公路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计毕业设计

1、公路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计毕业设计第1章概述设计资料题目：7x30m公路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计设计资料及构造布置.设计资料桥孔布置形式：7-30=210m标准跨径：30m；梁长：29.90m：计算跨径：29.20m桥宽：为分离式左右幅均为12.25m净-11.25m设计荷载：公路一I级.材料.上部T梁C50混凝土：弹性模量 Ec=3.45 xlO4Mpa容重 Y =25kN/m3釉心抗压强度标准值限二32. 4Mpa轴心抗拉强度标准值。=2.65Mpa 轴心抗压强度设计值第二22. 4Mpa轴心抗拉强度设计值%=L83Mpa#15.24低松弛钢绞线：弹性模格 Ep=1.95

2、 x 105 Mpa抗拉强度设计值fpd=1260Mpa抗压强度设计值f；d=390Mpa抗拉强度标准值fpk=1860Mpa张拉控制应力 qn 0.75fpk=0.75xl860=1395Mpa普通钢筋采用R235（I级），HRB335（n级）、其他钢材.护拦：C30钢筋混凝土.桥面层：C40钢筋混凝土 +沥青混凝土沥青容重Y =23kN/m33.工艺按后张法工艺制作主梁。1.1.2施工方法上部结构施工方案采用（负弯矩筋）的方法，预制简支一连续施工程序：预制 简支，分支进行预制安装，预制时按预制简支梁的受力状态进行第一次预应力筋（正 弯矩筋）的张拉锚固，安装完成后经调整位置，浇筑墩顶接头处混

3、凝土，更换支座， 进行第二次预应力筋（负弯矩筋）的张拉锚固，进而完成一联预应力混凝土连续梁的 施工。1.13设计依据.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JDG D60-2004）以下简称桥规-人民交通出版社-2004.公路桥涵设计通用规范（JDG D602004）以下简称通规-人民交通出版社-2004.桥梁工程-姚玲森主编-人民交通出版社1985.结构设计原理叶见曙主编-人民交通出版社1996.桥梁施工及组织管理以下简称桥施黄绳武主编-人民交通出版社.预应力混凝土连续梁桥设计以下简称预混连桥徐岳主编-人民交通出版社1.2设计特点简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法，一般先架设预制主

4、梁，形成简支 梁状态；进而再将主梁再墩顶连成整体，最终形成连续梁体系。该施工方法的主要特 点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化。 概括地讲，简支转连续施工法是采用简支梁地施工工艺，却可达到建造连续梁桥地目 的。目前随着高等公路地发展，为改善桥梁行车地舒适性，简支转连续梁桥再中、小 跨径地连续梁桥中得到了广泛地应用。简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续奥状态地常见方法有下列几种：1将主梁内的普通钢筋再墩顶连续；2将主梁内的纵向预应力钢束再墩顶采用特殊的连接器进行连接：3在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力短束来实现连接。第一种方法虽然简单易行，但常在

5、墩顶负弯矩区内发生横向裂缝，影响桥梁的正 常使用。第二种方法效果最好，但是施工很困雉，故一般不采用。第三种方法不仅施 工可行，而且具有方法二的优点，同时又克服了仅有普通钢筋连续的开裂问题。所以 一般简支转连续梁桥多采用墩顶短束和普通钢筋连续这样的构造处理来实现简支转 连续。由于简支转连续梁桥在施工过程中常存在体系转换，那么必须依据具体的施工过 程来分析结构的受力。施I：的第一阶段是形成简支梁，此阶段主梁承受一期恒载自重 产生的内力及在简支梁上施加的预应力；第二阶段首先浇筑墩顶连续段混凝土，待混 凝土达到要求的强度后张拉墩顶负弯矩束（局部短束），最终形成连续梁。连续梁成 桥状态主要承受二期恒载、

6、活载、温度、支座沉降产生的内力及其负弯矩束的预应力、 预加力的二次矩、徐变二次矩等.由上面的分析可知，简支转连续梁桥跨中正弯矩要比 现浇一次落架大，而支点的负弯矩要比现浇一次落架小。因此，在主梁内要配置足够 数量的正弯矩束筋，以满足连续梁状态的承载要求和简支状态下承受结构重和施工 荷载的需要。简支转连续梁桥施匚程序对结构内力也有一定影响。目前施匚有两种方法： （1）先将每片简支梁转换为连续梁后，在进行横向整体化；（2）先将简支梁横向整体化，在进行结构的体系转换。前者按平面结构进行计算分析较为合理：而后者体系转换后已属空间结构，要进 行较为精确分析，比较复杂。本设计采用的是第一种方法。第2章桥梁

7、结构总体布置立面布置在预应力混凝土连续梁桥的设计中，连续梁体系的选择、主跨大小、分跨或跨径 组合、主梁高度、横截面形式和主要尺寸的拟定等问题是方案设计的关键所在。桥型 方案的确定，不但要考虑其实用、合理性，而且要满足经济和美观的要求。在大型桥 梁工程中，往往个别联跨的桥型及尺寸拟定要服从整体布局的要求。本设计为彭水武隆高速公路桥其中的冲溪沟1号右线大桥，其设计孔为： 30+30+30+30+30+30+30mo设计桥段左右两侧与主梁相连需分别预留5cm的伸缩缝。 按全桥纵断面布置，本桥段桥面纵坡为2.8%,桥面横坡为2.5%。截面布置截面形式采用的是T形截面，此种截面用料省，模板安装、拆除方便

8、，支座受力均匀。 桥面横坡：设为双向排水，以支座高度控制桥面铺装：铺设15 cm的混凝土主梁跨中截面主要尺寸拟定.主梁高度预应力混凝土连续桥的主梁高度与其跨径之比通常在上上之间。当建筑高 1525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。综上所述，对于30m跨 径的连续梁桥取用180cm的主梁高度是比较合适的。.主梁鼓面细部尺寸如图21梁（如下图22所示）。横截面沿跨长的变化如图22所示，本设计主梁采用等高度形式，横截面的T玲翼板厚度沿跨长不 变，马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高。梁端部区

9、段由于锚头 集中力的作用而引起较大的局部应力，也由于布置锚具的需要，在梁端一定的范围内 将腹板加厚到与马蹄同宽，变化截面（腹板开始加厚处）到支点的距离为3m,中间 还设有0.3m的腹板加厚过渡段横隔梁的设置模型试验结果表明（参见同济大学路桥教研组公路桥梁荷载横向分布计算第 五章），在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有内横隔梁时它比较均匀，否则 直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩， 在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，四分点处也宜设置内横隔梁。本设计每跨 在桥跨中点两个四分点及梁端共设置五道横隔梁，其间距为7.31110横隔梁采用开洞 形式，为便脱模工

10、作，做成上宽下窄，上缘厚16cm ,下缘厚14cm,平均厚度为15cm。主梁尺寸计算根据拟定的主梁尺寸计算出毛截面（净截面）面积及几何特性。主梁跨中截面的 儿何特性计算见表21和表22,截面分块见如图2-3图2-3截面分块图（单位:cm）表2-1边梁跨中截面几何特性表分面枳编名称截面各分面积Ai分面积型心 至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距Si分面积自身惯距Idi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距li大毛截面1上翼缘380083040081066.66751. 920767102439112上承托58820. 6712153.966402. 66739. 250767905886. 143梁

11、肋2760852346004380120-25.079231735951.54广三角196149. 33329269. 2682134.222-89.412231566931. 35马蹄124816720841670301-107. 0792143095218592514839. 234540027. 628762201Ys=59.9207671=33302228小毛截面1上翼缘332082656070826.66754. 993001100404442上承托58820. 6712153.966402. 66742. 32300110532473梁肋2760852346004380120-22

12、. 00713366904卜三角196149. 33329269. 2682134. 222-86. 341461100.75马蹄124816720841670301-104. 007135001858112510999. 234529787. 627391667Ys=62.9930011=31921454表22中梁跨中截面几何特性分面积编二名称截面各分面积Ai分面积型心 至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距分面积自身 惯距Iodi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距li大毛截面1上翼缘400083200085333. 3350.739676102980592上承托58820. 6712153.

13、 966402. 66738.069676852188.523梁肋2760852346004380120-26.260321903308. 81下三角196149.33329269. 2682134. 222-90.593321608601. 55马蹄124816720841670304-108.2603146269328792516439. 234544294.229289089Ys=58.7396761=33833383小毛截面1上翼缘304082432061853. 33356.9590439862771.22上承托58820. 6712153. 966102. 66744. 28901

14、31153373.43梁肋2760852346004380120-20. 010961108526.24下三角196149.33329269. 2682134. 222-84. 373961395317. 15为蹄124816720841670301-102.011129946217832508759. 234523814. 22G514C09Ys=61. 9590431=31038423表23主梁变化点截面的几何特性分面积编号名称截面各分而枳Ai分面积型心至 上缘距离Yi分面积对上缘 的一次静距分面积自身惯距I。di=Ys-Yi分面积对截面 型心轴惯距li大毛截面1上飘绿1000832000

15、85333. 3358, 152707136668762上承托5S820. 6712153. 966402.66745.7827071232481. 13梁肋1960651271001568653.31. 45270664136.29884下三角196109. 33321429. 2682134.222-42. 88029360389. 035马蹄31681471656961119984-80. 54729205535619912658679.232812507. 535817443Ys=66.4527071=38629951小毛截面1上飘绿301082432064853. 33364. 72

16、1093127340132上承托5S820. 6712153. 966402. 66752. 05109315930783梁肋1960651274001568653. 37.7210934116845. 954下三角196109. 33321429. 2682134.222-36.61191262724.615马蹄31681474656961119984-74.27891174789818952650999. 232792027. 632185615Ys=72.7210931=3497767211表24主梁临时支点被面的几何特性分面积编名称截面各分面 积Ai分面积型心至上缘距离Yi分面积对上

17、缘的一次静 距分面积自身 惯距Iodi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距li大毛截面1上翼缘400083200085333. 3358.630525137501542上承托261.3333319.111114991. 371264.724847.519415590115.433梁肋78729877145617643776-31.369477746394.112133. 333808450. 371773037422086663Ys=66. 6305251=39817037小毛截面1上翼缘304082432061853. 33363. 667993123229842上承托261.3333319.

18、111114994. 371264. 724852.556883721861. 693梁肋78729877145617643776-26.33201545824511173. 333800770. 371770989418503091Ys=71. 6679931=36212985第3章结构内力计算3.1主梁内力计算3. 1.1预制主梁自重（第一期恒载）按跨中截面计算主梁每延米的H重g 边=0.8112 x 25 = 20.2875 kn/mg 中=0.7832x25 = 19.52kii/m由于马蹄抬高形成四个横置的三棱柱，折算成恒载集度为4( 0,688 + 0.66-0.26 x(4.3

19、+ 0.15)x0.14x2529.9=0.3948kii/m由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成线荷载g(3产 2 中 + g 中 + g + g(8)=17,5563kn/m各号梁各期恒载集度见下表3T表31各号梁各期恒载集度一期恒载集度二期恒载集度122. 901316. 5434222.748817. 5563322. 748817. 55633.2活教内力计算3.2.1活载冲击系数冲击系数jj可以按下式计算通规4 3 2 第 5 条 当 L5WH：f 214HM /=0,1767hi f-0.0157对于连续梁桥：计算冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用4计算冲击力弓I起的负弯矩效

20、应时采用R23.651式中1结构的计算跨径本设计l = 29.2m (m)E一结构材料的弹性模量3.45 x 104 MP aL结构跨中截面的惯矩(m4)口一结构跨中的单位长度质量(kg/m),当换算成G结构跨中处沿米结构重力(N/m) 重力计算时，其单位应为(、7后)g重力加速度，g = 9.81(ns2)叫=9g1 =29.2111 E= 3.45 x 104N)a = 3.45 x IO10 N/m2G=( 0.8592 x 240.8792 x3)xlx25=108.9kn=59.21cm514839.228 x 2 + 516439.228 x 3 ”八 8592x2 + 8792x

21、3Ic=(333 02228.21 + 0.7152 x 8592)x2 +(33833383.44 + 0.472x8792)x31.681m44 = 6.317 n i = 0.3083f； = 10.97877 =/2 =0.40583.2.2车道折减系数根据通规表4. 3.1-4因为有三个车道，所以横向折减系数为0.7815.计算主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数叫一段桥跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，且 承重结构的长宽比为- = -)2 B 12.25所以可以按修正的刚性横梁法绘制横向影响线和计算横向分布系数叫.计算主梁抗扭惯矩:对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式

22、计算mi=lbL 一相应为单个矩形截面的宽度和厚度c,一一矩形截面抗扭刚度系数m一一梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面翼缘本的换算平均厚度匕=18.56cm马蹄部分的换算平均厚度t,二至士丝=33cm 2图31示出了 的计算图示，IT计算见表3225c图31 IT的计算图示表32 %计算表分块名称(cm)Mem)% q翼缘板25018. 560. 07424%532785. 835腹板128. 44200. 15570. 3005308564. 265马蹄48330. 68750. 1915330332. 9011171682. 995(J由桥梁工程表2 52查的).计算抗扭修正系数3

23、主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得；一与主梁条数有关，取值见桥梁工程表2-5-1 n=5所以，=1. 042B=12.25m L=29.2 m 1=0.3383338344mm4G一混凝土的剪切摸量，按规范3 1-6取G = 0.4Eh/. p = 0.9237.按修正的刚性横梁法计算横向影响线的展坐标值式中：n = 54 = 54=2.56=0a4 = -2.5ma5 = -5m52则 =2x(52 + 2.52)= 62.5m21-1计算所得的/值见表3-3表33%的计算表梁号e (m)如么5150. 5920. 19222.50. 3960. 004300.20.2跨中的横向分

24、布系数叫的计算图见图3-2OJ c5OJ c50J O1号梁3号梁图32跨中的横向分布系数叫计算图(单位:cm).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示见图32对于1号梁1 (0.6018 + 0.4607 + 0.3588 + 0.2176 + 0.1157-0.0254) = 0.8646对于2号梁叫 2 = - Z% = - (0.4005 + 0.3364 + 0.2901 + 0.226 + 0.1797 + 0.1156) = 0.77415 22对于3号梁叫3=0,.支点的荷载横向分布系数m。如图33 按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行分布18501

25、12550图33支点的横向分布系数小计算图示(尺寸单位：cm)对于 1 号梁：i%=( 1.05+0.33) =0.69对于 2 号梁： 吗? =(1.0+0.28+0.48)=0.88对于 3 号梁：叫: =(1.0+0.28+0.48尸0.88.横向分布系数表34主梁活载横向分布系数表梁号mc叫10. 86460. 6920. 774150. 8830.60. 883.2.3计算活裁内力根据拟定的结构尺寸，估算梁段的重量，同时考虑BSAS （教学版）对梁段总数 的限制（最多70段），把整个梁体分为68段。划分单元时，应将支点和桥规规 定的验算截而位于单元的节点处，同时在截面构造尺寸变化处也

26、应布置节点。单元分 段图见图附录2图A1 全桥节点及梁段划分图”。在此基础上编写BSAS输入数据文件进行内力计算，数据文件见附录lo正常使用状态下的结构包络图见附录2图A-2承载能力极限状态下的结构包络图见附录2图A-3主梁内力组合：根据BSAS计算结果整理成内力组合表和包络图可以看出其最大弯矩和最不利 截面都在边跨出现，故以下表格只列出边跨的计算数据，即1T0号单元。其中3单元和7单元的i截面表示腹板加厚起变点：4单元和6单元的i截面表 示四分点截面；5单元的i截面表示跨中截面，8单元的i截面表示临时支座截面； 10单元的i截面表示永久支座截面。正常使用极限状态各验算截面的内力见表3-5承载

27、能力极限状态各验算截面的内力见表3-6恒载引起的内力见表37汽车引起的内力见表3-920表3-5正常使用极限状态各验算截面内力（1截面）单元号相应Mz相应Nx相应QyMAX Mz0 0000 0000 0001MAX Qy0.0000 0000.000MIN Mz0.0000.0000.000MINQy0 0000 000-94.414MAX Mz-2.9790 000563,0542NIAXQy-2.9790.000874.217MIN Mz-36.0240.000564.482MINQy-2.9790.000534.693MAX Mz2239.3030 000580.6233MAX Qy2

28、238.9240.000673.792NflN Mz1399.1270.000405.440MIN Qy1805.0830 000385345MAX Mz4261.5390 000257.1624NIAXQy4252.0160.000426.473MIN Mz2668.8400.000209 600MIN Qy3637.0180 000171.611MAX Mz5125.1660.000-122.5035MAX Qy4940.7260.00039.898MIN Mz3125.7680 000-84.414MINQy4745.7430.000-216.355MAX Mz3019.5320.000

29、-517.6516NIAXQy2664.0830 000-322.368MIN Mz1436.3990 000-378.427MINQy2638.8570 000-609 091MAX Mz414.7460.000-739.7687NIAXQy203.6580 000-527.870MIN Mz-7146210 000-630873MIN Qy-58.6340.000-848.666MAXNIz-1407.2840.000-667.1998MAXQy-1407.2840 000-667.199MINMz-2948.7390 000935.608MIN Qy-2636.2000.000-1038

30、.923MAXNIz-1643.7820.000-684.2199MAXQy-1643.7820 000-684.219MIN Mz-3281.7880 000-966618MIN Qy-2980.9820.000-1060.791MAX Mz-1678.0540.000615.60810NIAXQy-2937.5890 0001010.165MIN Mz-3330.1420.000831.766MINQy-1678.0540.000615.60821表3-6 承载能力极限状态各验算截面内力（1截面）单元号相应Mz相应Nx相应QyMAX Mz0 0000 0000 0001MAX Qy0 00

31、00.0000 0001MIN Mz0.0000.0000.000MINQy0 0000 000-132.180MAX Mz-3.5740 000675 6652MAXQy-2.6810.0001144.632MIN Mz-49.8370.000677.664MIN Qy-3.5740 000465.058MAX Mz2926.8000.000765.9112MAX Qy2926.2540.000885.6713MIN Mz1225.1020.000359.032MIN Qy23453290 000328.673MAX Mz5660.5270.000328.056AMAX Qy5646.529

32、0.000565.954qMIN Mz2283.9450 000172.474MIN Qy4742.4810 000118,488MAX Mz6790.6270.000-160.294cMAXQy6519.5000.00083.884DMIN Mz2577.1700 000-110.178MIN Qy6232.8740 000-291.687MAX Mz4006.6350.000-687.434(LMAX Qy3484.1240.000-274.3440MIN Mz956.1170 000-482.774MIN Qy3447.0430 000-806.195MAX Mz547.2580.000

33、-976.312MAX Qy264.3210 000-474.382/MIN Mz-1083.9360 000-816.236MIN Qy-165.5540 000-1114.746MAX Mz-1134.0710.000-596.499OMAX Qy-1134.0710.000-596.499OMIN Mz-3914.3010 000-1233.561MIN Qy-3463.6190.000-1359.044MAX Mz-1345.3310.000-611.818nMAX Qy-1345.3310 000-611.818yMIN Mz-4345.2640 000-1275.571MIN Qy

34、-3911.5020.000-1387.072MAX Mz-1375.9490.000532.488inMAX Qy-3841.7880 0001322.0511 VMIN Mz-4407.8490.0001085.476MIN Qy-1375.9490.000532.48822表37恒载引起的内力单元杆端弯矩-M轴力-N剪力-Q1i0 0000 0000.000J-2.9790.000-17.02021-2.9790.000563.054J14673530.000417.1673114673530.000417.167J2875.8770 000237.961412875.8770 0002

35、37.961j3539.8420 000-56053513539 8420 000-56 053j2057.5100 000-350.0666i2057.5100 000-350.066j1669330 000-529.2727i1669330 000-529.272j-1639.7130 000-675.1598i-1639.7130.000-675.159j-1878.9970.000-692.17991-1878.9970.000-692.179J-1913.6670.000-694.611101-1913.6670 000653.431J-1881.0560 000651.00023表

36、39汽车引起的内力单元号相应Mz相应Nx相应Qy1MAXMz0.0000.0000.000MAXQy0 0000 0000 000MINMz0.0000 0000.000MINQy0 0000 000-94.414MAXMz0.0000.0000.0002MAXQy0 0000 000311.163MINMz-33.0450.0001.428MINQy0 0000 000-28361MAXMz771.9500.000163.4573MAXQy771.5710 000256625MINMz-68.2260.000-11.727MINQy337.7310 000-31 821MAXMz1385.6

37、620.00019.2014MAXQy1376 1390 000188.512MINMz-207.0370.000-28.361MINQy761.1410 000-66.350MAXMz15853240.000-66.4505MAXQy1400 8840 00095.951NONMz-414.0740.000-28.361MINQy1205 9010 000-160.303MAXMz962.0230.000-167.5856MAXQy606.5730 00027.697MINMz-621.1100.000-28.361MINQy581.3480 000-259.025MAXMz247.8130

38、.000-210.4967MAXQy36.7240 0001.402MINMz-881.5540 000-101.601NONQy-225.5670 000-319.394MAXMz232.4290 0007 9608MAXQy232.4290.0007.960MINMz-1309.0260 000-260.449MINQy-996.4870.000-363.764MAXMz235.2150 0007 9609MAXQy235.2150.0007.960MINMz-1402.7900 000-274.439MINQy-1101.9850.000-368.612MAXMz235.6130.000

39、-37.82310MAXQy-1023.9220.000356.734MINMz-1416.4750 000178,335MINQy235.6130.000-37.82324第4章 预应力钢束估算及其布置从内力计算数据中可以看出，边主梁和中主梁的内力相差不大，为方便施工，各 主梁拟采用相同的配筋形式。预应力钢束的估算钢绞线及锚具按设计任务书建议，预应力钢材采用/ 15.24低松弛钢绞线，抗拉强度标准值 fpk=1860Mpa,抗拉强度设计值fpd=1260Mpa,抗压强度设计值1=390Mpa ,张拉 控制应力a0n=1395Mpa。根据内力计算结果，参照其它梁段设计，腹板内每束预应 力筋采用

40、5股钢绞线，相应锚具型号为OVM13-6 7,波纹管内径尺寸60mm:跨中截面的钢束估算与确定在所有的跨中截面中，截面4的弯矩值是最大的(Mmax = 6790.63kN.m),所以以截面4的钢束需要量定为所有跨中截面的钢束需要量。.按承载能力极限状态估算钢束数设11b = 0.9x11 = 1.62m1-=6.12(束)22.4x1()3x2.5x1.62 f 卜 2x1.25x6790.630.000699xl260 xl03 Y 22.4xl03 x2.5xl.622.按正常使用状态估算钢束25e yr -0.1h = 0.5874-0.1xl.8 = 0.4074me 卜 p yF -

41、 0. Ih = 1.2126 - 0.18 = 1.0326m0.338334 八3=0.576m0.58740.338334 八一” 3=0.279m3Ye0,576 = 0.65514m0.8792o 970- = 0.31731110.8791.2126a、当由上缘不出现拉应力控制时Mee卜一k卜A= 8.74（束）3125.171.0326-0.65514 0.0006999xl395xl03b、当由下缘不出现拉应力控制时Mxe卜+k匕.fp干= 4.57（束）5125.171.0326 + 0.3173 0.0007x1395x104.1. 3支点截面所需抵抗负弯矩的上部预应力钢束

42、的估算结合确定1.按承载能力极限状态估算钢束数1-2Mmax22.4xl03 x 0.48xl.62=1-0.000699xl260 xl03 I? = o,2895m 1.213332:2x1.25x4364.611,17 = 4.28 （束）22.4xl03x0.48xl,62-2.按正常使用状态估算钢束eh yr -0.1h= 0.6663-0.18 = 0.4863me卜 y下一 0.1h = 1.1337 0.18 = 0.9537mL 0.398173i. = = 0.5976myr 0.6663L 0.39817 八 ：W、= = 0.3512myr 1.1337t wr 0.5

43、976 八 4cxkK = - = 0.4925mA 1.21333226当由上缘不出现拉应力控制时3293.2511 0.4863 + 0.4925 0.0006999x 1395xlO3= 3.446（束）当由下缘不出现拉应力控制时= 2.5（束）-1626.18110.2895-0.9537 0.0006999x 1395xlO3综上所述下部所需抵抗正弯矩的预应力钢筋数n=7根,上部所需抵抗负弯矩的预 应力钢筋数n=4根。从内力包络图中可以看出，从跨中直到变化点截面时出现负弯矩, 所以上部所需抵抗负弯矩的预应力钢筋数在过变化点0.5m处截断。4.2预应力钢束的布置连续梁预应力钢束的配置原

44、则参考预混连桥设计，连续梁预应力钢束的配置除满足桥规的构造要求外, 还应该考虑以下的原则：应选择适当的预应力钢筋的型式与锚具型式。预应力钢筋的布置要考虑施工的方便，也不能象钢筋混凝土构件中任意截断钢筋 那样去截断预应力钢筋，而导致在结构中布置过多的锚具。预应力钢筋的布置既要符合结构受力的要求，乂要注意在超静定结构体系中避免 引起过大的次内力。预应力钢筋配置，应考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、结构尺寸， 施工方法的选择都有密切关系。预应力钢筋应避免使用多次反向曲率的连续束。预应力钢筋的布置，不但要考虑结构在使用阶段的弹性受力状态的需要，而且也 要考虑到结构在破坏阶段时的需要。27跨中

45、截面钢束布置对于跨中截面，在保证布置预留管道构造的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心 距大些。本设计采用直径6cm的预埋铁皮波纹管道，根据公预规规定，取管道净 距4cm,至梁底净距5cm,细部构造如图4-1：图4一1跨中截面钢束布置图（尺寸单位：cm）由上图可直接得出钢束群重心至梁底距离为：ap = M!=15.143cm锚固截面的钢束布置为了方便张拉操作，本设计将所有钢束都锚固在梁端。对于锚固端截面，钢束布 置通常考虑下述两个方面：一是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；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便等要求。按照上述锚头布 置的“均匀”、“分散”等原则，锚固端

46、截面所布置的钢束如下图4一2所示：图4一2傩同截面钢束布置图（尺寸单位:cm）N8-N11为主梁安装好后再张拉的预应力钢筋28由上图可直接得出NN7钢束群重心至梁底距离为:=70.714cm2x(25 + 50) + 90 + 115 + 140算上N8N11时，钢束群重心至梁底距离为:4x(180-8)+7x70.7111= 107.54cm11验算上述布置的钢筋群重心位置，计算图式见图4一3y = ap_（y 卜-k 卜）=70.71-（113.37 - 49.25）= 6.8cm说明钢束群重心处于截面的核心范围内。图4一3钢束群重心位置复核图式（单位：cm）4.2.4钢束起弯角和线形的确

47、定为了配合弯矩和剪力的变化，钢束需要再离跨中一定位置弯起，跨中弯矩大，需 要钢束多，端部剪力大，钢束弯起有利于抗剪，也便于梁端锚头的均匀布置，减少梁 端压应力集中，起弯角在较好，小于对抗裂及强度有好处，但预剪力小，大于摩擦损 失大，起弯的最小半径不小于钢束直径的800倍，也不小于4m, N1N4的起弯角 定为7.5, N5N7的起弯角为9N8Nil的起弯角定为9。294.3钢束计算钢束起弯点到跨中截面的距离X?计算计算图式见图4一4,计算结果见表4一1图4一4钢束计算图式表4-1钢束计算表(一)钢束号钢束弯起 高度c (cm)(Ptan。COS。si”锚固点距支 座中心线距 离 axi (cm

48、)R=- 1-cos?RsinQ1$ = 3 + a3d-Rsin。N1 (N2)177.50.13170.99140.130519.711987.11259371220.34N3 (N4)327.50.13170.99140 130516.423740.44488.23988.19N58290.15840.98770.156420.786660.351041.91438.87N69790.15840.98770.156416.827878.711232.50244.32N711290.15840.98770.156412.869097.071423.0949.77控制鼓面的钢束重心位置计算.

49、各束重心位置计算由图44所示的几何关系，得到计算公式为:a1 =a0 + cc = R- Reos a30sin a = R式中：aM一一锚固点距支座中心线距离a1一一钢束起弯后，在计算截面处钢束重心到梁底的距离（见表42）：C一一计算截面处钢束的升高值：a0钢束起弯前到梁底的距离；R一一钢束弯起半径（见表41）。表42计算截面处钢束重心到梁底的距离截面钢束号X.(cm)R(cm)ina = Rcos ac = R(l-cosa) (cm)ao(cm)% = ao + c (cm)四分点N1 (N2)1尚未弯起88N3 (N4)18ISN5291.126176660.3530.043710.9

50、996.365651059814.36565N6485.678857878.710.061640.998114.983953741832.98395N7680.231539097.0680.074770 997225.467741812853.46774变 化 点N1 (N2)q = 1160 X1尚未弯起88N3 (N4)171.808283740.4420.045930.99893.9478850821821.94789N5721.1261766603530.108270.99413915378N6915.678857878.710 116220.993253.3

51、91887971871.39189N71110.23159097.0680 122040 992568 002040272896 00204支点N1 (N2)q = 1460-Xj239 661191987.110120610 992714,50546274822.50546N5471.808283740.4420.126140.99229,875560161847.87556N61021.12626660.3530.153310.988278.74199216886.74199N71215.67897878.710.15430.988943541318318112.35411410.2315

52、9097.0680.155020.9879109.97207528137.972131.计算钢束群重心到梁底距离a(见表43)表4一3钢束群重心到梁底距离a跨中的a (cm)四分点的a (cm)变化点的a (cm)临时支点的a (cm)锚固点的a (cm)N1 (N2)88821 9478850825N3 (N4)181821.94788547.1537773750N581436565147.15377786.7419921690N61832.98395471.3918881123541318115N72853,46774296,00204137.972075140aP =15.142921.

53、8310539.20621167.8959319870.7142857图4-5绘出了表4-3的计算结果图45各截面钢束群重心到梁底距离4.3.3钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端张拉的工作长度(2X70cm)之和, 其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角度进行计克。通过每根钢束长度计算，就 可得出一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度，以利备料和施工。计算结果见表4-432所示:表4-4钢束长度计算表钢束号R(cm)P曲线长度 S=-R 180(cm)直线长度 X.(cm)钢束有效长度2(S +毛) (cm)钢束预留 长 度 (cm)钢束长度(cm)1234567=5+6N1 (N

54、2)1987.1098237.5260.112071220 3392960.9017531403100.9018N3 (N4)3740.4420197.5489 62272988.19172955.6288731403095.6289N56660 35319191046.2058438.87382970.15932414031101593N67878.71048291237.5849244.32112963.8121921403103.8122N79097.06777391428.964149,768472957 4650591403097.46517E i-l15507.967233第5章计

55、算主梁截面几何特性在求得各验算截面的毛截面特性和钢束位置的基础上，计算主梁净截面和换算截 而的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的静矩，最后汇总成截面 特性值总表，为各受力阶段的应力验算准备计算数据。iniei积及惯矩计算净截面几何特性计算在预加应力阶段，只需要计算小截面的几何特性，计算公式如下：截面积：= A-11AA截面惯矩 In = I-nAA（ym-y;）2换算截面几何特性计算在使用阶段需要计算大截面（结构整体化后的截面）几何特性，计算公式如下换算截面积A =-1）鸣换算截面惯矩Io = I imi（aEp-l）A（yos -4式中：一钢束与混凝土弹性模量比0Ep =含=

56、5.65具体计算见下表51至5534表51跨中戳面面积和惯性矩计算表截面分块名称分块面积 A (cm?)分块面积 重心到上 缘距离X(cm)分块面积 对上缘 静矩S： (端)全面积而 心到上缘 距离乂(6)分块面积 自身 惯矩L (曲，)4 = 乂-乂 (cm)(cm，)I-y (cm4)bl=190 (cm)净截面E截面78326495904341508759.2362.36931038423.4-2.5899952537.44129011952.2扣除管道 面积 (nAA)-197.918164.86-32628.76-102.491-2079009Z7634.082476130.4731

57、038423.4-2026471bl=250 cm换 算 截 面毛截面879258.7397516439.4461.42033833383.42.68029863161.72636334127.8钢束换 算面积 (%T) xnAA227.815164 8637557.581-103.442437582.7X9019.815553997.0233833383.42500744.4表5一2四分点截面面积和惯性矩计算表截面分块名称分块而积 A (cm?)分块面积 重心到上 缘距离X(cm)分块面积 对上缘 静矩S： (向)全面积市 心到上缘距寓y,(cm)分块面积 自身 惯矩L (cm，)d： (砌

58、(cm)i = yi +ei (cm。bl=190 (cm)净截而毛截而见表2783264,95904350875962.5424931038423-2.4165545736.5729274275.12扣除管道 面枳 (nAA)497.918158.17-31305-95.62754809885Z7634.08247745531038423-1764148bl=250cm换算截面毛截而879258.739751643961,25103338333832.51132855449 1136028764.26钢束换 算面积 (%T) xnAAy227.815158.1736033.5-96.9192

59、139932E9019.81555247333833383219538135表5-3变化点截面面枳和惯性矩计算表截面分块名称分块面积A (城)分块而积 重心到上 建山高、： (加)分块面里 对上缘 静矩S3 (高)全面积重 心到上缘 距离y,(cm)力块面积 自身 惯矩L ”)14 = 乂 - x (cm)ly = A M (cm，) = ZL + E】y (cm，)bl=190 (cm)净截而毛截面895272.72165099872.008923.5E+O7-0.712084539.22334851557.94扣除管i 面积 gA)i-311.0192.505-28770-20.4961-

60、130654Z8640.996222283.5E+O7-126114bl=250cm换 算 截 面毛截面991266.452565867767360653.9E70.9081478174.73338864463.52钢束换 算面积 (%T) xnAAj.357.99592.50533116.3-25.1444226338.2z102706917943.9E+07234513表54临时支点截面面积和惯性矩计算表截而分块名称分块面积A(句分块面积 重心到上 缘距离y,(cm)分块面积 对上缘 静矩S, (cn?)全面积重 心到上缘 距离K(而)分块面秒 自身惯矩L(cm，)4 =(曲)ly = A