25m跨預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋設(shè)計

1、第一章 橋梁設(shè)計總說明1.1 設(shè)計標準及設(shè)計規(guī)1、設(shè)計標準(1) 設(shè)計汽車荷載公路一u級(2) 橋面設(shè)計寬度凈 14 + 2 >0.5 =15m。2、設(shè)計采用規(guī)(1) 交通部頒公路工程技術(shù)標準 (JTG B01 一 2003) ；(2) 交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)(JTG D602004);(3) 交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī) (JTGD62- 2004);(4) 交通部頒公路橋涵施工技術(shù)規(guī) (JTJ 041 一2000)。1.2 技術(shù)指標1、 15m橋?qū)挷捎昧?，預(yù)制梁高1.7m,標準橋?qū)捔洪g距均為2.5m,橫橋 向梁間現(xiàn)澆濕接縫寬度均為 0.7m。2、預(yù)制梁長：

2、24.96m。3、橋面橫坡： 2。1.3 主要材料1、 橋梁預(yù)制、現(xiàn)澆濕接縫和橋面鋪裝混凝土均采用C55,封錨混凝土也采用C55橋面鋪裝及下部結(jié)構(gòu)采用 C3O2、預(yù)應(yīng)力采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)(JTGD62-2004) s中的15.24 (截面面積為1.4cm2)鋼絞線，每束7根,全梁配4束，fpk = 1860MPa(錨下拉控制應(yīng)力為0.75 fpk = 1395Mpa)。最大松弛率為2.5 %;預(yù)應(yīng)力束管道 采用徑70mm外徑77mm勺預(yù)埋波紋管和夾片錨具。3、普通鋼筋：直徑大于和等于12mm勺采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的 均用R235鋼筋。4、水泥：符合國家

3、有關(guān)最新標準的硅酸鹽水泥,普通水泥幾礦渣水泥。5、橋面鋪裝：采用8cm厚防水混凝土和8cm厚瀝青混凝土。1.4 設(shè)計要點1. 本設(shè)計梁按部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A類構(gòu)件設(shè)計，橋面鋪裝層考慮參加受力； 每側(cè)防撞欄重力的作用力分別為 5kN/m。2. 橋梁縱坡處理： 梁端在預(yù)制時設(shè)置調(diào)平鋼板， 以保證支座支承面順橋向水 平。結(jié)構(gòu)連續(xù)位置下設(shè)兜底鋼板，以保證永久支座支承面水平。3. 橋梁橫坡處理： 預(yù)制 T 形梁腹板均保持豎直， 使支座支承面水平。 橫坡通 過梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調(diào)整。4. 橫隔板設(shè)置： 為了增強主梁之間的橫向連接剛度， 除設(shè)置端橫隔梁外， 還 設(shè)置4片中橫隔梁，間距為5>4.8

4、m,共計6片。端橫隔梁與主梁同高，厚度為 25cm中橫隔梁高度為145cm厚度為16cm采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土接頭連接。5. 永久支座采用盆式橡膠支座。1.5 施工步驟梁片預(yù)制 - 架梁 - 現(xiàn)澆濕接縫及橫隔板連接鋼筋 - 澆筑墩頂現(xiàn)澆段 連續(xù)結(jié)構(gòu) - 澆筑墩頂及墩頂附近橋面板混凝土 - 待混凝土強度達到設(shè)計強度 的 90后，拉結(jié)構(gòu)連續(xù)鋼束 - 澆筑剩余的橋面板混凝土 - 橋面附屬設(shè)施施 工 - 成橋。1.6 施工要點及注意事項本設(shè)計有關(guān)施工工藝及質(zhì)量檢查標準按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)(JTJ0412000)有關(guān)規(guī)定辦理，另外尚需注意以下幾點：1. 施工前應(yīng)對錨下摩阻、 預(yù)應(yīng)力管道摩阻等作相關(guān)實驗， 保

5、證施工中相關(guān)參 數(shù)取值的準確。2. 預(yù)制梁體混凝土必須達到設(shè)計強度的 90時才能施加預(yù)應(yīng)力 ( 檢驗混凝 土強度時注意試件的取樣及養(yǎng)護條件需與主梁梁體混凝土相符合 ) ，并且齡期不 小于 4 天3. 預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)按圖紙的順序進行拉。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉采用拉力和伸長值 雙控，具體方法按公路橋涵施工技術(shù)規(guī) (JTJ 041 2000) 執(zhí)行。4. 拉過程中應(yīng)隨時注意梁體上拱度的變化， 拉時梁的彈性上拱值與計算值偏 差按±15控制，拉完畢后應(yīng)及時壓漿、封錨。為了減少預(yù)制梁上拱量，預(yù)制梁 應(yīng)及時架設(shè)，存梁期不應(yīng)太長。宜按 12個月控制。存梁期應(yīng)注意觀測梁片上 拱的發(fā)展，若超出計算值的 30，

6、應(yīng)采取措施。預(yù)制時應(yīng)設(shè)置向下的二次拋物 線反拱，跨中最大反拱度值按拉時上拱度的 1.4 倍（ 與存梁時間有關(guān) ） 設(shè)置。5. 開始預(yù)制的16片梁必須有完整預(yù)拱度的記錄分析，根據(jù)現(xiàn)場具體情況 調(diào)整反拱度設(shè)置值的大小。6. 預(yù)制主梁梁頂、 翼緣板及橫隔板橫向端部、 結(jié)構(gòu)連續(xù)梁端等現(xiàn)澆混凝土連 接處的混凝土表面必須鑿毛、沖洗，以保證新老混凝土的很好結(jié)合。7. 主梁架設(shè)就位后必須及時進行翼板與橫隔板間的連接和濕接縫混凝土的 澆筑。必須待現(xiàn)澆混凝土設(shè)計強度達到 85并采取壓力擴散措施后，方可在其 上運梁。運梁設(shè)備在橋上行使時必須使設(shè)備重量落在梁肋上， 施工單位應(yīng)按所采 用的設(shè)備對主梁及下部構(gòu)造進行驗算。

7、8. 主梁吊運按兜托梁底起吊法考慮， 不設(shè)吊環(huán)。 預(yù)制時應(yīng)在梁底預(yù)留穿索兜 底所需的活動段底模， 同時在主梁翼板上的對應(yīng)位置預(yù)留穿索孔洞， 吊具根據(jù)施 工單位的條件自行設(shè)計。 起吊位置不得位于設(shè)計理論支承線外側(cè)， 且不得與設(shè)計 理論支承線相距超過 0.5m。9. 凡需焊接的受力部位， 均應(yīng)滿足可焊接性要求， 并且當使用強度等級不同 的異種鋼材相焊接時所選用焊接材料的強度應(yīng)能保證焊縫及接頭強度高于較低 強度等級鋼材的強度。10. 為確保梁體在運輸過程及安裝就位時的穩(wěn)定性，應(yīng)采取有效的預(yù)防傾倒 措施。1 1 .預(yù)制梁及橋面板施工時應(yīng)注意按照 橋梁公用構(gòu)造 預(yù)埋護欄、伸縮縫、 瀉水管、頂板鋼束、槽口

8、鋼筋等構(gòu)件的預(yù)埋件。12. 同一孔 6 片梁的生產(chǎn)灌注齡期、終凝期的差異不超過 7 天。13. 施工現(xiàn)場應(yīng)注意材料保護，以免生銹。尤其是波紋管應(yīng)妥善保管不致生 銹，以免降低有效應(yīng)力。14. 應(yīng)采用切割機截斷預(yù)應(yīng)力鋼束，嚴禁氣割、電焊切割。第二章 橋梁方案設(shè)計比選說明橋梁設(shè)計沒有固定的模式和樣品。每一座橋梁的設(shè)計都要根據(jù)建設(shè)地 點的地形、地勢條件、公路在交叉點的填土高度、設(shè)計寬度、當?shù)氐娜宋?環(huán)境等多種因素進行綜合考慮，提供多種設(shè)計方案，進行全面的比較，選 取最佳設(shè)計方案。對于本設(shè)計根據(jù)資料初擬以下兩個方案并列于下表進行比較：表2-1橋梁方案比選說明表方案第一方案第二方案主橋：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支主

9、橋：連續(xù)剛構(gòu)橋(60m序號T 梁橋(6 >20m)+2>30m)比較項目引橋：裝配式鋼筋混凝土引橋：裝配式鋼筋混凝簡支T梁橋(2>20m +4X土簡支T梁橋(2>20m16m+4X16n)1橋咼(m)29.6529.532橋長(m)231.85231.853最大縱坡(%)2.01.51、主橋設(shè)計方案技術(shù)簡單1、技術(shù)先進，但工藝易行，采用等截面形式及要求比較嚴格2、施工4工藝技術(shù)要求一疋的構(gòu)造措施更能簡化方便多樣，適應(yīng)于有支主梁的構(gòu)造；2、采用預(yù)制架施工，逐孔架設(shè)施T梁，便于成批生產(chǎn)，技工，及頂推法施工等，術(shù)先進，工藝成熟，吊裝但均要求施工單位具方便。3、結(jié)構(gòu)剛度大，整有

10、較咼水平的施工能體性好，變形小，行車平力；3 河床壓縮多，穩(wěn)舒適。汛期防洪能力較差5使用效果主橋線條簡潔明快，滿足 道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建 成后對周邊道路影響小主橋線條簡潔，滿足道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建成后對周邊道路有一定的影響6造價及材料造價及材料均較省造價及材料均較咼7最終結(jié)論采用此方案放棄此方案第三章截面設(shè)計3.1主梁間距與主梁片段主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主 梁截面效率指標很有效，放在許可條件下應(yīng)適當加寬T梁翼板。本設(shè)計主梁翼板寬度為2500mm由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn) 澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力

11、、運輸、吊裝階段的 小截面(b 1800mm )和運營階段的大截面(bi 2500mm )。凈14+2>0.5的 橋?qū)挷捎昧髁骸?.2主梁跨中截面主要尺寸擬定(1) 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25，標準設(shè)計中高跨比在1/181/19.當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的 方案，因為增大梁高可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高， 而混凝土用量增加不多。本設(shè)計取用 1700mm的主梁高度是比較合適。的(2) 主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求， 還應(yīng)考慮能否 滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度

12、要求。本設(shè)計預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm 翼板根部加厚到250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本設(shè)計腹板厚度取200mm馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%- 20%為合適。本設(shè)計考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼 束按二層布置，一層最多排兩束，同時還根據(jù)公預(yù)規(guī)949條對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 460mm高度為250mm馬蹄與腹板交接 處作三角過渡，高度為130mm以減少局部應(yīng)力。按照以

13、上擬定的外形尺寸，繪出預(yù)制梁的跨中截面圖，如下圖?，F(xiàn)澆部分圖3-1 T形梁跨中截面尺寸圖（單位：cm）圖3-2 T形梁梁端截面尺寸圖(單位：cm)(3) 計算截面集合特征將主梁跨中截面劃分為五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表3-1 o表3-1跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積Ai(cm2)分塊面積形心至上緣距離yi(cm )分塊面積對上緣凈距SiAi yi/3(cm )分塊面積的自身慣距Ii/4(cm )di ys yi(cm)分塊面積對截面形心的慣距l(xiāng)x Adi2/4(cm )I Ii Ix(cm )(1)(2)(3) = (1)X(2)(4)(5)(6) (1)(7) =

14、(4)+ (6)大毛截面翼板37507.52812570312.547.618499913.928570226.42三角承托50018.3391652777.7836.78676357.78679135.56腹板2600802080003661666.67-24.891610824.425272491.08下三角169140.66723772.721711.46-85.561237100.811238812.27馬蹄1150157.5181125.0059895.83-102.3912056438.0512116333.888169450187.7227876999.23小毛截面翼板27007

15、.520255062554.638058363.078108988.07三角承托50018.3391652777.7843.80959276.93962054.71腹板2600802080003661666.67-17.87830155.174491821.83下三角169140.66723772.721711.46-78.541042367.701044079.16馬蹄1150157.518112559895.83-95.3710459467.3310519363.177119442312.72325126306.93Si大毛截面形心至上翼緣距離ys A55.1093Si小毛截面形心至上翼緣

16、距離ysA62.1313(4) 檢驗截面效率指標上核心距:ksI27876999.23A yx 8169 (170 55.1093)=29.70cm下核心距:kxI_= 27876999.23A ys 8169 55.1093=61.92cm截面效率指標:kskx =h0.7° 692 =0.54 >0.5170根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁在設(shè)計時，檢驗截面效率指標取P =0.450.55，且較大者亦較經(jīng)濟。上述計算表明，初擬的主梁跨中截 面是合理的。(5) 橫隔梁的設(shè)置4.8m。本設(shè)計在橋跨中點和五分點、支點處設(shè)置六道橫隔梁，間距為端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度250mm

17、中橫隔梁高度為 1450mm厚度為 160mm。第四章 主梁作用效應(yīng)計算主梁作用效應(yīng)分為永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。在可變作用效應(yīng)計 算中，本設(shè)計采用比擬正交異性板法（ G-M 法）求各主梁荷載橫向分布系 數(shù)。4.1 永久作用效應(yīng)計算4.1.1 永久作用集度1 ）預(yù)制梁自重 跨中截面段主梁的自重（五分點截面至跨中截面，長7.2m）:q（ i）=26X）.7119 X7.2 = 133.27（kN） 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算（長2.5m）:主梁端部截面面積為 A=1.01038 m2q（2）=（1.01038+0.7119） X2.5X26/2 =55.97（kN）®支點段

18、梁的自重（長 2.3m）:q（3）=1.01038 X2.3 X26 = 60.42（kN） 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：30.16 X(1.3 >0.8 - 0.5>0.1/2 -0.5>0.13 >0.13/2) = 0.1610(m)端橫隔梁體積30.25 >1.55 X).67 - 0.37 X)./2)=0.2562(m )故半跨橫梁自重q(4)=(2>0.161+1 >0.2562 )>25=14.46 (kN)主梁永久作用集度q1 (133.27 55.97 60.42 14.46)/12.48=21.16(kN/m)2)二期恒載1

19、 翼緣板中間濕接縫集度q(5)=0.7>0.15>25=2.625(kN/m)2 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積： 0.16>1.3>0.35=0.0728(m 3) 一片端橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積： 0.25 >0.35 >1.55=0.135625(m 3) 故 q(6)=(4>0.0728+2 >0.135625 )>25/24.96=0.5634 (kN/m) 3 橋面鋪裝層8cm 厚防水混凝土鋪裝：0.08 X1.5 >25=23 (kN/m)8cm 厚瀝青混凝土鋪裝：0.08 X1.5 >23=21.1

20、6 ( kN/m)將橋面鋪裝重量均分給六片主梁，則q(7)=(23+21.16 ) /6=7.36(kN/m)4 防撞欄：單側(cè)防撞欄荷載為 5.0kN/m將兩側(cè)防撞欄均分給五片主梁，則q(8)=5>2/6=1.67( kN/m)5 邊梁二期永久作用集度q2 2.625 0.5634 7.36 1.67 12.22 ( kN/m)4.1.2 永久作用效應(yīng) 如下圖所示，設(shè) x為計算截面離左支座的距離，并令a =x/l。主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：2Ma=a(1- a) l g/2( 4-1 )(4-2 )Q£ =(1-2 a )1 g/2g永久效應(yīng)計算圖(dm)永久效應(yīng)計算見下

21、表：邊梁永久作用效應(yīng)計算表作用效應(yīng)跨中a =0.5四分點a =0.25支點a =0.0一期彎矩(kN m)1523.521142.640剪力(kN)0.96253.92二期彎矩(kN m)879.84659.880剪力(kN)073.32146.64彎矩(kN m)2403.361802.520剪力(kN)0200.28400.564.2可變作用效應(yīng)計算4.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)432條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算：3.14212 243.45 1010 0.278775.74(Hz)2165.083其中：me9.

22、81°8169 26 102165.08(kg/m)由于1.5Hz < f < 14Hz,可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:叮 0.1767 In f - 0.0157 =0.292當車道大于兩車道時，應(yīng)進行車道折減，三車道折減22%,單折減后不得小于兩車道布載的計算結(jié)果。本設(shè)計分別按兩車道和三車道布載進行 計算，取最不利情況進行設(shè)計4.2.2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1)跨中的荷載橫向分布系數(shù)me :由于承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為：-15 0.625 > 0.5，故可將其簡化比擬124為一塊矩形的平板，用比擬正交異性板法(G-M法)求荷載橫向分布系數(shù)。計算主梁的抗彎及抗扭慣

23、性矩I和It抗彎慣性矩I在前面已求得：I =0.27877 m4對于T形梁截面，抗扭慣距可近似按下式計算：ITCbiti3i 1(4-3 )式中：bi ,ti- 相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度；Ci算；矩形截面抗扭剛度系數(shù),根據(jù)t i / bi比值按表計n-梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：230 15 50 10t117.17(cm)1230馬蹄部分的換算平均厚度:t3 彗31.5伽)表4-2 It計算表分塊名稱b (cm)t i (cm)ti / biCiI T= c i b i t i 3( X10 3 m4)翼緣板25017.170.071/34.04腹

24、板121.33200.160.29872.90馬蹄4631.50.680.19212.769.70單位寬度抗彎及抗扭慣距：Jx lx/b 0.27877 /2501.11508 10 3(m4/cm)54Jtx lTx/b 0.097 /2503.8802 10 5(m4 / cm)計算橫梁抗彎及抗扭慣性矩：翼板有效寬度計算橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即:l 4b 5 2.512.5(m)c £(4.8 0.16)2.32( m)h 145cmb' 0.16m 16cmh 17.17cmc/l 2.32/12.5 0.186根據(jù)c/l比值可查表,求得:/c =0.807，

25、所以:0.807c0.807 2.321.87(m)求橫梁截面重心位置ay2礙噸2 h h'b'2 1.872 1.8720.1717120.16 1.45220.17170.161.450.255(m)橫梁的抗彎和抗扭慣距I y和I Ty :Iy £32*2 h1(aybh.22b'h'3b'h'(£ay)21211232 1.87 0.171721.87 0.1717 (0.2550.1717)221 450.16 1.453 0.16 1.45 (0.255)2240.11013(m )iTycib1 hfC2b2h；h

26、1/b1 0.1717/4.8 0.04，小于0.1，所以查表得&=1/3，但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣距只有獨立板寬扁板者的翼板，可取c1 =1/6 。h2/b2=0.16/ ( )=0.1252，查表可得 c?0.307133lTy - 0.17174.80.307(1.450.1717)0.16y 6345.66 10 (m )單位抗彎及抗扭慣距Jy和JTy :Jy |y/b 48器 0.23 10 3(m4/cm)JTy*/b5.66 104.80 1001.18 105(m4/cm)B'lJx7.5 4 1.11508 10Jy24； 0.23 10 3計算抗彎參數(shù)和抗

27、彎參數(shù)0.464式中：B'橋?qū)挼囊话雔 計算跨徑a G(JtxTy ) / 2EcJx J yGc材料的切變模量按公預(yù)規(guī)條，取Gc 0.4Ec，則:0.4 (3.88021.18) 10 52J.11508 10 3 0.23 10 30.02.a 0.141（可 計算荷載橫向分布影響線坐標：已知0.464，查G-M法計算用表,可得表4-3中數(shù)據(jù)。表4-3 梁位表梁位荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK100.900.941.001.071.111.071.000.940.90b/41.081.101.121.161.070.960.840.770.69b/

28、21.311.371.251.121.000.830.730.620.523b/41.711.541.321.100.900.770.650.530.47b2.051.681.361.090.860.710.580.480.4000.650.851.001.201.301.201.000.850.65b/41.501.461.391.331.200.960.770.320.08Kob/22.302.101.801.470.990.510.13-0.28-0.653b/43.502.832.101.480.820.33-0.19-0.53-0.97b3.563.102.331.420.630.0

29、1-0.53-0.97-1.43 1P5P5Ci P5O- 用插法求各梁位處橫向分布影響線坐標值0IL75187,51三wr -一 二 一-Pc匚3 1/11號、6號梁:圖4-2 梁位關(guān)系圖(尺寸單位:K3 (Kb4bK'K3 ) 1/3 b41/ 3Kb2/叫42號、5號梁:K'Kb23號、4號梁:K'KoKb4Ko 2 31/3Ko2/3心4列表計算各梁的橫向分布影響線坐標值表4-4各梁的橫向分布影響線坐標值梁號計算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bK；1/ 3Kib 2/3K41.8231.5871.3331.O.887O.75OO.

30、632O.515O.445&1/血%43.5402.92O2.1761.46OO.757O.223-O.3O-O.67-1.12373K'i K'o-1.71-1.33-O.84-O.36O.13OO.527O.9351.1921.56817333-O.24-O.18-O.11號廠289-O.O.O18O.O.132O.168O.221-O.17-O.5O-O.9OKaK'o V3.2982.7322.1.4O9O.775O.297192-O.15Ka/6O.549O.455O.343O.235O.129O.O5O-O.-O.OK'1 K1b21.31O

31、1.37O1.25O1.12O1.OOOO.83OO.73OO.62OO.52OK'o Kob2.3OO2.1OO1.8OO1.47OO.99OO.51OO.13-O.28-O.652OK'i K'o-O.99-O.73-O.55-O.35O.OO1O.32OO.6OOO.9OO1.17O2OOO號-O.14-O.1O-O.O7-O.O4O389OO.O.O.127O.165-O.15-O.48KaK'o <2,16O1.9971.7221.421O.99OO.555O.21535-O.O2Ka/6O.36OO.332O.287O.237O.165O.O.

32、O36-O.6Ki1/3Ko 2/3<b141.O2O1.O471.O8O1.13O1.O.997O.893O.827O.76OK1/3K)o 2/%b141.2171.2571.26O1.2871.2331.O4OO.847O.497O.27OK'i K'o-O.19-O.21-O.18-O.15-O.15-O.O4O.O.33OO.49O37O7O3號廠-O.-O.-O.-O.-O.-O.OOO.OO6O.O47O.O669KaK'o 廠1.1.2271.2311.2651.2121.O34O.853O.544O.339Ka/6O.198O.2O6O.2O5O

33、.211O.2O2O.172O.142O.O.繪制橫向分布影響線圖求橫向分布系數(shù)圖4-3 1號梁橫向分布影響線（尺寸單位：cm）®計算橫向分布系數(shù)：荷載橫向分布系數(shù)的計算中包含了車道折減系 數(shù)。按照最不利方式布載，并按相應(yīng)影響線坐標值計算橫向分布系數(shù)。三車道（如下圖）mcq(0.49761 0.40515 0.33836 0.24588 0.17909 0.08661) 0.780.6836兩車道（如下圖）MUr1P50"匚1佶XX j件小:匚一一 11 1I00ipA勺opc5CJ1:I1IJ /'-1" 1 . 1 1 1圖4-5兩車道最不利荷載布置圖

34、（尺寸單位：cm）mcq 1 (0.49761 0.40515 0.33836 0.24588)=0.7435故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)：mcq 0.74352）支點截面的荷載橫向分布系數(shù)m。：如下圖所示，按杠桿原理法繪制支點截面荷載橫向分布影響線并進行布載，1號梁可變作用分布系數(shù)可以計算如下：1可變作用（汽車）：m°q（1.10 0.38） 0.74q 2計卩 M 1廠1 1江250L J J11巧一:E L253.1251II23'1P51:11S n1:14.2.3車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)條，公路一U級車道荷載的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk分別為qk0.

35、75 10.57.875(kN/m)360 180計算彎矩時，0.75(24 5) 180192(kN)50 5計算剪力時，1921.2230.4(kN)4.2.4 計算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng) 計算中，本設(shè)計對于橫向分布 系數(shù)的取值作如下 處 理：支點處橫向分布系數(shù)取m0，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m。直線過渡到mc，其余梁段均取 mc，本設(shè)計在計算跨中截面、四分點截 面和支點截面時，均考慮了荷載橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。1 ）計算跨中截面的最大彎矩和最大剪力：計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直線加載求可變作用效應(yīng)，如下圖所示，可變效應(yīng)為:不計沖擊S m（qkPky）（

36、 4-4）沖擊效應(yīng)S m(qkPky)( 4-5)式中S所求截面汽車標準荷載的彎矩或剪力;qk 車道均布荷載標準值;R 車道集中荷載標準值;影響線上同號區(qū)段的面積;y影響線上最大豎坐標值;可變作用（汽車）標準效應(yīng)24 6 0.7435M汽 27.875(0.7435 0.74)6 7.8751 4.8324 -20.7435 192 6=1278.0(kN. m1V汽2 0.7435 7.8750.5240.7435)4.8 7.8754.81 0.5324 -20.7435 230.4 0.5103.2(kN)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)m)M M 汽 1278.0 0.292373.2(kNV

37、 V 汽103.2 0.292 30.1(kN)2）計算四分點截面的最大彎矩和最大剪力：四分點截面可變作用效 應(yīng)的計算式見下圖?？勺冏饔茫ㄆ嚕藴市?yīng)11M 汽一0.7435 7.875 4.5 24 (0.74 0.7435 4.8 7.875 (1.20.4)汽220.7435 192 4.5958.5(kN)1 3 1V氣0.7435 7.875 0.75 24(0.74 0.7435)4.8 7.875 0.0672 4 20.7435 230.4 0.75168.0(kN)可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)M M 汽 958.5 0.292279.9(kN m)V V汽168.0 0.292

38、 49.1(kN)3 )計算支點截面的最大剪力：支點截面可變作用效應(yīng)的計算圖式見下圖。可變作用(汽車)標準效應(yīng)1 1V氣0.7435 7.875 1 24(0.74 0.7435)4.8 7.875(0.933 0.067)0.74 230.4 1240.7(kN)可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)V V 汽240.7 0.292 70.3(kN)4.3主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計按橋規(guī)4.1.6-4.1.8條規(guī)定。根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標準效應(yīng)組合和承載能力 極限狀態(tài)基本組合，見表4-5。表4-5 1號主梁作用效應(yīng)組合序號荷載類型跨中截面四分點截面支點M°

39、;axV maxMaxV maxV max(kN - m)(kN)(kN - m)(kN)(kN)一期 永久 作用1523.5201142.64.96253.92二期 永久 作用879.840659.8873.32146.64總永久作用(1)+ (2)2403.3601802.52200.28400.65(汽車) 公路一n級1278.0103.2958.5168240.7(5)(汽車)沖擊373.230.1279.949.170.3標準組合=(3)+(4)+(5)4054.56133. 33040.92417.38711.65短期組合=(3)+0.7申)3297.9672.242473.472

40、82.88569.14(8)極限組合=1.2 X(3)+ 1.4 X(4)+(5)5195.71.623896.78544.28916.18第五章預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置本設(shè)計采用后法施工工藝，設(shè)計時應(yīng)滿足不同設(shè)計狀況下規(guī)規(guī)定的控 制條件要求，即承載力、變形及應(yīng)力等要求，在配筋設(shè)計時，要滿足結(jié)構(gòu) 在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。 5.1預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算以下以跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所 需的鋼束數(shù)進行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋數(shù)量。(1) 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：本設(shè)計按全預(yù)應(yīng) 力混凝土構(gòu)件設(shè)計，按正常使

41、用極限狀態(tài)組合計算時，截面不允許出現(xiàn)拉 應(yīng)力。對于T形截面簡支梁，當截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到 鋼束數(shù)n的估算公式(5-1)MkCi? Ap?fpk(ks ep)式中：M 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按主梁作用應(yīng)組合表取用；Ci 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路一u級，Ci取用0.565 ;Ap 一束7?j 15.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是1.4cm2，故 Ap = 9.8 cm 2。ks 一一大毛截面上核心距；ep預(yù)應(yīng)力鋼束重心對大毛截面重心軸的偏心距， ep y ap h y ap , ap可預(yù)先假定，h為梁高，h 170cm。本設(shè)計采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標準強度為f

42、pk 1860 MPa彈性模量Ep=1.95 105MPa3Mk 4054.56(KN m) 4054.56 10 (N m)ks 29.70( cm)假設(shè)ap=19cm,則ep y ap h y s a p=170-55.1093-19=95.891(cm)鋼束數(shù)n為MknCi ? Ap? fpk(ks ep)3 4054.56 100.565 9.8 10 4 1860 106 (0.2970 0.95891)3.14(2)按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)，根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計算圖式,受壓區(qū)混凝土達到極限強度fcd，應(yīng)力圖式呈矩形,設(shè)計強度fpd，鋼束數(shù)n的估算公式為ah Ap f同時預(yù)應(yīng)力鋼

43、束也達到(5-2)pd式中 M 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按主梁作用應(yīng)組合表取用；a 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.75-0.77，本設(shè)計取用 0.77 ;fpd 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強度，為1260Mpa。則：Mdah Ap fpd5195.71 1030.77 1.7 9.8 10 4 1260 106據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量在4根左右，故取鋼束數(shù)n 4。5.2預(yù)應(yīng)力鋼束的布置(1)跨中截面及錨固端截面的鋼束位置1 )在對跨中截面進行鋼束布置時，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大。本設(shè)計采用徑70mm外徑77mm的預(yù)埋金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm及管

44、道半徑的一半，另外直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm且不宜小于管道直徑的0.6倍，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面的細部構(gòu)造如下圖所示，則鋼束群重心至梁底距離 為圖5-1跨中截面鋼束布置圖（尺寸單位：cm）2）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，應(yīng)使aP2 10 22 3419cm預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心， 使截面均勻受壓，而且要考慮錨具布 置的可能性，以滿足拉操作方便的要求。在布置錨具時，應(yīng)遵循均勻、分散的原 則。錨具端截面布置的鋼束如下圖所示，鋼束群重心至梁底距離為:aP25 60 100 140481.25cm圖5-2 錨固端截面鋼束布置圖(尺寸單位：cm

45、下面應(yīng)對鋼束群重心位置進行復(fù)核，首先需計算錨固端截面的幾何特 性。錨固端截面幾何特性計算見表5-1 o表5-1錨固端截面幾何特性計算表其中：y692432.3811153.862.08 ( cm)分塊 名 稱分塊面積A,2 (cm )分塊面積 形心至上緣距離yi(cm)分塊面積對上緣凈距SiAi yi(cm3)分塊面積的自身慣距Ii(cm4)di ys yi(cm)分塊面積對截面形心的慣距Ix Aidi24 (cm )I Ii Ix(cm4)(1)(2)(3) =( 1)x 2)(4)(5)(6)(1) (5)2(7) = (4)+ (6)翼板37507.528125.0070312.5054

46、.2811171325.8611241638.36角承托273.817.474782.38832.9644.61544966.69545799.65腹板713092.5659525.0014274854.17-30.426597759.5620872613.7311153.8692432.3832660051.74yx h ys 170 62.08107.92 (cm)上核心距:ks32660051.74Ayx 11153.8 107.9227.13 ( cm)下核心距:kxAys3266°°51.7447.17 （cm）11153.8 62.0860.75= yx kxV apv yx ks =135.05圖5-3 鋼束群重心位置復(fù)核圖（尺寸單位：cm）（2）鋼束起彎角度和線形的確定：在確定鋼束起彎角度時，既要考慮到由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，N4號鋼筋彎起角度為5°，其他鋼筋彎起角度為 7°.為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線 形均為直線加圓弧，最下排兩根鋼束需進行平彎。（3）鋼束計算1）計算鋼束起彎點至跨中的距離：錨固點至支座中心的