25m跨预制装配式预应力混凝土T梁桥设计

1、第一章 桥梁设计总说明1.1 设计标准及设计规1、设计标准(1) 设计汽车荷载公路一u级(2) 桥面设计宽度净 14 + 2 >0.5 =15m。2、设计采用规(1) 交通部颁公路工程技术标准 (JTG B01 一 2003) ；(2) 交通部颁公路桥涵设计通用规(JTG D602004);(3) 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 (JTGD62- 2004);(4) 交通部颁公路桥涵施工技术规 (JTJ 041 一2000)。1.2 技术指标1、 15m桥宽采用六片梁，预制梁高1.7m,标准桥宽梁间距均为2.5m,横桥 向梁间现浇湿接缝宽度均为 0.7m。2、预制梁长：

2、24.96m。3、桥面横坡： 2。1.3 主要材料1、 桥梁预制、现浇湿接缝和桥面铺装混凝土均采用C55,封锚混凝土也采用C55桥面铺装及下部结构采用 C3O2、预应力采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规(JTGD62-2004) s中的15.24 (截面面积为1.4cm2)钢绞线，每束7根,全梁配4束，fpk = 1860MPa(锚下拉控制应力为0.75 fpk = 1395Mpa)。最大松弛率为2.5 %;预应力束管道 采用径70mm外径77mm勺预埋波纹管和夹片锚具。3、普通钢筋：直径大于和等于12mm勺采用HRB335钢筋；直径小于12mm的 均用R235钢筋。4、水泥：符合国家

3、有关最新标准的硅酸盐水泥,普通水泥几矿渣水泥。5、桥面铺装：采用8cm厚防水混凝土和8cm厚沥青混凝土。1.4 设计要点1. 本设计梁按部分预应力混凝土 A类构件设计，桥面铺装层考虑参加受力； 每侧防撞栏重力的作用力分别为 5kN/m。2. 桥梁纵坡处理： 梁端在预制时设置调平钢板， 以保证支座支承面顺桥向水 平。结构连续位置下设兜底钢板，以保证永久支座支承面水平。3. 桥梁横坡处理： 预制 T 形梁腹板均保持竖直， 使支座支承面水平。 横坡通 过梁间湿接缝及桥面铺装厚度调整。4. 横隔板设置： 为了增强主梁之间的横向连接刚度， 除设置端横隔梁外， 还 设置4片中横隔梁，间距为5>4.8

4、m,共计6片。端横隔梁与主梁同高，厚度为 25cm中横隔梁高度为145cm厚度为16cm采用现浇钢筋混凝土接头连接。5. 永久支座采用盆式橡胶支座。1.5 施工步骤梁片预制 - 架梁 - 现浇湿接缝及横隔板连接钢筋 - 浇筑墩顶现浇段 连续结构 - 浇筑墩顶及墩顶附近桥面板混凝土 - 待混凝土强度达到设计强度 的 90后，拉结构连续钢束 - 浇筑剩余的桥面板混凝土 - 桥面附属设施施 工 - 成桥。1.6 施工要点及注意事项本设计有关施工工艺及质量检查标准按公路桥涵施工技术规(JTJ0412000)有关规定办理，另外尚需注意以下几点：1. 施工前应对锚下摩阻、 预应力管道摩阻等作相关实验， 保

5、证施工中相关参 数取值的准确。2. 预制梁体混凝土必须达到设计强度的 90时才能施加预应力 ( 检验混凝 土强度时注意试件的取样及养护条件需与主梁梁体混凝土相符合 ) ，并且龄期不 小于 4 天3. 预应力钢束应按图纸的顺序进行拉。 预应力钢绞线的拉采用拉力和伸长值 双控，具体方法按公路桥涵施工技术规 (JTJ 041 2000) 执行。4. 拉过程中应随时注意梁体上拱度的变化， 拉时梁的弹性上拱值与计算值偏 差按±15控制，拉完毕后应及时压浆、封锚。为了减少预制梁上拱量，预制梁 应及时架设，存梁期不应太长。宜按 12个月控制。存梁期应注意观测梁片上 拱的发展，若超出计算值的 30，

6、应采取措施。预制时应设置向下的二次抛物 线反拱，跨中最大反拱度值按拉时上拱度的 1.4 倍（ 与存梁时间有关 ） 设置。5. 开始预制的16片梁必须有完整预拱度的记录分析，根据现场具体情况 调整反拱度设置值的大小。6. 预制主梁梁顶、 翼缘板及横隔板横向端部、 结构连续梁端等现浇混凝土连 接处的混凝土表面必须凿毛、冲洗，以保证新老混凝土的很好结合。7. 主梁架设就位后必须及时进行翼板与横隔板间的连接和湿接缝混凝土的 浇筑。必须待现浇混凝土设计强度达到 85并采取压力扩散措施后，方可在其 上运梁。运梁设备在桥上行使时必须使设备重量落在梁肋上， 施工单位应按所采 用的设备对主梁及下部构造进行验算。

7、8. 主梁吊运按兜托梁底起吊法考虑， 不设吊环。 预制时应在梁底预留穿索兜 底所需的活动段底模， 同时在主梁翼板上的对应位置预留穿索孔洞， 吊具根据施 工单位的条件自行设计。 起吊位置不得位于设计理论支承线外侧， 且不得与设计 理论支承线相距超过 0.5m。9. 凡需焊接的受力部位， 均应满足可焊接性要求， 并且当使用强度等级不同 的异种钢材相焊接时所选用焊接材料的强度应能保证焊缝及接头强度高于较低 强度等级钢材的强度。10. 为确保梁体在运输过程及安装就位时的稳定性，应采取有效的预防倾倒 措施。1 1 .预制梁及桥面板施工时应注意按照 桥梁公用构造 预埋护栏、伸缩缝、 泻水管、顶板钢束、槽口

8、钢筋等构件的预埋件。12. 同一孔 6 片梁的生产灌注龄期、终凝期的差异不超过 7 天。13. 施工现场应注意材料保护，以免生锈。尤其是波纹管应妥善保管不致生 锈，以免降低有效应力。14. 应采用切割机截断预应力钢束，严禁气割、电焊切割。第二章 桥梁方案设计比选说明桥梁设计没有固定的模式和样品。每一座桥梁的设计都要根据建设地 点的地形、地势条件、公路在交叉点的填土高度、设计宽度、当地的人文 环境等多种因素进行综合考虑，提供多种设计方案，进行全面的比较，选 取最佳设计方案。对于本设计根据资料初拟以下两个方案并列于下表进行比较：表2-1桥梁方案比选说明表方案第一方案第二方案主桥：预应力混凝土简支主

9、桥：连续刚构桥(60m序号T 梁桥(6 >20m)+2>30m)比较项目引桥：装配式钢筋混凝土引桥：装配式钢筋混凝简支T梁桥(2>20m +4X土简支T梁桥(2>20m16m+4X16n)1桥咼(m)29.6529.532桥长(m)231.85231.853最大纵坡(%)2.01.51、主桥设计方案技术简单1、技术先进，但工艺易行，采用等截面形式及要求比较严格2、施工4工艺技术要求一疋的构造措施更能简化方便多样，适应于有支主梁的构造；2、采用预制架施工，逐孔架设施T梁，便于成批生产，技工，及顶推法施工等，术先进，工艺成熟，吊装但均要求施工单位具方便。3、结构刚度大，整有

10、较咼水平的施工能体性好，变形小，行车平力；3 河床压缩多，稳舒适。汛期防洪能力较差5使用效果主桥线条简洁明快，满足 道路现状及规划要求，建 成后对周边道路影响小主桥线条简洁，满足道路现状及规划要求，建成后对周边道路有一定的影响6造价及材料造价及材料均较省造价及材料均较咼7最终结论采用此方案放弃此方案第三章截面设计3.1主梁间距与主梁片段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，放在许可条件下应适当加宽T梁翼板。本设计主梁翼板宽度为2500mm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

11、、运输、吊装阶段的 小截面(b 1800mm )和运营阶段的大截面(bi 2500mm )。净14+2>0.5的 桥宽采用六片主梁。3.2主梁跨中截面主要尺寸拟定(1) 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，标准设计中高跨比在1/181/19.当建筑高度不受限制时，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高， 而混凝土用量增加不多。本设计取用 1700mm的主梁高度是比较合适。的(2) 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

12、要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用150mm 翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板主拉应力较小，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。本设计腹板厚度取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。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢 束按二层布置，一层最多排两束，同时还根据公预规949条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为 460mm高度为250mm马蹄与腹板交接 处作三角过渡，高度为130mm以减少局部应力。按照以

13、上拟定的外形尺寸，绘出预制梁的跨中截面图，如下图。现浇部分图3-1 T形梁跨中截面尺寸图（单位：cm）图3-2 T形梁梁端截面尺寸图(单位：cm)(3) 计算截面集合特征将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表3-1 o表3-1跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积Ai(cm2)分块面积形心至上缘距离yi(cm )分块面积对上缘净距SiAi yi/3(cm )分块面积的自身惯距Ii/4(cm )di ys yi(cm)分块面积对截面形心的惯距lx Adi2/4(cm )I Ii Ix(cm )(1)(2)(3) = (1)X(2)(4)(5)(6) (1)(7) =

14、(4)+ (6)大毛截面翼板37507.52812570312.547.618499913.928570226.42三角承托50018.3391652777.7836.78676357.78679135.56腹板2600802080003661666.67-24.891610824.425272491.08下三角169140.66723772.721711.46-85.561237100.811238812.27马蹄1150157.5181125.0059895.83-102.3912056438.0512116333.888169450187.7227876999.23小毛截面翼板27007

15、.520255062554.638058363.078108988.07三角承托50018.3391652777.7843.80959276.93962054.71腹板2600802080003661666.67-17.87830155.174491821.83下三角169140.66723772.721711.46-78.541042367.701044079.16马蹄1150157.518112559895.83-95.3710459467.3310519363.177119442312.72325126306.93Si大毛截面形心至上翼缘距离ys A55.1093Si小毛截面形心至上翼缘

16、距离ysA62.1313(4) 检验截面效率指标上核心距:ksI27876999.23A yx 8169 (170 55.1093)=29.70cm下核心距:kxI_= 27876999.23A ys 8169 55.1093=61.92cm截面效率指标:kskx =h0.7° 692 =0.54 >0.5170根据设计经验，预应力混凝土T形梁在设计时，检验截面效率指标取P =0.450.55，且较大者亦较经济。上述计算表明，初拟的主梁跨中截 面是合理的。(5) 横隔梁的设置4.8m。本设计在桥跨中点和五分点、支点处设置六道横隔梁，间距为端横隔梁的高度与主梁同高，厚度250mm

17、中横隔梁高度为 1450mm厚度为 160mm。第四章 主梁作用效应计算主梁作用效应分为永久作用效应和可变作用效应。在可变作用效应计 算中，本设计采用比拟正交异性板法（ G-M 法）求各主梁荷载横向分布系 数。4.1 永久作用效应计算4.1.1 永久作用集度1 ）预制梁自重 跨中截面段主梁的自重（五分点截面至跨中截面，长7.2m）:q（ i）=26X）.7119 X7.2 = 133.27（kN） 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长2.5m）:主梁端部截面面积为 A=1.01038 m2q（2）=（1.01038+0.7119） X2.5X26/2 =55.97（kN）®支点段

18、梁的自重（长 2.3m）:q（3）=1.01038 X2.3 X26 = 60.42（kN） 边主梁的横隔梁中横隔梁体积：30.16 X(1.3 >0.8 - 0.5>0.1/2 -0.5>0.13 >0.13/2) = 0.1610(m)端横隔梁体积30.25 >1.55 X).67 - 0.37 X)./2)=0.2562(m )故半跨横梁自重q(4)=(2>0.161+1 >0.2562 )>25=14.46 (kN)主梁永久作用集度q1 (133.27 55.97 60.42 14.46)/12.48=21.16(kN/m)2)二期恒载1

19、 翼缘板中间湿接缝集度q(5)=0.7>0.15>25=2.625(kN/m)2 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分)体积： 0.16>1.3>0.35=0.0728(m 3) 一片端横隔梁(现浇部分)体积： 0.25 >0.35 >1.55=0.135625(m 3) 故 q(6)=(4>0.0728+2 >0.135625 )>25/24.96=0.5634 (kN/m) 3 桥面铺装层8cm 厚防水混凝土铺装：0.08 X1.5 >25=23 (kN/m)8cm 厚沥青混凝土铺装：0.08 X1.5 >23=21.1

20、6 ( kN/m)将桥面铺装重量均分给六片主梁，则q(7)=(23+21.16 ) /6=7.36(kN/m)4 防撞栏：单侧防撞栏荷载为 5.0kN/m将两侧防撞栏均分给五片主梁，则q(8)=5>2/6=1.67( kN/m)5 边梁二期永久作用集度q2 2.625 0.5634 7.36 1.67 12.22 ( kN/m)4.1.2 永久作用效应 如下图所示，设 x为计算截面离左支座的距离，并令a =x/l。主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：2Ma=a(1- a) l g/2( 4-1 )(4-2 )Q£ =(1-2 a )1 g/2g永久效应计算图(dm)永久效应计算见下

21、表：边梁永久作用效应计算表作用效应跨中a =0.5四分点a =0.25支点a =0.0一期弯矩(kN m)1523.521142.640剪力(kN)0.96253.92二期弯矩(kN m)879.84659.880剪力(kN)073.32146.64弯矩(kN m)2403.361802.520剪力(kN)0200.28400.564.2可变作用效应计算4.2.1 冲击系数和车道折减系数按桥规432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：3.14212 243.45 1010 0.278775.74(Hz)2165.083其中：me9.

22、81°8169 26 102165.08(kg/m)由于1.5Hz < f < 14Hz,可计算出汽车荷载的冲击系数为:叮 0.1767 In f - 0.0157 =0.292当车道大于两车道时，应进行车道折减，三车道折减22%,单折减后不得小于两车道布载的计算结果。本设计分别按两车道和三车道布载进行 计算，取最不利情况进行设计4.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数1)跨中的荷载横向分布系数me :由于承重结构的宽跨比为：-15 0.625 > 0.5，故可将其简化比拟124为一块矩形的平板，用比拟正交异性板法(G-M法)求荷载横向分布系数。计算主梁的抗弯及抗扭惯

23、性矩I和It抗弯惯性矩I在前面已求得：I =0.27877 m4对于T形梁截面，抗扭惯距可近似按下式计算：ITCbiti3i 1(4-3 )式中：bi ,ti- 相应为单个矩形截面的宽度和高度；Ci算；矩形截面抗扭刚度系数,根据t i / bi比值按表计n-梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：230 15 50 10t117.17(cm)1230马蹄部分的换算平均厚度:t3 彗31.5伽)表4-2 It计算表分块名称b (cm)t i (cm)ti / biCiI T= c i b i t i 3( X10 3 m4)翼缘板25017.170.071/34.04腹

24、板121.33200.160.29872.90马蹄4631.50.680.19212.769.70单位宽度抗弯及抗扭惯距：Jx lx/b 0.27877 /2501.11508 10 3(m4/cm)54Jtx lTx/b 0.097 /2503.8802 10 5(m4 / cm)计算横梁抗弯及抗扭惯性矩：翼板有效宽度计算横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即:l 4b 5 2.512.5(m)c £(4.8 0.16)2.32( m)h 145cmb' 0.16m 16cmh 17.17cmc/l 2.32/12.5 0.186根据c/l比值可查表,求得:/c =0.807，

25、所以:0.807c0.807 2.321.87(m)求横梁截面重心位置ay2碍吨2 h h'b'2 1.872 1.8720.1717120.16 1.45220.17170.161.450.255(m)横梁的抗弯和抗扭惯距I y和I Ty :Iy £32*2 h1(aybh.22b'h'3b'h'(£ay)21211232 1.87 0.171721.87 0.1717 (0.2550.1717)221 450.16 1.453 0.16 1.45 (0.255)2240.11013(m )iTycib1 hfC2b2h；h

26、1/b1 0.1717/4.8 0.04，小于0.1，所以查表得&=1/3，但由于连续桥面的单宽抗扭惯距只有独立板宽扁板者的翼板，可取c1 =1/6 。h2/b2=0.16/ ( )=0.1252，查表可得 c?0.307133lTy - 0.17174.80.307(1.450.1717)0.16y 6345.66 10 (m )单位抗弯及抗扭惯距Jy和JTy :Jy |y/b 48器 0.23 10 3(m4/cm)JTy*/b5.66 104.80 1001.18 105(m4/cm)B'lJx7.5 4 1.11508 10Jy24； 0.23 10 3计算抗弯参数和抗

27、弯参数0.464式中：B'桥宽的一半l 计算跨径a G(JtxTy ) / 2EcJx J yGc材料的切变模量按公预规条，取Gc 0.4Ec，则:0.4 (3.88021.18) 10 52J.11508 10 3 0.23 10 30.02.a 0.141（可 计算荷载横向分布影响线坐标：已知0.464，查G-M法计算用表,可得表4-3中数据。表4-3 梁位表梁位荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK100.900.941.001.071.111.071.000.940.90b/41.081.101.121.161.070.960.840.770.69b/

28、21.311.371.251.121.000.830.730.620.523b/41.711.541.321.100.900.770.650.530.47b2.051.681.361.090.860.710.580.480.4000.650.851.001.201.301.201.000.850.65b/41.501.461.391.331.200.960.770.320.08Kob/22.302.101.801.470.990.510.13-0.28-0.653b/43.502.832.101.480.820.33-0.19-0.53-0.97b3.563.102.331.420.630.0

29、1-0.53-0.97-1.43 1P5P5Ci P5O- 用插法求各梁位处横向分布影响线坐标值0IL75187,51三wr -一 二 一-Pc匚3 1/11号、6号梁:图4-2 梁位关系图(尺寸单位:K3 (Kb4bK'K3 ) 1/3 b41/ 3Kb2/叫42号、5号梁:K'Kb23号、4号梁:K'KoKb4Ko 2 31/3Ko2/3心4列表计算各梁的横向分布影响线坐标值表4-4各梁的横向分布影响线坐标值梁号计算式荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK；1/ 3Kib 2/3K41.8231.5871.3331.O.887O.75OO.

30、632O.515O.445&1/血%43.5402.92O2.1761.46OO.757O.223-O.3O-O.67-1.12373K'i K'o-1.71-1.33-O.84-O.36O.13OO.527O.9351.1921.56817333-O.24-O.18-O.11号厂289-O.O.O18O.O.132O.168O.221-O.17-O.5O-O.9OKaK'o V3.2982.7322.1.4O9O.775O.297192-O.15Ka/6O.549O.455O.343O.235O.129O.O5O-O.-O.OK'1 K1b21.31O

31、1.37O1.25O1.12O1.OOOO.83OO.73OO.62OO.52OK'o Kob2.3OO2.1OO1.8OO1.47OO.99OO.51OO.13-O.28-O.652OK'i K'o-O.99-O.73-O.55-O.35O.OO1O.32OO.6OOO.9OO1.17O2OOO号-O.14-O.1O-O.O7-O.O4O389OO.O.O.127O.165-O.15-O.48KaK'o <2,16O1.9971.7221.421O.99OO.555O.21535-O.O2Ka/6O.36OO.332O.287O.237O.165O.O.

32、O36-O.6Ki1/3Ko 2/3<b141.O2O1.O471.O8O1.13O1.O.997O.893O.827O.76OK1/3K)o 2/%b141.2171.2571.26O1.2871.2331.O4OO.847O.497O.27OK'i K'o-O.19-O.21-O.18-O.15-O.15-O.O4O.O.33OO.49O37O7O3号厂-O.-O.-O.-O.-O.-O.OOO.OO6O.O47O.O669KaK'o 厂1.1.2271.2311.2651.2121.O34O.853O.544O.339Ka/6O.198O.2O6O.2O5O

33、.211O.2O2O.172O.142O.O.绘制横向分布影响线图求横向分布系数图4-3 1号梁横向分布影响线（尺寸单位：cm）®计算横向分布系数：荷载横向分布系数的计算中包含了车道折减系 数。按照最不利方式布载，并按相应影响线坐标值计算横向分布系数。三车道（如下图）mcq(0.49761 0.40515 0.33836 0.24588 0.17909 0.08661) 0.780.6836两车道（如下图）MUr1P50"匚1佶XX j件小:匚一一 11 1I00ipA勺opc5CJ1:I1IJ /'-1" 1 . 1 1 1图4-5两车道最不利荷载布置图

34、（尺寸单位：cm）mcq 1 (0.49761 0.40515 0.33836 0.24588)=0.7435故取可变作用（汽车）的横向分布系数：mcq 0.74352）支点截面的荷载横向分布系数m。：如下图所示，按杠杆原理法绘制支点截面荷载横向分布影响线并进行布载，1号梁可变作用分布系数可以计算如下：1可变作用（汽车）：m°q（1.10 0.38） 0.74q 2计卩 M 1厂1 1江250L J J11巧一:E L253.1251II23'1P51:11S n1:14.2.3车道荷载的取值根据桥规条，公路一U级车道荷载的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk分别为qk0.

35、75 10.57.875(kN/m)360 180计算弯矩时，0.75(24 5) 180192(kN)50 5计算剪力时，1921.2230.4(kN)4.2.4 计算可变作用效应在可变作用效应 计算中，本设计对于横向分布 系数的取值作如下 处 理：支点处横向分布系数取m0，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m。直线过渡到mc，其余梁段均取 mc，本设计在计算跨中截面、四分点截 面和支点截面时，均考虑了荷载横向分布系数沿桥梁跨径方向的变化。1 ）计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直线加载求可变作用效应，如下图所示，可变效应为:不计冲击S m（qkPky）（

36、 4-4）冲击效应S m(qkPky)( 4-5)式中S所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力;qk 车道均布荷载标准值;R 车道集中荷载标准值;影响线上同号区段的面积;y影响线上最大竖坐标值;可变作用（汽车）标准效应24 6 0.7435M汽 27.875(0.7435 0.74)6 7.8751 4.8324 -20.7435 192 6=1278.0(kN. m1V汽2 0.7435 7.8750.5240.7435)4.8 7.8754.81 0.5324 -20.7435 230.4 0.5103.2(kN)可变作用（汽车）冲击效应m)M M 汽 1278.0 0.292373.2(kNV

37、 V 汽103.2 0.292 30.1(kN)2）计算四分点截面的最大弯矩和最大剪力：四分点截面可变作用效 应的计算式见下图。可变作用（汽车）标准效应11M 汽一0.7435 7.875 4.5 24 (0.74 0.7435 4.8 7.875 (1.20.4)汽220.7435 192 4.5958.5(kN)1 3 1V气0.7435 7.875 0.75 24(0.74 0.7435)4.8 7.875 0.0672 4 20.7435 230.4 0.75168.0(kN)可变作用(汽车)冲击效应M M 汽 958.5 0.292279.9(kN m)V V汽168.0 0.292

38、 49.1(kN)3 )计算支点截面的最大剪力：支点截面可变作用效应的计算图式见下图。可变作用(汽车)标准效应1 1V气0.7435 7.875 1 24(0.74 0.7435)4.8 7.875(0.933 0.067)0.74 230.4 1240.7(kN)可变作用(汽车)冲击效应V V 汽240.7 0.292 70.3(kN)4.3主梁作用效应组合本设计按桥规4.1.6-4.1.8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4-5。表4-5 1号主梁作用效应组合序号荷载类型跨中截面四分点截面支点M°

39、;axV maxMaxV maxV max(kN - m)(kN)(kN - m)(kN)(kN)一期 永久 作用1523.5201142.64.96253.92二期 永久 作用879.840659.8873.32146.64总永久作用(1)+ (2)2403.3601802.52200.28400.65(汽车) 公路一n级1278.0103.2958.5168240.7(5)(汽车)冲击373.230.1279.949.170.3标准组合=(3)+(4)+(5)4054.56133. 33040.92417.38711.65短期组合=(3)+0.7申)3297.9672.242473.472

40、82.88569.14(8)极限组合=1.2 X(3)+ 1.4 X(4)+(5)5195.71.623896.78544.28916.18第五章预应力钢束数量估算及其布置本设计采用后法施工工艺，设计时应满足不同设计状况下规规定的控 制条件要求，即承载力、变形及应力等要求，在配筋设计时，要满足结构 在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。 5.1预应力钢束数量的估算以下以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，并按这些估算的钢束数确定主梁的配筋数量。(1) 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数：本设计按全预应 力混凝土构件设计，按正常使

41、用极限状态组合计算时，截面不允许出现拉 应力。对于T形截面简支梁，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(5-1)MkCi? Ap?fpk(ks ep)式中：M 使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按主梁作用应组合表取用；Ci 与荷载有关的经验系数，对于公路一u级，Ci取用0.565 ;Ap 一束7?j 15.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4cm2，故 Ap = 9.8 cm 2。ks 一一大毛截面上核心距；ep预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距， ep y ap h y ap , ap可预先假定，h为梁高，h 170cm。本设计采用的预应力钢绞线，标准强度为f

42、pk 1860 MPa弹性模量Ep=1.95 105MPa3Mk 4054.56(KN m) 4054.56 10 (N m)ks 29.70( cm)假设ap=19cm,则ep y ap h y s a p=170-55.1093-19=95.891(cm)钢束数n为MknCi ? Ap? fpk(ks ep)3 4054.56 100.565 9.8 10 4 1860 106 (0.2970 0.95891)3.14(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fcd，应力图式呈矩形,设计强度fpd，钢束数n的估算公式为ah Ap f同时预应力钢

43、束也达到(5-2)pd式中 M 承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按主梁作用应组合表取用；a 经验系数，一般采用0.75-0.77，本设计取用 0.77 ;fpd 预应力钢绞线的设计强度，为1260Mpa。则：Mdah Ap fpd5195.71 1030.77 1.7 9.8 10 4 1260 106据上述两种极限状态所估算的钢束数量在4根左右，故取钢束数n 4。5.2预应力钢束的布置(1)跨中截面及锚固端截面的钢束位置1 )在对跨中截面进行钢束布置时，应保证预留管道的要求，并使钢束的重心偏心距尽量大。本设计采用径70mm外径77mm的预埋金属波纹管，管道至梁底和梁侧净距不应小于30mm及管

44、道半径的一半，另外直线管道的净距不应小于 40mm且不宜小于管道直径的0.6倍，在竖直方向两管道可重叠，跨中截面的细部构造如下图所示，则钢束群重心至梁底距离 为图5-1跨中截面钢束布置图（尺寸单位：cm）2）为了方便操作，将所有钢束都锚固在梁端截面。对于锚固端截面，应使aP2 10 22 3419cm预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心， 使截面均匀受压，而且要考虑锚具布 置的可能性，以满足拉操作方便的要求。在布置锚具时，应遵循均匀、分散的原 则。锚具端截面布置的钢束如下图所示，钢束群重心至梁底距离为:aP25 60 100 140481.25cm图5-2 锚固端截面钢束布置图(尺寸单位：cm

45、下面应对钢束群重心位置进行复核，首先需计算锚固端截面的几何特 性。锚固端截面几何特性计算见表5-1 o表5-1锚固端截面几何特性计算表其中：y692432.3811153.862.08 ( cm)分块 名 称分块面积A,2 (cm )分块面积 形心至上缘距离yi(cm)分块面积对上缘净距SiAi yi(cm3)分块面积的自身惯距Ii(cm4)di ys yi(cm)分块面积对截面形心的惯距Ix Aidi24 (cm )I Ii Ix(cm4)(1)(2)(3) =( 1)x 2)(4)(5)(6)(1) (5)2(7) = (4)+ (6)翼板37507.528125.0070312.5054

46、.2811171325.8611241638.36角承托273.817.474782.38832.9644.61544966.69545799.65腹板713092.5659525.0014274854.17-30.426597759.5620872613.7311153.8692432.3832660051.74yx h ys 170 62.08107.92 (cm)上核心距:ks32660051.74Ayx 11153.8 107.9227.13 ( cm)下核心距:kxAys3266°°51.7447.17 （cm）11153.8 62.0860.75= yx kxV apv yx ks =135.05图5-3 钢束群重心位置复核图（尺寸单位：cm）（2）钢束起弯角度和线形的确定：在确定钢束起弯角度时，既要考虑到由预应力钢束弯起会产生足够的预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。本设计预应力钢筋在跨中分为三排，N4号钢筋弯起角度为5°，其他钢筋弯起角度为 7°.为了简化计算和施工，所有钢束布置的线 形均为直线加圆弧，最下排两根钢束需进行平弯。（3）钢束计算1）计算钢束起弯点至跨中的距离：锚固点至支座中心的