广深沿江高速公路大理路高架桥标准图设计

1、 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 方程段 1 部分 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 1 h * MERGEFORMAT 学 号：201114770208毕业设计说明书GRADUATE DESIGN设计题目： 广深沿江高速公路大理路高架桥标准图设计学生姓名：专业班级：学 院：建筑工程学院指导教师：年月日华北理工大学建筑工程学院摘 要-PAGE 52-PAGE 49-摘 要预应力混凝土先简支后连续箱梁桥是预应力桥梁的一种，我国自50年代中期开始修建

2、预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但对近年来的发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已到达相当高的水平。本设计拟以广深沿江高速公路大理路高架为设计对象，采用孔跨25米装配式预应力混凝土连续箱梁，下部结构为双柱式桥墩，桩基均为钻孔桩基础。本次设计的主要内容包括：桥型布置，结构中每部分尺寸拟定；选取计算结构简图；计算横向分布系数；恒载内力计算；活载内力计算；主梁截面的几何特性的计算；预应力钢束的估算及布置；钢筋预应力损失计算；主梁的截面强度与应力验算；支座设计；盖梁的设计；墩

3、柱的设计，并按规范进行相关检算。关键词 箱梁；内力计算和校核；上部结构；下部结构AbstractAbstractAbstractPrestressed concrete simple supported continuous box girder bridge is a prestressed concrete bridge, in China since the mid 1950s began construction of prestressed concrete beam bridge, has more than 40 years of history, than the Europe

4、an started late, but in recent years the development of rapid, in the ever-changing of prestressed concrete bridge design, structure analysis, experimental study, prestressed materials and process equipment, construction technology, technical design and construction technology of prestressed concret

5、e girder bridges have reached the very high level.This design is intended to Guangzhou Shenzhen Expressway along the Yangtze River Dali road elevated as the design object, the hole cross 25 meters assembled prestressed concrete continuous box beam, substructure is double column bridge pier, pile fou

6、ndation are bored pile foundation. The main contents of the design include: bridge layout, structure size of each part worked. Select the structure calculation diagram; transverse distribution coefficient calculation; calculation of the internal force of dead load; live load internal force calculati

7、on; calculation of the geometric characteristics of the girder; prestressed steel beam estimates and arrangement; calculating the loss of prestress; girder cross-section strength and force calculation; support design; beam design; design of pier and according to the specification were inspection.Key

8、words Box girder；internal force calculation；superstructure；substructure目 录目 录目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421800427 摘 要 PAGEREF _Toc421800427 h I HYPERLINK l _Toc421800428 Abstract PAGEREF _Toc421800428 h II HYPERLINK l _Toc421800429 第1章 绪论 PAGEREF _Toc421800429 h 1 HYPERLINK l _Toc421800430

9、1.1 选题背景 PAGEREF _Toc421800430 h 1 HYPERLINK l _Toc421800431 1.2 箱梁特征 PAGEREF _Toc421800431 h 1 HYPERLINK l _Toc421800432 1.3箱梁的发展前景 PAGEREF _Toc421800432 h 1 HYPERLINK l _Toc421800433 1.4 本章小结 PAGEREF _Toc421800433 h 2 HYPERLINK l _Toc421800434 第2章 预应力混凝土箱梁 PAGEREF _Toc421800434 h 3 HYPERLINK l _To

10、c421800435 2.1设计资料 PAGEREF _Toc421800435 h 3 HYPERLINK l _Toc421800436 2.1.1基本资料 PAGEREF _Toc421800436 h 3 HYPERLINK l _Toc421800437 2.1.2设计要求 PAGEREF _Toc421800437 h 4 HYPERLINK l _Toc421800438 2.2 结构尺寸 PAGEREF _Toc421800438 h 5 HYPERLINK l _Toc421800439 2.3 结构主梁内力计算 PAGEREF _Toc421800439 h 8 HYPER

11、LINK l _Toc421800440 2.3.1 结构重力的内力计算 PAGEREF _Toc421800440 h 8 HYPERLINK l _Toc421800441 2.3.2 可变荷载系数计算 PAGEREF _Toc421800441 h 10 HYPERLINK l _Toc421800442 2.4 结构主梁横向分布系数计算 PAGEREF _Toc421800442 h 10 HYPERLINK l _Toc421800443 2.5活载内力计算 PAGEREF _Toc421800443 h 12 HYPERLINK l _Toc421800444 2.6 主梁内力组合

12、 PAGEREF _Toc421800444 h 15 HYPERLINK l _Toc421800445 2.7预应力相关计算 PAGEREF _Toc421800445 h 16 HYPERLINK l _Toc421800446 2.7.1预应力钢束的估算 PAGEREF _Toc421800446 h 16 HYPERLINK l _Toc421800447 2.7.2预应力钢束布置 PAGEREF _Toc421800447 h 17 HYPERLINK l _Toc421800448 2.7.3主梁截面几何特性计算 PAGEREF _Toc421800448 h 17 HYPERL

13、INK l _Toc421800449 2.7.4钢束预应力损失 PAGEREF _Toc421800449 h 18 HYPERLINK l _Toc421800450 2.8主梁截面强度 PAGEREF _Toc421800450 h 22 HYPERLINK l _Toc421800451 第3章 下部结构设计和验算 PAGEREF _Toc421800451 h 24 HYPERLINK l _Toc421800452 3.1 支座设计和验算 PAGEREF _Toc421800452 h 24 HYPERLINK l _Toc421800453 3.1.1支座截面计算 PAGEREF

14、 _Toc421800453 h 24 HYPERLINK l _Toc421800454 3.1.2支座厚度 PAGEREF _Toc421800454 h 24 HYPERLINK l _Toc421800455 3.1.3支座偏转 PAGEREF _Toc421800455 h 25 HYPERLINK l _Toc421800456 3.2盖梁设计 PAGEREF _Toc421800456 h 26 HYPERLINK l _Toc421800457 3.2.1盖梁荷载计算 PAGEREF _Toc421800457 h 26 HYPERLINK l _Toc421800458 3.

15、2.2 内力计算 PAGEREF _Toc421800458 h 31 HYPERLINK l _Toc421800459 3.3 桥墩桥台设计和验算 PAGEREF _Toc421800459 h 33 HYPERLINK l _Toc421800460 3.3.1 设计要点 PAGEREF _Toc421800460 h 33 HYPERLINK l _Toc421800461 3.3.2 桥墩设计材料 PAGEREF _Toc421800461 h 33 HYPERLINK l _Toc421800462 3.3.3桥墩荷载计算 PAGEREF _Toc421800462 h 34 HY

16、PERLINK l _Toc421800463 3.3.4墩柱配筋设计 PAGEREF _Toc421800463 h 36 HYPERLINK l _Toc421800464 第四章 施工组织设计 PAGEREF _Toc421800464 h 39 HYPERLINK l _Toc421800465 4.1先简支后连续箱梁施工 PAGEREF _Toc421800465 h 39 HYPERLINK l _Toc421800466 4.1.1施工工序 PAGEREF _Toc421800466 h 39 HYPERLINK l _Toc421800467 4.1.2结构特点 PAGEREF

17、 _Toc421800467 h 40 HYPERLINK l _Toc421800468 4.1.3 施工要点 PAGEREF _Toc421800468 h 40 HYPERLINK l _Toc421800469 4.2下部结构施工 PAGEREF _Toc421800469 h 45 HYPERLINK l _Toc421800470 结 论 PAGEREF _Toc421800470 h 48 HYPERLINK l _Toc421800471 参考文献 PAGEREF _Toc421800471 h 49 HYPERLINK l _Toc421800472 谢 辞 PAGEREF

18、_Toc421800472 h 50 华北理工大学建筑工程学院第1章 绪论第1章 绪论1.1 选题背景广州至深圳沿江高速公路位于狮子洋、伶仃洋东岸，先后经珠江三角洲经济最发达的广州、东莞及深圳等地区，起于黄浦经济技术开发区，与G107（规划的黄埔大道快速路）连接，终于深圳市南山区月亮湾，与深港西部通道连接，是继广深高速公路之后粤港之间的第二条南北向主要大通道。本项目直接衔接了广州港、龙门港及深圳机场等区域重要港口和机场，形成了机场、港口客货流的快速集疏通道。本项目的建设，对促进沿线区域经济的快速发展，形成了沿江经济开发带以及粤港经济的共同发展，完善地区综合运输体系，同时对提高粤港之间通道公路通

19、行能力，满足日益增长的交通需求，缓解既有的广深高速公路的交通压力等方面都具有重要作用。1.2 箱梁特征钢筋混凝土组合而成的箱梁充分发挥了钢材和混凝土材料的优越性能，钢材受拉性能好，混凝土受压性能好的特点。通过剪力连接将两种材料结合成为共同受力的新型结构。钢筋混凝土组合箱梁的自重轻、地震作用小、结构尺寸小、使用空间大、基础造价低、工序简单、施工工期短等优点。我国已经建成了很多钢筋混凝土箱梁桥。桥梁工程作为一门独立的科学技术被确认，不再是仅凭桥梁设计者们智慧和经验的创造过程。它已发展成融理论分析、设计、施工控制及管理于一体的系统性学科。当桥梁承受偏心荷载时，箱形截面梁抗扭刚度大，内力分布比较均匀；

20、在桥梁处于悬臂状态时，具有良好的静力和动力稳定性，对悬臂施工的大跨度梁桥尤为有利。由于箱型截面整体性能好，因而在限制车道数通过车辆时，可以超载通行。1.3箱梁的发展前景随着交通建设事业的发展，大量的预应力混凝土简支箱梁被广泛应用。箱型梁桥在材料，工艺，土建以及施工技术,都有丰富的理论和实践经验。尤其是随着部分预应力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能受拉与开裂的约束,大大扩展了它的应用范围。预应力混凝土已成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预应力技术已扩大应用到型钢，砖，石，木等各种结构材料,并用以处理结构设计，施工中用常规技术难以解决的各种疑难。我国预应力混凝土箱型梁的起步较晚,但发展迅

21、速,应用数量庞大。我国近年来在土木工程投资方面，建设规模方面均居世界前列。在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了巨大进步。近来二三十年来,我国预应力混凝土箱型梁发展很快,无论在桥型，跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。1.4 本章小结主要阐明设计箱梁桥的需求来源以及箱梁桥的应用性，先进性，发展前景，为接下来的设计方案提供了需求分析，有利于设计方案与实际相结合。华北理工大学建筑工程学院第2章预应力混凝土箱梁第2章 预应力混凝土箱梁2.1设计资料2.1.1基本资料（1）地形地貌本桥位于东莞市，主要为三角洲平原地貌，局部见低矮残丘。平原总体

22、平坦开阔，地面高程一般0.25.0m，大部分为香蕉园，部分为鱼塘区，地表水系十分发育，河涌、河叉沟渠纵横交错。（2）气候气象本地区位于南亚热带海洋气候，春秋风和日丽，夏炎冬暖，有时酷热，偶有严寒；夏长冬短，雨季颇长，降水丰沛，日照充足，干旱不明显。据历年统计资料，测区年平均气温22.4C，极端最高气温38.7C，极端最低气温0.5C。年平均降水量1775mm，以49月降雨量最多，暴雨集中在79月，特大暴雨量200mm，称为汛期高潮，24小时最大降雨量达341.8mm，1小时可达99.4mm，11月至翌年2月为旱季，降雨量相对稀少，仅占全年的10%，日降雨量10%。年降雨量大于蒸发量。区内以季风

23、为主，冬天多北风，风力24级，风力风向较稳定。11月份至翌年1月份，多有寒潮伴有冷空气大风，每年的79月有23次的台风和热带风暴，最大平均风速26m/s，最大瞬时风速35m/s（相当于最大风力12级以上），并伴随爆雨狂潮，造成江何暴涨，洪涝成灾，具有较大的灾害性。（3）地层岩性区内地层有人工填筑土、第四系全新统和上新统海陆交互相沉积层如亚粘土、淤泥、细砂、中粗砂等，基岩为下第三系（E1）灰色页岩及白垩系上统（K2）含砾砂岩，两者为整合接触关系。（4）地质构造地震动峰值加速度为0.10g，地震动反映谱特征周期0.55s。根据场地土物探剪切波速测试计算，断内场地土为：中软场地土；场地类别为类。（5

24、）工程地质评价桥址区为三角洲平原地貌，区内主要为鱼塘和经济作物，上覆第四系海陆交互相沉积层，分布较厚的软土层，其下为冲洪积相沉积层，主要为砂层，下伏基岩为晚白垩系含砾砂岩，弱风化带埋深28.841.5m；地表水、地下水较发育，对混凝土无腐蚀性；特殊性岩土为软土，工程地质条件一般。（6）沿线河流水系桥址内有一平原小河流，水面宽约18米，河岸、主槽稳定，自然河岸，小里程河岸外多民房，大里程河岸外多鱼塘。桥位附近河道较顺直，线路法线方向与主槽流向呈8度。本桥水文三要素为: H1/1003.24m，Q1/100179.3m3，V1/1001.54m/s。水文不控制设计。2.1.2设计要求（1）桥梁跨径

25、及桥宽对于梁式桥，计算跨径一般是支座中心线间距离。简支梁支座中心线一般距离梁端30-50cm不等。25米预制梁根据伸缩量而定。由于一联的设计用80型，所以预制梁长24.92米，计算跨径23.92米。标准跨径为25m，主梁预制长度为24.92m ， 桥面净空为净19.85m+20.5（防撞护栏）m（2）设计荷载为公路级，防撞护栏为8.64KN/m，桥下净空为5米（3） 材料种类以及材料特性混凝土：立方强度R=50Mpa，弹性模量Ec=345000Mpa，轴心抗压强度标准值,抗拉强度标准值,轴心抗压强度设计值，抗拉强度设计值。钢丝：钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线=15.2mm，弹性模量Ep=1

26、950000Mpa，单股面积Ap=1.39mm，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，相对界限受压区高度=0.4。钢筋：直径12mm采用R235（原级钢筋）弹性模量Es=210000Mpa，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值；直径12mm采用HRB335（原级钢筋）弹性模量Es=200000Mpa，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值。（4） 道路等级为高速公路，双向八车道；桥梁标准宽度：219.85m；设计洪水频率：大、中、小桥及涵洞1/100；地震动峰值加速度：0.1g（对应地震基本烈度VII度，按VIII度设防）（5）其他：波纹管及锚具：装配式预应力砼连续箱梁、桥墩盖梁采用镀锌双波金属波纹管，真空辅助压

27、浆；锚具采用自锚系列优质锚具及与之配套的千斤顶，技术指标必须满足国标要求。伸缩缝：80型采用仿毛勒式型钢伸缩缝，160型采用深埋式双型钢伸缩缝，技术条件应符合交通部行业标准JT/T3272004的规定。支座：装配式预应力砼25、30m连续箱梁采用GJZ板式橡胶支座和GJZF4聚四氟乙烯滑板式橡胶支座；斜转正段采用GYZ圆板式橡胶支座和GYZF4聚四氟乙烯圆板式橡胶支座。支座性能应符合交通部行业标准JT/T4-2004的规定。桥面排水系统：PVC、UPVC工程塑料管材（上跨既有路及规划路处应加铺地面横向排水管将雨水排入地面层排水系统） .桥面防水采用水泥基渗透结晶型系列防水材料。性能要求：吸水率

28、降低比85%，渗透深度34mm，水蒸汽透过率90%，具有耐热性、耐碱性、耐酸性。砂石水的质量要求均按公路桥涵施工技术规范有关条文办理。2.2 结构尺寸主梁间距和主梁片数如下：（1）主梁间距采用3.0m，其横截面布置形式如图2-1。图2-1横断面布置（2）主梁尺寸拟定（a）箱梁高度预应力混凝土简支梁的主梁高跨比通常为1/151/25。考虑主梁建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约为1/171/19。本设计主梁高度取1.4m，其高跨比为1/18.75。(b) 箱梁顶、底、腹板的厚度箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，确定厚度为14cm；近梁端底板厚度除考虑受力要求外，还要考虑布置预应力钢束道的

29、需要，拟定厚度为24cm，其余部分为14cm；近梁端腹板厚度考虑布置预应力钢束道的需要和抗剪强度的要求，拟定厚度为24cm，其余部分为14cm；腹板与顶板相接处做成0.08m0.24m的承托，使箱壁剪力流能顺利传递，避免在转角处产生过大的应力集中。其一般构造尺寸如图2-5图2-2一般构造尺寸图2-3箱梁跨中截面及支点截面（3）截面沿跨长度变化本设计梁高采用等高度形式，横截面顶板厚度沿跨长不便。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的需要，在端头附近作成锯齿形，底板厚度在距支座中线1.2m处由14cm开始变化至24cm，腹板在梁端附近由14cm渐变成24cm。（4）横隔

30、梁设置为方便施工，各主梁均不设跨中横隔梁，仅设端横隔梁，各主梁之间的横向联系依靠现浇湿接缝来完成。横隔梁高度与主梁同高，厚度取16cm。（5） 截面效率指标表2-1截面效率指标截面位置分块名称分块面积 Ai (cm)分块面积形心至上缘距离 yi(cm)分块面积对上缘静矩Si=Ai*yi (cm)分块面积的自身惯矩I1 (cm4)di=ysyi (cm4)分块面积对截面形心惯矩 I2=Ai*di2 (cm4)I=I1+I2 (cm4)（1）（2）（3）=（1）*（2）（4）（5）（6）=（1）*（5）2（7）=（4）+（6）跨中截面板1204784281966548.49328312922850

31、957板29967209724893548.49370453077094242角承托38416.6676400136538.826578864580229板3696802956805366592-24.50722197927586384三角54150.678136588-95.174489137489725板126015319278020580-97.50711979595120001759594532396I=30601712支点截面板1204784281966557.12839293843949049板29967209724893557.12897777719826706角承托38416.

32、6676400136547.461864978866343板5856754392007263392-10.8726921817955573三角166.96144240422671-79.87210651081067779板2160148319680103680-83.872151945471529822712767818722I=38963678截面效率指标 =（Ks+KX）/H （公式21）式中：KS上核心距离，KS=I/AiYx； KX下核心距离，KX=I/AiYS。所以，=（Ks+KX）/H=（30.521+57.479）/160=0.550.50表明初拟的主梁跨中截面合理。2.3 结构

33、主梁内力计算2.3.1 结构重力的内力计算取钢筋混凝土的重力密度为25.0KN/m3。（1）一期永久作用。（边梁包括跨中截面自重，梁端腹板，底板加厚部分，端横隔梁自重）根据结构构造尺寸，对边梁和主梁考虑四部分重力集度，即跨中截面计的自重，梁端腹板、底板加厚部分和端横隔梁自重。边梁 g1=gi=23.985+0.300+0.034+0.393=24.712（KN/m）主梁g1=gi=+23.985+0.603+0.034+0.393=25.015（KN/m）（2）二期永久作用。主要考虑三部分重力集度，即防撞护栏，桥面铺装和现浇湿接缝。g2=(gi)/4=(8.64+39.585+0.21)/4=

34、12.109（KN/m）（3）永久作用引起的内力计算。设X为计算截面至左支撑中心的距离，并令=X/L，如图2-4。图2-4永久荷载内力计算图式边梁和中梁的永久作用内力计算见表2-2。表2-2永久作用 内力计算计算数据l=23.92m, l2=572.166m2项目giMq=(1)L2*gi/2(KNm)Qq=(12)L*gi/2(KN)跨中四分点变化点支点跨中四分点变化点支点0.50.250.041100.50.250.04110(1)/20.1250.09380.01970(12)/200.250.45890.51#梁第一永久作用24.7121767.4201326.273278.54600

35、147.778271.261295.566第二永久作用12.1091292.345969.776203.6740088.456162.370176.912永久作用36.8213059.7652296.049482.22000236.234433.631472.4682#梁第一永久作用25.0151789.0921342.534281.96100149.590274.587299.180第二永久作用12.1091292.345969.7760203.6740088.4560162.370176.912永久作用37.1243081.4372312.310485.63500238.046436.95

36、7476.092L结构的计算跨径，M弯矩，Q剪力2.3.2 可变荷载系数计算冲击系数和车道折减系数：根据桥规4.3.2计算冲击系数，结构基频f=3.7348E混凝土的弹性模量大小为34.5*10 ，Ic结构的跨中截面惯性矩1.5HZf14HZ，所以，冲击系数=0.1767*lnf0.0157=0.2159根据桥规表4.3.1-4，车道折减系数取0.76。2.4 结构主梁横向分布系数计算对于翼缘板刚性连接的肋梁桥，只要在铰接板桥计算理论的基础上，在接缝处补充引入赘余弯矩Mi，就可以建立计算横向刚性连接点的赘余力的正则方程。该方法解决荷载横向分布的问题，叫做刚接梁法。计算方法有：杠杆原理法、偏心压

37、力法、横向铰接板法、横向刚接梁法、比拟正交异性板法。本设计用的方法是刚接梁法。（1）跨中的荷载横向分布系数mc各主梁均不设跨中横隔梁，仅设端横隔梁，各主梁之间的横向联系依靠现浇湿接缝来完成，所以按刚接梁法来绘制横向分布影响线和计算横向分布系数mc。（a）计算主梁的抗扭惯矩IT对于箱形截面，抗扭惯矩可按下式计算：IT=0.166778m3计算跨中荷载横向分布影响线：刚度参数 = =0.1122 =0.2014查梁桥表2-2-2，得影响线竖标如表2-3。表2-3荷载横向分布影响线竖标表梁号参数P=1的位置12341#0.10.1498281140800.15534284124570.30.1595

38、25999460.1561825988352#0.10.12922882381820.153032942361670.30.12883082371670.15295318237150经两次内插，得表2-4。表2-4荷载横向分布影响线竖标内插表梁号参数P=1的位置1234一次内插1#0.10.1122507282136740.30.112260125996432#0.10.11222952892381780.30.1122290310237163二次内插1#0.20140.1122555270116580.11222#0.20140.1122292300237170计算跨中荷载横向分布系数mc按

39、表2-5画出横向分布影响线，按桥规布载，如图2-5。图2-5横向分布影响线（单位：mm）三车道的折减系数为0.76：mc1=0.76*0.5(0.650+0.479+0.356+0.224+0.157+0.097)=0.7656mc2=0.76*0.5(0.289+0.294+0.297+0.281+0.254+0.214)=0.6353二车道：mc1=0.5(0.650+0.479+0.356+0.224+)=0.8545 mc2=0.5(0.289+0.294+0.297+0.281+)=0.5819取二者较大值，所以mc1=0.8545mc2=0.6353b) 支点的荷载横向分布系数mo

40、支点截面荷载横向分布系数按杠杆法计算。画出横向分布影响线，按桥规布载，如图2-6。图2-6支点荷载横向分布系数计算图示（单位：mm）mo1=0.5(1.333+0.733+0.300)=1.183mo2=0.5(0.567+1.000+0.400)=0.98532.5活载内力计算计算跨径为23.92m。公路级车道荷载的集中荷载标准值经内插有：=255.68KN,=10.5KN/m计算可变荷载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数mc。求支点和变化点截面可变作用剪力时，由于主要何重集中在支点附近而应考虑支撑条件影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到1/4之间，横向分布系数mc和mo之

41、间按直线内插，其余段均取mc值。（1）跨中截面跨中最大弯矩（-剪力） （公式2-2）跨中截面可变荷载内力计算如图2-7。 图2-7跨中截面内力计算图式（单位：m）表2-6内力计算梁号1+mc最大弯矩或剪力yKS车道1#最大弯矩1.21730.85457.305106.7263269.536最大剪力1.21730.85450.53.6525212.6962#最大弯矩1.21730.63537.305106.7262430.821最大剪力1.21730.63530.53.6525158.134（2）1/4截面1/4截面最大弯矩（-剪力） （公式2-3）1/4截面可变荷载内力计算如图2-9。 图2-

42、8 1/4截面内力计算图式（单位：m）,表2-7内力计算梁号1+mc最大弯矩或剪力yS车道1#最大弯矩1.21730.85455.47980.0452452.229最大剪力1.21730.85450.758.218348.9612#最大弯矩1.21730.63535.47980.0451823.173最大剪力1.21730.63530.758.218259.444（3）变化点截面变化点截面的弯矩按mc计算。剪力按内插计算，=1.1170 =0.926变化点截面最大弯矩（-剪力） （公式2-4）变化点截面可变荷载内力计算如图2-11。图2-9变化截面内力计算图式（单位：m）表2-8内力计算梁号1

43、+mc最大弯矩或剪力yS车道11#最大弯矩1.21730.85451.15116.816423.197最大剪力1.21731.1290.95913.436631.79622#最大弯矩1.21730.63531.15116.816383.007最大剪力1.21730.9260.95913.436518.196（4） 支点截面图2-10支点截面剪力影响线由车道荷载的集中荷载PK引起的支点截面剪力1#梁 mo1mc1 =478.4712#梁 mo2mc2 由车道荷载的均布荷载qk引起的支点截面剪力1#梁 =182.5812#梁 =28.960所以，支点截面剪力1#梁 QA=QA1+QA2=661.0

44、52 KN2#梁 QA=QA1+QA2=426.742 KN2.6 主梁内力组合（1）基本组合 （公式2-5）（2） 偶然组合 （3）作用短期效应组合 （公式2-6）（4）作用长期效应组合 （公式2-7）（5）主梁内力组合如表2-9。图2-9主梁内力组合梁号序号荷载类别跨中四分点变化点支点MQMQMQMQ1#1永久作用3059.76502296.049236.234482.220433.6310472.4682可变作用3269.536212.6962452.229348.961423.197631.7960661.0523基本组合8589.858327.7747069.386791.09913

45、60.1681560.59301550.5834作用短期效应组合5807.225123.4404469.2504564.1852.267860.7090930.6635作用长期效应组合5330.33070.6633652.781388.562777.621701.0050754.8112#1永久作用3081.43702312.310238.046485.635436.9570476.0922可变作用2430.821158.1341823.173259.444383.007518.1960426.7423基本组合8150.749221.3886115.041688.1771284.4311321

46、.96201247.3494作用短期效应组合5354.1690.9344017.235419.987843.764795.0580786.9875作用长期效应组合4865.33052.9623330.929365.48748.568666.8890685.5582.7预应力相关计算2.7.1预应力钢束的估算按正常使用状态跨中正截面抗裂性和裂缝宽度限制要求，确定有效预加应力Npe， （公式2-8）式中： ep预应力钢筋重心对混凝土截面中心轴的偏心矩，A,W截面面积和对受拉边缘的弹性抵抗矩。假设钢筋重心距下边缘的距离ap=0.2m，则ep=yx-ap=(1.6-0.55497)-0.2=0.845

47、07m =30601712*10-8/(1.6-0.55497)=0.292819735m3代入上式： Npe=5939.5KN预应力钢筋截面面积 （公式2-9）式中： con预应力钢筋控制张拉应力，取0.75倍的抗拉强度标准值； l预应力损失总值，后张法取控制张拉应力的25%30%。本设计中预应力损失取25%，所以=0.005966m2=56.66cm2选用245钢丝束，单跟面积为4.712cm2，取12根钢丝束，总面积为56.544cm2。2.7.2预应力钢束布置采用直径为5cm的余脉金属波纹管道，对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束重心偏心矩大些。2.7.3主梁

48、截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁，在张拉时管道尚未压浆，由预加力引起的应力按构件混凝土的净截面计算。截面面积及惯矩计算，对于净截面截面面积 （公式2-10）截面惯矩 （公式2-11）取b=300cm n=12=19.635cm2 =4.712 cm2 =6.31综上所述，得截面面积如表2-10。表2-10截面面积截面位置特性分类分块 名 称分块面积 Ai (cm2)分块面积重心至上缘距离yi(cm)分块面积至上缘净矩Si(cm3)全截面重心至上缘距离ys(cm)分块面积的自身惯矩Ii(cm4)di=ys-yi (cm)Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix (cm4)截面跨中截面净截面

49、毛截面959455.49353240053.42830601712-2.06540900.1128977237扣除管道面 积-235.62137.5-32398-84.072-16653759358.3850000230601712-1624475四分点截面净截面毛截面959455.49353240053.46930601712-2.02439319.7229040007.3扣除管道面 积-235.62135.9-32021-82.431-16010249358.3850037930601712-1561705支点截面净截面毛截面12766.9664.12881871964.017389636

50、78-0.111156.796838955338.8扣除管道面积-235.6270.022-16499-6.005-8495.9612531.3480222138963678-8339.162.7.4钢束预应力损失后张法梁的预应力包括前期预应力损失（钢束与管道壁的摩擦损失，锚具变形、钢束回缩和接缝压缩引起的损失，分批张拉混凝土弹性压缩引起的损失）与后期预应力损失（钢丝应力松弛，混凝土收缩和徐变引起的损失），而梁内钢束的锚固应力和有效应力（永久应力）分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失。（1）预应力钢束与管道壁的摩擦损失计算公式： （公式2-12）式中：张拉控制应力；摩擦系数，预埋金属波纹管

51、为0.20.25,本设计取0.22；影响系数，取0.0015；从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和；x从张拉端到计算截面的管道长度（m），可近似取其在纵轴上投影长度。各截面的计算结果如表2-11。表2-11各截面的计算结果截面位置钢束号=-x1-e-(+kx)l1 (Mpa)度弧度跨中N1(N2)40.068914.85160.0367448.77235N3(N4)80.139614.82780.0515868.47245N5(N6)80.139614.79260.0515368.406075N7(N8)100.174514.84240.0588578.123375N9(N10)100

52、.174514.79830.0587978.043725N11(N12)100.174514.75420.0587377.964075四分点N1(N2)40.06897.54660.0261334.687575N3(N4)80.13967.52280.0411354.600075N5(N6)80.13967.48760.0410854.5337N7(N8)100.17457.53740.0484864.3572N9(N10)8.690.15177.49330.0436357.918825N11(N12)7.140.12467.44920.0378550.245875支点N1(N2)0.7540

53、.013160.24160.0032524.31703N3(N4)0.4450.0077670.21780.0020332.6988075N5(N6)0.2350.0041020.18260.0011761.56114N7(N8)0.3440.0060040.23240.0016682.21427N9(N10)0.2210.0038570.18830.001131.500075N11(N12)0.1390.0024260.14420.00074970.99522675（2）由锚具变形、钢束回缩和接缝压缩引起的损失计算公式: (公式2-13) 式中：张拉锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩值；镦头锚具取

54、1mm；张拉端至锚固端距离。计算结果如表2-12。表2-12计算结果钢束号项目N1(N2)N3(N4)N5(N6)N7(N8)N9(N10)N11(N12)有效长度l(mm)297082968029624297542968629616l2=2.05105(2/l)13.80113.81413.84013.78013.81113.844由混凝土弹性压缩引起的损失后张法分批张拉时，先张拉的钢束由于张拉后批钢束所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失的计算公式： （公式2-14）式中：在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉各批钢筋产生的混凝土法向应力；预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。由钢丝应力

55、松弛引起的损失对于超张拉的钢丝束，计算公式： （公式2-15）式中：张拉系数，超张拉时取0.9；钢筋松弛系数，级松弛（普通松弛）取1.0； pe传力锚固时的钢筋应力，对后张法 （公式2-16）其计算如表2-13。表2-13计算结果截面位置 钢束号项目N1(N2)N3(N4)N5(N6)N7(N8)N9(N10)N11(N12)跨中pe1195.5921191.661209.0561213.9431225.961235.692l598.18596.623103.595105.582110.523114.580四分点pe1210.1231206.1351223.5911228.351246.741

56、1263.41l5104.028102.413109.543111.515119.247126.409支点pe1288.2691298.3931304.1581306.0751308.7291312.661l5137.364141.919144.538145.412146.626148.431由混凝土收缩和徐变引起的损失计算公式： （公式2-17） （公式2-18） （公式2-19） （公式2-20）式中：钢筋截面重心处由预应力产生的混凝土法向压应力；预应力钢筋合力；净截面重心至预应力钢筋合力点距离；净截面重心至计算纤维处距离；纵向钢筋配筋率；截面回转半径，；预应力钢筋传力锚固龄期为t0，计算

57、考虑的龄期为t时的混凝土收缩徐变； 加载龄期为t0，计算考虑的龄期为t时的徐变系数。构件理论厚度 =23.33cm查表的 其计算结果如表2-14。表2-14计算结果截面位置NP(KN)In(cm4)An(cm2)epn(mm)eps(mm)i(mm)pspcl6跨中3425.1289772379358.38840.7 840.7 556.5 3.2830.00595583.9 259.8 四分点3474.2290400079358.38824.4 824.4 557.1 2.190.00595581.7 241.6 支点3643.73895533812531.3205.3 205.3 557.

58、6 0.1360.0044294.2 139.1 钢束预应力损失总计传力锚固应力y0及其产生的预加内力：由y0产生的预加内力纵向力： （公式2-21）弯矩： （公式2-22）剪力： （公式2-23）表2-15预应力损失值的组合预应力损失值的组合先张法构件后张法构件混凝土预压前（第一批）的损失+混凝土预压后（第二批）的损失+2.8主梁截面强度预应力混凝土从预加力开始到受荷破坏需要经历预加力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个阶段。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。，在承载能力极限状态下，预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破坏，因此需要验算这两类截面强度。正截面强度

59、验算（1）将箱形截面按面积不变，惯性矩不变，形心不变的原则转化为形截面，转化图式如图2-11。图2-11截面转化图示（单位：cm）（2）按“公预规”第4.2.2条规定，对于T型截面受压区翼缘计算宽度bf应取下列三者的最小值：bf，bf300cm，bfb+hh+12hf 483.36cm，故取bf=300cm（3）确定混凝土受压区高度：依据“公预规”5.2.3规定，对于型截面： 当fsdAs+fpdApfcd bfhf，中性轴位于翼缘板内，否则位于腹板内。本设计这一判断：左边：fpdAp=6785.28K右边：fcd bfhf=KN左边 右边，即中性轴在翼缘板内。设中性轴到上缘的距离为x，则有：

60、fpdAp=fcd* bf*x （公式2-24）即 6785.28=18.4*103*3*x解得：x=0.1229mx bh0=其中：h0梁的有效高度，h0=h-ay ； b预应力受压区高度界限系数。说明该截面破坏为塑性破坏类型。第3章下部结构的设计和验算第3章 下部结构设计和验算3.1 支座设计和验算3.1.1支座截面计算橡胶支座的平面尺寸a*b值由橡胶板的抗压强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定。对于橡胶板应满足: （公式3-1）式中：N最大支点反力；橡胶支座的平均容许压应力。若选用支座平面尺寸ab=3030=600cm2，则支座形状系数为：=158式中：S支座的平面形状系数，支座