毕业设计（论文）-莒河预应力混凝土简支T型梁桥.docx

青岛理工大学毕业设计青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目：莒河预应力混凝土简支t 型梁桥学生姓名： 学生学号： 201272155 院系名称： 土建工程系 专业班级： 道桥126班 指导教师： 2015年 6 月 12日毕业设计任务书专业 道路桥梁技术 班级 道桥126班 姓名 陈祥杰 下发日期 2014年12月22日 题目莒河预应力混凝土简支t型梁桥专题中小跨度装配式预应力混凝土简支t梁设计主要内容及要求依照本任务书所提出的条件，遵照有关设计规范，进行莒河预应力混凝土简支t型梁桥的设计。要求同学通过本毕业设计,掌握桥梁结构荷载的布置方法、掌握主梁的设计方法、掌握桥梁支座的计算方法、掌握桥梁墩台的设计与计算、掌握桥梁基础的设计与计算等。本设计要求达到安全可靠、技术先进和经济合理的目标，设计方法上有一定的创新。说明书和计算书要求文理通顺、标题明显、段落分明、数据准确和图文并茂。施工图纸要求严格按照现行制图标准进行绘制和编制，所表达的内容要正确、标准和完整。主要技术参数(一) 工程概况该桥位于省道143线莒南县南边，横跨秀珍河，桥址场地地质相对平坦。上部结构采用装配式后张预应力混凝土t型简支梁桥，桥梁主梁标准跨径44m，共1跨，双向两车道。经技术经济比较，下部结构采用柱式桥墩、轻型桥台、钻孔灌注桩基。(二) 工程水文地质情况1.地形地貌桥位处地貌类型为剥蚀残丘地貌，区域构造背景稳定，场地稳定性良好。2.各岩土层分布根据勘探资料，场区内的地层自上而下分述如下：(1)杂填土：场区普遍分布，主要由建筑垃圾组成，成分杂乱，局部地面为水泥块石地面，结构坚硬。该层厚度0.52.00m,平均厚度1.02m。(2)素填土：场区普遍分布，黄褐色、褐色、灰褐色，主要由粘性土组成，质较纯，局部混少量砾碎石，结构松散，该层厚度1.04.3m,平均厚度2.64m，工程性质很差，不能用作拟建物的地基持力层。(3)中砂：场区普遍分布，黄-浅黄色，主要成分为石英，含少量长石及云母细片，分选、磨圆好，质纯，饱和，中密，局部变相为细砂，层厚2.56.2m，平均4.68m。地基承载力特征值245kpa，压缩模量20mpa，极限侧阻力标准值200kpa。(4)含砂粉质粘土：场区普遍分布，褐黄土黄色，稍有光泽，含少量暗红褐色铁锰质氧化物斑点，含约25%30%中粗砂粒，局部夹砂薄层，呈透镜体分布。层厚2.14.0米m，平均3m，地基承载力特征值205kpa，压缩变形模量10mpa，极限侧阻力标准值120kpa。(5)中风化变粒岩：场区普遍分布，层厚未透，褐黄灰绿色，成分主要为长石、云母,少量石英，变粒结构，块状构造。地基承载力特征值1500kpa，弹性模量5000mpa，极限端阻力标准值10000kpa。3.地下水钻探期间实测地下稳定水位埋深为1.23.0m，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 (三)本工程主要技术参数1.设计荷载：汽车荷载为公路桥涵设计通用规范中的公路 级，人群荷载为3.5kn/。2.桥面宽度为整齐式双向两车道，人行道宽度为3.0m。3.桥面纵坡：0%。4.桥面横坡1.5%，人行道横坡1.5%。5.主梁标准跨径：44m。(四) 设计要点1.结构形式该桥设计为简支梁桥，上部结构采用预应力钢筋混凝土t形梁桥，桥面为连续铺装，桥两端设伸缩缝。下部结构：采用柱式桥墩，轻型桥台，钻孔灌注桩基。2.主要材料：（1）桥面铺装采用c30防水混凝土。（2）主梁采用c50混凝土。（3）盖梁、系梁、桥头搭板、桥墩、柱、台身等均用c30混凝土。（4）预应力混凝土t型梁采用预应力15.2钢绞线；普通钢筋主筋采用hrb400级钢筋，其他均用r235级钢筋。（5）支座自选。3.结构尺寸：可参考标准设计尺寸及其它相关资料。进度及完成日期2014年3月11日3月17日 准备资料及桥梁上部结构的尺寸拟定2014年3月18日4月07日 主梁内力计算2014年4月08日4月14日 预应力钢束设计2014年4月16日4月28日 主梁各阶段验算2014年4月29日5月05日 横隔梁内力计算、配筋设计2014年5月06日5月12日 行车道板的内力计算和配筋计算2014年5月13日5月19日 支座计算2014年5月20日5月26日 盖梁、桥墩的内力计算及配筋设计2014年5月27日6月02日 桩基的内力计算及配筋设计2014年6月03日6月09日 施工图绘制2014年6月10日6月23日 设计答辩：公开答辩、小组答辩、二次答辩3个环节系主任签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日盲 评 / 答 辩 委 员 会 评 语评定成绩周 记说明书(或论文)图 纸答 辩总 评答辩委员会主席签字日期（5%） （65%）（30%）百分制等级制青岛理工大学毕业设计（论文）评阅意见表设计（论文）题目评价项目评价标准（a级）满分评 分abcde文献资料利用能力能独立地利用多种方式查阅中外文献；能正确翻译外文资料；能正确有效地利用各种规范、设计手册等。10109876综合运用能力研究方案设计合理；设计方法科学；技术线路先进可行；理论分析和计算正确；动手能力强；能独立完成设计（论文）；能综合运用所学知识发现和解决实际问题；研究结果客观真实。20192017181516131412设计（论文）质量设计（论文）结构严谨；逻辑性强；语言文字表准确流畅；格式、图、表规范；有一定的学术水平或实际价值4037-4032-3628-3125-2724创新能力有较强的创新意识；所做工作有较大突破；设计（论文）有独到见解151513-1411-12109工作量工作量饱满；圆满完成了任务书所规定的各项任务。151513-1411-12109总分是否同意将该设计（论文）提交答辩：是（ ） 否（ )具体评阅及修改意见： 评阅人： 年 月 日注：1.请按照a级标准，评出设计（论文）各项目的具体得分，并填写在相应项目的评分栏中； 2.计算出总分。若总分60分，“设计（论文）质量”24分，建议不能提交论文评阅乃至盲评。该设计（论文）须限期修改合格后重新申请盲评。 3.评阅意见栏不够可另附页。摘要本设计是根据设计任务书的要求和相关规范的规定,对莒南县143省道预应力混凝土简支梁桥进行设计的。对该桥的设计，应遵循“安全、经济、美观、实用”的设计原则。跟据桥址的具体情况并结合设计要求确定装配式后张法预应力混凝土简支梁桥(夹片锚具)为最佳方案。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用中恒载以及活载的作用力，采用整体自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、刚性法求出活载横向分布系数，并运用最大荷载法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并对桩基础进行了计算和验算。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，并充分利用了cad、word、excel等软件进行编档、排版，打印出图及论文。关键词 ：预应力混凝土；简支；配筋abstractthe design is based on the provisions of the requirements of the mission design and specifications, design of junan county highway 143 prestressed concrete beam bridge .the design of the bridge, should follow the “safety, economic, beautiful, practical” design principles. according to the specific condition of bridge cite and design requirements ,we determine precast post-tensioned prestressed concrete beam bridge as the best choose.in the design of bridge upper structure, the calculation of focused on analysis of the bridge is in use in constant load and live load force, using the whole weight coefficient, load of constant load internal force calculation. using the lever principle method, rigid law live load transverse distribution coefficient, and using the maximum load live load. the beam reinforcement calculation, estimation of the loss of prestress steel strand, and prestressed phase and use phase of the main beam section of the strength and deformation calculation, anchorage zone local strength calculation and the calculation of the deflection of. the substructure adopts to bored pile for foundation of pier column, using rubber bearing, and the pile foundation calculation and checking.the design of all design drawings using computer aided design drawing, and make full use of the cad, word, software such as excel, archiving, publishing, print out maps and papers.key word : prestressed concrete ; simply-supported ; reinforcement目录摘要- 7 -abstract- 8 -第1章 设计资料及构造布置- 1 -1.设计资料- 1 -1.1.桥梁跨径及桥宽- 1 -1.2.设计荷载- 1 -1.3.材料及工艺- 1 -1.4.设计依据:- 1 -1.1.5.基本计算数据(见表1.1)- 1 -1.2.横截面布置- 3 -1.2.1.主梁间距和主梁片数- 3 -1.2.2.主梁跨中截面尺寸拟订- 3 -1.3.横截面沿跨长的变化- 6 -1.4.横隔梁的布置- 6 -第2章 主梁作用效应计算- 7 -2.1.永久作用效应计算- 7 -2.1.1.永久作用集度- 7 -2.1.2.永久作用效应- 8 -2.2 可变作用效应计算- 9 -2.2.1.冲击系数和车道折减系数- 9 -2.2.2.计算主梁的荷载横向分布系数- 10 -2.2.3.车道荷载的取值- 14 -2.2.4.计算可变作用效应- 14 -2.3.主梁作用效应组合- 17 -第3章 预应力钢束的估算及其布置- 19 -3.1.跨中截面钢束的估算和确定- 19 -3.2 预应力钢束布置- 20 -3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置- 20 -3.2.2 钢束起弯角和线形的确定- 22 -3.2.3 钢束计算- 24 -第4章 计算主梁截面几何特性- 27 -4.1 截面面积及惯矩计算- 27 -4.1.1 .净截面几何特性计算- 27 -4.1.2.换算截面几何特性计算- 28 -4.2.截面净距计算- 29 -4.3.截面几何特性汇总- 33 -第5章 钢束预应力损失计算- 35 -5.1.预应力钢束与管道壁之间引起的预应力损失- 35 -5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失- 36 -5.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失- 37 -5.4由钢束应力松弛引起的预应力损失425.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失425.5.1. 徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算435.5.2.计算l6435.6预加力计算及钢束预应力损失汇总48第6章 主梁截面承载力与应力验算516.1 持久状态承载能力极限状态承载力验算516.1.1 .正截面承载力验算516.1.2. 斜截面承载力验算536.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算566.2.1 .正截面抗裂验算566.2.2. 斜截面抗裂验算576.3 持久状态构件的应力验算606.3.1 .正截面混凝土压应力验算606.3.2 .预应力筋拉应力验算626.3.3 .截面混凝土主压应力验算636.4短暂状态构件的应力验算16.4.1.预加应力阶段的应力验算16.4.2. 吊装应力验算2第7章 主梁端部的局部承压验算47.1 局部承压区的抗裂性验算47.2局部抗压承载力验算5第8章 主梁变形验算88.1计算由预加力引起的跨中反拱度88.2计算由荷载引起的跨中挠度118.3结构刚度验算128.4预拱度的设置12第9章 横隔梁计算139.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用139.2 跨中横隔梁的作用效应影响线149.2.1.绘制弯矩影响线149.2.2.绘制剪力影响线159.2.3.截面作用效应计算169.2.4.截面配筋计算18第10章 行车道板计算2010.1悬臂板荷载效应计算2010.1.1.永久作用2010.1.2. 可变作用2110.1.3 .承载能力极限状态作用基本组合2110.2连续板荷载效应计算2110.2.1 .永久作用2210.2.2. 可变作用2410.2.3 .作用效应组合2610.3 截面设计、配筋与承载力验算26结论29致谢30参考文献31前言第1章 设计资料及构造布置1. 设计资料1.1.桥梁跨径及桥宽 标准跨径:44m; 主梁全长:43.96m; 计算跨径:43m; 桥面净空:净7m+21.5m+23.75 =17.5m;1.2.设计荷载 公路i级，人群荷载3.5kn/m2,每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别为1.52kn/m和4.99kn/m。1.3.材料及工艺 混凝土：主梁与横隔梁均采用c50混凝土，桥面铺装用c30混凝土； 预应力钢筋: 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d622004）的直径15.2钢绞线，每束五根，全梁配六束，抗拉强度标准值=1860mpa。 普通钢筋:直径大于和等于12mm的采用hrb335钢筋，直径小于12mm的均用r235钢筋。 工艺:按后张法施工工艺要求制作主梁，采用内径70mm，外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。1.4.设计依据: (1)公路工程技术标准（jtg b01-2003）； (2)公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）； (3)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d62-2004）； (4)公路桥涵施工技术规范（jtj 041-2000）； (5)预应力筋用锚具、夹具和连接（gb t14370-93）； (6)公路桥梁板式橡胶支座规格系列（jtt663-2006）； (7)桥梁工程、结构设计原理等教材；1.1.5.基本计算数据(见表1.1)表1.1基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度cu,k mpa50.00 弹性模量ec mpa3.45104轴心抗压标准强度ck mpa32.40 轴心抗拉标准强度tk mpa2.65 轴心抗压设计强度cd mpa22.40 轴心抗拉设计强度td mpa1.83 短暂状态容许压应力0.7ck mpa20.72 容许拉应力0.7tk mpa1.76 持久状态标准荷载组合 容许压应力0.5ck mpa16.20 容许主压应力0.6ck mpa19.44 短期效应组合容许拉应力pt-0.85pc mpa0.00 容许主拉应力0.6tk mpa1.59 15.2 钢绞线标准强度pk mpa1860.00 弹性模量ep mpa1.95105抗拉设计强度 pd mpa1260.00 最大控制应力0.75pk mpa1395.00 持久状态应力标准荷载组合0.65pk mpa1209.00 材料重度钢筋混凝土1kn/m325.00 沥青混凝土2kn/m323.00 钢绞线3kn/m378.50 钢束与混凝土的弹性模量比ep无量纲5.65 图1.1结构尺寸图（尺寸单位：mm）1.2.横截面布置1.2.1.主梁间距和主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽t梁翼板。本桥主梁翼板宽度为2500mm,由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种:预施应力、运输、吊装阶段的小截面(b=1600mm)和运营阶段的大截面(b=2500mm)。净7m+21.5m+23.75（人行道）的桥宽采用7片主梁,如图1.1所示。1.2.2.主梁跨中截面尺寸拟订（1）主梁高度参考刘玲嘉主编的桥梁工程课本知道预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/81/16，标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用2400mm的主梁高度是比较合适的。（2）主梁截面细部尺寸t梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制t梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。根据公预规9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为550mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度150mm，以减小局部应按照以上拟定的外形尺寸绘制出预制梁的跨中截面图（见图1.2）图1.2跨中截面图（单位mm）（3）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表1.2。表1.2 截面几何特性列表计算表分块名称分块面积分块面积对上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯距分块面积对截面形心的惯距（1）（2）（4）（5）(7)=(4)+(6)大毛截面翼板37507.52812570312.578.3523020209230905229三角承托50018.3339166.52777.77867.51722792732282050腹板400011546000013333334-29.15339889016732224下三角262.5205525003281.25-119.1537266403729921马蹄1375222.5299062.571614.58-136.6525675680257472959887.5848854i=71581012小毛截面翼板24007.5180004500088.061861095318655953三角承托50018.3339166.52777.77877.2329820052984783腹板40001154600001333334-18.971511415.7816946415.78下三角262.5200525003281.25-104.4428632752866556马蹄1375217.5299062.571614.58-121.9420445375205169908537.5838729i=61970697.78注：大毛截面形心至上缘距离：小毛截面形心至上缘距离：（4）检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：下核心距： 截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。1.3.横截面沿跨长的变化如图1.1所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大，马蹄为配合钢束弯起而从第一道横隔梁处开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度也开始变化。1.4.横隔梁的布置试算结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。如图2.1所示本设计在桥跨两个五分点、跨中截面及端梁设置六道横隔梁，其间距为5.8m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部260mm，下部240mm，平均厚度250mm；中横隔梁高度为2050mm，厚度为上部180mm，下部160mm，平均厚度170mm。第2章 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。2.1.永久作用效应计算2.1.1.永久作用集度（1）预制梁自重 跨中截面段主梁的自重（第一道横隔梁至跨中截面，长15m）： 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m）： 支点段梁的自重（长1.98m）： 边主梁的横隔梁中横隔梁体积：端横隔梁体积：故半跨内横梁重力为： 预制梁永久作用集度（2）二期永久作用现浇t梁翼板集度边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：一片端横隔梁（现浇部分）体积：故：铺装由公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）3.6.4知道桥面铺装面层的厚度不宜小于8cm;由公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004） 3.6.3知道二级公路桥涵的沥青铺装层的厚度不小于5cm。8cm混凝土铺装：5cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给五片主梁，则：护栏、栏杆 两侧人行栏、防撞栏的重力分别为1.52kn/m和4.99kn/m。若将两侧防护栏均摊给五片主梁，则：边梁二期永久作用集度：2.1.2.永久作用效应设x为计算截面离左支座的距离，如图2.1所示，并令=x/l。主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：图2.1永久作用效应计算图表2.1永久作用效应计算表作用效应跨中=0.5四分点=0.25支点=0.0一期弯矩（knm）5847.464385.600.00 剪力（kn）0.00 271.98543.95二期弯矩（knm）2410.631807.980.00 剪力（kn）0.00 112.12224.25弯矩（knm）8258.096193.580.00 剪力（kn）0.00 384.1769.22.2 可变作用效应计算2.2.1.冲击系数和车道折减系数按公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。因此简支梁桥的基频可采用下列公式估算：其中：根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：按公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）4.3.1条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减22%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。本设计按两车道设计，因此在计算可变作用效应时不需进行车道折减。2.2.2.计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数mc如前所述，本设计桥跨内设四道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc。计算主梁抗扭惯性矩it由刘嘉玲主编的桥梁工程课本5-54公式可知对于t形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中：bi，ti相应为单个矩形截面的宽度和高度； ci矩形截面抗扭刚度系数； m梁截面划分成单个矩形截面的个数。对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：马蹄部分的换算平均厚度：图2.2示出了i的计算图示，i的计算见表2.2。图2.1 i计算图式（尺寸单位mm）表2.2 it计算表分块名称bi（cm）ti（cm）ti/bici（cm）it=(10m)翼板250.0017.0814.6370 1/3 4.15224腹板180.4020.009.015 0.3100 4.47392马蹄55.0032.500.5909 0.2090 3.9611212.58728计算抗扭修正系数对于本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，参考桥梁工程课本公式5-50则得：式中：计算得：=0.9551 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中：n=7, 。计算所得的ij值列于表2.3内。表2.3 ij 值计算表梁号111213141516171 0.44600.35110.24390.14290.0418-0.0592-0.16022 0.35110.27760.21030.14290.07550.0082-0.05923 0.24390.21030.17660.14290.0.10920.07550.41940.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429计算荷载横向分布系数 此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的宽跨比为= 故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=7，梁间距为2.50m，则 1号梁横向影响线的坐标值为11=0.4517=-0.16 由11和15绘制的1号梁横向影响线，确定了汽车荷载的最不利位置。设横向影响线的零点至1号梁位的距离为x，则 解得 x=11.04m 设人行道缘石至1号梁轴线的距离为，则=3-2.5/2=1.75m 根据几何关系，左侧第一个轮重对应的影响线坐标为（以表示影响线零点至汽车车轮的横坐标距离）：q1=q2=0.278 q3=0.193 q4=0.113 q5=0.033 q6=-0.047 q7=-0.127 r=0.5961号梁的横向影响线和最不利布载图式如图2.3所示。图2.3跨中横向分布系数m的计算图式（单位mm）可变作用（汽车公路i级）：两车道： 取最不利荷载，故取可变作用（汽车）的横向分布系数为mcq=0.469，可变作用（人群）：0.416。（2）支点截面的荷载横向分布系数m0 如图2.4所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，1号梁可变作用的横向分布系数可计算如下：可变作用（汽车）：可变作用（人群）：m=0.7图2.4支点横向分布系数m计算图式（单位mm）横向分布系数汇总（见表2.6）表2.4 1号梁的可变作用横向分布系数可变作用类别mcmq公路-i级0.4690.05人群0.4160.72.2.3.车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路i级的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值pk为：计算弯矩时：计算剪力时：2.2.4.计算可变作用效应在可变作用效应计算中，本设计对于横向分布系数额取值作如下考虑：支点处横向分布系数取m0从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m0直线过渡到mc，其余梁段均取mc。求跨中截面的最大弯矩和最大剪力（如图2.5所示）计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图7示出跨中截面作用效应计算图式，计算公式为：式中：s所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力；qk车道均布荷载标准值； pk车道集中荷载标准值； 影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。图2.5跨中截面作用效应计算图式（单位mm）可变作用（汽车）标准效应： 可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）标准效应：q=1.153.5=4.03(kn/m)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力图2.6为四分点截面作用效应的计算图式。图2.6四分点截面作用效应计算图式可变作用（汽车）标准效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）标准效应：求支点截面的最大剪力图2.7示出支点截面最大剪力计算图式。图2.9支点截面影响线图可变作用（汽车）效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）标准效应：2.3.主梁作用效应组合本设计按桥规4.1.64.1.8规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表2.5。表2.5 主梁作用效应组合序号荷载类别跨中截面四分点界面支点mmaxvmaxmmaxvmaxvmaxkn/mknkn/mknkn一期永久作用5847.460.00 4385.60271.98543.95二期永久作用2410.630.00 1807.98112.12224.25总永久作用=（1）+（2）8258.090.00 6193.58384.10769.2可变作用公路-i级1832.2597.561251.91169.79242.41可变作用汽车冲击282.1715.03192.7926.15 37.33可变作用（人群）标准效应282.829.18197.8320.4539.69标准组合=（3）+（4）+（5）+（6）10655.33121.777841.15600.491088.63短期组合=（3）+0.7（4）+（6）9823.4977.477267.75523.40978.58极限组合=1.2（3）+1.412869.90157.639454.88735.241314.82第3章 预应力钢束的估算及其布置3.1.跨中截面钢束的估算和确定根据公预规规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁带马蹄的t形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式：式中：mk持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表2.1取用；- c1与荷载有关的经验系数，对于公路ii级，c1取用0.565； ap一股6s15.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4cm2，ap=8.4cm2。 在一中已计算出成桥后跨中截面yx=146.71cm，ks=47.13cm，初估ap=15cm，则钢束偏心距为：ep=yx-ap=146.7-15=131.70（cm）。1号梁：.按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度fcd，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度fpd，则钢束数的估算公式为：式中：md承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表7取用； 经验系数，一般采用0.750.77，本设计取用0.76； fpd预应力钢绞线的设计强度，为1260mpa。计算得：根据上述两种极限状态，取钢束数n=7。3.2 预应力钢束布置3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置(1)对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本设计采用内径70mm，外径77mm的预留塑料皮波纹管，根据公预规9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm及管道直径1/2。根据公预规9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。根据以上规定，跨中截面的细部构造如图3-1所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：(2)由于主梁预制时为小截面，若钢束全部在预制时张拉完毕，有可能会在上缘出现较大的拉应力，在下缘出现较大的压应力。考虑到这个原因，本设计预制时在梁端锚固n1-n6号钢束，n7号钢束在成桥后锚固在梁顶，布置如图3-1。对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。按照上述锚头布置的“均匀”、“分散”原则，锚固端截面所布置的钢束如图3-1所示。钢束群重心至梁底距离为：为验核上述布置的钢束群重心位置，需计算锚固端截面几何特性。如图3-1计算锚固端截面特性计算见表3-1所示，钢束净截面几何特性计算见表3-2所示。a) 跨中截面 b) 锚固截面图3-1钢束布置图(尺寸单位：mm)表3-1钢束锚固截面几何特性计算表分块名称aiyisiiidi=ys-yiix=aidi2i=ai+ix(cm2)()(cm3)(cm4)()(cm4)(cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板400083200085333.390.3332638035.632723368.9三角承托52.517.4913.551.4580.93343857.4343908.85腹板12320128157696051514026.67-29.6710845405.762359432.3716372.51609873.595426710.12其中： (3-3) (3-4)故计算得： (3-5)