土木工程道橋方向大橋設計公路ⅱ級荷載畢業(yè)設計

1、<p>　　星河大橋設計（公路-Ⅱ級荷載) </p><p>　　(橋面凈空為凈11m+2×1.5m的人行道)</p><p>　　The Galaxy Bridge Design（A highway-II load）</p><p>　　(Net 11m + 2 × 1.5 m Sidewalk) </p><

2、;p><b>　　獨創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文）是本人在指導教師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以引用標注之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，沒有偽造數(shù)據的行為。</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）作者簽名： 簽字日期： 年 月 日

3、</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）版權使用授權書</p><p>　　本畢業(yè)設計（論文）作者完全了解學校有關保留、使用論文的規(guī)定。同意學校保留并向有關管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權天津城市建設學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本論文。</p><p>　?。ū?/p>

4、密的畢業(yè)設計（論文）在解密后適用本授權說明）</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）作者簽名： 指導教師簽名：</p><p>　　簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p>

5、;<p>　　本橋為星河大橋，全長220米，該公路設計為公路－Ⅱ級。該橋設計有三種方案，分別為預應力簡支T梁橋、簡支T梁橋、和空心板橋。經過方案比選、工程量計算，選用裝配式預應力簡支梁橋為最終方案。該設計總體方案為裝配式預應力簡支T梁，全長220米,分6跨，凈11m＋2×1.5m。設計說明書分為三章，分別是橋梁初步設計，橋梁上部結構設計及鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算，后面附參考資料與設計規(guī)范。</p>

6、<p>　　關鍵詞：T型梁橋；上部結構；鉆孔灌注樁；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The Galaxy Bridge Design, the length of 220 meters, the highway design for highway-Ⅱ level. The bridge design has

7、three scheme, were simply supported beam bridge,prestressed T simply supported beam bridge, and the hollow slab T. After the alternative schemes, work load calculation, choose prestressed beamtocolumn beam bridge for the

8、 project. The overall design scheme for the prestressed beamtocolumn simply-supported T beam, the length of 220 meters, six points across, and net 11 m + 2 x 1.5 m. T</p><p>　　Keywords: T bridge; The upper s

9、tructure; Bored piles; </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 橋梁初步設計1</p><p>　　1.1設計方案的初步擬定1</p><p>　　1.2繪制橋梁方案圖1</p><p>　　1.3工程量計算1</p>

10、;<p><b>　　1.4方案比選5</b></p><p>　　第二章 總體布置及主梁的設計6</p><p>　　2.1設計資料及構造布置6</p><p>　　2.2主梁內力計算9</p><p>　　2.3預應力鋼束的估算及其布置19</p><p>　　2.4

11、計算主梁截面幾何特性25</p><p>　　2.5鋼束的預應力損失計算29</p><p>　　2.6主梁截面承載力與應力驗算32</p><p>　　2.7局部抗壓承載力驗算36</p><p>　　2.8橫隔梁內力計算37</p><p>　　第三章 下部結構45</p><p&

12、gt;　　3.1設計資料45</p><p>　　3.2蓋梁計算45</p><p>　　3.3橋臺墩柱設計60</p><p>　　3.4鉆孔樁計算64</p><p><b>　　致 謝71</b></p><p><b>　　參考文獻72</b><

13、;/p><p>　　第1章 橋梁初步設計</p><p>　?。?１設計方案的初步擬定</p><p>　　1.1.1方案一：11×20m鋼筋混凝土T型簡支梁橋</p><p>　　1. 梁高h=1.8m，每跨=20m，實際的梁長=19.96。</p><p>　　2.橋面標高：因為該橋沒有通航要求，梁底的標

14、高為：6+0.75=6.75橋面鋪裝：5cm的瀝青混凝土面層，C20的混凝土防水層4cm，橋面標高為：6.75+1.8+0.09=8.64m。</p><p>　　3.橋梁結構主要尺寸擬定：初步擬定樁徑為1.4m，樁的長度為25m，</p><p>　　1.1.2方案二：6×40m預應力混凝土T型梁橋</p><p>　　1. 梁高h=1.8m，每跨=40

15、m，實際的梁長=39.96。</p><p>　　2.孔徑設置：本方案具體見圖，因為不考慮通航要求，橋面標高只需要滿足泄洪即可。</p><p>　　3、墩基礎：兩端橋臺均為重力式橋臺,樁徑為1.6m，樁的長度28沒。</p><p>　　1.1.3方案三：預應力空心板橋</p><p>　　1．梁高，每跨，實際梁長，共11跨，全長為220m

16、，結構一般尺寸構造詳見附圖1，由于不考慮通航要求，橋面標高只需滿足泄洪需要。</p><p><b>　　2、確定橋面標高</b></p><p>　　式中： ——橋面最低高程（m）</p><p><b>　　——設計水位，取</b></p><p>　　——考慮、雍水、浪高等綜合因素，取<

17、/p><p>　　——橋下凈空安全值，取</p><p>　　——上部結構建筑高度，</p><p>　　則 </p><p>　　3、橋梁結構主要尺寸擬定</p><p>　　根據標準圖集《公路橋涵設計圖》和公路Ⅰ級荷載要求，擬定橋梁上下部結構的造尺寸，結構一般尺寸構造詳見附圖1&l

18、t;/p><p>　　1.2繪制橋梁方案圖</p><p>　　具體見橋梁方案比選橫斷面布置圖</p><p>　　1.3 工程量計算</p><p>　　1.3.1 方案一：11×20鋼筋混凝土簡支T型梁橋</p><p><b>　　一、上部結構：</b></p>&l

19、t;p><b>　　1、主要材料：</b></p><p>　　混凝土：T型梁采用C30號混凝土，行車道橋面鋪裝墊層采用C20號防水混凝土。</p><p>　　鋼筋：主筋一般采用HRB335級鋼筋，其它也采用HRB235鋼筋。</p><p>　　2、預制鋼筋混凝土T型梁：（單跨）</p><p>　　混凝土：

20、 內梁——18.6. 邊梁——19.4 </p><p>　　鋼筋： 內梁——5321.0㎏ 邊梁——7657.6㎏</p><p>　　人工： 內梁——463.8人工 邊梁——323.8人工</p><p>　　3、橋面的鋪裝：（單跨）</p><p>&l

21、t;b>　　瀝青面層：10</b></p><p>　　4、人行道以及鋪裝：</p><p>　　混凝土：14.0 鋼筋：493㎏</p><p>　　人工：450工日 木材：0.48 </p><p>　　表1-1 上部結構工程量匯總表</p>

22、<p><b>　　二、下部結構：</b></p><p><b>　　1、主要材料：</b></p><p>　　④、混凝土：墩、臺帽采用C20號鋼筋混凝土，樁柱也采用C20號鋼筋混凝土。</p><p>　?、荨摻睿憾?、臺帽、樁柱主筋配筋均采用HRB335鋼筋。</p><p>&

23、lt;b>　　2、橋臺：</b></p><p><b>　　§橋臺1：</b></p><p>　　臺柱+臺帽+耳墻+背墻：</p><p>　　混凝土：13.28 鋼筋：1382.4㎏</p><p>　　人工：130工日

24、 木材：0.54</p><p><b>　　樁柱：</b></p><p>　　混凝土：32.2 鋼筋：468.2㎏</p><p>　　人工：1136工日 木材：----</p><p><b>　　§橋臺2：&l

25、t;/b></p><p>　?、?臺柱+臺帽+耳墻+背墻：</p><p>　　混凝土：22.15 鋼筋：1322㎏</p><p>　　人工：185工日 木材：0.78</p><p><b>　　② 樁柱：</b></p>

26、<p>　　混凝土：33.16 鋼筋：502.5㎏</p><p>　　人工：128.6工日 木材：----</p><p>　　3、橋墩： </p><p><b>　　表1-2</b></p><p&g

27、t;　　表1-3 下部結構工程量匯總表</p><p>　　表1-4 附屬工程工程量匯總</p><p><b>　　5、臨時工程：</b></p><p><b>　　汽車便道：</b></p><p>　　人工：47+416=463工日</p><p><b&g

28、t;　　臨時邊橋： </b></p><p>　　人工：10×4.4=44工日</p><p>　　鋼材：10×0.252=2.52t</p><p>　　木材：10×0.343=3.43</p><p><b>　　假設輸電線錄： </b></p><p&g

29、t;　　人工：10×7.4=74工日</p><p>　　木材：10×1.222=12.22</p><p>　　鋼材:10×0.026=0.26t</p><p>　　表1-5 臨時工程工程量匯總</p><p>　　表1-6 全橋工程工程量匯總</p><p>　　1.3.2 方

30、案二：6×40m裝配式預應力混凝土T型梁橋</p><p>　　表1-7上、下部工程工程量匯總 </p><p>　　1.3.3 方案三：預應力空心板橋</p><p>　　表1-8 方案三工程工程量匯總</p><p><b>　　1.4 方案比選</b></p>

31、;<p>　　1.4.1 方案比較</p><p>　　表1-9三種方案工程量比較：</p><p>　　1.4.2 方案推選</p><p>　　依據設計構思綜合考慮，橋梁方案應該滿足受力合理、技術可靠、結構新穎、施工方便的原則，以上方案均滿足這一要求。從安全和穩(wěn)定性來講， 第二方案有很好的抗震性能，為首選方案；從材料用量來比較，第二方案提供了詳

32、細的工程量，而且混凝土和鋼材用量較少，如果單從材料費用考慮，第二方案較為經濟；從施工難度以及工期來看，第二方案結構簡單，施工方便，施工周期較短。第一種方案工藝較復雜，對施工質量要求較高，需要技術熟練的施工隊伍。第三方案是整體現(xiàn)澆，考慮到工程量以及工期，第三種方案排除。顯然，第二方案最為可行。</p><p>　　綜合以上因素以及數(shù)據統(tǒng)計，第二種方案為最優(yōu)方案即推選方案，它的技術要求較為簡單，施工周期較短，工程用材

33、較少，造價合理，再結合工程經驗以及當?shù)氐膶嶋H情況，并且考慮建橋級別、設計人員的設計能力等一些因素，第二方案是推薦方案中比較優(yōu)秀的方案。</p><p>　　第二章 總體布置及主梁的設計</p><p>　　2.1設計資料及構造布置</p><p><b>　　2.1.1設計資料</b></p><p><b>

34、　　1、橋梁跨徑及橋寬</b></p><p>　　標準跨徑：40m（墩中心距），</p><p>　　全橋共：240米，分6跨，</p><p>　　主梁全長：39.96m，</p><p>　　橋面凈空：凈—11米，2×1.5人行道，</p><p>　　計算跨徑：39.00m。</p&

35、gt;<p><b>　　2、設計荷載</b></p><p>　　人群荷載3.0kN/m，兩側人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m和1.52 kN/m。</p><p><b>　　3、材料及工藝</b></p><p>　　本橋為預應力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；</p><p&g

36、t;　　混凝土：主梁用40號，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號；</p><p>　　預應力鋼筋：《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG </p><p>　　D62_2004）的15.2，每束6根，全梁配7束， 錯誤!未找到引用源。=1860 MPa。</p><p>　　2.1.2結構尺寸布置</p><p>　　全橋橫截面布

37、置如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 主梁橫斷面布置圖（單位：cm）</p><p>　　表2-1 基本計算數(shù)據</p><p>　　*注：本示例考慮主梁混凝土達90%標準強度時，開始張拉預應力鋼束。與分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓，抗拉標準強度，則： =25.2MPa, =2.34MPa</p><p>　　2.1.3橫

38、截面布置</p><p>　　本設計采用公路橋涵標準圖40米跨徑的定型設計，因此主要尺寸已經大致定下，，以下為初步選定截面尺寸。</p><p>　　1、主梁間距與主梁片數(shù)</p><p>　　全橋寬14米，主梁間距1.6米（T梁上翼緣寬度為158cm，留2cm施工縫），因此共設8片主梁，根據一些資料，主梁的梁高選用2300mm詳細布置見下圖：</p>

39、<p>　　圖2-2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）</p><p>　　將主梁跨中截面劃分成5個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表2-2。</p><p>　　表2-2 跨中截面幾何特性計算表</p><p>　　2.檢驗截面效率指標ρ（希望ρ在0.5以上）</p><p><b>　　上核心距:<

40、/b></p><p><b>　　=48.041cm</b></p><p><b>　　下核心距:</b></p><p><b>　　截面效率指標：</b></p><p>　　表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。</p><p>　　3.橫

41、截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結束了。</p><p>　　2.1.4橫隔梁的布置</p><p>　　由于主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個四分點及梁端.</p><p><b>　　2.2主梁內力計算</b><

42、/p><p>　　2.2.1恒載內力計算</p><p><b>　　1.永久作用集度</b></p><p><b>　?。?）預制梁自重</b></p><p>　　a. 按跨中截面計，主梁恒載集度：</p><p>　　b. 由于馬蹄抬高與腹板變寬段自重</p>

43、<p>　　c. 支點段梁自重：</p><p><b>　　d.邊主梁的橫隔梁</b></p><p><b>　　中橫隔梁體積： </b></p><p><b>　　端橫隔梁體積：</b></p><p><b>　　e. 第一期恒載</b&

44、gt;</p><p>　　邊主梁的恒載集度為：</p><p><b>　?。?）第二期恒載</b></p><p><b>　　a.橋面鋪裝層:</b></p><p>　　7cm混凝土鋪裝：0.07×14×25=24.5 KN/m</p><p>　

45、　6cm瀝青鋪裝：0.06×14×23=19.32 KN/m</p><p>　　b.欄 桿：1.52KN/m</p><p>　　人行道：3.60KN/m</p><p>　　將兩側人行欄各恒載均攤給8片主梁，則：</p><p>　　g=（1.52+3.60）×2/8=1.28KN/m</p>

46、<p>　　c.邊梁二期永久永久作用集度：</p><p>　　g=5.48+1.28=6.76KN/m</p><p><b>　　2、永久作用效應</b></p><p>　　如圖2-3所示，設x為計算截面離左支座的距離并令。</p><p>　　主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：</p>&

47、lt;p>　　圖2-3 永久作用效應計算圖</p><p>　　表2-3 恒載內力計算表</p><p>　　2.2.2可變作用效應的計算</p><p>　　1.沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)</p><p>　　按《橋規(guī)》4.3.2條規(guī)定,結構的沖擊系數(shù)與結構的基頻有關,因此要先計算結構的基頻</p><p>　

48、　根據本橋的基頻,可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:</p><p>　　根據《橋規(guī)》4.3.1條,當車道大于兩車道時,需進行車道折減,本示例按兩車道設計，因此，在計算時可不進行車道折減。</p><p>　　2.主梁荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　?。?）跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　本橋跨內有五道橫隔梁，具有可靠的橫向

49、聯(lián)結，且承重結構的長寬比為： </p><p>　　所以可選用偏心壓力法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。</p><p>　　a.計算主梁抗扭慣性矩</p><p>　　式中 和——相應為單個矩形截面的寬度和高度；</p><p>　　——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；</p><p>　　對于跨中截面，翼緣板的換

50、算平均厚度：</p><p>　　馬蹄部分的換算平均厚度：</p><p>　　圖2-4示出的計算圖式，的計算見表2-4。</p><p>　　圖2-4 的計算圖式（尺寸單位：mm）</p><p><b>　　表2-4 計算表</b></p><p>　　注：《橋梁工程》表3—2實心矩形截面

51、c值</p><p>　　b.計算抗扭修正系數(shù)β</p><p>　　本算例主梁間距相同，將主梁近似看成等截面，則得：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　∴ 按公式計算得： 錯誤!未找到引用源。=0.95</p><p>　　c.按修正偏心壓力法計算橫向影響線豎標值：

52、</p><p>　　求出一號梁在兩個邊主梁的橫向分布影響線豎標值為： </p><p>　　計算所得值見表2-5</p><p><b>　　表2-5 值</b></p><p>　　d．計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1、2、4號梁的橫向影響線和最不利布載，因為很顯然1號梁的橫向分

53、布系數(shù)最大，故只需計算1號梁的橫向分布系數(shù)：</p><p>　　圖2-5 跨中的橫向分布系數(shù) 錯誤!未找到引用源。計算圖式（尺寸單位：cm）</p><p>　　由于設計書中計算行車速度：60公里/小時，根據《橋梁工程》表1-5查得行車道寬度3.50m，中間帶寬度：2.00m，所以設計車道數(shù)：雙向2車道，查表得：橫向折減系數(shù)：1.00.</p><p>　?。?

54、）支點截面的荷載橫向分布系數(shù) 錯誤!未找到引用源。計算</p><p>　　該截面用杠桿原理法計算，繪制荷載橫向影響線并進行布載如2-6</p><p>　　圖2-6 跨中的橫向分布系數(shù) 錯誤!未找到引用源。計算圖式（尺寸單位：cm）</p><p>　?。?）橫向分布系數(shù)匯總</p><p>　　表2-6 1號梁活載橫向分布系數(shù)<

55、/p><p><b>　　3. 車道荷載取值</b></p><p>　　根據《橋梁工程》圖1-21，公路二級的均布荷載標準值 錯誤!未找到引用源。和集中荷載標準值 錯誤!未找到引用源。為：</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=0.75×10.5=7.875（KN/m）</p><p>　　計算彎矩時： 錯誤

56、!未找到引用源。=0.75×｛ 錯誤!未找到引用源。×（39-5）+180｝=237（KN）</p><p>　　計算剪力時： 錯誤!未找到引用源。=237×1.2=284.4（KN）</p><p>　　4. 計算可變作用效應</p><p>　　在進行可變作用效應計算中,本設計對于橫向分布系數(shù)取值作如下考慮:支點處橫向分布系 錯誤!

57、未找到引用源。 ,從支點至第一根橫梁系段，橫向分布系數(shù)從 錯誤!未找到引用源。直線過渡到 錯誤!未找到引用源。；其余梁段均取 錯誤!未找到引用源。。</p><p>　?。?）計算跨中截面最大彎矩及相應荷載位置的剪力和最大剪力及相應荷載位置的彎矩。</p><p>　　圖2-7 跨中截面內力計算圖式</p><p>　　計算公式為： </p>

58、<p>　　式中：S——所求截面的汽車（人群）彎矩或剪力；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！嚨兰泻奢d標準值；</p><p>　　——影響線上同號區(qū)段面積</p><p>　　——車道均布荷載標準值；</p><p>　　y——影響線最大坐標值</p><p>　　可變作用（汽車）標準效應：

59、</p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。×0.532×7.875×39×9.75－0.212×6.5×7.875×0.6655＋0.532×237×9.75=2018.63(KN*m)</p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。×0.532&#

60、215;7.875×0.5×19.5×1.2－ 錯誤!未找到引用源。×0.212×6.5×7.875×0.6655＋0.532×284.4×0.5=99.39（KN)</p><p>　　錯誤!未找到引用源?？勺冏饔茫ㄆ嚕_擊效應：</p><p>　　M=2018.63×0.14=282

61、.61(KN*m)</p><p>　　V=99.39×0.14=13.91（KN)</p><p>　　可變作用人群效應： q=1.5×3=4.5(KN*m)</p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。×0.4361×4.5×39×9.75+1.1199×6.5×

62、;4.5×0.6655=302.76(KN*m)</p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。×0.4361×4.5×0.5×19.5×1.2+ 錯誤!未找到引用源。×1.1199×6.5×4.5×0.142=10.58（KN） </p><p>　　(2)求四分點截面的

63、最大彎矩，最大剪力</p><p>　　圖2-8 跨中截面內力計算圖式</p><p>　　可變作用（汽車）標準效應：</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應：</p><p><b>　　可變作用人群效應：</b></p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。

64、5;0.4361×4.5×39×7.3125+ 錯誤!未找到引用源。×(0.9983+0.3328)×1.1199×6.5×4.5= 231.25(KN.m)</p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。×0.4361×4.5×0.75×29.25+ 錯誤!未找到引用源。×1

65、.1199×6.5×4.5×0.0341=16.93（KN） </p><p>　　(3)求支點截面最大剪力</p><p>　　圖2-9支點截面剪力計算圖式</p><p>　　可變作用（汽車）效應：</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應：V=227.57×0.14=31.86(kN)<

66、/p><p>　　可變作用（人群）效應：</p><p>　　2.2.3主梁作用效應組合</p><p>　　根據《橋規(guī)》4.1.6條規(guī)定，作用效應選擇了三種最不利的效應組合：短期，標準和承載能力極限狀態(tài)下的基本組合。</p><p>　　表2-7 主梁作用效應組合</p><p>　　2.3預應力鋼束的估算及其布置&l

67、t;/p><p>　　2.3.1跨中截面鋼束的估算與確定</p><p>　　1．按正常使用階段的應力要求估算鋼束數(shù)</p><p>　　鋼束數(shù)n的估算公式為：</p><p>　　式中：M——持久狀態(tài)使用荷載產生的跨中彎矩標準組合值； </p><p>　　錯誤!未找到引用源?！c荷載有關的經驗系數(shù)，對于公路

68、錯誤!未找到引用源。級， 取 錯誤!未找到引用源。=0.565；</p><p>　　—— 一股的鋼束截面積，一根鋼絞線截面積1.4 錯誤!未找到引用源。，故 碳素鋼絲的標準強度，</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！虾诵木啵谇耙运愠?錯誤!未找到引用源。=48.041cm；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！撌木啵豕?錯誤!未找到引用

69、源。=15cm，已知 錯誤!未找到引用源。=138.904，</p><p><b>　　1號梁：</b></p><p>　　2．按承載能力的極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)：</p><p>　　式中： 錯誤!未找到引用源。—極限狀態(tài)跨中最大彎矩，按表10取用；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！涷炏禂?shù)，一般采用0.75

70、-0.77，取0.75；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！A應力鋼絞線的設計強度， 錯誤!未找到引用源。=1260MPa</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！髁河行Ц叨龋?錯誤!未找到引用源。=h- 錯誤!未找到引用源。=2.30-0.15=2.15m</p><p><b>　　計算得：</b></p>&l

71、t;p>　　為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為7束。</p><p>　　2.3.2預應力鋼束布置：</p><p>　　1.確定跨中及錨固截面的鋼束位置</p><p>　?。?）對于跨中截面，在保證布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些，選用直徑5cm抽拔橡膠成型的管道，取管道凈距4cm，至梁底凈距5cm，如圖13-a所示。<

72、;/p><p>　?。?）對于錨固截面，為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足張拉要求，也要使預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓。祥圖如下：</p><p>　　a) 跨中截面 圖2-10 （尺寸單位：mm） b)錨固截面</p><p>　　為驗證上述布置鋼束群重心位置，需

73、計算錨固端的截面幾何特性，圖2-11示出計算圖示。</p><p>　　圖2-11鋼束群重心位置復核圖（尺寸單位：mm）</p><p>　　表2-8 鋼束錨固截面幾何特性的計算表</p><p>　　其中： 錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。=62.90（cm）</p><p>　　錯誤!未找到引用源

74、。=h- 錯誤!未找到引用源。=230-62.90=167.10（cm）</p><p>　　計算得： 錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。=28.19(cm) </p><p>　　錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。=74.88(cm)</p><p>　　錯誤!未找到引用源。( 錯誤!未找到引用源。)=113.57-(167.10-74.88)

75、=21.35</p><p>　　說明鋼束重心處于截面核心范圍內</p><p>　　2、鋼束起彎角和線形的確定</p><p>　　（1）彎起角度的確定：</p><p>　　上部：14° </p><p><b>　　下部：8°</b></p>

76、<p><b>　　3.鋼束計算</b></p><p>　?。?）鋼束起彎點至跨中距離</p><p>　　錨固點到支座中心線水平距離（圖2-12）：</p><p>　　錯誤!未找到引用源。( 錯誤!未找到引用源。)=36-40tan8°=30.39 錯誤!未找到引用源。( 錯誤!未找到引用源。)= 36-8

77、0tan8°=24.76</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=36-25tan14°=29.77 錯誤!未找到引用源。=36-55tan14°=22.29</p><p>　　圖2-12封錨端混凝土塊尺寸圖</p><p>　　圖2-13 鋼束計算圖式（尺寸單位：mm）</p><p>

78、;　　L1為靠近錨固端直線段長度，y為鋼束錨固點至鋼束起彎點的豎直距離，如圖2.12，根據各量的幾何關系，可分別計算如下：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中： ——鋼

79、束彎起角度（°）</p><p>　　L——計算跨徑（cm）</p><p>　　——錨固點至支座中心線的水平距離（cm）</p><p>　　表2-9 鋼束起彎點至跨中距離 錯誤!未找到引用源。列表計算</p><p>　?。?）控制截面的鋼束重心位置計算</p><p>　　a. 各束重心位置計算&l

80、t;/p><p>　　由圖2-13所示的幾何關系，得到計算公式為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　錯誤!未找到引用源?！撌饛澓笤谟嬎憬孛娴搅旱椎木嚯x；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！撌饛澢暗搅旱椎木嚯x；</p><p>　　R——鋼束彎起半徑（

81、見表10）。</p><p>　　b. 計算鋼束群重心到梁底距離 錯誤!未找到引用源。（見表10）</p><p>　　表2-10 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置</p><p>　　注：用同樣方法可能求得N5、N6、N7的cos值分別為0.99882，0.99798和0.99638</p><p>　　注：用同樣可求得N5、N6、N

82、7的sin值分別為0.04859，0.06352和0.08498。</p><p>　　表2-11 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置</p><p><b>　?。?）鋼束長度計算</b></p><p>　　一根鋼束長度為曲線長度、直線長度與兩端張拉的工作長度（2×70cm）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑民彎起角度進行計

83、算。通過每根鋼束長度計算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，以利備料和施工。計算結果見表2-12，其中 ，</p><p><b>　　表2-12</b></p><p>　　2.4 計算主梁截面幾何特性</p><p>　　在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎上，計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗

84、脅與下梗脅的靜矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應力驗算準備計算數(shù)據。</p><p>　　以跨中截面為例，說明某計算方法，在表20中亦示出其它載面特性值的計算2.4.1截面面積及慣矩的計算</p><p><b>　　對于凈載截面</b></p><p>　　取用預制梁載面（翼緣板寬度 錯誤!未找到引用源。 =160cm）計算。&l

85、t;/p><p><b>　　對于換算截面</b></p><p>　　取用主梁載面（ 錯誤!未找到引用源。=160cm）內容</p><p><b>　　上面式中：</b></p><p>　　A、I——分別為混凝土毛截面面積和慣矩</p><p>　　ΔA、 錯誤!未找到引用

86、源。——分別為一根管道截面積和鋼束截面積；</p><p>　　錯誤!未找到引用源。、 錯誤!未找到引用源。——分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！置娣e重心到主梁上緣的距離；</p><p>　　n——計算面積內所含的管道（鋼束）數(shù)；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！撌c混

87、凝土的彈性模量比值，由表1得 錯誤!未找到引用源。=6.06</p><p>　　2.4.2梁截面對重心軸的靜矩計算</p><p>　　圖2-14 靜矩計算圖示（尺寸單位：mm）</p><p>　　表2-13 跨中截面對重心軸靜矩計算表</p><p>　　2.4.3截面幾何特性匯總</p><p>　　表2-

88、14 主梁截面特性值總表</p><p>　　2.5鋼束的預應力損失計算</p><p>　　鋼束預應力損失計算預應力的損失值因梁截面位置的不同而存在差異，現(xiàn)選四分點截面（既有直線束又有曲線束通過）來進行計算。</p><p>　　2.5.1預應力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預應力損失</p><p>　　按規(guī)范，計算公式為：</p&

89、gt;<p>　　式中：σcon—張拉鋼束時錨下的控制應力；根據規(guī)定，對于鋼絲束取張</p><p>　　拉控制應力為：σk=0.75 錯誤!未找到引用源。=0.75×1860=1395MPa；</p><p>　　μ—鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對于預埋金屬波紋管</p><p>　　μ=0.25《結構設計原理》附表2-5；</p>

90、<p>　　θ—從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計；</p><p>　　k—管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取k=0.0015；</p><p>　　x—從張拉端到計算截面的管道長度（以m計），可近似取其在縱軸上的投影長度（見圖15所示），當四分點為計算截面時，</p><p>　　表2-15 四分點截面管道摩擦損失計算表&

91、lt;/p><p>　　2.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失（ 錯誤!未找到引用源。，見表16）</p><p>　　按規(guī)范，計算公式為： </p><p>　　式中：△L—錨具變形、鋼束回縮值（以mm計），按《結構設計原理》附表2-5；對于鋼制錐形錨△L=6mm，本設計采用兩端同時張拉，則∑△L=12mm；</p><p>　　L—預應力鋼

92、束的有效長度（以mm計）。</p><p>　　表2-16 σs2計算表</p><p>　　2.5.3混凝土彈性壓縮引起的損失（σL4） </p><p>　　混凝土彈性壓縮時引起的應力損失取按應力計算需要控制的界面進行計算</p><p>　　對于簡支梁可取L/4截面按式σl4=αEPσpc進行計算,并以其計算結果作為全梁各截面預應力鋼

93、筋損失的平均值,αEP為預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值,按長拉時混凝土的實際強度等級?´ck計算：C40查附表1-2得E´c=3.25×104MPa,故αEP=Ep/E´c=1.95×105/3.25×104=6.0，σpc為全預應力鋼筋的合力Np在其作用點(全部預應力鋼筋重心點)處所產生的</p><p><b>　　混凝土正應力；

94、</b></p><p><b>　　,</b></p><p>　　截面特性按表1-11中第一階段取用；</p><p><b>　　其中:；</b></p><p><b>　　所以: </b></p><p>　　A,I—構件全截面的

95、換算面面積和換算截面慣性矩</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！A應力鋼筋重心至換算截面重心軸間的距離</p><p>　　2.5.4由鋼束預應力松弛引起的損失（ 錯誤!未找到引用源。）</p><p>　　對于采用一次性張拉工藝的低松弛級鋼絞線,由鋼筋松弛引起的預應力損失按下式計算,即:</p><p>　　錯誤!未找到引用源。 =

96、Ψ·ζ·(0.52· 錯誤!未找到引用源。 /?pk-0.26)· 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　式中:Ψ——為張拉系數(shù),采用一次張拉,取Ψ=1.0；</p><p>　　ζ——為鋼筋松弛系數(shù),對于低松弛鋼絞線,取ζ=0.3;</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！獮閭髁﹀^固時的鋼筋應力, ,這里仍采用L/4

97、截面應力值作為全梁的平均值計算,故有:</p><p>　　所以: 錯誤!未找到引用源。 =1.0×0.3×[0.52×1083.84÷1860-0.26]×1083.84=13.98MPa</p><p>　　2.5.5混凝土收縮和徐變引起的損失（ 錯誤!未找到引用源。）</p><p>　　混凝土收縮徐、變

98、終極值引起的受拉區(qū)預應力鋼筋的應力損失可按下式計算,即:</p><p>　　式中:,—加載齡期為時混凝土收縮應變終極值和徐變系數(shù)終極值;</p><p>　　— 加載齡期,即達到設計強度為90%的齡期,近似按標準養(yǎng)護條件計算則有</p><p>　　,則可得;對于二期恒載,G2的加載齡期,假定為 （《結構設計原理》表12-3）</p><p&g

99、t;　　該梁所屬的橋位于野外一般地區(qū),相對濕度為75%, 其構件理論厚度由跨中截面可得h=2Ac/u,u為與大氣接觸的截面周邊長度,Ac為主梁混凝土截面面積,</p><p>　　即：Ac=6356cm2</p><p><b>　　,</b></p><p>　　則h=2×6356/786.27=16.63(cm)查《公預規(guī)》表6.

100、2.7得：</p><p>　　混凝土徐變系數(shù)終極值:</p><p>　　混凝土收縮應變終極值 </p><p>　　σpc為傳力錨固時在跨中和L/4截面的全部受力鋼筋(包括預應力鋼筋和縱向非預應力受力鋼筋，為簡化計算不計構造鋼筋影響)截面重心處,由Np1、MG1、MG2所引起的混凝土正應力的平均值?？紤]到加載齡期不同,MG2按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)(tu

101、 ,t´0)/(tu ,28),計算Np1和MG1引起的應力時采用第一階段截面特性,計算MG2引起的應力時采用第三階段截面特性。</p><p><b>　　L/4截面: </b></p><p>　　Np1=(σcon-σlI)Ap=(1395-89.84-0-164.07)×4170=4758.35KN</p><p>

102、　　由公式: ,取跨中和L/4截面平均值計算，由于是全預應力構件,未布置非預應力鋼筋,則跨中截面: 錯誤!未找到引用源。 = 錯誤!未找到引用源。=1228.3mm,</p><p>　　L/4截面: 錯誤!未找到引用源。 = 錯誤!未找到引用源。=1226.1mm</p><p>　　將以上各項代入公式得：</p><p>　　2.5.6鋼束預應力損失匯總<

103、/p><p>　　表2-17 各截面鋼束應力損失平均值及有效預應力匯總表</p><p>　　2.6主梁截面承載力與應力驗算</p><p>　　預應力混凝土梁預加力開始到受荷破壞，需經受預加應力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個受力階段,為保證主梁受力可靠并予以控制,應對控制截面進行各個階段的驗算。</p><p>　　2.6.1.短暫狀況

104、的正應力驗算</p><p>　?、?構件在制作、運輸及安裝等施工階段,混凝土強度等級為C40,在加應力和自重作用下截面邊緣混凝土法向應力。</p><p>　　根據《公預規(guī)》7.2.8條，施工階段正截面應力應符合：σtcc≤0.70?´ck =18.76Mpa</p><p>　　②.短暫狀況下(預加力階段)梁跨中截面上下緣的正應力:</p>

105、<p>　　NpI=σpI·Ap=1083.84×4170=4519.61×103N；MG1=2697.51KN·m；截面特性取表1-11中的第一階段的截面特性,代入上式得:</p><p>　　預加力階段混凝土的壓應力滿足應力限制的要求,混凝土的拉應力通過規(guī)定的預拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫,預拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應力,故預拉區(qū)只需配置配筋率不小于20%的縱向鋼

106、筋即可。</p><p>　　③.支點截面或運輸、安裝階段的吊點截面的應力驗算,其方法與此相同,但應注意計算圖式、預加應力和截面幾何特征等的變化情況。</p><p>　　2.6.2.持久狀況的正應力驗算</p><p>　　對于預應力混凝土簡支梁的正應力,由于配設曲線筋束的關系,應取跨中、L/4、L/8、支點截面及鋼束突變處(截斷或彎出梁頂?shù)?分別進行驗算。應力計

107、算的作用(或荷載)取標準值,汽車荷載計入沖擊系數(shù),在此本設計僅以跨中截面為例進行驗算。</p><p>　　根據《公預規(guī)》7.1.5條，使用階段正截面應力應符合下列要求：</p><p>　　錯誤!未找到引用源。+ 錯誤!未找到引用源?！?.5 錯誤!未找到引用源。=13.4Mpa</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！谧饔脴藴式M合下混凝土的法向壓應力，按下式

108、計算：</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！深A應力產生的混凝土法向拉應力，按下式計算：</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！獦藴市M合的彎矩值</p><p>　　此時有MG22=846.36KN·m(橋

109、面及欄桿部分)</p><p>　　NpⅡ=σpⅡ·Ap=926.25×4170=3862.46KN</p><p><b>　　由公式: </b></p><p>　　由于未配置非預應力鋼筋，則: ,跨中截面混凝土上邊緣壓應力計算值為:</p><p>　　錯誤!未找到引用源。+ 錯誤!未找到引用

110、源。= </p><p>　　2.6.3.持久狀況下預應力鋼筋的應力驗算</p><p>　　由二期恒載及活載作用產生的預應力鋼筋截面重心處的混凝土應力為:</p><p><b>　　所以鋼束預應力為:</b></p><p>　　σ=σpⅡ+αEp·σkt=926.55+6.0×8.83=979.

111、53MPa<0.65?pk(=0.65×1860=1209MPa)</p><p>　　計算表明預應力鋼筋未超過規(guī)范規(guī)定值。</p><p>　　2.6.4.主梁截面承載力與應力驗算</p><p>　　預應力混凝土從預加應力開始到受荷破壞，需經受預加應力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞階段等四個階段，為保證主梁受力可靠并予以控制，應對控制截面進行各個

112、階段的驗算。</p><p>　　1.持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算</p><p>　　1).受壓翼緣有效寬度b´f的計算</p><p>　　圖2-15 正截面承載力計算圖</p><p>　　根據《公路橋規(guī)》規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度 錯誤!未找到引用源。，取下列三者中的最小值:</p><p&g

113、t;　　①.簡支梁計算跨徑的L/3,即L/3=39000/3=13000mm；</p><p>　?、?相鄰兩橋的平均間距，對于中梁為1600mm；</p><p>　?、?(b+2 錯誤!未找到引用源。+12 錯誤!未找到引用源。),式中b為粱腹板寬度， 錯誤!未找到引用源。為承托長度，這里 錯誤!未找到引用源。=720， 錯誤!未找到引用源。為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，， 錯誤!未找到引

114、用源?？扇】缰薪孛娴钠骄担?， 錯誤!未找到引用源?！郑?00+80）/2=140mm,所以有:</p><p>　　(b+2bh+12 錯誤!未找到引用源。)=360+6×720+12×140=6360mm</p><p>　　綜上所述，受壓翼緣有效寬度取 錯誤!未找到引用源。=1600mm</p><p>　　2）判定T形截面類型：<

115、/p><p>　　錯誤!未找到引用源。( 錯誤!未找到引用源。- 錯誤!未找到引用源。)=18.4×1600×140×(2109- 錯誤!未找到引用源。)=8403.94KN.m＞M(=7146.335)</p><p>　　故屬于第一類T形截面</p><p>　　求受壓區(qū)高度：7146.335× 錯誤!未找到引用源。=20.5

116、×1600X（2109- 錯誤!未找到引用源。）</p><p>　　解出： X=120.2mm＜ 錯誤!未找到引用源。（=140mm）</p><p>　　受壓區(qū)全部位于翼緣板內,說明確實是第一類T形截面梁。</p><p>　　（1）正截面承載力計算</p><p>　　設預應力鋼筋合力作用點到截面底邊距離為 錯誤!未找到

117、引用源。,</p><p>　　則 錯誤!未找到引用源。=30mm+0.07h=191(mm),h0=h- 錯誤!未找到引用源。=2300-191=2109(mm),由前面計算可得跨中截面承載能力極限狀態(tài)下的彎矩基本組合設計值Md=7146.335KN·m</p><p><b>　　截面抗彎承載力:</b></p><p>　　Mu

118、=fcdb´fx(h0-x/2)=18.4×1600×120.2×(2109- 錯誤!未找到引用源。)=7215.38KN·m>γ0Md=7146.335KN·m</p><p>　　所以跨中截面正截面承載力滿足要求。</p><p>　?。?）斜截面承載力計算(取L/4截面):</p><p>　　

119、首先根據公式進行截面抗剪強度上、下限復核，即:0.5×10-3α2ftdbh0≤γ0Vd≤0.51×10-3,式中Vd為驗算截面處承載能力極限狀態(tài)下的剪力組合設計值,Vd=581.062(KN),fcu,k為混凝土強度等級，fcu,k=40MPa,腹板寬度b=360mm,h0為相應于剪力組合設計值處截面有效高度，即縱向受力鋼筋合力作用點到混凝土受壓邊緣的距離,則：</p><p>　　α2為預

120、應力提高系數(shù),α2=1.25,γ0Vd=581.062 (KN)</p><p>　　γ0Vd=581.062(KN)≤ 0.5×10-3α2ftdbh0=0.5×10-3×1.25×1.65×360×2132=791.505(KN) </p><p>　　0.51×10-3=0.5×10-3&

121、#215;×360×2132=2427.11(KN)≥γ0Vd=581.062(KN)</p><p>　　計算說明截面尺寸滿足要求，且可不進行斜截面抗剪承載力的驗算。 </p><p>　　2.7.局部抗壓承載力驗算</p><p>　　圖 2-16 帶喇叭管的夾片錨固體系（尺寸單位：mm）</p><p>　　圖 1

122、-17 梁端混凝土局部承壓（尺寸單位：mm）</p><p>　　根據《公預規(guī)》5.7.2條,對錨下設置間接鋼筋的局部承壓構件,按下式進行局部抗壓承載力驗算:</p><p>　　式中: 錯誤!未找到引用源。--局部受壓面積的局部壓力設計值，取1.2倍張拉時的最大壓力</p><p>　　錯誤!未找到引用源。--局部承壓面積不扣除孔道面積</p>&

123、lt;p>　　錯誤!未找到引用源?！植砍袎旱挠嬎愕酌娣e</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！炷辆植砍袎盒拚禂?shù)，按《結構設計與原理》表10-1； 錯誤!未找到引用源。=1.0</p><p>　　—配置間接鋼筋時局部抗壓承載力提高系數(shù),當時,應??；</p><p>　　k—間接鋼筋影響系數(shù),當混凝土強度等級在C50及以下時,取k=2.0；</

124、p><p>　　—間接鋼筋內表面范圍內的混凝土核芯面積,其重心應與的重心相重合,計算時按同心、對稱原則取值；</p><p>　　—間接鋼筋體積配筋率,對于螺旋筋； </p><p>　　—單根螺旋形間接鋼筋的截面面積；</p><p>　　—螺旋形間接鋼筋內表面范圍內混凝土核芯面積的直徑；</p><p>　　s—螺旋形

125、間接鋼筋的層距；</p><p>　　錯誤!未找到引用源?！斁植渴軌好嬗锌锥磿r，扣除孔洞后的混凝土局部受壓面積</p><p>　　本算例采用的間接鋼筋為HRB335的螺旋形鋼筋,?sd=280MPa；直徑12mm,間距s=50mm,螺旋筋鋼筋中心直徑為200mm。</p><p>　　本例采用夾片式錨具，該錨具的墊板與其后的喇叭管連成整體，如錨具圖所示，錨具板尺

126、寸160×160mm。</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=160×160=25600 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　錯誤!未找到引用源。=400×270=108000 錯誤!未找到引用源。</p><p><b>　　=2.05；</b></p><p>　　錯誤!未找到