預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) (畢業(yè)設(shè)計(jì)).docx

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 第一章緒論 第一節(jié)橋梁設(shè)計(jì)的基木原則和要求 一、使用上的要求 橋梁必須適用。要有足夠的承載和泄洪能力，能保證車輛和行人的安全暢通；既滿足當(dāng)前 的要求，又照顧今后的發(fā)展，既滿足交通運(yùn)輸本身的需要，也要兼顧其它方面的要求；在通 航河道上，應(yīng)滿足航運(yùn)的要求；靠近城市、村鎮(zhèn)、鐵路及水利設(shè)施的橋梁還應(yīng)結(jié)合有關(guān)方面 的要求，考慮綜合利用。建成的橋梁要保證使用年限，并便于檢查和維護(hù)。 二、經(jīng)濟(jì)上的要求 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性。一切設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)詳細(xì)周密的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，使橋梁的 總造價(jià)和材料等的消耗為最小，在使用期間養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用最省，并且經(jīng)久耐用；另外橋梁

2、設(shè) 計(jì)還應(yīng)滿足快速施工的要求，縮短工期不僅能降低施工費(fèi)用，面且盡早通車在運(yùn)輸上將帶來(lái) 很大的經(jīng)濟(jì)效益。 三、設(shè)計(jì)上的要求 橋梁設(shè)計(jì)必須積極采用新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料、新工藝?yán)碌脑O(shè)計(jì)思想，認(rèn)真研究國(guó)外 的先進(jìn)技術(shù)，充分利用國(guó)際最新科學(xué)技術(shù)成果，把國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與我們自己的獨(dú)創(chuàng)結(jié)合起 來(lái)，保證整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)及其各部分構(gòu)件在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中具有足夠的強(qiáng)度、 剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 四、施工上的要求 橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)便于制造和安裝，盡量采用先進(jìn)的工藝技術(shù)和施工機(jī)械，以利于加快施工速度， 保證工程質(zhì)量和施工安全。 五、美觀上的要求 在滿足上述要求的前提下，盡可能使橋梁具行優(yōu)美的建筑外型

3、，并與周圍的景物相協(xié) 調(diào)，在城市和游覽地區(qū)，應(yīng)吏多地考慮橋梁的建筑藝術(shù)，但不可把美觀片面地理解為豪華 的細(xì)部裝飾。 第二節(jié)計(jì)算荷載的確定 橋梁承受著整個(gè)結(jié)構(gòu)物的自重及所傳遞來(lái)的各種荷載，作用在橋梁上的計(jì)算荷載有各種不 同的特性，各種荷載出現(xiàn)的機(jī)率也不同，因此需將作用荷載進(jìn)行分類，并將實(shí)際可能同時(shí)出 現(xiàn)的荷載組合起來(lái)，確定設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算荷載。 一、作用分類與計(jì)算 為了便于設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用，將作用在橋梁及道路構(gòu)造物上的各種荷載，根據(jù)其性質(zhì)分為：永久 作用、可變作用和偶然作用三類。 （―）永久作用 1 指長(zhǎng)期作用著荷載和作用力，包括結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）、預(yù)加力、土重力及土 的側(cè)壓力、

4、混凝土收縮徐變作用、水的浮力和基礎(chǔ)變位而產(chǎn)生的影響力。 （-）可變作用 指經(jīng)常作用而作用位置可移動(dòng)和量值可變化的作用力。包括汽車荷載及其的引起的沖擊 力、離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動(dòng)力、風(fēng)荷載、流水壓力、溫度作用 和支座摩阻力。 （三）偶然作用 CW2= =2.7759 CW3= = 1.5778 15 （二）抗扭慣性矩?fù)Q算系數(shù)的計(jì)算（） 因?yàn)楦髌髁航孛嫦嗤?，? （三）主梁抗扭慣性矩的計(jì)算 對(duì)于翼板 查表得01/3 3 對(duì)于梁肋 3btbt=20/210=0.095查表得 C= 1/3 =20/230=0.087 IT= 1 /3x20x210+

5、1 /3x20x230= 1173333cm4 （四）計(jì)算抗扭修正系數(shù) 由N=6,可查表得 ，并取G=0.425（邊跨） a（中跨） 考慮到抗扭修正系數(shù)對(duì)橫向分布系數(shù)的影響，應(yīng)取三者較大值，即 二簡(jiǎn)支梁橫向分布系數(shù)的計(jì)算 （一）橫向分布影響線及橫向分布系數(shù) 由于B/LF.38〈0.5,并且橫隔板數(shù)大于5個(gè)，影響線的計(jì)算采用考慮主梁抗扭剛度的修正 剛性偏心壓力法。 （5.25x5.25+3.15x3.15+1.05x 1.05） =77.17 圖6-1剛性橫梁法計(jì)算橫向分布系數(shù)示意圖 計(jì)算公式為： 一號(hào)梁： 77.17=0.512 =-0.178 16=l/6-0.968

6、5x 二號(hào)梁： -0.04 三號(hào)梁： 按照車輛橫向排列的規(guī)定，一號(hào)梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-2： 圖6-2 （—號(hào)梁）車輛橫向位置示意圖（單位m） 三車道 mc= 兩車道 mc=l2l 為三車道折減系數(shù)=0.703 i 取較大值 二號(hào)梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6- 3 ： 17 圖6-3 （二號(hào)梁）車輛橫向位置示意圖（單位m） 三車道 mc= 兩車道m(xù)c= 121 取較大值 三梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-4： 圖6-4 （三號(hào)梁）車輛橫向位置示意圖（單位m） 三車道m(xù)c= 兩車道m(xù)c=121 取較大值 由以上計(jì)算可知邊

7、梁的橫向分布系數(shù)最大，在設(shè)計(jì)時(shí)按邊梁的橫向分布系數(shù)考慮。 （三）支點(diǎn)的荷載橫向分布影響線及橫向分布系數(shù) 18 參考文獻(xiàn)［7］第七章第二節(jié)，支點(diǎn)截面荷載橫向均布影響線采用杠桿原理法計(jì)算。按照車輛 橫向排列的規(guī)定，一號(hào)梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-5： 2圖6-5 （一號(hào)梁）車輛橫向位置示意圖（單位m） 二號(hào)梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-6： 圖6-6 （二號(hào)梁） mo=l 車輛橫向位置示意圖（單位m） 三號(hào)梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-7 19 圖6-7 （三號(hào)梁）車輛橫向位置示意圖（單位m） =0.7665跨中和支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)

8、計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6-4： 當(dāng) f< 1.5Hz 時(shí), 第三節(jié) 活載 沖擊系數(shù)H可按下式計(jì)算: 1.1=0.05 當(dāng)時(shí)，n=0.17671n仁0.0157 當(dāng) f> 1.5Hz 時(shí)，（.1=0.45 式中f?一…結(jié)構(gòu)基頻 連續(xù)梁橋的基頻可采用下列公式估算： （用于沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)好剪力效應(yīng)） 20（用于沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)） 對(duì)于本設(shè)計(jì)橋梁: （33m40m取兩者較大值） 二、活載內(nèi)力計(jì)算 （一）計(jì)算各截面最大彎矩和最小彎矩及剪力 《橋規(guī)》4.3規(guī)定：汽車荷載有車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷 載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載；

9、橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土 壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。車輛荷載和車道荷載不得疊加。 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)荷載是公路--I級(jí)，其車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5kN/m;集中荷 載標(biāo)準(zhǔn)值為Pk=320kN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)Pk應(yīng)乘以1.2, Pk=1.2x320=384kN 車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo) 準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中最大影響線峰值處。 1、第一支點(diǎn)截面 彎矩影響線為零。所以該截面沒(méi)有最大彎矩和最小彎矩。 2、第一跨四分之一截面 彎矩影響線如圖6-8： 圖6-8第一跨四分之一截面彎矩影響線 （1）最大彎矩

10、將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處， 得第一跨1/4截面的最大彎矩值。 計(jì)算公式：x （ ） 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力（彎矩或剪力）； Pi一車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 21 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： M1 /4max=（l +0.383） x0.703x2676.7=2602.4kN-m 對(duì)應(yīng)剪力為：Ql/4=-273.1 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第二跨3/8截 面處，得第一跨1/4截面最小彎矩值。 計(jì)算公式

11、： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： Ml/4min=( 1+0.383) x0.703x(-504.75)=-490.6 kN m 對(duì)應(yīng)剪力為：Q1 /4=-59.5kN 3、第一跨跨中截面 彎矩影響線如圖6-9： 圖6-9第-?跨跨中截面彎矩影響線 (1)最大彎矩x 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處， 得第一跨跨中截面的最大彎矩值。 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi——車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： 22

12、 M l/2max=(l +0.383) x0.703x2609.35 l=3141.8kN- m 對(duì)應(yīng)剪力為：Ql/2=-185.4 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第二跨3/8截 面處，得第一跨跨中截面的最小彎矩值。 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：-1009.5kN-m M1 /2min=(l +0.383) x().703x(-1009.5)=-981.2kN?m 對(duì)應(yīng)剪力為：Ql/2=-59.5kN 4、第一跨四分之三截面 彎矩影響線如圖6-10： 圖6-10第一跨四分之三截面彎矩影響線 (1)

13、最大彎矩 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處, 得第一跨3/4截面的最大彎矩值。x 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi——車輛荷載的軸重： yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： M3/4max=( 1 +0.383)x0.703x2003.84= 1947.7kN-m 對(duì)應(yīng)剪力為：Q3/4=-339.2 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第二跨3/8截 面處，得第一跨3/4截面的最小彎矩值。

14、 計(jì)算公式： 23 ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：-1514.25kNm M3/4min=(l +0.383)x0.703x(-1514.25)=-1471.9kNin 對(duì)應(yīng)剪力為：Q3/4=-60.1 kN 5、第二支點(diǎn)截面 彎矩影響線如圖6-11： 圖6-11第二支點(diǎn)截面彎矩影響線 (1)最大彎矩將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第三跨3/8 截面處，得第二支點(diǎn)截面的最大彎矩值。 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi——車輛荷載的軸重； yi—沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。

15、 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：Piyi=537.l6kN m M 支 2max=( 1+0.383) x0.7665x537.16=522.1 kN- m 對(duì)應(yīng)剪力為：Q支2=-60.7 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第二跨3/8 截面處，得第二支點(diǎn)截面最小彎矩值。 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：-2716.33kNm M 支 2min=( 1+0.383) x0.7665x(-2716.33)=-2640.3kN- m 對(duì)應(yīng)剪力為：Q支2=421.2 kN 24 由于篇幅有限，在此僅列出第一跨的計(jì)算過(guò)程

16、，其余第二、三跨計(jì)算同第一跨，而第四、 五跨與第一、二跨對(duì)稱，計(jì)算結(jié)果一樣。第二、三跨計(jì)算結(jié)果將在表6-5中列出。 (二)計(jì)算各截面剪力最大和剪力最小及相應(yīng)的彎矩(Pk=380kN) I、第一支點(diǎn)截面 剪力影響線如圖6-12： 圖6-12第一支點(diǎn)截面剪力影響線 (1)最大剪力x 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處， 得第一支點(diǎn)截面截而的最大剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 25 式中： Sp—所求截面的最大活載第一跨四分之一截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1跨的后3/4跨上和第3、5跨上，集中荷載標(biāo)

17、準(zhǔn) 值布置在該截面處，得第一跨1/4截面最大剪力值。x 計(jì)算公式: 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi一車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： 26 QI /4max=( 1 +0.383) x0.703x294.52=286.3kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：Ml /4=2361.8kNm (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第一跨的1/4跨上和第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 布置在該截面處，得第一跨1/4截面最小剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： Ql/4min=( 1

18、+0.383) x0.703x(-135.05)=- 113.1kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：Ml/4=1670.0kN?m 3、第一跨跨中截面 剪力影響線如圖6-14： 圖6-14第一跨跨中截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第I跨的后1/2跨上和第3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn) 值布置在該截面處，得第一跨跨中截面的最大剪力值。x 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi一車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： Ql/2max=(l +0.383) x0.707x

19、| 61.78= 157.3kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：Ml/2=2594.6kN-m (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第一跨的前1/2跨上和第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn) 值布置在該截面處，得第一跨跨中截面的最小剪力值。 27 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： Ql/2min=( 1+0.383) xO.7O3x (-259.5) =-252.2kN 對(duì)應(yīng)彎矩為: M1 /2=2038.6kN?m 4、第一跨四分之三截面 剪力影響線如圖6-15： 圖6-15第一跨四分之三截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1跨的后1/4

20、跨上和第3、5跨上，集中荷載 標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處，得第-?跨跨中截面的最大剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi一車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得： Q3/4max=( 1 +0.383) x0.707x65.57=63.7kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：M3/4= 1577.3kNm (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第一跨的前3/4跨上和第2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn) 值布置在該截面處，得第一跨跨中截面的最小剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算

21、得：Piyi=-393.06kN 28 Q3/4min=(l +0.383)x0.703x(-393.06)=-382.1 kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：M3/4=887.0kN?m 5、第二支點(diǎn)截面 剪力影響線如圖6-16： 圖6-16第二支點(diǎn)截面剪力影響線 偶然作用是指在特定條件下可能出現(xiàn)的較強(qiáng)大的作用，如地震作用或船只或漂浮物的撞擊 力和汽車的撞擊作用（施工荷載也屬于此類）。 二、作用效應(yīng)組合原則 公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極 限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （一）公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用

22、以下兩種作用效應(yīng)組合： 1、基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式 為： 2、偶然組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效 應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用，可根據(jù)觀測(cè) 資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠? （-）公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種 作用效應(yīng)組合： 1、作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用瀕遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合 表達(dá)式為： 2、作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合 表達(dá)式為：

23、第二章整體布置 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡(jiǎn)潔 美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競(jìng)爭(zhēng)力的主要橋型之一。本設(shè)計(jì)采用的是 先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法，該方法是先將簡(jiǎn)支梁安裝就位后，再通過(guò)張拉支座處上翼緣的負(fù) 彎矩鋼束，形成連續(xù)梁體系。先簡(jiǎn)支后連續(xù)的橋梁造價(jià)低、材料省、施工簡(jiǎn)便快捷。 為了使邊跨與中跨的梁高和配筋接近一致，連續(xù)梁橋各孔跨徑的劃分，通常按照邊跨與中 跨最大彎矩趨近相等來(lái)確定?？鐝讲贾靡?jiàn)圖示2-1： 圖2-1整體布置圖 計(jì)算簡(jiǎn)圖： (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第1、2、4跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截

24、面處, 得第二支點(diǎn)截面的最大剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 式中： Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； Pi一車輛荷載的軸重； yi——沿橋縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：一 Q 支 2niax=( 1+0.383) x0.7665x540.32=525.2kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：M支2=1624.4kN-m (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在第3、5跨上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值布置在該截面處，得 第二支點(diǎn)截面的最小剪力值。 計(jì)算公式： ( ) 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器算得：-62.45kN?m Q 支 2min=(l+0.383)x

25、0.7665x (-62.45) =-60.7kN 對(duì)應(yīng)彎矩為：M支2=522.1 kN-m 由于篇幅有限，在此僅列出第一跨的計(jì)算過(guò)程，其余第二、三跨計(jì)算同第一跨，而第 四、五、跨與第一、二、跨對(duì)稱，計(jì)算結(jié)果一樣。第二、三跨計(jì)算結(jié)果將在表6-6中列出。 29 第四節(jié)其它因素引起的內(nèi)力計(jì)算 一、溫度引起的內(nèi)力計(jì)算 由于連續(xù)梁只有一個(gè)橫向支座，所以整體溫度變化對(duì)梁的內(nèi)力沒(méi)有影響，考慮到橋面板由 于日照等因數(shù)產(chǎn)生不均勻溫變，根據(jù)以前已有的記錄，假設(shè)橋面板和梁底的不均勻溫差為 50C,從上至下呈線性分布，按以上假設(shè)由橋梁博士 Dr. Bridge程序可算出不均勻溫變引起內(nèi) 力。主要控制截

26、面由溫度變化引起的內(nèi)力值見(jiàn)表6-7。 二、支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算 由于各個(gè)支座處的豎向支反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是一種對(duì) 支座不均勻沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分，其具體 計(jì)算方法是：五跨跨連續(xù)梁的六個(gè)支座中取邊支座下沉1cm,其余支座不動(dòng)，按以上方法用 Dr. Bridge程序計(jì)算出支座位移引起的內(nèi)力。各主要控制截面由于支座位移引起的內(nèi)力值見(jiàn) 表 6-7。 30 第五節(jié)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（短期組合）31 32 根據(jù)表6-8和表6-9可以繪出承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的彎矩剪力包絡(luò)圖, 分別見(jiàn)圖6-15、圖6-1

27、6。 圖6-15承載能力極限狀態(tài)包絡(luò)圖 作用短期效應(yīng)組合下包絡(luò)圖 33 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合下包絡(luò)圖圖6-16正常使用極限狀態(tài)包絡(luò)圖 34 第七章預(yù)應(yīng)力鋼束的計(jì)算及布置 第一節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置 按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土 T梁 (1) 跨中正彎矩 首先，根據(jù)跨中截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加 力為(參考文獻(xiàn)[19]) Ms Ms為荷載短期效應(yīng)彎矩設(shè)計(jì)值，：估計(jì)鋼筋數(shù)量時(shí)，可近似采 用等截面幾何性質(zhì)。 m2,ycx= 1520mm, ycs=780mm,為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距 離，ep=ycx 由此得到 N

28、pe — ap假 設(shè) ap=200mm , 貝 ijep=1520—200= 1320mm 擬采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積Apl = 139mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa,張拉控制應(yīng)力取,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控 制應(yīng)力的20%估算。 所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為： ,取32根。 采用4束預(yù)應(yīng)力鋼筋束，HVM15-8型錨具，供給的預(yù)應(yīng)力筋截面面積，采用金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑為55mm。預(yù)應(yīng)力鋼筋束 的布置如圖7-135 跨中截面（cm）支點(diǎn)截面（cm）圖7-1預(yù)應(yīng)力筋束布置圖 預(yù)應(yīng)力筋束的曲線要求及有關(guān)計(jì)算參數(shù)列于表7-1、7-2 40m36 注：表中曲線方

29、程以截面底邊為x坐標(biāo)，以過(guò)彎起點(diǎn)垂線為y坐標(biāo) 各算截面預(yù)應(yīng)力筋束的位置和傾角表7-2 2支點(diǎn)負(fù)彎矩 根據(jù)支點(diǎn)截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)吊“為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加力為（參考文獻(xiàn)［19］） Ms cp 0.85（ Ms為荷載短期效應(yīng)彎矩設(shè)計(jì)值，；估計(jì)鋼筋數(shù)量時(shí)，可近似 采用等截面幾何性質(zhì)。 —ycs=780mm,為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離, ep=ycx—ap.；假設(shè) ap=2(X)mm,貝lj ep=78 —200=560mm 由此得到Npe 1580擬采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積Apl = l39mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fpk=1860MPa,

30、張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。 所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為： 38 ,取21根。 采用3束預(yù)應(yīng)力鋼筋束，HVM15-8型錨具，供給的預(yù)應(yīng)力筋截面面積，采用金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑為55mmo預(yù)應(yīng)力鋼筋束 的布置如圖 7-2 支點(diǎn)截面 圖7-2支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束布置 預(yù)應(yīng)力筋束的曲線要求及有關(guān)計(jì)算參數(shù)列于表7-3 表 7-3-2 y坐標(biāo) 39 第二節(jié)截面幾何性質(zhì)計(jì)算 截面幾何性質(zhì)的計(jì)算需根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。本設(shè)計(jì)應(yīng)分為兩個(gè)階段，如下： 1、主梁混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力筋束的張拉（階段1） 2、成橋后二期荷載及活載作用（階段2）各階段截

31、面幾何性質(zhì)的計(jì)算結(jié)果列于卜.表 全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件各階段截面幾何性質(zhì)表7-4 第三節(jié)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 (-)跨中截面正截面承載力計(jì)算跨中截面尺寸及配筋情況見(jiàn)圖7-1： b=180,上翼緣板厚度為150mm,若考慮承托影響，其平均厚度為 h'仁150+ 2 =167.6mm 上翼緣寬度取下列數(shù)值中的較小者：(1) (2) (3)167.6=2711.2綜合上述計(jì)算結(jié)果，取b'仁2100mm° 按公式判斷截面類型。帶入數(shù)據(jù)得： 因?yàn)椤鰸M足上式要求，屬于第一類T型。應(yīng)按寬度為b，f的矩形截面計(jì) 算其承載力。 由ZX=0的條件，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度：x=fpd/\p/fcd

32、b,fh,f=100 =0.4x (2300-167.6) =856 mm將x= 145mm代入下式計(jì)算截面承載能力 41(2153.3-145/2) 計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面的抗彎承載力滿足要求。 (二) 支點(diǎn)截面正截面承載力計(jì)算 跨中截面尺寸及配筋情況見(jiàn)圖7-2： m b=180,上翼緣板厚度為150mm,若考慮承托影響，其平均厚度為 h=15()+' 上翼緣寬度取下列數(shù)值中的較小者： (1) b， (2) b， (3) 綜合上述計(jì)算結(jié)果，取b， f=2100mmo 由zx=o的條件，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度： x=fpdAp/fcdb, fli， =0.4x

33、 (2300-167.6) =856 mm 將x=428.3mm代入下式計(jì)算截面承載能力(2013.3-499.7/2) 計(jì)算結(jié)果表明，支點(diǎn)截面的抗彎承載力滿足要求。 在受拉區(qū)應(yīng)增加的構(gòu)造鋼筋，以提高結(jié)構(gòu)的延性 (三) 斜截面抗剪承載力計(jì)算 選取距支點(diǎn)h/2和變截面處進(jìn)行斜截面抗剪承載力復(fù)核。箍筋采用HRB335鋼筋，直徑為 8 mm,雙肢箍，間距sV=200 mm；距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍距A支點(diǎn)h/2截面斜截面抗剪 承載力值計(jì)算(A為邊跨邊支點(diǎn)) 42 首先，進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核： fcu,kbh0 按V Vcs為混凝土、箍筋共同的抗剪承載力 式中：——異號(hào)變

34、矩影響系數(shù)，對(duì)簡(jiǎn)支梁，——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，——受壓翼緣影響系數(shù)，——按內(nèi)插取b=400 mm p——斜截面縱向受拉鋼筋配筋百分率， bh() bhO ，當(dāng) p>2.5 時(shí)，取 ——箍筋配筋率, AsvbsV 43N>Vd=871.4 kN所以，只需混凝土和箍筋就可以承擔(dān)這部分剪力，而Vpb為預(yù)應(yīng)力彎起 鋼筋的抗剪承栽力，Vpb>O.故，> 說(shuō)明截面抗剪承載力是足夠的，并具有較大的富余 2、第三跨1/4截面處斜截面抗剪承載力計(jì)算 首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核： 其中，Vd=927.1kN, h0=2140.3 mmb=18()mm 397.5kN<<12

35、42.6kN計(jì)算結(jié)果表明，截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算: 式中 式中：一在變截面處預(yù)應(yīng)力鋼筋的切線與水平線的夾角，其數(shù)值由表5查得 44> 說(shuō)明截面抗剪承載力滿足要求。 第四節(jié)預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 1、摩阻損失 （參考文獻(xiàn)[2] [19]） 式中： 一張拉控制應(yīng)力，摩擦系數(shù)，取 ； -局部偏差影響系數(shù)，取 摩擦損失計(jì)算表 °各截面摩阻損失的計(jì)算見(jiàn)表7-5 表7-5 45 （參考文獻(xiàn)[2] [19]） lf= 2、錨具變形損失 反摩擦影響長(zhǎng)度If EP 1 式中：——張拉端錨下控制張拉應(yīng)力； ——錨具變形值，OVM夾片錨有頂壓

36、時(shí)取4 mm； —扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力；1—張拉端到錨固端之間的距離，取 1=20000 mmo 當(dāng) 時(shí)，離張拉端x處由錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的，考慮反摩擦后的預(yù) 拉力損失為： 當(dāng)1匹x時(shí)，表示該截面不受反摩擦的影響錨具變形損失的計(jì)算見(jiàn)表7-6、表7-7 反摩擦影響長(zhǎng)度計(jì)算表表7-6 46錨具變形損失計(jì)算表 錨具變形損失計(jì)算表 表7-7 圖2-2計(jì)算簡(jiǎn)圖 第三章設(shè)計(jì)資料及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 第一節(jié)基本資料 一、基本材料及特性 基本材料及特性見(jiàn)表3-1： 二、錨具及支座 采用 GVM15-5, GVM15-7 , GVM15-8, GBM15

37、-15 錨具； 采用 GYZ375x77, GYZF250X64 支座。 三、施工工藝 按后張法制作主梁，預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絲?的孔道，由預(yù)埋0=50 mm波紋管形成。 四、設(shè)計(jì)依據(jù) 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004),以下簡(jiǎn)稱《橋規(guī)》；《公路鋼筋混凝土及 預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62—2004),以下簡(jiǎn)稱《公預(yù)規(guī)》； 《公路橋涵地基與基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ024-85), 一下簡(jiǎn)稱《公基規(guī)》。 第二節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸 4 一、主梁間距及主梁片數(shù) 主梁間距一般在1.8?2.3m,本設(shè)計(jì)選用210cm,其橫截面布置形式見(jiàn)圖3-1 ： 圖3-1橫截面布置(單位cm)

38、二、主梁尺寸擬定 (一)梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高跨比通常為1/15-1/25,肋式截面梁常用高度一般取160? 250 cm,考慮主梁的建筑高度和預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量。本設(shè)計(jì)主梁高度取用230cm. 3、分批張拉損失(參考文獻(xiàn)[2] [19]) 式中：—在計(jì)算截面一批鋼筋截面重心處，由張拉全部鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力 ——預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土彈性模量之比， Ep 4 預(yù)應(yīng)力筋束的張拉順序?yàn)橛行埨ep為張拉控制力減去了摩擦損失和錨具變形損失后的張拉力。按平均預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算每根筋的應(yīng)力損失： NpOAnI NpO——全部鋼筋的預(yù)應(yīng)力扣除相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失An、In 構(gòu)件

39、凈截面面積和慣性矩，An=0.8284x106mm2, epn 張拉鋼筋截面重心至凈截面重心的距離，epn=136() mm Pc 各鋼束平均應(yīng)力松弛 （參考文獻(xiàn)⑵[19]） 4、鋼筋應(yīng)力松弛損失 48 式中：——超張拉系數(shù)， ——鋼筋松弛系數(shù)，采用低松弛鋼絞線，取 —一力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力， 鋼筋應(yīng)力松弛損失計(jì)算表表7-8 鋼筋應(yīng)力松弛損失的計(jì)算見(jiàn)表7-8 第五節(jié)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 1、全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算 （1）正截面抗裂性驗(yàn)算 （參考文獻(xiàn)[2] [19]） 跨中正截面抗裂性驗(yàn)算以跨中截面受拉邊的正應(yīng)力控制，在荷載短期效應(yīng)組合作用下應(yīng)滿 足： 為在荷載

40、短期荷載效應(yīng)作用需按截面受拉邊的應(yīng)力： MGIpk Inlx,ynlx,l（）,y（）x分別為階段I,階段2的截面慣性矩和截面重心至受拉邊緣的距離， 可由表6查得： 49 彎矩設(shè)計(jì)值可查得: 將上述數(shù)值代入公式后得: 為截面下邊緣的有效預(yù)壓力： Np-153.43-74.77)x4448 =5189.9得支點(diǎn)正截面抗裂性驗(yàn)算 Inlynix383將上述數(shù)值代入公式后得: 383將上述數(shù)值代入公式后得: -153.43-74.77)x2919 MG1PK=O 為截面卜邊緣的有效預(yù)壓力: 50 NpAn Npepnln ynx=3409.5kN 6 9

41、 =7.632MPa<0 計(jì)算結(jié)果表明，正截面抗裂性滿足要求。 (2) 斜截面抗裂性驗(yàn)算(參考文獻(xiàn)[2] [19]) 斜截面抗裂性驗(yàn)算以主拉應(yīng)力為控制，一般取變截面點(diǎn)分別計(jì)算截面上梗肋、形心軸和下 梗肋處在荷載短期效應(yīng)組合作用下的主:拉應(yīng)力，應(yīng)滿足 <0.6ftk的要求。 0.7MVGIPKInlb MGIPKInly° 10b Inlh SnlVQlK=422.4kN變截面點(diǎn)處的主要截面幾何性質(zhì)由表6查得: 活載mm yn I s=907.35 mm 51 = 148.85kN y0s=847.5 mm 計(jì)算截面幾何性質(zhì)VG2K=-108kN y()x= 145

42、2.5 nun表7-9 上梗肋處形心位置圖7-3橫斷面計(jì)算點(diǎn)（cm） Al為陰影部分的面積 S1為陰影部分的面枳對(duì)截面形心軸的面枳距 52下梗肋處 yxl為陰影部分形心到截面形心的距離 d為計(jì)算點(diǎn)到形心軸的距離 變截面有效應(yīng)力-137.6-73.41 = 1148MPa 6.3kN預(yù)應(yīng)力筋束彎起角度分別為: 將上述數(shù)值代入，分別計(jì)算上梗肋，形心軸和下梗肋處的主拉應(yīng)力。a）上梗肋處-5.58=1.05MPa = 1.05+1.794+1.126=0.409+0.304-0.8=-0.08

43、7MPa b）形心軸處=6.63+0.533 =7.163MPa =6.993MPa53 =0.482+0.357-0.938=?0.099MPa 6.99326.9932 C）下梗肋處 =6.63+10.27= 16.9MPa =11.59MPa =-0.028MPa 11.592 11.592 計(jì)算結(jié)果匯總于表7-10 表 7-10 變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表 54 計(jì)算表明，上梗肋處主拉應(yīng)力最大，其數(shù)值力滿足要求 第六節(jié)持久

44、狀況應(yīng)力計(jì)算（參考文獻(xiàn)[2] [19]） 按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng) 力，受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分布系數(shù)，汽車荷 載應(yīng)考慮沖擊系數(shù) （1）跨中截面混凝土法向正應(yīng)力驗(yàn)算 NpANIWOs -153.43-74.77=1166.8MPa 44481()(X)=5189.9 kN 由表6查的： 0.5ftk=0.5x26.8=13.4MPa （2）跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算 是按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（不包括自重MG1PK）計(jì)算的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處混凝土的法向 應(yīng)力WOp 22.76MPa0.65

45、fpk=0.65x 1860= 1209MPa 兩者相差1.5%,說(shuō)明基本上滿足要求 （3）斜截面主應(yīng)力計(jì)算一般取變截面點(diǎn)分別計(jì)算截面上梗肋、形心軸和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的 55 主壓應(yīng)力，應(yīng)滿足的要求。 a）上梗肋處 1385.8 = 1.05+1.794+2.051 =4.985MPa 4.985 2 4.985 b）形心軸 56 -0.0005MPa c）下梗肋處 pc =16.9MPa 1385. =16.9-3.30-3.657=9.943MPa =0.227+0.565-0.445=0.347MPa

46、 -0.012MPa 計(jì)算結(jié)果匯總于表7-11 表 7-11 變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主拉應(yīng)力匯總表 最大主壓應(yīng)力一一 計(jì)算結(jié)果表明，使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋力及斜截面主壓應(yīng)力滿足規(guī) 范要求 57 a）短暫狀況應(yīng)力計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算構(gòu)件在制造、運(yùn)輸及安裝等施工階段，由預(yù) 加力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失）、構(gòu)件自重及其它施工.荷載引起的截面應(yīng)力。以跨中截面上、 下緣混凝土正應(yīng)力控制 （1）上緣混凝土應(yīng)力 770 NP>0（2）下緣混凝土應(yīng)力 336.5） = 15.507MPa <0.75x28.6=21.45MPa 計(jì)算結(jié)

47、果表明，在預(yù)施應(yīng)力階段，梁的上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，下緣混凝土的壓應(yīng)力滿足規(guī)范 要求。 58 第八章下部結(jié)構(gòu) 第一節(jié)蓋梁的設(shè)計(jì)與計(jì)算參照文獻(xiàn)［15JP22,蓋梁采用C30混凝土，主筋采用二級(jí)鋼筋，箍筋采用一級(jí)鋼筋。 一、荷載計(jì)算 參照文獻(xiàn)［16］第II部分第一章：（一）上部構(gòu)造恒載計(jì)算 上部構(gòu)造恒載計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8-1： 注：括號(hào)里數(shù)值是由于T梁變截面在截面支座中心出的恒載集度 （二）蓋梁自重及蓋梁白重及蓋梁白重及產(chǎn)生的彎矩、剪力 59 蓋梁自重為：g=g5=308.4kN （三）活載計(jì)算 1、活載橫向分布系數(shù)計(jì)算 根據(jù)蓋梁的性質(zhì)，荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠桿法，非對(duì)稱布置時(shí)用偏心壓力

48、法。對(duì)稱布置時(shí): （二）梁肋及馬蹄尺寸 根據(jù)抗剪強(qiáng)度的需要和施工振搗的需要，一般梁肋厚度取15?25 cm,本設(shè)計(jì)暫定18 cm。 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T形梁的梁肋下部通常要加寬做成馬蹄形，以便鋼絲的布置和滿足很大預(yù)壓力 的需要。 （三）截面沿跨長(zhǎng)度變化 本設(shè)計(jì)梁高采用等高度形式，橫截面頂板厚度沿跨長(zhǎng)不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的 作用而引起較大的局部應(yīng)力，也應(yīng)布置錨具的需要，在靠近支點(diǎn)處腹板要加厚至馬蹄同寬， 加寬范圍達(dá)到梁高一倍左右，本設(shè)計(jì)取2（）0 cm。見(jiàn)圖3-2示： 支點(diǎn)截面跨中截面 5 三、橫隔梁（板）間距 為了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度，除設(shè)置短橫隔梁外，還應(yīng)設(shè)置中橫隔梁

49、，間距5?10m , 本設(shè)計(jì)取邊梁取6片中橫隔梁，間距為7x4.543m；中跨取7片中橫隔梁，間距為8x4.85m. 四、截面效率指標(biāo) 跨中截面兒何特性可以由CAD中面域性質(zhì)可得： A=8284 cm 2質(zhì)心位置（距下邊緣）152 cm 1=52604657 cm4 X 由此可計(jì)算出截面的效率指標(biāo)p （希望p在。.4-0.55之間）為： H 式中：ks——上核心距離， KX——下核心距離， 得： KX= 表明初擬的主梁跨中截面合理。 第三節(jié)橋面鋪裝及防水排水系統(tǒng) 一、橋面鋪裝 根據(jù)文獻(xiàn)[7]P38,橋面鋪裝要求有抗車轍、行車舒服、抗滑、不透水、剛度好等性能。本設(shè)

50、單車列 雙車列 三車列 非對(duì)稱布置時(shí)： 單車列 雙車列 60 三車列 2、活載反力最大值計(jì)算 按順橋向活載移動(dòng)情況，求支座活載反力的最大值。布載R度為: L=39.5+0.25=39.75 (m) 計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖8-2： 圖8-2活載反力最大值計(jì)算簡(jiǎn)圖 汽車荷載采用公路一I級(jí)。 車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=10.5kN/m 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得支 車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 座反力 雙孔 B=805 kN單孔 B=542.5 3、各梁的支反力的計(jì)算 61 （四）內(nèi)力組合 62 （五）雙柱反力計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖8-3： 圖8-3雙柱反力計(jì)算圖

51、計(jì)算模型如上圖，則柱的反力： G =1/7.9 （）恒載+對(duì)稱活載G=6712.26 kN 恒載+非對(duì)稱活載G=5567.098 kN 二、 Q 右=-Rl 2、截面2?2 Q左=-R1。右=。求1 63 3、截面3.3 Q 左=G-RQfi= G-R1-R2 4> 截面 4-4 Q 左 =G-R1-R2Q 右=G-R1-R2-R35、截面5-5 Q左二Q右=G-R1-R2-R3 II級(jí)鋼筋：fsd=280MPa由《公預(yù)規(guī)》可得： 計(jì)算出各個(gè)截面的配筋量，再根據(jù)《公預(yù)規(guī)》對(duì)配筋的構(gòu)造要求進(jìn)行調(diào)整，其結(jié)果 見(jiàn)表8-5： 表8-5鋼筋用量表 注：鋼筋為二級(jí)，直徑為28mm

52、 （二）剪力作用時(shí)配筋 截面抗剪強(qiáng)度承載上下限復(fù)核：（參考文獻(xiàn)[2] [19]） fcu,kbhO 0.5x 103x 1.25xl.39x 1500*1450=2718.7kN 由《公預(yù)規(guī)》公式： 式中： al——異號(hào)彎短影響系數(shù)，計(jì)算簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁近邊支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)，取1.0： a2——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，取1.0； a3——受壓翼緣的影響系數(shù), 取 1.1： P——斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率，P=100p,當(dāng)P≷2.5時(shí)，取P=2.5； P=0.07389/（1.5x 1.45）x 100=0.34 fcu,k——混凝土強(qiáng)度等級(jí)；

53、 psv——斜截面內(nèi)箍筋配筋率；fsv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 可以計(jì)算得由混凝土和箍筋共同作用時(shí)可抵抗的剪力： 6510 6 此值與最大剪力5258kN相差不大，故只需在剪力較大的支座附近適當(dāng)加密箍筋，其他部 位按構(gòu)造配筋即可。 另外還需按構(gòu)造要求配縱向架立筋，詳細(xì)配筋見(jiàn)配筋圖。 箍筋用中8,自支座起向里1.80米的范圍墩柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 參照文獻(xiàn)[I6]P89,墩柱的直徑為140cm,采用25號(hào)混凝土，縱筋使用II級(jí)鋼筋，箍筋使 用I級(jí)。 一、荷載計(jì)算 （一）恒載計(jì)算 上部構(gòu)造恒載：一孔重7764kN 蓋梁自重（半根）：308.4kN 墩柱自重：3.1415x0.7x

54、0.7x7x24=258.61 kN 作用在墩柱底面的恒載垂直力為：0.5x7764 + 308.4 +258.61=4449.01 kN （-）活載計(jì)算 1、汽車荷載。 由于雙孔荷載作用下產(chǎn)生的支座反力比單孔荷載作用下產(chǎn)生的大，故只考慮雙孔荷載 雙孔荷載，三列車布置時(shí)：80=805x3x0.78=1883.7 kN 雙孔荷載,雙列車布置時(shí)：B0 =805x2=1610 kN 雙孔荷載單列車布置時(shí)：B0 =805 2、雙柱反力橫向分布系數(shù)計(jì)算。 計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 8-4 圖8-4雙柱反力橫向計(jì)算圖 i] l= (130+395) /790F.665 形=1-0.665=0.

55、335 66 ql= (285+395) /790=0. 861)]2 = 1-0.861=0.139 i]l= （440+395） /790= 1.057 q2= 1 -1.057=-0.057 3、活載組合垂直反力的計(jì)算 （1）活載組合垂直的反力 活載組合垂直反力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8-6： 表8-6活載組合 (2)水平荷載計(jì)算 根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定： 1) 汽車制動(dòng)力 三車道：T= (10.5x39.5+320) x0.1x3x0.78=171.9kN> 165 kN取T=179.l 兩車道：T=( 10.5x39.5+320)x0.1 x2= 146.95< 1

56、65 kN取 T=165 kN 單車道：T=( 10.5x39.5+320)x0. l=73.47≪ 165. kN取 T=165 kN 2) 制動(dòng)力對(duì)墩身的底截面產(chǎn)生的彎矩 三車道：M=(1.5+7.0)x 179.1/2= 197.01 kN 兩車道：M=( 1.5+0.7)x 165/2=701.25 kN 單車道：M=701.25 kN 3) 不考慮溫度及風(fēng)的作用 (三) 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算 1. 作用于墩柱頂?shù)耐饬? 最大垂直力：N=4190.4+1386.21 =5576.61 kN 最大水平力：H=l71.9/2=85.95kN 最大彎矩：M=128

57、.925kNm 最小垂直力：N=4190.4+631 .()=4820.4kN 2. 作用于墩柱底外力 Nmax=4449.01 +1386.21 =5835.22kN Nmin=4449.01 +631.0=5080 kN Mmax=730.575kNm 3 .墩柱的配筋 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》： 柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,取ag=0.06m,fcd=l 1.5MPa, fsd=280Mpa，取 18 根直徑為 22mm 的二級(jí)鋼筋，As=66.36cm2滿足最小配筋率 rs=r-ag= 1.4/2-0.06=0.64 初始偏心距 eO=M/N=73O.575/5O8O=O. 1

58、438 根據(jù)約束條件及結(jié)構(gòu)形式，墩柱可簡(jiǎn)化為懸臂柱。 68 2 A= 10/i=l4.0/0.35=40>17.15,故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)* 1 2 10h 141.4,取 1.0 r|= 1.326O 根據(jù)〈〈公預(yù)規(guī)〉〉規(guī)定：計(jì)算偏心受壓柱的公式: e0=設(shè)g =0.88，代入上式可得 'sd 假定 &=0.93,查《公預(yù)規(guī)》附表 c.0.2 得：A=2.5065.B=0.4433,C=2.4432,D=0.8055, e0= =0.189 m于初始偏心距比較接近 則 =(1115x280)x700x700 ，sd 15x0.88x280)x7003

59、橋墩承載力滿足規(guī)范要求 箍筋按構(gòu)造配筋，采用直徑8mm的一級(jí)鋼筋，間距為200mm。 第三節(jié)鉆孔濯注樁計(jì)算 參照文獻(xiàn)［14］第六章，再綜合考慮本設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件、施工能力及經(jīng)濟(jì)等因素，最后 69 采用鉆孔灌注樁。為了便于力的傳遞，可使樁的直徑略大于橋墩的直徑，故取標(biāo)準(zhǔn)直徑為 1.5m。 根據(jù)所提供的地質(zhì)資料，經(jīng)分析采用摩擦樁，微風(fēng)化巖層為持力層。 一、荷載計(jì)算 由前面的計(jì)算知： N=5835.22kN M=730.575kNm Q=17I.9kN 為提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體剛度，在兩樁之間設(shè)橫系梁，取寬b=1.0m,高h(yuǎn)=0.6m。此梁的配 筋率約為0.001。 灌注樁每延米自

60、重 作用于樁頂?shù)耐饬Γ? N=0.5x 1.0x0.6x7.9x25+5835.22=5897.47kN H=85.95kN M=730.575kNm 二、樁長(zhǎng)計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn)［3］,該地基由兩層土組成，由單樁容許承載力的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)初步反算樁長(zhǎng)。根據(jù) 地層情況，地下8.0m處可作為持力層，按摩擦樁計(jì)算(10-1) 其中： P——單樁軸向受壓容許承載力(kN)； U——樁的周長(zhǎng)(m),按成孔直徑計(jì)算； 1——樁在局部沖刷線以卜的有效長(zhǎng)度(m)； TP—樁壁土的平均極限摩阻力(kPa) oR——樁尖土的極限承載力(kPa),； 設(shè)Nh為單樁受到的全部豎向力，入土以下的樁按一半

61、計(jì)算： Nh=5897.47+0.5xqh=5897.47+13.25h 選取系數(shù)，由〈〈公預(yù)規(guī)）〉表432-3查得： 清底系數(shù)為mo=0.8 又查得修正系數(shù)1=0.65 由參考文獻(xiàn)［3］表2.14查得：K2=1.0 （隨深度的修正系數(shù)） 3由參考文獻(xiàn)［3］附表2查得:樁尖土的容重r2= （22.5-10） kN/m 樁尖土的容許承載力■地基土由兩層組成，查參考文獻(xiàn)［3］表43.2-1得： 70(300x4+40x8) 一]=2561 + 13h(10-2)將(10-2)代入(10-1)得: [P]=0.5x[5.024xhx 126.67+1.766x (2561 + 13

62、h)] 又由樁所受外力為：N=5897.47+13.25h 令[P]=N 解得：h= 11.36 取 h=12m 三、樁的 bmblEI； 對(duì)圓形：b=d； 由〈〈公預(yù)規(guī)〉〉表6.1得 .9 （三）樁的變形系數(shù)計(jì)算公式為：式中: 受彎構(gòu)件：EI=0.67EhI 第一層厚 4.0m： ml=5xl04kN/m4o 第二層厚 8.0m： m2=0.8x 104 kN/m 2hm ,m=3.4xl04kN/m4, 故-1 59m? 樁的換算深度為ah=0.459xl2=5.508>2.5。故按彈性樁計(jì)算。 （四）地面以下深度z處樁身截面上的彎矩與水平壓應(yīng)力的計(jì)算1、

63、樁身彎矩Mz P（）=5835.2 kN H（）=85.95kN MO =730.58kNm 獻(xiàn)［14］P58查取，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表8-7： HO ,式AmBm可根據(jù)ah=4.O(因ah>4.0)和az參照文 2、樁身剪力計(jì)算 計(jì)算公式為： Qz=H0Aq+aM0Bq 式中的系數(shù)可由參照文獻(xiàn)[14]P58表格查得，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8-8： 72 柱身內(nèi)力圖見(jiàn)圖8-5： M (kN.in) 900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 02 468 10 z (m) 柱身彎矩

64、圖 73 柱身剪力圖 圖 8-5 柱身 Bx= 1.621 (6mm 滿足要求。 轉(zhuǎn)角計(jì)算公式為： 查參考文獻(xiàn)【14］表3-4、3?5得: A(D= 1.621B

65、2kN （按墩頂部軸力近似計(jì)算）樁身混凝土強(qiáng)度 等級(jí)為 C25,ag=0.06m,fcd=11.5MPa,采用 18 根 016As=36.198cm2 滿足構(gòu)造要求 10/d= 12/1.5=8>4.4 （應(yīng)考慮縱向彎曲的影響） 需考慮偏心距增大系數(shù)n 75 1.44 計(jì)行車道鋪裝采用60mm厚素混凝土鋪裝，之上是90mm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。 二、橋面縱橫坡 根據(jù)文獻(xiàn)［7JP39,橋面設(shè)置縱橫坡，以利雨水迅速排除，防止或減少雨水對(duì)鋪裝層的滲透， 從而保護(hù)了行車道板，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。 本設(shè)計(jì)橋面的縱坡，做成雙向縱坡，坡度為3%。 橋面的橫坡取1.5%,該坡由30

66、#素混凝十?調(diào)平層控制。 三、防水層 根據(jù)文獻(xiàn)［7］P41,橋面的防水層，設(shè)置在行車道鋪裝層的下邊，它將透過(guò)鋪裝層的雨水匯集 到排水設(shè)備排出。本設(shè)計(jì)防水層做法為灑布薄層瀝青或改性瀝青，其上撒布一層砂， 6 經(jīng)碾壓形成瀝青涂膠下封層。 四、橋面排水系統(tǒng) 根據(jù)文獻(xiàn)［7］P42,為了迅速排除橋面積水，防止雨水積滯于橋面并滲入梁體影響橋梁的耐久 性，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)完整的排水系統(tǒng)。橋面每個(gè)15m設(shè)置一個(gè)泄水管，且將泄水管直接引 向地面。 第四節(jié)橋梁伸縮縫 根據(jù)文獻(xiàn)［7］P43,橋梁載氣溫變化時(shí)，橋面有膨脹或收縮的縱向變形，車輛荷載也將引起梁 端的轉(zhuǎn)動(dòng)和縱向位移。為使車輛平穩(wěn)通過(guò)橋面并滿足橋面變形，在橋面伸縮縫處設(shè)置一定的 伸縮裝置。本設(shè)計(jì)采用GP型無(wú)縫式伸縮裝置，在路面鋪裝完成之后再用切割機(jī)器切割路面, 并在起槽內(nèi)注入嵌縫材料而成。 7 第四章橋面板的計(jì)算 第一節(jié) 橋面板恒載橋面板計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位m） 恒載集度g： 瀝青混凝土路面：gl =0.09x24x 1.0=2.16kN/m 混凝土墊層：g2=0.06x24x 1.0= l.44kN/m 翼板自重：g3=0.1