桥梁全长为630.7m双向6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁（计算书108页cad图16张）(内带cad图纸）
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6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁计算书108页
CAD图16张
桥梁全长为630.7m双向6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁计算书108页
预应力混凝土连续
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桥梁全长为630.7m双向6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁（计算书108页cad图16张）(内带cad图纸）,6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁计算书108页,CAD图16张,桥梁全长为630.7m双向6车道三跨预应力混凝土变截面连续梁计算书108页,预应力混凝土连续
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10第 1 页 共 110 页 xx 大桥设计 摘要 本文详细介绍了 xx 桥的设计过程，包括方案比选、总体规划设计、桥梁 跨径和截面尺寸拟定。经方案比选，决定该主桥采用预应力混凝土连续梁结构，跨 径组成为：80m+120m+80m，引桥采用 30m 预应力混凝土简支梁结构；对该桥主桥和 引桥进行了详细的计算分析，主要计算内容有：恒载内力计算、活载内力计算、墩 顶支反力计算、预应力配筋计算、承载力极限状态验算、正常使用极限状态验算、 应力验算等，通过计算可以验证该桥各项指标都满足规范要求。 关键词 预应力，混凝土，连续梁，简支梁 ABSTRACT This article introduces the design procedure of xx bridge in detail,which consists of scheme comparison,overall planning, span drafting,and choice of sectional dimension.After comparing,prestressed concrete continuous substructure is adopted for main bridge,and the span is 80 m plus 120 m plus 80 m,and prestressed concrete simple beam substructure of 30 m for bridge approach. Carrying on detailed computational analysis to this bridge of main bridges and bridge approach,Calculating mainly the content is as follows,permanent load internal force,live load internal force,end reaction of top surface of piers,the computation of distributed prestressed steel, bears the weight of the limit state checking computations of strength,uses state checking computations of limit,stress checking computations etc. every indexes of this bridge can meet the demand of standardizing through calculating. 第 2 页 共 110 页 KEY WORDS prestress,concrete,continuous beam,simple beam 第 3 页 共 110 页 目录 1. 前前 言言.5 2.2. 桥梁的总体规划设计桥梁的总体规划设计6 2.1 方案简介.6 2.2 主桥上部结构.6 2.1.1 主跨径的拟定6 2.1.2 纵向布置6 2.1.3 横截面设计7 2.1.4 桥面铺装和线形的选定7 2.3 引桥上部结构.8 2.3.1 主跨径的拟定8 2.3.2 纵向布置8 2.3.3 横截面设计8 2.3.4 桥面铺装10 2.3.5 主要材料10 3. 主桥计算主桥计算.11 3.1 主梁内力计算.11 3.1.1 计算模型11 3.1.2 荷载工况和荷载组合11 3.1.3 电算结果12 3.2 控制截面配筋计算.18 3.1.1 预应力钢筋数量的确定及布置19 3.3 持久状况正截面承载能力极限状态计算.22 3.3.1 主跨各控制截面正截面承载力计算22 3.3.2 边跨各控制截面正截面承载力计算28 4. 引桥计算引桥计算.34 4.1 设计资料及构造要求.34 4.1.1 设计资料34 4.1.2 主要结构尺寸35 4.2 主梁内力计算.36 4.2.1 恒载计算36 4.2.2 恒载内力计算38 4.2.3 活载内力计算40 4.2.4 主梁内力组合52 4.3 预应力钢束的估算及布置.56 4.4 截面几何特性计算.59 4.5 预应力损失计算.64 第 4 页 共 110 页 4.5.1 各项预应力损失的计算64 4.5.2 预应力损失组合69 4.6 承载能力极限状态计算.69 4.6.1 跨中截面正截面承载力计算69 4.6.2 斜截面抗剪承载力计算70 4.7 正常使用极限状态计算.73 4.7.1 全预应力混凝土构件抗裂验算73 4.7.2 变形计算77 4.8 持久状况应力验算.79 4.8.1 跨中截面混凝土法向正应力验算79 4.8.2 跨中截面预应力钢筋拉应力验算80 4.8.3 斜截面主应力验算80 4.9 短暂状态应力验算.83 4.9.1 上缘混凝土应力83 4.9.2 下缘混凝土应力83 5. 下部结构计算下部结构计算.85 5.1 桥梁支座、桥台及基础的选用.85 5.1.1 支座的选定85 5.1.2 桥墩的选定86 5.1.3 桥台的选定87 5.1.4 基础的选定88 5.2 主桥桩基础计算.89 5.2.1 设计资料89 5.2.2 多排桩的计算90 5.2.3 单桩承载力验算93 5.3 引桥桩基础计算.96 5.3.1 桩基础设计资料97 5.3.2 荷载计算98 5.3.2 计算桩长100 5.3.3 桩内力计算101 6.6. 结论结论107 致致谢谢108 参考文参考文献献108 第 5 页 共 110 页 1. 前 言 本次毕业设计的目的是使学生学会如何综合运用已学到的理论与实践知识， 解决中等复杂程度桥梁工程中的规划、设计以及施工方案等方面的问题。培养 学生初步具有工程师的基本技能。为此，学生必须在以下几个方面受到综合的 训练和提高： 1、系统地巩固和加深已学到的理论知识和桥梁实习所取得的经验； 2、遵循国家的建设方针，按照“规范” 、 “准则”的具体规定，使用设计手 册等参考书进行设计的独立工作能力； 3、提高计算和绘图的基本技能； 4、培养阅读文献、利用资料进行科研的能力； 5、了解桥梁设计的整个过程和全部内容； 6、掌握设计文件的编制方法； 7、熟悉与设计有关的各种设计依据、标准设计并了解有关设计参考资料。 本设计的课题名称为“xx 大桥设计” ，课题来源于工程实例，主要设计资 料有：桥址位置处地质剖面图、设计荷载（公路级汽车荷载） 、桥面要求 （双向六车道、无人行道） 、通航要求（三级航道） 。 本设计说明书正文部分共 4 章，第 2 章介绍了 xx 大桥的总体规划设计；第 3 章主要介绍了主桥的内力计算，包括主梁内力计算、控制截面的配筋计算和 正截面承载能力验算；第 4 章重点介绍了引桥的内力计算过程，包括主梁内力 计算、配筋计算、截面特性的计算及预应力损失计算等内容；第 5 章阐述了下 部结构的构造和计算。 本设计主要涉及到连续梁和简支梁的设计计算，这两种桥型都是目前国内 外普遍应用的桥型，其设计和计算的理论和方法比较成熟，这为本次设计提供 第 6 页 共 110 页 许多可参考的资料，使得本设计更加的合理和接近实际，很好地达到了毕业设 计的目的和要求。 2. 桥梁的总体规划设计 2.1 方案简介 本设计经方案比选后主桥采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，跨径 布置为 80m+120m+80m；两岸引桥均采用 30m 预应力混凝土简支梁结构，跨径 布置为 630m+530m；桥梁全长为 630.7m，如图 2-1 所示；双向 6 车道，设 计成两幅桥，桥面布置为 2（净 11.5+20.5m 防撞墙）+1m 中央分隔带，总 宽为 26m。按公路级汽车荷载进行设计；通航等级为三级。 淤泥（流塑饱和）40KPa 中粗砂（松散）KPa 中粗砂（坚密） KPa 强风化花岗岩 中风化花岗岩 i =2. 5位 i =2. 5位 i =2. 5位 i =2. 5位 位 位 位 位 20. 0 图 2-1 xx 桥立面布置 2.2 主桥上部结构 2.1.1 主跨径的拟定 主跨径定为 120m，边跨跨径根据国内外已有经验和文献1P80（见参考文 献，下同） ，为主跨的 0.60.8 倍左右，本文采用 0.667 倍，即 80m，则主桥总 跨径为 80+120+80=280（m）通航要求为三级航道，根据文献25.2.2，通航净 高采用 10m,净宽 B=100m,上底宽 b=75m,侧高 h=6m。 2.1.2 纵向布置 支点处梁高：根据文献1 P81 要求，梁高为 1/161/18L，取 L/16，即 7.5m。 第 7 页 共 110 页 跨中梁高：根据文献1P81 要求，梁高为 1/1.51/2.5 倍支点梁高，取 1/2.5，即 3m。 梁高沿桥纵向的变化曲线：根据文献3 P75，选用二次抛物线。 以支点梁顶为原点，曲线方程为： 5 . 7 20 3 800 1 2 xxY 2.1.3 横截面设计 上部结构根据通行双向 6 车道（每车道宽 3.5m）的要求，设计成两幅桥， 每幅桥采用单箱单室，单幅桥面宽为 12.5m，两边各设置 0.5m 宽度的防撞墙， 桥面净空为 11.5m。主梁截面细部尺寸的拟定（根据文献1P84 及3P90） ，如 图 2-2 所示。 图 2-2 主梁截面尺寸图（单位：cm） 顶板厚取 30cm；跨中处底板厚 30cm,以便布置预应力束，支点处底板厚为 1/101/12 倍的梁高，取 H/10，即 75cm，中间底板板厚成线形变化；跨中处腹 板厚度 40cm，支点处腹板厚度 70cm,中间腹板成线形变化；两边悬臂长度为 2.6m；上承托尺寸为 40cm120cm，下承托尺寸为 60cm60cm。 第 8 页 共 110 页 2.1.4 桥面铺装和线形的选定 桥面铺装：根据文献4P38，选用 9cm 厚的沥青混凝土铺装层，容重为24 。 3 kN m 桥面横坡：根据文献3P51 规定为 1.53，取 2，利用桥面铺装来 0 0 0 0 0 0 调整横坡。 桥梁纵坡：根据文献3P51 规定为不超过 34，本文取 2.5。 0 0 0 0 0 0 竖曲线：考虑两岸的引桥纵坡和桥面标高，参照文献5P103，具体拟定如 下： 副跨为直线，其坡度为 2.5，主跨（即 6、7 号墩之间）采用圆曲线，曲 0 0 率半径 R=1200m。 2.3 引桥上部结构 2.3.1 主跨径的拟定 采用预应力混凝土结构，选用 30m 标准跨径，实际跨径为 29.96m，计算跨 径为 29.16m。 2.3.2 纵向布置 沿桥纵向梁高不变化，根据文献1P65 规定，梁高为 1/141/25 倍跨径， 取 1/15，即 2.0m。 2.3.3 横截面设计 同主桥一样设计成两幅桥，单幅桥面宽为 12.5m，两边各设置 0.5m 宽度的 防撞墙，桥面净空为 11.5m。根据文献1P65 表 2-2-1， 主梁间距 1.82.5m， 取 2.1m，横桥向采用 6 片 T 梁，横断面布置及 T 梁细部尺寸见图 2-2、2-3、2- 4。 第 9 页 共 110 页 图 2-3 引桥横断面图（单位：cm） 图 2-4 T 形梁边梁横截面（单位：cm） 图 2-5 T 形梁中梁横截面（单位：cm） 第 10 页 共 110 页 2.3.4 桥面铺装 由于采用后张法预制 T 梁，架设好 T 梁后，上铺 8cm 厚 C40 混凝土现浇层， 再铺设 9cm 厚沥青铺装层。 桥面横坡：根据文献3P51 规定为 1.53，取 2，由桥面铺装来调 0 0 0 0 0 0 整横坡。 桥梁纵坡：根据文献3P51 规定为不超过 34，取 2.5。 0 0 0 0 0 0 2.3.5 主要材料 预应力主梁采用 50 号混凝土，防撞墙采用 30 号混凝土，引桥现浇层采用 40 号混凝土，预应力钢筋采用 17 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞线， 箍筋及构造钢筋采用 R235 及 HRB335 钢筋。 第 11 页 共 110 页 3. 主桥计算 3.1 主梁内力计算 3.1.1 计算模型 主桥内力计算采用 Midas 设计程序进行，主桥全长为 280m，共划分为 100 个单元，并且不考虑温度、支座位移等引起的内力，结构计算模型如图 3-1 所 示。 图 3-1 主桥计算模型 3.1.2 荷载工况和荷载组合 荷载计算工况包括：恒载计算工况（包括一期恒载和二期恒载） 、活载计算 工况（车道荷载） 。 按此计算模型及荷载条件，对该桥进行了承载能力极限状态基本组合和正 常使用极限状态短期效应组合。 各组合下的荷载分项系数按文献64.1.6 及 4.1.7 中规定取用。 基本组合：恒载取 1.2，活载取 1.4； 第 12 页 共 110 页 短期组合：恒载取 1.0，活载取 0.7（并且考虑冲击系数） 。 3.1.3 电算结果 主桥在各荷载工况下的内力结果及影响线如下列图表所示。 图 3-2 一期恒载弯矩图 图 3-3 一期恒载剪力图 第 13 页 共 110 页 图 3-4 二期恒载弯矩图 图 3-5 二期恒载剪力图 第 14 页 共 110 页 图 3-6 车道荷载剪力包络图 图 3-7 恒活相加反力图（单位：N） 第 15 页 共 110 页 图 3-8 活载变形图（单位：m） 图 3-9 跨中弯矩影响线 第 16 页 共 110 页 图 3-10 左边支点剪力影响线 图 3-11 右边支点剪力影响线 第 17 页 共 110 页 图 3-12 基本组合弯矩包络图 图 3-13 基本组合剪力包络图 第 18 页 共 110 页 图 3-14 车道荷载弯矩包络图 表 3-1 控制截面内力统计表 名称 控制截面 位置 基本组合弯矩 设计值)(mNMd 短期组合弯矩 设计值)(mNMS 左 L/41.22E+088.91E+07 跨中6.50E+073.99E+07 右 L/42.39E+08-1.82E+08 边跨 L/8 4.46E+08-3.50E+08 支点7.05E+08-4.99E+08 L/8 3.13E+08-2.46E+08 L/4 6.49E+07-4.57E+07 主跨 跨中1.68E+081.26E+08 表 3-2 支点反力统计表 节点号支点号 恒活相加反力值 （kN） 恒载反力值 （kN） 基本组合反力值 （kN） 1 左边跨支点 8.47E+036.70E+031.05E+04 31 左边中支点 5.11E+044.70E+046.21E+04 71 右边中支点 5.11E+044.70E+046.21E+04 101 右边跨支点 8.47E+036.70E+031.05E+04 3.2 控制截面配筋计算 第 19 页 共 110 页 3.1.1 预应力钢筋数量的确定及布置 3.1.1.1 估算力筋面积 参考文献15P370，按持久状况正截面抗裂要求估算力筋面积，下面以主 跨跨中截面为例说明其计算过程，其它截面的力筋计算结果见表 33 、表 3 4 持久状况正截面抗裂应满足下式： ，也即 （3- max 0.85()0 ppp NN e M AWW 1 0.85() s p p MW N e AW 1） 其中：-荷载短期效应弯矩组合设计值 S M A-毛截面面积 W抗弯惯性矩 -截面重心到预应力钢筋合力点的距离 p e -后张法预应力钢筋的合力 p N 由表 31 查取125892859N m S M 其中截面特性采用毛截面特性，对于跨中截面 。 PCXP eya ， 2 9.012Am1.216 CS ym1.784 CX ym 4 12.270 X Im 3 6.87780 X Wm 假设 =0.150m，则 P a1.7840.1501.634( ) P em 125892859 6.87780 61784712.7 11.634 0.85() 9.0126.87780 pe NN 各梁均采用15.2 钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积，抗 S 2 1 139 p Amm 拉强度标准值，张拉控制应力取 apk MPf1860 =1395Mpa,预应力损失按张拉控制应力的 30%估算：186075 . 0 75 . 0 pkcon f 第 20 页 共 110 页 所需预应力钢绞线的根数： =455.2，采用 1915.2 预应力钢筋束， () pe p consP N n A 61784712.7 (1 0.3) 1395 139 S 则需钢束数为 n=455.2/19=23.95,取 24 束。采用 OVM15-19 型锚具，供给的预应 力筋的截面面积，预留管道直径为 114mm。 2 24 19 13963384 P Amm 预应力筋束的布置见图 3-15 图 3-15 主跨跨中截面布筋图 表 33 主跨力筋数量表 截面 名称符号单位 支点 L/8L/4跨中 面积 A 2 m19.407 15.296 12.370 9.012 惯矩 I 4 m154.300 69.430 32.173 12.270 截面重心至 梁上缘距离 cs Y m 3.820 2.731 1.947 1.216 截面重心至 梁下缘距离 cx Y m 3.680 2.799 2.183 1.784 上缘 s W 3 m40.39267 25.42292 16.52429 10.09046 截面抵抗矩 下缘 x W 3 m41.92935 24.80529 14.73788 6.87780 梁高 h m 7.500 5.530 4.130 3.000 钢束重心至截面 重心的距离 p e m 3.670 2.581 1.797 1.634 主 跨 短期荷载弯矩 s M N m -498694459-245708204-45696974125892859 第 21 页 共 110 页 有效预加力 pe N N 102010803.2 68128002.8 17160535.2 61784712.7 力筋根数 751.6 501.9 126.4 455.2 力筋束数目 4028824 说明：主跨支点截面的力筋束数目为考虑弯矩折减后的力筋束数目。计算 过程如下(计算公式参见114.2.4)： 即 2 1 8 Mqa 此处支座选用 TPZ25000ZX 和 TPZ25000DX，两支座的顺桥向宽度均 为 C=2140mm,则 a=C+h=2.14+7.5=9.64m。 短期荷载效应组合下的支点反力 R=49713.8kN，则 q=R/a=5157.033kN/m,则 22 11 5157.03 1000 9.6459905129N m 88 Mqa 折减后的弯矩为 ， -558599588+59905129=-498694459N m s MMM 如表 31 中所示。按折减后的弯矩算得力筋束数目为 40 束。 表 34 边跨力筋数量表 截面 名称符号单位 左 L/4 L/2右 L/4右 L/8 面积 A 2 m9.012 10.937 14.202 16.525 惯矩 I 4 m12.270 20.510 53.326 90.702 截面重心至 梁上缘距离 cs Y m 1.216 1.584 2.436 3.062 截面重心至 梁下缘距离 cx Y m 1.784 1.916 2.564 3.063 上缘 s W 3 m10.09046 12.94823 21.89076 29.62195 截面抵抗矩 下缘 x W 3 m6.87780 10.70459 20.79793 29.61228 梁高 h m 3.000 3.500 5.000 6.125 钢束重心至 截面重心的距离 p e m 1.634 1.766 2.286 2.912 边 跨 短期荷载弯矩 s M N m 8908427239905530-182035486-349974213 第 22 页 共 110 页 有效预加力 pe N N 43720082.3 17104536.2 55954480.9 87517257.9 力筋根数 322.1 126.0 412.2 644.8 力筋束数目 1882234 3.3 持久状况正截面承载能力极限状态计算 3.3.1 主跨各控制截面正截面承载力计算 3.3.1.1 主跨跨中截面正截面承载力计算 主跨跨中截面尺寸及配筋情况见图 3-15。图中 = (13.78+33.72+53.72)/12=23.7cm p a =30023.7=276.3cm， pp hha 上翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） （93602+24300）/（1250-402）=36.8cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b =0.6120=72m, ,b=0.8m0.6 i ll 12 2.6 ,3.25bm bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 1 1 2.6 0.036 72 b l 1.0 f 所以，用同样的方法算得 11 1.0 2.62.6 mf bbm 2 3.25 m bm 12 2()2 (2.63.25)11.7 f bbbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126063384=79863840N， ppdA f 22.4 11700 36896445440N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按7986384096445440 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 即 1260 63384 304.8 22.4 11700 pdp cdf fA xmm f b 第 23 页 共 110 页 0 0.4 27631105 bh mm 将=304.8mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.411700304.8(2763304.8/2)/=208495.3 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =167526.8 0d MkN m 计算结果表明，主跨跨中截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度 =167526.8，仍满足要求） du MkN m 0d r MkN m 3.3.1.1 主跨 L/4 截面正截面承载力计算 主跨 L/4 截面尺寸及配筋情况见图 3-16。图中 图 3-16 主跨 L/4 截面配筋图 = (13.73+33.7)/4=18.7cm p a =41318.7=394.3cm， pp hha 下翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 52.5+（18002）/（730-552）=58.3cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b 第 24 页 共 110 页 =0.6120=72m, b=1.1m0.6 i ll 5 3.1 ,bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 5 5 3.1 0.043 72 b l 1.0 f 所以， 55 1.0 3.13.1 mf bbm 5 22 3.16.2 f bbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126021128=26621280N， ppdA f 22.4 6200 58380967040N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按2662128080967040 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 即 1260 21128 191.7 22.4 6200 pdp cdf fA xmm f b 0 0.4 39431577 bh mm 将=191.7mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.46200191.7(3943191.7/2)/= 102423.8 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =64884.5 0d MkN m 计算结果表明，主跨 L/4 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度 =64884.5，仍满足要求） du MkN m 0d r MkN m 3.3.1.3 主跨 L/8 截面正截面承载力计算 主跨 L/8 截面尺寸及配筋情况见图 3-17。图中 第 25 页 共 110 页 图 3-17 主跨 L/8 截面配筋图 = (13.77+25.74+65.7+85.7+105.7)/14=32.6cm p a =55332.6=520.4cm， pp hha 下翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 63.8+（18002）/（730-62.52）=69.8cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b =0.6120=72m, b=1.25m0.6 i ll 5 3.03 ,bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 5 5 3.03 0.042 72 b l 1.0 f 所以， 55 1.0 3.033.03 mf bbm 5 22 3.036.06 f bbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126073948=93174480N， ppdA f 22.4 6060 69894749312N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按9317448094749312 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 第 26 页 共 110 页 即 1260 73948 686.4 22.4 6060 pdp cdf fA xmm f b 0 0.4 52042081.6 bh mm 将=686.4mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.46060686.4(5204686.4/2)/= 452903.5 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =313299.3 0d MkN m 计算结果表明，主跨 L/8 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度 =313299.3，仍满足要求） du MkN m 0d MkN m 3.3.1.4 主跨支点截面正截面承载力计算 支点截面尺寸及配筋情况见图 3-18。图中 图 3-18 主跨支点截面配筋图 第 27 页 共 110 页 = (13.79+25.76+53.7+71.7+89.7+107.7+125.7)/20=36.3cm p a =750-36.3=713.7cm， pp hha 下翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 75+（18002）/（730-702）=81.1cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b ， b=0.7m0.2 (12080)40 i lm 5 2.95 ,bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 5 5 2.95 0.07 40 b l 1.0 s 所以， 55 1.0 2.952.95 ms bbm 5 22 2.955.9 f bbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 1260105640=133106400N， ppdA f 22.4 5900 811107181760N cdff f b h 因为，属于第二类 T 形截面133106400107181760 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x () pdpcdcdff fAf bxfbb h 即 () 1260 105640-22.4 (9500 1400) 811 1637.7mm 22.4 1400 pdpcdff cd fAfbb h x f b 0 0.4 71372854.8 bh mm 将=1637.7mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.414001637.7(7137163 00 (/2)()(/2) cdcdfff f bx hxfbb hhh 7.7/2)+22.4（5900-1400）811（7137-811/2）/1000000 = 874781.3kN m =705232.1 0d M kN m 计算结果表明，主跨支点截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度=705232.1，仍满足要求） du MkN m 0d MkN m 3.3.2 边跨各控制截面正截面承载力计算 3.3.2.1 边跨左 L/4 截面正截面承载力计算 边跨左 L/4 截面尺寸及配筋情况见图 3-19。图中 图 3-19 边跨左 L/4 截面配筋图 = (13.75+33.72+53.72)/9=27.0cm p a =30027=273cm， pp hha 上翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） （93602+24300）/（1250-402）=36.8cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b =0.880=64m, ,b=0.8m0.8 i ll 12 2.6 ,3.25bm bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 1 1 2.6 0.04 64 b l 1.0 f 所以，用同样的方法算得 11 1.0 2.62.6 mf bbm 2 3.25 m bm 12 2()2 (2.63.25)11.7 f bbbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126047538= 59897880N， ppdA f 22.4 11700 36896445440N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按5989788096445440 第 29 页 共 110 页 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 即 1260 47538 228.5 22.4 11700 pdp cdf fA xmm f b 0 0.4 27301092 bh mm 将=228.5mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.411700228.5(2730228.5/2)/= 156644.9 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =121518.7 0d MkN m 计算结果表明，边跨左 L/4 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度=121518.7，仍满足要求） du MkN m 0d MkN m 3.3.2.2 边跨 L/2 截面正截面承载力计算 边跨 L/2 截面尺寸及配筋情况见图 3-20。图中 图 3-20 边跨 L/2 截面配筋图 = (13.72+33.72)/4=23.7cm p a =350-23.7=326.3cm， pp hha 上翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 第 30 页 共 110 页 （93602+23700）/（1250-502）=36.9cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b =0.880=64m, ,b=1.0m0.8 i ll 12 2.6 ,3.15bm bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 1 1 2.6 0.04 64 b l 1.0 f 所以，用同样的方法算得 11 1.0 2.62.6 mf bbm 2 3.15 m bm 12 2()2 (2.63.15)11.5 f bbbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126021128= 26621280N， ppdA f 22.4 11500 36995054400N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按2662128095054400 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 即 1260 21128 103.3 22.4 11500 pdp cdf fA xmm f b 0 0.4 32631305.2 bh mm 将=103.3mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.411500103.3(3263103.3/2)/= 85454.3 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =64983.0 0d MkN m 计算结果表明，边跨 L/2 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度 =64983.0，仍满足要求） du MkN m 0d MkN m 3.3.2.3 边跨右 L/4 截面正截面承载力计算 边跨右 L/4 截面尺寸及配筋情况见图 3-21。图中 第 31 页 共 110 页 图 3-21 边跨右 L/4 截面配筋图 = (13.77+25.74)/11=18.1cm p a =500-18.1=481.9cm， pp hha 下翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 60+（18002）/（730-602）=65.9cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b =0.880=64m, b=1.2m0.8 i ll 5 3.05 ,bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 1 1 3.05 0.047 64 b l 1.0 f 所以， 55 1.0 3.053.05 mf bbm 5 22 3.056.1 f bbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126058102= 73208520N， ppdA f 22.4 6100 65990045760N cdff f b h 因为，满足上式要求，属于第一类 T 形截面，应按7320852090045760 宽度为的矩形截面计算其承载力。 f b 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x 即 1260 58102 535.8 22.4 6100 pdp cdf fA xmm f b 0 0.4 48191927.6 bh mm 第 32 页 共 110 页 将=535.8mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.46100535.8(4819535.8/2)/= 333193.8 0 (/2) ducdf Mf b x hx 6 10 kN m =238543.7 0d MkN m 计算结果表明，边跨右 L/4 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度=238543.7，仍满足要求） 。 du MkN m 0d MkN m 3.3.2.4 边跨右 L/8 截面正截面承载力计算 边跨右 L/8 截面尺寸及配筋情况见图 3-22。图中 图 3-22 边跨右 L/8 截面配筋图 = (13.79+25.78)/17=19.3cm p a =612.5-19.3=593.2cm， pp hha 下翼缘板的平均厚度为：（可用 CAD 计算面积） 67.5+（18002）/（730-652）=73.5cm f h 有效宽度的计算（参见114.2.3） f b 第 33 页 共 110 页 =0.880=64m, b=1.3m0.8 i ll 5 3 ,bm ,查114.2.3 图 4.2.3-2 得 1 1 3.0 0.047 64 b l 1.0 f 所以， 55 1.0 3.03.0 mf bbm 5 22 3.06.0 f bbm 首先按公式判断截面类型。代入数据计算得： ffcdppd hbfAf 126089794=113140440N， ppdA f 22.4 6000 73598784000N cdff f b h 因为，属于第二类 T 形截面11314044098784000 由的条件，计算混凝土受压区高度： 0 x () pdpcdcdff fAf bxfbb h 即 () 1260 89794-22.4 (6000 1300) 735 1228.0mm 22.4 1300 pdpcdff cd fAfbb h x f b 0 0.4 59322372.8 bh mm 将=1228.0mm 代入下式计算截面承载能力：x =22.413001228.0(59321 00 (/2)()(/2) cdcdfff f bx hxfbb hhh 228.0/2)+22.4（6000-1300）735（5932-735/2）/1000000 = 620753.7 mKN =446304.4 0d M kN m 计算结果表明，边跨右 L/8 截面抗弯承载力满足要求。 （注：在上述计算中，混凝土相对受压区高度=446304.4，仍满足要求） 。 du MkN m 0d MkN m 第 34 页 共 110 页 4. 引桥计算 4.1 设计资料及构造要求 4.1.1 设计资料 4.1.1.1 桥面净空：3.53+20.5=11.5m 4.1.1.2 设计荷载：公路级，结构重要性指数=1.0 0 4.1.1.3 材料性能参数： 4.1.1.3.1 混凝土 强度等级为 C50，主要强度指标为： 强度标准值 atkack MPfMPf65 . 2 , 4 . 32 强度设计值 atdacd MPfMPf83 . 1 , 4 . 22 弹性模量 ac MPE 4 1045 . 3 4.1.1.3.2 预应力钢筋采用 17 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞 线，其强度指标为： 抗拉强度标准值 ，抗拉强度设计值 apk MPf1860 apd MPf1260 弹性模量 ap MPE 5 1095. 1 相对界限受压区高度， 4 . 0 b 2563 . 0 pu 4.1.1.3.3 普通钢筋 4.1.1.3.3.1 纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 ，抗拉强度设计值 ask MPf400 asd MPf330 弹性模量 as MPE 5 100 . 2 相对界限受压区高度， 53 . 0 b 1985 . 0 pu 4.1.1.3.3.2 箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 ，抗拉强度设计值 ask MPf335 asd MPf280 第 35 页 共 110 页 弹性模量 as MPE 5 100 . 2 4.1.2 主要结构尺寸 主梁标准跨径m，计算跨径30 k L mLf16.29 主梁高度为 h=2000mm，主梁间距 s=2100mm，其中主梁上翼缘预制部分宽 为 1600mm，现浇段宽为 500mm,全桥由 6 片梁组成。 位 位 位 位 位 位 图 4-1 引桥立面图和平面图 第 36 页 共 110 页 图 4-2 T 形梁边梁横截面（单位：cm） 图 4-3 T 形梁中梁横截面（单位：cm） 4.2 主梁内力计算 根据拟定的主梁尺寸计算出毛截面面积及几何特性，结合活载作用下梁桥 横向分布的计算，即可求得各控制截面（一般取跨中、L/4 截面、L/8 截面、梁 肋变化处和支点截面为控制截面）的恒载和活载内力。 4.2.1 恒载计算 主梁截面几何特性计算（以跨中截面为准，见图 4-2 和 4-3，采用 AutoCAD 计算） 中梁截面： =36150786.7 =80.3cm Ix 4 cm ys =119.7cm A=7215 yx 2 cm 边梁截面： =37371042.9 =78.1cm Ix 4 cm ys =121.9cm A=7440 yx 2 cm 4.2.1.1 预制主梁（包括横隔梁）的自重 4.2.1.1.1 按跨中截面计算主梁每延米的自重 边梁 =0.74425=22.32 kN/m g 边1 中梁 =0.721525=21.645 kN/m g 中1 第 37 页 共 110 页 4.2.1.1.2 横隔梁折算成每延米的重量 中间横隔梁的体积为： （0.3+0.5）0.551/22+（1.34+1.559）0.1251/2+（1.559+1.6） 0.2651/2 20.155=0.322 3 m 端横隔梁的体积为： （0.3+0.5）0.551/22+（1.559+1.6）0.2651/2 20.155=0.266 3 m 边梁的横隔梁折算成线荷载： =（0.3224）+（0.2662） 1/225/29.96=0.759kN/m 2 g 边 中梁的横隔梁折算成线荷载： =2=20.759=1.518 kN/m 2 g 中 2 g 边 4.2.1.1.3 马蹄抬高，梁端加宽所增加的重量折算成线荷载为： 3.2.1.1.3.1 马蹄抬高部分（可看作四面体）折算成线荷载为： =41/4（5.83+0
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