交通土建毕业设计（论文）-沈阳北郊虎新公路小桥子桥上部设计.doc

全套图纸加扣 3012250582前言进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，我国的公路交通有了跨越式的发展。特别是桥梁建设得到了飞速的发展，桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。桥梁是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，它可以根据跨越建筑物的不同分为跨河桥和跨线桥。本设计是位于沈阳虎新公路的小桥子桥，全桥长96米，分3跨，跨径32米，为预应力混凝土简支T型梁桥。本桥梁结构的设计，分为两个部分，其中上部结构由我完成。包括原始资料选用，设计原则及江高镇大桥设计方案比选；主梁截面选择；主梁内力计算；配筋验算及附属结构设计及概预算。小桥子桥的计算部分，包括主梁的恒载、活载内力计算，行车道板、横隔梁的设计计算。还结合相关概预算资料进行了概预算的编制。在本设计中主要参考了桥梁工程、钢筋混凝土、结构力学、土木工程概预算、材料力学、专业英语等专业性文献。由于本人的能力有限，本设计不免有知识点错误以及考虑疏漏之处，敬请各位指导老师随时指出，本人将会在以后的工作和学习中努力加以改正和弥补！1原始资料1.1资料1.1.1概述沈阳虎新公路小桥子桥，全长96m，3跨预应力混凝土简支T形梁桥。公路I级，设计时速80km/h，双向四车道。1.1.2设计标准、规范及指标1）采用分离式桥面单个宽度：0.5(防撞护栏) +0.75（人行道）+0.5m（左侧路缘带）+23.75(行车道)+0.5m（右侧路缘带）+0.2(护栏)=9.95m2）车辆荷载标准：公路 级荷载3）设计抗震基本裂度：八级设防。1.1.3地质、气候1）地理资料：该地区土质主要分五层：1、人工填筑碎石土 2、砂土 3、粉质粘土 4、粗圆砾土 5、卵石土。地下水类型为第四系空隙潜水，水位埋深4.0m左右；含水层主要岩性为砾砂，厚3m左右；地表水体为沙河支流，属季节性河流（勘查时无水），设计洪水频率百年一遇。2）气候资料：温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温为10，历史最高为35.2。年平均降水量689mm，多集中在6-8月份，达全年降水量65%左右。全年无霜期180天左右。河流均为独流水域，流量随季节变化较大，平均水深0.6米左右。1.2设计原则1.2.1设计原则桥梁是公路或城市道路的重要组成部分，特别是，大中型桥，对当地的政治、经济、国防都具有重要的意义。因此，桥梁工程必须遵照“安全、适用、经济和美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。1.2.2设计的要求1）安全方面设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应具有足够的安全储备，防撞护栏具有足够的高度和强度，保证车辆的安全行驶。2）经济上的要求遵循因地制宜、就地取材、方便施工的原则；设计中应充分考虑维系的方便和维修费用少；选择的桥位应是地质、水文条件好的河段；桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进广州地区的经济发展，产生最大的效益。3）施工上的要求小桥子大桥的结构应便于制造和架设，应尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。4）美观上的要求桥梁应具有优美的外形，结构布置必须精炼，并在空间上有和谐的比例，而且桥梁应与周围环境相协调。1.3方案比选1.3.1方案满足交通量的要求、桥梁结构安全、经济美观，以安全的经济标准保证结构受力合理、技术可靠、施工方便。根据水文、地质条件，初拟的桥型方案有：第一方案：预应力混凝土简支T型梁桥图1-1预应力混凝土简支T型梁桥Fig.1-1 prestressed concrete simple support beam bridge第二方案：分离式预应力混凝土连续箱型梁桥图1-2预应力混凝土连续箱型梁桥Fig.1-2 prestressed concrete continual box beam bridge第三方案：钢筋混凝土双曲拱桥图1-3钢筋混凝土双曲拱桥Fig.1-3 reinforced concrete double-curvature arch bridge1.3.2方案对比方案一此桥为预应力静定结构，构造简单，施工方便，用模板、支架较小，工程量较小，造价较低，但桥梁存在伸缩缝，养护较麻烦。方案二此桥为超静定结构，受力性能好，变形小，行车平稳舒适，造型简洁美观，养护量较小，但施工工艺较为复杂，技术要求也较高。方案三此桥结构稳定性好，承载力大，桥型美观，但施工工序复杂，技术要求较高，材料人力消耗较大，填挖量较大，伸缩缝多，养护较麻烦。 通过对以上各桥型优缺点的比较，结合当地的水文、地质状况，从安全、经济、适用、美观等方面综合考虑，采用方案一较为合适。2上部结构设计2.1设计资料2.1.1桥面跨径及桥宽标准跨径：总体方案选择的结果，采用装配式预应力混凝土T型梁，跨度32m。主梁长：伸缩缝采用4cm，预制梁长31.96m。计算跨径：取相邻支座中心间距31.2m。桥面净空：由于该桥所在的路线宽度较大，确定采用分离式桥。单侧桥横向布置：0.5(防撞护栏) +0.75（人行道）+0.5m（左侧路缘带）+23.75(行车道)+0.5m（右侧路缘带）+0.2 (护栏)=9.95m 2.1.2设计荷载根据线路的等级,确定荷载等级。计算荷载：公路级荷载。人群荷载：3.0KN/m2.1.3材料及工艺水泥混凝土：主梁、栏杆采用C50号混凝土，桥面铺装采用C40号混凝土。钢筋：预应力钢筋，低松弛钢绞线。2.1.4设计依据1）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；2）公路工程技术标准（JTG B01-2003）；3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62-2004）。2.2构造布置2.2.1梁间距采用装配式施工，预应力混凝土简支梁桥跨径在2050m之间的，主梁间距一般在1.8m-2.5m。主梁间距选用1.9m。单桥横向5片梁，边梁宽1.925m,中梁宽1.5m，主梁之间留0.4m后浇段，以减轻吊装重量，同时能加强横向整体性。2.2.2主梁高根据预应力混凝土T型梁的截面尺寸设计经验梁高选取L/15L/25本设计取值2.10m。2.2.3横隔板间距为了增强主梁之间的横向连接刚度，共设置七片横隔梁，梁间距为5.2m，肋板宽通常采用1216cm，取15cm。2.2.4梁肋根据抗剪强度需要和施工振倒的需要，厚度定为18cm，不设加宽。2.2.5桥面铺装下部采用6cm厚的水泥混凝土垫层，容重25kN/m，中间铺设防水层，上部采用厚度为7cm的沥青混凝土面层，容重21 kN/m，桥面坡度为1.5%。坡度由盖梁找平。2.2.6桥梁横断面图图2-1 桥梁横断面图（尺寸单位/cm）Fig.2-1 Bridge cross section chart（unit of scale/cm）2.3梁毛截面几何特性计算2.3.1截面几何特性预制时翼板宽度为1.5m，使用时为1.9m，分别计算这二者的截面特性，采用分块面积法。计算公式如下：毛截面面积： (21)各分块面积对上缘的面积距： (22)毛截面重心至梁顶的距离： (23)毛截面惯性距计算移轴公式： (24)式中： 分块面积；分块面积重心至梁顶的距离；毛截面重心至梁顶的距离；各分块对上缘的的面积距；各分块面积对其自身重心的惯性距。中主梁跨中毛截面的几何特性下面的图表所示。同理，可根据下图计算出不同截面的几何特性；汇总于表2-1、表2-2。表2-1 中梁的截面几何特性计算表（跨中截面）Tab.2-1 The calculation of the geometrical features of center beam（middle）分块号/cm2/cm/cm4/cm/cm4/cm4上翼板237692138469.466415211463467上承托20820.674299.3657.79745.5694654腹板334893311361-14.549652284707806下三103.5410461415110马蹄960198190080-119.544608013718219702478.46551148.49764325.527999256注：I= =37.76cm42.3.2检验截面效率指标以跨中截面为例：上核心距：=cm下核心距：=68.52cm截面效率指标：根据设计经验，预应力混凝土T型梁在设计的时候，检验截面效率指标=0.45-0.55，且较大者亦较经济。上述计算表明，起初拟定的跨中截面是合理的。表2-2 边梁的截面几何特性计算表（跨中截面）Tab.2-2 The calculation of the geometrical features of side beam（middle）分块号/cm2/cm/cm4/cm/cm4/cm4外翼板195391562461.2527317314844.3外承托43420.67781248.531555.51137704.96内翼板118891069261.2320764305359.5内承托10420.672149.748.53372.7244936.7腹板334893311364-23.896522841896441.1下三112.810641679546.9马蹄960198190080-128.84608015925862.4811969.2561834.89786163.232504695.9注：I=42.29cm4图2-2跨中截面尺寸图（尺寸单位/cm）Fig.2-2. Cross-sectional size map（unit of scale/cm）2.4主梁内力计算2.4.1恒载内力计算1）主梁预制时的自重（第一期恒载）此时翼板宽1.5ma 按跨中截面计算，主梁每延米自重（即按等截面计算）中主梁：=0.702425=17.56kN/m边主梁：=8119=20.29kN/mc 横隔梁折算成每延米重量（厚度为15cm），横隔梁布置尺寸如图： 图2-3各截面横隔梁尺寸示意图（单位：cm）Fig.2-3 Separated from the beam cross-section sketch (unit:cm)各个横隔梁的面积：S=86168-（108+88）60- 26 8- 12 26 2 =16616cm边梁的横隔梁折算成线荷载：=6 S0.16kN/m中梁的横隔梁折算成线荷载：=0.624kN/m d自重总和边梁：g=20.914kN/m中梁：g=18.808kN/m2）桥面板间接头（第二期恒载）中梁：=0.40.1825=1.8kN/m边梁：=0.20.1825=0.9kN/m 3）第三期恒载第三期恒载包括防撞墙、栏杆、铺装层的重量，桥面坡度以盖梁做成斜面破找平，下部采用6cm厚的水泥混凝土，容重25kN/m，上部采用厚度为7cm的沥青混凝土垫层，容重21 kN/m，桥面坡度为1.5%。1）护拦采用普通护拦g=1.5 kN/m2）防撞墙如图：图2-4防撞墙尺寸示意图（单位：cm）Fig.2-4Anti-wall-size diagram（unit：cm）g=1(0.171.05+0.30.33+0.20.75) 25=8.1875 kN/m3）桥面铺装：1号梁：=0.071.92521+0.061.92525=5.7172 kN/m2号梁：=0.071.921+0.061.925=5.643 kN/m3号梁：=0.071.921+0.061.925=5.643 kN/m4号梁：=0.071.921+0.061.925=5.643 kN/m5号梁：=0.071.92521+0.061.92525=5.7172 kN/m表2-3 主梁恒载汇总表 Tab.2-3 The collection of the dead load of main beam第一期荷载第二期荷载第三期荷载总和g1号梁20.9140.915.404737.21872号梁18.8080.85.64326.2513号梁18.8080.85.64326.2514号梁18.8080.85.64326.2515号梁20.9140.97.217229.03122.4.2主梁恒载内力计算设x为计算截面离左右支座的距离并令=，则主梁弯矩和剪力的计算公式为； （2-5）； （2-6）计算结果如下表所示： 表2-4 主跨主梁恒载内力计算表Tab.2-4 the calculation of dead load of truss项目=g/kNm=g/kNmL/2L/4L/8支点L/4L/8=121.6891.2653.24=15.67.811.7第一期恒载1号梁2544.821908.611113.46326.26163.13244.692号梁2288.561716.421001.34293.40146.70220.053号梁2288.561716.421001.34293.40146.70220.054号梁2288.561716.421001.34293.40146.70220.055号梁2544.821908.611113.46326.26163.13244.69第二期恒载1号梁109.5182.1347.9214.047.0210.532号梁219.02146.2695.8328.0814.0421.063号梁219.02146.2695.8328.0814.0421.064号梁219.02146.2695.8328.0814.0421.065号梁109.5182.1347.9214.047.0210.53第三期恒载1号梁1874.441405.83820.15240.31120.16180.232号梁686.64514.98300.4388.0344.0266.023号梁686.64514.98300.4388.0344.0266.024号梁686.64514.98300.4388.0344.0266.025号梁878.19658.64384.24112.5956.3084.441号梁4528.773396.581981.52580.61290.31435.462号梁3194.222395.671397.60409.52204.76307.143号梁3194.222395.671397.60409.52204.76307.144号梁3194.222395.671397.60409.52204.76307.145号梁3532.522649.391545.62452.89226.44339.672.4.3主梁活载横向分布系数计算1）跨中横向分布系数主梁间在翼缘板及横隔梁处采用湿接，而且桥宽跨比为9.95/31.2=0.320.5，所以本桥属于窄桥，采用修正偏心压力法计算。a 计算I和求主梁截面位置表2-5主梁抗扭惯性距Tab.2-5 Inertialength of main postt/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.10.1C0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.210.3121/3计算主梁抗弯惯距I，假设各主梁的横截面均相等，梁数n=5.I=37.7610cm主梁抗扭惯矩I对于翼板 = 内插法得=0.309对于梁肋 = 查表得=0.333对于马蹄部= 内插法得c=0.209对于承托= 查表得 c=0.333由公式得=0.309150180.333186180.20940240.333524=0.007482125mb 计算抗扭修正系数假设各桥主梁的横截面均相等，nI梁数 n=5, =1.042，取G=0.425E, B=9.95 代入=0.921c 计算横向影响线竖标值由式R=可知，当单位荷载P=1作用于1号梁，1号梁所分配的荷载为：=+=0.2+0.921=0.568本桥个根主梁的横截面均相等。梁数n=5,梁间距为1.9m，则=3.821.92=31.6=0.2 - 0.921=0.168由和绘制影响线图2-5 跨中横向分配系数影响线 Fig.2-5Cross center crosswise distribution coefficient influence line设影响线零点距1号梁轴距离为x则 解得x=5.865m则可按比例求得最不利布载时影响线竖标值，1号梁的横向分布系数m=（0.512+0.338+0.212+0.014）=0.538 =+=0.2+0. 921=0.5972号梁同理，当单位荷载P=1作用于1号梁，2号梁所分配的荷载为：=+=0.20. 921=0.384当单位荷载P=1作用于5号梁，2号梁所分配的荷载为：=0.2-=0.016图2-6 跨中横向分配系数影响线Fig.2-6 Cross center crosswise distribution coefficient influence line设影响线零点距2号梁轴距离为x则解得x=7.93m2号梁的横向分布系数 ：m=（0.354+0.289+0.193+0.087）=0.462 =+=0.2+0. 921=0.3993号梁同理如下，当单位荷载P=1作用于1号梁，3号梁所分配的荷载为：=+=0.2当单位荷载P=1作用于5号梁，3号梁所分配的荷载为：=0.23号梁横向分布系数 m=（0.2）=0.4 =+=0.2+0. 921=0.2 图2-7 跨中横向分配系数影响线Fig.2-7 Cross center crosswise distribution coefficient influence line2）支点的荷载横向分布系数m 图2-8 支点横向分配系数影响线Fig.2-8fulcrum crosswise distribution coefficient influence line1号梁 =0.697=0.349=1.4612号梁 =（0.302+0.75+0.066）=0.5593号梁 =（0.053+1+0.316）0.6853）活载内力计算a冲击系数和车道折减系数根据桥规，简单梁桥的自振频率可采用以下的公式估算。采用影响线直接加载，求活载内力。 计算公式为 (2-7) 式中： S索求见面的弯矩或剪力汽车荷载的冲击系数沿桥跨纵向与汽车荷载位置对应的横向分布系数多车道桥涵的汽车荷载折减系数 车辆荷载的轴重沿桥跨纵向与荷载位置相对应的内力影响线竖标值b 活载横向分布系数表表2-6 横向分配系数汇总表Tab.2-6The collection of crosswise weight amount (2-8) (2-9)式中： 结构的计算跨径（m）结构材料的弹性模量()结构跨中截面的截面惯距()结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换为重力计算单位为（）G结构跨中处延米结构重力（N/m）g重力加速度，取g=9.81()=1.335Hz桥规规定冲击系数按下式计算：当f1.5Hz时，=0.05当1.5hzf14Hz时，=0.45式中f结构基频（Hz）。因为1.335Hz1.5Hz，所以=0.05，1+=1.05，因为本桥是分离式半幅为双车道，根据桥规，车道折减系数=1.002.4.4跨中截面计算主梁跨中截面活载弯矩时，采用全跨统一的横向分布系数，鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的计算。跨中截面内力影响线如下图示：图2-9 跨中截面内力影响线Fig 2-9Cross section of internal forces in the impact of line1号梁车道荷载作用下：跨中弯矩=（1+0.05）10.0.538（284.8）=1976.43 kN.m跨中剪力：=1.0510.538（341.760.5+10.50.50.5）=119.66 kN人群荷载作用下： 跨中弯矩：0.5973.0121.68217.93 kN.m跨中剪力：kN2号梁车道荷载作用下跨中弯矩： kNm跨中剪力：kN人群荷载作用下： 跨中弯矩：kNm跨中剪力：kN3号梁车道荷载作用下跨中弯矩： kNm跨中剪力：kN人群荷载作用下： 跨中弯矩：kNm跨中剪力：kN2.4.5支点截面计算支点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即支点到之间，横向分布系数采用与值直线插入，其余区段均取值。1号梁图2-10 1号梁支点剪力计算图Fig 2-10 1 Leong fulcrum calculated shear map车道荷载作用下的支点截面剪力 （2-10）kN人群荷载作用下的支点截面剪力 （2-11） kN2号梁图2-11 2号梁支点剪力计算图Fig2-112 Leong fulcrum calculated shear map车道荷载作用下的支点截面剪力 kN人群荷载作用下的支点截面剪力 kN3号梁图2-12 3号梁支点剪力计算图Fig 2-12 3 Leong fulcrum calculated shear map车道荷载作用下的支点截面剪力kN人群荷载作用下的支点截面剪力 kN5号梁图2-13 6号梁支点剪力计算图Fig 2-13 6 Leong fulcrum calculated shear map车道荷载作用下的支点截面剪力kN人群荷载作用下的支点截面剪力 kN2.4.6四分点截面计算主梁四分点截面活载弯矩时，采用全跨统一的横向分布系数，鉴于四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的计算。四分点截面内力影响线如下图示：图2-14 四分点截面内力影响线Fig 2-14 internal force of the impact of a quarter-point cross-section line1号梁车道荷载作用下截面弯矩： kNm截面剪力：kN人群荷载作用下： 截面弯矩：kNm截面剪力：kN2号梁车道荷载作用下截面弯矩： kNm截面剪力：kN人群荷载作用下： 截面弯矩：kNm截面剪力：kN3号梁车道荷载作用下截面弯矩： kNm截面剪力：kN人群荷载作用下： 截面弯矩：kNm截面剪力：kN2.5主梁内力组合将以上计算的恒载、活载内力数据汇总整理成内力组合表如下：表2-7 主梁内力组合表Table 2-7Table girder combination of internal forces梁号序号荷载类别跨中截面L/4截面支点截面kNm相应kNkNmkNkN1总恒载4528.7703396.58290.31580.61汽车荷载1976.63119.661482.43196.84210.32人群荷载217.936.98163.4515.7237.211.2+1.4+1.40.88445.88175.346334.36641.551032.868445.88175.346334.36641.551032.862总恒载3194.2202395.67204.76409.52汽车荷载1697.4102.761273.05169.03249.07人群荷载145.654.67109.2410.5114.391.2+1.4+1.40.86372.55128.544779.42496.13856.246372.55128.544779.42496.13856.243总恒载3194.2202395.67204.76409.52汽车荷载1262.0088.971102.21146.35325.84人群荷载73.002.3454.765.277.211.2+1.4+1.40.85681.62127.184479.23427.23956.275681.62127.184479.23427.23956.274总恒载3194.2202395.67204.76409.52汽车荷载1697.40102.761273.05169.03249.07续表2-7 主梁内力组合表Table2-7 continued internal force main beam combination table梁号序号荷载类别跨中截面L/4截面支点截面kNm相应kNkNmkNkN4人群荷载145.654.67109.2410.5114.391.2+1.4+1.40.86372.55128.544779.424496.13856.246372.55128.544779.42496.13856.245总恒载3532.5202649.39339.67452.89汽车荷载1976.63119.661482.47196.84210.32人群荷载217.936.98163.4515.7221.531.2+1.4+1.40.87250.38175.345437.79700.78862.037250.38175.345437.79700.78862.033 配筋3.1钢筋面积的估算及钢束布置3.1.1预应力钢筋截面积估算A类部分预应力混凝土构件满足荷载短期效应组合抗裂验算所需的有效预加力计算公式为 （3-1）式中为正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的弯矩值，；截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表3-1得跨中截面全截面面积mm2，全截面重心至梁顶的距离mm，全截面重心至梁底的距离mm，则全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为mm3；设预应力钢筋截面重心距截面下缘为，则预应力钢筋的合力作用点距截面重心轴的距离为mm。预应力钢筋的张拉控制应力MPa，预应力损失按张拉控制应力的20估算，则可得需要预应力钢筋的面积计算公式为mm2采用3束钢绞线公称直径15.24，预应力钢筋截面积为mm2 。采用夹片式群锚，70金属波纹管成孔 。3.1.2预应力钢束布置根据以上计算，钢束数均采用3束。 a b c图3-1 端部及跨中预应力钢筋布置图（尺寸单位：cm）a跨中截面钢束位置；b钢束在端部的锚固位置；c预制梁端部Fig 3-1 in the end and cross-prestressed reinforcement layout后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合公路桥规中的有关构造要求，对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置（如图3-1）。3.1.3锚固面钢束布置为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端（图3-1b、c）。这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且N1、N2在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。3.1.4其它截面钢束位置及倾角计算1）采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用与锚垫板，N1、N2、N3弯起角均取；各钢束的弯曲半径为：mm，mm，mm。2）钢束各控制点位置的确定以N3号钢束为例，其弯起布置如图3-2所示图3-2 曲线预应力钢筋计算图（尺寸单位：mm）Fig 3-2 Calculation of prestressed reinforced curve diagram导线点距锚固点的水平距离mm弯起点至导线点的水平距离mm所以弯起点至锚固点的水平距离mm则弯起点至跨中截面的水平距离mm根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为mm故弯止点至跨中截面的水平距离为mm同理可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总如下表：表3-1 各钢束的控制参数汇总表Table 3-1 control of the steel beam matrix parameters钢束号升高值（mm）弯起角0（）弯起半径R（mm）支点至锚固点的水平距离（mm）弯起点至跨中截面水平距离（mm）弯止点至跨中截面水平距离（mm）N11750840000824336000N2800830000215802512201N340081500027211977140653）各截面钢束位置及其倾角计算，详见下表：表3-2 各截面钢束位置及其倾角计算表Table 3-2 Location of the cross-section of steel beam and angle computation计算截面钢束号（mm）（mm）（mm）（）（mm）（mm）跨中截面N14335567为负值，钢束尚未弯起00100N280254176N3119772088L/4截面7800mmN143355678642742N280254176为负值，钢束尚未弯起00100N3119772088为负值，钢束尚未弯起00100续表3-2 各截面钢束位置及其倾角计算表Table 3-2 continued the cross-section steel beam position and angle computation计算截面钢束号（mm）（mm）（mm）（）（mm）（mm）支点截面15600mmN14335567817381838N2802541768769869N311977208883624624）预应力钢束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2、N3在梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置如图3-3所示。平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯曲角为。 图3-3 钢束平弯示意图（尺寸单位：mm）Fig 3-3 Schematic diagram of steel bending beam flat3.2非预应力钢筋截面积的估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋的数量：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mm，则有mm按公路桥规规定，T形截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值：1）简支梁计算跨径的，即mm；2）相邻两梁的平均间距，对于中梁为1900mm；3）梁腹板宽度mm，承托长度mm，承托根部厚度mm，受压区翼缘悬出板的厚度取跨中截面翼板厚度的平均值，即mm。mm；所以，受压翼缘的有效宽度取mm。先假定为第一类T形截面，由公式计算受压区高度，即求得 mmmm则根据正截面承载能力计算需要的非预应力钢筋截面积为 （3-2）采用5根直径为32mm的HRB400钢筋，提供的钢筋截面面积mm2。在梁底布置成一排（如图3-4），间距75mm，钢筋重心至底边的距离mm。 图3-4 非预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm）Fig3-4 Layout of non-prestressed reinforcement另外，梁腹板内设置直径为12mm的箍筋，且采用带肋钢筋，间距取为200mm；自支座中心起180cm长度范围内采用闭合式箍筋，间距100mm，以加强梁端承受局部应力；马蹄内设置直径为8mm的闭合式箍筋，间距200mm，此外，马蹄内还设置直径12mm的定位钢筋；梁端锚固区锚具下设置具有喇叭管的锚具垫板，锚垫板下设间接钢筋。3.3主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算。本设计的T形梁有如下三个阶段：阶段：孔道压浆前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，T梁翼板宽度为1500mm。阶段：管道结硬后至湿接缝结硬前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400mm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，T梁翼板宽度仍为1500mm。阶段：湿接缝结硬后桥面湿接缝结硬后，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，T梁翼板有效宽度为1900mm。3.3.1截面几何特性的计算截面几何特性的计算可以列表进行，如下：表3-3 第一阶段跨中截面几何特性计算表Table3-3 in the first phase of cross-sectional geometry computation分块名称分块面积（mm2）重心至梁顶距离（mm）对梁顶边的面积矩（mm3）自身惯性矩（mm4）（mm）（mm4）截面惯性矩（mm4）混凝土全截面784.614.4非预应力钢筋换算面积2055-1256续表3-3 第一阶段跨中截面几何特性计算表Table 3-3 continued in the first phase of cross-sectional geometry computation分块名称分块面积（mm2）重心至梁顶距离（mm）对梁顶边的面积矩（mm3）自身惯性矩（mm4）（mm）（mm4）截面惯性矩（mm4）预留管道面积2000-1201净截面面积表3-4 第一阶段L/4截面几何特性计算表Table 3-4the first phase of L / 4 cross section computation of geometric properties分块名称分块面积（mm2）重心至梁顶距离（mm）对梁顶边的面积矩（mm3）自身惯性矩（mm4）（mm）（mm4）截面惯性矩（mm4）混凝土全截面784.618.4非预应力钢筋换算面积2055-1252预留管道面积1786-983续表3-4 第一阶段L/4截面几何特性计算表Table 3-4 conti