毕业设计（论文）-沙河大桥上部结构设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 前言11 概述21.1 设计资料21.2 工程地质资料21.3 水文及气候资料21.4 设计依据22 方案比选32.1 方案比选的主要标准32.2 方案编制32.2.1 梁式桥32.2.2 刚架桥42.2.3 拱式桥42.3 方案比选53 主梁的设计53.1 设计资料53.1.1 技术设计标准53.1.2 材料63.2 主梁截面尺寸拟定63.2.1 横截面布置63.2.2 纵断面的布置83.2.3 毛截面几何特性84 恒载内力计算124.1 荷载的横向分布系数124.1.1 支点截面：杠杆法124.1.2 跨中截面：铰接板法134.2 内力计算184.2.1 活载内力计算184.2.2 恒载内力计算284.2.3 各截面内力计算305 钢筋面积的估算及布置345.1 预应力钢筋截面积估算355.2 预应力钢筋布置365.2.1 预应力钢筋布置365.2.2 支点截面钢束布置365.2.3 其他截面钢束位置及倾角计算375.2.4 钢束平弯段的位置及平弯角405.3 非预应力钢筋截面估计及布置406 主梁截面几何特性计算426.1 第一阶段：主梁预制并张拉预应力钢筋436.1.1 跨中截面437 持久状况截面承载能力极限状态计算517.1 正截面承载力计算517.2 斜截面承载力计算527.2.1 斜截面抗剪承载力527.2.2 斜截面抗弯承载力548 钢束预应力损失估算558.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制应力计算558.2 钢束应力损失558.2.1 预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失558.2.2 锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失578.2.3 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失598.2.4 钢筋松弛引起的预应力损失608.2.5 混凝土收缩、徐变引起的损失609 应力验算649.1 短暂状况下的正应力验算649.2 持久状况下的正应力验算659.2.1 截面混凝土的正应力验算659.2.2 持久状况下预应力钢筋的应力验算679.2.3 持久状况下的混凝土主应力验算6710 抗裂性验算7510.1 作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算7510.1.1预加力产生的构件抗裂验算边缘的混凝土预压应力的计算7510.1.2 由荷载产生的构件抗裂性验算边缘混凝土的法向拉应力的计算7510.1.3 正截面混凝土抗裂验算7510.2 作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算7610.2.1 主应力计算7610.2.2 主压应力的限制值7711 主梁变形（挠度）计算7811.1 荷载短期效应作用下截面不开裂挠度验算7811.1.1 可变作用引起的挠度7811.1.2 考虑长期效应的一期荷载、二期荷载引起的挠度7911.2 预加力引起的上拱度值计算7911.3 预拱度的设置8012 锚固区局部承压计算8113 行车道板配筋设计8413.1 桥面板的内力计算8413.1.1 恒载内力（以纵向宽的板进行计算）8413.1.2 活载内力8413.2 行车道板配筋及验算8613.2.1 行车道板的配筋8613.2.2 行车道板复核8714 附属设施设计8814.1 排水设施的设置8814.2 伸缩缝的设置8814.2.1 设计资料8814.2.2伸缩缝的计算8914.3人行道及护栏的设置8915 结论90致谢91参考文献9291前言随着经济不断发展，桥梁建设得到了飞速发展，它已从最开始的方便人们过河、跨海之用，已广泛应用于各种场合，它的用途不断多样化，它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化，不仅从功能上、规模上，还从美观上、经济效益上，逐渐与时代发展相协调。所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体，也是一道美丽的风景被人津津乐道。面对着新工艺、新挑战，原有的桥梁建设正面对历史的考验，当代建设者肩负着光荣而又艰巨的任务，为明天创造历史。本设计说明书所编写的是沈阳至阜新公路桥的上部设计方案。通过详细的勘察确定上部可变荷载，拟定桥梁尺寸，以确定相应的内力，配置以合适的预应力钢筋，使其提高桥梁的承载力，使达到桥梁的耐久性要求。在桥梁的使用期内，完成桥梁的使命。通过本次设计，我基本上掌握了桥梁上部设计的基本内容，从选截面尺寸，到配置钢筋，每一个细节都是经过多次考虑，通过反复验算，使桥梁结构满足要求，且以经济合理的材料用量完成。所以上部设计是要求桥梁设计者，从一开始就要考虑到最后，这样就不会盲目的试算。但通过试算，使我深刻了解到了适当的真正含义。本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识，使自己能够具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。 限于编者的水平，设计之中一定存在不少缺点，恳请老师批评指导。1 概述1.1 设计资料桥孔布置为525预应力混凝土简支桥梁，跨径为25m，桥梁总长为125m。设计车速为，整体式双向四车道。路线等级：一级公路；荷载等级：公路-I级荷载；人群荷载：。桥面宽： 1.2 工程地质资料该地区土质主要分5层：1、粉质粘土 2、卵石土 3、粉砂 4、强风化岩 5、弱风化岩。地下水类型为第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水层主要岩性为砾石，厚3m左右。地震烈度为八度。1.3 水文及气候资料桥梁位于辽宁省阜新市境内，年均气温7.6，年最高气温40.6，最低气温-28.4，年均降水量521.5mm，主要集中在78月份，年均蒸发量1675.7mm，无霜期150.7天，一年中的主要风向是西南风和西北风，线路经过季节性冻土标准冻深1.4m。1.4 设计依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）2 方案比选2.1 方案比选的主要标准桥梁设计的标准遵循以下原则：安全性、适用性、经济性、美观性，其中以安全性与经济性最为重要。桥型的选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工与养护的原则。很据原始资料及使用要求初步拟定一下三种方案。2.2 方案编制2.2.1 梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力（恒载和活载）的作用方向与桥梁结构的轴线接近垂直，因此与相同跨径的其他结构相比，桥梁内产生的弯矩最大，因此需要用抗弯、抗拉能力强的材料来建造，适合标准跨径的中等跨径桥。这种桥结构简单、施工方便，且对地基承载力要求也不高。（图2-1）图2-1 简支梁桥Fig 2-1 Simple beam Bridge 2.2.2 刚架桥桥跨结构主梁与墩台整体相连的桥梁称为刚架桥。由于梁和柱两者之间是刚性连接的，在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生负弯矩，在柱脚处产生水平反力，梁部主要受弯，但其弯矩较同跨径的简支梁小，梁内有轴力作用，因此，刚架桥的受力状态介于梁桥与拱桥之间，在竖向荷载的作用下，都会产生水平推力，为此，必须要有良好的地质条件或较深的基础，也可以用特殊的构造措施来抵抗水平推力的作用。（图2-2）图2-2 刚架桥Fig 2-2 Rigid Frame Bridge 2.2.3 拱式桥拱桥主要承重结构是主拱圈或拱肋，在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力。同时，墩台向拱圈或拱肋提供水平反力，这将大大抵消拱圈或拱肋中的由荷载产生的弯矩。因此，与同跨径的梁式桥相比，拱桥的弯矩、剪力和变形却要小得多，拱圈或拱肋以受压为主。拱式桥不仅跨越能力大，外形也比较美观，在允许条件按下，修建拱桥往往是经济合理的。但而为了确保安全，下部结构（特别是桥台）和地基必须具备能承受很大水平推力的能力。（图2-3） 图2-3 拱式桥Fig 2-3 Arch Bridge2.3 方案比选对上述三种桥梁结构形式的对比，经过对桥位所在附近地质的探测，包含其土壤的分层、物理力学性能、地下水等；调查和测量河流的水文情况（勘测时无水），包括河道性质，历年洪水资料等；当地有关气象资料：气温，雨量等。综合上述资料以及查得该地区地基承载力不是很高。且当地盛产建筑材料（砂、石料等），水泥钢材运输也方便。综合而言，预应力简支梁桥具有造价经济，施工工艺简单更成熟，施工工序相对简单，工期短，且最主要的是桥墩对基础承载能力要求不是很高，这样对于当地承载力不高的基础的要求就不大。故为使该桥做到结构先进可靠，施工方便，行车舒适，故推荐预应力简支梁桥方案。3 主梁的设计3.1 设计资料3.1.1 技术设计标准简支梁跨径：标准跨径L=25m，计算跨径l=24.5m； 桥面净宽： 荷载：公路-I级荷载；人群荷载：；安全等级为一级，结构重要性系数；环境：非严寒地区，类环境条件。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JDT D62-2004）要求，按照A类预应力混凝土构件设计此梁。施工方法采用后张法施工；预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型；钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇30cm宽的湿接缝。最后按1.5%施工沥青桥面铺装层。3.1.2 材料1)预应力钢筋：采用ASTM A416-97a标准的低松弛钢绞线（标准型），抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称直径15.2mm，公称截面积，弹性模量，锚具采用夹片式群锚。2)非预应力钢筋：HRB400级钢筋，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值；HRB335级钢筋，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值。3)混凝土：主梁采用C50，轴心抗压强度标准值，轴心抗拉强度标准值；轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值。3.2 主梁截面尺寸拟定3.2.1 横截面布置图3-1 主梁跨中预制阶段截面尺寸Fig 3-1 Pre-stage of the main beam under section size 图3-2主梁跨中使用阶段截面尺寸图 Fig 3-1 Girder cross-section size used in phase diagram 梁高：160cm；梁肋宽度：25cm；箱梁腹板（直腹式），取厚度：25cm；主梁间距：310cm；翼板宽度；280cm（30cm为湿接缝宽度）；翼板厚度：翼板端部12cm，翼板与腹板连接处18cm。根据“公路桥规”条文说明，由于箱型梁的顶板直接承受活载，为了改善其受力状态，顶板与腹板相交处设置承托。另外，设置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力，故采用1:1形式，取高度：6cm；底板宽度：腹板间距a和悬臂长b应满足，取a=160cm，b=60cm，则；腹板厚度：为满足抗剪及施工要求，取25cm。桥面铺装：面层 沥青混凝土10cm，容重， 三角垫层 防水混凝土15cm，容重。3.2.2 纵断面的布置横截面沿跨长的变化，靠近支点时为适应预应力钢筋的弯起布置，从跨截面截面，腹板和底板开始加厚。 图3-3 主梁端截面尺寸图(尺寸单位：cm)Fig 3-3 The main beam end section size chart(size unit: cm)3.2.3 毛截面几何特性（以中主梁使用阶段计算为例） 图3-4 中主梁使用阶段分割块（单位尺寸：cm）Fig 3-4 Stage in the main beam using the split block(size unit: cm)1)面积， 2)分块截面形心至上边缘距离，3)分块面积对上缘净距：，4)分块面积的自身惯性矩则，所以有， 5)自身惯性矩，故预制阶段的边主梁：，预制阶段的中主梁：，检验截面效率指标（以使用阶段中主梁为例）：上核心距： (3-1)下核心距： (3-2)截面效率指标： (3-3)根据设计经验：一般截面效率指标取,且较大者宜较经济，上述计算表明，初拟主梁跨中截面是合理的。4 恒载内力计算主梁内力由两大部分组成，各片主梁靠行车道板连成空间整体结构，当桥上作用荷载（桥面板上两个车轴，前轴轴重为，后轴轴重为），各片主梁共同参与工作，形成各片主梁之间的内力分布。计算活载：考虑各片梁的分布，汽车荷载所引起的各片梁的内力大小与梁的横断面形式、荷载作用位置有关。计算恒载：主梁自重。桥面铺装、人行道、栏杆总重除以梁片数，得到每片梁承担的重量。4.1 荷载的横向分布系数4.1.1 支点截面：杠杆法图4-1 支点截面杠杆法1、2号梁计算图示Fig 4-1 Fulcrum Lever 1,2 beam cross-section calculation icon1号梁： (4-1) (4-2)2号梁： （人群荷载对2号梁将引起负反力，故为有利荷载） 3号梁： （无影响），图4-2 支点截面杠杆法3号梁计算图示Fig 4-2 Fulcrum Lever Act section 3 on the calculation icon4.1.2 跨中截面：铰接板法由于此桥的宽跨比，故采用铰接板法计算。截面面积（不考虑钢筋的影响）：截面对形心轴的抗弯惯矩：a.截面的抗扭惯矩：将截面图形转化（图4-3）， (4-3) (4-4) 图4-3 计算抗扭惯距的截面转化图形Fig 4-3 Cross-section into shapesb.计算刚度系数： (4-5) 根据，查公路设计手册桥梁（上册）第一篇，附表二，在0.04-0.06之间，按直线内插可求的的影响线竖标值，1号、2号和3号梁列表如下：表4-1 影响线竖标值Table 4-1 Standard values of vertical impact line梁号单位荷载作用位置（第号梁中心）时的值12345610.040.3120.2390.1650.1170.0900.07710.060.3580.2570.1590.1010.0690.0550.04420.32170.24280.16370.11360.08560.072420.040.2390.2380.1920.1370.1050.09010.060.2570.2590.2000.1270.0870.0690.04420.24280.24240.2000.13490.10120.085630.040.1650.1920.2100.1790.1370.11710.060.1590.2000.2270.1860.1270.1010.04420.16370.19370.22870.18050.13490.1136表4-2 荷载横向折减系数Table 4-2 Lateral Load Reduction Factor横向布置车道数2345横向折减系数1.000.780.670.6图中内插得到活载作用位置的竖标值图4-4 铰接板法计算跨中截面的竖标值Fig 4-4 The law of the board stepped up in the rear section1号梁5列车4列车3列车2列车2号梁5列车4列车3列车2列车3号梁5列车4列车3列车2列车人群：3号梁2号梁1号梁表4-3 跨中荷载横向分布系数汇总如下Table 4-3 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁号横向分布系数采用值汽车5列汽车4列汽车3列汽车2列10.49010.48950.49110.48860.4911（3列）20.51860.51600.36110.46300.5186（5列）30.52730.50490.46370.38680.5073（5列）表4-4 荷载横向分布系数总汇Table 4-4 Summary of coefficient of lateral distribution of load梁号自跨中至段的分布系数支点分布系数汽车荷载人群荷载汽车荷载人群荷载10.49110.38100.5491.16120.51860.32591030.52730.2691104.2 内力计算4.2.1 活载内力计算桥面净宽：=15.5m，车辆双向行驶，横向车道数为4，考虑折减系数。公路-I级荷载：计算跨径l，位于5-50之间，集中荷载标准值，=180+；均布荷载标准值。人群荷载标准值为。计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，则计算剪力时，集中荷载标准值。结构基频： (4-5) 因为当时， = 0.1767-0.0157=0.2887取跨中截面： 图4-5内力活载跨中截面 Fig 4-5Cross section of internal forces in the impact of line1) 弯矩： 1号梁： (4-6) (4-7)2号梁： 3号梁： 2) 剪力： 1号梁 (4-8) (4-9)2号梁 3号梁 跨截面： 图4-6 内力活载跨截面 Fig 4-6Cross section of internal forces in the impact of line1) 弯矩： 1号梁 2号梁 3号梁 2) 剪力： m1号梁 2号梁3号梁变截面（截面处）： 图4-7 内力活载截面Fig 4-7Cross section of internal forces in the impact of line1) 弯矩：， 1号梁=2号梁3号梁2)剪力1号梁 2号梁3号梁 支点截面：计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取，取，支点至段的横向分布系数按直线变化。 图4-8 内力活载支点截面Fig 4-8 Live load pivot section internal force计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取，取，支点至段的横向分布系数按直线变化。1号梁 (4-10) (4-11) (4-12) 2号梁 3号梁 4.2.2 恒载内力计算恒载集度1)主梁预制时的自重（第一期恒载）为简化计算按不变截面计算，主梁每延米自重 1号梁： 2号梁：3号梁： 图4-9 内力计算桥面铺装 Fig 4-9 Pavement calculation2)栏杆、人行道、桥面铺装（第二期恒载）栏杆和人行道都取10KN/m；垫层坡度取1.5%。铺装层：1号梁 2号梁 3号梁3) 桥面板间接头 1号梁： 2号梁： 3号梁：所以1号梁： =15.772号梁： =14.253号梁： =17.85恒载集度汇总于表4-3 表4-3 主梁恒载Table 4-3 Set degree main beam dead load荷载和梁号第一期恒载第二期恒载恒载总和1号34.7515.7751.022号34.7514.2549.003号34.7517.8552.60 4.2.3 各截面内力计算1)计算恒载弯矩和剪力的公式：设为计算位置距左边支座的距离 (4-13) (4-14) 则计算在表4-4。表4-4 各截面恒载内力汇总表Table 4-4 The section containing the internal force constant matrix项目支点第一期恒载1号梁2607.341955.501140.71319.27372.48 425.692号梁2607.341955.501140.71319.27372.48425.693号梁2607.341955.501140.71319.27372.48425.69第二期恒载1号梁1183.24887.43517.67144.89169.03193.182号梁1069.20801.90467.77130.92152.74174.563号梁1339.311004.48585.95164.00191.33218.66表4-5 1号梁作用效应组合值Table 4-5 Table girder combination of internal forces截面内力名称跨中截面截面变化点截面支点截面荷载内力值一期恒载标准值2607.3401955.50319.271140.71372.48425.69二期恒载标准值1183.240887.43144.89517.67169.03193.18人群荷载标准值171.527.00128.6315.75151.8741.1441.14公路-II级汽车荷载标准值（不计冲击系数）799.1861.52584.06100.21361.05133.20157.34公路-II级汽车荷载标准值（计入冲击系数，冲击系数）1004.1379.28752.68129.14465.26171.65202.77持久状态的应力计算的可变作用标准组合（汽+人）1175.65186.28881.31144.89617.13212.79243.91承载能力极限状态计算的基本组合5954.48110.994465.27737.792641.42890.121026.52正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的可变荷载设计值（0.7汽+1.0人）720.4162.50655.51219.03477.55161.30180.08正常使用极限状态按作用长期效应组合计算的可变荷载设计值（0.4汽+0.4人）470.2674.51352.5257.96246.8585.1297.56表4-6 2号梁作用效应组合值Table 4-6 Table girder combination of internal forces截面内力名称跨中截面截面变化点截面支点截面荷载内力值一期恒载标准值2607.3401955.50319.271140.71372.48425.69二期恒载标准值1069.200801.90130.92467.77152.74174.56人群荷载标准值233.465.99110.0313.4732.1018.4618.46公路-II级汽车荷载标准值（不计冲击系数）822.8164.96606.88105.82527.12192.02261.62公路-II级汽车荷载标准值（计入冲击系数，冲击系数）1060.3683.72782.09136.37679.30247.45337.15持久状态的应力计算的可变作用标准组合（汽+人）1293.8289.71892.12149.84711.40265.91355.61承载能力极限状态计算的基本组合5896.35124.404403.81731.152881.20976.701192.31正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的可变荷载设计值（0.7汽+1.0人）975.7164.59675.49108.93507.61191.68254.47正常使用极限状态按作用长期效应组合计算的可变荷载设计值（0.4汽+0.4人）517.5335.88356.8559.94284.56106.36142.24表4-7 3号梁作用效应组合值Table 4-7 Table girder combination of internal forces截面内力名称跨中截面截面变化点截面支点截面荷载内力值一期恒载标准值2607.3401955.50319.271140.71372.48425.69二期恒载标准值1339.3101004.481004.48585.95191.33218.66人群荷载标准值121.141.9590.8511.1226.5015.6315.25公路-II级汽车荷载标准值（不计冲击系数）836.6266.05627.11107.60530.15193.38307.65公路-II级汽车荷载标准值（计入冲击系数，冲击系数）1078.1585.12808.16138.66683.20249.21396.47持久状态的应力计算的可变作用标准组合（汽+人）1199.2990.07899.01149.78709.7264.84411.72承载能力极限状态计算的基本组合6245.39125.114683.4821.583028.471025.471328.28正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的可变荷载设计值（0.7汽+1.0人）875.1564.53656.56108.18504.74190.08292.78正常使用极限状态按作用长期效应组合计算的可变荷载设计值（0.4汽+0.4人）479.7236.03359.6059.91283.88105.94164.695 钢筋面积的估算及布置材料：a.混凝土：C50 强度标准值：轴心抗压： 轴心抗拉：强度设计值：轴心抗压： 轴心抗拉：b.预应力钢筋：美国ASTM-A416-97a标准的低松弛钢绞线（标准型）抗拉强度标准值：抗拉强度设计值：选择公称直径为15.2mm，公称面积为c.非预应力钢筋：，选用HRB400级钢筋，抗拉强度设计值； 抗压强度设计值； 抗拉强度标准值；，选用级钢筋，抗拉强度设计值； 抗拉强度标准值；d.锚具：采用夹片式群锚设计要求：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG-D62-2004)的要求，按类预应力混凝土构件设计。施工方法：后张法施工，预制主梁时预留孔道采用预埋螺旋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉，主梁安装就位后现浇30cm宽的湿接缝。 5.1 预应力钢筋截面积估算A类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求，得跨中截面所需的有效预加力为： (5-1)式中的正常使用极限状态按作用短期效应作何计算的弯矩值；由内力表（3号梁）有： 设预应力钢筋截面中心距下缘为，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心的距离为：截面性质近似取全截面的性质来计算：跨中截面面积为，截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩： （5-2）所以有效预加力合力：预应力损失按张拉控制应力：预应力损失按张拉控制应力的估算，则可得需要的预应力钢筋的面积为 (5-3)故采用4束钢绞线。采用夹片式群锚，的金属波纹管成孔。5.2 预应力钢筋布置5.2.1 预应力钢筋布置后张法预应力钢筋混凝土受弯构件的预应力管道布置符合公路桥规中的有关构造要求。参考已有的设计图纸并按公路桥规中的构造要求，对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置。图5-1 跨中截面钢束布置图Fig 5-1 cross-prestressed reinforcement layout5.2.2 支点截面钢束布置为使施工方便，全部4束预应力钢筋均锚固与两端如下图。这样布置符合均匀分散的原则，还能满足张拉的要求，而且钢束在两端均弯曲较高，可提供较大的预剪力。设伸缩缝为，则净跨径为则支座处距两端距离为图5-2 支点截面钢束布置Fig 5-2 Fulcrum section of steel beam arrangement5.2.3 其他截面钢束位置及倾角计算1)钢束弯起形状、弯起角及弯起半径采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯起；为使预应力钢筋的预应力垂直作用于锚垫板上。为1号、2号钢筋，弯起取；为3号、4号钢筋，弯起取。各钢束的弯起半径为，。2)钢束控制点位置的确定a号钢筋，其弯起布置如下由，由，所以弯起点至锚固点的水平距离为，则弯起点至跨中截面的水平距离为，根据圆弧切线性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的水平距离为，故弯止点至跨中截面的水平距离为；图5-3 曲线预应力钢筋计算图Fig 5-3 Calculation of prestressed reinforced curve diagramb号钢束由，由，则弯起点至跨中截面的水平距离为，则弯起点至跨中截面的水平距离为，根据圆弧切线性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的水平距离为，故弯止点至跨中截面的水平距离为；表5-1 各钢束弯曲控制要素Table 5-1 control of the steel beam matrix parameters钢束号升高值弯起角/弯起半径支点至锚固点的水平距离弯起点距跨中截面水平距离弯止点距跨中截面水平距离30045000157795612659800300001047070122803)各截面钢束位置及倾角计算计算钢束上任一点离梁底距离及该点处钢束的倾角，式中为钢束弯起前其重心质量地距离，的，计算时，应首先判断出点所处的区段，然后计算和，计算如下：a.当时，点位于直线段还未弯起，故；b.当时，点位于圆弧弯曲段，和均按下式计算： (5-4) (5-5) c.当时，点位于靠近锚固段的直线段，此时，按下式计算： 表5-2 各截面钢束位置及倾角计算表Table 5-2 Location of the cross-section of steel beam and angle computation计算截面钢束号跨中截面79564703为负，钢筋尚未弯起0010070705240截面=612579564703为负，钢筋尚未弯起0010070705240变化点截面9187.5 795647031231.516.85116.85707052402117.574.82174.82支点截面=12250795647034249202.47302.47707052405180450.59550.595.2.4 钢束平弯段的位置及平弯角、（左右对称，取其中一侧）两束预应力钢铰线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端钢绞线则都在肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，、在梁中的平弯段采用相同的形式，其平弯段有两段曲线弧，R=10000； 每段曲线弧的弯曲角；=横向向右偏移35mm，横向向右偏移75mm。5.3 非预应力钢筋截面估计及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量，在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。 设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为则有，依据公路桥规JTG-D62第4.2.3条来确定箱型截面翼缘板的有效宽度，对于简支梁桥：有，。图5-4 箱形梁截面翼缘板的有效宽度Fig 5-4The box girders cross-section of the flange plates ， ， ；根据上述的比值，由桥规(JTG-D62)查的。由公式，求解 采用7根直径为18mm的HRB400级钢筋，提供的钢筋截面面积为，布成一排，其间距为100mm，钢筋中心到底边的距离为；6 主梁截面几何特性计算 后张法预应力混凝土主梁截面几何特性按照不同阶段分别计算如下：a.主梁预制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋的影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，箱梁翼板宽度为2020mm。b.灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇300mm湿接缝预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊装就位后现浇300mm湿接缝，但湿接缝还没有参与截面受力，所以此时的截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，箱梁翼板宽度仍为2800mm。c.桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段桥面湿接缝结硬后，主梁即为全截面参与工作，此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，箱梁翼板有效宽度为3100mm。图6-1 第一阶段混凝土截面划分Fig 6-1 The first phase of the concrete cross-section divided6.1 第一阶段：主梁预制并张拉预应力钢筋6.1.1 跨中截面混凝土：分块面积：，分块面积至梁顶距离：对梁顶面积矩：，=38578643.44各分块自身惯性矩：，预留孔道面积：，分块面积至梁顶距离：，对梁顶面积矩：，非预应力钢筋非预应力钢筋的弹性模量：混凝土的弹性模量：所以有故，重心至梁顶的距离： ， ， 净截面： 表6-1 第一阶段跨中截面几何特性计算表Table6-1 The fist stage cross-section geometry in feature computation分块面