某高速某街至XX寺高速公路11合同段改地方预应力简支T型梁桥设计

1、X X大学土木工程学院毕业设计XX高速XX街至XX寺高速公路11合同段改地方预应力简支T型梁桥设计(一)毕业设计目的毕业设计是专业教学过程的最后一个环节，是学生对所学知识的综合运用。通过毕业设计，使学生较系统的掌握所学的理论知识，同时与工程实际相结合，培养学生实际工作的能力的一个重要实践性教学环节。在教师的指导下使学生能独立地系统地全面完成预应力混凝土简支T形梁桥的初步设计和施工图设计，掌握预应力混凝土简支T形梁桥的设计基本程序和任务。学会搜集资料、考虑问题、分析问题和解决问题的方法，进一步巩固所学课程，并能查阅资料，熟悉、理解和应用公路工程技术标准和公路桥涵设计和施工规范。(二)毕业设计的要

2、求1 .要求学生树立正确的设计观念，理论联系实际的工作作风和认真严谨的工作态度；2 .设计的主要工作应以对预应力简支T型梁桥主体结构的截面选择、内力分析和配筋设计等为主，以保证学生所学的基础及专业知识能够得到充分的应用，并掌握桥梁设计的主要内容。3 .初步设计时，应提出两个以上的方案，经比较后，选择其中一个进行详细设计。4 .对所设计的预应力简支T型梁桥结合所学桥梁工程的知识，应提出相应的施工方案和步骤。5 .要求分析论证、分析计算正确；按有关规定制图，图纸整洁无误。6 .严格遵守设计纪律，按时出勤。(三)毕业设计的工作任务1 .设计题目：XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+2

3、88.50)预应力混凝土T型梁桥设计2 .毕业设计内容(1)设计的主要工作应对XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土T型梁桥设计进行设计。主要包括：截面选择、截面的内力分析和截面配筋设计等，以证学生所学的基础及专业知识能够得到充分的应用，并掌握桥梁设计的主要内容。(2)下部结构设计，包括桥墩、桥台计算。(3)初步设计时，应提出两个以上的方案，经比较后，选择其中一个进行详细设计。(4)对所设计的预应力钢筋混凝土简支箱梁桥结合所学桥梁工程的知识，应提出相应的施工方案和步骤。(5)绘制满足工程要求的结构图、施工图等，图纸数量应符合学校关规定。3.出图要求(1)

4、XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土T型梁桥设计第1页共113页X X大学土木工程学院毕业设计总说明(2) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土布置图(3) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土般构造图;(4) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土钢筋构造图(5) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土力钢束构造图(6) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预

5、应力混凝土板钢筋、横隔板接头构造图(7) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土构造图(8) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土设计图(9) XX街XX寺高速公路11合同庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土T型梁桥总体T型梁桥主梁T型梁桥梁肋T型梁桥预应T型梁桥横隔T型梁桥支座T型梁桥栏杆T型梁桥锚具布置图(四)毕业设计研究的重点和难点1 .研究重点：预应力简支梁桥 T形梁设计方法和步骤，桥墩、桥台的设计和施工。2 .研究难点：桥墩、桥台的设计和施工。(五)本次毕业设计总时间为 15周既第2周至1

6、6周，具体安排如下，第23周，进行毕业设计资料的收集。第35周：布置任务，拟订尺寸，准备计算数据；结构内力计算等；第67周：预应力束的估束、布束、调束等；第8周：计算各项预应力损失等；第910周：进行荷载组合。截面验算；第1112周：主墩、台设计，验算等；第1314周：编制设计说明书，绘制设计图及资料翻译，完善并装订说明书。第15周：教师审核毕业设计说明书。第16周：答辩。第3页共113页X X大学土木工程学院毕业设计(六)毕业设计说明书的要求1 .毕业设计说明书的内容、形式等首先应满足学校有关要求。2 .说明书应包括以下主要内容：(1)设计任务、基本资料。(2)毕业设计中、英文摘要。(3)与

7、设计题目相关的设计理论和技术的简况。(4)详细的计算、设计过程说明，包括计算公式、数据及必要的图表以及自编程序清单等。(5)施工方案和步骤。(6)对本次设计的总结，包括自己的收获、感想及毕业设计中穿在的问题等内容。(7)专业相关中文翻译。(七)主要参考资料1 .公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范JTJ023-852 .公路桥涵设计通用规范3 .公路桥涵地基与基础设计规范4 .结构设计原理叶见曙人民交通出版社19965 .桥梁工程姚玲森人民交通出版社19976 .公路桥涵设计手册-梁桥人民交通出版社1996指导教师:南华大学本科生毕业设计(论文)开题报告设计（论文）题目衡昆高速XX街至XX

8、寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）预应力简支T型梁桥设计设计（论文）题源自选题目设计（论文题目型）工程设计类起止时间2006.3.2006.6一、设计（论文）依据及研究意义：本设计主要为衡昆局速XX街至XX寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）预应力简支T型梁桥设计。根据桥梁博士计算软件、桥梁工程、结构设计原理、公路桥涵设计通用规范、公路钢筋混凝土及切应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）等完成此设计。本设计有利于巩固、深化和扩大所学知识，从而得到全面训练，并了解挡土墙设计及公路设计中的基本知识。二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：本设计主要为衡昆局

9、速XX街至XX寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）预应力简支T型梁桥设计，设计内容主要涉及桥梁纵、横端面设计和平面布置，桥梁方案比选，预应力混凝土T形梁设计。目的使桥梁美观，经济，耐用，大方。三、设计（论文）的研究重点及难点：由于本设计课题为预应力混凝土T形梁，桥梁设计计算繁琐，要参考的规范很多，故预应力混凝土T形梁的设计计算成为本次设计中的难点与要点。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：预应力混凝土T形梁的设计内容和步骤主要包括:2006年3月前毕业实习；2006年3月调查和采集各种场地数据，查找资料；2004年4月初写开题报告和初步设计；2004年4月初到5月底进行

10、整个设计过程；五、进行设计（论文）所需条件：需要所设计路段的地质资料和任务资料。有关设计方面的资料和老师的指导。要准备好设计用的电脑。六、指导教师意见:第9页共113页摘要本次设计的题目是XX街XX寺高速公路11合同段庄田段改地方路1(K0+288.50)预应力混凝土T型梁桥的设计。本设计采用预应力混凝土T型梁桥，跨径布置为(4X20)m,主梁为变截面T型梁。跨中梁高为1.33m,支点梁高为1.33m。桥墩为重力式桥墩、桥台。本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行桥型方案比选，对主桥进行总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行下部结构验算。具体

11、包括以下几个部分：1 .桥型方案比选；2 .桥型布置，结构各部分尺寸拟定；3 .选取计算结构简图；4 .恒载内力计算；5 .活载内力计算；6 .荷载组合；7 .配筋计算；8 .预应力损失计算；9 .截面强度验算；10 .截面应力及变形验算；11 .下部结构验算。关键词：预应力混凝土T型简支梁桥重力式桥墩重力式桥台ABSTRACTThisdesignisofthesamesectionaboutthePingYuanStreetSuoLongMonastery11freewaycontractstolocalfarmlandRoad1(K0+288.50)PrestressedConcretet

12、-shapedsupportedbeambridgedesign.Thebridgebelongstotheprestressedconcretedstructuerwhichisasimplesupportedbeambridge.Thespanarrangementis(4X20)m.ThesuperstructureisvariableTshapedsupportedbeambridge.Theheightofthegirderonthesupportis1.33m,andtheheightofthemiddleis1.33mtoo.Thepierisgravitypier.Theabu

13、tmentisgravityabutment.Thisessayfocusesonthedesignandcalculationprocessofthebridge.Firstly,compareandchooseabestschemefromseveralbridgetypes;andmakeanoverallstructuredesignofthemainspan.Secondlyperformthecalculationoftheinternalforceandreinforcingbaronthesuperstructure.Thirdly,checktheintensity,stre

14、ssanddeflection.Finally,checkthesubstructure.Themainpointsofthedesignareasthefollows.1 .Thecomparisonofseveralbridgetypes;2 .Thearrangementofthebridgetypes;3 .Theunitspartitionofthestructute;4 .Thecalculationoftheinternalforceofdeadload;5 .Thecalculationoftheinternalforceofmovableload;6 .Thecombinat

15、ionofeverykindofload;7 .Thearrangementofprestressedreinforcingbar;8 .Thecalculationoftheprestressedloss;9 .Thecheckofthesectionintensity;10 .Thecheckofthesectionstressanddeflection;11.Thecheckthesubstructure.Keywords:PrestressedconcteteTshapedsupportedbeambridgeGravitypierGravityabutment目录二工程概况及方案比选

16、1（一）概述1（二）工程概况1（三）方案比选6二、主梁设计8（一）设计概况及构造布置8（二）横截面布置8（三）梁毛截面几何特性计算10（四）主梁内力计算16（五）预应力钢束的估算及其布置33（六）主梁截面几何特性计算39（七）钢束布置位置（束界）的校核41（八）钢束预应力损失估算43（九）预加应力阶段的正截面应力验算48（十）使用阶段的正应力验算49（十一）使用阶段的主应力验算51（十二）截面强度计算58（十三）锚固区局部承压验算61（十四）主梁变形（挠度）计算64三、行车道板计算66四、重力式桥台设计70（一）设计资料70（二）设计方法与内容70五、重力式桥墩设计84（一）设计资料84（二）

17、设计方法与内容84参考文献102谢辞103X X大学土木工程学院毕业设计大力发展交通运输事业，是加速实现四个现代化的重要保证。四通八达的现代交通，对于加强全国各族人民的团结，发展国民经济，促进文化交流和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泽纵横全国，在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁，并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现，还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁，在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。、工程概况及方案比选（一）概述XX街至XX寺高速公路是国道主干线GZ75（衡阳南宁昆明公路）位于

18、云南省境内罗村口至昆明公路的重要段落，是云南省列为“九五”和“十五”期间改造的六条主要干线公路之一。它途径红河、文山两个地州的弥勒、开远、砚山等市县，东连广西省，南接国家级边境口岸那发、河口、船头等，西接国道主干线GZ40及国道326线、国道323线，服务于滇中、滇东、滇南、滇东南等广阔地域，是云南省出海通边的主要通道，对云南乃至大西南的经济发展起着十分重要的作用。路线地处云南东南部，位于东经102°43'103°20',北纬2450'25°02'之间。本设计路段为XX街XX寺高速公路11合同段庄田段,属于改地方路1。此桥梁主要用于

19、连接攀枝花村和庄田村。（二）工程概况1 .地形地貌XX街XX寺高速公路路线起点位于砚山县XX镇，止点位于弥勒县朋普镇。行政区划包括文由州、红河州。路线所经区域位于云贵高原南缘，属滇东南高原及滇中湖盆高原，根据地貌成因可分为三个小的地貌单元。本工程位于第三地貌单元内，即：K124+100K128+200段内，该地段以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积和地表河流侵蚀堆积作用为主，呈现出溶蚀断馅盆地的地形地貌特征2 .水系路线所经区域属南盘江水系、地表水主要有绿水塘河、南盘江、甸西河。绿水塘河、甸西河均系盘江支流。根据南盘江流域洪水调查资料汇编江边站资料、江边彳S水文站19541969年实测

20、流量资料及朋普七孔桥站实测流量资料，南盘江最大洪峰流量5410米3/秒（1910年），最枯流量21.1米3/秒（1963年），另外根据水文资料计算，南盘江桥位于1/100的洪水水位标高为1012米，1/300的洪水水位标高为1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒（1915年），最枯流量0.303 一米/秒（1958年）。3 .气候路线所经地域位于东经102°43'103°20',北纬24°50'25°02'之问，主要属于亚热带高原季风气候。干旱季节分明，夏季多雨湿热，冬春少雨干燥。气候随海拔高度变化明显，具垂直分带特

21、征。鹰嘴岩段（K94+000）至止点段（庄田段），位于海拔10001300米的河谷及盆地地段，年平均气温19.2°C,最高气温38.2°C,最低气温-25C,平均年降水量795毫米，平均年蒸发量1334.1毫米左右。路线所经区域内降雨量多集中在69月，占全年降雨量的66%83%,蒸发量最大在35月，气温最高是57月，气温最低是12月至次年2月。总的来说，路线所经区域的气候特点是：降雨丰沛，热量充足，寒、旱、风等灾害天气少，光、热、水分配合理。4 .地震路线所经区域地震活动频繁，是影响区域稳定性的主要因素。据历史地震记录，区内破坏性地震有9次。1919年12月21日，开远发生

22、5.5级地震，地震烈度7度；1929年3月22日，区内西北角东经103°00',北纬24°00'发生6.3级地震，地震烈度8度；1950年9月13日，个旧发生5.8级地震，地震烈度8度；1953年5月14日，小龙潭发生5级地震，地震烈度7度；1970年1月5日通海地震，波及本区段，造成部分房屋开裂或破坏。区内地震多发生在西部，而东部较少。东部区域内地震烈度一般在56度，基本属相对稳定地区。西部地区地震活动频繁，有震次增多，震级减少趋势，历次地震烈度达68度。据云南省地震局地震队资料，现今地壳垂直变形明显，相对变化达50毫米，说明地壳仍在活动，属于不稳定地区，

23、有可能发生破坏性地震。区内西部地震活动频繁，其震中多位于南北向断裂带及开远山字型构造的较接复合部位，且多伴有温泉出露。根据中国地震烈度区划图和云南省各县区地震烈度分区，本公路庄田段基本地震烈度为：叩度基本地震烈度区。根据建筑抗震设计规范(GB500112001)的规定，庄田段设计基本地震加速度值为0.15g。构造物按交通部部颁公路工程抗震设计规范要求设计。5 .工程地质及水文地质评价(1)地质构造本区域经历了多次构造变动，多种构造相互叠加，构造行迹比较复杂，影响本区域的构造体系主要有：开远山字型构造体系、南北向构造体系、北西向构造体系。路线K123+000止点K128+200一带为南北向构造影

24、响区域。路线所经区域有南北向构造主干大断裂期普开远个旧断裂于K124+400附近穿越该区域，为第四系地层所覆盖。期普溶蚀断馅盆地即为该断裂所控制形成。(2)地层岩性K124+100K128+200一带分布河湖相黄色、灰白色粘土(其中灰白色粘土具膨胀性)，灰黑色泥炭土，记忆砂、砾石土。(3)岩土物理力学指标：岩石物理力学性质指标统计表表1.1岩石名称密度(g/cm3)吸水率%孑L隙率%平均软化系数抗压强度(Mpa)动弹性模量Ed(MPa)动泊松比(科)湿干天然状态浸水饱和灰岩白云灰岩2.592.762.512.740.93.52.38.80.860.8732.450.620.3101.8一一2.

25、652.620.71.80.8252.639.257134.70.28砂岩2.732.702.14.70.93107.6109.366981.10.302.622.88.66.92.8粉砂岩2.732.664.111.00.729.113.136409.60.282.632.632.15.67.92.7页岩2.822.744.912.40.6911.411.821667.60.32土体物理力学性质指标统计表表1.2天然土饱天然含塑液塑液内聚内压缩压缩自密度粒和孔隙水限限性性力摩系数模量由P。比度比e。量Wl指指C擦a1-2ES1-2膨,3重Srp%数数角MPaMPa胀g/cmGsIpIikPa

26、j率%OFs%1.642.74850.7024285123<039.61.90.0915.82202.022.861001.655852118510.49134.425.40.1421.80881.642.66880.93833.6367234<067.61.90.114.86401.912.851001.655854128860.49134.415.00.1519.04881.772.72700.631716248<05421.70.073122.062.79991.4362541170.766222.60.08313.71.342.78851.0135244218<

27、0716.60.04851.872.861001.318762101390.644925.10.200216 .水文地质条件路线所经区域地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。K124+100K128+200路段所在区域为期普溶蚀断馅盆地，地表有甸西河流经区内，地下水埋深较浅，平均埋身1.27米，地下水类型为HCO3Ca型水，局部为HCO3Ca.Mg(Na)型水。7 .不良地质地段本段路路线所经过区域不良地质地段分布广泛，种类繁多，主要不良地质地段类型有膨胀土、崩塌、泥石流、滑坡、溶岩漏斗、软弱土地基等。膨胀土主要分布于XX街构造溶蚀盆地、期普溶蚀断馅盆地等段。崩塌主要分布于

28、飞鱼泽至底打段。泥石流主要分布于飞鱼泽至底打段。滑坡主要分布于飞鱼泽至底打段。溶岩漏斗主要分布于XX街至老玉坡段。软弱土地基段落主要分布玉朋普溶蚀断馅盆地内。8 .工程地质条件及水文地质条件综合评价该段路线穿越区为期普溶蚀断馅盆地，以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积作用和地表河流侵蚀堆积作用为主。该段地层以粘土、亚粘土、泥炭土、砂、砾石土为主。地下水埋深较浅、平均埋深1.27米，地基承载力值较低。主要不良地质现象有软土和膨胀土，软土段落有K124+250K124+400、K124+700K125+300、K125+700K126+550、K128+150K128+940四段。前三段为

29、甸西河河床所流经处，因河流位置变更，地形低洼，地下水、地表水汇集长期浸泡而成。地表粘土呈软塑状，局部段落存在泥炭土，但成硬塑状，价值埋藏较深，对路基影响较小，因此这三段可抽取地表水，采用换填碎石、抛石挤淤等浅层方法处治。K128+150K128+940一段为沼泽相软土，需做深层处治。膨胀土段落有K126+600K128+200一段，岩性为褐红、褐黄夹灰白色粘土，路线K127+250K128+050一段为挖方地段，所取费方不可用做路堤填料。K124+000第13页共113页X X大学土木工程学院毕业设计K128+200一段路堤填料可用K124+000处深挖方及附近料场、攀枝花村后山石料场碎石土填

30、筑。(三)方案比选1 .比选方案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，比如南京长江大桥，其桥下净空过小，导致高吨位级轮船无法通行，影响长江上游城市的发展。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。2 .方案编制(1)悬臂桥图1.1(2)T型钢构桥图1.2图1.43 .方案比选方案比选表表1.3悬臂桥T形刚构桥预应力混凝土间支T形梁桥斜拉桥适用性1 .桥墩上为单排支座，可以减小桥墩尺寸2 .主梁图度可较小，降低结构自重，怛载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础

31、不均匀沉降等影响，容易造成行车不顺1.施工方便。2.适合中小跨径。3.结构尺寸标准化。跨越能力人安全性1.在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2.梁翼缘受拉，容易出现裂缝，雨水浸入梁体成为安全隐患建国初期大量采用目前国内大量采用，安全，行车方便。1 .行车平稳2 .索力调整工序比较繁复，施工技术要求局美观性做成变截面梁较漂亮结构美观结构美观具有现代气息，结构轻盈美观。经济性支架昂贵，维修费用局造价较低，工期较短造价第二，用钢量大造价最高纵观桥梁的发展，悬臂桥已经基本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的E邠§、跨河大桥，T形钢构桥容易受地震等影响，云南省多地震，

32、以及经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土T形梁桥。二、主梁设计（一）设计概况及构造布置1.设计资料（1）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：汽车20级；挂车100级；人群：3KN/m2;每侧栏杆、人行道的重量分别为1.52KN/m和3.6KN/m。（3）材料及工艺：混凝土：主梁用40号，人行道，栏杆及桥面铺装用20号。预应力钢束采用符合冶金部YB255-64标准的Is5mm碳素钢丝，每束由24丝组成。普通钢筋直径大于和等于12mm的用16Mn钢或其它II级热轧螺纹钢筋；直径小于12mm的均由I级热轧

33、光钢筋。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，采用45号优质碳素钢结构钢的锥形锚具和直径50mm抽拨橡胶管。（二）横截面布置1 .主梁间距和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p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。交通部公路桥涵标准图（78年）中，钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支T形梁跨径从16m到40m,主梁间距均为1.6m（留2cm工作缝，T梁上翼沿宽度为158cm）。考虑人行

34、道适当挑出，净一7附2X0.75m的桥宽则用五片。2 .主梁跨中截面细部尺寸（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,本设计取1.33m。主梁截面细部尺寸：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4X4.875m,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20cm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。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1/1

35、5。标准图的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要来确定，实践表明马蹄面积占截面面积的10%20%为合适。这里设置马蹄宽度为32cm,高度18cm。马蹄与腹板交接处做成450斜坡的折线钝角，以较小局部应力。这样的配置，马蹄面积占总面积15.75%,按上述布置，可绘出预制梁跨中截面，如图2.1所示。马蹄从四分点开始向支点逐渐抬高，在距梁端一倍梁高范围内（133cm）将腹板加厚到与马蹄同宽。变化点截面（腹板开始加厚区）到支点的距离为123cm,中间还设置一节长为30cm的腹板加厚的过渡段。图2.1预制梁跨中截面图（2）桥面铺装：采用20号混凝土，坡度由桥面铺

36、装层找平第17页共113页X X大学土木工程学院毕业设计T 口口I - I截面n n截面图2.2桥横截面图a-L-LI门H '：.变化点截面IHU1U40 qE座处第21 页共113页I图2.3主梁纵截面（三）梁毛截面几何特性计算1.截面几何特性预制时翼板宽度为1.58m,使用时为1.60m,分别计算这二者的截面特征。计算公式如下：毛截面面积：Am="，Ai各分块面积对上缘的面积矩：Si=Aiyi毛截面重心至梁顶的距离ys=".Si/Ai毛截面惯性矩计算用移轴公式：Im-<|iiAi（yi-ys）2Ii+,：A（yi-ys）2式中Am分块面积yi分块面积的重心

37、至梁顶的距离ys毛截面重心至梁顶的距离Si各分块对上缘的面积矩Ii分块面积对其自身重心轴的惯性矩。中主梁跨中毛截面的几何特性在预制阶段如图2.1,及表2.1跨中截面（跨中与L/4截面同）毛截面几何特性表2.1分块号分块面积Ai(cm2)yi(cm)Si=Ai*yi(Cm3)(ys-yi)(cm)，、2Ix=Ai(ys-yi)(Cm4)Ii(Cm4)11364454440.618.725X1052M71M835=0.0610512852121022432.69.055X105一一，一32M71M125=0.068x10536184057.5105800-12.953.062X10316M1153

38、5=20.28x1051264112.37187-67.752.933X102黑8父835=0.00228x1053657612471424-79.436.313X105332M1835-0.15610512合计Am=ZAi=4468工Siys-AAm=44.6yx=133-44.6=88.4zS=199179工Ix=70.0881。工Ii=20.57105I=eI+yI1mJ'xJ1i_5=90.658105同时，用桥梁博士软件也可得出一致的结果。软件使用例子：设计-截面设计-创建新文件。使用界面如下：选才¥T型，然后进行几何参数设置。计算书如下：<<桥梁博士&

39、gt;>截面设计系统输出文档文件盛云华设计文件l.sds文档描述：jk任务标识：def任务类型：截面几何特征计算截面高度：1.33mX X大学土木工程学院毕业设计计算Z果：基准材料：JTJ023-85:40号混凝土基准弹，f模量：3.3e+04MPa换算面积：0.447m*2换算卜M矩：9.07e-02m*4中性轴高度：0.884m沿截面高度方向5点换算静矩（自上而下）:主截面：点号：tWj度(m)：静矩（m*3）11.330.020.9988.87e-0230.6658.59e-0240.3336.54e-0250.00.0计算成功完成边主梁截面与中主梁的翼缘宽度有差别，翼缘159cm

40、：如图2.4:图2.4边主梁截面现在使用桥梁博士来计算毛截面几何特性：<<桥梁博士>>-截面设计系统输出文档文件盛云华边主梁跨中横截面几何特性.sds第29页共113页文档描述：截面特性任务标识：11任务类型：截面几何特征计算感湎高度：1.33m计算Z果：基准材料：JTJ023-85：40号混凝土基准弹T模量：3.3e+04MPa换算面积：0.448m*2换算惯矩：9.09e-02m*4中性轴高度：0.885m（自上而卜）：沿截回局度方向5点换算静矩主截回：点号：tWj度(m)：静矩(m*3)11.330.020.9988.9e-0230.6658.61e-0240.3

41、336.55e-0250.00.0计算成功完成即Am=0.448%yx=0.885m,Im=909。2.检验截面效率指标p以跨中截面为例：上核心矩：KaIm_590.658105=23.0cm446888.4下核心矩:KxIm工Ays_590.658105446844.6=45.5cmKsKx23.045.5截面效率指标：P=0.515>0.5h133根据设计经验，预应力混凝土T型梁在设计时，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(四)主梁内力计算1 .恒载内力计算(1)主梁预制时的自重(一期恒载)gl:此时翼板宽1.58m按跨

42、中截面计算，主梁每延米自重(即先按等截面计算)中主梁：g；=0.4468X25=11.17kN/m(0.4468为Am,25为40号混凝土的容重，单位kN/m3)内、外边梁：g；=0.448X25=11.2kN/m由马蹄增高抬高所形成的4个横置的三棱柱重力折算成的包载集度：4g2(4.87-51.150.15)(0.360.18)20.0825/19.96=0.1KNm由梁端腹板加宽所增加的重力折算成包载集度：g3=2(0.593-0.4468)(0.231.100.15)25/19.96=0.5420KN/m(式中0.593为主梁端部截面积，主梁端部截面如图2.5)图2.5主梁端部截面边主梁

43、的横隔梁:图2.6内横隔梁图1110.15乂1.15271-908+0.2)父0.71-父0.08父0.08-(0.42+0.7)父0.2-0.7父0.1_222=0.079335n3端横隔梁体积：110.151.150.63-(0.080.18648)0.63-(0.420.7)0.2-0.70.1=0.06879m3.g4=(30.07933520.06879)25/19.96=0.4704KN/m第一期恒载4g1='gi=11.170.140.54200.4704i1=12.3224KN/m(2)栏杆、人行道、桥面铺装(三期包载)g3：一侧栏杆1.52kN/m,一侧人行道3.60

44、kN/m；1桥面铺装层，见图2.2:2(0.070.123)7.025=16.8875KN/m现将两侧栏杆、人行道和桥面铺装层包载简易地平均分配到5片主梁上，则:1SC，g2=-12(1.523.60)16.8875.1-5.4255KN/m5(3)主梁恒载内力计算如图2.8所示，设x为计算截面离左支点的距离，并令a,则：l主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：M：1 22 -(1 - - )1 g-1Qa=2(1-2a)lg恒载内力计算见表2.2计算数据l=19.50ml2=380.25m2项目gi12Ma=2a(1-a)lgi-1Qa="2(1-2a)lgi跨中四分点变化点四分点变化点

45、支点a0.50.250.07180.250.071801-a(1-a)20.1250.09380.03331一(1-2a)20.250.42820.5一期恒载g112.3224585.699439.509156.03060.072102.891120.1434二期恒载g25.4255257.881193.51468.69926.44945.30252.899恒载内力(1号梁)计算表表2.22.活载内力计算(修正刚性横梁法)(1)冲击系数和车道折减系数按“桥规”第2.3.2条规定，对于汽20,根据内插法得：1+N=1+1.3T0(45-19.5)=1.1912545-5按“桥规”2.3.5条规定

46、，平板挂车不计冲击力影响，即对于挂车100,1+卜=1.0按“桥规”2.3.1条规定，对于双车道不考虑汽车荷载折减，即车道折减系数小=1.0图2.8 恒载内力计算图(2)计算主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数mc如前所述，该设计采用5片横隔梁，3片内横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为:1_19.50B 5 1.60= 2.4375 2所以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mca.主梁抗扭惯矩It对于T型梁截面，抗扭惯矩可近似按下列公式计算:mIT="cbtii=1式中：bi和ti相应为单个矩形截面宽度和厚度;c矩形截面抗扭刚度系数；m梁截面

47、划分为单个矩形截面的个数。对于跨中截面，翼缘板的平均换算厚度：t8120=14cm；2X X大学土木工程学院毕业设计马蹄部分的平均换算厚度：t3=18+26=22cm，2图2.9给出了It的计算图式，It的计算见表2.31T计算表表2.3分块名称b(cm)ti(cm)ti/bG334Iti=Cibti(M10m)翼缘板160140.08751/31.46347腹板97160.16490.2983711.18546马蹄32220.68750.1915000.65251E3.30144其中G根据桥梁工程表252内插求得图2.9It计算图式b.计算抗扭修正系数B此设计主梁间距相同，并将主梁近似看成等

48、截面，由桥梁工程式2540'得:11皆(B)2.-与主梁片数n有关的系数，当n=5时，上=1.042,B=8.0m,l=19.50m,I-0.090658m4桥梁工程P112规定，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E,代入计算公式求得：0=0.91256c.按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值:j1小n'、ai2i1式中:n=5,a1=3.2m,a2=1.6m,a3=0,a4=-1.6m,a5=-3.2m则:n,2222、ai=2(3.21.6)=25.6mi1计算所得的nj值列于表2.4内横向影响线竖坐标值表2.4梁号e(m)11(或，)，4(或n4i)%5(或n5i)

49、13.20.56500.0175-0.165021.60.38250.10870.0175300.20.20.2d.计算荷载横向分布系数1、2、3号主梁的横向影响线和最不利布载图式如图2.10所示。对于1号梁，则：一11汽20mca=“1i=1(0.5423+0.3375+0.1896-0.0151)=0.52715q2211挂一100mcg=-Hi=1(0.4854+0.383+0.2806+0.1783)=0.331844人群荷载mcr=0.6417支点的荷载横向分布系数m。如图2.11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：汽一20mo。=0.

50、434oq挂一100moa=0.140og人群荷载mor=1.42275 -700图2.10跨中的横截面分布系数mc计算图式横向分布系数汇总（见表2.5）1号梁活载横向分布系数表2.5荷载类别mcm。汽200.527150.434挂1000.33180.140人群0.64171.422第41页共113页图2.11支点的荷载横向分布计算图式用“桥梁博士”软件计算横向分布系数如下:DHW”引"_回信皿",7I闾斗国/回1©Wt|tw|!当前文件描而一当前任务类EffS一当前任务标保守3任务情单列东三分靖构落荷我信息汽车有戟汽TQ线汽T5级;我磁广汽超TO级r不计汽庠荷载桂丰荷敢挂刊（啜柠ft-100挂T2邀r不计挂车荷载人行荷载人群集度:F