毕业论文-平山冶河大桥设计

IⅡThisdesignisofthesamesectionaboutthePrestressedm.ThesuperstructureisvariableBoxshapedsupportedbeambridThisessayfocuseanoverallstructuredesignoftThemainpointsofthedesignareasthefollows.2.Thearrangementofthebridgetypes;3.Theunitspartitionofthestructure;4.Thecalculationoftheinternalforceofdeadload;5.Thecalculationoftheinternalforceofmovableload;6.Thecombinationofeverykindofload;7.Thearrangementofprestressedreinforcingbar;Keywords:Prestressedconcrete;Box-shapedsupportedbeambridge;摘要 I Ⅱ前言 1第1章原始资料、设计要求及方案比选 2 21.2原始资料 21.3设计要求 21.4方案比选 3第2章设计资料及构造布置 62.1设计资料 62.1.1桥面跨径及桥宽 62.1.2设计荷载 62.1.3材料及工艺 62.1.4设计依据 62.2构造布置 62.2.1主梁间距与主梁片数 62.2.2主梁尺寸拟定 72.2.3横截面沿跨长改变 72.2.4横隔梁设计 72.2.5桥面铺装 82.2.6桥梁横断面图 82.3主梁毛截面几何特性计算 82.3.1计算截面几何特性 82.3.2检验截面效率指标 第3章主梁内力计算 3.1恒载内力计算 3.1.1第一期恒载(主梁自重) 3.1.2第二期恒载(主梁现浇湿接缝) 3.1.3第三期恒载(防撞墙、桥面铺装) 3.1.4恒载集度汇总 3.2恒载内力 第4章荷载横向分布计算 4.1支点截面横向分布系数计算 4.2跨中截面横向分布系数计算 4.2.1计算主梁抗弯惯性矩1 4.2.2计算主梁截面抗扭惯性矩I 4.2.3计算主梁截面抗扭刚度修正系数 4.2.4跨中截面横向分布系数计算 4.3荷载截面横向分布系数汇总 第5章活载影响下主梁内力计算 5.1冲击系数和车道折减系数的确定 5.2活载内力计算 5.2.11号梁活载内力计算 5.2.22号梁活载内力计算 5.3荷载内力组合 5.4绘制内力包络图 第6章配筋计算 6.1预应力钢束面积估算 6.2预应力钢筋布置 6.2.1跨中截面预应力钢筋的布置 6.2.2锚固面刚束布置 6.3其他截面刚束位置及倾角计算 6.3.1刚束弯起形状、弯起角0 6.3.2钢束各控制点位置的确定 6.3.3刚束平弯段的位置及平弯角 6.4非预应力钢筋截面面积估算及布置 6.4.1受力普通钢筋 6.4.2箍筋设计 6.4.3水平纵向钢筋 6.4.4架立钢筋 6.4.5堵头板钢筋 6.5主梁截面几何特性计算 6.6持久状况截面承载能力极限状态计算 6.6.1正截面承载能力计算 V6.6.2斜截面承载能力计算 6.7预应力损失估算 6.7.1预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的预应力损失。,计算 6.7.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失 6.7.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的预应力损失 6.7.4钢筋松弛引起的预应力损失 6.7.5混凝土收缩、徐变引起的损失 6.7.6预应力损失组合 6.8应力验算 6.8.1短暂状况的正应力验算 6.8.2持久状况的正应力验算 6.9抗裂性验算 6.9.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算 6.9.2作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算 6.10主梁挠度计算 6.11锚固区局部承压计算 6.11.1局部受压区尺寸要求 6.11.2局部抗压承载力计算 第7章横隔梁内力计算 7.1作用在横梁上的计算荷载 7.2横隔梁的内力影响线 7.2.1荷载P=1位于截面的左侧时 7.2.2荷载P=1位于截面的右侧时 7.2.3绘制剪力影响线 7.3截面内力计算 7.4内力组合(鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计) 第8章行车道板内力计算 8.1恒载内力计算 8.2活载内力计算 8.3承载能力极限状态内力组合 第9章行车道板配筋计算 9.1行车道板的配筋 9.2行车道板复核 9.3现浇湿接缝钢筋 第10章附属设施设计 10.1桥面铺装 10.2伸缩缝设计 10.2.1伸缩量的计算 10.2.2伸缩缝的选取 10.3桥面排水设施设计 10.3.1泄水管的类型对比 10.3.2泄水管的选择与设计 10.3.3泄水管的验算与校核 10.4防撞墙设计 第11章软件应用 11.1截面几何特征计算 11.2横向分布系数计算(杆杠原理法) 参考文献 前言二十世纪以来，公路交通有很大发展。在内陆，需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中，以及在各种交通线路相交处，需要建造立交桥。在沿海，既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁，又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。随着经济的发展，桥梁的重要性日益可见，许多桥梁工作者已经充分认识到这是一个难得的机遇。桥梁工程始终在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下，遵循适用、安全、经济与美观的原则，不断的向前发展。根据使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，结合该桥所在地平山的地形、气候和水文地质以及交通情况，按照安全、适用、经济、先进和适当照顾美观的原则进行多方案比较，最后选择了预应力混凝土简支箱型梁桥。冶河位于平山县西门外，距石家庄40公里。它不但是省会去革命圣地西柏坡的交通咽喉，而且是石家庄至平山清水口公路通往晋冀交界的阎庄干线的必经之地。本设计全桥长135米，分3跨，跨径45米，为预应力钢筋混凝土简支箱桥梁上部结构内力设计是下面进行的配筋设计及下部结构设计的前提，对于整座桥梁也是极其重要的部分。本设计按照相关桥梁规范规定，对主梁尺寸拟定、主梁内力的计算、横隔梁内力的计算、行车道板内力的计算以及附属设施和概算的设计进行编制。在此过程中，主要参考了桥梁工程、结构力学、材料力学、专业英语等相关的国内外书籍和文献。综合考虑了材料以及结构的强度、刚度、稳定性等综合性能。充分考虑了桥梁设计的“安全、适用、经济、美观”的原则。设计的内容还包括配筋设计。其中包括：预应力钢束面积的估算即钢束的布置；非预应力钢筋面积的估算与布置；截面几何特性的计算；持久状况截面承载能力极限状态的计算；预应力损失的计算；短暂状况及持久状况的应力验算；短期效应组合作用下的的截面抗裂性验算；主梁变形(挠度)计算；锚固区局部承压计算；行车道板的配筋设计。设计还包括附属设施防撞墙的设计，工程概预算、施工组织设计及对桥梁先简支后连续一些理论及技术的学习。作为一名道路桥梁专业的学生，毕业后将从事路桥的设计及施工，由于个人兴趣及对今后工作的考虑，此次毕业设计我选择了桥梁设计，并以此提高桥梁设计能力、计算能力、计算机应用能力以及应用中外文献资料的能力，文字表达能力，提高独立分析问题和解决问题的能力，使之以后能成为能够解决大、中桥梁的设计和施工问题的高级应用型人才，为今后从事桥梁工作奠定基础。2第1章原始资料、设计要求及方案比选冶河位于平山县西门外，距石家庄40公里。它不但是省会去革命圣地西柏坡的交通咽喉，而且是石家庄至平山清水口公路通往晋冀交界的阎庄干线的必经之地。若该桥通车后，不仅支援了晋煤外运，又为平山县西部山区人民的省会石家庄市40公里，距首都北京260公里。全县地貌属山地类型，有亚高山、中山、低山、丘陵、平原5个亚类，并兼有阶地、岗坡、谷地、凹地等多种地貌括了河北全省的气候类型特点，由东至西可分为5个气候区。这5个区可归纳为3个类型，即：暖温半干旱区，暖温半湿润区和温凉湿润区。其主要特点是：四是7月，平均气温26.3℃;最冷月份是1月，平均气温—8.2℃。年较差29.5℃。各月平均气温除最热的7月和最冷的1月外，其余10个月可以7月为轴分为对称的5对近似月。太阳年总辐射量131～136千卡/平方厘米每年。无霜期平均140-180天。境内地形复杂，西高东低，海拔高度120米～2281米，相对高差大。低山、丘陵、河谷面积约占平山县总面积的70%,坡度在25度以下的土地面积约占40%。由于历史原因造成该区植被稀少，土层较薄，水土流失严重，流失面积是平山县总国土面积的68.6%,一般侵蚀模数为1450吨/年.平方公里。土壤主要以褐土为主，褐土面积占平山县土地面积的88%,其它土壤主要是和页岩分布。河流为独流水域，流量随季节变化大，平均水深1米左右，洪期水深2米左右，地下水类型为第四系空隙潜水，水位埋深4.5米左右。河北联合大学轻工学院毕业设计3《公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(以下简称《公础设计规范》(JTGD63-2007)要求，按A类即部分预应混凝土构件设计此梁。方案一：预应力混凝土箱型拱桥(重力式墩台)。图1-1预应力混凝土箱型拱桥(重力式墩台)图1-2预应力混凝土连续箱梁桥1)孔径布置：预应力混凝土变截面先简支后连续梁桥，分7跨，每跨17米，全长共120m。2)主梁结构构造：主梁为预制预应力钢筋混凝土箱型梁。主梁间距174cm,采用等截面梁高100cm,跨中截面顶板厚度10cm,顶板与腹板相交处设置三角承托。腹板水平厚度24.7m,底板20m,腹板与底板相接处设置下三角承托。4东西边墩(桥台)采用刚性扩大基础。采用梯形盖梁。图1-3预应力混凝土简支箱型梁桥Fig.1-3Theprestressedconcretebox-girde1)孔径布置：预应力混凝土变截面先简支后连续梁桥，分五跨，每跨40米，全长共120m。2)主梁结构构造：主梁为预制预应力钢筋混凝土箱型梁。主梁间距312cm,采用等截面梁高160cm,跨中截面顶板厚度10cm,顶板与腹板相交处设置三角承托。腹板水平厚度24.7cm,底板20cm,腹板与底板相接处设置下三角承托。由10cm增加到20cm,腹板水平宽度由24.7cm增加到49.4cm,底板由20cm增加到40cm,梁高保持不变。主梁间预留20cm后浇注。东西边墩(桥台)采用刚性扩大基础。采用梯形盖梁。4)施工方案：现场预制预应力混凝土预应力梁，采用闸门式加桥机施工，构稳定，施工方便对地基的强度不过分依赖，对于本设计的亚粘土-粉沙地形尤5烦，但是造价低廉劳动力耗用少，工作量小，经济，中小型桥尤其适用。度小，造价低，工期短，适合中小型桥梁。所以，方案三是最佳选择。第2章设计资料及构造布置6第2章设计资料及构造布置2.1设计资料标准跨径：总体方案选择的结果，采用装配式预应力混凝土箱型梁，跨度主梁长：伸缩缝采用4cm,预制梁长39.96m。单侧桥横向布置：0.5×2(护栏)+3.75×2(二车道)+1(左路肩)+3(右路肩)=12.5m1)水泥混凝土：主梁、栏杆、桥面铺装采用C50号混凝土。抗压强度标准值/=32.4MPa,抗压强度设计值ʃ=22.4MPa,抗拉强度标准值fa=2.65MPa抗拉强度设计值f=1.83MPa,E。=3.45×10'MPa。2)预应力钢筋采用(ASTMA416—97a标准)低松弛钢绞线1×7标准型。抗拉强度标准值ʃ=1860MPa,抗拉强度设计值f=1260MPa,公称直径15.2mm,公称面积139mm²,弹性模量E,=1.95×10⁵MPa。2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规2.2构造布置2.2.1主梁间距与主梁片数河北联合大学轻工学院毕业设计7以吊装的范围内，整桥横向按8片预制箱梁布置，设计主梁间距均为3.12m,边主梁宽3.02m,中主梁宽2.92m,主梁之间留0.2m后浇段，以减轻吊装重量，同2.2.2主梁尺寸拟定1)主梁高：根据预应力混凝土简支梁的截面尺寸设计经验梁高跨比通常为1/15-1/25,本设计取1/25,即梁高h=1.60m。2)顶板宽度与厚度：顶板宽度在桥面宽度和主梁片数确定以后，就已经确定：3.12m;厚度与其受力有关，此处采用变厚度，悬臂远端10cm,在20cm处开始逐渐变厚，与腹板相交处厚度为16cm,由腹板向内依然采用相同的变厚度。3)底板宽度与厚度：底板宽度取100cm,厚度既要满足受力要求，又要考虑到预应力钢筋孔道的布置，因此厚度取20cm。4)腹板厚度：除了要满足抗剪及施工要求外，腹板厚度选取时还应考虑到预应力钢筋的布置和弯起，此处取24cm(注：水平厚度24.7cm)。2.2.3横截面沿跨长改变局部应力，也因布置锚具的要求，在端头附近做成锯齿形，截面厚度在距支座2.2.4横隔梁设计一处设置三片中横隔梁，共计五片。横隔梁厚度为20cm,为了减轻吊装质量、主梁跨中、支点截面以及横隔梁尺寸见图2-1、图2-2所示： 图2-1箱梁跨中横截面Fig.2-1Thecross-sectionofmid-spanboxbeam第2章设计资料及构造布置8 采用厚度为8cm水泥混凝土垫层，表面7cm的沥青混凝土，桥面横坡为2.3主梁毛截面几何特性计算本设计采用分块面积法，因为只在距支点1m处开始变截面，为简便计算，毛截面惯性距计算移轴公式：河北联合大学轻工学院毕业设计9式中A,——分块面积；y,——分块面积重心至梁顶的距离；y,——毛截面重心至梁顶的距离；s,——各分块对上缘的的面积距；1,——各分块面积对其自身重心的惯性距。利用以上公式，分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性，将结果列入一下各表中。表2-1边梁的截面几何特性计算表(使用前)Tab.2-1Thecalculationofthegeometrica分块号顶板5上三角承托腹板下三角承托底板Z其中：矩形自身惯性矩三角形自身惯性矩分块号顶板5上三角承托腹板下三角承托第2章设计资料及构造布置底板Z分块号顶板5上三角承托腹板下三角承托底板2根据设计经验，一般截面效率指标取0.45～0.55,且较大者较经济。上述计算表明，初拟的主梁截面是合理的。第3章主梁内力计算第3章主梁内力计算3.1恒载内力计算3.1.1第一期恒载(主梁自重)第一期恒载集度：g=30.2+1.196=31.396kN/m3.1.2第二期恒载(主梁现浇湿接缝)3.1.3第三期恒载(防撞墙、桥面铺装)1)防撞墙：2)桥面铺装：gi=(3.12-0.5)×(0.08×25+0.07×23)=9.46kNmg=3.12×(0.08×25+0.07×23)=11.26kNm第三期恒集度：gs=8.64+9.46=18.1kN/m3.1.4恒载集度汇总表3-1主梁恒载汇总表Tab.3-1Thecollectionofthedeadloadofmainbeam荷载梁第一期荷载g第二期荷载g第三期荷载g总和g边主梁中主梁3.2恒载内力设x为计算截面至支撑中心的距离，并令a=x/l图3-1恒载内力计算图Fig.3-1ThediagramofconstantQ=(1-2α)Lg/2第3章主梁内力计算则边主梁和中主梁的恒载内力计算如下表表3-2恒载内力表g跨中四分点变化点四分点变化点支点一期恒载边主梁中主梁二期恒载边主梁中主梁二期恒载边主梁中主梁总恒载边主梁中主梁第4章荷载横向分布计算第4章荷载横向分布计算4.1支点截面横向分布系数计算本设计应用杠杆法计算支点截面的横向分布系数。杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用，假设桥面板在主梁上断开，把桥面板看作沿横向支承在主梁上的简支梁或简支单悬臂梁，主要适用于双肋式梁桥或多梁式桥支点截面。本桥为多梁式桥，当桥上荷载作用在靠近支点处时，荷载的绝大部分通过相邻的主梁直接传至墩台。虽然端横隔梁连续于几根主梁之间，但是其变形极其微小，荷载主要传至两个相邻的主梁支座。因此，偏于安全的用杠杆原理法来计算荷载在支1)对于1号梁，首先绘制1号梁反力影响线，如图4-1。2)对于1号梁，首先绘制1号梁反力影响线，如图4-2。由于高速公路，无人群荷载，所以根据对称性，3号梁与2号梁支点的横向分布系数相同，4号梁与1号梁的横向分布系数相同。河北联合大学轻工学院毕业设计图4-22号梁横向分布系数图4.2跨中截面横向分布系数计算本设计应用修正偏心压力法计算跨中截面的横向分布系数。修正偏心压力法是当桥主梁间具有可靠连接时，在汽车荷载作用下，中间横隔梁的弹性挠曲变形与主梁的变形相比很小，因此可假定中间横隔梁像一根无穷大的刚性梁一样保持直线形状。本设计因除了设置端横隔梁外，还分别在跨中、四分之一处设置了横隔梁，并且主梁之间预留20cm后浇注，所以在本设计中，主梁之间具有可靠的连接，固选用修正偏心压力法计算跨中横向分布系数。4.2.1计算主梁抗弯惯性矩1由前面截面几何特性计算可知1=38150621.36cm⁴=0.3815m⁴4.2.2计算主梁截面抗扭惯性矩/t对于本设计箱形截面，空室高度大于截面高度0.6倍(即0.81>0.6),所以属于薄壁闭合截面。对于单室箱型截面，其抗扭惯性矩可分为两部分：两边悬出的开口部分和薄壁部分。由于本设计截面采用的是变厚度，所以计算前把截面转化成两个矩形和一个闭口槽型，它们的厚度采用转换后的厚度，如图4-3:悬出部分可按实体矩形截面计算：(4.1)其中：b,——矩形长边长度t,——矩形短边长度c,——矩形截面抗扭刚度系数n——主梁截面划分为单个矩形的块数第4章荷载横向分布计算(注：公式中具体尺寸见下图)新梁跨中截面转换前箱梁跨中薇面转换后图4-3截面转换图1)计算悬臂部分抗扭惯性矩I,t/b=11.7143/70=0.1673表4-1矩形截面抗扭刚度系数表Tab.4-1rectangularsectiontorsionalstiffnesscoefficienttable1C由t/b通过查表(内插法)可得，悬臂部分抗扭刚度系数c=0.2978672)计算闭口薄壁部分抗扭惯性矩!,河北联合大学轻工学院毕业设计3)薄壁箱型截面顶板换算厚度：图4-4抗扭计算简图4.2.3计算主梁截面抗扭刚度修正系数抗扭修正系数：第4章荷载横向分布计算1——主梁抗弯惯性矩E——材料的弹性模量；1,——主梁抗扭惯矩；1)1号梁。计算考虑抗扭修正系数的横向影响线竖标值由横向影响线的竖标值绘制各梁的横向影响线，并确定荷载的最不利位置。1梁的横向影响线和布载图式如图4-5:设影响线零点离1号梁轴线的距离为x,则：则汽车荷载横向分布系数为：河北联合大学轻工学院毕业设计计算考虑抗扭修正系数的横向影响线竖标值由横向影响线的竖标值绘制各梁的横向影响线，并确定荷载的最不利位置。2梁的横向影响线和布载图式如图4-6:设影响线零点离2号梁轴线的距离为x,则：x=136则汽车荷载横向分布系数为：由于高速公路，无人群荷载，所以根据对称性，3号梁与2号梁支点的横向分布系数相同，4号梁与1号梁的横向分布系数相同。4.3荷载截面横向分布系数汇总由以上计算将荷载横向分布系数汇总到表4-2第4章荷载横向分布计算表4-2横向分布系数汇总表梁号荷载位胃公路1级荷载作用横向分布系数备注1支点截面按“杠杆原理法”计算跨中截面按“修正偏心压力法”计算2支点m,3支点m。跨中m。4第5章活载影响下主梁内力计算第5章活载影响下主梁内力计算5.1冲击系数和车道折减系数的确定当f<1.5μ时，μ=0.05;当f>14H时，μ=0.45,本计算1.5H≤f≤14B。河北联合大学轻工学院毕业设计5.2活载内力计算5.2.11号梁活载内力计算图5-11号梁跨中弯矩计算图第5章活载影响下主梁内力计算集中荷载：P=318kN均布荷载：q=10.5kNm车道荷载作用下1号梁跨中弯矩：跨中截面剪力影响线及横向分布系数见图5-2,跨中截面剪力计算采用不变的横向分布系数m。。跨中剪力影响线的最大坐标值：跨中剪力影响线的面积：集中荷载：1.2P=381.6kN均布荷载：q₄=10.5kNm车道荷载作用下1号梁跨中剪力：=(1+μ)5(m1.2Py+m。q₁Q)河北联合大学轻工学院毕业设计2)1号梁1/4处截面弯矩和剪力计算1/4处截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-3,1/4截面弯矩计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m,支点~1/4段横向分布系数按直线变化。1/处弯矩影响线的面积：车道荷载作用下1号梁1/4处弯矩：=(1+0.11)×1×[0.8186x318×7.406+0.8186x101/4处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-4,114截面剪力计算需考虑荷第5章活载影响下主梁内力计算图5-41号梁1/4处剪力计算图河北联合大学轻工学院毕业设计车道荷载作用下1号梁变化点处弯矩：=(1+0.11)×1×[0.9253x318×4.32+0.81变化点处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-6,变化点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m。,支点~1/4段横向分布系数按直线变化。车道荷载作用下1号梁变化点处剪力：4)1号梁支点处截面剪力计算支点处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-7,支点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m。,支点~1/4段河北联合大学轻工学院毕业设计车道荷载作用下1号梁支点处剪力：5.2.22号梁活载内力计算1)2号梁跨中截面弯矩和剪力计算跨中截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-8,跨中截面弯矩计算采用不变第5章活载影响下主梁内力计算车道荷载作用下2号梁跨中弯矩：=(1+μ)ξ(mPy+m.q₄Ω₄)跨中截面剪力影响线及横向分布系数见图5-9,跨中截面剪力计算采用不变日1④河北联合大学轻工学院毕业设计2)2号梁1/4处截面弯矩和剪力计算114处截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-10,1/4截面弯矩计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m,支点~114段第5章活载影响下主梁内力计算车道荷载作用下2号梁1/4处弯矩：M₄=(1+μ)≤Em,p,y1/4处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-11,1/4截面剪力计算需考虑车道荷载作用下2号梁1/4处剪力：河北联合大学轻工学院毕业设计3)2号梁变化点处截面弯矩和剪力计算变化点处截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-12,变化点截面弯矩计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m。,支点~114段横向分布系数按直线变化。变化点处弯矩影响线的面积：均布荷载：q=10.5kN/m车道荷载作用下2号梁变化点处弯矩：第5章活载影响下主梁内力计算变化点处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-13,变化点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m。,支点车道荷载作用下2号梁1.2P=381.6KN河北联合大学轻工学院毕业设计4)2号梁支点处截面剪力计算支点处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-14,支点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m。,114至1取m,支点~114段横向分布系数按直线变化。三角荷载合力作用点处影响线坐标值：y=0.875m集中荷载：1.2P₄=381.6kN车道荷载作用下2号梁支点处剪力：由于高速公路，无人群荷载，所以根据对称性，3号梁与2号梁支点的横向分布系数相同，4号梁与1号梁的横向分布系数相同。5.3荷载内力组合表5-1荷载内力组合表Tab.5-1loadcombinationofinternal荷载类别弯矩/kNm变化点变化点支点①恒载0②汽车荷载③1.2恒0④1.4汽⑤⑥5.4绘制内力包络图沿梁轴的各个截面处，将所采用的计算内力值按适当的比例尺绘成纵坐标，下所产生的内力。内力包络图主要为在主梁内配置预应力筋、纵向主筋、斜筋和箍筋提供设计依据，并进行各种验算。本桥简支梁主梁内力包络图如图5-15。图5-15内力包络图第6章配筋计算第6章配筋计算6.1预应力钢束面积估算根据跨中正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量，为满足抗裂性要求，所需M,=Mo₁+Mo₂+Mos+M=6266.64+99.8+3612.76+4246.950.7=12952.07kNw——全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩。由表有e,——预应力钢筋合力作用点到毛截面重心轴的距离。设预应力钢筋截面重心距截面下缘为a,=100mm,则应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为根据估算结果，采用8束9φ*15.2的预应力钢绞线；提供的预应力钢筋截面河北联合大学轻工学院毕业设计积为A,=8×9×139=10008mm²,采用夹片式群锚，φ70金属波纹管道成孔。6.2预应力钢筋布置后张法预应力混凝土受弯构件的预应力布置应符合《公路桥规》中的有关构造要求的规定。参照有关设计图纸并按《公路桥规》中的规定，对跨中截面预应力束的初步布置如图6-1:锚固面刚束布置如图6-2:6.3其他截面刚束位置及倾角计算采用直线段中接圆弧段的方式弯起；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N、N,。、N,的弯起角为6。N,升高值为40mm,N,。的升高值为490mm,N,的升高值为940mm。各钢束的弯起半径分别为15000mm、第6章配筋计算6.3.2钢束各控制点位置的确定图6-3曲线预应力钢筋计算图(尺寸单位/cm)对于Nsθ=6°,R=30000mm河北联合大学轻工学院毕业设计x+l+1=13642+1563+15对于N,θ=6°,R=45000mmx₄+l₄+1=8501+2358+2C0Rθd号度666即第6章配筋计算表6-2钢束位置及其倾角计算表Table6-2Justbeampositionan计算截面钢束编号xθ跨中截面为负值，钢束尚未弯起000000截面0000变化点截面006支点截面666.3.3刚束平弯段的位置及平弯角图6-4:河北联合大学轻工学院毕业设计6.4非预应力钢筋截面面积估算及布置6.4.1受力普通钢筋按极限承载力确定普通钢筋数量。在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢p,简支梁的跨中截面翼缘有效宽度的计算系数，可按《公路桥规》第6章配筋计算b',=2(b+b+b)=2×(247+700+613)=3其中b为梁腹板宽度所以河北联合大学轻工学院毕业设计h,为截面受压翼缘厚度(0.5×10³)f₂bh₀=0.5×10³×1.83×494×1457.5=658.8kNh₀=h-a,=1600-511.75=1088(0.5×10³)f₂bh₀=0.5×10³×1.83×988×1088.25=983.8kN故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段按计算配置箍筋。第6章配筋计算线r₀V₂。V,=r₀Y=(0.5×10³)fbh。=658.8kN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图比例求得，为同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线附近n/2=800mm范围内箍筋的间距最大为100mm。距支点中心线h/2处的计算剪力值v'按剪力包络图按比例得其中混凝土和箍筋承担全部剪力计算值为v'。箍筋采用直径为12mm的HRB335钢筋，箍筋截面积A=n=2×跨中截面：河北联合大学轻工学院毕业设计,箍筋间距s,为确定箍筋间距的设计值还应考虑《公路桥规》的构造要求。所以，在支座中心向跨径长度方向的1600mm范围内，设计箍筋间距s,=100mm,而后到跨中截面的箍筋间距为250mm。水平纵向钢筋的作用主要是在梁侧面发生混凝土裂缝后，可以减小混凝土的裂缝宽度。水平纵向钢筋为构造钢筋，此箱梁腹板跨中到距支点一倍梁高处配置6对水平纵向钢筋，间距200mm。距支点一倍梁高范围内配置12对水平纵向钢筋，间距100mm。根据《公路桥规》的规定及截面尺寸选用直径为12mm的架立钢筋。根据预制箱梁堵头板的行状及截面尺寸，横向采用12根直径8mm钢筋，间距10cm,纵向采用12根直径8mm钢筋间距10cm。个别间距及钢筋长度依截面尺寸而定。6.5主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算。本设计中的箱型梁从施工到运营经历了如下三个阶段。(1)梁预制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响(将非预应力钢筋换算成混凝土)的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，箱梁翼板宽度为(2)灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇200mm湿接缝预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊张就位现浇200mm湿接缝但湿接缝还没有参与截面受力，所以此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，箱梁翼板宽度仍为2800mm。(3)桥面、栏杆施工和营运阶段桥面湿接缝结硬后，主梁即为全截面参与工作，此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，箱梁翼板有效宽度为3000mm³]。求得其他受力阶段控制截面几何特征如表分块名称分块面积到梁顶距离对梁顶边截面惯性矩混凝土全截面非预应力钢筋换算面积0000000预留管道面积净截面面积河北联合大学轻工学院毕业设计表6-4截面几何特征表Table6-4Cross-sectionalgeometriccharacteristicstable受力阶段计算截面A中轴到上边距离y。中轴到下边距离y,预应力钢筋重心到中轴距离IW阶段1孔道压浆前跨中变化点支点阶段2管道结硬后至湿接缝结硬前跨中变化点支点阶段3湿接缝结硬后跨中变化点支点6.6持久状况截面承载能力极限状态计算6.6.1正截面承载能力计算取弯距最大的跨中截面进行正截面承载力的计算。求受压区高度x第6章配筋计算将x=510.82代入下式计算截面承载力。=18523.96kNm>r,M=1.0×18431.58=计算结果表明，跨中截面的抗弯承载力满足要求。斜截面抗剪承载能力计算按照《公路桥规》的规定，对以下截面进行验算：距支点h/2截面斜截面抗剪承载力的计算首先，根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即v,——验算截面处剪力组合设计值，按内插法，在这v=1994.7kN;h。计算截面处纵向钢筋合力点至截面上边缘的距离，在变截面处预应力河北联合大学轻工学院毕业设计计算结果表明，截面尺寸满足要求。斜截面抗剪承载能力按下式计算：V斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载设计值；V与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载设计值a,——预应力提高系数，取a,=1.25;a,受压翼缘的影响系数，本题a,=1.1;J斜截面受压端正截面处截面腹板宽度，b=741mm;P斜截面纵向受拉钢筋配筋百分率；第6章配筋计算V=0.75×10³F~Asinθ,=0.75×10³×1260×10008×0.0479=说明变截面抗剪承载力是足够的。(2)变截面点处(也是箍筋间距改变处)变截面点处斜截面抗剪承载力的计算首先，根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即v=1572.1kN,腹板厚度，在这b=494mm;h。计算截面处纵向钢筋合力点至截面上边缘的距离，在变截面处预应a₂——预应力提高系数，取a₂=1.25则0.50×10a₂/₄bh。=0.河北联合大学轻工学院毕业设计 =0.75×10¹×1260×10008×0.0479=第6章配筋计算6.7预应力损失估算μ——预应力钢筋与管道壁的摩擦系数；河北联合大学轻工学院毕业设计表6-5跨中截面摩擦应力损失σ计算钢束编号θXβ弧度6表6-6L/4截面摩擦应力损失σ计算钢束编号θxβ弧度6钢束编号0xβσ弧度6000第6章配筋计算Table6-8Pivotsection钢束编号θβ弧度表6-9各设计控制截面σ平均值表跨中变化点支点6.7.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失。计算锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失，后张法曲线布筋的构件应考虑锚固后反摩阻的影响。E,一预应力钢筋的弹性模量，查表得Aσ₄一单位长度由管道摩阻引起的预应力损失o。—张拉端锚下张拉控制应力，河北联合大学轻工学院毕业设计σ;—扣除沿途管道摩擦损失后锚固端预拉应力，1—张拉端至锚固端的距离，这里锚固端为为跨中截面将各束预应力钢筋的反摩阻影响长度列表计算于表表6-10反摩阻影响长度(锚固端为跨中截面)计算表Table6-10counter-frictionalre钢束编号1Aσ=2△σl,”式中：Aa一张拉端由锚具变形引起的考虑反摩阻后的预应力损失当x>1,时，表示该截面不受反摩阻影响(2)当t,≥1时，预应力钢筋的全长均处于反摩阻影响长度以内，扣除管道摩阻和钢筋回缩等损失后的预应力后，距张拉端x'处考虑反摩阻后的预应力损失Ao(o)为Table6-11anchoragedistortionandthesteelwir截面钢束编号x各控制截面σ,平均值第6章配筋计算跨中截面01/4截面变化点截面支点截面f=0.9×C50=C45查附表1-2得E=3.35×10'Mpa,故σ——全部预应力钢筋的合力v,在其作用点(全部预应力钢筋重河北联合大学轻工学院毕业设计6.7.4钢筋松弛引起的预应力损失。对于采用超张拉工艺的低松弛级钢绞线，由钢筋松弛引起的预应力损失为L/4截面的应力值作为全梁的平均值计算，故有σ=0-n-σ-σ=1395-63.984-26.663—65.6.7.5混凝土收缩、徐变引起的损失。混凝土收缩、徐变终极值引起的受拉区预应力钢筋的应力损失可按下式计算，即第6章配筋计算向非预应力钢筋，为简化计算不计构造钢筋影响)截面重心处，由M。,M。;按徐变系数变小乘以折减系数。()/(,20)。计算N和M。引N₁=(σ-σn)A,=(1395-94.442-0-65.023)×10008=12365.23kNN=(o-σ₁)A,=(1395-63.984-26.663-65.023)×10008=12403.215KN河北联合大学轻工学院毕业设计所以式中：p——构件受拉区全部纵向钢筋配筋率，(未计构造钢筋影响)a预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量；取跨中与L/4截面的平均值计算，则有e构件受拉区预应力钢筋和普通钢筋截面重心至构件截面重心轴的距离所以所以第6章配筋计算6.7.6预应力损失组合表6-12各截面钢束预应力损失平均值及有效应力汇总表Table6-12Thecross-sectionalaveragelossoftheste工作阶段预加应力阶段使用阶段钢束有效预应力应力损失预加力阶段使用阶段跨中截面0截面变化点截面支点截面6.8应力验算6.8.1短暂状况的正应力验算河北联合大学轻工学院毕业设计和自重作用下的截面边缘混凝土的法向压应力应符合式。≤0.7/要求4](2)预应力混凝土结构按短暂状态设计时，应计算在制造、运输及安装、施工阶段，由预加力(扣除相应的应力损失)构件自重及其它施工荷载引起的截面应力。对简支梁，以跨中截面上、下缘混凝土正应力控制。短暂状况下(预加力阶段)梁跨中截面上、下缘的正应力4]截面特性取用第一阶段的截面特性。代入上式得=16.769MPa(压)<0.7/(0.7×29.6=20.72MPa)需配置配筋率不小于0.2%的纵向钢筋即可。(3)支点截面或运输、安装阶段的吊点截面的应力验算，其方法与此相同，6.8.2持久状况的正应力验算a截面混凝土的正应力验算对于预应力混凝土简支梁的正应力，由于配设曲线1/4、1/8、支点及钢束突然变化处(截断或弯出梁顶处等)分别进行验算。应力计算的作用(荷载)取标准值，汽车荷载计入冲击系数。根据《桥规》(JTGD62-2004)中第7.1.5条规定：未开裂构件受压区混凝土的最大压应力应满足σ+0g≤0.5f第6章配筋计算跨中截面验算M+M₀=3612.76+4714.12=83Nm=GnA,-σjA₂=1096.757×10008=10976.34kN持久状况下跨中截面混凝土正应力验算满足要求。b持久状况下预应力钢筋的应力验算由二期恒载及活载作用产生的预应力钢筋重心处的混凝土应力为所以钢束应力为河北联合大学轻工学院毕业设计计算表明持久状态下预应力钢筋应力验算满足要求。c持久状况下的混凝土主应力验算本设计取剪力和弯矩都有较大的变化点截面进行计算。具体需要时可增加验按图3-5进行计算。其中计算点分别取上梗肋a-a处、第三阶段截面重心对以第一阶段截面梗肋a-a以上面积对净截面重心轴x。-x,的面积矩s。计算同理可得不同计算点处的面积，现汇总于表6-13第6章配筋计算表6-13面积距计算表Table6-13Areafromthecalcul截面类型第一阶段净截面对其重心轴第二阶段净截面对其重心轴第三阶段净截面对其重心轴计算点位置面积矩符号SSS面积矩(1)主应力计算所以有正应力河北联合大学轻工学院毕业设计主应力表6-14变化点截面主应力计算表计算纤维力力主应力第一阶段净截面第二阶段净截面第三阶段净截面rσσ第6章配筋计算(3)主压应力的限制值主应力验算6.9抗裂性验算正截面抗裂验算取跨中截面进行。(1)预加力产生的构件抗裂验算边缘的混凝土预压应力的计算跨中截面Nn=OpmA,-σj₆A,=1096757×1000=10976.344KN(3)正截面混凝土抗裂验算河北联合大学轻工学院毕业设计对于A类部分预应力混凝土构件，作用荷载短期效应组合作用下的混凝土由以上计算知。-σ=29.71-32.31=-2.6MPa(压),说明截面在作用(或荷载)短期效应组合作用下没有消压，计算结果满足《公路桥规》A类部分预应力构件按作用短期效应组合计算的抗裂要求。同时，A类部分预应力混凝土构件还必须满足作用长期效应作用的抗裂要求。所以构件满足《公路桥规》中A类部分预应力混凝土构件的作用长期效应组合的抗裂要求。6.9.2作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算斜截面抗裂验算应取剪力和弯矩均较大的最不利区段截面进行，这里仍取剪力和弯矩均较大的变化点截面进行计算。主应力计算(1)对上梗肋处a-a的主应力进行计算剪应力正应力第6章配筋计算主压应力同理可的到x。-x。截面及下梗肋b-b截面的主应力如表6-15计算纤维面积矩/mm剪应力T正应力σ主拉应力第一阶段净截面第二阶段换算截面第三阶段换算截面作用短期效应组合下抗裂验算的混凝土的主拉应力限值为从表中可以看出，以上主拉应力均符合要求，所以变化点截面满足作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算要求。河北联合大学轻工学院毕业设计6.10主梁挠度计算对于一座预应力混凝土桥梁，除了要对主梁进行持久状况承载能力极限状态的强度计算或应力验算，以确定结构具有足够的强度安全储备外，还要对正常使用极限状态下梁的变形(裂缝和挠度)进行验算，以确保结构具有足够的刚度。若桥梁发生过大的变形，不但会导致高速行车困难，加大车辆的冲击作用，引起桥梁的剧烈震动，而且可能使桥面铺装和结构的辅助设备遭致损坏，甚至危及桥短期荷载作用的挠度可根据给定的构件刚度，用材料力学方法计算。按规范规定，验算主梁的变形时荷载不计入恒载，汽车不计入冲击力，计算公式[131:其中：M——汽车荷载在跨中产生的弯矩；6.11锚固区局部承压计算经过分析，以N5钢束的锚固端进行局部承压验算。N5钢束梁端锚具及间接钢筋的构造布置图如下。第6章配筋计算6.11.1局部受压区尺寸要求根据《公路桥规》中的计算方法，局部承压计算底面为宽480mm、长300mm的矩形(如图),此时N5和N6的局部承压计算底面有重叠(阴影部分)。河北联合大学轻工学院毕业设计所以1.3n,βf₂A=1.3×1.0×2.372×20.5×21752由计算表明，局部承压区尺寸满足要求。6.11.2局部抗压承载力计算配置间接钢筋的局部受压构件，其局部抗压承载力计算公式为A..——混凝土核心面积，可取局部受压计算底面积范围以内的间接钢筋所包罗的面积，这里配置螺旋钢筋，得k——间接钢筋影响系数；混凝土强度等级为c50及以下时，取k=2.0;p,——间接钢筋体积配筋率；局部承压区配置直径为12mm的HRB335钢筋，单根钢筋截面积为113.1mm²,所以凝f=20.5Mpa;将上述计算值代入局部抗压承载力计算公式，可得F=0.9(n,βfu+kp,βfn)A故局部抗压承载力计算通过。所以N5钢束锚下局部承压计算满足要求。同理可对钢束进行局部承压计算。第7章横隔梁内力计算第7章横隔梁内力计算为了保证各主梁共同受力和加强结构的整体性，横隔梁本身或其装配式接头应具有足够的强度。对于具有多根内横隔梁的桥梁，通常就只要计算受力最大的跨中横隔梁的内力，其他横隔梁可偏安全地仿此设计。下面是应用偏心压力法原理计算横隔梁的内力。7.1作用在横梁上的计算荷载对于跨中的横隔梁来说，除了直接作用在其上的轮载外，前后的轮重对它也有影响。在计算中可以假设荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传载如图所示。 图7-1因此，纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该横隔梁的计算荷载为计算弯矩时Ω—按杠杆原理法计算的纵向荷载影响线面积河北联合大学轻工学院毕业设计标值，为1。7.2横隔梁的内力影响线7.2.1荷载P=1位于截面的左侧时7.2.2荷载P=1位于截面的右侧时e—荷载p=1至所求截面的距离；第7章横隔梁内力计算P=1作用在4号梁轴上时=0.2766对于1号主梁处截面的g影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时P=1作用在计算截面以右时图7-2河北联合大学轻工学院毕业设计7.3截面内力计算将求得的计算荷载p。在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力(1+μ),则得到表所示的结果。弯矩w,W,y=(1+μ)·ξ·pEn=1.11×1×212×(1.5463+1.174)=640.1公路一级剪力ge⁶-(1+μ)·ξ·p2n=1.11×7.4内力组合(鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计)承载力极限状态内力组合(表)表7-2基本组合正常使用极限状态内力组合(表)短期效应组合Q第8章行车道板内力计算第8章行车道板内力计算本桥行车道板类型为铰接悬臂板，最大弯矩在悬臂根部。在计算活载弯矩M时，最不利的荷载位置是把车轮荷载对中布置在铰接处，本设计行车道板的跨径内可进入2个车轮，在有效分布宽度a内，总轴重为P,轮重P/2,将铰接悬臂板视为板段自由的悬臂梁，以一片梁作为研究对象，每片梁分担P/4,每半宽板为P/4a(a为板有小工作宽度),其合力作用点至悬臂根部之距为则每米宽板条的活载弯矩为：8.1恒载内力计算1)每延米板上的恒载2)每延米板上的恒载内力8.2活载内力计算公路—I级车辆荷载纵、横向布置如图7-1所示：公路—I级车辆荷载的两个140KN轴重的后轮，沿桥梁的纵向，作用于铰缝轴线上为最不利荷载。由《桥规》查得重车后轮着地长度为a₂=0.2m,着地宽度b₂=0.6m,车轮在板上的布置及其压力分布图形如图8-2所示，铺装层总厚度河北联合大学轻工学院毕业设计b₁=b₂+2H=0.06+2×0.15=0由图8-1可知：重论后轴两轮的有效分布宽度重叠，重叠的长度为：则铰缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度：冲击系数：1+μ=0.281)作用于每米宽板条上弯矩为：2)相应于每米宽板条活载最大弯矩时的每米宽板条上的剪力：=26.35KN8.3承载能力极限状态内力组合按承载能力极限状态设计，考虑作用效应组合并根据《桥规》规定求得计算内力。本设计为恒载与活载产生内力的情况，其计算内力为：第8章行车道板内力计算M=1.2M+1.4M=1.2×(-有了计算内力，就可按钢筋混凝土或预应力混凝土结构设计原理和方法来设计板内的钢筋和进行相应的验算。第9章行车道板配筋计算第9章行车道板配筋计算9.1行车道板的配筋f=22.4Mpa,fm=1.83Mpa,解得x=4.smm板的分布钢筋直径是10mm,其间距为200mm河北联合大学轻工学院毕业设计9.2行车道板复核保护层厚度c=20mm大于钢筋公称直径d=10mm所以满足要求。求受压区高度所以不会发生超筋现象求矩形截面板的抗弯极限承载力故满足设计要求抗弯承载力复核截面尺寸满足要求。由验算结果表明，尺寸不必修改满足要求，不需要配置箍筋。9.3现浇湿接缝钢筋宽度为40cm的现浇湿接缝钢筋采用直径为18cm的HRB335钢筋，钢筋间距与行车道板采用相同的间距为10cm。第10章附属设施设计第10章附属设施设计桥面铺装的作用是保护桥面板不受车辆轮胎(或履带)的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。因此，所设计的桥面铺装层应具有抗车辙、抗滑、不透水和与桥面板结合良好等特点。桥面铺装部分在桥梁恒载中占有较大比重，特别是小跨径的桥梁尤为明显，因此应尽量设法减轻桥面铺装的重力，避免因恒重增加而降低桥梁承载能力。为了迅速排除桥面雨水，通常除使桥梁设有纵向坡度外，尚应将桥面铺装沿横向设置双向的桥面横坡。本桥设计横坡坡度为1.5%,用三角垫层实现横坡度，的混凝土三角垫层和70mm厚的沥青混凝土表面处理。在混凝土铺装层中铺设直径为10mm的HRB335钢筋网；沥青混凝土采用的是《桥规》中的长安大学的双面层铺装，上面层是30mm细粒式玄武岩石料的弹性沥青，下面层40mm中粒式沥青混凝土，对于本设计能够满足要求。77cm沥青混凝土面层8cm水泥混凝土三角垫层图10-1桥面铺装示意图Fig.10-1Thediagramofdeckpavement桥梁伸缩装置是桥梁结构中的薄弱部位，由于直接承受车轮的反复荷载，很小的不平整就会使其承受很大的冲击，因而是桥梁结构中最易损坏的部分。对于伸缩装置的设计和构造处理一定要慎重，因为在设计和施工上的任何缺陷，不仅会直接使通行者感到危险和不舒适，也将影响桥梁结构的寿命。因此，本设计在伸缩缝的设置中，主要根据以下要求进行设计：1)伸缩装置的设置考虑桥梁的类型；2)考虑伸缩量的使用范围；3)考虑伸缩装置的耐久性；4)伸缩装置应耐冲击，当车辆驶过伸缩装置时应平顺，无跳跃和噪声；5)伸缩装置要防止雨水渗入和垃圾堵塞；6)伸缩装置应当构造简单、施工容易、安装方便，且维护和修理方便。桥梁的伸缩量一般包括桥梁由于温度升高引起的伸长量△t;,由于温度下降而引起的收缩量Al,,由于混凝土收缩和徐变影响而产生的收缩Al,和Al,由于荷载作用或梁体上、下部温差等引起梁端转角而产生的变形量Al,,以及制造安装误差Al,。因此，桥梁伸缩峰装置的伸1)设计资料温度变化范围：河南地区平均气温为12.8-15.5℃,历史最高为43℃。伸缩梁的长度：20m;混凝土徐变系数：φ=2.0;混凝土收缩徐变的折减系数：β=0.6;预应力产生的平均截面应力：σ,=8.0MPa;荷载作用下梁的挠度：8=17.49mm(由前面已经算得)2)温度引起的收缩量At;和at;第10章附属设施设计Al,=(Tmx-T)al=(40-15)×10×10⁴×在15°c安装后因温度变化产生的梁体最大缩短量Al,为：3)混凝土收缩与徐变引起的收缩量△l,和△l对于预应力钢筋混凝土桥必须考虑由于混凝土的收缩和徐变所引起的梁的变形量。由混凝土收缩引起的收缩量一般换算成温度下降而引起的收缩量计算。通常混凝土的收缩量按相当于温度下降20°c的情况来计算。而因徐变引起的收缩量，则是根据持续应力作用在梁体上时，由持续应力所产生的弹性变形量乘以安装伸缩缝时，通常混凝土的收缩和徐变正在进行。这种情况下，如果把混凝土的干燥收缩和徐变，从某一时间算起的收缩量和从开始算起的全部收缩量之比作为递减系数β;那么由某一龄期算起的残余收缩量可以用全部收缩量乘上递减系数β来求得。(这里β取混凝土龄期为1个月对应的β值0.6)则混凝土收缩Al=20×alβ=20×10×10⁴×20000混凝土徐变引起的梁体缩短量Al.为：4)由梁端转角引起的变形量Al,对于本设计高速公路，主要是由于可变荷载引起桥梁挠曲变形，这样使桥梁河北联合大学轻工学院毕业设计端部产生旋转变位，从而使桥梁伸缩缝装置承受垂直、水平及旋转变位，如图9-2所示，图中垂直变位Ab和水平变位Aa由下式计算：式中k值与桥梁的刚度有关，k是根据假设简支梁变形曲线为二次抛物线而计算出来的其数值见表10-1。θ(弧度)kδ——跨径中点的挠度；B桥梁端部的转角(用弧度表示)。由前计算可知挠度δ=17.49mm,查表得o=1/250,k=0.004则水平变位为：所以梁端转角引起的变形量5)桥梁伸缩装置总伸缩量Al10.2.2伸缩缝的选取根据伸缩量、桥梁等级等因素对以下几种伸缩缝进行比较：1)锌铁皮伸缩缝锌铁皮伸缩缝是一种简易的缩缝。对于中小跨径的桥梁，当伸缩量在20~40mm以内时可以采用。U型锌铁皮分上、下两层，上层的弯曲部分应开凿梅花眼，其上放置石棉纤维绳，然后用沥青填塞。当桥梁伸缩时U形锌铁皮可随之变形，下层U形锌铁第10章附属设施设计行驶时常有突跳感，因此仅适用于交通量不大的低等级公路桥梁。2)钢质伸缩缝跨径50m以下的中、小跨径桥梁。将专用的特制的弹性材料TST加热熔溶后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝。碎石用以支持车钢筋；施工方便快捷，通常施工完成后