20m预应力混凝土简支箱形梁桥设计

PAGEPAGE14620m预应力混凝土简支箱形梁桥设计目录第一部分：设计报告 41前言 51.1设计任务 51.2设计标准 51.3任务要求 52设计资料： 52.1工程地质水文情况 5HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795088"2.2地质质情况 5HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795099"3.方案比选选 6HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795100"4设计方法 7HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795111"4.1设计思思路 7HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795122"4.1.11横断面设计计 7HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795133"4.1.22纵断面设计计 7HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795144"4.1.33粱肋设计 8HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795155"4.1.44设计资料和和横截面布置置 8HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795166"4.1.55其他 9HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795177"4.2设计感受 9HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795188"5设计评估 9HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795200"6设计成果 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795211"6.1总的成成果 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795222"7总结 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795233"7.1设计中中的难点与重重点 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795244"7.2改进的的地方 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795255"8结束语 10HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795266"第二部分:河溪梁桥设设计计算书 12HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795277"1.行车道板板计算 12HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795288"1.1悬臂板板荷载效应计计算 12HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795299"1.1.11恒载效应应： 12HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795300"1.1.22活载效效应 13HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795311"1.2连续续板荷载效应应计算 13HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795322"1.2.11永久作用用 13HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795333"1.2.22活载效效应 15HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795344"1.3内力组合计计算 16HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795355"1.3.11承载能能力极限状态态内力组合计计算（基本组组合）： 16HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795366"1.3.22正常使使用极限状态态内力组合计计算（短期效效应组合）：： 16HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795399"1.4行车道板配配筋 17HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795400"2主梁内内力计算与配配筋 18HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795411"2.1主梁梁截面几何特特性的计算 18HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795422"2.1.11预制中主梁梁的截面几何何特性 18HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795433"2.1.22检验截面面效率指标以中跨跨截面为例 19HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795444"2.2主梁恒载内内力计算 20HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795455"2.2.11一期恒载载（预制梁自自重） 20HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795466"2.2.22二期恒恒载（桥面板板接头）g2 20HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795477"2.2.33三期恒恒载（栏杆、人人行道、桥面面铺装）g3 20HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795488"2.2.44主梁梁恒载汇总 20HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795499"2.2.55恒载内内力计算 21HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795500"2.3主梁活载内内力计算 22HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795511"2.3.11冲击系系数的计算 22HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795522"2.3.22横向分分布系数 23HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795566"2.3.33计算活载载内力 27HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795700"3截面设设计 33HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795711"3.1预应力钢束束（筋）数量量的确定及布布置 33HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795722"3.1.11首先根根据跨中截面面正截面抗裂裂要求，确定定预应力钢筋筋数量。 34HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795744"3.2截面几何特特性计算 38HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795755"3.2.11主梁混混凝土浇筑，预预应力筋束张张拉（阶段一一） 38HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795766"3.2.22灌浆封封锚，吊装并并现浇顶板5500mm的的湿接缝连接接段（阶段二二） 39HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795777"3.2.33三期恒恒载及活载作作用（阶段三三） 39HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795788"3.3截面承载载能力极限状状态计算 47HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795799"3.3.11跨中截截面正截面承承载力计算 47HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795800"3.3.2斜截面抗剪剪承载力计算算 47HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795877"3.4预应力损失失计算 49HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795888"3.4.11摩阻损失σL1 50HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795899"3.4.22锚具变形形损失σL2 50HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795900"3.4.33分批张张拉损失σL4 52HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795911"3.4.44钢筋应力力松弛损失σL5 52HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795922"3.4.55混凝土土收缩、徐变变损失σL6 53HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795933"3.4.66预应力损失失组合： 54HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795944"3.5正常使用极极限状态计算算 55HYPERLIINK\ll"_Tooc31211795955"3.5.11部分预应应力混凝土构构件 55HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796000"3.6持久状况应应力验算 61HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796044"3.7短暂状态应应力验算 64HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796077"4锚固端端验算 65HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796088"4.1混凝土的局局部承压承载载力 65HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796099"5横隔梁梁内力计算 67HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796100"5.1计算荷荷载 67HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796111"5.2横隔梁的内内力影响线 68HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796133"5.3横隔梁配筋筋 71HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796144"6支座的的选定 72HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796166"6.1确定支座平平面尺寸 73HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796177"6.2确定支座的的厚度 73HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796199"6.3验算支座的的偏转情况 74HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796200"6.4验算支座的的抗滑稳定性性 74HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796211"7设计资资料 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796222"7.1上部构构造 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796233"7.2设计荷荷载： 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796244"7.3桥墩形形式： 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796255"7.4水文地地质条件 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796266"7.5材料 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796277"7.6设计计依据 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796288"8盖梁计算算： 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796299"8.1荷载计算 75HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796300"8.1.11上部结构构恒载见下表表： 76HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796311"8.1.22盖梁自自重及作用效效应计算 76HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796322"8.1.33可变荷荷载计算 78HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796333"8.1.44双柱反力力Gi计算 82HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796355"8.2内力计算 83HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796366"8.2.11恒载加活活载作用下各各截面的内力力 83HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796400"8.3截面配筋设设计与承载力力效核 87HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796411"9桥墩墩墩柱计算 91HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796422"9.1荷载计算 91HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796433"9.1.11恒载计计算：同前计计算得： 91HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796455"9.1.22活载计计算 91HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796511"9.1.33双柱反反力横向分布布计算 92HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796522"9.1.44荷载组组合； 93HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796533"9.2截面配筋计计算及应力验验算 94HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796544"9.2.11作用于于墩柱顶的外外力 94HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796555"9.2.22作用于于墩柱底的外外力： 95HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796566"9.2.33截面配配筋计算： 95HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796599"10钻孔灌灌注桩 96HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796600"10.1荷载计算 96HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796799"10.2桩长计算算 98HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796822"10.3桩身内力力及变位置计计算 99HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796833"10.3..1局部部冲刷线处PP0，H0，M0计算 99HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796855"10.3..2桩的各各参数确定及及α计算 100HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796866"10.3..3单位“力”作用在局部部冲刷线处，桩桩柱在该处产产生变位计算算 100HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796877"10.3..4局部冲冲刷线处桩柱柱变位计算 100HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796899"10.4桩身截面面配筋与强度度验算 103HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796955"10.5桩顶水平平位移验算 104HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796966"致谢 105HYPERLIINK\ll"_Tooc31211796977"参考文献 106附图第一部分：设计计报告梁桥设计学生生：XXX（XXX大学，土土木工程专业业）导师师：XXX摘要：河溪梁桥桥设计为20的预应力力混凝土简支支箱形梁桥。该该桥采用双车车道布置。上上部为装配式式部分预应力力混凝土简支支箱梁。为降降低主梁高度度，减少预应应力引起的上上拱度，后张张法预应力混混凝土箱梁在在设计荷载下下按部分预应应力混凝土A类构件设计计，主梁配筋筋采用预应力力筋和非预应应力筋混合配配筋。下部桥桥墩为钢筋混混凝土圆形双双柱式墩；桥桥墩基础为单单排双列钻孔孔灌注桩基础础。桥墩盖梁梁为连续墩盖盖梁，按简支支梁计算盖梁梁内力及墩柱柱顶竖向反力力。桩基采用用为单排桩形形式。关键词：箱梁；；后张法；预预应力混凝土土ThedessignooftheeHeXiibriddgeAuthor::XXX(XXX,66118300)Instrucctor:XXXAbstracct:TheeproggramoofHeexiddesignnfor20mprre-strresseddconccretefreesuppoortedboxggirderrbriddge.TThisbbridgeehasTwoddrivewway.TTheuppsideofbrridgeisthhetyppeofassemmblyppartiaalpreestresssedrreinfoorcemeentcooncrettesimmpleuunderppropbboxgiirder..Inorrderttoredducetthegiirder’stalllnesss,redducetthesuuperioorcammberwwhichtheppre-sttresseedcauuses,theppostttenionningppre-sttresseedconncreteeboxgirdeerundderthhedessigneddloaddisddesignnedacccordiingtoothepartiicalppre-sttresseedconncreteeAmeember,,thegirdeeradooptthhemixxedcoomplexxofttheprre-strresseddreinnforciingstteelbbaranndtheenon--pre-sstresssedreeinforrcingsteellbar..Thepierofthhebriidge’sInffrastrructurreistherreinfoorcedconcrreteccircullardiistyleepilllar;PPier’sbeddrockforssingleelineedoubbleroowdriillhooleirrrigattionppileffoundaation..Briddgepiierpllateggirderrisccontinnualppierpplategirdeerwhiichcaalculaatespplatepier’sintternallforcceanddthepier’stoppvertticalforceeaccoordinggtotthesiimplebeam..Pileefounndatioonuseethesingllepillingfform.Keywordds:Boxggirderr;Posttensiioninggconccrete;;Presttresseedconncretee1前言1.1设计任务务由于河溪中断各各地方乡镇与与城市连通的的唯一要道，常常年靠渡过河河加之交通量量增长使得其其成为拥堵及及事故易发地地段，为了缓缓解交通压力力，体现二十十一世纪城乡乡改革面貌，特特修建河溪梁梁桥。1.2设计标准准《公路钢筋混凝凝土及预应力力混凝土桥涵涵设计规范》(JTGD62—2004)、《公路桥桥涵设计通用用规范》(JTGD60—2004)。汽车荷载按公路路-Ⅱ级，人群荷荷载按3KN/，每每侧栏杆、人人行道重量的的作用力分别别为8.5KNN/m计量。1.3任务要求求根据给定的设计计原始资料，拟拟定桥梁类型型、分孔布置置，选择上部部结构形式（不不同的情况可可采用不同分分孔布置，上上部构造形式式）。设计时时按设计内容容要求进行，并并控制设计进进度。通过本本毕业设计，对对桥梁设计计计算理论，计计算方法，施施工图设计有有一个全面的的掌握。完成成的设计资料料应达到并符符合施工要求求。2设计资料：2.1工程地质质水文情况“河溪溪工程”地处四川盆盆地东北部，处于川中丘陵区向川北低山区过渡地带风速偏低。气候自然生态区保护区构溪河5-6月多雨（类似江南的梅雨），7-8月受副热带高压控制，高温干旱，年降水量较低，无特大洪水记录。2.2地质情情况岩土土工程大致目目估情况HYPERLINK"/view/54636.htm"地质质构造简单，褶褶皱平缓。地地貌类型单一一，属中生代代侏罗纪岩层层，经流水侵侵蚀、切割、堆堆积形成的侵侵蚀丘陵地貌貌。河宽约80mm左右，跨构构溪河支流，两两岸土质优良良，透水性好好，水流常年年较稳定。土土层桥位地质质情况，从上上到下的土层层均为砂土、黏黏性土、砂砾砾。3.方案比选本设计有三种方方案，都采用用装配式，方方案一为装配配式钢筋混凝凝土简支梁桥桥，方案二为为后张法装配配式预应力混混凝土简支梁梁桥，方案三三为装配式预预应力混凝土土箱型梁桥。方方案比选是从从施工技术、适适用性、经济济性、美观性性等四方面比比较。表3.1各种种桥型方案优优缺点比较项目方案一方案二方案三装配式钢筋混凝凝土简支梁桥桥，跨径20m，4孔。后张法装配式预预应力混凝土土简支梁桥，跨跨径40m，2孔。装配式预应力混混凝土箱型梁梁桥，跨径20m，4孔。施工技术主梁采用预制吊吊装施工，施施工技术成熟熟，工艺要求求一般。主梁采用预制吊吊装施工，施施工技术成熟熟，工艺要求求较高。主梁采用预制吊吊装施工，施施工技术成熟熟，工艺要求求较高。适用性该梁桥受力明确确,构造简单,施工方便,便于工业化化生产,可节省大量量的模板和支支架,降低劳动强强度,缩短工期。但但是由于材料料强度不高而而重度较大，当当结构跨径增增大时，其自自重也相应增增加，所以承承载能力大部部分消耗于结结构自重，从从而限制了它它的跨越能力力。具备了装配式钢钢筋混凝土简简支梁桥的优优点。充分利利用了高强度度材料，所以以截面小，自自重较小，跨跨越能力提高高。刚度大，能能消除裂缝，并并提高桥梁的的耐久性。除了具备方案二二的优点。抗抗扭刚度大，横横向抗弯刚度度大，其稳定定性比方案一一、二好。经济性混凝土骨料可就就地取材，因因而成本低，维维护费用少。当当跨径在20m时，在此环环境中就增加加了桥墩数、基基础数量等，费费用也增加了了。与方案一比较，一一般可以节约约钢材30%-440%，跨径越大大，节省越多多。与方案二相同。美观性景观效果一般。采用两孔，比较较呆板。采用两孔，桥型型较好。综上所述，方案案三比方案一一、二较好，所所以采用装配配式预应力混混凝土箱型梁梁桥设计，桥桥梁构件的尺尺寸和形式趋趋于标准化，便便于预制和施施工，并节省省大量支架模模板和劳动力力，缩短工期期。4设计方法4.1设计思路路4.1.1横断断面设计由于河溪地区属属县级城市，为为适应其道路路交通量，故故决定其为二二级公路双车车道。桥面横坡的形成成通常有三种种形式。第一一种，对于板板桥或就地浇浇注的肋板式式梁桥，可将将墩台顶部做做成倾斜的；；第二种，采采用不等厚的的铺装层（包包括混凝土的的三角垫层和和等厚的路面面铺装层）；；第三种，桥桥宽较大时，可可直接将行车车道做成双向向倾斜。由于于本设计的桥桥宽不是特别别宽，且为了了设计方便和和节约成本，选选择了第二种种的桥面横坡坡形式。桥面横坡坡度一一般在1%-2%，考虑雨水水季节。故本本设计采用横横坡坡度为2%。图4.1桥横断面面图4.1.2纵断断面设计城市桥梁在平平面上宜做成成直桥，特殊情况时时可做成弯桥桥，其线型布置置应符合现行行的规范中的的规定。由于本桥路路线是在直线线上，故本设设计为直桥。在桥位处，河溪溪两岸相距80米，，故本本设计采用44～20m的预应力混混凝土箱形桥桥梁，全长80m，桥墩采用用双柱式配以以灌注桩基础础，具有施工工便利成熟、工工程造价低、美美观等优势。图4.2桥位位示意图4.1.3粱肋肋设计用杠杆原理法（适适用于荷载靠靠近主梁支点点时的荷载横横向分布，也也可用于双主主梁或横向联联系很弱的无无中间横隔梁梁的桥）和偏偏心压力法（适适用于桥上具具有可靠的横横向联系，且且桥的宽跨比比B/l≤0.5的情况）计计算荷载横向向分布。偏心心压力法具有有概念清楚、公公式简明和计计算简便等优优点，但是其其在推导中由由于做了横隔隔梁近似绝对对刚度和忽略略主梁抗扭刚刚度，导致了了边梁受力偏偏大，因此偏偏心压力法要要修正。然后后进行内力组组合，计算配配筋等。4.1.4设计计资料和横截截面布置1.标准跨径及及桥宽标准跨径：200m。计算跨径：199.88m。桥面净空：净--12.0附2x1.550人行道（双双车道）。2.设计荷载：：汽车荷载按按公路-Ⅱ级，人群荷载3KN/mm2，每侧栏杆杆、人行道重重量的作用力力约为8.5kNN/m。3.设计规范：：《公路钢筋筋混凝土及预预应力混凝土土桥涵设计规规范》(JTGD62—2004)及《公路桥桥涵设计通用用规范》(JTGGD60—2004)，按A类预应力混混凝土构件设设计此梁。4.施工方法采采用后张法施施工，预制主主梁时，预留留孔道采用预预留金属波纹纹管成型，钢钢绞线采用TD双作用千斤斤顶两端同时时张拉；主梁梁安装就位后后现浇60ccm宽的湿接接缝。最后施施工100mmm厚的沥青青桥面铺装层层（平均）。5.横截面布置置主梁间距与主梁梁片数：间距2.9m；片数为4片。6.主梁跨中截截面及主要尺尺寸拟定主梁高度：在计计算跨径的1/141/255,梁高采用1.2m。跨中和支点腹板板高度分别为为84cm、77cm。7.横隔梁的设设置五片横隔梁，设设置在距离翼翼缘108cm处4.1.5其他他横隔梁、桥面等等的设计方法法与梁肋的设设计方法类似似，不做介绍绍。4.2设计感受受首先流程大致概概括为：根据据设计荷载等等确定桥长、跨跨径及孔数。根根据《桥梁工工程》《公路路桥涵设计手手册》中的简简支梁桥的计计算进行行车车道板的计算算；荷载横向向分布计算；；主梁内力计计算；横隔梁梁内力计算及及挠度、预拱拱度的计算。根根据《结构设设计原理》进进行主梁、横横隔梁、行车车道板及墩台台与基础的截截面尺寸设计计及配筋计算算。根据《基基础工程》及及《公路桥涵涵设计手册》进进行墩台与基基础的设计。并并根据《桥梁梁工程》《基基础工程》拟拟订施工方案案。箱梁结构构稳定性对大大中跨结构有有很大优势。5设计评估使用上：桥上的的行车道和人人行道宽度保保证了车辆和和人群的安全全畅通，并满满足了将来交交通增长的需需要。桥型、跨跨度大小和桥桥下净空满足足了泄洪、安安全通航或通通车等要求。建建成的桥梁保保证了使用年年限，并便于于检查和维修修。经济上：桥梁设设计体现了经经济上的合理理性。在设计计中使桥梁的的总造价和材材料等的消耗耗为最少，充充分考虑了桥桥梁在使用期期间的运营条条件以及养护护和维修等方方面的问题。设计上：桥梁设设计根据因地地制宜、就地地取材、方便便施工的原则则，合理选用用了适当的桥桥型。整个桥桥梁结构及其其各部分构件件，在制造、运运输、安装和和使用过程中中具有足够的的强度、刚度度、稳定性和和耐久性。施工上:桥梁结结构便于制造造和架设。尽尽量采用了先先进的工艺技技术和施工机机械,利于加快施施工速度，保保证了工程质质量和施工安安全。美观上：由于构构溪河是生态态保护区，设设计的桥梁要要具有优美的的外形，故施施工设计中桥桥上灯饰和细细部构造表面面材质与景致致呼应。 环保上：桥梁设设计考虑了环环境保护和可可持续发展的的要求，包括括生态、水、噪噪声等诸方面面，从桥位选选择、桥跨布布置、上部结结构施工方法法等多方面考考虑环保要求求，采取了必必要的工程控控制措施，将将不利影响减减至最小，装装配式预制施施工适应这一一需求。在施工中，由于于进行灌注桩桩打孔时的噪噪音很大，为为了不打扰居居民休息，特特制定了在早早上7点半到晚上10点施工。6设计成果6.1总的成果果完成了桥梁上上部结构设计计,为了适应以以后交通量的的增长，特意意增加了桥梁梁等级。7总结7.1设计中的的难点与重点点钢束布置置、钢束预应应力损失估算算。7.2改进的地地方对材料的的选用，截面面的选取，钢钢筋和钢束的的布置，施工工图的绘制等等。8结束语紧张的毕业设计计终于划上了了一个满意的的句号，从七七月份至今，回回想起过去五五个多月的设设计，收获是是很大的。看看到展现在眼眼前的毕业设设计成果，不不仅使我对四四年来大学所所学专业知识识的进行了一一次比较系统统的复习和总总结归纳，而而且使我真正正体会了设计计的艰辛和一一种付出后得得到了回报的的满足感和成成就感。同时时也为以后的的工作打下了了坚实的基础础，也为以后后的人生作好好了铺垫。通过本毕业设计计，掌握了结结构设计的内内容、步骤、和和方法，全面面了解设计的的全过程；培培养正确、熟熟练的结构方方案、结构设设计计算、构构造处理及绘绘制结构施工工图的能力；；培养我们在在工程设计中中的配合意识识；培养正确确、熟练运用用规范、手册册、标准图集集及参考书的的能力；通过过实际工程训训练，建立功功能设计、施施工、经济全全面协调的思思想，进一步步建立结构工工程师的责任任意识。第二部分:河溪溪梁桥设计计计算书1.行车道板计计算考虑到主梁翼缘缘板内钢筋是是连续的，故故行车道板可可按悬臂板（边边梁）和两端端固结的连续续板（中梁）两两种情况来计计算。1.1悬臂板荷荷载效应计算算由于行车道板板宽跨比大于于2，故按单向向板计算，悬悬臂长度644cm。1.1.1恒恒载效应：1）桥面板可以以看成64ccm的悬臂板板，计算图示示如下：计算悬臂板根部部一期荷载内内力为：弯矩：剪力：2）成桥后桥面现浇部分完完成后，施工工二期永久作作用，由于边边梁悬出端没没有现浇部分分，此桥面可可以看成净跨跨径为0.64ccm的悬臂单向向板。人行道和栏杆的的重量：计算第二期恒载载内力如下：：弯矩：剪力：综上所述，悬臂臂根部永久作作用效应为：：弯矩:剪力:1.1.2活载效应左边悬臂板出，只只作用有人群群荷载，见图图1-1弯矩：剪力：承载能力极限状状态作用组合合：按“公预规”第4.1.22条1.2连续板板荷载效应计计算对于梁肋间的行行车道板，在在桥面现浇部部分完成后，行行车道板实质质是一个支撑撑在一系列弹弹性支撑上的的多跨连续板板，因此对于于弯矩，先计计算一个跨度度相同的简支支板在恒载和和活载作用下下的跨中弯矩矩M，再乘以偏偏安全的经验验系数加以修修正，以求得得支点处的跨跨中截面的设设计弯矩。，即主梁抗抗扭能力较大大，取跨中弯弯矩，支点1.2.1永永久作用1）主梁刚架设设完毕时桥面面板可以看成成39cm的悬悬臂单向板，如如下图图1-2尺寸图（单单位：mm）其根部一期恒载载内力为：弯矩：：剪力：：2）成桥后后先计算简支支板的跨中弯弯矩和支点剪剪力值，梁肋肋间的板的计计算跨径按下下列规定取用用：计算弯矩时时：但不大于于，本设计：：计算剪力时时：即式中：为板的计计算跨径，为为板的净跨径径，为板厚，为梁梁肋宽度。计计算图示见下下图1-3计算图示单单位：mm现浇部分桥面板板的自重：8cm混凝土土垫层和100cm沥青面面层：计算得到的简支支板跨中二期期恒载弯矩及及支点二期恒恒载剪力为：：弯矩：剪力：综上所述，连续续板恒载效应应如下：支点断面恒载弯弯矩：支点断面恒载剪剪力：跨中断面恒载弯弯矩：1.2.2活载效应1）公路-Ⅱ级级产生的内力力根据《桥规》，桥桥梁结构局部部加载时，汽汽车荷载采用用车辆荷载。后轮着地宽度度及长度为：顺行车方向轮压压分布宽度：：垂直行车方向轮轮压分布宽度度：荷载位于板中央央地带的有效效宽度：但不能小于取，产产生重叠，应应重求，两个荷载的有效效分布宽度：：，折合成一个荷载载的有效分布布宽度为：荷载位于靠近支支撑处的有效效宽度：但不能小于故取取支点和跨中之间间的有效分布布宽度可近似似按45支点与跨中中之间的有效效分布宽度可可近似按45°线过渡。为跨中汽车荷载载弯矩：为跨中汽车荷载载剪力：综上所述，连连续板荷载效效应如下：支点断面弯距：：支点断面剪力：：跨中断面弯距：：（即主梁抗抗扭能力大者者t/h<00.25）1.3内力力组合计算1.3.1承载能力极极限状态内力力组合计算（基基本组合）：：1）支点断面面弯矩：2)支点断断面剪力：3）跨中断面弯弯矩：1.3.2正常使用极极限状态内力力组合计算（短短期效应组合合）：1)支点断面面弯矩组合：：2)支点断断面剪力组合合：3）跨中断面弯弯矩组合：1.4行车车道板配筋悬臂板及连续板板支点采用相相同的抗弯钢钢筋，故只需需按其中最不不利荷载效应应配筋，即，其其高度h=25ccm,净保护层a=4cm，选用钢筋，则则有效宽度：：由公式：解得：=5＜＜ξb=0.533×203==108s===4000故选取5钢筋，钢钢筋间距为200mmm,此时所提供供给的钢筋面面积为565＞400。由于，其有效高高度h=18ccm,净保护层a=4cm，选用钢筋，则则有效高度：由公式：解得可知，跨中中、支点处配配筋相同，均均为5按《公预规》55.2.9条条规定，矩形形截面受弯构构建的截面尺尺寸应符合下下列要求：满足抗剪尺寸最最小要求。按《公预规》55.2.100条规定：，即即79.2KN时时不需要经行行斜截面抗剪剪强度计算，仅仅按构造要求求配置钢筋。根据《公预规》第第9.2.55条，板内应应设置垂直于于主钢筋的分分布钢筋，直直径不应小于于8,间距不应大大于200，因此此选取钢筋。2主梁内力力计算与配筋筋2.1主梁截截面几何特性性的计算本设计采用分块块面积法计算算,公式如下：：毛截面面积：==Σi；各分块面积对上上缘的静矩：：i=ii毛截面重心至梁梁顶的距离：：ys=Σi/Σi毛截面惯性矩计计算公式:=Σ[+Ai(yi-ys)2]式中:—分块面积i—分块面积积的重心至梁梁顶边的距离离ss—截面重心到到梁顶的距离离Si—各分分块对上缘的的面积矩—分块面积对对其自身重心心轴的惯性矩矩2.1.1预制制中主梁的截截面几何特性性1--4主梁横截面面图2.1.2检检验截面效率率指标以中跨截面面为例分块面积i())分块面积形心至至上缘距离ii()=ii（）分块面积的自身身惯性矩Ii()i=s－i(()分块面积对形心心的惯性矩xx=ii2()截面惯性矩=ii+x（）①522000904698×10041.409×110933056.85×110958.26×1109②28000203.3569.2×11040.0762××1092171.32×10091.369×1109③25200215542×10440.0103××1092051.059×11091.069×1109④27720063517602×110413.70×1109-21512.814××10926.51×1109⑤180000111019980×11040.486×1109-69085.70×110986.19×1109合计10324000=420=78043381×110415.68×1109157.74××109173.43××109中梁跨中截面几几何特性计算算表表1-1以跨中截面为例例上核心矩上核心心矩：s==下核心矩：x===截面效率指标：：==根据设计经验，一一般截面效率率指标取为0.45至0.55，且较大者者较经济。上上述计算结果果表明，初拟拟的主梁跨中中截面是比较较合理的。2.2主梁梁恒载内力计计算2.2.1一一期恒载（预预制梁自重）为了简化计算按按不变截面计计，主梁的恒恒载集度边主梁：中主梁：2.2.2二期恒载（桥桥面板接头）g2边主梁：0中主梁：2.2.3三期恒载（栏栏杆、人行道道、桥面铺装装）g3人行道和栏杆杆按8.5计算边主梁梁：中主梁梁：2.2.4主梁恒载汇汇总主梁恒载汇汇总表表1-2梁号荷载边主梁中主梁一期恒载25.7424.61二期恒载02.25三期恒载g15.3812.47恒载总和（）41.1239.332.2.5恒载内力计计算如图所示，设xx为计算截面面离左支座的的距离，并令令α=.图图1-5影响线主梁弯矩和剪力力的计算分别别公式如下：：=29.112=1533..502变化化点到支点的的距离为6.5主梁恒载内力计计算结果如下下表所示：主梁恒载内内力计算表表1-3项目（）（）L/2L/4变截面支点L/2L/4变截面支点=L0.5（１１－α）α47.5335.6521.250=L0.5（１１－２α）04.887.259.75一期恒载（）一号梁1223.422917.63546.9800125.61186.62250.97二号梁1169.711877.35522.9600120.1178.42239.95二期恒载（）一号梁00000000二号梁106.9480.2147.8130010．9816.3121.94三期恒载g（）一号梁g731.0111548.3326.830075.05111.51149.96二号梁g592.70444.56264.990060.8590.41121.58恒载总和g1++g2+g（）一号梁1955.3881465.933873.800200.67111.51400.92二号梁1869.3551402.111835.7300191.93285.14383.472.3主梁梁活载内力计计算2.3.1冲击系数的的计算f＜1.5HZZ时μ=0.0551.5μ≤f≤≤14HZ时μ＝0.17667lnf--0.01557f≥14HZ时μ=0.455其中==—结构的计算算跨径（）—结构材料的的弹性模量()—结构跨中截面面的截面惯性性矩()—结构跨中处的的单位长度质质量（），当换算为重力时时单位长度应应为（）G—结构跨中处处延米结构重重力（）由于是双车道，不不折减，故车车道折减系数数为：ξ=1。2.3.2横向分布系系数支点截面采用杠杠杆法计算，跨跨中截面采用用修正偏心压压力法。1)支点截截面1号梁2号梁图1-6支点点和跨中横向向分布系数（尺尺寸单位：）2)跨中截截面因为B/L=99.0/199.5=0..46<0..5,故可用修正正偏心压力法法计算。=1\*GB3①计算主梁的的抗扭惯矩对于箱形截面，抗抗扭惯性矩可可近似按下式式计算：=+=图1-7箱梁梁的计算模型型（单位：）翼缘板的平均换换算厚度：由知，,查查表得=2\*GBB3②计算抗扭修修正系数=3\*GB3③鉴于桥的对对称性，只要要计算1、2号梁即可，下下面采用修正正偏心压力法法计算横向分分布系数m本桥各根主梁的的横截面均相相等，梁数n=4，梁间距为2.9，则==1\*alphaabeticca.1号、2号梁在两个个边主梁处的的横向影响线线的竖标值为为==+=+0.48879×=00.47==-=-0.48879×=00.03==+=0.277=-=0.233=2\*alphaabeticcb.绘出荷载横横向分布影响响线，并按不不利位置布载载，如图1-6所示；其中中人行道缘石石至1号梁轴线的的距离为=1.655-1.5==0.15；；荷载横向分分布影响线的的零点到1号梁位的距距离为x，可按比例例关系求得：：==解得x=9..3m并据此计算出出对应各荷载载点的影响线线竖标。=3\*alphaabeticcc.计算荷载横横向分布系数数m1号梁：汽车车荷载：人群荷载：2号号梁：汽车荷荷载：人群荷载：荷载横向分布系系数汇总荷荷载横向分布布系数汇总表表表1-4荷载1号梁2号梁跨中c支点oco汽车0.75150．50.751人群0．515510．322302.3.3计计算活载内力力公路—Ⅱ级：人人群荷载：汽车荷载：集中荷载：计算剪力时据表1-3可可知：1号梁的恒载载内力比2号梁的要大大。而且荷载载横向分布系系数也大，所所以活载内力力也必然大，因因此可以得到到此结论，即即1号梁总的荷荷载效应比2号梁大，因因此可将1号梁的内力力作为控制内内力，只需计计算1号梁即可。在在可变作用效效应计算中，对对横向分布系系数的取值做做以下考虑：：支点处横向向分布系数取取,从离支点L/4处到支点的的区段内呈直直线形过度至至支点截面处处，跨中部分分采用不变的的mc。求各截面面的最大弯矩矩和剪力计算跨中截面最最大弯矩和最最大剪力时采采用直接加载载，计算公式式：S=Ω+y式中：S—所求求截面汽车（人人群）标准荷荷载的弯矩、剪剪力——车道均布荷荷载标准值——车道集中荷荷载标准值ΩΩ—影响线上同同号区段的面面积yy—影响线上最最大坐标值图1-8跨中截面作作用效应计算算图式=1\*GB3①跨中截面可变作用（汽车车）标准效应应：M=×0.75515×4..875×119.5-00.25155×4.8775×7.8875×0..8125++0.75115×1788.5×4..875=9927.399V=×0.75515×7..875×00.5×9..75-×00.25155×4.8775×0.00833+00.75155×214..2×0.55=94.886KN可变作用冲击效效应：M=9927.399×0.3==278.222VV=94.886×0.33=28.446KN可变作用（人群群）效应：MM=×0.51155×3××4.8755×19.55+0.48845×4..875×33×0.81125=799.26V=×0.55155×33×0.5××9.75++×0.48845×4..875×33×0.08833=4..06KN图图1-9四分点作用用效应计算图图式=2\*GB3②L/4截面处可变作用（汽车车）标准效应应：M=×0.75515×7..875×33.65633×19.55-×（1.21888+0.44063）×0.25515×4..87×7..875+00.75155×178..5×3.66563=6693.599V=×0.75515×7..875×00.75×114.6255-×0.22515×44.875××7.8755×0.08833+0..7515××214.22×0.755=152..78KN可变作用冲击效效应：M=693..59×0..3=2088.08V=1552.78××0.3=445.83KN可变作用（人群群）效应：M=×0.55155×33×3.65563×199.5+×（1.21888+0.44063）×0.48845×4..875×33=60.889V=×0.51155×3××0.75××14.6225+×0..4845××4.8755×3×0..0833==8.78KKN图1-10变截面截面面作用效应计计算图式=3\*GB3③变化点截面可变作用（汽车车）标准效应应：M=×7.8775×0.77515×22.17955×19.55-×2.55×7.8775×2.11795×00.16555-×7.8875×0..1225××(4.8775-2.55)×2..078-××7.8755×0.25515×4..875×00.20833+178..5×2.11795×00.75155=411..19V=×7.8775×0.77515×00.87188×17-××2.5×77.875××2.17995×0.11655-××7.8755×0.12225×2..375××0.83112-×7..875×00.25155×4.8775×0.00833+2214.2××0.87118×0.77515=1182.733KN可变作用冲击效效应：M=411.119×0.33=123..26V=1182.733×0.3==54.822KN可变作用（人群群）效应：M=×3×0..5155××2.17995×19..5+×2..5×3×22.17955×0.32208+×33×0.23375(4.875--2.5)×2.0778+×3××0.48445×4.8875×0..2083==20.200V=×3×00.51555×0.87718×177+×3×00.23755×2.3775×0.88312+×3×0.44845×44.875××0.08333=12..46KN图1-11支点截面作作用效应计算算图式=4\*GB3④支座截面处处可变作用（汽车车）标准效应应：M=0V=×7.8875×199.5×1××0.75115-0.55×7.8775×0.22515×44.875（0.91677+0.08833）+214..2×1×00.75155=213..84KN可变作用冲击击效应：V=2213.844×0.3==64.155KN可变作用（人群群）效应：M=0V=×3×0..5155××19.5××1+×3××0.48445×4.8875×（0.91667+0.00833）=18.662KN2)内力力组合内力组合计算算表1-5序号荷载类型L/4L/2变截面支点变截面L/4L/21)恒载1465.9331955.388873.8400.92111.51200.6702)汽车荷载693.59927.39411.19213.84182.73152.7894.863)汽车冲击效应荷载208.08278.22123.3664.1554．8245.8328.464)人群荷载60.8979.2620.2018.6212.468.784.065)基本组合S=11.2×1))+1.4［2)++3)］+1.122×4)3089.6554123.0881819.544891.14480.34528.69177.206)短期组合S=1)+0..7×2)++4)2012.3332683.8111181.833569.2311251.88316.4070.477)长期组合S=1)+0..7［2)+4)］1994.0772660.0441175.777563.64248.14313.7669.24基本组合：（用用于承载能力力极限状态计计算）Md=1.2MMg+1.4MMq+1.122MrVd=1.2VVg+1.4VVq+1.122Vr短期组合：（用用于正常使用用极限状态计计算）s=g+0.77+MrVs=Vg+0.7+VVr长期组合：（用用于正常使用用极限状态计计算）l=g+0.44(+r)Vl=Vg+0.4((+Vr)3截面设计计3.1预应应力钢束（筋筋）数量的确确定及布置3.1.1首先根据跨跨中截面正截截面抗裂要求求，确定预应应力钢筋数量量。一、预应力钢钢筋及普通钢钢筋数量的确确定及布置(1)预应应力钢筋数量量的确定及布布置首先，根据跨中中截面正截面面抗裂要求，确确定预应力钢钢筋数量。为为满足抗裂要要求，所需的的有效预加力力为：式中：—短期效效应弯矩组合合设计值，由由内力组合计计算表查得A、WW—估算钢筋数数量时近似采采用毛截面几几何性质—预应应力钢筋的合合力作用点至至截面中心轴轴的距离设预应力钢筋截截面重心距截截面下缘为==100，则则预应力钢筋筋的合力作用用点至截面中中心轴的距离离为=7800-100==680；钢筋估算时，截截面性质近似似取用全截面面的性质来计计算，由表1-1可知跨中截截面全截面面面积A=10332400；；全截面对抗裂验验算边缘的弹弹性抵抗矩为为W=I/=1174.433/780==223.6628；所以有效效预加力合力力为：N预应力钢筋的张张拉控制应力力为，预应力力损失按张拉拉控制应力的的20%估算，则可可得需要预应应力钢筋的面面积为：AA=采用6束7111.1的预应力钢钢筋，OVM155-7型锚具，供供给的预应力力钢筋截面面面积为：A=6×77×74.22=31166.4；采用用金属波纹管管成孔，预留留孔道直径75。预应力力筋的布置见见图所示：构造要求：预留留孔道间净距距40，梁底净净距≮50，梁侧净净距≮35，图中布布置均满足以以上要求。跨中断面锚固断断面图1-12预应力筋的的布置图（尺寸单位cm）图1-13预应力钢束束纵断面图（尺寸单位cm）预应力筋筋束的曲线要要素及有关计计算参数计算算表1-6钢束编号升高值（）弯起角(。)起弯点距离跨中中长度（）锚固点距离跨中中长度（）曲线半径1（1`）9505.55749804300002（2`）7005.520529828300003（3`）1251.4947798403000各计算截面面预应力钢束束的位置和倾倾角表表1-7计算截面锚固截面支点截面变截面L/4截面跨中截面截面距离跨中（）98249750725048750`钢束到梁底距距离1（1`）9509457044752002（2`）700692452220903（3`）125123909090合力点592587415262127钢束与水平夹角（°）1（1`）5.502（2`）4.503（3`）1.40平均值33.810(2)普通通钢筋数量的的确定及布置置按极限承载力确确定普通钢筋筋，设预应力力束合力点和和普通钢筋的的合力作用点点到截面底边边距离，。依据桥规（JTTGD62）第4.2..3条确定箱箱形截面翼缘缘板的有效宽宽度对于中间间梁：图1-14有有效宽度计算算图式（尺寸单位cm）连续梁中部梁段段：分别为腹板板上，下各翼翼缘的有效宽宽度和实际宽宽度；为相关关梁跨内中部部的翼缘有效效宽度的计算算系数。翼缘有效宽宽度计算表1-8截面位置翼板所处方位理论跨径(m))宽跨比有效宽度比有效宽度中跨跨中腹板外侧0.620=1120．0310.39腹板内侧0.0510.63所以：有效宽度度=2（0.39++0.63++0.18）=2.4mm由公公式求得x：解得：<1800mm中性轴在顶板中中通过，为第第一类箱形；；则则=图1-15非非预应力钢筋布置图图（尺寸单位位：cm）采用5根直径为为25mm的HRB3335钢筋，提供供钢筋面积。钢钢筋重心到截截面底边距离离,预应力钢筋筋重心到截面面底边距离，则则预应力钢筋筋和普通钢筋筋的合力作用用点到截面底底边的距离为为：=833.2截面面几何特性计计算关于普通钢筋换换算面积计算算，按等效换换算原理：截面几何性质质的计算需根根据不同的受受力阶段分别别计算。主梁从施工到运运营经历如下下几个阶段：：3.2.1主梁混凝土土浇筑，预应应力筋束张拉拉（阶段一）混凝土浇筑并达达到设计强度度后，进行预预应力筋束的的张拉，但此此时管道尚未未灌浆，因此此，其截面几几何性质计入入了普通钢筋筋的换算截面面，但应扣除除预应力筋预预留管道的影影响。该阶段段顶板宽度为为2400。3.2.2灌浆封锚，吊吊装并现浇顶顶板500mmm的湿接缝缝连接段（阶阶段二）预应力筋束张拉拉完成并进行行管道灌浆、封封锚后，预应应力束就已经经能够参与全全截面受力，再再将主梁吊装装就位，并现现浇顶板500的连接接缝时，该阶阶段的自重荷荷载由上一阶阶段的截面承承受，此时，截截面几何特性性应计入了普普通钢筋、预预应力钢筋的的换算截面性性质。该阶段段顶板宽度仍仍为2400。3.2.3三期恒载及及活载作用（阶阶段三）该阶段主梁截面面全部参与工工作，顶板宽宽度为2900，截截面几何性质质计入了普通通钢筋和预应应力钢筋的换换算截面性质质。图1-16支点截面尺尺寸图（尺寸单位cm）图1-17跨中截面尺尺寸图（尺寸单位cm）第一阶段跨中截截面的几何特特性计算表表1-9分块名称分块面积Ai(()Ai重心至梁顶顶距离()对梁顶边的面积积矩Si=Aiyi()自身惯性矩Iii()ys-yi()Ix=Ai(yys-yi)()I=Ii+Ixx()混凝土全截面452425.71121.87—180.305非预应力钢筋换换算面积116016.5020-7267.498预留管道面积1073-29.980-639-11.4088净载面面积434.0412.2322121.87-3.605118.2655第一阶段L/44截面的几何何特性计算表表表1-10分块名称分块面积Ai(()Ai重心至梁顶顶距离()对梁顶边的面积积矩Si=Aiyi()自身惯性矩Iii()ys-yi()Ix=Ai(yys-yi)()I=Ii+Ixx()混凝土全截面452425.71121.87-40.015非预应力钢筋换换算面积116016.5020-7127.212预留管道面积938-26.20880-490-6.708净载面面积448416.0044121.870.519122.3899第一阶段变化点点截面的几何何特性计算表表