毕业设计（论文）预应力混凝土简支t形梁桥设计

1、毕业设计（论文）-预应力混凝土简支T形梁桥设计 工程概况及桥型方案比选1.1 工程概况 基本条件河床断面标高如表1.1所示。表1.1 隆回县东南桥河床断面标高桩号100113133153173178.5190地面高程201.5198.11196.03195.28196.37201.3201.5 地质条件地面以下2.0m为砂卵石层，承载力基本容许值为300KPa，卵石层以下6m为中风化碳质灰岩，承载力基本容许值为2000KPa。设计洪水高程为198.50m，常水位高程为196.28m。地震烈度为6度区，地震动峰值加速度为0.05g。图1.1 河床断面标高图（单位：m）1.2 编制方案和拟定桥型图

2、示 T型梁桥简支梁桥是梁桥中应用最早、使用最广泛的一种桥型。它的结构简单，最易设计成各种标准跨径胡装配式结构；施工工序少，架设方便；造价比较低，施工周期相对其它桥梁要短；结构美观，安全性好；在多孔简支梁桥中，由于各跨构造和尺寸划一，可简化施工管理工作，降低施工费用；因相邻桥孔各自单独受力，桥墩上需要设置相邻简支梁的两个基本点支座；简支梁桥的构造较易处理而常被选用。简支梁桥的静定结构，结构内力不受地基变形等的影响，因而能在地基较差的桥位上建桥。简支梁的设计主要受跨中正弯距的控制。在钢筋混凝土简支梁桥中，经济合理的常用跨径在20m以下。我国预应力混凝土简支梁桥的常用跨径载40m以下。图1.2 预应

3、力混凝土简支T 预应力空心板桥从空心板桥的发展来看，T梁要大，16m至20m都用先张法预应力空心板桥，其高跨比在1/18左右，板宽一般是1m816mT梁小，一般板厚为0.40.7m图1.3 预应力空心板桥拱桥拱桥的跨越能力大，能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；能耐久，而且养护费用少，承载能力大；外形美观，构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易掌握，有利于广泛采用。如果要在地质条件不好的地区修建拱桥时，就可从结构体系上、构造形式上采取措施，或利用轻质材料来减轻结构物的自重，或设法提高地基承载能力等。为了节约劳动力、加快施工进度，可采用预制构件及无支架施工。

4、这些措施更加扩大了拱桥的使用范围，提高了拱桥的跨越能力。总之，今后拱桥仍将是我国公路桥梁的一种主要图1. 石拱桥技术经济比较和最佳方案的确定上部结构设计设计资料和结构尺寸设计资料设计跨径：标准跨径20.00m（墩中心距离），简支梁计算跨径 相邻支座中心距离 19.50m，主梁全长19.96m。 2 荷载：公路级 3 设计行车车速20km/h 4 坡度：纵坡1%,横坡2% 5 设计洪水频率：1/100 6 航度等级：无 7 材料及工艺：混凝土主梁桥面铺装用预应力钢束采用,弹性模量,张拉控制应力,单束张拉吨位18.4t。普通钢筋直径大于和等于12mm的用HRB335,Rbg 335Mpa12mm采

5、用R235,Rbg 235Mpa。钢板和角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A3碳素钢，主梁间的联接用16Mn低合金结构钢钢板。按后张法工艺制作主梁，mm，高度53mm，锚孔直径57mm；预留孔道采用直径50mm抽拔橡胶管。JTGD62-2004以下简称公预规。公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004以下简称桥规。横截面布置 1 主梁间距和主梁片数很有效，故在许可的条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。由公预规 选取主梁间距15m 留2 cm工作缝，T梁上翼沿宽度为148cm ,片数为3片。 2 主梁尺寸主梁高度预应力混凝土简支

6、T梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，本设计取1.24 m。主梁腹板厚度在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的构造决定，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。标准图的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度80cm。在跨中区段,钢束主要布置在梁的下缘,以形成较大的内力偶臂,故在梁腹板下部设置马蹄,以利数量较多的钢束布置,设计实践表明马蹄面积与截面面积以10%20%32cm,高18cm。 3 翼板尺寸拟定2cm。 4 横截面沿跨长度变化横截面沿跨长变化,主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求,以及锚具布置的要求,故为配合钢束的弯起而从四分点开

7、始向支点逐渐抬高,同时腹板的宽度逐渐加厚。 5 横隔梁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4×4.875m，共5片，采用开洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度为8cm，翼板根部加到18cm以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。根据以上拟定的主梁尺寸,见右图2.1所示,进行主梁截面几何特性计算,为主梁内力计算做好准备,跨中截面几何特性见表2.1。图2.1 预制梁跨中截面图 表2.1 主梁跨中截面何特性计算表分块号分块面积Ai 分块面积形心至上缘的距离yi cm 分块面积对上缘静距

8、Si Ai*yi cm3 ys-yi cm 分块面积自身的惯性矩Ix Ai ys-yi 2 cm4 分块面积对截面形心的惯性矩Ii cm4 1 2 3 1 * 2 4 5 6 1 * 4 10564422439.0516.103×10566011.337477.827.725.071×10516965389888-9.951.679×10564103.336613.12-60.282.326×10557611566240-71.9529.818×105合计 4052 43.05174442.9主梁内力计算25，每侧栏杆的重力为1.52。恒载内力

9、计算 1 恒载集度主梁：横隔梁：对于边主梁 对于中主梁 桥面铺装层：栏杆：作用于边主梁的全部恒载集度g为：作用于中主梁的全部恒载集度g为： 2 恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力，用材料力学中的公式计算，各计算截面的剪力和弯矩值列于表2.2所示。表2.2 主梁恒载内力145.77kN 532.98活载内力计算m；第二步应用主梁内力影响线，将荷载P乘以横向分布系数后，在纵向按不利位置的内力影响线上加载，求得主梁最大活载内力。根据桥规要求，对汽车荷载还必须考虑冲击力的影响。支点截面的荷载横向分布系数2.2所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线进行布载，号、号梁可变作用的横向分布系数可计算如下：号主梁

10、活载横向分布系数公路级： 号主梁活载横向分布系数公路级： 图2.2支点的横向分布系数计算图示（） a 桥梁横截面；（b （c 2 跨中的荷载横向分布系数由图可知，此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的宽跨比为故可按偏心压力法来计算横向分布系数，其步骤如下：求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数，梁间距m，则则号主梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：则号主梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值 绘出荷载横向分布影响线最不利位置布载，如2.3，其中为0图2.3（cm）a 桥梁横断面；b 号主梁横向分布影响线荷载横向分布影响线的零点至号梁位的距离为x,可按比例关系求得：；解得x

11、m并据此计算出对应个荷载点的影响线竖标和。计算荷载横向分布系数号梁号梁的活载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载则号梁的活载横向分布系数求得号主梁号主梁的各种荷载横向分布系数后，就可得到各类荷载分布至该梁的最大荷载值。横向分布系数汇总如表所示。表横向分布系数汇总梁号荷载位置公路II级主梁跨中0.支点0.梁号荷载位置公路II级主梁跨中0.支点0. 3 计算活载内力在活载内力计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯距时，均采用统一的横向分布系数，鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而考虑

12、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，期于区段取值。计算跨中截面最大弯距及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯距采用直接加载求活载内力，计算公式为：对于汽车荷载：均布荷载和内力影响线面积计均布荷载和内力影响线面积计算公路II级均布荷载影响线面积 或m 影响线图示 47.537.875 2.44m7.875 35.657.875 9.75m公路级集中荷载计算计算弯距效应计算剪力效应时：计算冲击系数按采用1.3。本设计按两车道设计，不拆减，则。计算 、如表所示表弯距剪力截面荷载类型或 或y（或m）S 或 S公路II级7.875178

13、.51.30.450y 4.875509.06公路II级7.875214. 21.30.4500.562.65公路II级7.875178.51.30.450164.24546.43y 3.66382.17公路II级7.875214.21.30.45000由于号主梁和号主梁只有跨中的横向分布系数不相同，则号主梁的弯矩和剪力结果如下：,。计算支点截面荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图2.4所示 1.0 0.833图m） a 主梁纵断面图；（b （c （d 号主梁汽车荷载的支点剪力为： 162.28kN可知号主梁汽车荷载的支点剪力为： 148.06kN 主梁内力组

14、合式中：、分别为汽车荷载和人群荷载效应的标准值。号主梁截面的弯矩 号梁截面的弯矩 号梁截面的剪力 号梁支点截面的剪力 号梁截面的弯矩 号梁截面的弯矩 号梁截面的剪力 号梁支点截面的剪力 弯矩和剪力包络图根据上述主梁内力组合绘制号主梁的和剪力包络。图2.5 号主梁和号主梁的弯矩包络图 单位: 图2. 号主梁和号主梁的包络图 单位: 2.3 预应力钢束的估算及其布置式中：混凝土强度安全系数，取1.25；计算弯矩，由主梁荷载组合可得,为设计经验系数，这里取0.76每束为49s5mm，面积为，其抗拉设计强度，钢束数为：。按使用阶段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

15、控制时，则得到钢束数n的估算公式：式中：使用荷载产生的跨中弯矩； 与荷载有关的经验系数，在这里取；一根49s5的钢束截面积，即。在主梁内力计算中已经计算出跨中截面，初估，则钢束偏心距。号梁号梁 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时，应力图式呈矩形，预应力钢束也达到标准强度，则钢束数的估算公式为：式中：经荷载组合并提高后的跨中计算弯矩； 估计钢束群重心到混凝土合力作用点力臂长度的经验系数，在这里取；主梁有效高度，即。号梁 号梁 对于全预应力梁，希望在弹性阶段工作，同时边主梁与中间主梁所需的钢束数相差不多，为方便钢束布置和施工，同时为了更安全，主梁统一

16、确定为3束。预应力钢束布置在布置钢束同时，首先必须满足构造要求：预留孔道间净距，梁底净距，梁侧净距为了方便张拉操作，将所有的钢束都锚固在梁端。对于锚固端截面，钢束布置考虑以下两方面：一是预应力钢束重心尽可能靠近截面形心，使界面均匀受压；二是考虑锚头布置得可能性，以满足张拉操作方便等要求。按着上述锚头布置的均匀、分散等原则，锚固端截面所布置得钢束，钢束群重心至梁底距离为：为检验上述布置得钢束群重心位置，可绘制全预应力混凝土简支梁的束界，以确保钢束群重心处于截面的核心范围内。钢束起弯角和线形的确定确定钢束起弯角时，既要顾到因其弯起所产生的竖向剪力有足够的数量，又要考虑到由其增大而导致摩擦预应力损失

17、不宜过大。为此，本例将锚固端截面分成上下两部分，上部钢束的弯起角初定为10o，相应的钢束竖向间距为30cm。为简化计算和施工，所有钢束布置得线形均选用两端为圆弧线中间再加一段直线，并且整根束道布置在同一个竖直面内。钢束几何计算锚固点到支座中线的水平距离，由图可知求得一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端张拉的工作长度之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角进行计算，计算结果见表2.6所示表2. 钢束长度钢束号R cm 弯起角 o 曲线段长 cm 直线段长 cm 钢束有效长 cm 钢束预留长 cm 钢束总长 cm 1 2 3 4 5 6 7 5 + 6 130001.5243.01501.

18、61987.6402027.6220003.0326.61346.11999.3402039.3310004.5410.21190.62011402051计算主梁截面几何特性后张法预应力混凝土梁，在张拉钢束时管道尚未压浆，由预应力引起的应力按构件混凝土净截面（不计构造钢筋的影响）计算；在使用阶段，预留管道已经压浆，认为管束与混凝土结合良好，故按换算截面计算。跨中截面截面的净截面与换算截面几何特性列表进行计算，如表2.所示。表2. 主梁截面几何特性截面类别分块名称分块面积 cm2 Ai重心至梁顶距离（cm）对顶边面积矩 自身惯性矩Ix Ai ys-yi 2截面惯性矩跨中净截面毛截面405243.

19、0517443971.130.129预留管道-98109.658800-5.690净截面395442.6316855971.13-5.56185.097换算面钢束换算面积116109.61271406.270毛面积405243.0517443971.130.161换算面积416843.518130871.136.43197.089支点净截面毛截面870855.7848573290.26-0.029预留管道-9860-58800-1.68净截面861055.7347983590.26-1.709105.29换算面钢束换算面积11660696001.894毛面积870855.7848573290.

20、260.039换算面积882455.8449273290.261.933108.93四分点净截面毛截面405243.0529618471.13-0.029预留管道-98112.3-88100-1.68净截面395442.6328737471.13-1.709105.29换算面钢束换算面积116109.61069801.894毛面积405243.0529618471.130.039换算面积416845.0230688271.131.933108.93钢束预应力损失计算（）（）（预应力钢束与管道壁的摩擦 对于跨中截面 ， ，跨中截面各钢束摩擦应力损失见表所示。表2. 跨中截面摩擦应力损失的计算钢束

21、编号 m 度弧度30.07850.01969.7550.014630.03365148850.0723.00.05230.01319.7550.014630.02735148831.2511.50.02620.00669.7550.014630.02100148831.25锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失按公预规规定, 可按平均值计算 即 其中，由表查得，锥形锚具为6mm，两端同时张拉，则；取各钢束锚固点间的平均长度计算，（各束锚固点距支座中心线平均距离为22.34cm），故 分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失混凝土弹性压缩引起的应力损失取按应力计算需要控制的截面进行计算。也可直接按简化

22、公式进行计算，即此项预应力损失，对于简支梁一般可取截面按以下公式进行计算，并以其计算结果作为全梁各钢束的平均值。公式如下： 式中：张拉批数；按实际张拉时的标号计算。 其中钢筋松弛引起的预应力损失按公预规规定, 式中： 张拉系数，一次张拉时，；超张拉时，； 钢筋松驰系数,级松驰 普通松驰 ,;级松驰 低松驰 , ; 传力锚具时的钢筋预应力，对后张法构件；对先张法构件，对先张法构件。 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 按公预规-1条规定式中：构件受拉区、受压区全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；构件受拉区、受压区全部纵向钢筋截面重心处由预应力产生的混凝土法向压应力（Mpa），

23、应按本计算。此时，预应力损失值仅考虑预应力钢筋锚固时 第一批 的损失，普通钢筋应力应取为0，值不得大于传力锚固时混凝土立方体抗压强度的0.5倍。计算时，可根据构件制作情况考虑自重的影响； 预应力钢筋弹性模量； 预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值； 构件受拉区、受压区全部纵向钢筋配筋率； A构件截面面积，对先张法，;对后张法构件，。此处，为换算，为净截面； I截面回转半径，先张法构件取后张法构件取, 此处，和分别为换算截面惯性矩和净截面惯性矩； 构件受拉区、受压区预应力钢筋截面重心至构件截面重心的距离； 构件受拉区、受压区纵向普通钢筋截面重心至构件截面重心的距离； 构件受拉区、受压区预应力

24、钢筋和普通钢筋截面重心至构件截面重心轴的距离； 预应力钢筋传力锚具龄期为t时的徐变系数，其终极值可按公预规预加内力计算及钢束预应力损失汇总表2. 各截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表损失 计算截面预加应力阶段使用阶段钢束有效预应力 MPa 预应力阶段使用阶段跨中截面86.6214.6301.21236.0934.8L/4截面62.9215.886.6214.6301.21272.2971.0支点截面273120.362.9185.986.6214.6301.21302.11000.92.5 主梁截面验算预应力混凝土梁从预加力开始到受荷破坏，需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等

25、四个受力阶段，为保证主梁受力可靠并予以控制，应对控制截面进行各个阶段的强度及应力验算。在以下两节中，先进行破坏阶段的界面强度验算，再分别验算使用阶段和施工阶段的界面应力。至于裂缝出现阶段，公预规根据公路简支梁标准设计的经验，对于全预应力梁在使用荷载作用下，只要截面不出现啦应力就不必进行抗裂性验算。 计算截面的确定T形截面梁的翼缘有效宽度，应按下列规定采用，内梁的翼缘有效宽度取下列三者中的最小值：（主梁间距）从上述三个数值中取较小的值作为翼缘的有效宽度，因此。 截面受力类型判别故为第一类T型截面。 配筋计算18B12 。 截面强度验算求受压区高度略去构造钢筋的影响，由可求得所需混凝土受压区面积为

26、说明轴位于翼缘内。翼缘板受压区高度， 验算正截面强度按计算时，预应力筋合力点处混凝土应力为零的预应力钢筋有效应力为按计算时，所以。由截面法向力的平衡得取，对受拉区全部纵筋合力点取矩，得梁正截面受弯承载力为故梁正截面受弯承载力满足要求。斜截面强度验算验算是否需要进行斜截面抗剪强度计算T形截面梁当进行斜截面抗剪强度计算时，其界面尺寸应符合公预规定，当满足条件时可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按公预规造要求配置箍筋。复核截面尺寸， 由规范规定不用进行斜截面抗剪承载力验算，只需按构造要求配置箍筋，取直径为A8200mm。斜截面抗弯强度验算2.6 主梁截面应 短暂状况构件的应力验算对简支梁，以跨中截

27、面上、下缘混凝土法向应力控制。式中：，与构件制作、运输、安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度相应的抗压强度、抗拉强度标准值，本设计考虑混凝土强度达到C40时开始张拉预应力钢束，则，；，预加应力阶段混凝土梁跨中截面上、下缘的法向压应力、拉应力，按下式计算：上缘：下缘：其中：，；，代入上式得 拉 压 预加力阶段混凝土的压应力满足应力限制值的要求；混凝土的拉应力通过规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝，预拉区混凝土没有出现拉应力，故预拉区只需配置配筋率不小于0.270%强度可以开始张拉钢束。持久状况预应力混凝土构件应力计算 1 正截面混凝土的应力验算L/4、L/8、支点及钢束突然变化处（截断或弯出梁顶等）

28、分别进行验算。应力计算的作用（或荷载）取标准值，汽车荷载计入冲击系数。在此仅以跨中截面为例，其他截面均可用同样方法计算。根据公预规，受压区混凝土的最大压应力： 未开裂构件 允许开裂构件 式中：全预应力混凝土和A类预应力混凝土受弯构件，受拉区预应力钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力； 由预加力产生的混凝土法向拉应力，后张法构件按公预规公式（-4）计算。 将数据代入上述公式计算得使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力满足要求。 2 预应力钢筋的拉应力验算根据公预规，受拉区预应力钢筋的最大拉应力应符合下列要求：未开裂构件 允许开裂构件 式中：全预应力混凝土和A类预应力混凝土受弯构件，受拉

29、区预应力钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力； 由预加力产生的混凝土法向拉应力，后张法构件按公预规公式（-4）计算。预应力钢筋混凝土受弯构件受拉区的普通钢筋，其使用阶段的应力很小，可不必验算。 3 混凝土主压应力和主拉应力验算一般取变化点截面计算其上梗肋、形心轴、下梗肋处在标准值效应组合作用下的主压应力，应满足的要求。 为荷载标准值效应组合作用下的主压应力，式中：在计算主应力点，由预加力和按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩产生的混凝土法向应力； 由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土竖向压应力； 在计算主应力点，由预应力弯起钢筋的预加力和按作用（或荷载）短期效应组合计算的剪力产生的混凝土剪应

30、力；当计算截面作用有扭矩时，尚应计入由扭矩引起的剪应力；对后张预应力混凝土超静定结构，在计算剪应力时，尚宜考虑预加力引起的次剪力； 在计算主应力点，由扣除全部预应力损失后的纵向预加力产生的混凝土法向预压应力，按公预规公式 -1 或 -4 计算； 换算截面重心轴至计算主应力点的距离； 在同一截面上竖向预应力钢筋的肢数；、竖向预应力钢筋、纵向预应力弯起钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力； 单肢竖向预应力钢筋的截面面积； 竖向预应力钢筋的间距； b计算主应力点处构件腹板的宽度； 计算截面上同一弯起平面内预应力弯起钢筋的截面面积； 、计算主应力点以下（或以下）部分换算截面面积对换算截面重心轴、净截面

31、面积对净截面重心轴的面积矩； 计算截面上预应力弯起钢筋的切线与构件纵轴线的夹角。3号钢束形心轴处1号钢束主压应力的计算结果表明，3号钢束的主压应力最大，为小于规范规定的限制值，说明预加力产生的混凝土主拉应力满足要求。 梁端锚固区的局部承压验算后张法预应力混凝土梁的端部，由于锚头集中力的作用，锚下混凝土将承受很大的局部应力，它可能使梁端产生纵向裂缝需进行局部承压验算。在设计时，除了在锚下设置的钢束垫板和钢筋网应符合公预规造要求外，还应验算其在预应力作用下的局部承压强度和梁端的抗裂计算。 局部承压强度验算5束预应力钢束锚固点的分析，N12钢束的锚固端局部承压条件最不利，现对N2锚固端进行局部承压验

32、算。为N1钢束梁端锚具及间接钢筋的构造布置图。根据公预规，配置间接钢筋的混凝土构件，其局部受压区的截面尺寸应满足下列要求：式中：局部受压面积上的局部压力设计值，应取1.2倍张拉时的最大压力，本设计中，每束预应力筋的截面积为，张拉控制应力，则；张拉锚固时混凝土轴心抗压强度设计值，当混凝土强度达到设计强度的900.9×C40C35； 混凝土局部承压修正系数，混凝土强度等级为C50及以下时，本设计预应力张拉时混凝土强度等级为C35，故取1.0 ；混凝土局部承压强度提高系数；局部受压时的计算底面积，按公预规；，混凝土局部受压面积，当局部受压有孔洞时，为扣除孔洞后的面积，为不扣除孔洞的面积；对

33、于具有喇叭管并与垫板连成整体的锚具，可取垫板面积扣除喇叭管尾端内孔面积。本设计采用的此类锚具，喇叭管尾端内孔直径为50mm，所以局部受压计算底面积；局部受压面为边长为180mm的正方形，根据公预规，局部承压计算底面积为则：则主梁局部受压区的截面积尺寸满足规范要求。 局部抗压承载力验算式中：配置间接钢筋时局部抗压承载力提高系数，当时，应取； 间接钢筋影响系数，按公预规，当混凝土强度等级在C50及以下时，取；方格网或螺旋形间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积，其重心应与的重心重合，计算按同心、对称原则取值；可取局部受压计算底面积范围以内的间接钢筋所包罗的面积，这里配置螺旋钢筋得：；间接钢筋体积配筋

34、率；对于螺旋筋：；单根螺旋形间接钢筋的截面面积；螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝土核心面积的直径；螺旋形间接钢筋的层距。本设计采用的间接钢筋为HRB335的螺旋形钢筋，直径12mm，间距s 50mm，螺旋筋钢筋中心直径200mm。则：C40混凝土。将上述各计算值代入局部抗压承载力计算公式，可得到：则局部抗压承载力计算通过。2.8 主梁变形计算根据主梁截面在使用阶段混凝土正应力验算结果，可知主梁属于部分预应力混凝土A类构件，即主梁在使用荷载作用下载面不开裂。2.1 短期荷载作用下主梁挠度验算主梁计算跨径，40号混凝土的弹性模量，为简化计算，取梁处截面的换算截面惯性矩作为全梁的平均值来计算由公预规；

35、 ；满足要求。2.9 行车道板内力计算2.1 恒载产生的内力以纵向米宽的板条进行计算C40号混凝土 0.15×1.0×25 3.75T形翼缘板自重合计：g + +3.25 7 每米宽板条的恒载内力：剪力： 荷载产生的内力按铰接板计算行车道板的有效宽度如图所示。由 0.2m， 0.6m。桥面铺装厚度为cm，则有： +2H 0.2+2×0. 0.50m +2H 0.6+2×0.15 0.90m荷载对于悬臂板的有效分布宽度为: +d+2 0.+1.4+1.34 3.24m冲击系数采用1+ 1.3作用于每米宽板条上的剪力为： 图 内力组合承载能力极限状态内力组合

36、 截面设计、强度验算翼缘板的高度：h mm；翼缘板的宽度：b mm；假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离 35mm，则 mm。按 ：解得：x 这时 查有关板宽1m内钢筋截面与间距表，考虑一层钢筋为8根由规范查得可供使用的有8A12（），然后按照构造布置构造钢筋。按 ，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求，即：按 定：故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。根据 ,板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8mm，间距不应小于200mm。因此板内A8，间距为200mm的分布钢筋。承载力验算： 承载能力满足要求。2.10 横梁内力 横隔梁弯距计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载

37、确定作用在中横隔梁上的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利荷载如图图纵向一列对中横隔梁的计算荷载为： 2 绘制中横隔梁的内力影响线号主梁和号主梁的横向影响线竖坐标值为：；绘制弯矩影响线P 1作用在号梁轴上时： P 1作用在号梁轴上时： P 1作用在号梁轴上时：此个竖标值和已知影响线折点位置（即所计算截面的位置），绘出影响线如图所示。绘制剪力影响线 号主梁处截面的影响线计算如下。 P 1作用在计算截面以右时： ；P 1作用在计算截面以左时： ；绘出影响线如图所示。图 中横隔梁内力影响线尺寸m） 3 截面内力计算将所求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力，则得

38、到如下结果公路II级弯距 剪力承载能力极限状态内力组合鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算可略不计：基本组合 截面设计、强度验算正弯矩配筋 8，则。解方程，得到：，由于太小，则取。由公式： 取4A10，。由配筋可知截面抗弯承载力满足要求。 2 负弯矩的配筋。 横梁正截面含筋率：均大于公预规定的受拉钢筋最小配筋率0.2%。 横梁的剪力计算与配筋按公预规定抗剪承载力验算要求：计算剪力效应，均满足条件，横梁不需要配置抗剪力钢筋，只需要按构造配筋，选取箍筋为双肢A8，。下部结构重力式桥墩设计资料，计算跨径。板式橡胶支座，桥面宽度3.5+2×0.5m，设计荷载为公路级，无人群荷载。盖梁、防震挡块

39、和桩基础均为30号钢筋混凝土，支座垫石为40号钢筋混凝土。桥墩尺寸拟定SJ7所示，其中桩的长度为15m，最低点的标高为185.28m。桥墩盖梁计算外力计算 1 上部构造恒载，栏杆、桥面铺装，那么主梁主梁、横隔梁、桥面铺装和栏杆等每延米重量为，每跨共重922.14kN，那么作用于一个桥墩所有支座上的反力共计：922.14。 2 盖梁自重 3 车辆荷载级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。当集中荷载作用在盖梁中线时为最为不利 4 汽车冲击力 5 汽车制动力取 ；制动力的方向就是行车方向，其着力点在支座底座面上。 6 风力由于风力对盖梁的影响非常小，可以忽略不

40、计，故不考虑。 7 支座摩阻力内力计算 1 双孔满载 2 单孔满载：（上部结构重力+盖梁重力+车辆荷载+冲击力+制动力） 3 配筋计算由公预规取较小者，则；设，则盖梁截面有效高度；盖梁截面受压区高度；由公预规盖梁内力臂选用9B25 。由公预规钢筋混凝土盖梁的抗剪截面应符合下了要求： 满足要求。由公预规钢筋混凝土盖梁可不用进行挠度验算。桥墩钻孔灌注桩的计算计算 1 上部构造恒载反力 2 盖梁 3 系梁量 4 一根自重 每一根灌注桩底面的恒载垂直直力为： 5 可变荷载反力两跨可变荷载反力： （公路级）单跨可变荷载反力： （公路级）制动力纵向和横向风力：由于风力相对于桩的影响非常小，可不予考虑。 6

41、 作用于地面处桩顶上的外力 双孔 单孔 单桩竖向承载力钻孔灌注桩的承载力容许值：式中：单桩轴向受压承载力容许值（kN），桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑；桩周长，考虑用旋转式钻机，成孔直径增大5cm，则 ； 与对应的各土层与桩侧的摩擦力标准值 ,宜采用单桩摩擦力试验确定，查基础设计规范-1选用；承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度 m ,扩孔部分不计；桩端截面面积 ,则； 桩端土的承载力容许值 kPa ,取2000kPa。对于混凝土护壁的大直径挖孔桩，计算单桩竖向承载力时，其设计桩径取护壁外直径。可知桩的轴向承载力满足要求。 桩截面配筋与承载力验算桩的水平变形系数 故按弹性桩计算。 3 地

42、面以下深度处桩身截面的弯距与水平应力的计算已知作用于地面处桩顶的外力为：，水平力很小，可以忽略不计，故; 桩身弯距 式中无纲量系数，可由表格查得，计算见表3.1所示。表3.1桩身弯距计算（单位：）0.0004.800.0001.0000.00762.12762.122.000.644.800.5540.9580.00730.11730.114.001.284.800.7670.7400.00537.33537.336.001.924.800.6440.4430.00321.67321.678.002.564.800.5060.2230.00161.92161.9210.003.204.800.

43、1360.0510.0037.0337.0312.003.844.800.0160.0040.003.253.25桩身水平压应力由于水平压应力对对桩身影响较小，可不用考虑，则取。 4 桩身截面配筋与承载力验算验算最大弯距在处。该处的内力值为：桩内竖向钢筋按0.2%配置，则：选用20B14，。桩的换算面积： 桩的换算截面模量为：为桩的计算长度，当时，取。根据公预规关规定：。偏心增大系数：则。根据公预规附录C相关表格，可得到相关系数。经试算，当时，从表中查得A 1.1735，B 0.6271，C 0.0000，D 1.9018。将，代入下式：则：钻孔灌注桩的截面受压承载力满足要求。重力式桥台的T型

44、梁桥，标准跨径20.0m，桥面净宽：净3.5+2×0.5m。设计荷载 汽车荷载公路级U型桥台，填土高6.7m。建筑材料 台帽和搭板为C30钢筋混凝土，容重；台身为M10砂浆砌片石（MU30石材），容重；基础为C15混凝土，埋置深度为1.0m，容重；垫石为C40钢筋混凝土，容重，后填土的内摩擦角，内聚力，容重；地基基本承载力，浆砌块石砌体抗压极限强度。尺寸拟定 桥台布置及已知尺寸如图SJ15所示。 重力式桥台的计算包括桥台的截面强度验算、整体稳定性验算、基底应力和偏心距验算等。桥台荷载计算 1 上部构造恒载反力 2 台帽和抗震挡块自重 3 垫石自量 4 台身自量 5 基础上部填土压力

45、6 搭板自重 重力式桥台基础上部恒载为： 7 可变荷载汽车荷载： 汽车制动力： 支座摩阻力： 温度产生的反力：由于温度变化不是太大，且变形系数非常小，可不考虑。 纵向和横向风力：由于风力相对于桩的影响非常小，也可不考虑。 8 作用于外力3.7 桥台截面强 选取验 验算截面的内力计算、，并按下式计算各种组合的竖向力设计值：式中：各种组合中最不利效应组合设计值； 结构的重要性系数，按桥规； 荷载组合系数，按桥规； 荷载分项系数，按桥规； N各种组合中按不同荷载算得的竖向力。 按轴心或偏心受压验算墩身各验算截面的强度验算强度时，可按下式计算：式中： A验算截面的面积； 材料的抗压极限强度； 材料的安

46、全系数，按桥规取用； 竖向力的偏心影响系数， 由公式计算得。满足要求。3.8 桥台的稳定验算桥台整体稳定验算式中：倾覆稳定安全系数； 稳定力矩，； 作用在桥台上的竖向力组合； 桥台基础底面重心至偏心方向外缘的距离，由图可知； 倾覆力矩，当车辆荷载布置在台后破坏棱体时产生的最大倾覆力矩， ； 各竖向力到底面重心的距离； 各水平力到基础底面的力臂； 作用在桥台上的水平力； 抗倾覆稳定系数，由桥规取用1.3 。满足要求。 2 抗滑稳定验算桥台的抗滑稳定验算，可按下式进行：式中：基础底面与地基土之间的摩擦系数，根据桥规取为0.4； 抗滑稳定系数，按桥规取为1.3。满足要求。3.9 桥台基底应力验算以内

47、时，应按下式验算基底应力：式中:N作用在基底的合力的竖向分力； 作用于桥台的水平力和竖向力对基底重心轴的弯矩； A基础底面积； W基础底面的截面抵抗矩； 地基土修正后的容许承载力。均满足要求。 基底偏心距验算为了使恒载基底应力分布比较均匀，防止基底最大拉压应力与最小压应力相差过大，导致基底产生不均匀沉陷和影响桥墩的正常使用，在设计时，应对基底合力偏心距加以限制，在基础纵向和横向，其计算的荷载偏心距应满足规范要求，由桥梁工程表521可知。表中： 式中：桥台基础底面的核心半径； W桥台基础底面的截面模量； A桥台基础底面的面积； N作用于基底的合力的竖向分力；作用于桥台的水平力和竖向力对基底形心轴

48、的弯矩。，参考文献：1GBJTG D602004，公路桥涵设计通用规范S20042GBJTG D622004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范S3GBJTG D632007，公路桥涵地基与基础设计规范S4赵明华M20035白宝玉M20056万德臣M20057赵树德M20018朱伯钦M20049宁仁岐MMMM200013沈蒲生M200513刘鸿文M200414张玉峰M200415米永胜M200616苏小卒M2008浅谈水泥混凝土路面纵向裂缝的防治1前言水泥混凝土路面的裂缝形式是多种多样的。有表面网裂、横向开裂、纵向开裂等。而对路面使用寿命影响最严重的当属纵向裂缝。这种裂缝一般出现在行车道

49、的中部，一旦发生就是几块或几十块混凝土板连续开裂，而且裂缝贯穿整个板厚；裂缝的宽度也是随着时间的推移而不断的发展，由刚开始时零点几毫米、可发展到几毫米、几厘米，最宽的裂缝可达5cm以上。水泥混凝土路面纵向裂缝是比较严重的一种病害。裂缝在车轮荷载的作用下，随着时间的推移裂缝宽度不断加宽，同时裂缝边缘逐渐剥落破损，直至出现坑槽；由于这种裂缝是贯通板厚的，所以雨水会沿着裂缝下浸基层和路基，造成基础强度下降，最后导致整个路面的破坏。2产生纵向裂缝的原因水泥混凝土路面在运营过程中发生纵向开裂的原因是多方面的但是其主要原因是强度问题。2.1基础纵向裂缝而导致路面开裂路面的基础是路床。路床承受着路面所产生的恒载,同时还承受着由路面传来的行车荷载。基础强度不足，在荷载作用下，必然发生纵向开裂，如果路床发生纵向开裂，就会反射到路面上来。路床的基础可分为两类，一类是零填或挖方段，路床直接座落在天然土层上；另一种是填方路段，路床座落在路堤上。基础纵向开裂的因素比较多，但归纳起来可分以下几类。 1 填方路堤纵向开裂的主要原因是路基的填筑高度从原地面至路床顶面的距离大于80cm这类路基的路基压实度达不到设计或规范的要求。但有时也由于路基分幅填筑而纵向接缝处理不当，或分幅的厚度过大，在两幅之间开成了薄弱面。 2 半填半挖及旧路改建路基半填半挖及旧路改建的路在新建的路在新填的一侧与挖方七旧路基一侧的接茬处，