土木工程桥梁工程毕业设计计算书模板完整版

华北水利水电学院毕业设计PAGEPAGE185目录中文摘要………………………….4ABSTRAC…………………...5HYPERLINK\l"_Toc325208808"结构计算书部分6HYPERLINK\l"_Toc325208809"第1章基本资料6HYPERLINK\l"_Toc325208810"1.1设计资料6HYPERLINK\l"_Toc325208811"1.1.1设计方案6HYPERLINK\l"_Toc325208812"1.1.2技术标准6HYPERLINK\l"_Toc325208813"1.1.3材料及特性6HYPERLINK\l"_Toc325208814"1.1.4设计依据8HYPERLINK\l"_Toc325208815"1.2结构尺寸8HYPERLINK\l"_Toc325208816"1.2.1桥型布置图8HYPERLINK\l"_Toc325208817"1.2.2截面尺寸9HYPERLINK\l"_Toc325208818"1.3箱梁的横截面几何特性计算11HYPERLINK\l"_Toc325208819"第2章荷载计算12HYPERLINK\l"_Toc325208820"2.1电算模型12HYPERLINK\l"_Toc325208821"2.1.1使用软件12HYPERLINK\l"_Toc325208822"2.1.2模型分析12HYPERLINK\l"_Toc325208823"2.2恒载作用计算13HYPERLINK\l"_Toc325208824"2.2.1一期恒载（现浇箱梁自重）13HYPERLINK\l"_Toc325208825"2.2.2现浇层、沥青铺装层及内外侧栏杆13HYPERLINK\l"_Toc325208826"2.3活载作用计算14HYPERLINK\l"_Toc325208827"2.3.1荷载系数的计算14HYPERLINK\l"_Toc325208828"2.3.2活载作用内力计算14HYPERLINK\l"_Toc325208829"2.4附加内力的计算16HYPERLINK\l"_Toc325208830"2.4.1温度变化引起的附加内力的计算16HYPERLINK\l"_Toc325208831"2.5内力组合18HYPERLINK\l"_Toc325208832"第3章钢筋的估算和布置22HYPERLINK\l"_Toc325208833"3.1预应力钢束的估算与确定22HYPERLINK\l"_Toc325208834"3.1.1估算方法及结果22HYPERLINK\l"_Toc325208835"3.1.2钢束的确定27HYPERLINK\l"_Toc325208836"3.2预应力钢束的布置27HYPERLINK\l"_Toc325208837"3.2.1跨中预应力钢束布置27HYPERLINK\l"_Toc325208838"3.2.2梁端预应力钢束布置28HYPERLINK\l"_Toc325208839"3.2.3桥台处渐变端处预应力钢束布置28HYPERLINK\l"_Toc325208840"3.2.4桥墩和顶板处预应力钢束布置28HYPERLINK\l"_Toc325208841"3.3预应力加载后荷载组合29HYPERLINK\l"_Toc325208842"3.4截面普通钢筋的估算与布置29HYPERLINK\l"_Toc325208843"第4章持久状况承载能力极限状态计算32HYPERLINK\l"_Toc325208844"4.1结果显示单元号的确定32HYPERLINK\l"_Toc325208845"4.2正截面抗弯承载力32HYPERLINK\l"_Toc325208846"4.3斜截面抗剪承载力计算36HYPERLINK\l"_Toc325208847"4.3.1计算截面选取与箍筋配置36HYPERLINK\l"_Toc325208848"4.3.2斜截面抗剪承载力验算37HYPERLINK\l"_Toc325208849"第5章预应力损失计算45HYPERLINK\l"_Toc325208850"5.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失45HYPERLINK\l"_Toc325208851"5.2锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失45HYPERLINK\l"_Toc325208852"5.3混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失46HYPERLINK\l"_Toc325208853"5.4混凝土弹性压缩引起的应力损失46HYPERLINK\l"_Toc325208854"5.5预应力筋松弛引起的应力损失47HYPERLINK\l"_Toc325208855"5.6混凝土收缩和徐变引起的应力损失47HYPERLINK\l"_Toc325208856"第6章持久状况正常使用极限状态计算58HYPERLINK\l"_Toc325208857"6.1电算应力结果58HYPERLINK\l"_Toc325208858"6.2持久状况使用阶段的正应力验算59HYPERLINK\l"_Toc325208859"6.2.1混凝土的法向压应力验算60HYPERLINK\l"_Toc325208860"6.3截面抗裂验算61HYPERLINK\l"_Toc325208861"6.3.1验算条件61HYPERLINK\l"_Toc325208862"6.3.2验算结果62HYPERLINK\l"_Toc325208863"6.4正常使用阶段竖向最大位移（挠度）62HYPERLINK\l"_Toc325208864"6.4.1使用阶段的挠度值计算62HYPERLINK\l"_Toc325208865"6.4.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置63HYPERLINK\l"_Toc325208866"第7章持久状况和短暂状况构件的应力验算64HYPERLINK\l"_Toc325208867"7.1混凝土的最大拉应力验算64HYPERLINK\l"_Toc325208868"7.2预应力钢筋最大拉应力65HYPERLINK\l"_Toc325208869"7.3混凝土的最大主拉、主压应力计算73HYPERLINK\l"_Toc325208870"7.3.1混凝土主拉应力73HYPERLINK\l"_Toc325208871"7.3.2混凝土主压应力74HYPERLINK\l"_Toc325208872"第8章局部受压承载力计算78HYPERLINK\l"_Toc325208873"8.1局部受压区尺寸要求78HYPERLINK\l"_Toc325208874"8.2局部承压承载力验算79HYPERLINK\l"_Toc325208875"第9章支座的设计80HYPERLINK\l"_Toc325208876"9.1支座的支承反力计算80HYPERLINK\l"_Toc325208877"9.2支座的选取81HYPERLINK\l"_Toc325208878"致谢82HYPERLINK\l"_Toc325208879"参考文献83HYPERLINK\l"_Toc325208880"附录84HYPERLINK\l"_Toc325208881"外文原文：84HYPERLINK\l"_Toc325208882"外文译文：95毕业设计任务书…………………………..104毕业设计开题报告……………………….109设计题目：35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥中文摘要本设计上部结构采用三跨预应力混凝土变截面连续箱形梁桥，跨径为35m+45m+35m，横桥向宽度为10m，横坡为1.5%，双向两车道，荷载等级为公路-Ⅱ级。主梁采用单箱单室整体现浇箱形梁，墩顶梁高2.5m，主跨跨中梁高1.5m，顶板厚度0.25m，底板厚度0.3m，腹板厚度0.4m，距支点1.5m处开始加厚，到距支点4.5m处腹板厚度为0.5m，主梁下缘采用二次抛物线。下部结构采用桩柱式轻型墩台。设计采用了桥梁博士、MIDAS-CIVIL和桥梁通CAD等专业软件，对桥梁的截面几何特性、冲击系数、荷载增大系数和主梁内力进行了计算；在此基础上，进行了内力组合和预应力钢筋估算和布置，并按照构造要求配置了普通钢筋；然后，对桥梁进行了承载能力极限状态和正常使用极限状态进行了安全验算，验算结果表明，桥梁的截面、强度、刚度和抗裂性等均满足规范要求；最后，绘制了桥梁施工图纸。通过毕业设计，实现了对桥梁工程专业知识的梳理，锻炼了专业技能，提高了综合素质，为进一步学习和工作打下了坚实的基础。35m+45m+35mprestressedconcretecontinuousboxgirderABSTRACTInthegraduationdesign,thesuperstructureadoptsthree-spanprestressedconcretecontinuousboxgirderwithvariablecrosssections.Themainspanis45mlongandthesidespanis35mlong.Thelateralwidthisupto10mwithtwolanes.Thecrossslopeis1.5%andtheloadishighway2classload.Themaingirderisasingleboxandsingleroomin-situboxgirder.Thegirderis2.5mhighatthetopofthepiersand1.5mhighatthemidspan.Thetopdeckis0.25mthickandthebottomdeckis0.3m.Thewebthicknesschangesfrom0.4mto0.5m.Thedescenderlineisaseconddegreeparabola.Thesubstructureemployslightpileandpillarbridgeabutmentsandpiers.Themajorsoftwaresareusedinthedesign,forexample,DOCTORBRIDGE,MIDAS-CIVILandBRIDGEGENERALCAD.Themaindesignparametersarecalculatedsuchasthesectionproperties,theimpactcoefficient,theloadHYPERLINK"/dict_result.aspx?searchword=%e6%94%be%e5%a4%a7%e7%b3%bb%e6%95%b0&tjType=sentence&style=&t=amplification+coefficient"amplificationoefficientandtheinternalforces.Accordingtotheresults,theloadcombinationisdoneandtheprestressedstrandsareaisestimated.Thentheprestressedstrandsarearrangedbasedontheestimationresultsandthereinforcementsarelaidoutaccordingtotheconstructionrequirements.Theverificationforthebridgeisdoneatultimatecapacitystatesandserviceabilitylimitstatesaccordingtothespecifications.Theresultsindicatethatthecrosssection,thestrength,thestiffnessandthecrackresistanceareallsatisfiedwiththespecificationrequirements.Finally,theconstructiondrawingsaredrawnwithAUTOCADsoftware.Thegraduationdesignhelpsmetosortoutthemajorknowledge,trainthemajortechniquesandimprovetheHYPERLINK"app:ds:comprehensive"comprehensiveHYPERLINK"app:ds:quality"qualities.Itlaysasolidfoundationforfurtherstudyandfuturework.结构计算书部分第1章基本资料1.1设计资料1.1.1设计方案上部结构采用三跨预应力混凝土连续箱梁，整体现浇施工，预应力采用后张法施工，下部结构采用桩柱式墩台。1.1.2技术标准1）标准跨径：35m+45m+35m；2）桥梁宽度：净-7m＋2×1.5m，共10m；3）桥梁横坡：1.5%；4）设计荷载：公路Ⅱ级；5）环境类别：Ⅰ类；6）设计基准期：100年；7）每侧护栏重量按6kN/m计，混凝土考虑10年的收缩徐变，整体升温、降温均按20℃考虑，基础考虑5mm不均匀沉降，其它作用根据设计情况拟定。8）计算方法：电算；上部结构用桥梁博士电算，下部结构用桥梁通电算出下部结构图。1.1.3材料及特性混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装采用10cmC50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土，桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏、立柱、桩基和系梁的混凝土根据规范选择C30混凝土。预应力筋：采用15.20高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标注值MPa，弹性模量Mpa，并配套OVM系列锚具。一段锚具变形及钢束回缩值≤6mm，预应力管道为钢波纹管管道，摩擦系数μ＝0.25；管道偏差系数κ＝0.0015/m；钢筋回缩和锚具变形为每侧6mm，两端张拉，顶板人孔处预应力钢束采用一端张拉。普通钢筋为R235钢筋（公称直径小于12mm）和HRB335钢筋（公称直径大于12mm）两种。普通钢筋：直径大于和等于12mm的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm的均用R235级热轧光圆钢筋。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。材料容重：混凝土γ=26kN/m3，沥青混凝土γ=24kN/m3。以上各种材料特性参数值参见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），所需参数列成简表1.1如下：表1.1材料特性及基本参数名称项目符号单位数据C50混凝土立方强度fcu，kMpa50.00弹性模量EcMpa3.45×1044轴心抗压标准强度度fckMpa32.40轴心抗拉标准强度度ftkMpa2.65轴心抗压设计强度度fcdMpa22.40轴心抗拉设计强度度ftdMpa1.83短暂状态容许压应力0.7f'cckMpa20.72容许拉应力0.7f'ttkMpa1.76持久状态标准荷载组合容许压应力0.5f'cckMpa16.20容许主压应力0.6f'ttkMpa19.44短期效应组合容许拉应力σst-0.85σσpcMpa0.00容许主拉应力0.6ftkMpa1.5915.2钢绞线标准强度fpkMpa1860弹性模量EpMpa1.95×1055抗拉设计强度fpdMpa1260最大控制应力0.75fpkkMpa1395持久状态应力标准荷载组合0.65fpkkMpa1209普通钢筋HRB335抗拉标准强度fskMpa335抗拉设计强度fsdMpa280弹性模量EcMpa2.1×105R235抗拉标准强度fskMpa235抗拉设计强度fsdMpa195弹性模量EcMpa2.1×105材料重度钢筋混凝土γkN/m326.0钢绞线γkN/m378.5钢束与混凝土的弹弹性模量比αEp无量纲5.65根据计算结果和规范选择锚具、波纹管、伸缩缝和支座类型如下：固定端和张拉端都采用OVM15型锚具，OVM15-19，OVM15-8。腹板预应力筋采用圆形塑料波纹管SBG-100Y，顶板预应力筋也采用圆形塑料波纹管SBG-90Y，塑料波纹管环刚度应不小于6kN/m2。伸缩缝装置采用GQF-C100（NR），伸缩缝100mm。1.1.4设计依据1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），简称《标准》；2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），简称《桥规》；3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），简称《公预规》；4）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63--2007）；5）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）；6）预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）；7）公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）；8）《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）；9）预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT-T529-2004）；10）《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》等教材。1.2结构尺寸1.2.1桥型布置图如下图1-1所示为桥型布置图：图1-1桥型布置图1.2.2截面尺寸本桥桥面宽1.5m＋7.0m+1.5m，全桥宽采用连续整体箱梁，整体现浇，箱梁跨中截面高1.5m，桥墩处截面高为2.5m，宽10m，全长35m+45m+35m。采用后张法施工工艺，预应力钢筋采用钢绞线，直径15.20mm，截面面积139mm2，fpk=1860MPa，fpd=1260MPa，Ep=1.95×105MPa。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。C50混凝土箱梁的fck=32.4MPa，fcd=22.4MPa，ftk=2.65MPa，ftd=1.83MPa。根据类似桥梁设计示例，以及现行桥梁设计趋向，预应力混凝土箱的支点截面跨高比一般取高跨比Ｈ/L=1/15-1/18(L为中间跨跨长)，此处支点截面高度取2.5m；跨中截面高垮比Ｈ/Ｌ一般取1/25-1/50(L为中间跨跨长)，所以跨中截面高度取为1.5m,箱梁宽度取10m。悬臂长度≤4.0m，当达到3.0m以上需特殊设计，取厚度0.20m，根部0.40m；箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，一般为0.18-0.30m，此处取为0.25m；梁底板需要满足纵向抗弯以及布置预应力钢筋的要求，一般变高度连续梁底板厚度随负弯矩从跨中到支点逐渐加厚，跨中底板厚度宜采用0.20m-0.30m,因此底板厚度选取0.3m,支点处底板厚度采用0.5m。根据一般的设计经验，当墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚时，以满足剪力增加的要求，腹板厚度一般采用因此，腹板采用直腹板，跨中腹板选用0.40m-0.80m,所以腹板采用直腹板，跨中腹板选用0.40m，支点处腹板选用0.50m。在桥两端各要留伸缩缝0.10m，考虑伸缩装置，所以要留伸缩缝预留槽，0.30×0.20m，因此要加厚顶板，顶板加厚0.20m，加厚长度为3m；加腋，上加腋一般为1：2-1：4，此处取1：2，0.20m×0.40m；下加腋一般取1：1-1：2，此处取1：1，0.20m×0.20m，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。全桥箱梁截面及构造尺寸见图1-2、1-3、1-4、1-5。图1-2跨中处截面（尺寸：cm）图1-3梁端加厚部截面（尺寸：cm）图1-4桥墩支点处截面（尺寸：cm）图1-5桥墩渐变端处截面（尺寸：cm）1.3箱梁的横截面几何特性计算根据已定好的箱梁截面结构尺寸，计算其截面特性，结果如下：跨中截面高度：1.5m桥墩处截面高度：2.5m基准材料：中交新混凝土：C50混凝土基准弹性模量：3.45×104MPa1、桥墩支座处截面2、桥墩渐变处截面换算面积：16.6m2换算面积：7.94m2换算惯矩：9.68m4换算惯矩：7.52m4中性轴高度：1.36m中性轴高度：1.34m3、跨中截面4、桥台支座处截面换算面积：5.75m2换算面积：10.6m2换算惯矩：1.85m4换算惯矩：2.25m4中性轴高度：0.906m中性轴高度：0.845m注：端部支座截面面实心段1m，加厚20cm；1、2号墩上支座座截面实心段段长2m。第2章荷载计算2.1电算模型2.1.1使用用软件Dr.Bridgge3.02.1.2模型型分析（1）外部环境特性计算相对湿度800%，混凝土考考虑10年的收缩徐徐变，整体升升温、降温均均按20℃考虑，基础础考虑5mm不均匀沉降降。（2）施工阶段划分按照该桥梁实际施施工工序，即即现浇施工——张拉预应力力钢束——铺装桥面及及防撞栏施工工——完工——使用阶段，根根据各施工段段的施工顺序序，由桥梁博士软件建立立从施工阶段段到成桥阶段段的桥梁计算算模型。（3）单元划分根据该桥梁构造特特性，共划分分为126个单元，其其中边跨为2×36个，中跨为54个，桥墩处处和桥台处单单元长为0.5m，梁中跨部部分1/4点处单元长长为0.25m及0.75mm,中跨1/2点处单元长长为0.5m。端部和支支座实心段均均采用实心截截面，桥面铺铺装和护栏重重量均以均布布荷载加载于于整个梁上。（4）预应力刚束特性性预应力管道为塑料料波纹管；钢钢筋回缩和锚锚具变形为每每侧6mm，即两侧张张拉时为122mm，一侧张拉拉时为6mm；腹板预应应力筋N1、N2、N3均两端张拉拉，顶板预应应力筋B1、B2也采用一一端交替张拉拉，张拉控制制应力。（5）荷载信息桥梁模型在建立过过程中，需输输入施工荷载载和使用荷载载，以模拟实实际桥梁受力力状况。根据据荷载横向分分布计算结果果，按跨中和和支点段分别别计算跨中与与支点段的荷荷载效应。1.施工荷载（1）永久荷载：永久久性作用于结结构上的荷载载，如结构横横梁重量、二二期铺装等；；（2）临时荷载：一般为为施工机具等等荷载，下一一阶段将自动动去除；（3）施工活载：一般需需要验算某阶阶段集中加载载情况下，结结构安全性是是否满足要求求，一般只在在特殊阶段需需要验算。（4）升温与降温：是作作为施工活载载处理（5）平均温度：是作为为永久荷载处处理的。平均均温度的效应应是指钱一阶阶段的平均内内温度与本阶阶段的平均温温度的差值作作为本阶段的的温度荷载来来计算的2.使用荷载结构在使用阶段车车道荷载为公公路-=2\*ROMANII级、人群群荷载、升温温与降温温非非线性温度、收收储徐变、支支座不均匀沉沉降等。根据据建立的模型型，利用桥梁梁博士软件对对结构进行计计算，可得到到各截面内力力值。建立的模型如图所所示：左跨半桥模型整桥模型简图2.2恒载作用计计算2.2.1一期期恒载（现浇浇箱梁自重）用桥博软件进行受受力分析时桥桥博会自动考考虑箱梁自重重2.2.2现浇浇层、沥青铺铺装层及内外外侧栏杆桥面铺装现浇混凝凝土层厚度为为10cm，则现浇层层的荷载集度度为：沥青铺装层的厚度度为10cm，则荷载集度度为：人行道构件和栏杆杆的每侧荷载载集度取6kN/m，则两侧的荷荷载集度为：：故箱梁的二期恒载载集度为：2.3活载作用计计算2.3.1荷载系系数的计算汽车荷载效应：对对于整体箱梁梁、整体板梁梁等结构，其其分布系数就就是其所承受受的汽车总列列数，考虑横横向折减、偏偏载后的修正正值。根据《公公路桥涵设计计通用规范》（JTGD60-2004），对于一个桥面2车道的整体箱梁验算时，其横向折减系数为1.0，中小跨径桥梁（不大于150m）不记纵向折减系数，默认为1，偏载系数取1.15，则荷载系数为：偏载系数×车道数×横向折减系数×纵向折减系数=1.15×2×1.00×1.00=2.30。2.3.2活载作作用内力计算算1.冲击系数计算算根据《公路桥涵设设计通用规范范》（JTGDD60-20004）第84页对于连续续梁桥正弯矩矩段与负弯矩矩段的基频与与的计算方法法，计算结果果如下：因此，根据桥规44.3.2条条有：正弯矩段：负弯矩段：2.活载作用内力根据《桥规》第44.3条，公路-=2\*ROMANII级车道荷荷载的均布荷荷载标准值为为qk=10.55×0.755=7.8775kN/m；计算弯矩效应时，集中荷载Pk=[180+（360-180）×（45-5）/（50-5）]×0.75=255kN，计算剪力效应时，Pk=1.2×255=306kN。对于Ml/2、MMl/4、M支、Q1/2、Ql/4（横向向分布系数均均相同）的计计算，人群荷荷载标准值按按下列规定采采用：当桥梁梁计算跨径小小于或等于50m，人群荷载载标准值为3.0kN/m2，本设计桥桥梁计算跨径径为45m，所以人群荷荷载标准值为为3.0kN/m2。汽车荷载作用下的的内力计算公公式为：人群荷载作用下的的内力计算公公式：式中：1+μ—冲冲击系数；ξ—多车道桥涵的汽车车荷载折减系系数；mc—跨中横向分布系数数；qk—车道均布荷荷载；qr—纵向每延米米人群荷载标标准值pk—车辆荷载的轴重；；Ω—弯矩剪力影响线的的面积yi—沿桥跨纵向与荷载载位置对应的的内力影响线线坐标值3.计算结果根据桥博软件输出出计算结果，汽汽车荷载效应应内力和人群群荷载效应内内力如下表2.1和2.2所示：表2.1汽车荷载载效应内力节点号截面形式最大弯矩（kN··m）最小弯矩（kN·m）截面形式最大剪力（kN）最小剪力（kN）2M支0-296Q支966-19912Ml/45210-1530Q1/4623-311（左跨）21M1/26390-3140Q1/2335-58139M支1440-7510Q支1150-12452M1/43150-2100Q1/4814-191（中跨）64M1/25220-1420Q1/2465-48176Ml/43390-2390Q1/4195-81789M支1440-7120Q支1120-46.2（右跨）107M1/26190-3010Q1/2587-338116Ml/45120-1460Q1/4313-627126M支0-281Q支7120表2.2人群荷载载效应内力节点号截面形式最大弯矩（kN··m）最小弯矩（kN·m）截面形式最大剪力（kN）最小剪力（kN）2M支0-0.561Q支70.5-20.012Ml/4452-171Q1/438.9-25.1（左跨）21M1/2577-351Q1/217.5-43.139M支147-1020Q支112-11.352M1/4202-223Q1/464.7-14.5（中跨）64M1/2459-197Q1/231.8-32.876Ml/4232-258Q1/415.0-65.589M支147-1030Q支106-4.14（右跨）107M1/2560-338Q1/243.3-17.0116Ml/4444-165Q1/425.1-38.7126M支0-0.534Q支2.1402.4附加内力的的计算2.4.1温度度变化引起的的附加内力的的计算计算桥梁结构由于于梯度温度引引起的效应时时，可采用下下图所示的竖向温度梯梯度曲线，其其桥面板表面面的最高温度度T1规定见《公路路桥涵设计通通用规范》（JTGDD60-2004）表4.3..10-3。对于混凝土土结构，当梁梁高H小于400mmm时，图中A=H-1100（mm）；梁高H等于或大于于400mmm时，A=300mmm。对于带带混凝土桥面面板的钢结构构A=300mmm，右图中的t为混凝土面面板的厚度（mm）。竖向梯度温温度（单位：：mm）根据《公路桥涵设设计通用规范范》（JTGDD60-20004），混凝土上上部结构和带带混凝土桥面面板的钢结构构的竖向日照照反温差为正正温差乘以-0.5。表4.3.10-33竖向日照正正温差计算的的温度基数结构类型T1（°C）T2（°C）混凝土铺装256.750mm沥青混凝凝土铺装层206.7100mm沥青混混凝土铺装层层145.5则根据桥梁博士软软件输出结果果可知，梯度度温度变化引引起的内力如如下表2.3和2.4所示：：表2.3非线性梯梯度温度1引起的内力力变化如下所所示：单元号节点号截面形式弯矩（N.m）截面形式剪力（N）22M支0.0Q支122.0361.0-122.01212Ml/41040Q1/4122.0131160-122.021（左跨）21M1/22130Q1/2122.0222260-122.03939M支4210Q支10.1404210-10.15252M1/44320Q1/410.1534330-10.164（中跨）64M1/24430Q1/210.1654440-10.17676Ml/44350Q1/410.1774330-10.18989M支4230Q支-135.0904230135.0107（右跨）107M1/22360Q1/2-135.01082230135.0116116Ml/41150Q1/4-135.01171010135.0125125M支67.5Q支-135.01260135.0表2.4非线性梯梯度温度2引起的内力力变化如下所所示：单元号节点号截面形式弯矩截面形式剪力22M支0.0Q支-61.03-30.561.01212Ml/4-518Q1/4-61.013-57961.021（左跨）21M1/2-1070Q1/2-61.022-113061.03939M支-2100Q支-5.0440-21105.045252M1/4-2160Q1/4-5.0453-21605.0464（中跨）64M1/2-2220Q1/2-5.0465-22205.047676Ml/4-2170Q1/4-5.0477-21605.048989M支-2110Q支67.590-2100-67.5107（右跨）107M1/2-1180Q1/267.5108-1110-67.5116116Ml/4-580Q1/467.5117-505-67.5125125M支-33.8Q支67.51260-67.52.5内力组合按《桥规》4.11.6和4.1.7条规定，对对同时出现的的作用效应选选择了三种最最不利效应组组合：短期效效应组合、长长期效应组合合和承载能力力极限状态基基本组合。（1）承载能力极限状态态基本组合在此基本组合考虑虑永久作用—结构重力，可可变作用—汽车荷载、温温度梯度、基基础沉降作用用，则基本组组合作用效应应表达式为：：式中：—承载能力力极限状态下下作用基本组组合的效应组组合设计值；；—结构重要性系数，取取为1.0；—永久作用结构重力力效应分项系系数，取为1.2；—可变作用荷载效应应分项系数，取取为1.4；—除汽车荷载效应（含含冲击力、离离心力）、风风荷载外其它它可变作用效效应系数；—永久作用结构重力力效应标准值值；—可变作用汽车荷载载效应标准值值。（2）正常使用极限状态态短期效应组组合在此短期组合考虑虑永久作用—结构重力，可可变作用—汽车荷载、温温度梯度、基基础沉降作用用，则短期组组合作用效应应表达式为：：式中：—可变作用用荷载效应频频遇值系数，汽汽车取为0.7，温度梯度度取为0.8，其他1.0；—第j个可变作用荷载效效应频遇值。（3）长期效应组合在此长期组合考虑虑永久作用—结构重力，可可变作用—汽车荷载、温温度梯度、基基础沉降作用用，则长期组组合作用效应应表达式为：：式中：—可变作用用荷载效应频频遇值系数，汽汽车取为0.4，温度梯度度取为0.8，其他1.0；—第j个可变作用荷载效效应准永久值值。内力组合计算如下下表2.5所示：表2.5内力组合合单元节点截面形式基本组合短期效应组合长期效应组合弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）2左边支点-42.85340-38.93180-38.935105渐变端处71404610430027204740303012四分点截面29000228017400119019200140021跨中截面30600-476017800-82020100-70928四分点截面11400-24804950-24506620-239039中跨支点截面-356008760-336005610-33100603045八分点截面-127006620-13204140-1270449052四分点截面964004500481027105880299064跨中截面2960095617803581960051776四分点截面10800-20705570-20606730-199083八分点截面-12200-3760-12900-3500-12300-346089中跨支点截面-360009190-339005950-33400634099四分点截面693055401790345032103740107右边跨中截面29900271017601540198001750116四分点截面28600-11717200-45919000-350123渐变处截面7030-18504240-18804670-1820126右边支点截面-42.81440-38.9442-38.9657第3章钢筋的估算和布置置3.1预应力钢束束的估算与确确定3.1.1估算算方法及结果果按承载力极限状态态应力要求和和使用阶段应应力要求综合合考虑。本桥桥采用后张法法预应力混凝凝土箱梁构造造形式，要满满足结构在正正常使用极限限状态下的使使用性能要求求和保证结构构在达到承载载能力极限状状态时有一定定的安全储备备。因此，预预应力混凝土土桥梁设计时时，一般情况况下，首先根根据结构在正正常使用极限限状态正截面面抗裂性或裂裂缝宽度限值值确定预应力力钢筋的数量量，再由构件件的承载能力力极限状态要要求确定普通通钢筋的数量量。预应力钢筋的类型型采用15..20高强度低松松弛钢绞线，标标准强度为；；弹性模量；；抗拉设计强强度；最大控控制应力，大大小为1395MMpa；持久状态态下的标准荷荷载组合下的的控制应力为为，大小为1209Mpa。按《公预规》，现现取来估算，则则由桥梁博士软件导出正常常使用阶段截截面所需钢筋筋面积如下表3.1所示：表3.1钢束估算算结果截面号承载能力极限状态态正常使用极限状态态上缘筋下缘筋上缘筋下缘筋面积（mm2）根数面积（mm2）根数面积（mm2）根数面积（mm2）根数1000010011001228.910010011001311610020021001400817610011100850016901310011900146003260241001360026700464034100150003680058304210016300469006840501001730053100076905610018200591100837061100189006512008890641001950069130092506710019800711400948069100110100731500956069100110200741600951069100110100731700933068100199007218009030651001960070190086206310019200672000809059100187006321007450541001800058220067104910017200522300588043100164004724004950361001540039250039202910014300312600281021100131002327313316201280062000152815801250742000159007293000220034002510013045103300500036100131610044006700491001327780560085006210013395406900103007510013411400830012300891001351330096001430010310013615300111001640011810013717400126002220016010013818700135002360017010013919900144002520018210014018700135002370017110014117600127001870013510014216100116001710012410014314500105001550011210014413000940014000101100145114008300124009010014698407100107007710014782906000910066100148675049007500541001495240380059004310015037802850.31450033600551236017131010330024200015522010151620123000222400185310308256019210016330024540039502910008460034550052703810015800425600650047100171005257007630551001830060580086306310019400685900950069100110300756000102007410011100080610010800781001116008462001120081100112000876300114008310011220088640011400831001123008965001120081100112100886600108007810011160084670010200741001110008068009570691001103007569008800641001950069700079505810018600627100701051100176005572005990441001660048730049003610015400397400374027700643003175826625101917001332002476169013165012250018230017772000151380102800212000157833002424723900298006794670340052003810018061104400680049100181763055008400611001829200670010000721001831090079001170085100184126009100135009810018514300103001530011110018616200117001720012410018718100131002290016510018819200139002430017510018920500148002580018610019019200139002430017510019118000130001900013710019215800114001690012210019313800100001480010710019411900860012800931001951000072001080078100196822060009000651001976530470072005210019849203600550040100199340025003800281001100197015381324001880061016405145011120091900141020026502010013000221030037602810014100301040047903510015200381050057204210016200451060065704810017100521070073105310017900571080079505810018500621090084906210019100661100089106510019500691110092206710019800711120094006810011000072113009460691001101007311400938068100110000721150091706610019800711160088106410019400681170083006010018800641180076305510018100591190067904910017300531200057904210016200451210046103410015000361220032402410013500261230016801310012200161240081161001110081251161002002100112628.910010011001由桥博输出结果可可得：Ap=0.02558m2=258000mm2n=Ap/139==185.66，取n=1866。所以预应力筋的布布置如下：预预应力筋采用用15.20高强度低松松弛钢绞线，所所需要的钢束束根数最少为为186根，每个钢筋筋线形控制4束钢绞线，其其中N1、N2、N3全部有19根钢绞线编编束，可以满满足要求。3.1.2钢束束的确定在满足要求的情况况下，调钢筋筋数和竖弯信信息，最后钢钢筋布置如下下：预应力筋筋采用15..20高强度低松松弛钢绞线。箱箱梁配束244束。其中N1、N2、N3由19、19、19根编束，共12束，对称布布置；B1、B2由8根编束，在在中间两支座座处各布置6束，共12束，对称布布置。因为单根钢束的面面积为139mm2，则19根钢绞线对对应的面积为为2641mmm2，所选择的的预埋波纹管管的面积不应应小于5282mm2，根据《锚锚具规范》19根钢绞线编编束的成孔内内径为100mmm，所以选择预预埋波纹管规规格为SBG—100Y，内径100mmm，对应的面积积为7850mm2，可以满足足要求，外径径为116mmm，对应的成孔孔面积为105633mm2。对于顶板预应力钢钢束为8根编束，对对应的面积为为1112mmm2，所选择的预预埋波纹管的的面积不应小小于2224mm2，根据《锚锚具规范》8根钢绞线编编束的成孔内内径为90mm，所以选择择预埋波纹管管规格为SBG—90Y，内径为90mm，对应的面积积为6359mm2，可以满足足要求，外径径为103mmm，则对应的成成孔面积为8328mm2。根据《预应力筋用用锚具、夹具具和连接器锚锚具规范》和和《OVM预应力锚具具规范》以及及实际张拉钢钢束时编束钢钢绞线根数可可以选择，预预应力筋的固固定端和张拉拉端都采用OOVM15型锚具：主主预应力筋锚锚具为OVMM15-19，顶板预应应力筋锚具为为OVM15--83.2预应力钢束束的布置3.2.1跨中中预应力钢束束布置采用SBG-1000Y塑料波纹管管，在保证管管道构造要求求的前提下，根根据标准图配配置。布置如如下图3-1所示：图3-1跨中预预应力钢束布布置图3.2.2梁端端预应力钢束束布置梁端预应力钢束布置置遵循两个原原则：一是预预应力钢束群群重心尽可能能靠近截面形形心，截面受受压均匀；二二是考虑锚头头布置可能性性，满足张拉拉操作。布置置如图3-2示：图3-2梁端预应力力钢束布置图图3.2.3桥台台处渐变端处处预应力钢束束布置渐变端处也按照满满足管道构造造要求的情况况下，根据标标准图进行配配置。布置图图图3-3所示：图3-3桥台处渐渐变端处预应应力钢束布置置图3.2.4桥墩和和顶板处预应应力钢束布置置由于顶板预应力钢钢束编8根一束，而而扁形锚具的的最大编束根根数是7根，所以顶板板预应力钢束束也选择圆形形锚具，则预预应力钢束布布置图如下图图3-4所示、图3-4桥墩和和顶板处预应应力钢束布置置图3.3预应力加载载后荷载组合合持久状况承载能力力极限组合下下对应的抗力力及抗力对应应内力图如下下图3-5和3-6所示：图3-5单元承载能力极限限组合最大抗抗力及抗力对对应内力图（MPa）注：红、蓝分别代代表最大弯矩矩对应抗力及及最大弯矩图3-6单元承载能力极限限组合最小抗抗力及抗力对对应内力图（MPa）注：红、蓝分别代代表最小弯矩矩对应抗力及及最小弯矩通过持久状况承载载力极限组合合的抗力及弯弯矩图可知：：单元承载力力极限组合的的最大抗力对对应的内力图图完全把最大大弯矩图包括括在内，完全全符合规范要要求；同理单单元承载力极极限组合的最最小抗力对应应的内力图也也完全把最小小弯矩图包括括在内，也完完全符合规范范要求。3.4截面普通钢钢筋的估算与与布置截面预应力已经满满足要求，所所以普通钢筋筋按最小筋率率配筋要求即即可。该桥梁梁为现浇预应应力混凝土结结构，预应力力筋可完全承承担构造的要要求，所以非非预应力筋按按构造要求配配置。纵向钢筋的混凝土土保护层厚度度选取根据规规范要求，环环境类别为=1\*ROMANI类，混凝土土强度等级为为C50，则混凝土土保护层厚度度为25mm。根据《公预预规》第9..4.1条预预应力混凝土土上部结构规规定，预应力力混凝土箱型型截面梁腹板板内应分别设设置直径不小小于10mm和12mm的箍筋，且且应采用带肋肋钢筋，间距距不应大于250mm；自支座中中心起长度不不小于一倍梁梁高范围内，应应采用闭合式式箍筋，间距距不应大于100mm。普通钢筋配筋如图图3-7、3-8、3-9、3-10和3-11所示示。图3-7桥台渐变变处左端普通通钢筋配筋图3-8桥台渐变变处右端普通通钢筋配筋图图图3-9桥墩渐变变处左端普通通钢筋配筋图图图3-10桥墩渐渐变处右端截截面普通钢筋筋配筋图3-11中跨跨跨中截面普通通钢筋配筋图图第4章持久状况承载能力力极限状态计计算4.1结果显示单单元号的确定定由于单元划分较多多，不能在此此一一显示，因因此依据内力力和应力值确确定显示结果果单元号，一一般有跨中、支支点、1/4跨、变截面面处、配筋变变化点等。本本模型最终确确定显示计算算结果的节点点号为：2##、5#、12#、21#、33#、37#、39#、41#、45#、52#、64#、76#、83#、87#、89#、91#、95#、107#、116#、123#、126#。4.2正截面抗弯弯承载力在进行承载能力极极限状态计算算时，作用（或或荷载）的效效应（其中汽汽车荷载应计计入冲击系数数）应采用其其组合设计值值；结构材料料性能采用其其强度设计值值。由平衡条件可写出出如下方程：：沿纵向力的方向平平衡条件：对受拉区钢筋（预预应力筋和非非预应力筋）合合力作用点力力矩平衡条件件：式中—混凝土弯曲曲抗压强度设设计值；—预应力筋抗拉强度度设计值；—非预应力筋的抗拉拉强度设计值值；—非预应力筋的抗压压强度设计值值；—受压预应力筋的计计算应力；、—分别为受拉区预应应力筋和非预预应力筋截面面面积；、—分别为受压区预应应力筋和非预预应力筋截面面面积：—受压区混凝土截面面面积；—受压区混凝土截面面对受拉区钢钢筋合力作用用点的净矩；；、—分别为受压区预应应力筋合力作作用点和非预预应力筋合力力作用点至截截面受压边缘缘的距离；、—受压区预应力筋和和非预应力筋筋合力作用点点至截面受压压边缘和受拉拉边缘的距离离，；、—分别为受压区预应应力筋和非预预应力筋合力力点至截面受受拉边缘和受受压边缘距离离；—截面弯矩承载能力力；—截面弯矩设计值。其中，假设受压高高度，即在翼板内，则则：受压区预应力筋的的应力：式中—受压区预预应力钢筋与与混凝土弹性性模量之比；；—预应力筋抗压强度度设计值，按按规范表取值值；—合力处由预应力所所产生的混凝凝土应力；—受压区预应力筋在在荷载作用前前已存在有效效预应力。桥梁博士系统文本结果果输出项目名称：35m+445m+355m现浇连续箱箱梁输出组合类型：（承承载能力极限限状态基本组合合）如下表4.1所示表4.1承载能力力极限状态基基本组合单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足22最大弯矩-42.8-35100上拉受弯是最小弯矩-607-35100上拉受弯是55最大弯矩684045400下拉受弯是最小弯矩255045400下拉受弯是1212最大弯矩2730053900下拉受弯是最小弯矩898053900下拉受弯是2121最大弯矩2710047500下拉受弯是最小弯矩84347500下拉受弯是3333最大弯矩-15800-120000上拉受弯是最小弯矩-44600-120000上拉受弯是3737最大弯矩-36900-128000上拉受弯是最小弯矩-72200-128000上拉受弯是3939最大弯矩-42500-128000上拉受弯是最小弯矩-80300-128000上拉受弯是4141最大弯矩-37500-132000上拉受弯是最小弯矩-72300-132000上拉受弯是4545最大弯矩-19500-109000上拉受弯是最小弯矩-45000-109000上拉受弯是5252最大弯矩282038200下拉受弯是最小弯矩-17100-63100上拉受弯是6464最大弯矩2280050600下拉受弯是最小弯矩-13300-33300上拉受弯是7676最大弯矩4000047500下拉受弯是最小弯矩-17500-71400上拉受弯是8383最大弯矩-18900-115000上拉受弯是最小弯矩-45800-115000上拉受弯是8787最大弯矩-37500-127000上拉受弯是最小弯矩-73200-127000上拉受弯是8989最大弯矩-42700-128000上拉受弯是最小弯矩-81300-128000上拉受弯是9191最大弯矩-37100-132000上拉受弯是最小弯矩-73200-132000上拉受弯是9595最大弯矩-16200-120000上拉受弯是最小弯矩-45400-120000上拉受弯是107107最大弯矩2650047600下拉受弯是最小弯矩51847600下拉受弯是116116最大弯矩2700053800下拉受弯是最小弯矩880053800下拉受弯是123123最大弯矩672039200下拉受弯是最小弯矩248039200下拉受弯是126126最大弯矩-54-35100上拉受弯是最小弯矩-593-35100上拉受弯是通过上述计算结果果并结合截面面抗力图不难难看出，截面面抗力R≥计算弯矩Mj，满足规范范要求。截面面抗力图如下下图所示：如上图4-1所示示单元承载能能力极限组合合最大抗力及及抗力对应内内力图（Mpa）如上图4-2所示示单元承载能能力极限组合合最小抗力及及抗力对应内内力图（Mpa）4.3斜截面抗剪剪承载力计算算4.3.1计算截截面选取与箍箍筋配置根据《公预规》第第5.2.66条规定，在在计算受弯构构件斜截面抗抗剪承载力时时，其计算位位置应按下列列规定采用：：1）支点横隔隔梁边缘处截截面【图4.3.1a截面6-6】；2）变截面梁高度突突变处截面【图图4.3.1a截面7-7】；3）距离支座中心hh/2处截面【图图4.3.1a截面1-1】；4）受拉区弯起钢筋筋弯起点处截截面【图4.3.1a截面2-2、3-3】；5）锚于受拉区的纵纵向钢筋开始始不受力处的的截面【图44.3.1a截面4-4】6）构件腹板宽度变变化处的截面面7）箍筋数量或间距距改变处截面面【图4.3.1a截面5-5】对于本设计来说，可可选取2#（支点处处截面）、5#（渐变处处截面）、12（四分点截截面）、21#（左跨跨中中截面）、33#（弯起钢筋筋变化处截面面）、37##（箍筋数量量变化处截面面）、39#（中跨支点点截面）、441#（渐变变端处截面）、45#（弯起钢筋变化处截面）、52#（中跨四分点截面）64#（中跨跨中截面）、76#（中跨四分点截面）、83#（弯起钢筋变化处截面）、87#（渐变段处截面）、89#（中跨支点截面）、91#（箍筋变化处截面）、95#（渐变端处变化截面）、107#（右跨跨中截面）、116#（右跨四分点截面）、123#（渐变端处截面）、126#（右跨支点处截面），进行斜截面抗剪承载力验算。图4.3.1斜截截面抗剪承载载力验算位置置示意图4.3.2斜截截面抗剪承载载力验算图4.3.2斜截截面抗剪承载载力验算对于连续梁变截面面的受弯构件件，其斜截面面抗剪承载力力计算应符合合下列规定（图图4.3.2）：式中：—斜截面受受压端上由作作用效应所产产生的最大剪剪力组合设计计值（kN）；—斜截面内混凝土和和箍筋共同的的抗剪承载力力设计值（kkN）；—与斜截面相交的普普通弯起钢筋筋抗剪承载力力设计值（kkN）；—与斜截面相交的预预应力弯起钢钢筋抗剪承载载力设计值（kN）；—异号弯矩影响系数数，对连续梁梁近边支点取取1.0，近中支点点取0.9；—预应力提高系数，取1.25；—受压翼缘影响系数数，取1.1；—截面腹板的宽度（mm）—斜截面受压端正截截面的有效高高度，自纵向向受拉钢筋合合力点至受压压边缘的距离（mm）；；—斜截面内纵向受拉拉钢筋的配筋筋百分率，，当当>2.5时，取2.5；—斜截面内纵向受拉拉钢筋的配筋筋率，；—混凝土强度等级，为50Mpa；—斜截面内箍筋的配配筋率，；—箍筋抗拉强度设计计值；—斜截面内配置在同同一截面的箍箍筋肢数总截截面面积（mm）；—斜截面内箍筋的间间距（mm）；、—斜截面内在同一弯弯起平面的普普通弯起钢筋筋、预应力弯弯起钢筋的截面面积（mmm2）；、—普通弯起钢筋、预预应力弯起钢钢筋（在斜截截面受压端截截面处）的切切线与水平线线的夹角。根据《公预规》里里面规定的要要求，在桥梁梁博士设计软软件的抗剪设设计中，从桥桥梁模型输出出需要验算的的截面的剪力力大小值如下下表4.2所示：表4.2验算截面面的剪力值坐标X最大剪力（kN）最大剪力对应弯矩矩（kN.m）最小剪力（kN）最小剪力对应弯矩矩（kN.m）0.5-171.2566-42.814-1440.655-563.129924307.94775763.40661663.81552731.134492283.774426213.7669151.86217548.244118-476.9921996.5221-2659.37716467.233830-3927.522-16295.9917-6972.722-34475.4434-5060.022-36945.1188-8484.622-63713.998135-5568.055-42483.0041-9186.733-71917.5556368077.8355-57935.00184667.6544-44309.6686406620.7188-31710.88563629.4566-27482.0017464499.6377-1938.45512041.7088-5155.033957.5957.47719790.9227-905.025510120.833768-1859.9444959.9911-4289.466-5685.511775-3758.244-20180.0011-6780.533-38655.887579-5075.055-40073.3364-8571.033-69710.223280-5328.8-42683.4417-8918.033-73536.5592818524.2766-65186.66165068.6833-37145.6611857017.5066-35881.0093941.4188-16621.449972709.479915573.6991479.73721931.6001106-113.743317209.9668-2277.79926071.9668113-1582.0771955.7366-4108.5554382.5099114.5-1725.244-53.992-4215.299-67.076则对应的最大最小小剪力弯矩图图如下图4.3.3、4.3.4所示：图4.3.3最大剪剪力对应的弯弯矩图图4.3.4最小剪剪力对应的弯弯矩图由主梁最大最小剪剪力值表可得得知桥梁各截截面的相关位位置处最大最最小剪力值及及对应的弯矩矩图，然后输输入预应力筋筋信息和普通通钢筋信息后后对梁体全跨跨进行抗剪分分析可得各个个位置处的相相关剪力计算算值，对其汇汇总如下表44.3所示：：表4.3抗剪计算算汇总表（单单位：kN）X剪力V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0.5最大剪力-32594800-325948-171.31903.2822是是最小剪力-32594800-325948-1440.6226.251是是1.5最大剪力5895.52186.71766.89849.13818.32.579是是最小剪力5895.52186.71766.89849.11391.77.077是是2.5最大剪力4250.41457.82110.878193559.12.197是是最小剪力4250.41457.82110.878191221.46.402是是3.5最大剪力4908.502099.87008.33276.12.139是是最小剪力4908.502099.87008.31073.96.526是是8.5最大剪力51090051091365.23.742是是最小剪力4936.20901.45837.534017.17是是9.5最大剪力5154.6005154.61033.14.989是是最小剪力4975.50879.15854.650.1116.917是是17.5最大剪力5706.30901.46607.7612.910.781是是最小剪力-5706.30-901.4-6607.7-2303.42.869是是18.5最大剪力-5772.60-868-6640.6-583.211.387是是最小剪力-5772.60-868-6640.6-2618.72.53