废黄河廉庄公路桥初步设计与施工图设计毕业论文

废黄河廉庄公路桥初步设计与施工图设计毕业论文目录3101第一章方案比选 11.1工程概况11.2自然地理概述11.2.1地形地貌，水文和气候11.2.2地基土构成与特征11.2.3地下水及水土腐蚀性31.3方案初选340671.4方案比较 3263161.4.1实用性比较 3217791.4.2安全性比较 492621.4.3经济性比较 4205391.5方案确定 52661第二章结构设计 6168052.1设计资料 6185872.1.1方案简述 6214522.1.2设计依据 680422.2上部构造主梁细部尺寸 7196262.2.1主梁尺寸拟定 7198542.2.2截面特性及单元重量计算成果表 8179602.3荷载内力计算 8273872.3.1建模及数据输入 839212.3.2.全桥施工阶段划分 9281122.3.3.施工过程模拟 992202.4计算结果及数据处理 10122242.4.1恒载内力 10223192.4.2活载内力 11163612.5荷载组合及其原理 16276072.5.1原理 16316122.5.2内力组合表 191673第三章预应力钢束数量的估算及其布置 20155243.1预应力钢束数量的估算 20199723.2预应力钢束布置 2147363.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置 21222913.2.2钢束计算 2332539第四章预应力损失的计算 2769844.1预应力损失计算 2766314.1.1摩擦预应力损失 27285734.1.2锚具变形钢筋回缩引起的预应力损失 28254.1.3钢筋松弛引起的预应力损失 3150884.1.4混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 32176794.1.5有效预应力 3513424第五章持久状况承载能力极限状态计算 36115655.1承载能力极限状态计算理论 36162005.2承载能力极限状态计算 37216805.3验算最小配筋率（跨中截面） 4032188第六章持久状况正常使用极限状态计算 4177136.1全预应力混凝土构件抗裂验算 41260576.2全预应力混凝土构件抗裂验算 4125081第七章持久状况构件的应力计算 43191667.1持久状况截面应力验算理论 43130557.2持久状况截面应力验算 4431360第八章短暂状况构件的应力计算 4616898.1短暂状况截面应力验算理论 46202608.2短暂状况截面应力验算 465999第九章变形验算 49119649.1由预加力引起的跨中反拱度 49320439.2正常使用阶段的挠度计算 49228589.3结构刚度验算 5085349.4预拱度的设置 5023527第十章桥梁下部结构设计 51154301.桥墩

51210882.桥台 51297283.设计资料 5114514.盖梁、桥墩台尺寸 53173655.桩长及桩筋设计注意事项 53专题论文5627491总结 6024390致谢 6120973参考文献 62第一章方案比选本章主要根据桥址的地形、地貌、水文地质条件和技术标准的要求，综合考虑经济与安全、时间与空间环境等方面的因素，初步拟定方案，方案完成后，进行初步分析，将明显不能满足“经济、适用、安全、美观”等原则的方案删去，提出几个特色的方案进一步分析比较，比选方案应符合施工可行，设计受力合理的要求。方案比选的标准主要依据安全、适用、经济和美观，其中以安全和经济为重。最终确定方案以设计出“安全适用、经济合理、美观环保”的桥。1.1工程概况废黄河廉庄公路桥位于徐州市，东西方向横跨废黄河，是废黄河上一座很重要的交通运输桥梁。1.2自然地理概述1.2.1地形地貌，水文和气候本地区属于冲积平原地貌单元，地形较平坦，河床顺直，岸坡平缓。徐州市处在长江流域与黄河流域过渡地带，属于半湿润的暖温带气候区。区内雨量充沛，6、7月间常有冷暖气团遭遇，产生锋面低压和静止锋，形成阴雨连绵的梅雨期。全市年降水量由西向东递增，全市多年平均降雨量为832毫米。1.2.2地基土构成与特征勘探深度范围内揭露地层为第四系全新统和上更新统沉积物及基岩。全新统岩性以粉质粘土为主，上更新统岩性以粘土及中砂为主。根据岩性特征、埋藏分布条件、物理力学性质指标，将勘探深度内地层划分为11个工程地质层。（1）亚粘土：灰黄色，可塑～硬塑，中等～中偏高压缩性，表层0.3～0.5米为耕土；该层连续分布于近地表部位，层厚平均在层厚3.5m～10.0m，地基容许承载力=110～160kPa，钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=35～40kPa。（2）淤泥质亚粘土：灰色，流塑，高孔隙比，中偏高～高压缩性，为主要软土层仅见于ZK2孔，层厚3.9米，间夹粉砂薄层；地基容许承载力=60～80kPa，钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=15～20kPa。（3）夹砂亚粘土：灰色、灰黄色，软塑为主，中等～中偏高压缩性，部分夹有亚砂土薄层；该层分布不连续，仅见于ZK7、ZK8孔，层厚8.8m～10.2m，地基容许承载力=100～140kPa，钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=30～40kPa。（4）粘土：灰黄色，褐黄色，可塑～硬塑状态，中等～中偏低压缩性，含铁锰结核，土性较好；该层在桥址区总体分布较连续，层厚2.8m～8.1m；地基容许承载力地基容许承载力=200～260kPa，钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=50～70kPa。（5）中粗砂：灰黄色，饱和，中密～密实状态，局部混亚粘土；层厚4.1m～7.0m；地基容许承载力=170～250kPa，钻孔灌注桩桩周土极限摩阻力=45～60kPa。（6）含碎石、砾石亚粘土：灰黄色，棕黄色，可塑；碎石成份为石英砂岩；呈次圆状～次棱角状，含量20～40%，部分为含碎石、砾石中粗砂；层厚2.9m～4.0m。（7）全风化花岗岩：黄色带粉红的，结构已破坏，矿物蚀变强，岩芯呈长柱状，手可折断，可捏碎，碎后呈散体砂状；天然状态单轴抗压强度0.1～0.4MPa；饱和状态下崩解；地基容许承载力=220～350kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=55～70kPa。（8）强风化花岗岩：黄色带粉红的，块状结构；岩芯呈柱状～短柱状，岩芯蚀变较强，锤击声较哑；天然状态单轴抗压强度1.5～8.3MPa；饱和状态下大部分试样崩解，未崩解的饱和单轴抗压强度4.0～5.0MPa；地基容许承载力=450～1000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=80～120kPa。（9）弱风化花岗岩：黄色，块状构造；岩芯呈长柱状夹碎块状，偶见陡倾角裂隙，裂隙面由方解石脉充填，岩石蚀变较强；天然状态下单轴抗压强度15.0～32.0MPa；饱和状态下部分崩解，未崩解的饱和单轴抗压强度6.0～18.0MPa；地基容许承载力=1800～3000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=160～200kPa。（10）强风化石英砂岩或泥质粉砂岩：此两岩层强度以及水稳性均较差，局部夹有弱风化石英砂岩段；石英砂岩为灰白色，细粒结构，厚层状构造，岩芯以碎块状为主，裂隙较发育，裂隙面由泥质充填或铁锰质渲染，锤击易沿裂隙裂开，质坚硬；地基容许承载力=600～1000kPa；钻孔灌注桩周土的极限摩阻力=85～120kPa；泥质粉砂岩为灰白色，泥质粉砂岩为灰白色，泥砂质结构，泥钙质胶结，厚层状构造；岩芯呈长柱状，质较软，岩芯可掰断；天然状态单轴抗压强度1.9～2.4MPa；饱和状态下部分崩解；地基容许承载力=600～1000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=75～100kPa。（11）弱风化石英砂岩：灰色，灰白色，细粒砂状结构，厚层状构造，硅质胶结；岩芯呈柱状夹碎块状，质坚硬～硬，锤击声脆，裂隙发育，裂隙面有铁锰质渲染，局部有泥质充填；天然状态单轴抗压强度54～94MPa；饱和单轴抗压强度74～83MPa；地基容许承载力=2000～3000kPa；钻孔灌注桩桩周土的极限摩阻力=180～200kPa。各层岩土层的具体分布情况可具体参见本工程地质纵断面图以及工程地质钻孔综合成果表。1.2.3地下水及水土腐蚀性场地地下水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋长期浸水具微腐蚀性，干湿交替有微腐蚀性；表层土对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。1.3方案初选根据桥址的地形地貌、水文地质条件、以及桥梁主跨等技术标准的要求，初拟出不同结构体系的桥型。“安全适用、经济合理”为宗旨并结合其它因素综合考虑，初拟方案。第一方案——连续刚构桥预应力混凝土连续梁桥此方案的桥跨布置为14+32+14,桥全长60。第二方案——上承式拱桥结构形式：主拱圈采用混凝土箱型拱。桥面连续，桥台采用重力式U形桥台，采用浆砌片石，既可满足受力要求，又可节大量混凝土和钢筋。桥型美观度：桥型美观，适于险峻的峡谷地段。施工方法：分节段吊装施工。优缺点：受力好，节约钢筋用量，跨径大施工难度较大，上部梁段多，对行车舒适不利。第三方案——预应力混凝土连续梁桥此方案的桥跨布置为14+32+14,桥全长60。1.4方案比较1.4.1实用性比较废黄河廉庄公路桥初步设计方案进行比较：1.预应力混凝土连续梁桥：这种型式的桥梁变形小，伸缩缝少，结构刚度大，动力性能好，最主要的是主梁性能好，主梁变形挠曲线平缓，另外行车通畅，平顺，安全，更好的满足交通运输要求，施工工艺简单，符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。2.连续刚构桥：这种型式的桥梁行车通畅，平顺，安全，满足交通要求，而且施工技术比较成熟，容易保证工程质量，并且桥梁下净空值比较大，能够满足通航性能的要求，但是此处地质条件不好，墩高小，跨径大，温差大使混凝土收缩产生较大位移，对桥墩不利，不符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。3.上承式拱桥：拱桥是我国公路上使用很广的一种桥型。拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，抗风性能好，但是拱桥上部结构自重较大，下部结构工程量大，地质条件要求高，不符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。1.4.2安全性比较1.预应力混凝土连续梁桥：这种型式的桥梁技术比较成熟，容易计算，施工工艺简单，而且桥梁的质量好，整体性能也比较好，刚度大，能够保证工程本身安全，行车性能也比较良好，满足交通运输安全要求，符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。2.连续刚构桥：这种型式的桥梁一般将墩做成薄壁墩，但桥墩的刚度比较小，很难承受船舶的撞击力，而且基础沉降对结构影响大，不符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。3.上承式拱桥：在满足桥下净空要求时，上承式拱的曲线底面将增加桥面高程，当其用于城市立体交叉平原地区时，将增加接线的工程量或桥面纵坡，既增大造价又对行车不利，不符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。1.4.3经济性比较1.预应力混凝土连续梁桥：基础施工复杂，需要大型支座和较多预应力钢筋，但是施工技术简单，成熟，容易掌握，需要的机械少，大大降低了工程施工成本，价格低廉，桥梁完成后养护费用较少，符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。2.连续刚构：不需要支座，施工工艺较简单，符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。3.上承式拱桥：施工工序较多，建桥时间长，一般情况下未能采用高度机械化和工业化的建造方法，辅助设备和劳动力用量多，增加了造价，不符合废黄河廉庄公路桥设计、施工。1.5方案确定通过以上的方案比选，综合考虑该桥的经济性、技术性、施工可行性及实用性选择第三方案（连续梁桥方案）为最后的实施方案，其优点如下：施工工艺：悬臂挂梁施工法，混凝土连续梁桥施工期间抗风能力强，在施工期间可以不需要附加的抗风措施，降低混凝土长悬臂施工时抗风带来的风险。第二章结构设计本章主要介绍桥梁的结构设计。桥梁结构设计包括桥梁上部结构和桥梁下部结构设计。桥梁上部结构设计的包括：截面尺寸的拟定，内力计算（恒载内力、活载内力和内力组合），配筋设计，施工阶段和使用阶段的应力验算，最终承载力极限状态强度验算、刚度验算，预拱度设置等。下部结构设计的主要内容为桥墩（台）的设计。本章详细介绍了设计资料及上部构造主梁的细部尺寸。2.1设计资料2.1.1方案简述本设计采用主桥14+32+14m的预应力混凝土连续箱梁。具体尺寸为截面梁高2.2m，为主跨径的1/15；采用实桥墩，桥墩高度为8m。2.1.2设计依据1.主要技术指标A.主跨：32mB.桥面净宽：净宽18m，桥面设计为双向4车道，为单箱单室。C.技术标准：设计荷载为公路-I级；环境标准为I类环境；设计安全等级为二级。D.相关参数：体系均匀升温25℃和降温20℃，同时需考虑不均匀温差；人行栏杆每侧重量分别为1.5kN/m，单侧防撞栏为7.0kN/m，桥面铺装用8cm厚防水混凝土＋8cm厚沥青混凝土。2.材料参数A.上部结构混凝土采用C55，C55混凝土强度指标：抗压强度设计值,抗拉强度设计值,弹性模量。B.桥面铺装及下部结构混凝土采用C35，C35混凝土强度指标：抗压强度设计值，抗拉强度设计值,弹性模量。C.预应力钢筋采用标准强度为1860Mpa的低松弛钢绞线，张拉控制应力取为0.75，预应力筋的锚固方式为群锚，按后张法施工。强度指标为：抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，弹性模量。D.普通钢筋采用HRB400钢筋。其强度指标为：抗拉强度设计值，弹性模量，箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为抗拉强度设计值，弹性模量。3.设计依据A.《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。B.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）。2.2上部构造主梁细部尺寸2.2.1主梁尺寸拟定根据已成桥资料及《梁桥》、《桥梁工程》（上册）手册有关连续箱梁桥截面形式及尺寸的相关内容，拟定主梁尺寸如下：桥梁单幅采用单箱单室主梁截面，箱顶宽18m，底面宽11m。由于是等截面梁，故梁底采用直线。底板厚为50cm，腹板厚为60cm，顶板厚为30cm。设横隔板四道（两个支点各设两道），板厚40cm，中间留有尺寸为130cm×100cm的人道。图1-2边跨端部和跨中处截面单位（cm）2.2.2截面特性及单元重量计算成果表表1-1单元数量列表单元号左梁高左面积左单位重右梁高右面积右单位重单元重量12.217.33422.217.334268442.217.33422.217.334268482.217.33422.217.3342684162.217.33422.217.3342684242.217.33422.217.3342684272.217.33422.217.3342684302.217.33422.217.33426842.3荷载内力计算2.3.1建模及数据输入废黄河廉庄公路桥初步设计采用《桥梁博士》软件进行内力分析计算。单元划分根据施工情况及构造要求，全桥共分为30个单元，31个截面。具体划分情况如下：图2-1计算简图图2-2全桥立面模型图2-3控制截面位置图2.3.2.全桥施工阶段划分为了方便全桥施工，现采用《桥梁博士》软件计算出了全桥上部结构控制截面的几何特性，具体情况如下：表2-1控制截面几何信息节点Ec（）Ao（）I（）Y（）1（边跨端部）3.45E+0413.689.67`1.874（边跨1/2L）3.45E+0413.689.671.878（根部）3.45E+0413.689.671.8712(主跨1/4L)3.45E+0413.689.671.8716（主跨1/2L）3.45E+0413.689.671.872.3.3.施工过程模拟废黄河廉庄公路桥采用悬臂施工法，模拟施工如下：0号块采用现浇，其余号梁段采用挂篮施工，然后悬臂现浇边跨及中跨，最后合拢中跨。本次设计为简单起见，全桥共分3个施工阶段，第一施工阶段为梁体施工阶段，第二阶段为桥面铺装阶段，第三阶段为随后的养护及运营阶段。横隔板在全桥截面计算中已经计入，故此处不必重复计算，人行栏杆，防撞栏，桥面铺装层，施工阶段每延米重度为。2.4计算结果及数据处理所有数据输完并检查无误后，进入结构计算模块，输出单元截面内力如下表所示：2.4.1恒载内力表2-2控制截面结构重力表节点106454-2290-14108-24500547012-8350-274016193000表2-3控制截面第一阶段永久荷载结构内力表节点106454-2290-14108-245005470128350274016193000恒载内力作用下，结构弯矩图：图2-4结构弯矩图恒载内力作用下，结构剪力图：图2-5结构剪力图2.4.2活载内力a.冲击系数冲击系数值可按下式计算：当时，当时，当时，式中——结构基频（Hz）。桥梁结构的基频反映结构的建筑材料、尺寸、类型等动力特性内容，直接反映冲击系数与桥梁结构间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，结构尺寸与跨径是否有差别，在桥梁结构的基频相同，同样条件的汽车荷载下，就可以得到基本相同的冲击系数。桥梁的自振频率宜采用有限元方法计算，对于连续梁结构，没有更精确方法计算时，可采用下列公式估算：（2-1）（2-2）（2-3）式中—结构的计算跨径（）；—结构材料的弹性模量（）；—结构跨中截面的截面惯矩（）；—结构跨中处的单位长度质量（），当换算为重力计算时，其单位应为（）；—结构跨中处延米结构重力（）；—重力加速度，。计算连续梁的冲击力引起的正弯矩、剪力效应时，采用；冲击力引起的负弯矩效应时，采用。废黄河廉庄公路桥初步设计计算跨径取32m，弹性模量，计算得出跨中截面惯性矩，截面面积，将数据代入上式：由于,所以冲击系数按公式计算，则结构的安全等级为二级其重要性系数取1.0；人群荷载标准值3.5图2-6边跨端部截面内力影响线图2-7边跨1/2L截面内力影响线图2-8根部截面内力影响线 图2-9主跨L/4截面内力影响线图2-10跨中截面内力影响线b.汽车活载作用下结构内力表表2-4控制截面汽车结构内力表节点1004-15310908-18.51331224.5126016-1592010表2-5控制截面汽车结构内力表节点1004-1317098361-16001218.5-2541612.8-146表2-6控制截面汽车结构内力表节点1396041939928459-80612340955162021620表2-7控制截面汽车结构内力表节点1-13104-2175638-18.513312-79.8106016-2051640c.人群活载作用下结构内力表表2-8控制截面人群结构内力表节点10042.691148-1.8415.21239.515816-0.525327表2-9控制截面人群结构内力表节点1004-24.7-148885.8-389121.84-28.9160-28.4表2-10控制截面人群结构内力表节点134.20410.766.1885.8-3891247.169.71619.8149表2-11控制截面人群结构内力表节点1-24.704-32.5-1008-1.8415.212-5.2359.816-20.11492.5荷载组合及其原理2.5.1原理根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）规定有以下两种组合：a.承载能力极限状态的效应组合根据“桥规”采用以下两种作用效应组合：a)基本组合：永久作用与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式：（2-4）或（2-5）式中Sud——承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；——结构重要性系数——第i个永久作用效应的分项系数；——第i个永久作用效应的标准值和设计值；——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数；——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数；——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的标准值和设计值；——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数。根据以上条文本设计采用以下三种组合：组合Ⅰ1.2（1.0）×恒+1.4×汽组合Ⅱ1.2（1.0）×恒+1.4×汽+0.8×1.4×人群组合Ⅲ1.2（1.0）×恒+1.4×汽+0.8×1.4×（人群+温升或温降）b)偶然组合：永久作用标准值、可变作用某种代表值、一种偶然作用标准值效应相结合。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，根据观测资料和工程经验取适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按《公路工程抗震设计规范》（JTGD60—2004）规定采用。b.正常使用极限状态的效应组合根据“桥规”不同的设计要求，采用以下两种效应组合：a)作用短期效应组合：永久作用标准值与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式：（2-6）式中Ssd——作用短期效应组合设计值；——第j个可变作用效应的频遇值系数；SQjk——第j个可变作用效应的频遇值。b)作用长期效应组合：永久作用标准值与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式：（2-7）式中Sld——作用长期效应组合设计值；——第j个可变作用效应的准永久值系数；SQjk——第j个可变作用效应的准永久值。表2-12极限状态内力组合值节点内力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩1剪力1370434645774弯矩00004剪力-1130-2030-1620-1900弯矩-8232070-638-39008剪力7300544054407170弯矩-3090024300-24300-3210012剪力3810262033602760弯矩1140990012000796016剪力305-309-22317.9弯矩21700256002630019100表2-13正常使用状态内力组合值节点内力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩1剪力817583645645弯矩00004剪力-1330-1510-1470-1470弯矩-1860-2100-1810-26308剪力5690546054605650弯矩-25000-24400-24400-2530012剪力2890270027602740弯矩876087908910823016剪力88.6-90-63.95.1弯矩200002000020200192002.5.2内力组合表表2-14内力组合表节点内力极限组合标准组合最大最小最大最小1剪力1370434817583弯矩00002剪力444-258101-102弯矩16102208634823剪力-345-1130-614-799弯矩1270-960260-3854剪力-1130-2030-1330-1510弯矩2070-3900-1810-26305剪力-1900-2930-2030-2210弯矩-4220-8490-5330-62406剪力-2660-3830-2740-2920弯矩-9440-14700-10300-122007剪力-3400-4730-3440-3630弯矩-16200-22600-16700-176008剪力7300544056905460弯矩-24300-32100-24400-253009剪力6250476049904780弯矩-13800-18700-14100-1470010剪力5560405042904090弯矩-4520-7280-5100-560011剪力4690353035903400弯矩393017102570205012剪力3810262028902700弯矩1200011408910823013剪力2930189021902050弯矩1820012800138001300014剪力2060116014901310弯矩2270016300174001650015剪力1180428789610弯矩2540018300202001920016剪力305-30988.6-63.9弯矩26300191002020019200注：弯矩单位为,剪力单位为。第三章预应力钢束数量的估算及其布置3.1预应力钢束数量的估算废黄河廉庄公路桥初步设计采用后张法施工工艺，满足不同设计下规范规定的控制要求，承载力、变形及应力等要求，配筋设计满足结构在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。（1）正常使用极限状态的应力要求估算钢束数：废黄河廉庄公路桥初步设计按全预应力混凝土构件设计，正常使用极限状态组合计算时截面不允许出现拉应力。钢束数的估算公式n=式中：Mk——使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按主梁作用应组合表取用；C1——与荷载有关的经验系数，对于公路—I级，C1取用0.51；——一束15ϕj15.24钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4cm2，故△Ap=21cm2。——截面上核心距；=——预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距，，可预先假定，为梁高，h=220cm；——截面形心到上缘的距离——抗弯惯性矩废黄河廉庄公路桥初步设计采用的预应力钢绞线，标准强度为MPa，弹性模量Ep=MPa。=129951.232（kN﹒m）=129951.232（N﹒m）===94.71cm假设=20cm，则=330-131.19-20=178.81（cm）钢束数n可求得:n===7.92（2）承载能力极限状态估算钢束数，极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度，应力图式为矩形，这时预应力钢束也达到设计强度，钢束数的估算公式:式中Md——承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按主梁作用应组合表取用；α——经验系数，一般采用0.75--0.77，本设计取用0.76；fpd——预应力钢绞线的设计强度，为1260Mpa。则：==7.25根据上述两种极限状态所估算的钢束数量暂取n=8.3.2预应力钢束布置3.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置1）在对跨中截面进行钢束布置时，应保证预留管道的要求，并使钢束的重心偏心距尽量大。本设计采用内径90mm，外径100mm的预埋金属波纹管，管道至梁底和梁侧净距不应小于30mm及管道半径的一半，另外直线管道的净距不应小于40mm，且不宜小于管道直径的0.6倍，在竖直方向两管道可重叠，跨中截面的细部构造如下图所示，则钢束群重心至梁底距离为:图3-1跨中横截面图图3-2支座横截面图2）方便于操作，将所有钢束都锚固在梁端截面。对于锚固端截面，预应力钢束合力重心尽量靠近截面形心使截面均匀受压，且要考虑锚具布置的可能性，满足张拉操作方便。布置锚具遵循均匀、分散的原则，锚具端截面布置的钢束如图所示，钢束群重心至梁底距离：图3-3端部横截面图对钢束群重心位置进行复核，首先计算锚固端截面的几何特性。=1.013m=h-=1.187m故计算得上核心距：==69.8（cm）下核心距：==59.60（cm）0.591m=<<=1.885m钢束群重心处于截面的核心范围内。3.2.2钢束起弯角度和线形的确定：钢束起弯角度既要考虑预应力钢束弯起产生足够的预剪力，又要考虑所引起的摩擦预应力损失不宜过大。预应力钢筋在跨中分为两排，弯起角度最下排靠近梁中部的四根钢束为，其余四根为7.5，简化计算和施工，所有钢束布置的线形均为直线加圆弧3-4钢束计算图示3.2.3钢束计算1）计算钢束起弯点至跨中的距离：锚固点至支座中心的水平距离=10（cm）=（31.72-70tan7.5）=43.03（cm）=（31.72-110tan7.5）=37.76（cm）=（31.72-150tan7.5）=32.49（cm）3-5锚固端尺寸图表3-1钢束起弯点至跨中距离计算表钢束号起弯高度y1y2L1x3φRx2x1y(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)1330467.45467.4501532.55024339.113.89317.89315.477.515184.53038354.7528.25257.25251.367.515248.640412359.3963.61179.83169.747.510330.260表中各参数的计算方法如下：为靠近锚固端直线长度，根据需要自行设定，为钢束锚固点至钢束起弯点的竖直距离，如钢束计算图式，根据各量的几何关系，分别计算:y1=L1sinφy2=y–y1x3=L1cosφx2=RsinφL1x1=（L/2+axi）–x2–x3式中——钢束弯起角度（°）；——计算跨径（cm）；——锚固点至支座中心线的水平距离（cm）。2）控制截面的钢束重心位置计算eq\o\ac(○,1)各钢束重心位置计算：钢束计算图式所示的几何关系计算截面在曲线段时，计算公式：，计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式：式中——钢束在计算截面处钢束中心至梁底的距离；——钢束起弯前到梁底的距离；——钢束弯起半径；——圆弧段起晚点到计算点圆弧长度对应的圆心角。eq\o\ac(○,2)计算钢束群重心到梁底的距离表3-2各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置截面钢束号x4Rsinα=x4/Rcosαa0aiap(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)分跨跨中N120015000.1330.9912740.548N220015000.1330.9912740.5N320015000.1330.9914255.5N420015000.1330.9914255.5主跨四分点N110015000.0660.998273037.5N210015000.0660.9982730N310015000.0660.9984245N410015000.0660.99842453）钢束长度计算:一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端工作长度290之和，其中钢束曲线长度按圆弧半径及起弯角度计算。每根钢束长度计算可以得到一片主梁和三孔桥所需钢束的总长度，用于备料和施工。图3-6纵向预应力筋总体布置图表3-3钢束长度计算表钢束号R1(cm)R2(cm)R3(cm)直线长度L1(cm)有效长度钢束预留长度(cm)钢束长度(cm)11500100015001867.456078.61806258.621500100015001717.896084.21806264.231500100015001657.256093.51806273.541500100015001579.836112.11806292.1第四章预应力损失的计算4.1预应力损失计算4.1.1摩擦预应力损失1.预应力钢筋与管壁间的摩擦损失，根据《桥梁设计规范》（JTGD62-2004）预规第5.2.6条规定，按下列公式计算，其中，,式中：－张拉钢筋时锚下的控制应力，控制应力张拉，；－预应力钢筋与管道壁的摩擦系数；－从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和，以计；－管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；－从张拉端至计算截面的管道长度，以计。表4-1钢束长度表钢束编号 有效长度（ ）A16078.6A26084.2A36093.5A46112.12.4、16号截面的预应力损失计算(1)钢筋与管壁间摩擦具体值见下表表4-2截面4计算表编号数量A127.00710.1570.250.001543.2772A227.03480.2620.250.001565.3064A327.07680.3670.250.001586.554A427.17010.4710.250.0015117.021表4-3截面8计算表编号数量A1214.1830.750.250.0015115.427A2214.2110.8550.250.0015132.769A3214.2570.960.250.0015159.46A4214.351.0650.250.0015185.5表4-4截面16计算表编号数量A1230.41.48350.250.0015223.461A2230.421.5880.250.0015245.634A3230.471.6930.250.0015257.339A4230.561.79770.250.0015288.5614.1.2锚具变形钢筋回缩引起的预应力损失锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失，本设计采用OVM锚具，按《桥梁设计规范》（JTGD62-2004）预规第D.0.2条计算。式中为反摩擦影响长度，按下列公式计算：（4-1）为单位长度由管道摩擦引起的预应力损失，按下列公式计算：（4-2）－锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失，本设计为；－张拉端至锚固端的距离；－预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后锚固端应力；－预应力钢筋的弹性模量，。表4-5计算表锚固端分跨跨中钢束号影响长度锚固端距张拉端距离x锚固端MpammMpammMpa10.014598954.99261.3077007.156.839420.015318741.89267.6777034.852.271130.015998553.99273.5577076.847.240540.016648385.25279.0617170.140.4402支座及跨中截面距张拉端的距离大于影响长度，可忽略。4.1.2混凝土弹性压缩引起的预应力损失为简化起见，特作如下假设：a.个别钢束在其重心与钢束合力重心是一致的；b.每根钢束在其重心上产生的应力是常数；c.先张拉负弯矩钢束，后张拉正弯矩钢束；d.每次两根同时张拉。那么截面上缘负弯矩钢筋的弹性压缩损失的平均值为：（4-3）那么截面下缘正弯矩钢筋的弹性压缩损失的平均值为：（4-4）式中:、－分别为负、正弯矩预应力钢筋的根数－全部上缘预应力钢筋在传力锚固阶段作用在其重心处的混凝土的应力－全部下缘预应力钢筋在传力锚固阶段作用在上缘钢束重心处的应力值－全部下预应力钢筋在传力锚固阶段作用在其重心处的混凝土的应力（4-5）（4-6）（4-7）（4-8）式中：＝单根钢束面积×根数×（为张拉时锚下控制应力，单根钢束面积为1.39）－截面净面积－上缘钢束到重心轴的距离（净面积）－下缘钢束到重心轴的距离（净面积）－上缘钢筋处截面模量，－下缘钢筋处截面模量，－净截面惯性矩表4-6配筋后截面特性截面号（）（）（cm）(cm)413.62919.6416078.64813.62919.64574.5401613.62919.63092.0754a.4号截面：b.8号截面：c.16号截面：4.1.3钢筋松弛引起的预应力损失钢筋松驰引起的应力损失终极值，按下列规定计算：预应力钢丝、钢绞线：(4-9)式中：—张拉系数，一次张拉时，；超张拉时，；—钢筋松弛系数，Ⅰ级松弛（普通松弛），；Ⅱ级松弛（低松弛），；—传力锚固时的钢筋应力，对先张法构件；对后张法构件，。废黄河廉庄公路桥初步设计未超张拉、Ⅱ级松弛，即：，。表4-7计算表钢束号截面4110.318601177.524.443210.31860115021.2242310.318601123.818.2693410.318601100.215.7008截面8110.318601047.510.3262210.318601020.27.71714310.31860993.55.29119410.31860967.463.03957截面16110.31860853.3910.2145210.31860831.228.0933310.31860809.516.0968410.31860788.294.22124.1.4混凝土收缩和徐变引起的预应力损失凝土收缩和徐变引起的预应力钢筋应力损失，按下列公式计算：(4-10)(4-11)(4-12)（不考虑普通钢筋）(4-13)—构件受拉区全部纵向钢筋截面重心处由预应力产生的混凝土法向压应力，应按《预规》JTGD62-2004第6.1.5条和第6.1.6条规定计算。此时，预应力损失值仅考虑预应力钢筋锚固时（第一批）的损失，不得大于传力锚固时混凝土立方体抗压强度的0.5倍。计算时，可根据构件制作情况考虑自重的影响；—预应力钢筋的弹性模量。取；—预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；—构件受拉区全部纵向钢筋配筋率；—构件截面面积，先张法构件，；后张法构件，。此处，为换算截面，为净截面；—截面回转半径，，先张法构件取，；后张法构件取，，此处，和分别为换算截面惯性矩和净截面惯性矩；—构件受拉区预应力钢筋截面重心至构件截面重心的距离；—构件受拉区预应力钢筋截面重心至构件截面重心轴的距离；—预应力钢筋传力锚固龄期为，考虑的龄期为t时的混凝土收缩应变，其终极值可按《预规》JTGD62-2004表6.2.7取用。—加载龄期为，考虑的龄期为t时的徐变系数，其终极值可按《预规》JTGD62-2004表6.2.7取用。徐变系数和收缩应变值的计算构件理论厚度=，式中：—主梁混凝土截面面积；—与大气接触的截面周边长度。由于混凝土收缩和徐变在相对湿度为80％条件下完成，受荷时混凝土龄期为28天，。表4-8数值表Np0AnMp0Mg1In423.2713.631830-22909.642429.005823.2713.63-17345-245009.645743.5421623.2713.6321408193009.63220.607a.4号截面：h=查表知，。表4-94号截面收缩徐变产生的预应力损失0.01680.78640.78649.64213.630.7070.00131.8755．4930.42924.9565b.8号截面：h=查表知，。表4-108号截面收缩徐变产生的预应力损失0.01680.74540.78649.64513.630.70760.00121.8745.4930.743527.1907c.16号截面：h=查表知，。表4-1116号截面收缩徐变产生的预应力损失0.01680.92080.92089.6313.630.7070.00122.1995.4930.22023.4529预应力损失的最后结果列表给出各个截面的预应力损失、张拉锚固阶段和使用阶段的有效预应力以及使用阶段扣除全部损失的有效预应力值。（使用阶段扣除全部损失的有效预应力值）（张拉锚固阶段的有效预应力）4.1.5有效预应力表4-12各截面钢束预应力损失值与有效预应力汇总表截面号预加力阶段使用阶段有效应力预加力阶段使用阶段478.0449.24.3819.924.961170.381125.528148.2909.046.5927.191144.671110.8916253.7505.157.1523.451043.11105.5第五章持久状况承载能力极限状态计算5.1承载能力极限状态计算理论进行持久状况承载能力极限状态计算，作用(或荷载)的效用（其中汽车荷载应计入冲击系数）采用其组合设计值；结构材料性能采用其强度设计值。箱形截面梁在腹板两侧上下翼缘的有效宽度按下面规定计算(1)简支梁和连续梁各跨中部梁，悬臂梁中间跨的中部梁段=（5-1）(2)简支梁支点，连续梁边支点及中间支点，悬臂梁悬臂段=（5-2）式中—腹板两侧上、下各翼缘的有效宽度，=1，2，3，……见图5-1；—腹板两侧上、下各翼缘的实际宽度，=1，2，3，……见图5-1；—有关简支梁、连续梁各跨中部梁段和悬臂梁中间跨的中部梁段翼缘有效宽度的计算系数，按图5-1和图5-2确定；—有关简支梁支点、连续梁边支点和中间支点、悬臂梁悬臂段翼缘有效宽度的计算系数，按图5-1和图5-2确定。注：表5-1确定。图5-1箱形截面梁翼缘有效宽度图5-2、曲线图表5-1、的应用位置和理论跨径结构体系理论跨径简支梁=连续梁边跨边支点或跨中部分梁段=0.8中间跨跨中部分梁段=0.6，中间支点取0.2倍相邻跨径之和5.2承载能力极限状态计算1.4号截面（上翼缘位于受压区）求有效翼缘宽度：此时为边跨跨中部分：，查图5-2得，故查图5-2得，故故翼缘有效宽度首先按公式判断截面类型。代入数据计算得：因为，所以属于第一类截面。计算受压区的高度：将代入计算截面承载能力。计算结果表明，该截面的抗弯能力满足要求。2.8号截面（下翼缘位于受压区）求有效翼缘宽度：此时为支座部分：，查图5-2得，故故翼缘有效宽度首先按公式判断截面类型。代入数据计算得：因为，所以属于第一类截面。计算受压区的高度：将代入计算截面承载能力。68277计算结果表明，该截面的抗弯能力满足要求。4.16号截面（上翼缘位于受压区）求有效翼缘宽度：此时为主跨跨中部分：，查图5-2得，故，查图5-2得，故故翼缘有效宽度首先按公式判断截面类型。代入数据计算得：因为，所以属于第一类截面。计算受压区的高度：将代入计算截面承载能力。计算结果表明，该截面的抗弯能力满足设计要求。5.3验算最小配筋率（跨中截面）预应力混凝土受弯构件最小配筋率满足下式的要求式中--受弯构件正截面抗弯承载力设计值，计算出--受弯构件正截面开裂弯矩值，按下式计算--受拉区混凝土塑性影响系数，按下式计算式中--全截面换算截面重心轴以上（或以下)部分截面对重心轴的面积矩，见表14；--换算截面抗裂边缘的弹性抵抗距；--使用阶段张拉钢束产生的预加力，；--分别为混凝土净截面面积和截面抵抗距；--扣除全部预应力损失后预应力钢筋在构建抗裂边缘产生的混凝土预压应力，由此算出：，所以最小配筋率满足要求。持久状况正常使用极限状态计算6.1全预应力混凝土构件抗裂验算正截面抗裂验算以支点和中跨跨中截面受拉边的正应力控制。在荷载短期效应组合作用下应满足：（6-1）为在荷载效应组合作用下，截面受拉边的应力：（6-2）为截面下边缘的有效预压应力：（6-3）（6-4）为张拉控制预应力扣除预应力损失后的有效预应力6.2全预应力混凝土构件抗裂验算1.对于边跨4号截面：为在荷载效应组合作用下，截面受拉边的应力：为截面上边缘的有效预压应力：因为：所以4号截面的抗裂性满足要求2.对于边跨8号截面：为在荷载效应组合作用下，截面受拉边的应力：为截面下边缘的有效预压应力：因为：所以8号截面的抗裂性不满足要求4.对于跨中16号截面：为在荷载效应组合作用下，截面受拉边的应力：为截面上边缘的有效预压应力：因为：所以16号截面的抗裂性满足要求注：以上控制截面有部分并不满足抗裂缝要求，但由于相差甚小，且均在最不利状态下验算，故不影响实际施工及使用。第七章持久状况构件的应力计算7.1持久状况截面应力验算理论正截面混凝土法向正应力验算：（7-1）（7-2）（7-3）预应力筋拉应力验算（7-4）（7-5）（7-6）（7-7）式中的几何要素可以在前面的表中查得。—在作用标准效应组合下混凝土的法向压应力；—有预应力产生的混凝土正拉应力；—标准效应组合的弯矩值；—张拉控制预应力扣除预应力损失后的有效预应力；—在作用标准效应组合下受拉区预应力筋产生的拉应力；—分别为钢束重心到截面净轴和换轴的距离；—按荷载效应标准值（对后张法构件不包括自重）计算的预应力钢筋重心处钢筋混凝土的法向应力。—预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；7.2持久状况截面应力验算表7-1控制截面几何特性表截面MglMkWnsWosNpMpAn4229026309.569.516292032515983.313.63824500253009.459.497542008114968.413.631619300202009.549.488191844016964.813.631.4号截面a.正截面混凝土法向压应力验算：下翼缘：所以正截面混凝土法向压应力满足要求。b.预应力筋拉应力验算：所以预应力筋拉应力满足要求。2.8号截面a.正截面混凝土法向压应力验算：下翼缘：所以正截面混凝土法向压应力满足要求。b.预应力筋拉应力验算：所以预应力筋拉应力满足要求。3.16号截面a.正截面混凝土法向压应力验算：下翼缘：所以正截面混凝土法向压应力满足要求。b.预应力筋拉应力验算：所以预应力筋拉应力满足要求。第八章短暂状况构件的应力计算8.1短暂状况截面应力验算理论对于截面上部布置预应力筋的：（8-1）（8-2）对于截面下部布置预应力筋的：（8-3）（8-4）此时预应力筋中的应力。8.2短暂状况截面应力验算表8-1截面几何特性表截面MglNpWnsWnxAn42290203250.7879.568.0313.63824500200810.759.458.1713.631619300184400.9259.548.113.631.4号截面下缘混凝土正应力即下缘混凝土压应力满足要求上缘混凝土正应力即上缘混凝土压应力满足要求。2.8号截面下缘混凝土正应力所以下缘混凝土压应力满足要求上缘混凝土正应力所以上缘混凝土压应力满足要求。3.16号截面下缘混凝土正应力所以下缘混凝土压应力满足要求上缘混凝土正应力所以上缘混凝土压应力满足要求。第九章变形验算9.1由预加力引起的跨中反拱度预加力反拱值计算按跨中截面尺寸及配筋计算，反拱长期增长系数取，混凝土弹性模量，钢绞线弹性模量1.换算截面面积的计算其中2.换算截面重心位置换算截面到毛截面重心轴的距离：换算截面重心至预应力钢筋的重心距离3.换算截面惯性距4.跨中反拱值计算9.2正常使用阶段的挠度计算正常使用阶段的挠度值，按短期荷载效应组合进行计算，并考虑挠度长期增长系数。对于全预应力混凝土构件的刚度采用，取主跨跨中截面尺寸及配筋情况确定由恒载效应产生的跨中挠度可近似用下列公式计算按短期效应组合产生的跨中挠度可近似用下列公式计算受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响，即按荷载短期效应计算的挠度值，乘以挠度长期增长系数，对混凝土，内插可得到，则荷载短期效应组合引起的长期挠度值为9.3结构刚度验算预应力混凝土受弯构件的长期挠度值，在消除结构自重产生的长期挠度值后梁的最大挠度不应超过计算结构跨度的，即：满足规范要求。9.4预拱度的设置 1.当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度；2.当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时应设预拱度，其值应按该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用。第十章桥梁下部结构设计1.桥墩

梁桥一般采用桩（柱）式桥墩，这种型式的桥墩适应性广、外形轻巧大方、施工方便，圬工体积较少，由分离的两根或多根（立柱）所组成，这种型式的桥墩是软基中最好的选择型式，这种型式的桥墩适用于墩身高度约20m桥梁跨径约30m以内的条件。废黄河廉庄公路桥设计采用带盖梁单排桩柱式桥墩。废黄河廉庄公路桥可适当加大桩距，减少桩根数，从而还降低了工程造价。桩径设为1.6m时，基岩表面就可以满足其承载的要求，而且很大程度的降低了废黄河廉庄公路桥施工难度。废黄河廉庄公路桥桥墩的基本尺寸：盖梁宽度（m）盖梁高度（m）柱径（m）桩径（m）系梁宽度（m）系梁高度（m）12.001.41.41.61.01.22.桥台梁桥常用桥台类型主要有：实体式（重力式）桥台、埋置式桥台和轻型桥台等。废黄河廉庄公路桥采用埋置式（桩柱式）桥台，这种类型的桥台设于岸上台身埋入锥形护坡中，有单排桩柱式与双排桩式这两种方式。本设计采用双排桩肋梁式，采用这种类型的型式桥台，为了保证路基稳定性，但是不能过多地压缩桥长，不少工程对此有深刻的教训。桥台的基本尺寸：盖梁宽度（m）盖梁高度（m）桩径（m）工字形承台高度（m）工字形承台宽度（m）12.001.41.41.55.73.设计资料3.1设计标准及上部构造设计荷载：公路—Ι级桥面净空：净—18m。标准跨径：60m，梁59.96长m。3.2材料钢筋：钢筋盖梁用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋。混凝土：盖梁、墩柱用C35，系梁及钻孔灌注桩用C25。3.3盖梁、墩柱设计盖梁设计作用计算：永久作用：上部结构（桥面铺装、人行道、行车道、栏杆）与盖梁的重力以及各支座的永久作用效应。可变作用：汽车荷载不是直接作用在盖梁上，通过设在盖梁上固定位置处的支座传递活载反力。作用效应计算：通常情况下柱式墩的盖梁，计算时的控制截面选取支点和跨中截面。截面配筋计算：钢筋混凝土盖梁配筋验算方法根据弯矩包络图配置受弯钢筋，剪力包络图配置弯起钢筋和箍筋。预应力混凝土盖梁中预应力钢筋与普通钢筋的配置和预应力混凝土梁式构件相似。（二）墩柱设计作用计算：永久作用：桥梁上部构造、盖梁、系梁及墩身等的自重力。汽车荷载：按设计作用布置车辆，算出最不利的车辆作用布置；求得墩柱反力的横向分布系数；从而能够知道设计的控制状况；比较各种效应组合，进而选取最不利作用效应组合控制墩柱设计。截面配筋应该按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》当中有关钢筋混凝土轴心受压或偏心受压，偏心受压的规定，墩柱式界面钢筋受力钢筋的截面不得不小于截面混凝土计算面积的5%，并且按前述构造要求配置箍筋。裂缝验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》对承受弯矩较大的偏心受压墩柱进行墩身裂缝试验。其中对于钢筋混凝土构件的规定；正常极限状态下使用的裂缝宽度，应该结合短期作用和长期作用两方面的效应影响进行验算，规定的最大裂缝宽度限值为0.20mm.3.4设计依据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）4.盖梁、桥墩台尺寸废黄河廉庄公路桥选用的墩台结构尺寸如下。桥墩的基本尺寸如下：盖梁宽度（m）盖梁高度（m）柱径（m）桩径（m）系梁宽度（m）系梁高度（m）12.001.41.41.61.01.2桥台的基本尺寸如下：盖梁宽度（m）盖梁高度（m）桩径（m）工字形承台高度（m）工字形承台宽度（m）12.001.41.41.55.75.桩长及桩筋设计注意事项钻孔灌注桩直径为1.60m，用C25号砼，16R235级钢筋。灌注桩按m法计算，m值为5×kN/m4（软塑性粘性土）。桩身砼受压弹性模量Ec=2.6×104MPa(1)荷载计算每一根桩承受的荷载为：eq\o\ac(○,1)单孔恒载反力：N1=×9620=4810(kN)eq\o\ac(○,2)盖梁恒重反力：N2=(10.75×1.4+0.4×0.25×2-1.5×0.65)×1.7×25/2=303.34(kN)eq\o\ac(○,3)系梁恒重反力：N3=0.5×1.2×1.0×4.1×25=61.5(kN)eq\o\ac(○,4)桥墩柱自重：N4=×1.42×23.3×25=896.69(kN)作用于桩顶的恒载反力为：N=N1+N2+N3+N4=6071.5(kN)eq\o\ac(○,5)灌注桩每延米自重：×1.62×15=30.16(kN/m)（已扣除浮力）eq\o\ac(○,6)可变荷载反力：a、两跨荷载反力：N5=1088.25(kN)(公路Ⅱ级)b、单跨可变荷载反力：N6=781(kN)(公路Ⅱ级)c、制动力：T=45kN作用点在支座中心距桩顶距离为：0.5×0.05+1.4+23.3=24.725(m)d、纵向风力：风压取0.7×442=309.4(Pa)(求得面积得风力)则由盖梁引起的风力：W1=0.5×4.417=2.208(kN)对桩顶的力臂为：1.4×0.5+1.9=2.6(m)墩柱引起的风力：W2=14.55(kN)对桩顶的力臂为：0.5×23.3=11.65(m)，横向风力因墩柱横向刚度较大，可不予考虑。eq\o\ac(○,7)作用于桩顶的外力Nmax=6071.5+1088.25+164=7323.75(kN)（双孔）Nmin=6071.5+781+117=6969.5(kN)（单孔）H=45+2.208+14.55=61.76(kN)eq\o\ac(○,8)作用于地面处桩顶的外力Nmax=7323.75+30.16=7353.91(kN)Nmin=6969.5+30.16=6999.66(kN)H=61.76(kN)(2)桩长计算假定土层是单一的，可用确定单桩容许承载力的经验公式初步确定计算桩长。灌注桩最大冲刷线以下的桩长为h，则：[N]=式中：U——桩周长考虑用旋转式钻机，成孔直径则增大5cm,则U=π×1.65=5.18(m)；i——桩壁极限摩阻力，按表值取i=40kPa；li——土层深度(m),li=2.8+h,2.8m为一般冲刷线到最大冲刷线的高度；λ——考虑桩入土深度影响的修正系数：取λ=0.75；m0——考虑孔底沉淀层厚度影响的清底系数，取m0=0.80；A——桩底截面积，A=πR2=2.01m2；[0]——桩底土层容许承载力，[0]=220kPa；k2——深度修正系数，取k2=1.5；γ2——土层的容重，取为γ2=8.0kN/m3（已扣除浮力）；h3——一般冲刷线以下深度(m)。代入得：[N]=1/2×5.18×(2.8+h)×40+0.75×0.8×2.01×[220+1.5×8.0×(2.8+h-3)]=552.51+118.07h桩底最大垂直力为：N=7353.91+2.8×30.16+0.5×qh=7438.36+15.08h则应有：7438.36+15.08h=552.51+118.07hh=66.86(m)取h=67m,即地面以下桩长为69.80m，由上式反求：[N]=552.51+118.07×67=8463.2(kN)＞Nmax=7438.36+15.08×67=8448.72（kN）可知桩的轴向承载力符合要求。(3)桩筋设计

目前均采用极限法进行桩体抗弯筋设计，这在规范中已有详细公式。对桩体抗裂还没有明确要求，目前说法不一，有待进一步研讨。对于基桩各截面的配筋，从理论上讲，应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。其优点有：①节省大量钢筋；②钢筋笼少，受桩长的变更而变更；③减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。专题论文桥梁箱梁施工技术学生李骏华(专业:土木工程)指导教师孙韬(单位:徐州工程学院)【摘要】桥梁工程涉及很多分项作业，如贝雷架、钢筋绑扎、箱梁模板、预埋件、混凝土浇筑等，每个部分都会影响工程的整体质量，不容忽视。混凝土桥梁箱梁具有较高的强度和较好的整体性，且桥下空间大，可以进行有效利