2跨24m简支梁桥-毕业设计-刘泽华计算书word精品文档114页

1、本科毕业设计2跨24 m简支梁桥上部及下部设计净一14+2X1.75刘泽华燕山大学2019年6月本科毕业设计2跨24 m简支梁桥上部及下部设计净一14+2X1.75学院（系）：建筑工程与力学学院专 业：土木工程（道桥）学生姓名：刘泽华学 号：080107010017指导教师：司秀勇答辩日期：2019年6月25日燕山大学毕业设计任务书学院：建筑工程与力学学院系级教学单位：土木工程系学 号080107010017学生 姓名刘泽华专业 班级土木工程（道桥）题 目题目名称2跨24m简支梁桥上部及卜部设计净一14+2 X 1.75题目性质1 .理工类：工程设计（，”工程技术实验研究型（）；理论研究型（）

2、；计算机软件型（）；综合型（）。2 .文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。题目类型1.毕业设计（，）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（V ）主 要 内 容公路I级荷载，预应力钢束米用碳素钢丝，每束6根。1 .构件截面尺寸拟定；2 .荷载横向分布及结构体系在恒载和活载作用下的内力分析；3 .主梁内力计算及截面验算；4 .支座、下部结构的设计计算；5 .预应力钢束计算。基 本 要 求提交结构计算书一份，包括主梁内力、截面计算，预应力钢束的估算及布置，钢 束预应力损失计算，横隔梁计算，盖梁计算，下部结构计算等，各计算步骤的计 算表格。图纸若干张，总横、纵布置图，主梁构造图

3、，墩台构造图，钢筋图等。参 考 资 料公路工程技术标准（JTG B01 2019）公路钢筋混凝土及切物力混凝土桥涵设计规范（JTG D620-2019 ）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2019 ）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024 85）周次第12周第35周第68周第911周第1213 周第14周第1518 周应 完 成 的 内 容准备毕业设计 相关资料，初 步力不设计。进行主梁 截卸的选 取，横向 分布系数 的计算。计算主梁各 控制截回的 内力，画出 内力图，预 应力钢束计 算。内力进行组 合，截面设 计、配筋梁 施工图的绘 制。卜部结构 设计计 算，电脑 绘制结构 施图。毕业

4、设 计工程 概预算。计算书与 施工图修 改、打印、 装订，准 备答辩。指导教师：职称：年 月 日系级教学单位审批：年 月 日第I页摘要本设计两跨预应力混凝土简支桥梁。桥面净宽 14+2X1.75 m,桥下净 空5 m,跨径为24 m0本设计分为以下几个部分：桥面板的设计，综合各种 因素，本桥采用预应力T型简支梁，预应力T型简支梁具有安装重量轻、 跨度大等优点，适用于大中跨度桥梁。桥面采用7块宽度为2.5 m,梁高为1.6 m,跨度为23.96 m的预应力T型梁。作用在桥面上的荷载有结构重力、预 加应力、土的重力，混凝土收缩以及徐变影响力，汽车荷载以及其引起的冲 击力、离心力，和人群荷载，以及所

5、有车辆引起的土侧压力。基本原理是假 定忽略主梁之间横向结构的联系作用，桥面板视为沿横向支撑在主梁上的简 支梁。画出最不利位置的影响线，据影响线得到横向分布系数M,取最大的横向分布系数作为主梁的控制设计。桥墩设计，桥墩采用桩柱式。由盖梁 柱和灌注桩组成。经过荷载计算与组合后，由极限状态设计法决定配筋。桥 台采用三柱式桥台，基础采用钻孔灌注桩。桥梁下部结构设置在地基上，其 主要作用是支撑桥跨结构，并且将桥跨结构承受的荷载传到地基中去，以确保上部结构的安全使用。关键词 预应力混凝土；简支T梁；桥梁墩台；钻孔灌注桩；杠杆原理AbstractThe design is about a reinforce

6、 concrete simply supported gieder bridge, what has two spans.The bridge deck slab ' s net brea+thNs.75 meter ,The clearance under bridge superstructure is 5meter and each span to 24 meters.This design is composed of three parts as follows,the design of deck slab.Considering all of the factors,we

7、 design the prestressed bridge T-simple beam.The prestressed bridge has mang good qualities,such as it has small weight when installed, it is very simply when construction.And not use so much template.It is suitable for the small bridge.The bridge deck slab is composed of 7 T-simple beams,and the ho

8、llow slab is 2.5meter wideth,1.6 meter heigh and 23.96 length.Considering the load is not simple.The loads that imposedon the bridge are as follows: construct- uregravity prestressingsoil gravity,concretestructure shrinkage and creep that casued influence force,the car load and impact force,trailer

9、load pedestrian load and lateral earth pressure.The basic principle is that we neglect the link effect of the transversal constraction between the main girder.And supposed the bridge deck slab as simply-supported girder that is supported on the main beam.We draw the influence line that which point i

10、s the most adverse,from witch we can know the transverse load foundation s'sedimentation,to ensure it suit to the require of the standard.The bridge 'underside structure is installed under the foundation soil,it ' s maintussupport the upside structure and transfer the load from the upsid

11、e structure to the require of the standard.Keywords reinforce concrete; simply supported gieder bridge; bridge pier gravity abutment; cast In-place pile; lever principle第III页摘要IAbstractII.第1章绪论11.1 课题性质11.2 研究主要内容1第2章 桥梁上部结构计算 22.1 设计资料及构造布置22.1.1 设计资料22.1.2 截面布置42.1.3 横截面沿跨长的变化 62.1.4 横隔梁的设置 62.2 主

12、梁作用效应计算62.2.1 永久作用效应计算 62.2.2 可变作用效应计算 82.2.3 主梁作用效应组合 142.3 预应力钢束的估算及其布置 152.3.1 跨中截面钢束的估算和确定 152.3.2 预应力钢束布置 162.4 计算主梁截面几何特性202.4.1 截面面积及惯性计算 202.4.2 截面静距计算232.4.3 截面几何特性汇总 272.5 钢束预应力损失计算282.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 292.5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 302.5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 322.5.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失 322

13、.5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 332.5.6 预加应力计算及钢束预应力损失汇总 352.6 主梁截面承载力与应力验算 362.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 362.6.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算 422.6.3 持久状况构件的应力验算 472.6.4 短暂状况构件的应力验算 552.7 主梁端部的局部承压验算 572.7.1 局部承压区的截面尺寸验算 572.7.2 局部抗压承载力验算 582.8 主梁变形验算.592.8.1 计算由预加力引起的跨中反拱度 592.8.2 计算由荷载引起的跨中挠度 621.1.3 结构刚度验算631.1.4 预拱度的设置6

14、32.9 横隔梁计算.632.9.1 横梁弯矩计算 632.9.2 横梁截面配筋与验算 642.9.3 横梁剪力效应计算及配筋设计 652.10 行车道板的计算 662.10.1 悬臂板荷载效应计算 662.10.2 连续板荷载效应计算 672.10.3 截面设计，配筋与承载力验算 692.11 支座的选取702.11.1 选定支座的平面尺寸 712.11.2 确定支座厚度 712.11.3 验算支座的偏转 722.11.4 验算支座的抗滑稳定性 72第3章桥梁下部结构及基础计算733.1 下部结构及基础布置733.1.1 设计标准及上部构造 733.1.2 水文地质条件（本设计系假设条件）

15、733.1.3 材料733.1.4 设计依据733.2 盖梁计算 733.2.1 荷载计算733.2.2 内力计算 823.2.3 截面配筋设计与承载力校核 823.3 桥墩墩柱设计 843.3.1 荷载计算 853.3.2 截面配筋设计及应力验算 873.4 钻孔桩设计883.4.1 荷载计算 883.4.2 桩长计算893.4.3 桩的内力计算903.4.4 桩身截面配筋与承载力验算 923.4.5 墩顶纵向水平位移验算 92第4章 工程造价文件 944.1 基本材料944.2 计算结果 94结论99参考文献100致谢101第1章绪论1.1 课题性质毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后

16、的一个主要教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节，目的是通过毕业设计这一时间较长的教学 环节，培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专 业课知识和相关技能，解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和 创新能力。和其他教学环节不同，毕业设计要求学生在指导老师的指导下， 独立系 统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手 册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。 因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无 法取代的重要作用。同时，在完成毕业设计的过程中，还要求我们同时运用感性和理性知识 去把握整个

17、建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还要求我 们更好的了解国内外建筑设计的发展现状及趋势， 更多的关注这方面的学术 动态，以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。这次的预应力混凝土简支梁桥的设计以后会在我们的工作中常接触到， 这就为我们以后的工作奠定了一定基础。这次的设计是我们所学的所有科目 的综合体现，也为我们更好的掌握知识提供了机会。1.2 研究主要内容本设计为2X24 m预应力混凝土简支T梁桥，该桥梁总长为48 m,桥面 宽度为净14+2X1.75 m,活荷载为公路一级荷载，预应力钢束采用碳素钢丝， 每束6根。包载为结构自重和桥面铺装及栏杆的自重，桥下净空为5 m。要求

18、完成主梁截面的设计、主梁及横隔梁内力计算、支座设计及下部结构设计。第1页第2章 桥梁上部结构计算2.1设计资料及构造布置2.1.1 设计资料1桥梁跨径桥宽标准跨径：24 m (桥墩中心距离)；主梁全长：23.96 m；计算跨径：23 m ；桥面净空：净 一14 m+2x 1.75 m=17.5 m2设计荷载公路-I级，根据公路桥涵设计通用规范：均布荷载标准值为qk=10.5 kN/m；集中荷载根据线性内插应取 Pk=252 kN。计算剪力效应时，上述集 中荷载标准值应乘以1.2的系数。人群载荷标准值为 3.0 kN/m2 ,每侧人 行柱防撞栏重力作用分别为1.52 kN/m和4.99 kN/m

19、。3材料及工艺混凝土：主梁采用 C50,栏杆及桥面铺装采用 C30o预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622019)的s15.2钢绞线，每束6根,全梁配4束fpk =1860MPa普通钢筋直径大于和等于 12 mm的采用HRB335钢筋；直径小于12 mm的均用R235钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70 mm、外径77 mm的预埋金属波纹管和夹片锚具。4设计依据(1)交通部颁布公路工程技术标准(JTG B01 2019),简称标准；(2)交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2019)简称桥规；(3)交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计

20、规范(JTGD622019),简称公预规。5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fcu,kMPa50弹性模量EcMPa-43.45 10轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83混短凝暂容许压应力0.7fckMPa20.72土状 态容许拉应力0.7'MPa1.757标准布载组合：持容许压应力0.5 fckMPa16.2久容许主压应力0.6 fckMPa19.44状 态短期效应组合：容许拉应力st 0.85 pcMPa0容许主拉应力0.6 ftkM

21、Pa1.59标准强度fpkMPa1860s15.2弹性模量EpMPa51.95 10钢抗拉设计强度fpdMPa1260绞最大控制应力con0.75 fpkMPa1395线持久状态应力标准荷载组合0.65 fpkMPa1209材料钢筋混凝土1kN/m 325.0沥青混凝土23kN/m23.0重度刻痕钢丝33kN/m378.5钢筋与混凝土的弹性模量比Ep无量纲5.65第3页2.1.2截面布置图2.1结构尺寸图(尺寸单位：mm)1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。上翼缘宽度一般为1.62.4

22、m或更宽。本设计拟取翼板宽为 2500 mm (考虑 桥面宽度)。由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现 浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装 阶段的小截面(bi =1600 mm)和运营阶段的大截面(bi =2500 mm),净-14 m+2X1.75 m的桥宽选用七片主梁，如上图 2.1所示。2主梁跨中截面主要尺寸拟定(1)主梁高度预应力砖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。在一般中等跨径中，可取1/161/18。本设计取 用1600 mm的主梁高是较合适的。(2)主梁截面细部尺寸T梁翼板

23、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150 mm,由于翼缘板根部厚度宜不小于梁高的 1/12,故翼板根 部加厚到250 mm,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， 腹板的厚度一般由布置孔 管的构造决定，同时从腹板本身稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度 的1/15。本设计腹板厚度取 180 mm。本设计考虑到主梁需要布置较多的钢束，将钢束按四层布置，一层最多排三束，同时还根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 对钢束净距的要求，初拟马蹄宽度为450 mm,高度230 mm,马

24、蹄与腹板交接处作三角过渡，高度140 mm,以减小局部应力。按以上要求就可绘出预制梁跨中截面图。(见图 2.2)图2.2跨中截面尺寸图(尺寸单位：mm)(3)计算截面几何特性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2-2。表2-2跨中截面几何特性计算表分块 名称分块 面积A/ cm2分块面 积形心 至上缘 距离V/ cm分块面 积对上 缘静距Si Ai yi/ 3/ cm分块面积 的自身惯矩Ii/ cm4di =ys yi/ cm分块面积 对截回步 心的惯矩Ix Adi2/ cm4I =Ii+Ix / cm4(1)(2)(3)=(1) (2)(4)(5)(6)=(1)

25、 (5) 2(7)= (4)+(6)大毛截回翼板37507.52812570312.542.4267479626818274三角 承托50018.3339166.52777.77831.588498901501679腹板2196761668962723772-26.0814936454217417卜二 角189132.333250112058-82.4112835761285634马蹄1035148.5153697.545626.25-98.5810058147101037737670一382896一一一I =22926777小毛截面翼板24007.5180004500051.48636045

26、76405457三角 承托50018.3339166.52777.77840.65826211828989腹板2196761668962723772-17.026361383359910卜二 角189132.333250112058-73.3510168621018920马蹄1035148.515369845626.25-89.52829431483399416320一372771一一一I = 19953217、一一一.一，Si382896注：大毛截面形心至上缘距离ys49.92 cmA 7670 S 372771小毛西面形心至上缘距离ys L 58.98 cmA 6320(4)检验截面效率指

27、标(希望在0.5以上)第5页上核心距：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。2.1.3 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而引起较大局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端 1300 mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。 马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。2.1.4 横隔梁的设置模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布， 当该处有横 隔梁时比较均匀，否则直线在荷载作用下的主梁弯矩很大， 为减小对主梁 设计起主要

28、作用的跨中弯矩， 在主梁跨中截面设计一道中横隔梁， 当跨度 较大时，应该设置多横隔梁。本设计在支点以及跨中每间隔5.75 m处共设置五道横隔梁。详见图 2.1所示。2.2主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横 向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（取跨中点、四分点和支点截面） 的永久作用和最大可变作用效应，再进行主梁作用效应组合。2.2.1 永久作用效应计算1永久作用集度（1）预制梁自重 跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长5.75m）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长 4.45m） 支点段梁的自重（长1.78m）边主梁的横隔梁中横隔梁体积：端横隔梁

29、体积：故半跨内横梁重力为： 预制梁永久作用集度(2)二期永久作用现浇T梁翼板集度边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分)体积：一片端横隔梁(现浇部分)体积：故：铺装8cm混凝土铺装：8cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给七片主梁，则：栏杆一侧人行栏：1.52 kN/m一侧防撞栏：4.99 kN/m若将两侧人行栏、防撞栏均摊给七片主梁，则：二期永久作用集度如图2.3所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令 x/l。图2.3永久效应计算图主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：12、M 1 (1 )l2g(2-1)2八 1Q 1(1 2 )lg(2-2)永久作用计算见表2-3 o表2-3 1号梁永久作用效应

30、作用效应跨中 0.5 四分点 0.25 支点 0.0第7页一期弯矢巨/ kN m1259.92944.94551.21剪力/ kN0109.56164.34二期弯矢巨/ kN m894.68671.01391.42剪力/ kN077.80116.70弯矢巨/ kN m2154.601615.95942.63剪力/ kN0187.36281.042.2.2可变作用效应计算1冲击系数和车道折减系数按公路桥涵设计通用规范 4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构 的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式 估算：其中：由公路桥涵设计通用规范有，当 1.5Hz f 14Hz时：根据

31、本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：式中：l 结构计算跨度（m）E结构材料弹性模量 （N/m2）I c 结构跨中截面惯性矩 （m4）mc 结构跨中处的单位长度质量（kg/m ）G结构跨中处延米结构重力（N/m）g重力加速度 （9.81 m/s2）按照公路桥涵设计通用规范4.3.1条，当车道大于两条时，需要进行车道折减，三车道折减22%,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。本设计按四车道设计，因此，在计算可变作用效应时需要进行车道折减。2计算主梁的荷载横向分布系数 mc（1）跨中的荷载横向分布系数 mc如前所述，本设计桥跨内设七道横隔梁。具有可靠的横向联系， 且承重

32、结构的长宽比为：所以不可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系 数，因此本设计采用比拟正交异性板法来绘制横向影响线和计算横向分 布系数。计算几何特性a主梁抗弯惯矩主梁比拟单宽抗弯惯矩b.横隔梁抗弯惯矩按下表2-4确定翼板的有效作用宽度。表2-4翼板有效作用宽度c/10.050.10.150.200.250.300.350.400.450.50/ c10.9830.9360.8670.7890.710.6350.568r 0.5090.4590.416横隔梁的长度取为两片边梁的轴线距离，即： 查表 2-4 得：c/l 0.1863时，/c 0.810 得： =0.810 2.795=

33、2.26 m求横隔梁截面重心位置ay：图2.4横隔梁截面图（尺寸单位： cm）0.171621.3722 2.26 -0.16 a y 22 21.8 cm2 2.26 0.1716 1.37 0.16故横隔梁的抗弯惯矩为：横隔梁比拟单宽抗弯惯矩为：c.主梁和横隔梁的抗扭惯矩对于一个T梁翼板刚性连接的情况，应由式1 C 1 ，1 ，Jtx JTy - h Itx by来计算抗扭惯矩3 b a对于主梁梁肋：主梁翼板厚度：h 0.2m （不计上部承托部分）由：自：第9页对于横隔梁梁肋：t/b 0.17/(1.6 0.20) 0.12 0.1,求得 a 0.308。最后得：计算参数和式中B为桥梁承重

34、结构的半宽，即B 二_25 8.75m 2计算荷载弯矩横向分布影响线坐标用内插法求得实际梁位处的Ki和K。值。梁位与表列梁位的关系见下图图2.5梁位关系图(尺寸单位：mm)表2-5响系数K1和K0的值梁位何载位直B3B/4B/2B/40B/4B /23B /4BK000.440.701.001.301.401.301.000.700.44B/41.301.411.421.411.270.990.650.29-0.05B/ 22.232.101.841.481.010.500.12-0.28-0.643B/43.702.912.081.350.710.27-0.20-0.49-0.84B5.20

35、3.702.221.150.40-0.17-0.52-0.81-1.22Ki00.820.901.001.111.181.111.000.900.82B/41.071.131.161.201.100.950.800.700.60B/ 21.401.451.331.161.000.800.650.550.453B/41.901.701.411.120.870.710.550.440.39B2.351.851.431.080.810.640.480.400.30对于上表中的结果，还须进行关于K值的校核，其目的是为了简便地校验查表和内插的正确性。其原理是依据功的互等定理，对上表进行校核后, 所彳导K

36、值均满足要求。对于：1、7号梁：2、6号梁：3、5号梁：4号梁：KKo （ Ko系梁位在0点的K值）现将1、2、3、4号梁的横向影响线坐标值计算于下表 2-6表2-6 1、2、3、4号梁的横向影响线坐标值梁号计算式何载位直B-B 4B万B40B7B"2B"2B1K10.43K1,B0.57K1,3B/42.091.761.421.100.840.680.520.420.35Ko0.43Ko,B0.57Ko,3B/44.353.252.141.260.580.08-0.3-0.63-1.0K。Ko-2.26-1.5-0.72-0.20.260.600.861.051.35金-

37、0.35-0.2-0.11-0.030.040.090.130.160.21KK°厂4.003.022.031.230.620.17-0.2-0.47-0.8K70.570.430.290.180.090.02-0.03-0.07-0.12K10.29K1,3b/40.71K1,b/21.551.521.351.150.960.770.620.520.43K00.29K0,3b/40.71K0,b/22.662.331.911.440.920.430.03-0.34-0.7K0 K0-1.11-0.8-0.56-0.290.040.340.590.861.13&-0.17-0

38、.1-0.09-0.050.010.050.090.130.18KK012.492.201.821.390.930.480.12-0.21-0.5K70.360.310.260.200.130.070.02-0.03-0.13K10.14K1,b/20.86K1,b/41.121.171.181.191.090.930.780.680.58K00.14K0,B/20.71K0,B/41.431.511.481.421.230.920.580.21-0.1K0 Ko-0.31-0.3-0.30-0.23-0.140.010.200.470.71匕-0.05-0.05-0.05-0.04-0.02

39、0.000.030.070.11KKo11.381.461.431.381.210.920.610.28-0.02K70.200.210.200.200.170.130.090.040.00第11页4K i Ki,。0.820.901.001.111.181.111.000.900.82（续表2-6）梁号计算式何载位直B3B4B2B70B7B2B2B4K 0 K°,00.440.701.001.301.401.301.000.700.44K0 K00.380.200.00-0.19-0.22-0.190.000.200.38金0.060.030.00-0.03-0.03-0.030.

40、000.030.06K K010.500.731.001.271.371.271.000.730.50KV0.070.100.140.180.200.180.140.100.07计算各梁荷载横向分布系数首先用表2-6中计算所得荷载横向影响线坐标值绘制横向影响线，如图2.6 所小。图2.6跨中的横向分布系数 mc计算图式（尺寸单位：mm）可变作用（公路一级）四车道：三车道：两车道：故可变作用（汽车）的横向分布系数为：mcq 0.5653可变作用（人群）：mcr 0.57（2）支点截面的荷载横向分布系数m0在支点处，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，如图2.7 所示：可变作用（汽车）：

41、m°q 0.5 0.6 0.3可变作用（人群）：mor 1.17图2.7支点截面横向分布系数 m0计算图示（尺寸单位：mm）（3）车道荷载取值根据公路桥涵设计通用规范，公路-1级的均布荷载标准值 qk=10.5 kN/m和集中荷载线性插值 Pk=252 kN,在计算剪力作用效应时，集中载 荷标准值应乘1.2。即计算剪力时Pk=252X 1.2=302.4 kN。（4）计算可变作用效应在可变效应计算中，本设计对于横向分布系数的作如下考虑： 支点处 横向分布系数取mo ,从支点至第一根横梁段，横向分布系数从 mo直线过 渡到mc,其余梁段均取mj求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算公式为：

42、S mqkmPky（2-3）式中 S所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力；q k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；m横向分布系数。可变作用标准效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应： 求四分点截面的最大弯矩和最大剪力可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群效应）：图2.8跨中截面作用效应计算图式图2.9为四分点截面作用效应的计算图示。图2.9四分点截面作用效应计算图示求支点截面的最大剪力图2.10示出支点截面的最大剪力计算图示。图2.10支点截面作用效应计算图示可变作用（汽车）效应：第13页可变作用（汽车）冲击效应: 可变作

43、用（人群）效应：2.2.3主梁作用效应组合本设计按公路桥涵设计通用规范 4.1.64.1.8条规定，根据可能同 时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表 2-7 o表2-7主梁作用效应组合序号跆中截回四分点截面支点M maxVmaxM maxVmaxVmax/ kN m/ kN/ kN m/ kN/ kN第一期永久作用1259.920944.94109.56219.12(2)第二期永久作用894.680671.0177.80155.60总永久作用2154.6001615.95187.36374.72(4)口变作用（汽车） 公路-I级1

44、196.33101.881098.20165.95188.47口受作用（汽车） 冲击358.9030.56329.4649.7956.54(6)口受作用（人群）141.446.15108.9313.2228.57(7)标准组合=(3)+(4)+(5)+(6)3851.27138.593152.54416.32648.30(续表2-7)序号跆中截回四分点截面支点M maxVmaxMmaxV maxV max/ kN m/ kN/ kN m/ kN/ kN(8)短期组合=(3)+0.7 (4)3133.4777.472493.62316.75535.22(9)极限组合=1.2 （3）+1.4 汽）

45、4921.25192.304059.87541.67824.68由于1号梁的效应组合是最大的值，则取1号梁的组合效应作为截面 验算参考值。2.3预应力钢束的估算及其布置2.3.1 跨中截面钢束的估算和确定根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定，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 钢束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。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：(2-4)Mk n

46、C1A fpk(ks ep)式中:Mk 持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表 2-7取 用；C1 与荷载有关的经验系数，对于公路-I级，G取0.51；ap束6 s15.2钢绞线截面积，一根钢绞的截面积是1.4 cm2,故 ap =8.4 cm2;ks 大毛截面上核心距，设梁高为 h, ks为ep预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距；ep=y-ap=h-ys-ap , ap可预先假定，h 为梁高，h=160 cm；ys大毛截面形心到上缘的距离；I 大毛截面的抗弯惯性矩。由前面的计算可知，成桥后跨中截面截面的几何特性，yx 110.08cm, 初估 ap 15cm ,则钢束偏心距为：e

47、p yx ap 110.08 15 95.08 cm1 号梁：M k=3851.27 kN m3851.27 1030.51 8.4 10 4 1860 106 (0.2715 0.9508)4.0第15页2按承载能力极限状态估算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fpd,则钢束数的估算公式为：(2-5)Mda h fpd Ap式中： Md 承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表 2-7取用;a 经验系数,一般采用 0.750.77,本设计取用0.76;fpd 预应力钢绞线的设计强度，见表 2-1,为1260 MPa 计算得：取钢

48、束数n=4.02.3.2 预应力钢束布置1 .跨中截面及锚固端截面的钢束位置(1)对于跨中截面，在保证布置预留管道构造的前提下，尽可能使钢 束群重心的偏心距大些。本设计采用内径70 mm、外径77 mm的预埋金属波纹管，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不小于3 cm及管道直径的1/2。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范9.4.9条规定，水平净距不小于4 cm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图 2.11a)所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距 离为：oo52OTO02QwoQaoQ«

49、;zns. 234a）跨中截面b）锚固截面图2.11钢束布置图（尺寸单位 mm）（2）本设计预制时在梁端锚周N1N4号钢束。对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形 心；二是考虑锚头布置的可能性。以满足张拉操作方便的要求。锚固端截面 所布置的钢束如上图2.11b）所示。为验核上述布置的钢束群重心位置，需计算锚固端截面几何特性。图 2.12示出计算图式，锚周端截面特性计算见表2-8所示。其中：故计算得：说明钢束群重心处于截面的核心范围内。图2.12钢束群重心位置复核图式（尺寸单位：mm）钢束群重心至梁底距离为：表2-8钢束锚固截面几何特性计算分块 名称AyiSiIidiysy,.,2I x AdiI Ii Ix/cm2/ cm/ cm3/cm4/ cm/cm4/cm4(1)(2)(3)=(1) (2(4)(5)(6