汝南南浦大桥施工图设计

1、PAGE 72编号：20143701100148本科毕业设计汝南南浦大桥施工图设计院 系：建筑工程学院姓 名：黄维新学 号：1037110148专 业：土木工程年 级：2010级指导教师：王明职 称：副教授完成日期：2014.05.22黄淮学院本科毕业设计 PAGE 72设 计 说 明本设计是根据设计任务书的要求和公路桥涵设计通用规范的规定进行的。本次毕业设计为一级公路汝南南浦大桥，主桥选用了后张法预应力混凝土简支T形梁。简支T形梁桥由于其具有外形简单，制造方便，结构受力合理，主梁高跨比小，横向借助横隔梁联结，结构整体性好，桥梁下部结构尺寸小和桥型美观等优点，目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。

2、首先进行了桥型方案的比选，确定简支梁桥方案后，就其进行了结构设计，设计的主要内容有：拟定截面尺寸；计算控制截面的设计内力及其相应的组合值；估算预应力钢筋的数量并对其进行布置；计算主梁截面的几何特征值；计算预应力损失值；正截面和斜截面的承载力复核；正常使用极限状态下构件抗裂性及变形验算；持久状态下和短暂状态下构件截面应力验算。关键词：预应力混凝土；T形梁；结构设计；施工方法；锚具Design NotesThis design is based on the General specifications for design of highway bridges and culverts. The

3、 graduation of first road win of the Nanpu Bridge in RuNan, the main use of post-tensioned prestressed concrete simply supported t-shaped girder. Simply supported T-shaped girder bridge because of its shape is simple, easy to manufacture, force and reasonable structure, main beam across the small, h

4、orizontal with diaphragm coupling, good structure, bridge and bridge substructure size small advantages, such as good looks, now is widely used in road and bridge.First for has bridge type programme of than selected, determines Jane support beam bridge programme, on its for has structure design, des

5、ign of main content has: developed section size; calculation control section of design internal forces and corresponding of combination value; estimates prestressed reinforced of number and on its for layout; calculation main beam section of geometry features value; calculation prestressed loss valu

6、e; are section and inclined section of hosted force review; normal using limit State widget anti-crack sexual and the deformation checking; lasting state and short state widget section stress checking.Keywords: prestressed unit; T-shaped girder; comparion of different schemes; the design of the stru

7、cture; construction methodIII目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357435362 1 汝南南浦大桥引桥上部结构计算 PAGEREF _Toc357435362 h 1 HYPERLINK l _Toc357435363 1.1 设计资料 PAGEREF _Toc357435363 h 1 HYPERLINK l _Toc357435364 1.1.1 桥面净空 PAGEREF _Toc357435364 h 1 HYPERLINK l _Toc357435365 1.1.2 主梁跨径和全长 PAGEREF _Toc3574353

8、65 h 1 HYPERLINK l _Toc357435366 1.1.3 设计荷载 PAGEREF _Toc357435366 h 1 HYPERLINK l _Toc357435367 1.1.4 材料 PAGEREF _Toc357435367 h 1 HYPERLINK l _Toc357435368 1.1.5 计算方法 PAGEREF _Toc357435368 h 1 HYPERLINK l _Toc357435369 1.1.6 结构尺寸 PAGEREF _Toc357435369 h 1 HYPERLINK l _Toc357435370 1.1.7 设计依据 PAGERE

9、F _Toc357435370 h 2 HYPERLINK l _Toc357435371 1.2 主梁的计算 PAGEREF _Toc357435371 h 2 HYPERLINK l _Toc357435372 1.2.1 跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M法） PAGEREF _Toc357435372 h 2 HYPERLINK l _Toc357435373 1.2.2 横梁抗弯及抗扭惯矩 PAGEREF _Toc357435373 h 3 HYPERLINK l _Toc357435374 1.2.3 计算抗弯参数和抗弯参数 PAGEREF _Toc357435374 h 4 HY

10、PERLINK l _Toc357435375 1.2.4 计算荷载弯矩横向分布系数影响坐标 PAGEREF _Toc357435375 h 5 HYPERLINK l _Toc357435376 1.2.5 梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆原理法） PAGEREF _Toc357435376 h 7 HYPERLINK l _Toc357435377 1.3 作用效应计算 PAGEREF _Toc357435377 h 8 HYPERLINK l _Toc357435378 1.3.1 永久作用效应 PAGEREF _Toc357435378 h 8 HYPERLINK l _Toc3574

11、35379 1.3.2 可变作用效应 PAGEREF _Toc357435379 h 11 HYPERLINK l _Toc357435380 1.3.3 可变荷载剪力效应计算 PAGEREF _Toc357435380 h 13 HYPERLINK l _Toc357435381 1.4 持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 PAGEREF _Toc357435381 h 17 HYPERLINK l _Toc357435382 1.4.1 配置主筋 PAGEREF _Toc357435382 h 17 HYPERLINK l _Toc357435383 1.4.2 持久状况截面承

12、载能力极限状态计算 PAGEREF _Toc357435383 h 18 HYPERLINK l _Toc357435384 1.4.3 根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置 PAGEREF _Toc357435384 h 19 HYPERLINK l _Toc357435385 1.4.4 箍筋配置 PAGEREF _Toc357435385 h 22 HYPERLINK l _Toc357435386 1.4.5 斜截面抗剪承载能力验算 PAGEREF _Toc357435386 h 23 HYPERLINK l _Toc357435387 1.4.6 持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算

13、PAGEREF _Toc357435387 h 25 HYPERLINK l _Toc357435388 1.5 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 PAGEREF _Toc357435388 h 25 HYPERLINK l _Toc357435389 1.6 持久状况正常使用极限状态下的挠度验算 PAGEREF _Toc357435389 h 26 HYPERLINK l _Toc357435390 1.7 支座计算 PAGEREF _Toc357435390 h 28 HYPERLINK l _Toc357435391 1.7.1 选定支座平面尺寸 PAGEREF _Toc35743

14、5391 h 28 HYPERLINK l _Toc357435392 1.7.2 确定支座厚度 PAGEREF _Toc357435392 h 29 HYPERLINK l _Toc357435393 1.7.3 验算支座的偏移 PAGEREF _Toc357435393 h 29 HYPERLINK l _Toc357435394 1.7.4 验算支座的抗滑稳定 PAGEREF _Toc357435394 h 30 HYPERLINK l _Toc357435395 2 汝南南浦大桥主桥上部结构计算 PAGEREF _Toc357435395 h 31 HYPERLINK l _Toc35

15、7435396 2.1 设计资料 PAGEREF _Toc357435396 h 31 HYPERLINK l _Toc357435397 2.1.1 桥面净空 PAGEREF _Toc357435397 h 31 HYPERLINK l _Toc357435398 2.1.2 主梁跨径及全长 PAGEREF _Toc357435398 h 31 HYPERLINK l _Toc357435399 2.1.3 设计荷载 PAGEREF _Toc357435399 h 31 HYPERLINK l _Toc357435400 2.1.4 材料 PAGEREF _Toc357435400 h 31

16、 HYPERLINK l _Toc357435401 2.1.5 施工工艺 PAGEREF _Toc357435401 h 31 HYPERLINK l _Toc357435402 2.1.6 设计依据 PAGEREF _Toc357435402 h 31 HYPERLINK l _Toc357435403 2.2 横截面布置 PAGEREF _Toc357435403 h 31 HYPERLINK l _Toc357435404 2.2.1 主梁间距与主梁片数 PAGEREF _Toc357435404 h 31 HYPERLINK l _Toc357435405 2.2.2 主梁跨中截面主

17、要尺寸 PAGEREF _Toc357435405 h 33 HYPERLINK l _Toc357435406 2.2.3 检验截面效率指标 PAGEREF _Toc357435406 h 35 HYPERLINK l _Toc357435407 2.2.4 横截面沿跨长变化 PAGEREF _Toc357435407 h 36 HYPERLINK l _Toc357435408 2.2.5 横隔梁的设置 PAGEREF _Toc357435408 h 36 HYPERLINK l _Toc357435409 2.3 永久作用效应计算 PAGEREF _Toc357435409 h 36 H

18、YPERLINK l _Toc357435410 2.3.1 永久作用集度 PAGEREF _Toc357435410 h 36 HYPERLINK l _Toc357435411 2.3.2 永久作用效应 PAGEREF _Toc357435411 h 37 HYPERLINK l _Toc357435412 2.3.3 可变作用效应计算（修正刚性横梁法） PAGEREF _Toc357435412 h 38 HYPERLINK l _Toc357435413 2.3.4 主梁作用效应组合 PAGEREF _Toc357435413 h 45 HYPERLINK l _Toc35743541

19、4 2.4 预应力钢束的估算及其布置 PAGEREF _Toc357435414 h 46 HYPERLINK l _Toc357435415 2.4.1 跨中截面钢筋的估算和确定 PAGEREF _Toc357435415 h 46 HYPERLINK l _Toc357435416 2.4.2 预应力钢束布置 PAGEREF _Toc357435416 h 47 HYPERLINK l _Toc357435417 2.5 计算主梁的截面几何特性 PAGEREF _Toc357435417 h 53 HYPERLINK l _Toc357435418 2.5.1 截面面积及惯矩计算 PAGE

20、REF _Toc357435418 h 53 HYPERLINK l _Toc357435419 2.5.2 截面静矩计算 PAGEREF _Toc357435419 h 54 HYPERLINK l _Toc357435420 2.5.3 截面几何特性汇总 PAGEREF _Toc357435420 h 56 HYPERLINK l _Toc357435421 2.6 钢束预应力损失计算 PAGEREF _Toc357435421 h 57 HYPERLINK l _Toc357435422 2.6.1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 PAGEREF _Toc357435422

21、 h 57 HYPERLINK l _Toc357435423 2.6.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 PAGEREF _Toc357435423 h 58 HYPERLINK l _Toc357435424 2.6.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 PAGEREF _Toc357435424 h 59 HYPERLINK l _Toc357435425 2.6.4 预应力钢筋由于钢筋松弛引起的预应力损失 PAGEREF _Toc357435425 h 61 HYPERLINK l _Toc357435426 2.6.5 混凝土收缩、徐变所引起的预应力损失 PAGEREF _Toc

22、357435426 h 61 HYPERLINK l _Toc357435429 2.7 主梁截面承载力与应力验算 PAGEREF _Toc357435429 h 62 HYPERLINK l _Toc357435430 2.7.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 PAGEREF _Toc357435430 h 63 HYPERLINK l _Toc357435431 2.7.2 持久状况构件的应力验算 PAGEREF _Toc357435431 h 68 HYPERLINK l _Toc357435432 2.8 主梁变形验算 PAGEREF _Toc357435432 h 69 HYP

23、ERLINK l _Toc357435433 2.8.1 计算由预加力引起的跨中挠度 PAGEREF _Toc357435433 h 69 HYPERLINK l _Toc357435434 2.8.2 计算跨度荷载引起的挠度 PAGEREF _Toc357435434 h 69 HYPERLINK l _Toc357435435 2.8.3 结构刚度验算 PAGEREF _Toc357435435 h 71 HYPERLINK l _Toc357435436 2.8.4 预拱度的设置 PAGEREF _Toc357435436 h 72 HYPERLINK l _Toc357435437 参

24、考文献 PAGEREF _Toc357435437 h 73 HYPERLINK l _Toc357435438 致谢 PAGEREF _Toc357435438 h 74黄淮学院本科毕业设计PAGE 601 汝南南浦大桥引桥上部结构计算1.1 设计资料 1.1.1 桥面净空净8m+21.75m人行道。 1.1.2 主梁跨径和全长标准跨径：m(墩中心距离)。计算跨径：m(支座中心距离)。主梁全长：m（主梁预制长度）。 1.1.3 设计荷载公路级。人群荷载取3.0kN/m2 1.1.4 材料钢筋：主筋用HRB335钢筋，其他选用R235钢筋混凝土：预应力混凝土采用C50，其他构件采用C30混凝土

25、。 1.1.5 计算方法极限状态法 1.1.6 结构尺寸如图 1-1所示，全断面五片主梁，设五根横梁。图1-1 主梁断面图（尺寸单位：cm） 1.1.7 设计依据(1) 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004），简称桥规；(2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004），简称公预规；(3) 公路桥涵地基与基础设计规范（JGT D632004），简称基规；(4) 公路工程技术标准（JTG B012003）；(5) 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）。1.2 主梁的计算 1.2.1 跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M法）主梁的的抗弯及抗扭惯矩和主梁界面

26、的重心位置(图1-2)：图1-2 主梁截面尺寸图（尺寸单位：cm）翼板的换算平均高度：主梁截面的重心位置：T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：=式中：矩形截面抗扭惯矩刚度系数（见表1-1）；，相应各矩形的宽度和厚度。表1- SEQ 表_1- * ARABIC 1 矩形截面抗扭惯矩刚度系数t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1 0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3查表可知：单位宽度抗弯及抗扭惯矩： 1.2.2 横梁抗弯及抗扭惯矩翼板有效宽度计算 （图 1-3）图1-3 横隔梁

27、截面图横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即：，=根据比值可查表1-2，求得：表1-2 比值表0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50/c0.9830.9360.8670.7890.710.6350.5680.5090.4590.416/=0.646，所以=0.646，=1.51(m)求横梁截面中心位置：则横隔梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩和：=，查表1-1，有：，查表得=1/3，但由于连续桥面得单宽抗扭惯矩只有独立板宽扁板者的一半，所以取=1/6。，查表得=0.301。故=单位抗弯及抗扭惯矩： 1.2.3 计算抗弯参数和抗弯参数=式中：桥宽的一半； 计算跨径。=（

28、+）/2（因为混凝土膨胀系数很小，所以未计入横向收缩的影响）按公预规3.1.6条，取=0.4，则： 1.2.4 计算荷载弯矩横向分布系数影响坐标已知=0.391，查G-M图表，可得表1-3中数值。表1-3 荷载弯矩横行分布系数影响坐标值梁位荷载位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B校核K100.910.961.001.061.081.061.000.960.918.03B/41.081.091.101.121.050.990.900.830.768.00B/21.301.261.211.101.000.900.810.730.647.983B/41.601.411.251.

29、080.930.820.750.660.608.00B1.801.511.291.080.900.790.690.600.498.01K000.770.891.001.111.191.111.000.890.777.96B/41.611.511.341.261.110.920.660.350.158.03B/22.412.101.791.411.000.630.25-0.16-0.527.973B/43.382.782.101.470.890.37-0.19-0.58-1.048.01B4.543.402.401.540.740.10-0.54-1.12-1.607.99用内插法求各梁位处横向

30、分布影响线坐标值（图1-4）图1-4 各粱位处横向分布影响线坐标值（尺寸单位：cm）1号、5号梁：=0.22号、4号梁：=3号梁： （系梁位在0点的值）列表计算各梁的横向分布影响线坐标值（表1-4）表1-4 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-B1号1.6401.4301.2581.0800.9240.8140.7380.6480.5783.6122.9042.1601.4840.8600.316-0.260-0.688-1.152-1.972-1.474-0.902-0.4040.0640.4980.9981.3361.730-0.

31、292-0.218-0.133-0.0600.0090.0740.1480.1980.2563.3202.6862.0271.4240.8690.390-0.112-0.490-0.8960.6640.5370.4050.2850.1740.078-0.022-0.098-0.1792号1.2121.1921.1661.1081.0200.9360.8460.7700.6882.0901.8641.6101.3501.0440.7460.4140.044-0.252-0.878-0.672-0.444-0.242-0.0240.1900.4320.7260.940-0.130-0.099-0.

32、066-0.036-0.0040.0280.0640.1070.1391.9601.7651.5441.3141.0400.7740.4780.151-0.1130.3920.3530.3090.2630.2080.1550.0960.030-0.0233号0.9100.9601.0001.0601.0801.0601.0000.9600.9100.7700.8901.0001.1101.1901.1101.0000.8900.7700.1400.0700.000-0.050-0.110-0.0500.0000.0700.1400.0210.0100.000-0.007-0.016-0.007

33、0.0000.0100.0210.7910.9001.0001.1031.1741.1031.0000.9000.7910.1580.1800.2000.2210.2350.2210.2000.1800.158利用表1-4中计算所得的荷载横向影响线坐标值绘制横向分布影响线图，如图1-5所示。按照桥规4.3.1条和4.3.5条规定：汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载3.0kN/m。在影响线上按横向最不利位置布置荷载后，就可以按照相应的影响线坐标值求得主梁的荷载横向分布系数：图1-5 各主梁横向分布系数（尺寸单位：cm）公路级（即车辆荷载）：=（0.522+0.312+0.194+0

34、.062）=0.545=（0.344+0.284+0.230+0.148）=0.503=（0.175+0.222+0.233+0.230）=0.430人群荷载:=0.651=0.388=0.1602=0.320 1.2.5 梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆原理法）公路级（图1-6）：=0.75=0.375=(0.25+0.85+0.2)=0.65=（0.1+1.0+0.35）=0.725人群荷载：=1.438=-0.5=0图1-6 主梁梁端剪力横向分布系数（尺寸单位：cm）1.3 作用效应计算 1.3.1 永久作用效应(1) 永久荷载假定桥面构造各部分中立平均分配给主梁承担，计算见表1-5。表

35、1-5 钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算构件名构件简图尺寸（mm）单元构件体积及计算公式重度（）每延米重力（）主梁2514.025横隔梁中梁边梁251.960.98桥面铺装防水混凝土：沥青混凝土磨耗层：24233.840.736总=4.58人行道部分根据规范要求人行道按每米长重为5.0kN/m各梁的永久荷载汇总于表1-6。表1-6 各梁的永久荷载（单位：）梁号主梁横梁栏杆及人行道铺装层合计1（5）14.0250.982.04.57621.582（4）14.0251.962.04.57622.56314.0251.962.04.57622.56(2) 永久作用效应计算影响线面积计算见表 1-7。表

36、1-7 影响线面积计算项目计算面积影响线面积=0=永久作用效应计算见表 1-8。表1-8 永久作用效应计算表梁号 （）（）（）1（5）21.5847.531025.7221.5835.65769.2921.589.75210.412（4）22.561072.3122.56804.2322.56219.96322.561072.3122.56804.2322.56219.96 1.3.2 可变作用效应(1) 汽车荷载冲击系数简支梁的自振频率为：介于1.5 Hz和14 Hz之间，按桥规4.3.2条规定，冲击系数按照下式计算：,(2) 公路级均布荷载，集中荷载及其影响线面积（表 1-9）按照桥规规定

37、，公路级均布荷载=10.5，集中荷载当跨径5m时为180，50m时为360。本梁为跨径20m，故取=238。可变作用（人群）（每延米）：=3。表1-9 公路-级及其影响线面积项目顶点位置（）（）处10.523847.5310.523835.65支点处10.52389.75处10.52382.438(3) 可变作用效应计算表1-10 公路-级产生的弯矩（单位：）梁号内力（1）1+（2）（3）（4）（5）（6）弯矩效应(1)(2)(3)(4)+(5)(6)0.5451.2910.547.532384.8751166.580.5451.2910.535.652383.656874.91梁号内力（1）

38、1+（2）（3）（4）（5）（6）弯矩效应(1)(2)(3)(4)+(5)(6)续表1100.5031.2910.547.532384.8751076.680.5031.2910.535.652383.656807.490.4301.2910.547.532384.875920.420.4301.2910.535.652383.656690.30表1-11 人群产生的弯矩（单位：）梁号内力（1）（2）（3）弯矩效应（1）（2）（3）0.6510.6513.0047.5392.8335.6569.620.3880.38847.5355.3235.6541.500.3200.32047.5345.

39、6335.6534.22基本荷载组合：按桥规4.1.6条规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：永久荷载作用分项系数：=1.2；汽车荷载作用分项系数：=1.4；人群荷载作用分项系数：=1.4。表1-12 弯矩基本组合表梁号内力永久荷载人群汽车(1)(2)(3)(4)(5)1025.7292.831166.582968.05769.2969.62874.912226.011072.3155.321076.682856.08804.2341.50807.492142.031072.3145.63920.422626.46804.2334.22690.301969.82注：桥梁结构

40、重要性系数，取1.0。与其它可变荷载作用效应的组合系数，取0.8。 1.3.3 可变荷载剪力效应计算跨中剪力的计算按桥规4.3.1条规定，集中荷载标准值需乘以1.2的系数。表1-13 公路级产生的跨中剪力（单位：kN）梁号内力（1）1+（2）（3）(4）（5）（6）弯矩效应（1）（2）（3）（4）+（5）（6）0.5451.2910.52.438285.60.5118.390.503109.270.4393.41表114 人群荷载产生的跨中剪力（单位：）梁号内力（1）（2）（3）ji效应（1）（2）（3）0.651 32.4384.76 0.388 2.84 0.322.34 支点剪力的计算（

41、见表1-15表1-17）计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为：、支点处按杠杆法计算的、按跨中弯矩的横向分布系数（同前）、支点处在和之间按照直线变化（图1-7）图1-7支点剪力横向分布系数支点剪力效应计算式为：式中：相应于某均布活载作用处的横向分布图纵坐标； 相应于某均布活载作用的数值； 相应的某集中活载的数值。人群均布荷载产生的支点剪力效应计算式为：式中：跨中横向分布系数； 支点处横向分布系数。梁端剪力效应计算：汽车荷载作用下如图1-7所示，计算结果如表1-15表1-15 汽车荷载作用梁号剪力效应（）1.29204.991.29310.351.29332.82人群荷载作用如图图1-8，计算结

42、果如表1-16所示。图1-8 支点人群横向分布系数表1-16 可变作用（人群荷载）产生的支点剪力计算表梁号公式 计算值剪力效应基本组合由表1-15可知：剪力效应以3号梁（最大）控制设计。表1-17 剪力效应组合表（单位：KN）梁号剪力效应永久荷载人群汽车210.4124.32204.99566.710.004.76118.39171.08219.965.39310.35704.490.002.84109.27156.16219.967.21332.82737.980.002.3493.41133.40注：桥梁结构重要性系数，取1.1。 与其它可变荷载作用效应的组合系数，取0.8。综上所述：弯矩

43、效应以1号梁（最大）控制设计，即；剪力效应应以3号梁（最大）控制设计，即。1.4 持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 1.4.1 配置主筋考虑到施工方便，偏安全的一律按号梁设计弯矩进行配筋。主梁截面尺寸如上图12所示。（1） 确定翼缘板的有效计算宽度a、简支梁计算跨径的为：b、主梁中心距为2000mmc、综上所述：取翼缘板的有效计算宽度为=1980mm。判断T形截面类型已知：Mpa，280Mpa，1.39Mpa，设c=30mm 则故属于第一类T型梁。 计算主钢筋数量整理得：求解得到 受拉钢筋截面面积选取，截面面积。钢筋叠高层数为6层，采用焊接钢筋骨架形式，布置图如图1-9所示。混凝

44、土保护层厚度c取32mm，钢筋间横向净距：故满足构造要求。图1-9 钢筋布置图（尺寸单位：cm）又，故正截面复核验算满足要求，即设计安全。 1.4.2 持久状况截面承载能力极限状态计算由钢筋布置图得：故为第一类T型截面。正截面抗弯承载力 1.4.3 根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置支点剪力效应以3号梁为最大，为了偏安全设计，一律采用3号梁数值，跨中剪力效应以1号梁最大，一律以1号梁为准。；根据构造要求，梁最底层钢筋232通过支座截面，支点截面的有效高度为：检查是否需要根据计算配置箍筋跨中截面：支座截面：因为，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置箍筋。应进行持久状况斜截

45、面抗剪极限承载能力验算。（1） 斜截面的配筋的计算图式。按公预规5.2.6条与5.2.11条规定： = 1 * GB3 最大剪力取用梁高一半处截面的数值，其中混凝土与箍筋共同承担不小于60%，弯起钢筋承担不大于40%； = 2 * GB3 计算第一排弯起钢筋时，取用距支座中心处由弯起钢筋承担的那部分剪力值； = 3 * GB3 计算以后每一排弯起钢筋时，取用前一排弯起钢筋点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。在图1-10所示的计算剪力分配图中，支座处的剪力计算值=737.98kN，跨中处剪力计算值=。图1-10 计算剪力分配图（尺寸单位：cm；剪力单位：kN）距支座中心处截面的计算剪力由混凝土和箍

46、筋承担的计算剪力：由弯起钢筋承担的计算剪力：设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为222，钢筋重心至梁受压板上缘距离为。弯起钢筋弯起角度为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。先计算弯起钢筋的弯起点与弯终点之间的垂直距离，则简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时为：同理可得： =1392.5mm=1356.7mm=1327.5mm=1304.8mm相应各排弯起钢筋位置与承担的剪力值见表1-18。表1-18 弯起钢筋计算表斜筋排次弯起点距支座中心的距离（mm）承担的剪力值（kN）11428.3276.5922820.8240.0934177.5159.0945505.080.2

47、156809.83.02(2) 各排弯起钢筋的计算，按公预规5.2.7条规定,与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载能力（KN）按下式计算：式中：=280，=45，=0.75。则每排钢筋的面积为：弯起232：=1608.6mm2Asb1弯起232：=1608.6 mm2弯起232： 弯起225： 弯起220： 弯起钢筋N5和N4提供的弯起面积小于截面所需的面积，因此需要在与N5和N4相同的弯起位置增加焊接斜筋2N10（216），使得弯起总面积(3) 主筋弯起后持久状况承载能力极限状态正截面承载能力校核：计算每一弯起截面的抵抗弯矩时，由于钢筋根数不同，其钢筋的重心亦不相同，则有效高度大小不同，现进行估

48、算。 跨中截面的钢筋抵抗弯矩绘制梁的弯矩包络图和抵抗弯矩包络图，进行全梁的抗弯承载力校核。 1.4.4 箍筋配置采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面积。在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。为了计算方便，斜截面内的纵筋配筋百分率及截面有效高度可近似的地按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下：跨中截面：，取，=1481mm支点截面：，则平均值分别为： 箍筋间距SV为： 若箍筋间距计算值取及满足规范要求。箍筋配筋率，故满足规范规定。综上所述：在支座中心向跨径方向1600mm的范围内，设计箍筋间距=100mm，然后至跨中截面统一的箍筋间距取=180mm。 1.4.5 斜截面抗剪承载

49、能力验算按公预规5.2.6条规定，斜截面抗剪强度验算位置为：(1) 距支座中心（梁高一半）处截面；(2) 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面；(3) 锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面；(4) 箍筋数量或间距有变化改变处的截面；(5) 受弯构件腹板宽度改变处的截面。据此，引桥主梁斜截面抗剪斜截面强度的验算截面如图1-11所示。图1-11 主梁斜截面抗剪截面强度的验算截面图距支座中心h/2处截面相应的=691.47kN,=467.8kN距支座中心1428.3mm处截面相应的=654.93kN，=805.9kN距支座中心2820.8mm处截面相应的=575.52kN，=1468.96kN距支座中心4

50、177.5mm处截面相应的=495.09kN，=1998.52kN距支座中心5504.95mm处截面相应的=414.88kN，=2405.41kN按公预规5.2.7条的规定：受完构件配有箍筋和弯起钢筋时，其斜截面抗剪强度验算公式为：式中：斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力；箍筋的配筋；与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力；斜截面内在同以弯起平面的普通弯起钢筋的截面面积；取。则斜截面11：纵向钢筋的含筋率斜截面22：纵向钢筋的含筋率采取上述同样的公式，代入相应的数据可得：斜截面33：纵向钢筋的含筋率同理可得：，斜截面44：纵向钢筋的含筋率同理可得：，斜截面55：纵向钢筋的含筋率 ，经验算，斜截面

51、抗剪承载力满足要求。 1.4.6 持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算验算斜截面抗弯承载力的位置按照公预规5.2.12选取。其最不利的斜截面水平投影长度按照下列公式试算确定：弯起钢筋可承受的剪力：一组双肢箍筋可承受的剪力：验算距支座中心h/2处截面：箍筋间距为10cm，若截面通过6根箍筋，2组斜筋时：由图1-10可得最不利的斜截面在1400mm至1450mm处，则该区间最大的弯矩则综上所述斜截面抗弯承载力满足设计要求。1.5 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算按公预规6.4.3条的规定，最大裂缝宽度按下式计算： 式中：考虑钢筋表面形状的系数，取。考虑荷载作用的系数，长期荷载作用时，其中为

52、长期荷载效应组合下的内力，为短期效应组合计算的内力；与构件形式有关的系数，取；纵向受拉钢筋的直径，取；含筋率，代入后；受拉钢筋在使用荷载作用下的应力，按公预规6.4.4条公式计算：取号梁的弯矩组合效应相结合：短期效应组合： 长期效应组合：则钢筋应力：在梁腹高的两侧设置直径为6的纵向防裂钢筋，以防止产生裂缝。若用6，则,介于0.0012和0.002之间，故满足裂缝宽度验算要求。1.6 持久状况正常使用极限状态下的挠度验算按公预规6.5.1条和公预规6.5.2条规定：式中：全截面（不考虑开裂）换算截面重心轴以上部分对重心轴的面积矩；换算截面中性轴T梁顶面的距离。按下式求解：代入数据并化简后：解方程

53、得：全截面对重心轴的惯性矩：全截面抗裂边缘弹性抵抗矩：为开裂截面的惯性矩，按下式计算：代入数据后得：=8.7247将所有数据代入公式后得：根据上述的计算结果，结构的自重弯矩为493.28。公路级可变荷载；，跨中横向分布系数；人群荷载，跨中横向分布系数。永久作用：可变作用（汽车）：可变作用（人群）：式中：作用短期效应组合的频遇值系数，对汽车，对人群。根据公预规6.5.3条规定，当采用C40以下混凝土时，挠度长期增长系数，施工中可以通过预拱度消除永久作用挠度，则：挠度符合规范的要求。1.7 支座计算采用板式橡胶支座,其设计按公预规8.4条规定进行。 1.7.1 选定支座平面尺寸橡胶支座的平面尺寸由

54、橡胶板的抗拉强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定。对橡胶板满足：若选定平面尺寸为，则支座的形状系数S为，满足规范要求。式中：t中间层橡胶片厚度，取t=0.5cm.橡胶板的容许应力为=10Mpa,橡胶支座的剪变弹性模量Ge=1.0Mpa(常温下),橡胶支座的抗压弹性模量Ee为：计算时最大的支反力，故 小于（可以选用） 1.7.2 确定支座厚度主梁的计算温差取35度，温度变化由两端的支座均摊，则每一个支座曾受的水平位移为：计算汽车制动引起的水平位移，对于20m的桥梁可布置一行车队，汽车制动按桥规4.3.6条，为一车道上总重力的10%，一车道的总重量为：，又要求不小于90kN，取制动力为90

55、kN。五根梁共十根支座，每根支座承受的水平力为：按公预规8.4条规定，橡胶层的厚度应满足：（1）不计汽车制动力时：（2）计汽车制动力时：或即（3）选用六层钢板、七层橡胶组成的橡胶支座。上下层橡胶片厚度为0.25cm，中间层厚度为0.5cm，薄钢板厚度为0.2cm，则：橡胶片的总厚度为：支座总厚度：，符合设计要求。 1.7.3 验算支座的偏移支座的平均压缩量为：按规范要求应满足（合格）梁端转角为：设恒载时主梁处于水平状态。已知公路级荷载作用下梁端转角：验算偏转角应满足：符合规范要求。 1.7.4 验算支座的抗滑稳定按公预规8.4.3条规定，按下式计算：计入汽车制动力时：不计入汽车制动力时：式中：

56、在结构重力作用下的支座反力的标准值，即=219.96kN； 橡胶支座的剪切模量，取=1.0MPa； 由汽车荷载引起的制动力标准值，取=9KN； 橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数，取=0.3； 结构自重标准值和0.5倍汽车荷载标准值（计入冲击系数）引起的支座反力； 支座平面，。1、计入汽车制动时2、不计入汽车制动时均满足规范要求，支座不会发生相对滑移。2 汝南南浦大桥主桥上部结构计算2.1 设计资料 2.1.1 桥面净空净8m+21.75m人行道。 2.1.2 主梁跨径及全长标准跨径：l=40m (墩中心距离)；主梁全长：l=39.96m（主梁预制长度）。计算跨径：l=39m (支座中心距离)；

57、2.1.3 设计荷载公路级，荷载级。人群荷载取3kN/m；每侧人行栏、防撞栏的作用力分别为1.52kN/m和4.99kN/m. 2.1.4 材料钢筋：主筋用HRB335钢筋，其他选用R235钢筋；混凝土：主梁采用标号为C50混凝土，栏杆及桥面铺装用标号为C30混凝土。 2.1.5 施工工艺后张法部分预应力施工，采用内径80外径88的预埋波纹管和夹片锚具。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTC D622004）的钢绞线，。普通钢筋直径大于和等于12的采用HRB335，直径小于12的均用R235钢筋。 2.1.6 设计依据(1) 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004

58、）；(2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）；(3) 公路桥涵地基与基础设计规范（JGT D632004）；(4) 公路工程技术标准（JTG B012003）；(5) 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）。2.2 横截面布置 2.2.1 主梁间距与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很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。本桥主梁翼板宽度为2000mm，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、运输、吊装阶段的小截面(b=1600m

59、m)和运营阶段的大截面(b=2000mm)。净8m+21.75m的桥宽选用五片主梁，如图2-1所示。基本计算数据见表2-1。表2-1 基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度50弹性模量轴心抗压标准强度32.4轴心抗拉标准强度2.65轴心抗压设计强度22.4轴心抗拉设计强度1.83短暂状态容许压应力20.72容许拉应力1.757持久状态标准荷载组合：容许压应力16.2容许主压应力19.44短期效组合：拉应力拉应力01.59钢绞线标准强度1860弹性模量抗拉设计强度1260最大控制应力1395持久状态应力：标准荷载组合1209续表2-1名称项目符号单位数据材料重度钢筋混凝土25.0沥青混凝

60、土23.0钢绞线78.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65注：本桥在混凝土强度达到C40时开始张拉预应力钢束，和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则， 2.2.2 主梁跨中截面主要尺寸预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15/25，标准设计中高跨比约在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。综上所说，本桥取用2000mm的主梁高度是比较合适的。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，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，