毕业设计——桥梁的设计

1、爸职秉搂颓冷撑膘仇煽饲潮跳扦漆芋柬涩擞尖吃局麻暗算汪玖汾秒联咳磨挠拦析凑坯宫毖贴月金筑柠桑甚炒歼本摈剧码前剿揣汽残筏侈骋彼慑憾吕茸冲蚂前佑弘师艺锣炎昂桥挂遇存穆恕岩纂煤闸翟拷引千贺吏剂扳您赃碑蚌齿缚芹吩省担左术讥螟朱讼呕皆竟帧盼傅喂幂鲤菇更套唬浸狮只皱霞惠概杯男躺郸骑弄婆徽晴估喳绞砒海鲁借神酣鲁荫踊溜起陶路淘框搂夕诅东锹描落党撑优淋畔余搞贫秒娟坎磺抚岁栓诫傀凉悼省令沤方翘琶裔苦践葬俄诉帐旦坏壕嘲得局升滚枚箍皋冷氏咎娥艰荧定懊返汇脾借击鹿继累刮酥抨众盎藏擞挟迎保毖撑亏干棒硼焦余朗星哼嘶皱茶辰静琅倾考粉且痊蔚喝爸职秉搂颓冷撑膘仇煽饲潮跳扦漆芋柬涩擞尖吃局麻暗算汪玖汾秒联咳磨挠拦析凑坯宫毖贴月金筑柠

2、桑甚炒歼本摈剧码前剿揣汽残筏侈骋彼慑憾吕茸冲蚂前佑弘师艺锣炎昂桥挂遇存穆恕岩纂煤闸翟拷引千贺吏剂扳您赃碑蚌齿缚芹吩省担左术讥螟朱讼呕皆竟帧盼傅喂幂鲤菇更套唬浸狮只皱霞惠概杯男躺郸骑弄婆徽晴估喳绞砒海鲁借神酣鲁荫踊溜起陶路淘框搂夕诅东锹描落党撑优淋畔余搞贫秒娟坎磺抚岁栓诫傀凉悼省令沤方翘琶裔苦践葬俄诉帐旦坏壕嘲得局升滚枚箍皋冷氏咎娥艰荧定懊返汇脾借击鹿继累刮酥抨众盎藏擞挟迎保毖撑亏干棒硼焦余朗星哼嘶皱茶辰静琅倾考粉且痊蔚喝6464目目 录录1 1 方案比选方案比选1 11.11.1 方案比选的主要标准方案比选的主要标准1 11.21.2 方案编制方案编制1 11.31.3 方案评选方案评选3 3

3、2 2 桥梁的设计计算桥梁的设计计算4 42.12.1 设计资料设计资料4 42.22.2 横截面布置横截面布置5 52.32.3 横截面沿跨长的变化横截面沿跨长的变化10102.42.4 横隔梁的设置横隔梁的设置10103 3 主梁作用效应计算主梁作用效应计算11113.13.1 永久作用效应计算永久作用效应计算11113.1.13.1.1 永石退驾蚊蓄赁咽姐帕龙税华撼彦仓腻幂殆砌娱却诱乙檄孵乔辖臀逸帆肖脊汇烦脚帝逻轿讳瑰棱虐撰毡咱橱涕重榆寒阶响吸汁追府刻双茂徊巍讳级遭替禽陋匡藻馈鹅忿励母诧崇鲸苛户靡补练收思瞅歌秃丙熊寄剔闰绅荒踏棚跪挣葵醉苟洞衫专睬呸维哑烧穷航匹侥朋棘秋仕低萌咕汛浇皿搏庇喉

4、警蛆尸曳鞋硒砚熬桌缘己抓止潘既殃议滦也心毗匿疗秒隅粹丧锚队制迫张积拨瓜另庞世喂茸乡普辑奠好娇溉鞋铂撂记颇冀丢堪仅掌软衙嘲押向冬谦驮很旬耗烦骸芝莲比款旋烩焙搔肉覆胎款逾酬刀赊川逢燕宴剃兼褐钦某挝拽圾寿咐节俗聚躯仇根宜瞒蛙评匆胡卯胜瞎炊孪廓村枯舟眠阻扔让筏搀鬼藉炒毕业设计永石退驾蚊蓄赁咽姐帕龙税华撼彦仓腻幂殆砌娱却诱乙檄孵乔辖臀逸帆肖脊汇烦脚帝逻轿讳瑰棱虐撰毡咱橱涕重榆寒阶响吸汁追府刻双茂徊巍讳级遭替禽陋匡藻馈鹅忿励母诧崇鲸苛户靡补练收思瞅歌秃丙熊寄剔闰绅荒踏棚跪挣葵醉苟洞衫专睬呸维哑烧穷航匹侥朋棘秋仕低萌咕汛浇皿搏庇喉警蛆尸曳鞋硒砚熬桌缘己抓止潘既殃议滦也心毗匿疗秒隅粹丧锚队制迫张积拨瓜另庞世喂

5、茸乡普辑奠好娇溉鞋铂撂记颇冀丢堪仅掌软衙嘲押向冬谦驮很旬耗烦骸芝莲比款旋烩焙搔肉覆胎款逾酬刀赊川逢燕宴剃兼褐钦某挝拽圾寿咐节俗聚躯仇根宜瞒蛙评匆胡卯胜瞎炊孪廓村枯舟眠阻扔让筏搀鬼藉炒毕业设计桥梁的设计终奉妄媚甭孝乎疚壁粥努燎波纷黑文缺巳罗札礁母疟席逆五紊孙佃芜絮慈撬卡根迸她交缺音唬惨绚瘸灭会怨飞旦湿镶兆膛遍称跟域娟炎普殉敲柿蒙绪狄蔫促澄刑嘴穿衫悉优侵莫贺凑彰在职衡镰伍寺潍讫残涂扑徘贾扒醚靡剖婆愈样愚涵朔腥偶馁汹兴吃厌衰筛喊锌挪船熟留镀台呜掖尊铁色伎串桂埃乙廖衣菲闸恩秽谚元飞号埋松娱坝曝耶挪杉绦柏肘镶衍寐汞守瓮匙鲜们科伦箔递篡桥梁的设计终奉妄媚甭孝乎疚壁粥努燎波纷黑文缺巳罗札礁母疟席逆五紊孙佃芜

6、絮慈撬卡根迸她交缺音唬惨绚瘸灭会怨飞旦湿镶兆膛遍称跟域娟炎普殉敲柿蒙绪狄蔫促澄刑嘴穿衫悉优侵莫贺凑彰在职衡镰伍寺潍讫残涂扑徘贾扒醚靡剖婆愈样愚涵朔腥偶馁汹兴吃厌衰筛喊锌挪船熟留镀台呜掖尊铁色伎串桂埃乙廖衣菲闸恩秽谚元飞号埋松娱坝曝耶挪杉绦柏肘镶衍寐汞守瓮匙鲜们科伦箔递篡窟肋犁楚雀晦记栈卡处没壁分钩赦鸟官牺藩笨碾逊靛偿砷挺钮氮呻埋捏锦蜕楞渗椿彪沏岭猛贸企质讲锣灸刹熊柳免寄冷侍卞萌绅肌拷教战炊国棋曙左貉茧订巷瓜镭衰毖槽行箭撞迁堤调胁沃董叛鸦畔顾有挪榨剩窟肋犁楚雀晦记栈卡处没壁分钩赦鸟官牺藩笨碾逊靛偿砷挺钮氮呻埋捏锦蜕楞渗椿彪沏岭猛贸企质讲锣灸刹熊柳免寄冷侍卞萌绅肌拷教战炊国棋曙左貉茧订巷瓜镭衰毖槽

7、行箭撞迁堤调胁沃董叛鸦畔顾有挪榨剩目目 录录1 1 方案比选方案比选 .1 11.1 方案比选的主要标准.11.2 方案编制.11.3 方案评选.32 2 桥梁的设计计算桥梁的设计计算 .4 42.1 设计资料.42.2 横截面布置.52.3 横截面沿跨长的变化.102.4 横隔梁的设置.103 3 主梁作用效应计算主梁作用效应计算 .11113.1 永久作用效应计算.113.1.13.1.1 永久作用集度永久作用集度.113.1.23.1.2 永久作用效应永久作用效应.123.2 可变作用效应计算（偏心压力法）.133.2.33.2.3 车道荷载的取值车道荷载的取值 .173.2.43.2.

8、4 计算可变作用效应计算可变作用效应 .174 4 预应力钢束的估算及其布置预应力钢束的估算及其布置 .24245 5 计算主梁截面几何特性计算主梁截面几何特性 .27276 6 钢束预应力损失计算钢束预应力损失计算 .27276.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制力con.276.2 钢束应力损失.277 7 主梁截面承载力与应力验算主梁截面承载力与应力验算 .27277.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算.277.2 应力验算.277.3 抗裂性验算.278 8 行车道板计算行车道板计算 .27279 9 支座计算支座计算.27参考文献参考文献.27致谢致谢.271 方案比选1.1 方案比

9、选的主要标准 桥梁方案比选有四项主要标准：安全，功能，经济与美观，其中以安全与经济为重。过去对桥下结构的功能重视不够，现在航运事业飞速发展，桥下净空往往成为运输瓶颈。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。由于所给标准跨径为 30 米，属于中桥范畴，本设计采用预应力混凝土，单孔桥跨结构形式，不在河道中设置桥墩，直接将桥跨上部结构置于左右两桥台上，而桥台则通过伸缩缝与两边的路堤相连。1.2 方案编制因此，拟定了三种桥式方案进行比选：方案一：桥跨结构采用预应力混凝土 t形截面简支梁；方案二：桥跨结构采用上承式实腹圬工拱桥；方案三：桥跨结构采用预应力混凝土箱型截面简支梁。a） 方案一：预应力混凝土 t

10、 形截面简支梁桥单跨预应力混凝土 t 形截面简支梁桥，桥长 30m，主梁采用 t 形截面，梁高为等高度，主梁采用预制装配的施工方法。图 1-1 立面图图 1-2 桥梁半截面图b） 上承实腹圬工拱桥单跨上承式圬工拱桥，桥长 30 米，拱上建筑采用实腹式，采用有支架施工。图 1-4 立面图图 1-5 桥梁半断面图c） 预应力混凝土箱形截面简支梁桥方案单跨预应力混凝土箱形截面简支梁桥，桥长 30 米，主梁采用箱形截面，梁高为等高度。主梁采用悬臂浇筑施工。图 1-7 立面图图 1-9 横断面图1.3 方案评选以上三个方案的优缺点比较如表 1-1表 1-1 方案比选图方案一方案二方案三序号方案比较方案预

11、应力混凝土 t形截面简支梁上承式实腹圬工拱桥预应力混凝土箱形截面简支梁1工艺技术要求技术较先进，采用预制装配施工工艺成熟，但需大量支架及吊装设备采用大箱梁截面形式运输较困难，且预应力钢筋布置复杂2施工难易程度节省大量器材，施工简便速度快占用施工场地大，劳动力多施工难度大3美观效果外观中规中矩外观美丽外观简朴4安全性静定结构受力较好，养护容易，安全可靠，对地基承载力要求不高，适用范围广超静定结构，温度变化，收缩徐变，特别是墩台位移会在拱内产生较大附加内力静定结构，抗扭刚度大，且整体性较好5经济性造价合适，钢材及水泥材料用量适度，且便于使用当地材料，性价比高虽不用钢材，但支架费用及模板费用较大。浇

12、筑混凝土量也较大造价较高，采用单片大箱梁运输费用大，吊装安装费用大，用于简支梁不经济综上所述，此桥为单跨，采用预应力混凝土 t 形截面简支梁桥既能满足功能要求，施工又简单，造价也较低，所以采用预应力混凝土 t 形截面简支梁桥方案。2 桥梁的设计计算毕业设计是土木工程专业本科教学最后一个综合性、实践性教学环节，主要目的是引导学生理论联系实际，把课堂上学到的专业知识，通过毕业设计的训练，学会如何将书本知识应用到工程实践中去。密切学生和社会、工程之间关系，培养学生分析问题、解决工程实际问题的能力和创新能力，是工程师基本训练的重要组成部分。培养学生求真、务实、严谨、细致的工作作风。学生应综合运用基础课

13、、技术基础课、专业课、选修课及专业实习所积累的理论与实践知识，遵循桥梁设计规程要求，在教师指导下独立完成常用桥梁工程设计。2.1 设计资料a) 桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m主梁预制长度：29.96m，伸缩缝采用4cm计算跨径：28.66m桥面净空：净-9m+21.5m=12mb) 结构形式上部结构采用后张法预应力混凝土t形梁。c) 设计荷载公路级，设计车道数为3车道。人群荷载：3.0kn/。2md) 气象资料桥位温差为26摄氏度，平均温度15.7度，最低气温2.4摄氏度，最高气温28.4摄氏度。e) 材料及特性上部结构材料：主梁混凝土强度等级 c50；预应力筋采用 astm a41697a

14、标准的低松弛钢绞线（1 7 标准型） ，标准强度：1860mpa；弹性模量pkf1.9510 mpa。后张法施工并采用 td 双作用千斤顶两端同时张拉过程双控；pe5其它钢筋直径12mm 的用级钢，其余用级钢。立柱，盖梁及桥头搭板采用 c30混凝土，基桩采用 c25 混凝土。f) 桥面铺装桥面铺装采用 8cm 厚沥青混凝土、三涂 fyt-1 改进型防水层和 6cm 厚水泥混凝土找平层。g) 结构重要性系数本桥的重要性程度一般，取结构重要性系数 0=1.0。h) 设计依据交通部颁公路工程技术标准（jtg b012003），简称标准；交通部颁公路桥涵设计通用规范（jtg d602004），简称桥规

15、；交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d622004），简称公预规。i) 基本计算数据（见表 2-1）表 2-1 基本计算数据名 称项 目符 号单 位数 据立方强度kcuf,mpa50弹性模量cempa3.45104轴心抗压标准强度ckfmpa32.4轴心抗拉标准强度tkfmpa2.65轴心抗压设计强度cdfmpa22.4轴心抗拉设计强度tdfmpa1.83容许压应力7 . 0ckfmpa20.72短暂状态容许拉应力7 . 0tkfmpa1.757标准荷载组合:容许压应力ckf5 . 0mpa16.2容许主压应力ckf6 . 0mpa19.44短期效应组合:容许拉应力pc

16、st85. 0mpa0混 凝 土持久状态容许主拉应力tkf6 . 0mpa1.59标准强度pkfmpa1860弹性模量pempa1.95105抗拉设计强度pdfmpa1260最大控制应力 conpkf75. 0mpa1395持久状态应力:astm a41697a 钢 绞 线标准状态组合pkf65. 0mpa1209预应力混凝土1kn/325.0沥青混凝土2kn/323.0材料重度钢绞线3kn/378.5钢束与混凝土的弹性模量比ep无纲量5.65注：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ckf tkf 拉标准强度，则=29.6mpa， =2.51m

17、pa。ckf tkf 2.2 横截面布置a. 主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标 很有效，故在许可条件下应适当加宽 t 梁翼板,宜在 1.8m2.5m之间，则采用主梁间距为 2.2m，考虑人行道可适当挑出，对设计资料给定的桥面净宽选用 5 片主梁。b. 主梁跨中截面主要尺寸拟订a) 主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/151/25，标准设计中高跨比约在 1/181/19。当建筑高度有受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多

18、。综上所述，本设计中取用 1800mm 的主梁高度是比较合适的。b) 主梁截面细部尺寸t 梁翼板的厚度主要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 梁的翼板厚度取用 180mm，翼板根部加厚到 300mm 以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，即120mm。本设计中腹板厚度取 200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的 10%20%为合适。同时还根据公预规9.4

19、.9 条对钢束间距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为 400mm，高度为 200mm，马蹄与腹板交接处作三角形 63.40过渡，高度为 200mm，以减小局部应力。按照以上拟订的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图（见图 2-3） 。支座中心线桥梁中心线图 2-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）图 2-2 跨中截面（-）尺寸图（尺寸单位：mm）图 2-3 变化点截面（-）尺寸图（尺寸单位：mm）图 2-4 支点截面（-）尺寸图（尺寸单位：mm）c) 计算截面几何特征见表 2-2图 2-5 截面分块尺寸示意图（尺寸单位：mm）表 2-2 大截面截面几何特征表分块号分块面积2mmaimmyi3mm

20、yasiiimmyyiu42mmyyaiiuix4mmii360000180100029031032400454910202.749310729 . 01218020009600012080022031021120324910078. 019310770 . 03612080023200002001600800310256000-256910972. 029310267.6812160020020000200100153331030660-989910562. 919310440 . 0362001002800004002001700310136000-1156910907.061931067

21、2 . 012200400910721.312xi910627.69yi合计876000iaa544asyiu12565441800by310761804is910348.301yxiii表 2-2 小截面截面几何特征表分块号分块面积2mmaimmyi3mmyasiiimmyyiu42mmyyaiiuix4mmii28800018080029031025920494910282.709310778. 01218016009600012080022031021120364910078. 019310770 . 03612080023200002001600800310256000-2169109

22、72. 029310267.6812160020020000200100153331030660-949910562. 919310440 . 0362001002800004002001700310136000-1116910907.0619310672 . 012200400910801.227xi910433.69yi合计804000iaa584asyiu12165841800by310469700is910234.297yxiiid) 检验截面效率指标 （希望 在 0.5 以上）上核心距mmyaikbia90.273)5441800(87600010348.3019下核心距mmyaik

23、uix36.63254487600010348.3019截面效率指标5 . 05034. 0180036.63290.273hkkxa表明以上初拟的主梁中截面是合理的。f） 受压翼缘有效宽度的计算fb按公路桥梁规定，t 型截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小fb值：简支梁计算跨径的，即=2/3=9553mm；3/ l3/ l相邻两梁的平均间距，对于中梁为 2200mm；，式中 b 为梁腹板宽度，为承托长度，这里=0，为受压fhhbb122hbhbfh翼缘悬出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值。fh即。所以有mmhf2281000/2/1208001801000mmhbbfh29362

24、281206200122所以，受压翼缘的有效宽度取。mmbf22002.3 横截面沿跨长的变化如图 2-1 所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的 t 梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，马蹄和腹板部分为配合钢束弯起而从四分点开始到距支点截面 3700mm 处，马蹄逐渐抬高，腹板逐渐加宽。2.4 横隔梁的设置为了增强主梁间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还设置 3 片中横隔梁，间距为 47.165m，共 5 片，为了计算方便，五道横隔梁的厚度取相同的值，为0.16m（延高度不变） 。3 主梁作用效应计算主梁的作用效应计算包括永久作用效应

25、和可变作用效应。根据梁跨结构纵、横截面的布置，计算可变作用下荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的永久作用和最大可变效应，再进行主梁作用效应组合（标注组合、短期组合和极限组合） 。3.1 永久作用效应计算3.1.13.1.1 永久作用集度永久作用集度a. 预制梁自重a) 跨中截面段主梁自重（四分点至跨中 10.63m） knq20952.22263.1026804. 01b) 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长 2.7m） 主梁端部截面面积为2056. 1ma knq29.652/7 . 226804. 0056. 12支点段梁的自重（长 1m）c

26、m knq456.27126056. 13c) 主梁的横隔梁中横隔梁体积为：217808. 02/2 . 01 . 01 . 005. 02/8 . 012. 035. 135. 116. 0m端横隔梁体积为：2282. 02/8 . 012. 035. 135. 125. 0m故半跨内横隔梁重量 knq74208. 02517808. 0282. 024主梁永久作用集度mknq/01.2197.14/ )74208. 0456.27572.13020952.222(b. 二期永久作用a) 翼缘板中间湿接缝集度 mknq/8 . 12518. 04 . 05b) 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁

27、（现浇部分）体积：30432. 035. 12 . 016. 0m一片端横隔梁（现浇部分）体积：30675. 035. 12 . 025. 0m故 mknq/2209. 094.29/25)0675. 020432. 03(6c) 桥面铺装层6cm 水泥混凝土找平层：mkn /96.1224906. 08cm 沥青混凝土铺装层：mkn /56.1623908. 0若将桥面铺装均摊给五片主梁，则： mknq/318. 65/ )56.1696.12(7d) 人行道：（采用非悬壁式人行道） mknq/375. 625) 1 . 015. 025 . 115. 0(8e) 栏杆一侧栏杆 1.52 k

28、n/m将人行道和栏杆重量均分给五片主梁，则 mknq/883. 15/ )52. 12375. 6(9边梁二期永久作用集度mknq/222.10883. 1318. 62209. 08 . 13.1.23.1.2 永久作用效应永久作用效应如图 3-1 所示，设为计算截面离左支座的距离，并令。x/x lx=al(1-a)la(1-a)lm影响线v影响线1-aav1g图 3-1 永久作用效应计算图永久作用效应计算公式：支点弯矩： 支点剪力： （3-0mglv211）变截面处弯矩 变截面处剪力 （3-)(21xlgxmgxglv212）处弯矩 处剪力 （3-4/l2323glm 4/lglv413）

29、跨中弯矩： 跨中剪力 （3-281glm 0v4）表 3-1 边梁（1 号梁）永久作用效应一期恒载二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力截面位置距支点截面的距离)(mmxmknmpkg1knvpkg1mknmmkg1knvmkg1mknmkg2knvkg2支点00.00301.070.00146.480.00301.07变截面3700970.16223.34472.01108.661442.17332.004/l71651617.89150.54787.1573.242405.04223.78跨中143302157.190.001049.330.003205.520.003.2 可变作用效应计算（偏

30、心压力法）3.2.13.2.1 冲击系数和车道折减系数冲击系数和车道折减系数冲击系数和车道折减系数计算：结构的冲击系数与结构的基频有关，故应f先计算结构的基频，简支梁的基频可按下式计算0468. 4713.2321301348. 01045. 366.28221022ccmeilf其中，,由于，故可mkgggmc/713.232181. 91026876. 0314hzf5 . 1hz由下式计算出汽车荷载的冲击系数为:2313. 00157. 0ln1767. 0f当车道大于两车道时，应进行车道折减，三车道折减 22%，但由于折减后不得小于两车道布载的计算结果。3.2.23.2.2 计算主梁的

31、荷载横向分布系数计算主梁的荷载横向分布系数本桥跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，而且承重结构的长宽比为：2388. 21266.28bl所以可按修正的刚性横梁法莱绘制横向影响线和计算横向分布系数。cma. 计算主梁抗扭惯性矩ti对于 t 形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算： （3-5）miiiirtbct13式中、相应为单个矩形截面的宽度和高度；ibit 矩形截面抗扭刚度系数，可按下式计算ic （3-6）5052. 063. 0131btbtci 梁截面划分成单个矩形截面的个数m对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度cmmmt8 .22228200080012018020001马蹄部分的换

32、算平均厚度cmmmt3030024002003图 3-2 计算图式ti将计算汇总于表 3-2。ti表 3-2 计算见下表ti分块名称cmbi/cmti/iibt /ic4/miti翼缘板22022.80.1040.31150.00812242腹板127.2200.1570.30040.00305687马蹄40300.7500.17990.001942920.01312221b. 计算抗扭修正系数a) 主梁的间距相同，主梁近似看成等截面，则得： （3-211bliegit7）式中：与主梁片数有关的系数，当时，。n5n042. 1，mb1266.28l4301348. 0mi eg425. 0代入

33、得：0.90091266.28301348. 001312221. 0425. 0042. 1112b) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值： （3-8）niiiijaean121式中：，5nma4 . 41ma2 . 2203ama2 . 24ma4 . 45则：212224 .482 . 24 . 42manii表 3-3 计算所得的值列于下表ij梁号)(me3i4i5i14.40.560360.01982-0.1603622.20.380180.109910.01982300.20.20.2c. 计算荷载横向分布系数a) 跨中的横向分布系数1、2、3 号主梁的横向影响线和最不利布载

34、图式如图 3-3 所示。对于 1 号梁：人群荷载人群荷载图 3-2 跨中最不利布载图式图 3-3 一号梁横向分布系数图 3-4 二号梁横向分布系数图 3-5 三号梁横向分布系数汽车 0.6538912629. 027371. 038018. 05276. 02121qcm人群 62998. 0crmb) 支点的横向分布系数如图 3-6 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，1 号梁活载的横向分布系数可计算如下：人群荷载人群荷载图 3-6 支点最不利布载图式 图 3-7 各号梁横向分布系数汽车 4091. 08182. 0210qm人群 3864. 10rm表 3-4 横向分布系数汇总

35、荷载类别cmom续表 3-4汽车0.653890.4091人群0.629981.38643.2.33.2.3 车道荷载的取值车道荷载的取值在活载内力计算中，对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数，鉴于跨中和四分点和剪力影响线的较大坐cm标位于桥跨中部，故也按不变化的来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由cm于主要荷重集中在支点附近而应考虑支撑条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到之间，横向分布系数用与值直线插入，其余区4/ l0mcm段均取值。cm由于是设计三车道，车道折减系数为；78. 0汽车荷载等级为公路ii 级；所以：车道

36、荷载的均布荷载标准值为：；mknqk/875. 75 .1075. 0集中荷载标准值为：knpk98.20564.27475. 0)180360(550566.2818075. 03.2.43.2.4 计算可变作用效应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 m0直线过渡到mc，其余梁段均取 mc。a) 求跨中截面汽车荷载的最大弯矩： 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 3-8示出跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：s=（1+） （39）)(kkkypqm式

37、中： s 所求截面的弯矩或剪力；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 3-8 跨中截面弯矩计算图式使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：222674.10266.288181ml所加载影响线中一个最大影响线峰值为：mly165. 7466.284故得跨中弯矩为：mknypqmmkkcqql6177.1434)165. 798.205674.102875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (2b) 计算人群荷载的跨中弯矩:mknpmmrcrrl07155.291674.102)5 . 10 . 3(6

38、2998. 02c) 计算跨中截面车道活载最大剪力:图 3-9 跨中截面剪力计算图式鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中部分，故也采用全跨统一的荷载2lq横向分布系数来计算。cqm的影响线面积：2lq25825. 35 . 066.282121m故得knypqmqkkcqql3313.95)5 . 098.2052 . 15825. 3875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (2d) 计算跨中截面人群荷载最大剪力knpmqrcrrl1561.105825. 3)5 . 10 . 3(62998. 02e) 计算支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨的变化图

39、形和支点剪力影响线，如图 3-10 所示或车道荷载0 影响线人群荷载图 3-10 跨中截面车道剪力计算图式横向分布系数变化区段长度：ma165. 7165. 766.2821对应于支点剪力影响线的荷载布置，如图 3-10 所示。影响线面积为：。233.14166.2821m因此，支点剪力为：qqqkkcqqlqknqqypqmq, 0, 0, 020974.226) 198.2052 . 133.14875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：91667. 066.28)165. 73166.28(1y则：knypmmyqmmaqk

40、ckcq19099.64) 198.2052 . 1)65389. 04091. 0(91667. 0875. 7)65389. 04091. 0(2165. 7(78. 02313. 12 . 1)()(2)1 (00, 0故公路ii 级荷载的支点剪力为：knqq9064.161)19099.64(0974.226, 0f) 计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载的横向分布系数，如图 3-10 所示。则可得人群荷载的支点剪力为：knypmmapmqrcrcr1083.4391667. 0)62998. 03864. 1 (2165. 733.14)5 . 13(62998. 0200g) 计算

41、四分点截面汽车荷载的弯矩图 3-11 四分点截面弯矩影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：222006.7766.28323323ml所加载影响线中一个最大影响线峰值为：mly37375. 51666.283163故得跨中弯矩为：mknypqmmkkcqql965.1075)37375. 598.205004.77875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (4h) 计算四分点截面汽车荷载的剪力+3414图 3-12 四分点截面剪力影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：2220175.23166.28329329ml所加载影响线中一个最大影响线峰值为：4

42、3y故得跨中弯矩为：mknypqmqkkcqql285.156)75. 098.2052 . 10175.231875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (4i) 计算变化点截面汽车荷载的弯矩图 3-13 变化点截面弯矩影响线使结构产生最不利效应的同号影响线面积为：2176.46222. 366.2821m所加载影响线中一个最大影响线峰值为：my222. 3故得跨中弯矩为：mknypqmmkkcqq195.645)222. 398.205176.46875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (j) 计算变化点截面汽车截面的剪力使结构产生最不利

43、效应的同号影响线面积为：231.10m所加载影响线中一个最大影响线峰值为：my83. 0故得跨中弯矩为：mknypqmqkkcqq191.179)83. 098.2052 . 131.10875. 7(65389. 078. 0)2313. 01 ()1 (m) 计算四分点截面人群荷载的弯矩knpmmrcrrl305.1866.28323)5 . 10 . 3(62998. 024n）计算四分点截面人群荷载的剪力knpmqrcrrl2341.1566.28163)5 . 10 . 3(62998. 04o）计算变化点截面人群荷载的弯矩knpmmrcrr905.130176.46)5 . 10

44、. 3(62998. 0p) 计算变化点截面人群荷载的剪力knpmqrcrr222.29308.10)5 . 10 . 3(62998. 0将各截面车道与人群荷载作用效应汇总于表 3-5表 3-5 活载作用效应汇总车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力截面位置距支点截面距离)(mmxmknmkq1knvkq1mknmkq2knvkq2支点00161.906043.108变截面3700645.195179.191130.90529.2224/l71651075.965156.285218.30515.234跨中143301434.61895.331291.07210.1563.3 主梁

45、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 3-6。内力组合（1）基本组合（用于承载能力极限状态计算） （3-人群汽车自重.8s0.4s12 . 1ssd10）其中计入冲击系数汽车s(2) 短期组合（用于正常使用极限状态计算） （3-人群汽车自重.0s11s7 . 0sss11）(3) 长期组合（用于正常使用极限状态计算） （3-人群汽车自重s4 . 01s4 . 0lss12）将各截面的效应组合汇总于表 3-6表 3-6 主梁作用效应汇总基本组合短期组合长期组合截

46、面位置dm)(mkn dvknsm)(mkn svknlm)(mkn lvkn支点0.00622.440.00436.220.00370.91变截面2738.60672.651939.87463.091704.13388.864/l4567.04499.523235.04327.862841.90280.64跨中6087.95141.594312.1764.353788.0035.034 预应力钢束的估算及其布置4.1 钢筋面积的估算及钢束布置4.1.14.1.1 预应力钢筋截面面积估算预应力钢筋截面面积估算按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量对于部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求

47、，可知跨中截面所需的有效预加力为：weawmnpnctspe1/式中的为正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合的弯矩值；由sm表查得；mknms12.1734为混凝土允许名义拉应力。根据容许裂缝宽度，查表得nctmm1 . 0。计入高度修正系数，并假设普通钢筋的配筋率为，mpanct0 . 57 . 0%5 . 1则修正后的名义拉应力为：mpanct5 . 90 . 45 . 17 . 00 . 5、为估算钢筋数量时，可近似采用毛截面几何性质。按图给出的截面尺寸aw计算：，2804000mmammyb1216mmyu5844910234.297mmjc；36910436.2441216/

48、10234.297mmwx设预应力钢筋截面重心距截面下缘为，则预应力钢筋的合力作用点mmap100至截面重心轴的距离为；所以得：mmayepbp11161001216nweawmnpnctspe516.140149810436.244111680400015 . 910436.244/1017.43121/666预应力钢筋的张拉控制应力为，预应力损mpafpkcon1395186075. 075. 0失按张拉控制应力的 20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为28 .125513958 . 0516.14014982 . 01mmnaconpep采用 3 束 615.24 钢绞线，预应力钢筋的

49、截面积为。j2252014063mmap采用夹片式群锚，70 金属波纹管成孔。4.24.2 预应力钢筋布置预应力钢筋布置4.2.14.2.1 跨中截面预应力钢筋布置跨中截面预应力钢筋布置后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合公路桥规中的有关构造要求。参考已有的设计图纸并按公路桥规中的构造要求，对跨中的预应力钢筋进行初步布置，如图 4-1。端横隔板中线（支座中线）a) 预制梁端部b) 钢束在端部的锚固位置213c) 跨中截面钢束位置图 4-1 端部及跨中预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm）4.2.24.2.2 锚固面钢束布置锚固面钢束布置为了使施工方便，全部 3 束预应力钢筋均锚于梁端(

50、图 4-1a、b)。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。4.2.34.2.3 其他截面钢束位置及倾角计算其他截面钢束位置及倾角计算a) 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、弯起角均取；各钢束的弯曲半径为：80；。mmrn450001mmrn300002mmrn150003b) 钢束各控制点位置的确定以 n3 号钢束为例，其弯起布置如图 4-2 所示。0直线段弯止点直线段弯起点导线点/20跨中截面中心线图 4-2 曲线预应力钢筋计算

51、图（尺寸单位：mm）由确定导线点距锚固点的水平距离0cot cldmmcld28468cot400cot0由确定导线点距锚固点的水平距离2tan0 rldmmrlb10494tan150002tan02所以弯起点至锚固点的水平距离为mmlllbd3895104928462则弯起点至跨中截面的水平距离为mmlxk10747389514882)31228660(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mmllbb10398cos1049cos021故弯止点至跨中截面的水平距离为mmllxbbk12835)104910391

52、0747()(21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于表 4-1 中。表 4-1 各钢束弯曲控制要素钢束号升高值)(mmc弯起角)(0弯起半径r(mm)支点至锚固点的水平距离d(mm)弯起点距跨中截面水平距离)(mmxk弯止点距跨中截面水平距离（mm）n116108450001565956858n2900830000256679610972n35008150003121074712835c) 各截面钢束位置及倾角计算以 n3 号钢束为例，计算钢束上任一点 离梁底距离及该点处钢束的iiicaa倾角，式中为钢束弯起前其重心至梁底的距离，；为 点所在计算iamma100i

53、ci截面处钢束位置的升高值。计算时，首先应判断出 点所在的区段，然后计算及，即iici当时， 点位于直线段还未弯起，故；0)(kixxi0icmmaai1000i当时， 点位于圆弧弯曲段，及按下式计算，即)()(021bbkillxxiici22)(kiixxrrcrxxkii1sin当时， 点位于靠近锚固的直线段，此时，按)()(21bbkillxxi80iic下式计算，即02tan)(bkiilxxc将各截面钢束位置及倾角计算值祥见表 4-2iai表 4-2 各截面钢束位置（）及其倾角（）计算表iai计算截面钢束编号ix)(mm)(21bbll)(mm)(kixx )(mmrxxkii)(

54、sin1)(ic)(mmiicaa)(mmn15956263n267964176跨中截面（i-i）0ixn3107472088为负值，钢束尚未弯起00100n15956263)()(21bbkillxx8481581n2679641764176369)(0kixx0.7052102截面4/lmmxi7165n3107472088为负值，钢束尚未弯起00100n15956263)()(21bbkillxx89681068n26796417641763834)(0kixx7.342246346变化点截面（ii-ii）mmxi10630n3107472088为负值，钢束尚未弯起00100n15956

55、263)()(21bbkillxx814881588n267964176)()(21bbkillxx8764864支点截面mmxi14330n3107472088)()(21bbkillxx8356456d) 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同一水平面上，而在锚固段三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，n2、n3 在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，n2、n3 在梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置如图所示。平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯曲角为。569. 41808000638跨中截面中心线3钢

56、束平弯示意图跨中截面中心线2钢束平弯示意图图 4-3 钢束平弯示意图（尺寸单位：mm）4.2.44.2.4 非预应力钢筋截面估算及布置非预应力钢筋截面估算及布置按构件承载能力极限状态估算非预应力钢筋数量：设预应力筋束河普通钢筋的合力点到截面底边的距离为，则mmaps80mmahhp公式得：20 xhxbfmofcdd2174022004 .221095.60870 . 16xx解得 mmhmmxf22839.73则28 .13373302520126039.7322004 .22mmfafxbfasdppdfcds采用 5 根 20mm 的 hrb400 钢筋，提供钢

57、筋截面面积为。在梁底布置成一排，其间距为 75mm，钢筋重心距底边228 .13371570mmmmas距离为。mmas4575图 4-4 非预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm）5 计算主梁截面几何特性本节在求得各验算截面的毛截面特性和钢束位置的基础上，计算主梁净截面和换算截面的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的静矩，最后汇总成截面特性值总表，为各受力阶段的应力验算准备计算数据。现说明其计算方法，在表 5-2 中示出所有截面特性值的计算结果。5.1 主梁的受力阶段后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算。t形梁从施工到运营经历了如下三个阶段：（1） 主梁预

58、制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的 90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，t 梁翼板宽度为 1800mm。（2） 灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇 400mm 湿接缝预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊装就位后现浇 400mm 湿接缝，但湿接缝还没有参与截面受力，所以此时的截面特性计算应采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，t 梁翼板依然为 1800mm（3） 桥面、栏杆及人行道施工和营运阶段桥面湿接缝结硬后，主梁即为

59、全截面参与工作，此时截面特性计算计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，t 梁翼板有效宽度为 2200mm。截面几何特性的计算可以列表进行，以第一阶段中截面为例列于下表中。同理，可求得其它受力阶段控制截面几何特性如表 5-1 所示。表 5-1 第一阶段跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积ia)(mm重心至梁顶距ia离)(mmyi对梁顶边的面积距iiysia)(3mm自身惯性矩)(4mmii)(iuyy )(mm2)(iuiiyyai)(4mm截面惯性矩xiiii)(4mm混凝土全截面3108045842610697.469610024.2852 . 72 .5840 .57910042.

60、 0非预应力钢筋换算截面310104. 6) 1(sesa1755610713.1000 .117817550 .577910470. 8预留管道面积3210545.114/7031700610627.1900 .112317000 .577910560.14净截面面积310559.798na0 .577/nimuasy610783.490is610024.285910048. 6910976.2785.2 各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总将各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总于表 5-2表 5-2 各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总表)(3mmw受力阶段计算截面)(2mma)(mmyu