单位的建设目标。1.2 设计标准1）桥面宽度：净3.75m2+3m+1m+0.5m=12m2）桥 长：35.0米。3）设计荷载：公路I级。4）桥面纵坡：跨中为转折点，双向+1.3%。5）桥面横坡：双向2.0%。1.3 设计思路 依据给定的设计资料，结合地形条件和场地的具体情况，查阅烟台市气象资料，通过方案比选来确定最佳方案。该桥为1跨35米简支梁桥，桥梁位于直线段上，桥上为一级公路，由此桥相连。该桥位于城郊结合处，要满足基本的交通能力，结合工程预算与实际情况，满足桥梁在受力和使用上的要求。1.4 设计原则 设计原则主要是要根据建设单位的对于桥梁的

25、功能要求进行设计，满足该桥梁的特定功能，同时考虑到建设成本的等众多因素，桥面上面通行的公路I荷载，由于与桥梁连接的道路的等级比较高，既要满足车辆的通行安全，同时必须考虑汽车等的通行顺畅。在接受设计任务时是要考虑以上情况的。建设这座桥一方面要考虑安全问题，同时设计时一定要考虑经济方面，尽量要在满足功能的情况下，降低造价；另外还考虑了施工技术上和环境的结合。总结起来：安全，适用，经济，美观，环保。1.5 方案比选桥梁分为梁式桥、拱式桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥。斜拉桥与悬索桥适用于跨度较大的桥梁，本桥跨径35米，属于中桥，故不必设计为斜拉桥与悬索桥。刚构桥跨度大多在60米左右，且造价高于梁式桥和拱桥

26、，施工工艺复杂，结构受温度变化影响较大，故排除。拱桥多数为超静定结构，设计工艺复杂，工期较长，施工难度大，拱圈主要承受压力，施工安全性较差。从施工难易程度考虑，简支梁桥施工最简单，上部结构采用预制装配法施工，上、下部可同时平行施工，工期短，砼收缩徐变的影响小；从结构形式考虑，简支梁桥属静定结构受力明确，构造简单，施工方便，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，在保证抗剪等条件下尽可能减小腹板的厚度，以减小构构件自重。结合本地的实际情况，本次设计是中等跨径桥，最后方案选择预应力混凝土T形简支梁桥。因为T形截面受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径中应用最广泛的桥型。第 2 章 方案设计比选2.1 方案

27、一：分离式预应力混凝土T形梁桥（1X35m）本桥整个桥型方案选定为135m的预应力混凝土T型简支梁桥，采用1跨等截面等跨布置，具体布置图如图2.1。图2.1 方案一具体布置图设计特点分析：优点：截面采用T型梁桥，课减轻自重，适用于中小跨径的预应力桥梁。由于涉及要求为双向四车道，布置成分离式课减小截面横截面宽度，讲整座桥设计成两座规格相同的小桥，每座分离式桥为单项双车道行驶，简化设计。 缺点：仅使用于跨径较小的桥梁，跨径较大时，梁的自重也会增大；分离式桥梁会增加工程费用，延长工期。2.2 方案二：总体式预应力混凝土T形梁桥（1X35m）总体式布置与分离式在纵断面上类似，但由于总体式横断面过大，需

28、要布置的主梁片数过多，结构自重和收到的外荷载会相应的增大，增加设计难度。故不予考虑。2.3 方案三：预应力混凝土连续箱梁桥图2.3 方案三总体布置图设计特点分析：箱型梁有足够的钢筋混凝土受压面积，闭合的截面能够提供较大的抗扭刚度，在活载作用下，各梁肋受力均匀，抗弯性能较强，但支点处弯矩大，底板需加厚，对桥台基础要求较高，否则当墩台基础发生不均匀沉降时，跨内会产生附加内力，对结构的安全性构成威胁。综合上述三套方案，并对桥梁设计四大原则进行比较后，选用方案一作为最终设计方案。第3章 预应力简支梁桥结构计算3.1设计条件与设计依据3.1.1设计条件工程地质 、气候 、抗震要求：河道水位标高：4.5m

29、。桥下无通航要求。其余见工程地质勘探报告 工程地质剖面图 河床断面图气候温和湿润，四季分明。年平均气温 15.7最热月月平均气温 28.2最冷月月平均气温 3.1极端最高气温 38.8极端最低气温 -9.8全年平均风速 3.9m/s30年一遇最大风速 25.3m/s地震设防烈度为6级。3.1.2设计依据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D70-2006)公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTG D61-2007)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）公路桥涵施工技术设计规范（JTJ041-2000）公路基本建设工程概预算编

30、制方法（2007年版）3.1.3设计内容标准跨径：35m（墩中心距离）；主梁全长：34.96m（主梁预制长度）；计算跨径：34.00m（支座中心距离）；桥面净空：净3.75m2+3m+1m+0.5m=12m设计荷载：公路级，人行道板4.0kN/m2，每侧防护栏的作用力均为8.5kN/m3.1.4材料及工艺混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C25。预应力钢筋束：预应力钢筋采用公预规（JTG D622004）的15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束。普通钢筋：直径大于等于12mm的用HRB335钢筋，直径小于12mm的均用热轧R235光圆钢筋。钢板及角钢：制作锚头下支撑垫板、支座垫板等均用普通A

31、3碳素钢，主梁间的联接用16Mn低合金结构钢钢板。工艺：按后张法工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。3.2 横截面布置 主梁间距及主梁片数：主梁翼板宽度为2400mm，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，净12米的桥宽选用5片主梁。 图3.1 横截面构造图（尺寸单位：cm）图3.2 结构尺寸图（尺寸单位：cm） 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。本设计主梁需要配置较多的钢束，将钢束按二层布置，一层最多排三束，同时还根据公预规9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为550mm，高度为250mm，马蹄与腹

32、板交接处作三角过渡，高度150mm，以减小局部应力。 图3.2 结构尺寸图（尺寸单位：cm）3.3 空心板毛截面几何特性计算3.3.1 毛截面面积A3.3.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静矩：铰缝的面积：毛截面重心离1/2板高处的距离为：铰缝重心离1/2板高处的距离为：3.3.3 空心板毛截面对其重心轴的惯矩I由图3.4，每个挖空的半圆面积为：半圆重心轴：半圆对其自身重心轴OO的惯矩为：由此得空心板毛截面对重心轴的惯矩：（忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩）空心板截面的抗扭刚度可简化为图3.5的单箱截面来近似计算：图3.4 挖空半圆构造（尺寸单位：cm）图3.5 计算的空心板截面简化图（尺

33、寸单位：cm）3.4 作用效应计算3.4.1 永久作用效应计算空心板自重（第一阶段结构自重）桥面系自重（第二阶段结构自重）人行道板及栏杆重力参照其他桥梁设计资料，单侧重力取用。桥面铺装采用等厚度10cm水泥混凝土，则全桥宽铺装每延米总重为：。上述自重效应时在各空心板形成整体后，再加至板桥上的，精确地说由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不相同的，本桥为计算方便近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分摊到的每延米桥面系的重力为：铰缝重（第二阶段结构自重）由此得空心板的每延米总重力为：kN/m（第一阶段结构自重）（第二阶段结构自重）由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见表

34、3.1。表3.1 永久作用效应汇总表项目荷载种类g(kN/m)l(m)作用效应M(kNm)作用效应Q(kN)跨中支 点跨中一期恒载16.6715.60506.8380.1129.9564.970二期恒载5.5815.60169.74127.343.521.760恒载合计22.2415.60676.54507.4173.586.7403.4.2 可变作用效应计算本桥汽车荷载采用公路I级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。桥规规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路I级的车道荷载由的均布荷载的集中荷载两部分组成。而在计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以系数1.2，即计算剪力时按桥规车道荷载的均布荷载应

35、满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用在相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减，双车道折减系数。 汽车荷载横向分布系数计算空心板的荷载横向分布系数跨中和处按铰接板法计算，支点处按杠杆原理法计算，支点至点之间按直线内插求解。1）跨中及处的荷载横向分布系数计算首先计算空心板的刚度系数：由前面计算：将以上数据代入，得：求得刚度系数后，即可按其查公路桥涵设计手册（梁桥）上册第一篇附录（二）中8块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表。由内插得到r=0.00110时1号至4号板的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表3.2中。由表3.2画出各板的横向分布影响线，

36、并按横向最不利位置布载，求得二车道下各板在不同荷载作用下的横向分布系数。各板的横向分布影响线及横向最不利布载见图3.6。由于桥梁横断面结构是对称的，所以只需计算1号至4号板的横向分布影响线坐标值。1号板二行汽车：人群荷载：表3.2 各板荷载横向分布影响线坐标值表作用位置板号1234567810.2420.1980.1510.1170.0920.0750.0650.06020.1980.1940.1640.1270.1000.0820.0700.06530.1510.1640.1690.1480.1160.0950.0830.07540.1170.1270.1480.1590.1430.1160

37、.1000.092各板荷载横向分布系数计算如下（参照图3.6）2号板二行汽车：人群荷载：3号板二行汽车：人群荷载：4号板二行汽车：人群荷载：图3.6 各板横向分布影响线以及横向最不利布载图（尺寸单位：cm）各板横向分布系数计算结果汇总于表3.3。由表3.3中的数据可以看出：两行汽车作用时，2号板为最不利。为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，同时考虑到人群荷载与汽车荷载效应相组合，因此，跨中和1/4处荷载横向分布系数偏安全地取下列数值：表3.3 各板荷载横向分布系数汇总表板号横向分布系数12340.2650.2750.2700.2710.3130.2800.2050.1842）车道荷载作用

38、于支点处的荷载横向分布系数计算支点处的荷载横向分布系数按杠杆原理法计算。由图3-7，34号板的横向分布系数计算如下：图3-7 支点处荷载横向分布影响线及最不利加载图（尺寸单位：cm）两行汽车：人群荷载：3）支点到处的荷载横向分布系数按直线内插求得空心板的荷载横向分布系数汇总于表3.4。表3.4 空心板的荷载横向分布系数作用位置作用种类跨中至处支点汽车荷载0.2750.500人群荷载0.2800 汽车荷载冲击系数计算桥规规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数；按结构基频的不同而不同，对于简支板桥：当时，；当时，；当时，。式中：结构的计算跨径（m）；结构材料的弹性模量；结构跨中截面

39、截面惯矩；结构跨中处单位长度质量，；重力加速度，。由前面计算，由公预规查得C40混凝土的弹性模量，代入公式得：则：可变作用效应计算1）车道荷载效应计算车道荷载引起的空心板跨中及截面的效应（弯矩和剪力）时，均布荷载应满布在使空心板产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载（或）只作用于影响线中一个最大影响线峰值处，见图3.8。 跨中截面弯矩：（不计冲击）两行车道荷载：不计冲击：计入汽车冲击剪力： （不计冲击时）两行车道荷载：不计冲击计入冲击截面（参照图3.8）弯矩：（不计冲击时）两行车道荷载：不计冲击计入汽车冲击剪力： （不计冲击时）两行车道荷载：不计冲击计入冲击 支点截面计算支点截面由于车道荷载产

40、生的效应时，考虑横向分布系数沿空心板跨长的变化，同样均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用在相应影响线中一个最大影响线的峰值处，见图3-9。不计冲击计入冲击2）人群荷载效应人群荷载是一个均布荷载，其大小按桥规取用为。本桥人行道宽度为净宽1.0m，因此。人群荷载产生的效应计算如下（参考图3.8及图3.9）。跨中截面弯矩：剪力：图3.8 简支空心板跨中截面内力影响线及加载图图3.9 简支空心板l/4截面的内力影响线及加载图截面弯矩：剪力： 支点截面剪力可变作用效应汇总于表3.5中图3.9 支点剪力的计算简图表3.5 可变作用效应汇总表项目作用截面作用效应弯矩

41、剪力车道荷载（两行）不计冲击系数326.4244.842.371.8160.7398.8299.251.787.7192.8人群荷载29.822.41.915.19.573.4.3 作用效应组合按桥规公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应的组合，并用于不同的计算项目。按承载能力极限状态设计时的基本组合表达式为：式中：结构重要性系数，本桥属小桥；效应组合设计值；永久作用效应的标准值；汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值；人群荷载效应标准值。按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：、作用短期效应组合表达式：式中：作用短期效应组合设计值；永久作用

42、效应的标准值；不计冲击的汽车荷载效应标准值；人群荷载效应标准值。作用长期效应组合表达式：式中：各符号意义见上面说明。桥规还规定结构构件当需进行弹性阶段截面应力计算时，应采用标准值效应的组合，即此时效应组合表达式为：式中：S标准值效应组合设计值；永久作用效应、汽车荷载效应（计入汽车冲击力）、人群荷载效应标准值。3.5 预应力钢筋数量估算及布置3.5.1 预应力钢筋数量的估算本桥采用先张法预应力混凝土空心板构造形式。设计时它应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求，例如，承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等要求。在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在

43、达到承载能力极限状态时具有一定的安全储备，因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，再由构件的承载能力极限状态要求确定普通钢筋数量。本桥以部分预应力A类构件设计，首先按正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预加力。按公预规6.3.1条，A类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉应力，并且符合以下条件：在作用短期效应组合下，应满足要求。式中：在作用短期效应组合作用下，构件抗裂验算边缘混凝土法向拉应力；构件抗裂验算边缘混凝土有效预压应力。在初步设计时，和可按下列公式近似计算：式中：A，W构件毛截面面积以及对毛节目

44、受拉边缘的弹性抵抗矩；预应力钢筋重心对毛截面重心轴偏心距，可预先假定。代入即可求得满足部分预应力A类构件正截面抗裂性要求所需的有效预加力为：式中：混凝土抗拉强度的标准值。表3.6 空心板作用效应的组合计算汇总表 序号作用种类弯矩剪力跨中跨中支点作用效应标准值永久作用效应506.8380.1064.97129.95169.74127.3021.7643.5676.54507.4086.73173.5可变作用效应车道荷载不计冲击326.4244.842.371.8160.6398.8299.251.787.7192.7人群荷载29.822.41.915.19.56承载能力极限状态基本组合 （1）8

45、11.8608.90104.1208.2 （2）558.3418.672.4122.8269.9 （3）33.425.12.15.710.71403.51052.774.5232.6488.8正常使用极限状态作用短期效应组合 (4)676.54507.4086.73173.5 (5)228.5171.429.650.3112.4 (6)29.822.41.915.19.57934.8701.231.5142.1295.5使用长期效应组合 (7)676.53507.4086.73173.5 (8)130.697.916.928.764.2 (9)11.928.960.7632.043.82481

46、9.0614.317.8117.5241.6弹性阶段截面应力计算标准值效应组合S （10）676.53507.4086.73173.5 （11）398.8299.151.787.7192.7 （12）29.822.31.915.19.561105.1828.953.7179.5375.9本桥中，预应力空心板桥采用C40，由表3.6得， ，空心板毛截面换算面积，假设，则代入得：则所需预应力钢筋截面面积应为：式中：预应力钢筋的张拉控制应力；全部预应力损失值，按张拉控制应力的20%估算。本桥采用17股钢绞线作为预应力钢筋，直径15.2mm，公称截面的面积，。按公预规，现取，预应力损失总和近似假定为2

47、0%张拉控制应力来估算，则采用7根17股钢绞线，即钢绞线，单根钢绞线公称面积，则满足要求。3.5.2 预应力钢筋的布置预应力空心板选用7根17股钢绞线布置在空心板下缘，沿空心板跨长直线布置，即沿跨长保持不变，见图3-10预应力钢筋布置应该满足公预规要求，钢绞线净距不小于25mm，并且端部设置不小于150mm的螺旋钢筋等。图3.10 空心板跨中截面预应力钢筋布置（尺寸单位：cm）3.5.3 普通钢筋数量的估算及布置在预应力钢筋数量已经确定的情况下可由正截面承载能力极限状态要求的条件确定普通钢筋数量，暂布考虑在受压区配置预应力钢筋，也暂布考虑普通钢筋影响，空心板截面可换算成等效工字形截面来考虑：由

48、得把代入，求得， 。则得等效工字形截面的上翼缘板厚度：等效工字形截面的下翼缘板厚度：等效工字形截面的肋板厚度：等效工字形截面尺寸见图3.11。估算普通钢筋时，可先假定，则由下式求得受压区高度，设，由公预规，C40, 。由表3.6，代入上式得，整理后得：求得：，并且图3.11 空心板换算等效工字形截面（尺寸单位：cm）说明中和轴在翼缘板内，用下式求得普通钢筋面积：说明按受力计算不需要配置纵向普通钢筋，现按构造要求配置。普通钢筋选用HRB335，。按公预规，。普通钢筋采用布置在空心板的下缘一排（截面受拉边缘），沿空心板跨长直线布置，钢筋重心至板下缘40mm处，即。3.6 换算截面几何特性计算由前面

49、计算已知空心板毛截面的几何特性。毛截面面积，毛截面重心轴至1/2板高距离0.38cm（向下），毛截面对其重心轴惯性矩。3.6.1 换算截面面积；代入得：3.6.2 换算截面重心位置所以钢筋换算截面对毛截面重心的静矩为：换算截面重心至空心板毛截面重心的距离为：则换算截面重心至空心板截面下缘距离为：换算截面重心至空心板截面上缘距离为：换算截面重心至预应力钢筋重心距离为：换算截面重心至普通钢筋重心距离为：3.6.3 换算截面惯性矩3.6.4 换算截面弹性抵抗矩下缘：上缘：3.7 承载能力极限状态计算3.7.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算跨中截面构造尺寸及配筋见图3-9.预应力钢绞线合力作用点到截面底边的距