空心板桥设计说明书最新整理

1、柳壕桥设计The Design of Liuhao bridge2012年6月15日摘 要我国自改革开放以来，路桥建设得到了飞速的发展，这对改善人民的生活环境，改善投资环境，促进经济的腾飞，起到了关键的作用。本课题研究的是辽阳境内的柳壕河，通过方案比选，确定预应力空心板桥最为经济合理。此河处于市郊，区域内无不良地质现象，属于稳定性河段，抗震有利地段，在此河上建造一经济合理，适用性强的桥梁，来满足两岸经济的发展，方便人们的生活需要。本设计包括一整套系统设计方案，包括水文计算、内力计算、主梁预应力钢筋布置、预应力损失计算、应力验算、支座计算、桥台设计、盖梁计算、桥墩计算和基础计算等，并且绘制详细的

2、三方案平、立、剖面图，主梁剖面图，主梁配筋图，盖梁配筋图，桥墩配筋图，桥台构造图，承台配筋图，支座构造图和伸缩装置构造图。本设计采用预应力空心板桥，它不仅能减轻自重，而且能充分利用材料。此空心板挖空率较大，自重较轻，它的技术较先进，制作工艺成熟，施工方便，制造简单。其结构质量安全可靠，耐久性能好，计算简便。钢材用量小，安装方便，施工工期短，造价低，适合柳壕河地质状况。本设计基本满足技术先进、安全可靠、适用耐久、经济美观的要求。关键词：预应力空心板桥；盖梁；桥台；承台；桥墩Abstract目 录摘 要IAbstractII第1章 初步设计11.1 设计资料11.2 构造型式及尺寸选定及截面特性1

3、第2章 作用效应计算42.1 永久作用计算42.2 可变荷载（活载）产生的内力52.3 内力组合14第3章 预应力钢筋面积的估算及布置183.1 估算预应力钢筋面积183.2 预应力钢束布置23第4章 换算截面几何特性计算254.1 换算截面面积254.2 换算截面重心位置254.3 换算截面惯矩264.4 截面抗弯模量26第5章 空心板强度计算275.1 正截面强度计算275.2 箍筋计算29第6章 预应力损失336.1 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失336.2 加热养护引起的损失336.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失336.4 预应力钢筋松弛引起的损失346.5 混凝土收缩徐变引起的应

4、力损失356.6 永存预应力值37第7章 应力验算387.1 短暂状态应力验算387.2 持久状态应力验算39第8章 变形计算438.1 使用阶段挠度计算438.2 预加力引起的反拱计算及预拱度的设置44第9章 铰缝的抗剪强度验算469.1 铰缝剪力影响线469.2 作用在铰缝上的荷载计算及验算47第10章 支座计算5010.1 确定支座平面尺寸5010.2 确定支座厚度5010.3 支座偏转验算5110.4 支座抗滑稳定性验算52第11章 桥台设计5311.1 设计资料5311.2 桥台尺寸确定53第12章 盖梁设计5512.1 设计资料5512.2 盖梁计算5512.3 截面主筋设计验算6

5、612.4 箍筋设计与验算7112.5 裂缝验算75第13章 桥墩设计7813.1 恒载计算7813.2 汽车荷载计算7813.3 荷载组合7913.4 截面配筋计算及应力验算81第14章 桩基础设计8514.1 桩的设计及承台尺寸的拟定8514.2 计算荷载、验算并配筋8814.3 单桩内力计算并配筋、验算91第15章 结论97参考文献98致 谢99第1章 初步设计1.1 设计资料一、标准跨径，计算跨径，主梁全长15.96m。二、桥面净宽：15.5+2×0.75m。三、设计荷载：荷载等级确定为公路-级，人群荷载为3.0KN/m2。材料：空心板为40号混凝土；铰缝为30号细骨料混凝土

6、；桥面铺装采用30号沥青混凝土；桥面连续采用30号混凝土；栏杆及人行道板为25号混凝土；桥面铺装8cm防水混凝土，9cm沥青混凝土。钢筋：普通钢筋主要采用HRB335钢筋；预应力钢筋为直径为15.2的七股钢绞线。四、计算方法及理论：极限状态法设计。五、设计依据：公路桥涵通用规范（JTG D60-2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D60-2004）1.2 构造型式及尺寸选定及截面特性净空为15.5+2×1.25m,全桥采用48块预制预应力混凝土空心板，每块板宽148cm，高位90cm，空心板全长15.96m。10块中板，2块边板，尺寸如图1-2, 图1-3。面

7、积 重心至截面上缘的距离：，对截面上缘面积矩：,半圆重心,半圆面积。对重心的惯性矩平行移轴公式 （1-1）图1-1 中板(cm)图1-2 边板(cm)一、预制边板的截面几何特性(包括挖空部分)图1-3 边板截面分块示意图（cm）二、毛截面几何特性预制边板的截面分块见图3所示，各挖空部分的几何特性列表计算，见表1-1。表1-1 边板截面各分块几何特性分块号Ai(cm2)Yi(cm)Si(cm3)Ii'(cm4)bi(cm)I ki=Ii'+Aibi214396.2345197830.351300147.67-2.521328065.492182057.5104650640791.

8、67-15.021051384.40314021.673033.8777.7820.8161405.634219.33195.9357.1733.1523134.545213.573.585.7538.9831994.00610.54.6749.0428.5837.8115039.34合计6408.73-305832.62-2511023.40则毛截面面积：,（中板），对上缘的面积矩：，毛截面重心至梁顶的距离：毛截面形心惯性矩:。第2章 作用效应计算2.1 永久作用计算一、空心板自重（一期恒载）边板，二、桥面系自重(二期恒载)1、桥面铺装采用8cm的防水混凝土和9cm的沥青混凝土，则全桥铺装每

9、延米总重为 0.08×15.5×25+0.09×15.5×23=63.01kN/m.2、人行道铺装采用8cm方砖、6cm砂垫层和14cm石灰土；路缘石为35×15cm，则每延米总重为：0.08×23×0.6+0.06×0.6×20+0.14×0.6×17.5+0.35×0.15×24=4.55kN/m。3、栏杆重力单侧重力取用5.0kN/m。假设桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分摊的每延米桥面系重力为：。三、铰缝重（二期恒载）1、边板 铰缝面

10、积： 。2、中板 铰缝面积： 。由此得空心板的每延米一期恒载及二期恒载：。四、恒载内力计算计算空心板弯矩和剪力，如下图。图2-1恒载内力计算图则： (2-1) (2-2) 表2-1 简支空心板恒载内力计算结果项目gL弯矩(kN·m)剪力(kN)（kN/m）(m)跨中L/4支点剪力L/4一期恒载边板17.2815.6525.66394.24134.7867.39中板22.1815.6674.72506.04173.0086.50二期恒载边板7.5215.6228.76171.5758.6629.33中板7.1515.6217.50163.1355.7727.89恒载合计边板24.801

11、5.6754.42565.81193.4496.72中板29.3315.6892.22669.17228.77114.392.2 可变荷载（活载）产生的内力一、支座处荷载横向分布系数计算图2-2 1、2、3、4、5、6号主梁横向分布影响线1、1号板:2、2号板: （影响线为负，故不布载）三号板到六号板同二号板。二、跨中的荷载横向分布系数的计算间采用企口缝连接，所以跨中的荷载横向分布系数按铰接板法计算。1、计算抗扭惯性矩将空心板简化如下图。图2-3 空心板单箱简化图(cm)按单箱计算：抗弯惯矩I的计算：2、计算刚度参数b=148cm, l=1560cm3、计算跨中荷载横向分布影响线求的刚度系数后

12、，按其查公路桥涵设计手册7（梁桥）上册中的12块板的铰接板荷载横向分布影响线表。由r=0.02，r=0.03内插得到r=0.0258时，1号至6号板的荷载横向分布影响线值，计算结果见表2-2。4、计算各块板的荷载横向分布系数在影响线上横向按最不利位置布置荷载后，就可以通过相应影响线值求得各板的荷载横向分布系数。四车道时车道横向折减系数=0.67，各板的横向分布影响线及横向最不利布载见图2-4。表2-2 1到6号板荷载横向分布影响影响线值板号单位荷载作用位置（i号板作用位置）12345610.0223319114410982620.0327421515110775530.0258256.2204

13、.92148.06107.8477.9456.7820.0219118615611789680.0321521017012085600.0258204.92199.92164.12118.7486.6863.3630.02144156160136100780.03151170179148105740.0258148.06164.12171.02142.96102.975.6840.02109117136145125950.03107120148161137970.0258107.84118.74142.96154.28131.9696.1650.0282891031251371200.0375

14、851051371361330.025877.9486.68104.16131.96136.42127.5460.02626878951201340.03536074971331530.025856.7863,3675,6897.16127.54145.02板号单位荷载作用位置（i号板作用位置）78910111210.024837292421190.033827201512110.025842.231.223,7818.7815.7814.3620.025240322623210.034331231714120.025846.7834.7826,7820.7817.7815.78续表 2-2板

15、号单位荷载作用位置（i号板作用位置）78910111230.026046373026210.035338282117150.025855.9441.3631.7824.7820.7817.5240.027357453732290.036950372823200.025870.6852.9440.3631.7826.7823.7850.029271574640370.039468503831270.025893.1669.2652.9441.3634.7831.260.0211892736052480.0313194695343380.0258125.5493.1670.6855.9446.78

16、42.2按五列布置（一号板）：（1）汽车： (2)人群：mcr=0.25194+0.01448=0.266二号板到六号板同理结果汇总见表2-3表2-3 荷载横向分布系数汇总表荷载类别123456mcm0mcm0mcm0mcm0mcm0mcm0公路级0.350.170.380.50.3980.50.4040.50.3970.50.3930.5人群0.2660.9170.220400.167200.132800.110200.10 图2-4 1、2、3、4、5、6号板按铰接板法计算荷载横向分布系数(cm)5、荷载横向分布系数沿桥跨的变化依据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3中规定，

17、本设计跨中采用不变的mc，从支离点1/4处起至支点的区段内mx，成直线过度至m0的方法计算。如图下所示。 图2-5 1、2、3、4、5、6号板公路-级图2-6 1、2、3、4、5、6号板人群三、冲击系数的计算按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3中规定，汽车冲击系数计算采用以结构基频为主要影响因素的计算方法，对于简支梁，结构频率f可采用下式计算。 (2-3)g-重力加速度，g=9.81(m/s2)。G=1.48×0.9×25×103=33300N查混凝土规范知C40混凝土弹性模量E为3.25×1010N/m2。Ic=5924376×

18、;10-8m4。=0.1767ln4.861-0.0157=0.2637四、活载内力计算按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）3里规定，公路-级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5×0.75=7.875kN/m。1、集中荷载标准值内差为：人群荷载：q人=0.75×3.0=2.25kN/m。公路-级为0.75×222.4=166.8kN/m。2、计算弯矩所用公式为： (2-4) (2-5)3、计算剪力所用公式为： (2-6) (2-7)4、内力计算一号板（1）跨中截面弯矩M汽=1.2637×0.67×（0.35×7.875

19、×30.42+0.35×166.8×3.9）M人剪力V汽=1.2637×0.67×（0.35×7.875×1.95+1.2×0.35×166.8×0.5）=34.21kNV人=0.266×2.25×1.95=1.17kN图2-7 跨中弯矩图图2-8 跨中剪力图（2）1/4截面弯矩M汽M人=0.266×2.25×22.815=13.65kN/m剪力V汽=1.2637×0.67×(0.35×7.875×4.3875+1.

20、2×0.35×166.8×0.75)=54.73kNV人=0.266×2.25×4.3875=2.63kN图2-9 四分点弯矩图2-10 四分点剪力(3)支点截面图2-11 支点剪力二号板到六号板同理。计算结果汇总如下。表2-4 各板支点、1/4、跨中截面活载弯矩、剪力计算汇总板号项目弯矩M（kN.m）剪力N（kN）支点截面1/4截面跨中截面支点截面1/4截面跨中截面1号汽车0197.82263.7665.2254.7334.21人群013.6518.217.302.631.172号汽车0210.22286.37117.559.4237.14人

21、群011.3115.093.872.180.973号汽车0224.95299.94118.4462.2338.90人群08.5811.442.931.650.734号汽车0228.34304.46118.7563.1739.49人群06.829.092.331.310.585号汽车0224.39299.18118.3862.0738.80人群05.667.541.931.090.486号汽车0222.13296.17118.1861.4538.41人群05.136.841.760.990.442.3 内力组合按公路桥涵设计通用规范（JTG D-2004）3,公路桥涵结构设计按承载能力极限状态和

22、正常使用极限状态进行作用效应组合。一号板一、承载能力极限状态效应组合1、跨中弯矩 =1.2×754.42+1.4×1.2637×263.76+0.8×1.4×18.212、支点剪力=1.2×193.44+1.4×1.2637×65.22+0.8×1.4×7.3=355.69kN3、跨中剪力=1.4×1.2637×34.21+0.8×1.4×1.17=61.83kN4、L/4弯矩=1.2×565.81+1.4×1.2637×19

23、7.82+0.8×1.4×13.65=1044.24kN5、L/4剪力=1.2×96.72+1.4×1.2637×54.73+0.8×1.4×2.63=215.84kN二、正常使用极限状态效应组合1、跨中弯矩短期组合=754.42+0.7×263.76+18.212、跨中弯矩长期组合=754.42+0.4×263.76+0.4×18.213、L/4弯矩短期组合=565.81+0.7×197.82+13.654、L/4弯矩长期组合=565.81+0.4×197.82+0.4&#

24、215;13.65二号板到六号板同理，汇总如下表。表2-5 内力汇总序号荷载组合类型弯矩M（kN.m）剪力Q（kN）梁端四分点跨中梁端四分点跨中1号板承载能力极限状态0.001044.241392.34355.69215.8461.83正常使用极限状态短期0.00717.93957.26长期0.00650.40867.212号板承载能力极限状态0.001187.591594.20486.74224.8366.79正常使用极限状态短期0.00827.631107.77长期0.00757.781098.723号板承载能力极限状态0.001210.591614.12487.35249.2169.64

25、正常使用极限状态短期0.00835.221113.62长期0.00762.581016.77续表 2-5序号荷载组合类型弯矩M（kN.m）剪力Q（kN）梁端四分点跨中梁端四分点跨中4号板承载能力极限状态0.001214.621619.49487.22250.4970.51正常使用极限状态短期0.00831.831114.43长期0.00763.231017.645号板承载能力极限状态0.001206.331608.41486.12248.3069.18正常使用极限状态短期0.00831.901116.19长期0.00761.191015.166号板承载能力极限状态0.001201.741602

26、.30485.58247.0368.45正常使用极限状态短期0.00829.791106.38长期0.00760.071013.42控制设计的计算内力边板0.001044.241392.34355.69215.8461.83中板0.001214.621619.49487.22250.4970.51三、绘制内力包络图图2-12 内力包络图（弯矩：kN.m 剪力：kN）第3章 预应力钢筋面积的估算及布置3.1 估算预应力钢筋面积一、按承载能力估算(C40混凝土强度设计值为18.4MPa,钢绞线采用直径15.2mm，7股，公称面积为139mm2。抗拉强度设计值为1260MPa)由公式和可以求得预应力

27、钢筋面积为： (3-1)其中，所以边板预应力钢筋的面积为：=1345.51mm2中板预应力钢筋的面积为：=1575.22mm2。用选定的单根预应力钢筋束的面积除可得所需要的预应力筋束数。单根预应力钢筋束的面积为：边板所需筋束数 （束）中板所需筋束数 （束）二、施工和使用阶段的应力要求估算按预加应力阶段控制条件，可以得到该阶段所需要的预应力钢筋承受的拉力。边板1、按预拉区边缘混凝土拉应力控制条件可得公式： (3-2)2、按预压区边缘混凝土压应力控制条件可得公式： (3-3)式中：相应阶段预应力钢筋的合力；预应力钢筋的合力到构件截面重心的距离；分别为构件截面上或下边缘到截面重心轴的距离；计算如下：

28、 =4088cm2；毛截面重心对1/2板高处的距离为：，则，；构件混凝土全截面的回转半径构件混凝土全截面的面积构件混凝土全截面的惯性矩；构件恒载在计算截面处引起的弯矩；分别为预加应力阶段对混凝土拉应力、压应力的限制值；设张拉时混凝土强度达到设计强度的80%，相当于40号混凝土在张拉时为35号，查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4得C35混凝土轴心抗拉强度标准值，故张拉时构件上缘拉应力限制值，其值为；其轴心抗压强度标准值，张拉时构件下缘压应力限制值。边板： 所以： A边板： 所以： B按使用阶段应力控制条件，可以得到该阶段所需要的预应力钢筋承受的拉力。3、按受压区不开裂控制条件可得公式：

29、 (3-4)4、按受压区边缘混凝土压应力控制条件可得公式： (3-5)式中：传力锚固之后所承受的后加恒载与活载在计算截面处引起的弯矩；考虑预应力损失全部出现后的有效预加应力与传力锚固时有效预加力的比值，=0.8；分别为使用阶段对混凝土拉应力和压应力的限值，按下式计算。由上述计算结果，可得：所以 按受压区不开裂控制条件可得公式：所以： C按受压区边缘混凝土压应力控制条件可得公式：所以： D三、Np应满足上述四个不等式的要求，可以用图解法求得。1、边板：下图A、B、C、D四条线所围的阴影即可为可供选择的范围。图3-1 边板Np范围图由上图知，当边板取时，即。此时。所以所需预应力钢筋的束数为：（束）

30、2、中板同理，绘制如下图图3-2 中板Np范围图由上图知，当边板取时，即。此时所以所需预应力钢筋的束数为：（束）3.2 预应力钢束布置根据上述估算结果，暂定边板为17根，沿宽度方向均匀布置，中板暂定22根，沿宽度方向均匀布置。满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4预应力间最小静距2.5cm的要求。先张法预应力钢筋的构造布置应满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4第条。现取预应力钢筋离板下缘的距离边板和中板的预应力筋在空心板截面中的布置见下图，预应力钢筋沿空心板跨长呈直线变化，因此沿板长各截面保持不变。 图3-3 边板预应力筋布置图(cm)图3-4 中板预应力布置图(cm)第4章

31、 换算截面几何特性计算4.1 换算截面面积（边板）（中板）n钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比：4.2 换算截面重心位置参见预应力布置图，可知预应力钢筋换算截面对空心板毛截面重心的静矩为：（边板）；（中板）换算截面重心至毛截面重心距离:（边板）（中板）得换算截面的重心位置至空心板截面下缘的距离应为：；得换算截面的重心位置至空心板截面下缘的距离应为：；预应力钢筋重心至换算截面重心的距离为：；（边板）；（中板）4.3 换算截面惯矩=（边板）=（中板）4.4 截面抗弯模量第5章 空心板强度计算5.1 正截面强度计算取弯矩最大的跨中截面计算。一、求受压区高度并验算1、求受压区高度将空心板截面按照等面积和

32、等惯性矩的原则换算成下图工字型。在跨中截面抗弯能力极限状态下，预应力钢筋达到抗拉设计强度，混凝土达到抗压设计强度。在这里，近似将空心板截面等效成工字型截面，取空心板受压翼缘计算宽度=148cm,且忽略铰缝由，得，由代入，得则得等效工字型截面的上翼缘板厚度：等效工字型的下翼缘板厚度：等效工字型截面的肋板厚度：同理可得边板等效工字型截面尺寸，中板、边板截面尺寸见图5-1,图5-2。图5-1 中板等效工字型截面（cm）图5-2 边板等效工字型截面（cm）二、验算工字型截面总有上翼板或者下翼板位于受压区，故截面承载力可按T型截面计算，由水平力平衡，即H=0可求得所需混凝土受压区面积为即，说明混凝土受压

33、区高度x在受压翼缘板内，由可得：，而且 ，则空心板跨中截面的抗弯承载能力为：故空心板正截面强度满足要求。此处中板x=14.15cm<15.02cm,，也满足正截面强度要求。三、斜截面强度验算复核主梁截面尺寸：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4第条，矩形、T形、I形截面的受弯构件，其抗剪截面应符合下列要求： (5-1)为安全系数，鉴于此桥，取1.0；故空心板斜截面尺寸符合要求（中板也符合要求）5.2 箍筋计算一、检查是否需要进行箍筋计算40号混凝土的抗拉设计强度,则： （边板） （中板） 对照内力组合表各计算截面控制设计的剪力值，知中板沿跨长相当一部分区段都需按计算要求配置箍筋

34、。边板也同理。二、计算箍筋的最大间距中板剪力包络图和弯矩包络图如下，图5-3 中板计算剪力及计算弯矩包络图（弯矩：kN.m 剪力：kN）图5-4 边板计算剪力及计算弯矩包络图（弯矩：kN.m 剪力：kN）1、计算中板不需要配置剪力筋区段长度xx=629.50cm所以按计算设置剪力钢筋粱长度2、计算（距支座中心h/2处截面的计算剪力）h/2=90/2=45cm设箍筋采用双肢二级钢筋HRB335，直径为10，则，则，为了方便计算，计算公式中，纵向配筋率：3、由混凝土和箍筋承受全部计算剪力条件得： (5-2)异号影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载了时，=1.0；预应力提高系数，对预应

35、力混凝土受弯构件，=1.25；受压翼缘的影响系数，=1.1；箍筋抗拉强度设计值，按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4-1采用280MPa.因为所以，三、箍筋布置根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4构造要求调整后，空心板的箍筋布置如下：图5-5 空心板箍筋布置图（mm）梁端保护层3cm，梁端至跨中距离x=120cm，布置13根，间距10cm；由120cm到跨中距离x=175cm，布置5根，间距15cm，跨中部分600cm按构造要求配筋,布置间距为20cm的箍筋30根。（为了施工方便，边板也采用上述方法布置）四、斜截面抗剪强度验算（验算边板，边板满足，中板也满足）由公路钢筋混凝土

36、及预应力混凝土桥涵设计规范4第条知，斜截面抗剪承载力计算应满足下式规定： (5-3)与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值；与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值；由于剪力全部由混凝土和箍筋共同承担，故上式可简化为： (5-4) (5-5)由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4中，计算受弯构件斜截面抗剪承载力时，其计算位置应按下列规定采用：距支座中心h/2处截面及箍筋数量或间距改变处的截面。1、 距支座中心h/2处：计算（距支座中心h/2处截面的计算剪力）h/2=90/2=45cm因此满足2、 距支座中心距离105cm处（箍筋间距变化处）：因此满足3、 距支座中心距离180cm

37、处（箍筋变化处）因此满足所以，综上所述，空心板各截面抗剪强度均满足要求，空心板的预应力没有在跨中截断或减少，故斜截面抗弯强度可不验算。第6章 预应力损失按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4规定，钢绞线张拉控制应力，即，钢绞线弹性模量为。6.1 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失计算公式： (6-1)采用台座为70m，两端同时张拉，中梁和边梁4片梁均匀分布在台座上，同时浇筑，每端按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4规定钢丝束的钢制锥形锚具，则每片中梁和边梁损失为3mm。中板、边板 6.2 加热养护引起的损失空心板采用加热养护方法，为减少应力损失，采用分阶段养护措施，设控制预应力钢筋

38、与台座之间的最大温差，所以中板、边板 6.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失构件受压时，钢筋已与混凝土粘结，两者共同变形，有混凝土弹性压缩引起应力损失可用下式表示： (6-2) (6-3)上式中，-预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。-换算截面净面积和净惯性矩一、计算边板（边板）二、计算中板（中板）6.4 预应力钢筋松弛引起的损失根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4，采用超张拉， (6-4)上式中，张拉系数，超张拉时；钢筋松弛系数，II级松弛，；传力锚固时的钢筋应力，对于先张法构件： 则 6.5 混凝土收缩徐变引起的应力损失根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4中公式（-

39、1）计算，同时考虑受压区不设预应力筋。 (6-5) (6-6) (6-7)构件受拉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；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；构件受拉区全部纵向钢筋配筋率；A构件截面面积，对先张法，A=A0；回转半径。一、计算边板边板各参数计算：取相对湿度为70%，传力锚固加载龄期为14d，理论厚度，通过100mm和200mm内差的h=170,因此，；，则二、计算中板中板各参数计算：取相对湿度为70%，传力锚固加载龄期为14d，理论厚度，通过200mm和300mm内差的h=213mm,因此，；，则6.6 永存预应力值预加应力阶段，第一批

40、应力损失（传力锚固时）为： (6-8)使用荷载作用阶段，第二批应力损失（传力锚固后）为： (6-9)全部应力损失：预应力钢筋永存预应力值为： (6-10)预应力钢筋永存预应力值为： (6-11)现将预应力损失计算结果汇总于表6-1。表6-1 预应力汇总表（MPa）板号预应力损失的组合传力锚固时的损失传力锚固后的损失永存预应力值控制应力边板13958.362071.2223.9123.4823.9152.06175.961095.56中板13958.362077.8823.9130.1423.9150.95174.851090.01第7章 应力验算7.1 短暂状态应力验算预应力混凝土结构按短暂状

41、态设计时，应计算构件在制造、运输及安装等施工阶段，由预加力、构件自重及其它施工荷载引起的截面应力。一、边板上缘混凝土边缘应力二、板下缘混凝土边缘应力中板同理。表7-1 短暂状态应力验算汇总结果（MPa）应力板号边板3.283.35中板2.602.66上述计算结果表明，在预施应力阶段，梁的上缘不出现拉应力，下缘混凝土压应力满足规范要求，即：。7.2 持久状态应力验算按持久状态设计的预应力混凝土受弯构件，应计算其使用阶段正截面混凝土的法向应力，受拉钢筋的拉应力及斜截面的主压应力，计算时作用取其标准，不计分项系数，汽车应考虑冲击系数。一、跨中截面混凝土法向正应力验算（只验算跨中） (7-1)受压翼缘

42、面积；中板永久荷载标准值；汽车荷载弯矩标准值；人群荷载弯矩标准值。1、 边板，2、 中板，二、预应力钢筋的应力验算按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范4要求，正常使用阶段钢筋的应力要求如下： (7-2)受拉区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力。1、边板，=5.99MPa2、中板，=6.07MPa三、斜截面的主压应力计算一般取变截面分别计算截面形心轴处在标准值效应组合作用下的主压应力，应满足 (7-3) (7-4) (7-5) (7-6)计算主应力点的混凝土法向压应力换算截面面积对其截面中心轴的面积距， 边板 中板1、边板 =12.51MPa=2.49MPa2、中板=11.73MPa=5.8

43、9MPa计算结果表明，使用阶段正截面混凝土法向应力、预应力钢筋拉应力及斜截面压应力满足规范要求。第8章 变形计算8.1 使用阶段挠度计算使用阶段的挠度值按短期荷载效应组合计算，并考虑挠度长期影响系数，对于C40混凝土，刚度 (8-1)预应力混凝土简支梁的挠度计算按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面尺寸及配筋情况确定，即取：边板中板一、边板荷载短期效应组合作用下的挠度值，可简化为按等效均布荷载作用情况计算（，）=12.19mm自重产生的挠度值按等效均布荷载作用情况计算：（，）=9.61mm消除自重产生的挠度，并考虑挠度长期影响系数，使用阶段挠度值为：二、中板荷载短期效应组合作用下的挠度值，可简化为

44、按等效均布荷载作用情况计算：（，）=12.36mm自重产生的挠度值按等效均布荷载作用情况计算：（，）=9.88mm消除自重产生的挠度，并考虑挠度长期影响系数，使用阶段挠度值为：计算结果表明，使用阶段中板和边板的挠度值满足规范要求。8.2 预加力引起的反拱计算及预拱度的设置预加力引起的反拱按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面净截面确定，边板中板反拱长期增长系数采用，跨中截面反拱计算： (8-2)W跨中截面作用单位力p=1所产生的M图在半跨范围内的面积；一、 边板预加力产生的跨中反拱为：二、中板预加力产生的跨中反拱为：三、小结由于预加力产生长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，所以边板、中

45、板可不设预拱度。第9章 铰缝的抗剪强度验算9.1 铰缝剪力影响线铰缝剪力近似按荷载横向分布理论计算，由铰接板横向分布系数计算，可计算得铰缝剪力影响线：图9-1 铰缝剪力计算示意图一、当单位力P=1作用在铰缝i以左时，铰缝i的剪力 (9-1)二、当单位力P=1作用在铰缝i以右时，铰缝i的剪力 （9-2）计算结果见表9-1荷载按跨中铰接缝剪力最不利布置如图9-2。图9-2 铰缝剪力布置图（cm）表9-1 剪力影响线坐标值位置项目1234567891011120.4610.4050.3120.2270.1650.1200.0890.0660.0510.0400.0340.0300.6090.5690.4830.3700.2680.1960.1450.1070.0820.0640.0540.0480.7170.6880.6260.5240.3990.2920.2160.1600.1230.0960.0810.0710.7950.7740.7300.6560.5360.4200.3090.2300.1760.1370.1160.1030.8520.8380.8060.7530.6630.5650.4340.3230.2460.1930.1630.145Q10.744-0.205-0.148-0.108-0.078-0.056-0.042-0.031-0.024-0.019-0.0