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桥面净高9+2×0.75公路-Ⅱ级简支装配式全预应力混凝土T梁桥长及分孔3×30m（计算书、CAD图） 副本 桥面 净高 0.75 公路 级简支 装配式 预应力 混凝土 梁桥长 30 计算 CAD

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桥面净高9+2×0.75公路-Ⅱ级简支装配式全预应力混凝土T梁桥长及分孔3×30m（计算书、CAD图） - 副本,桥面净高9+2×,0.75公路-Ⅱ级简支装配式全预应力混凝土T梁桥长及分孔3×,30m（计算书、CAD图）,副本,桥面,净高,0.75,公路,级简支,装配式,预应力,混凝土,梁桥长,30,计算,CAD

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目 录前言 1第一部分 设计总说明 2第二部分 设计计算书 51. 上部结构 41.1 设计资料及构造布置41.2 行车道板计算51.2.1 恒载及活载内力计算51.2.2 行车道板配筋计算61.3 主梁内力计算71.3.1截面几何特性的计算71.3.2 主梁恒载内力计算71.3.3主梁活载内力计算81.3.4主梁荷载内力计算101.3.5主梁荷载内力组合141.4 主梁配筋计算14 1.4.1预应力钢筋的确定及布设14 1.4.2预应力钢筋的纵断面设计15 1.4.3普通钢筋数量的确定及布设151.5 主梁截面几何特性的计算 161.6 承载能力极限状态计算16 1.6.1正截面承载力计算16 1.6.2斜截面抗剪强度计算171.7 预应力损失计算18 1.7.1管道间摩擦引起的应力损失18 1.7.2锚具变形损失18 1.7.3分批张拉损失19 1.7.4钢筋应力松弛损失191.8 正常使用极限状态计算 20 1.8.1 全预应力混凝土构件抗裂性验算20 1.8.2 主梁变形（挠度）计算221.9 持久状况应力验算 22 1.9.1 跨中截面混凝土法向正应力验算22 1.9.2 斜截面主应力验算231.10 短暂状态应力验算 24 1.10.1 上缘混凝土应力 24 1.10.2 下缘混凝土应力 24 1.11 横隔梁内力计算 24 1.11.1 中横隔梁上的计算荷载计算 241.11.2 绘制中横隔梁的内力影响线 241.11.3 绘制剪力影响线 251.11.4 截面内力计算 251.11.5 内力组合 251.11.6 横隔梁配筋 251.11.7 横隔梁裂缝验算 261.12 支座的设计计算261.12.1 确定支座平面尺寸 261.12.2 确定支座厚度 261.12.3 支座偏转情况验算 271.12.4 支座抗滑稳定性验算 27 2. 下部结构 272.1 盖梁荷载计算 27 2.1.1 上部结构永久恒载计算27 2.1.2 盖梁自重及内力计算28 2.1.3 活载计算 28 2.1.4 双柱反力计算 312.2 内力计算 31 2.2.1 恒载加活载作用下各截面内力计算 31 2.2.2 盖梁内力汇总 322.3 截面配筋设计与承载力校核计算 32 2.3.1 正截面抗弯承载力验算 32 2.3.2 斜界面抗剪承载能力验算 33 2.3.3 全梁承载力校核 342.4 桥墩墩柱计算 34 2.4.1 荷载计算 34 2.4.2 截面配筋计算及应力验算 352.5 钻孔灌注桩计算 36 2.5.1 荷载计算 36 2.5.2 桩长计算 37 2.5.3 桩的内力计算 37 2.5.4 桩身截面配筋及承载力验算 39 2.5.5 墩顶纵向水平位移验算 39第三部分 设计图纸413.1预应力T梁一般构造图（一）423.2预应力T梁一般构造图（二）433.3 T梁预应力钢束纵向布置图 443.4 T梁预应力钢束平面布置图 453.5桥型图463.6预应力T梁主梁钢筋构造图（一）473.7预应力T梁主梁钢筋构造图（二）483.8预应力T梁主梁钢筋构造图（三）493.9盖梁钢筋图503.10桥墩桩柱配筋图 513.11横隔板钢筋图 52第四部分 施工组织 53 1. 预应力T梁施工技术 532. 施工方案 54参考文献 60谢辞 60 洮儿河主河道桥施工图设计 * * 大学土木学院毕业设计摘 要长白线一级公路，洮儿河主河道中桥初步设计为330m的预应力混凝土简支T形梁桥。该桥采用并列双幅布置，左、右幅桥等长。上部为装配式全预应力钢筋混凝土简支T梁。预制T梁高2.1m，主梁间距2.0m。为降低主梁高度，减少预应力引起的上拱度，后张法预应力混凝土T梁在设计荷载下按全预应力混凝土构件设计，主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。锚具采用OVM156型锚具，锚具变形钢筋回缩按3计。预制件在张拉钢绞线时混凝土的强度应达到85%以上方可张拉。下部桥墩为钢筋混凝土圆形双柱式墩，墩柱直径1.0m；桥墩基础为钻孔灌注桩基础，桩径1.2m。桥墩盖梁为连续墩盖梁，按简支梁计算盖梁内力及墩柱顶竖向反力。桩基为单排桩形式，采用正循环泥浆护壁成孔。关键词T梁 预应力 后张法 锚固 钻孔灌注桩 AbstractChang bai line level of roads, in Taoer River main channel bridge preliminary design for 330m prestressed concrete simple support T shape beambridge.This bridge uses the compound double amplitude arrangement, the left and right bridge and so on is long. Upside for assembly type entire prestressed rinforcement concrete simple support T roof beam. Prefabricated T roof beam high 2.1m, king post spacing 2.0m. In order to reduce the king post altitude, reduces the camber which the pre-stressed causes, tensioning prestressed concrete T roof beam under the design load according to the entire prestressed concrete component design, the king post matches the muscle to use the pre-stressed muscle and the non-pre-stressed muscle mixes the syngamy muscle. The anchorage uses the OVM15-6 anchorage, the anchorage deformed bar deformed reinforc bar retraction according to 3 the idea. Pre-workpiece when Zhang Lagang stranded wire the concrete intensity should achieve above 85% only then opens pulls. Lower part the bridge pier is the reinforced concrete circular distyle distyle pillar, foot stall diameter 1.0m; Pier footing for drill hole irrigation pile foundation, pile diameter 1.2m. Bridge pier Ge Liang for continual pillar Ge Liang, calculates Ge according to the simple beam the Liang endogenic force and the pillar mast top vertical reaction. Pile foundation use for single piling form, The pile foundation uses mud propects wall of main circulation becomes to hole.KeywordsChest beam Prestress Posttenioning concrete Anchorage Drilled 前 言一、 选题依据1、 设计目的及设计的主要内容本设计通过自行拟定桥梁形式及断面尺寸，设计下部结构，编制施工方案，使我们全面地掌握桥梁的设计及施工理论，便于将其应用于实践。桥梁的设计是系统性十分强的工作，有了本次设计我们可以对四年来所学的专业知识有一个综合系统的回顾和学习，为今后的实际工作打下良好的基础。根据设计任务书给定的地质资料、设计荷载及桥面净空，拟定本设计为装配式预应力混凝土T型简支梁桥，其中上部结构采用装配式预应力混凝土T梁，共设五片主梁，五道横隔梁。下部结构采用双柱式桥墩，基础采用单牌双柱式钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括：预应力混凝土T梁内力计算；预应力混凝土T梁配筋计算；行车道板的内力计算与配筋计算。下部结构计算内容包括：盖梁内力及配筋计算；桥墩墩柱内力及配筋计算；钻孔灌注桩基础内力及配筋计算。2、 设计拟解决的工程实际问题本桥为长白线一级公路xx主河道桥。在考虑桥的适用、经济、美观的同时，我们还要着重解决其在工程实际中的问题。实践中，当跨径大于20m，特别是30m以上的跨径，往往采用预应力混凝土结构。由于孔径较大，梁本身恒载重量大，造成施工吊装困难，为减轻T梁自重，T梁采用变腹板由跨中20cm至支点50cm，这样既能减轻自重，又能加大支点处抗剪强度，增加张拉预应力的受力面积，为了减轻T梁自重，梁的翼板相对减薄，在保证强度要求下拟采用10cm。本桥跨径较大，为减少施工中的麻烦，特采用装配式结构。使桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，并节省大量支架模板和劳动力，缩短工期。3、 设计拟应用的现场资料综述桥位地质情况，从上到下的土层依次为：亚粘土，粉细砂层，亚粘土。4、 设计拟应用的文献综述本设计涉及内容广泛，需应用到材料力学、结构力学、桥梁学、结构设计学及基础工程学等方面的知识。采用是2004年颁布的新规范公路桥涵通用设计规范，严格执行其规定。根据设计荷载等确定桥长、跨径及孔数。根据桥梁工程公路桥涵设计手册中的简支梁桥的计算进行行车道板的计算；荷载横向分布计算；主梁内力计算；横隔梁内力计算及挠度、预拱度的计算。根据结构设计原理进行主梁、横隔梁、行车道板及墩台与基础的截面尺寸设计及配筋计算。根据基础工程及 公路桥涵设计手册进行墩台与基础的设计。并根据桥梁工程基础工程拟订施工方案。根据有关桥涵标准图进行施工图纸设计。知识涉及相对全面，能为以后的工作和学习打下比较扎实的基础。5、 设计相关技术的国内外现状预应力混凝土梁式桥在我国获得了很大的发展。早在70年代，我国就建成了跨径达五十多米的预应力混凝土简支梁桥。除了简支梁桥以外，近年来我国还修建了多座现代化大跨径预应力混凝土T型刚架桥、连续梁桥和悬臂两梁桥。目前，我国在预应力混凝土T型梁桥的施工技术方面达到了世界先进水平。在国外，预应力混凝土梁式桥的研究起步较早，法国著名工程师弗莱西奈经过20年研究使预应力混凝土技术付诸实践后，新颖的预应力混凝土梁式桥首先在法国和德国以异乎寻常的速度发展起来。西德最早用全悬臂法建造预应力混凝土桥梁，特别是在1952年成功地建成了莱茵河上的沃伦姆斯桥后，这种方法就传播到全世界。近年来，国外对大跨径预应力混凝土桥的结构体系有这样的见解，倾向于采用悬臂浇筑工艺来修建连续梁桥。这种方法在世界发展甚快。二、 研究（设计）思路为获得经济、实用和美观的桥梁设计，设计者需要运用丰富的桥梁建筑理论和实践知识，进行深入细致的分析研究工作。本设计采用预应力混凝土T型简支梁桥。简支梁桥是使用广泛、构造简单的梁式桥。简支梁属静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故易设计成各种标准跨径的装配式构件。鉴于多孔简支梁桥各跨的构造和尺寸划一，从而就能简化施工管理工作，并降低施工费用。跨径大于20米的简支梁桥，均采用预应力混凝土梁桥。它比普通钢筋混凝土梁桥一般可节省钢材30%，跨径越大节省越多。其刚度比普通钢筋混凝土桥要大，因此建筑高度可显著减少，使大跨径桥梁轻柔美观。由于能消除裂缝，扩大了对多种桥型的适应性，并提高了结构的耐久性。 本设计采用装配式梁桥，其优点是：桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，节省大量支架模板和劳动力，缩短工期。根据水文、地质等情况确定桥墩采用单排双柱式桥墩，基础采用钻孔灌注桩。三、 研究（设计）内容本设计为装配式预应力混凝土T型简支梁桥，其中上部结构采用装配式预应力混凝土T梁，共设五片主梁，五道横隔梁。下部结构采用双柱式桥墩，基础采用单牌双柱式钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括： 1.预应力混凝土箱梁内力计算：（1）恒载内力计算（2）活载内力计算；（3）内力组合；（3）预应力混凝土梁配筋计算（4）主梁截面几何计算；（5）承载能力极限状态验算（6）预应力损失计算（7）正常使用极限状态验算（8）持久状况验算（9）短暂状态应力验算2. 行车道板的内力计算与配筋；3.横隔梁的内力计算及配筋；4.支座的设计计算。下部结构计算内容包括：1.盖梁的内力计算：（1）自重及内力计算（2）活载计算：对称布置采用杠杆法，非对称布置时采用偏心受压法（3）盖梁配筋计算；2.墩柱的内力计算：（1）荷载计算（2）双柱反力横向分布计算（3）截面配筋及应力计算；3.钻孔灌注桩基础的内力及配筋计算：（1）荷载计算（2）作用于桩顶的外力（3）桩长计算（4）桩顶位移及桩身强度验算。第 一 部 分xx主河道桥设计总说明一、 设计条件1、建桥位置:该桥为长白线一级公路xx主河道桥，桥中心桩号为K30+867。具体见平面图。2、设计技术指标：1)桥面净空：净9+20.75m2)荷载等级：公路-级3.设计原则：经济、适用、安全、美观的原则二、桥梁概况：该桥的中心里程桩号为K30+867，布置1个勘探孔，总进尺43.38米。共取岩样6组，标准贯入试验7次。三、调查情况该桥位于河道较直，有支流。桥位处河床断面为单式断面。河底较平整。河道水流流速较快，水流通畅。该区土壤为有枯枝落叶的原始森林土。四、场地工程地质情况：1、地形地貌：拟建xx桥，勘察桩桩位最高点标高为141.4米，最低点标高为98.02米，高差43.38米。2、场地地层结构及岩土物理力学性质该桥在勘察深度范围内揭露的地层按其物理力学性质等自上而下分为六层：亚粘土：黑色，湿，可塑，容许承载力=150Kpa。淤泥质亚粘土：灰黑色，软塑，湿，容许承载力为=100KPa。粉细砂层：灰色，湿，稍松，容许承载力为=120KPa。粉细砂层：灰色，湿，中密，局部，夹粘土，容许承载力为=200KPa。亚粘土：灰黑色，湿，可塑，局部夹砂层，容许承载力为=200KPa。亚粘土：灰黑色，干，硬，容许承载力为=350400KPa。五、场地水文地质条件:该桥中心为河谷,地表水主要接受大气降水补给,该处地下水为孔隙潜水,埋藏在砂层中,根据区域资料,地下水对混凝土及钢筋均无侵蚀性.六、其他条件1.本工程地处长白山地区，构造运动较强烈，地震基本烈度为度区。根据部颁公路工程抗震设计规范的要求，本工程采用简易设防。2）气象资料：位于中东北西部润干季冻区，属于温和半干旱区气候，年平均气温4.30C,年平均降水量为413.8毫米，年平均蒸发量1716毫米。场地标准冻结深度为1.60米。七、桥梁设计标准跨径：29.96米。计算跨径：28.92米上部结构：钢筋混凝土简支T梁 （T梁高2.1m，主梁间距2.0m，全预应力钢筋混凝土配筋）下部结构：双柱式桥墩（墩柱高2.9m）,钻孔灌注桩基础（桩身高38.0m）1 设计题目xx主河道桥（桥面净空9+20.75；公路-级）施工图设计。上部结构采用简支装配式全预应力混凝土T梁，下部结构采用双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。2 桥长及分孔330m3 桥宽及桥面横坡3.1 桥宽：0.50+净9+0.75m3.2 横坡：1.5%4 桥面铺装4.1 沥青混凝土面层8cm4.2 混凝土垫层平均厚度16cm5 荷载等级公路级6 材料6.1 预应力钢筋预应力钢筋采用7j15.2钢绞线，抗拉强度标准值fPK=1860Mpa6.2 非预应力钢筋采用HRB335钢筋6.3 主梁采用C50混凝土, ,墩台采用C30混凝土7 提交的成果7.1 上部结构设计计算书及桥墩设计计算书一份 7.2 图纸1) 预应力T梁一般构造图（一）2) 预应力T梁一般构造图（二）3) T梁预应力钢束纵向布置图4) T梁预应力钢束平面布置图5) 桥型图6) 预应力T梁主梁钢筋构造图（一）7) 预应力T梁主梁钢筋构造图（二）8) 预应力T梁主梁钢筋构造图（三）9) 盖梁钢筋图10) 桥墩桩柱配筋图11) 横隔板钢筋图8 设计原则：经济、适用、安全、美观的原则9 时间安排2007年4月23日至6月22日，共九周。 前六周进行设计的计算及绘图（2007.4.235.29）；第七、八周编制施工组织，设计说明及专业文献翻译（2007.5.296.17）；第九周进行设计资料的整理、打印(2007.6.176.22)。八、设计说明书本设计为长白线一级公路xx主河道桥设计,初步设计为预应力混凝土简支T型梁桥。全桥3跨，跨径30米。下部结构采用单排双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。1 设计规范1）桥涵设计手册 人民教育出版社2）公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）3）混凝土结构设计原理（GB 500102002）4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5）公路工程技术标准（JTG 0012004）2 技术标准1) 设计荷载：公路-级2) 桥面净空：净9+20.75m3) 桥面横坡：1.5%双向横坡3 跨径、T梁结构1) 跨径：90米（采用并列分离双幅布置）2) T梁结构：T梁为后张法预应力混凝土刚接T梁，T梁间设置中横隔板和端横隔板，T梁高2.1米，T梁间距离2.0米，预制宽度1.6米，横段布置五片梁。为减轻T梁自重并增大梁端的抗剪能力，有利于梁端的局部受压，T梁作为变截面梁。为了T梁剪力能顺利传递，在腹板和顶板相接处作为承托以增加主梁抗剪。4 主要材料4.1 混凝土：1) 预制T梁、横隔板混凝土标号为50号2) 桥面整体性混凝土标号为40号4.2 钢筋1) 预应力钢筋采用7j15.2低松弛钢绞线，公称面积为139mm2，抗拉强度标准值为fPK=1860Mpa ，应符合ASTM A41690a规范2) 非预应力钢筋采用HRB400钢筋，应符合GB149979规定4.3 钢板结构所用钢板为16Mn钢板，应符合GB70079和GB159179规定4.4 锚具本设计采用OVM156型锚具，应符合GB69965规定5 设计要点5.1 本设计主要采用手工计算。上部为装配式全预应力钢筋混凝土简支T梁。5.2 为降低主梁高度，减少预应力引起的上拱度，后张法预应力混凝土T梁在设计荷载下按全预应力混凝土构件设计，主梁配筋采用预应力筋。5.3 为减轻主梁安装重量，加强桥梁整体性，在预制T梁上设16cm的现浇整体化混凝土,运营状态下主梁按预制T梁和现浇整体化混凝土共同受力计算，现浇整体化混凝土中设置的钢筋网在运营状态下参与桥梁横向受力。5.4 在8cm的沥青混凝土桥面铺装和整体化混凝土之间设沥青防水层，每平方米洒0.52kg防水沥青，桥面沥青混凝土和沥青防水层中掺入4（按沥青重量比）的AST31沥青抗剥剂。5.5 每束钢丝都采用两端同时张拉，使主梁预加力均匀，锚具采用OVM156型锚具，锚具变形钢筋回缩按3mm计。预制件在张拉钢绞线时混凝土的强度应达到85%以上方可张拉。5.6 设计中预应力钢筋孔道按预埋金属波纹管孔道考虑，孔道直径为85cm。5.7 张拉控制应力=1395Mpa，张拉控制力为4072.01KN，其均为锚下预应力钢筋应力,未包括锚口损失。5.8 预应力钢筋的松弛损失按采用超张拉工艺计算，施工时采用超张拉105%并控制张拉和伸长量。5.9 桥面横坡由梁底三角楔块形成，采用板式橡胶支座。5.10 一片主梁下有二个支座，支座采用板式橡胶支座，安装时应保证二个支座同时受力，避免主梁产生附加扭曲。 下部结构 5.11 采用双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础，所有墩的桩基均嵌入干、硬的亚粘土层中，以确保持力层有足够的承载力，从而保证基础的稳定。第 二 部 分xx主河道桥设计计算书1 上部结构1.1 设计资料及构造布置1.1.1 设计资料 标准跨径：采用装配式预应力混凝土简支T梁，单孔跨径30米。 主 梁 长：伸缩缝采用4厘米，预制梁长29.96米。 计算跨径： 取相邻支座中心间距28.92米。 桥面净空: 净9+20.75m 荷载等级： 公路-级，人群荷载2.25 KN/m。构造布置1.1.2 梁间距主梁间距2.0m，共布置5片主梁，主梁宽均1.60m，留湿接缝0.40m，能加强横向整体性。1.1.3 梁高 预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25之间，标准设计中，高跨比约在1/181/19，当建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案。本设计采用2.10m梁高。1.1.4 横隔梁间距为了增强主梁间的横向连接刚度，除设端横隔梁外，还设中横隔梁，本设计在跨中和两个四分点及梁端共设置五道横隔梁，间距7.23 m，横隔梁采用开洞形式，高度1.85m，厚度0.16m。1.1.5细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板系承受车轮局部荷载的要求，还应该考虑能否满足主梁受弯时翼板受压的要求，拟定翼板厚度10cm,根部加厚的12cm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。为使工板和腹板连接和顺，在截面转折处设置倒角，以减少局部应力和便于施工脱模。T梁腹板厚度取20 cm。马蹄尺寸根据实践应用，马蹄面积占截面总面积的10%20%较为理想。根据公路桥涵设计规范规定，初拟马蹄宽度50cm,高度为30cm,马蹄与腹板连接处做成斜45的折线钝角,以减少局部应力。1.1.6横截面沿跨长的变化 主梁采用等高度形式，横截面T梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起从四分点开始逐渐向支点抬高，梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的需要，在距梁端一倍范围内（210cm）将腹板加厚到与马蹄同宽，变化点截面到支点距离为185cm，中间设置一节长为30cm的腹板加厚过度段。1.1.7桥面铺装桥面铺装底层为16cm厚的现浇整体化防水混凝土，面层为8cm厚的沥青混凝土。1.1.8桥梁横断面：如图所示 其中跨中截面和支点截面如下：横隔梁设置及尺寸如下图所示：1.2 行车道板计算1.2.1 恒载及活载内力计算1.2.1.1 每延米板上的恒载沥青混凝土面层：g1：0.08231.0=1.84KN/m水泥混凝土垫层：g2：0.16241.0=3.84 KN/mT梁翼板自重 ： g3= KN/m合计：g=gi=1.84+3.84+4.0=6.68KN/m1.2.1.2 每米宽板条的恒载内力 确定板的计算跨径L L0=1.8m b=0.2m t=mL0+t=1.8+0.16=1.96m L0+b=1.8+0.2=2.0m取L=1.96m每延米宽板条的横载内力：Mog=gl02=6.681.82=2.71KNmQog=gl02=6.681.82=6.01KN 1.2.1.3 荷载产生的内力a1=a2+2H=0.20+20.24=0.68mb1=b2+2H=0.60+20.24=1.08m 荷载有效分布宽度:荷载在跨径中间 a=a1+=0.68+=1.33m =1.31 m 则: a=1.33m d=1.4m 所以顺桥向不发生重叠.荷载在板的支承处: a=a1t=0.68+0.16=0.84m c=0.22 m所以另一轮进入板内. KN/m KN/m KN/m比较 ， 大小： 所以进入单元中的车辆不重叠影响. 图1-5活载弯距： 则： =0.355 同理得： =0.055Mop = =1.348.731.080.355+50.640.220.055+1/2（77.16-50.64）0.220.033=1.3（18.68+0.61+0.096）=25.2 KNm由于t/h=16/188=0.081/4 即主梁抗扭能力大。则： M中=0.5M0=0.5（1.22.71+1.425.2）=19.27 KNmM支=-0.7M0=-0.7（1.22.71+1.425.2）=-26.97KNm活载剪力：l0-（1.3+）=1.8-（1.3+1.08/2）=-0.04mc=-0.04=1.08/2-0.04=0.5mm=1.348.731.080.7+1/2(77.16-48.73) 0.2450.955+48.730.50.1389+1/2(77.16-48.73) 0.2450.045 =1.3(36.84+3.326+3.384+0.157) = 56.82 KN 图1-61.2.2 行车道板配筋计算取矩形截面尺寸bh=1000600mm,承受的弯矩组合设计值Md=19.27 KNm，地区处于类环境中桥，结构重要性参数0=1.1，拟采用C40混凝土，HRB33516钢筋，主筋间距150mm，保护层厚度取30mm，顺桥向布置分布筋，间隔150mm，横桥向布置受力筋，属单向板计算。根据拟采用的材料查表：=18.4MPa =280MPa =0.56 =1.65MPa拟取=25mm，有效高度0.16-0.03-0.016/2=0.122m求受压区高度x.r0Md= 1.119.27106=18.41000x（122-x/2）解得：x=8.9mm =0.45=0.45=0.00265满足最小配筋率的要求。受压区高度x= m bh0=0.56119=104.72mm则截面所能承受的弯矩组合设计值为：Mdu= =18.410008.91（122-8.91/2） =19.271KNm 0Md=19.27 KNm该构件正截面承载力满足要求。1.3 主梁内力计算1.3.1 截面几何特性的计算 将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元，列表如下：跨中截面几何特性表 表1-1分块名称分块面积Ai(cm2)分块面积形心距上缘静矩 Yi(cm)分块面积对上缘的静矩 Si=AiYi分块面积自身的惯性矩 (cm4)Di=Ys-Yi(cm)分块面积对截面形心的惯性矩Ix=AiDi (cm4)=+翼板1600580001333371.0180678728081205上承托8401411760672062.0132300023236722腹板3400952230008188333-18.9912261089414441下三角225176.667397502812-100.65722796622282474马蹄1500195292500112500-118.99 21237930213504307565-575010=44365272注：ys=cm 检验截面效率指标上核心矩：Ks=cm下核心矩：Kx=cm截面效率指标：=0.5根据设计经验，一般截面效率指标取=0.450.55，且较大者亦较经济。上述计算结果表明，初拟的主梁跨中截面是合理的。1.3.2 主梁恒载内力计算1.3.2.1 恒载集度沥青混凝土铺状容重水泥混凝土铺装容重主梁容重 结构自重集度计算表 表1-2主 梁0.50.3+0.150.15+0.20.17+0.12（1.6-0.2）+1.60.125=13.36 KN/m边主梁的横隔梁=（0.190.2+0.20.64+0.441.25+0.20.2+0.30.89-0.150.1）525/28.92=2.02 KN/m中主梁的横隔梁=22.02=4.04 KN/m桥面铺装= KN/m湿接缝边主梁=0.14 KN/m中主梁=0.142=0.28 KN/m栏杆和人行道=2.05 KN/m 主梁恒载内力 表1-3 荷 载主 梁一期恒载g1二期恒载g2三期恒载g总和g（KN/m）边主梁15.381.09.6626.04中主梁17.42.07.6127.01注：一期恒载：预制主梁（包括横隔梁）的自重二期恒载：桥面板湿接缝折成线荷载三期恒载：栏杆、人行道、桥面铺装 恒载内力计算 表1-4项目弯矩Mx （KNm）剪力Qx （KN）支点变截面L/4跨中支点变截面L/4跨中距支点截面的距离x（m）0.001.587.2314.460.001.587.2314.46一期恒载g1（KN/m）边主梁0.00332.191205.941607.9122.39198.0911.20.00中主梁0.00375.821364.321819.1251.61224.12125.80.00二期恒载g2（KN/m）边主梁0.0024.6289.39119.1816.4814.688.240.00中主梁0.0049.24178.77238.3632.9729.3716.480.00三期恒载g3（KN/m）边主梁0.00208.64757.431009.91139.68124.4269.840.00中主梁0.00164.37596.7795.59110.0498.0255.020.00g=g1+g2+g3（KN/m）边主梁0.00565.432052.762737.01378.56337.2189.280.00中主梁0.00589.402139.792853.05394.61351.5197.310.001.3.3主梁活载内力计算1.3.3.1 荷载横向分布系数计算对主梁端部：采用杠杆法（支点截面）1号梁：公路-级：人群 荷载：2号梁公路-级：人群 荷载：3号梁公路-级：人群 荷载：跨中截面桥梁跨宽比2采用修正偏心压力法计算主梁抗扭惯性矩IT对T梁：IT=其中 bi,ti相应为单个矩形截面的宽度和厚度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跨中截面翼板的换算厚度：ti=（10+22）/2=16cm马蹄部分的换算厚度平均为：t2=（30+45）/2=37.5cm梁 肋 的 换 算 高 度 为 ：t3=210-16-37.5=156.5cm故ax=63.45cm主梁抗弯惯性矩：=47786.67+6887333.6+15435000+7250890.5+131835.9375+2247851.25=0.32m4主梁抗扭惯性矩：绘出IT计算图式如表： 表1-5分块名称bi (cm)ti (cm)ti / biciIT=翼板160160.11/32.18453腹板156.5200.12781/34.17333马蹄5037.50.750.184.7460911.10395计算抗扭修正系数本桥横向主梁间距相同,并将主梁近似看成等截面则 与主梁片数n有关的系数 n=5时，=1.042 按桥规第2.1.3条，取G=0.43EN按修正刚性横隔梁法计算横向影响线竖标值： 对于一号边梁考虑抗扭修正后的横向影响线数标值为： 11=0.56 15=-0.16设荷载横向分布影响线零点至1号梁位的距离为X则 解得 x=6.22 解得=0.398同理：=0.28 =0.12 =0.002 =0.64荷载横向分布系数：公路-级： 人群 荷载：对于二号梁考虑抗扭修正后的横向影响线数标值为： 21= 25=设荷载横向分布影响线零点至1号梁位的距离为则 解得=7.6荷载横向分布系数：公路-级：人群 荷载：对于三号梁考虑抗扭修正后的横向影响线数标值为： 31=1/5+0=0.235=1/5-0=0.2荷载横向分布系数：公路-级：人群 荷载：横向分布系数汇总 表1-6荷载类别1号梁2号梁3号梁公路-级0.550.60.7250.4980.7250.4人群 荷载1.4380.640.00.420.00.21.3.3.2 计算活载内力1.3.3.2.1 公路-级均布荷载标准值 =0.7510.5=7.875 KN/m人群荷载为 =2.25 KN/m计算弯矩时集中荷载标准值 =231.4 KN计算剪力效应时集中荷载标准值=1.2231.4=277.68KN均布荷载和内力影响线面积 表1-7 类型截面公路-级均布荷载（KN/m）人群荷载（KN）影响线面积（或）影响线图式7.8752.25=m7.8752.25=m7.8752.25=m7.8752.25= m7.8752.25=m7.8752.25= m7.8752.25=m1.3.4荷载内力计算 采用影响线直接加载求活载内力 公式为： 式中 s 所求截面弯矩或简力 1+汽车荷载的冲击系数 多车道桥涵的汽车荷载折减系数沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数车辆荷载轴重沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值1.3.4.1计算惯性矩：由以上计算得截面形心至上翼缘的距离为=63.45cm =0.47986235 m41.3.4.2计算冲击系数： 单根主梁A=0.4165 m2 结构跨中处每延米结构重力G=0.416525=10.41KN/m 采用C40混凝土 取E=3.25基频 f1= 1+=1+0.333=1.333双车道不考虑汽车折减，车道折减系数取=1.0。1.3.4.3 一号梁荷载横向分布系数沿桥跨变化汽车人群作用效应计算： 表1-8截面荷载类型(KN/m)(KN)1+S(KNm或KN)SiSMl/2公路-级7.875231.41.3330.6104.55658.51996.587.231338.08人群荷载2.25/0.64104.55150.55Ql/2公路-级7.875277.681.3330.63.6222.8133.840.5111.04人群荷载2.25/0.643.625.21Ml/4公路-级7.875231.41.3330.678.41493.861496.965.421003.1人群荷载2.25/0.6478.41112.91Ql/4公路-级7.875277.681.3330.68.1351.21217.780.75166.57人群荷载2.25/0.648.1311.71M变公路-级7.875231.41.3330.5621.6126.98384.361.49257.38人群荷载2.25/1.2621.661.24Q变公路-级7.875277.681.3330.5612.9275.95272.870.95196.92人群荷载2.25/1.2612.9236.63计算支点截面汽车荷载最大剪力： m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为： 公路-级作用下，1号梁支点的最大剪力为： 计算支点截面人群荷载最大剪力：1号主梁内力组合 表1-9序号荷载类型弯矩M (KNm)剪力Q（KN）梁端变截面四分点跨中梁端变截面四分点跨中（1）结构自重0589.42139.792853.05394.61351.5197.310（2）汽车荷载0384.361496.961996.58292.92272.87217.78133.84（3）人群荷载061.24112.91150.5526.7736.6311.715.21（4）1.2（1）0707.282567.753423.66473.53421.8236.770（5）1.4（1）0538.12095.742795.21410.09382.02304.89187.38（6）0.81.4（1）068.59126.46168.6229.9841.0313.125.84（7）=（4）+（5）+（6）01313.974789.956387.49913.6844.85554.78193.22二号梁荷载横向分布系数沿桥跨变化汽车人群作用效应计算： 表1-10截面荷载类型(KN/m)(KN)1+S(KNm或KN)SiSMl/2公路-级7.875231.41.3330.498104.55546.561657.177.231110.61人群荷载2.25/0.42104.5598.8Ql/2公路-级7.875277.681.3330.4983.6218.92110.090.592.17人群荷载2.25/0.423.623.42Ml/4公路-级7.875231.41.3330.49878.41409.911242.485.42832.57人群荷载2.25/0.4278.4174.1Ql/4公路-级7.875277.681.3330.4988.1342.5180.750.75138.25人群荷载2.25/0.428.137.68M变公路-级7.875231.41.3330.67521.6153.06463.291.49310.23人群荷载2.25/0.0921.64.37Q变公路-级7.875277.681.3330.67512.9291.55328.910.95237.36人群荷载2.25/0.0912.922.62计算支点截面汽车荷载最大剪力： 公路-级作用下，2号梁支点的最大剪力为： 计算支点截面人群荷载最大剪力：2号主梁内力组合 表1-11序号荷载类型弯矩M (KNm)剪力Q（KN）梁端变截面四分点跨中梁端变截面四分点跨中（1）结构自重0589.42139.792853.05394.61351.5197.310（2）汽车荷载0463.291242.481657.17351.85328.91180.75110.09（3）人群荷载04.3774.1098.810.532.267.683.42（4）1.2（1）0707.282567.753423.66473.53421.8236.770（5）1.4（1）0648.611739.472320.04492.59460.47253.05154.13（6）0.81.4（1）04.8982.99110.6611.792.938.603.83（7）=（4）+（5）+（6）01360.784390.215854.36977.91885.2498.42157.96三号梁荷载横向分布系数沿桥跨变化汽车人群作用效应计算： 表1-12截面荷载类型(KN/m)(KN)1+S(KNm或KN)SiSMl/2公路-级7.875231.41.3330.4104.554391331.067.23892.06人群荷载2.25/0.2104.5547.05Ql/2公路-级7.875277.681.3330.43.6215.289.230.574.03人群荷载2.25/0.23.621.63Ml/4公路-级7.875231.41.3330.478.41329.24997.975.42668.73人群荷载2.25/0.278.4135.28Ql/4公路-级7.875277.681.3330.48.1334.14145.180.75111.04人群荷载2.25/0.28.133.66M变公路-级7.875231.41.3330.65421.6148.29247.141.4998.85人群荷载2.25/0.04421.62.14Q变公路-级7.875277.681.3330.65412.9288.56318.530.95229.97人群荷载2.25/0.04412.921.28计算支点截面汽车荷载最大剪力： 公路-级作用下，2号梁支点的最大剪力为： 计算支点截面人群荷载最大剪力：3号主梁内力组合 表1-13序号荷载类型弯矩M (KNm)剪力Q（KN）梁端变截面四分点跨中梁端变截面四分点跨中（1）结构自重0589.42139.792853.05394.61351.5197.310（2）汽车荷载0247.14997.971331.06340.39318.53145.1889.23（3）人群荷载02.1435.2847.055.021.283.661.63（4）1.2（1）0707.282567.753423.66473.53421.8236.770（5）1.4（1）0346.01397.161863.48476.55445.94203.25124.92（6）0.81.4（1）02.439.5152.75.621.434.11.83（7）=（4）+（5）+（6）01005.684004.425339.84955.7869.17444.12126.751.3.5主梁荷载内力组合： 基本组合（用于承载能力极限状态） 短期组合（用于正常使用极限状态） 长期组合（用于正常使用极限状态） 各种荷载组合情况见下表： 表1-14承载能力极限状态基本组合弯矩M(KNm)简力Q（KN）支点变截面四分点跨中支点变截面四分点跨中01360.784789.956387.49977.91885.2554.78193.22正常使用极限状态短期组合0852.483038.84052.07589.91531.42323.3875.49长期组合0730.172634.153517.39504.4451.25267.3442.241.4 主梁配筋计算（全预应力混凝土梁钢束布设和计算）1.4.1预应力钢筋的确定及布设 首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为了满足抗裂要求，所需的有效预加力为：NPe式中：Ms为荷载短期效应组合设计值 Ms=4052.07KNm Ac=0.7565106mm2 ycx=760.1mm ycs=1339.9mm Jc=0.443651012mm4 Wx=I/yx=0.3311109mm4eP为预应力钢筋重心至混凝土截面重心轴的距离：eP= ycx-ap假设ap=150mm eP= ycx - ap=1339.9-150=1189.9mmNPe=拟采用j15.2钢绞线的公称截面面积Ap1=139mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，张拉控制力取con=0.75fpk=0.751860=1395MPa，预应力损失按张拉控制力的25%估算。所需预应力钢绞线的根数:p= = =20.15根，取21根。采用3束7j15.2预应力钢筋，预应力钢束的布置方案如图所示，供给的预应力钢筋截面面积为：Ap=21139=2919mm2采用OVM15-6型锚具，80金属波纹管成孔，预留孔道直径85mm。预应力筋束的布置见下图：1.4.2预应力钢筋的纵断面设计 预应力钢筋合力作用点至截面上核心点的距离： 预应力钢筋合力作用点至截面下核心点的距离： 为满足全梁正截面抗裂要求所需预应力钢束偏心矩的下限值，为上限值。预应力筋束曲线要素表 表1-15钢束编号起弯点距离跨中长度（mm）曲线水平长度（mm）曲线方程1150013300y=283+7.74910-6x22，380006800y=176+1.47810-6x2 注：表中所示曲线方程以截面底边线为x坐标，以过起弯点垂线为y坐标各计算截面预应力钢束的位置和倾角 表1-16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（mm）14800144601288072300钢束到梁底距离（mm）1号束19801903.31568.5668.13002、3号束500485421.2253.3200合力点993.3957.8803.6391.6233.3钢束与水平线夹角（度）1号束12.918512.631411.28876.393402、3号束2.5052.44752.18041.22430平均值5.97625.84215.21652.94730累计角度（度）1号束00.28711.62986.525112.91852、3号束00.05750.32461.28072.5051.4.3普通钢筋数量的确定及布置 设预应力筋束和普通钢筋的合力点到截面底边的距离为： 则 由 取由公式： 求x 采用4根直径为14mm的HRB400钢筋，提供钢筋截面面积为，在梁底布置成一排，其间距为110mm，钢筋重心到截面底边距离为 钢筋布置如图所示：普通钢筋换算： 预应力钢筋换算： 预留管道面积计算：1.5 主梁截面几何特性计算截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算。本设计中，主梁从施工到运营经历了如下几个阶段：1 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段1）混凝土浇筑并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质为计入了普通钢筋的换算截面，但应扣除预应力筋预留管道的影响。该阶段顶板的宽度为1600mm。2 灌浆封锚，吊装并现浇顶板400mm(阶段2)预应力筋束张拉完成并进行管道灌浆、封锚后，预应力束就已经能够参与全截面受力。再将主梁吊装就位，并现浇顶板的连接段时，该段的自重荷载由上一阶段的截面承受，此时，截面几何性质应为计如了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质。该阶段顶板的宽度仍为1600mm。3 二期恒载及活载作用（阶段3）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为2000mm,截面几何性质为计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质。全预应力构件各阶段截面几何性质计算 表1-17阶 段截面A(106mm2)ys(mm)yx(mm)ep(mm)I(1012mm4)W(109mm2)Ws=I/ ysWx=I/ yxWp=I/ ep阶段1：钢束灌浆锚固前支点1.2089859081192234.20.52620.57950.4414 2.247变截面0.874485889.41210.64070.509660.5730.4211.252L/40.739485738.31361.7969.70.432370.585630.310180.44588跨中0.739485734.61365.41132.40.427230.581580.312890.37727阶段2：现浇400mm连接段支点1.24264916.61193.4225.60.49590.54110.419052.1981变截面0.90814659.51440.5636.50.625260.94860.43430.9829L/40.77314781.91318.1926.10.456290.58360.34620.4927跨中0.77314784.71315.31082.30.4600760.58630.34980.4251阶段3：二期荷载活载支点1.28264889.61210.4252.60.56090.63060.36342.2206变截面0.94814633.81466.2662.20.625190.98640.42640.9441L/40.81314745.91354.1962.10.48390.64880.35740.50296跨中0.81314748.51351.51118.50.4017560.53670.29730.35121.6 承载能力极限状态计算1.6.1 正截面承载力计算 (一般取弯矩最大的跨中截面进行验算：)预应力合力束到截面底边的距离ap=233.3mm预应力束和普通钢筋合力点到截面底边距离: h0=h-aps=2100-223=1877mm上翼缘厚度为100mm,考虑承托影响，其平均厚度为=100+21/2120700/（2000-200）=147mm上翼缘板有效宽度：s=2000mmL/3=28920/3=9640mmb+12因承托坡度hh/bh=120/700=0.1711/3，故不计承托影响则b+12=160+12147=1924mm取较小值， 则=1924mm首先由公式判定截面类型则 =12602919+330615=3880890N=22.41924147=7168000N因38808907168000， 满足上式要求。属于第一类T形，应按宽度为的矩形截面计算其承载力。由水平力平衡条件，即=0，计算混凝土受压区高度： 则 / =7109.01KNm KNm计算结果表明，跨中截面抗剪承载力满足要求。1.6.2 斜截面抗剪强度计算选择距支座中心h/2处截面和变截面点进行斜截面抗剪承载力复核箍筋采用R335钢筋，直径为8mm，双肢箍，间距Sv=100mm，距支点相当于一倍梁高范围内，箍筋间距Sv=100mm，单根箍筋截面面积1) 距支点h/2斜截面抗剪承载力计算首先进行截面抗剪强度上.下限复核：vd为验算截面处剪力组合设计值，按内插法得距支点h/2=1050mm处的vdvd = 预应力提高系数a2=1.25验算截面处的截面腹板宽度b=342.5mm本设计中所有预应力钢筋均弯曲，只有纵向构造钢筋沿全梁通过，此处的近似按跨中截面的有效梁高取值，取=1877mm=0.510-31.251.83342.51877=735.3KN=0.5110-3342.51877=2318.4KN735.3KNr0vd=1.1916.3=1007.93KNr0Vd=1.1841.9=926.09KN说明截面抗剪承载力满足要求。2) 变截面处斜截面的抗剪承载力计算首先进行截面抗剪强度上.下限复核：式中：vd =885.2KN b=200mm 取=1877mm预应力提高系数a2=1.25=0.510-31.251.832001877=234.625KN=0.5110-32001877=1353.78KN234.625KN r0vd=1.1885.2=973.72KNr0Vd=973.72KN说明截面抗剪承载力满足要求。1.7 预应力损失计算后张法梁的的预应力损失包括前期预应力损失（钢束与管道壁的摩擦损失，锚具变形，分批张拉混凝土弹性压缩引起的损失）与后期预应力损失（钢丝应力松弛，混凝土收缩和徐变引起的损失），而梁内钢束的锚固应力和有效应力（永存应力）分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失。1.7.1 管道间摩擦引起应力损失（） 张拉控制内力 =0.75fpk=0.751860=1395MPa 摩擦系数 =0.333k 局部偏差影响系数 k=0.0015从张拉端至计算截面曲线管道部分切线与水平线夹角之和（rad）x 从张拉端至计算截面的管道长度，近似为该段管道在纵轴上的投影长度（m） 摩擦损失计算表 表1-18钢束号截 面123总 计支 点X(m)0.340.340.34(rad)0.00500830.0010030.001003l1(MPa)2.461.061.064.58变截面X(m)1.921.921.92(rad)0.028430.005660.00566l1(MPa)13.865.785.7825.42L/4X(m)7.577.577.57(rad)0.113830.022340.02234l1(MPa)54.4523.4323.43101.31跨 中X(m)14.814.814.8(rad)0.225360.04370.0437l1(MPa)105.3745.4545.45196.271.7.2 锚具变形损失反摩擦影响长度： 式中：- 张拉端锚下控制张拉应力- 锚具变形值，取4mm Ep=2.0105- 扣除沿途管道摩擦损失后锚固端预拉应力L- 张拉端到锚固端的距离 L=14800mmL时，离张拉端x处由锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩引起的，考虑反摩擦后的预应力损失为 ： 当时，表示该截面不受反摩擦影响反摩擦影响长度计算表 表1-19钢束号1230=wn（Mpa）139513951395L=0-L1(MPa)1289.631349.551349.55d=(0-L)/L(MPa)0.007120.0030710.003071Lf(mm)10466.6415937.0315937.03锚具变形损失计算表 表1-20钢束号截面123总 计支点X（mm）340340340（Mpa）149.0497.8997.89L2（Mpa）144.2095.8095.80335.80变截面X（mm）192019201920（Mpa）149.0497.8997.89L2（Mpa）121.7086.1086.10293.90L/4截面X（mm）757075707570（Mpa）149.497.8997.89L2（Mpa）41.2551.3951.39144.04跨中X（mm）148001480014800（Mpa）149.0497.8997.89L2（Mpa）0.000.000.000.001.7.3分批张拉损失L4: 式中：在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉的各批钢筋产生的法向应力预应力钢筋，砼弹性模量之比 =Ep/Ec=1.95105/3.45104 =5.65本例中预应力钢束的张拉顺序为321Npe有效张拉力为张拉控制力减去摩擦损失和锚具变形损失的张拉力 A每束钢筋面积 ey所求钢束与截面重心间距离分批张拉损失计算表 表1-21截面张拉束号有效张拉力NPe(103N)张拉钢束偏心矩ey（mm）计算钢束偏心矩ey（mm）各钢束应力损失L4（Mpa）232323支点21263.090423042308.3311214.63-995.3-995.34234230.190.19 总计0.198.52变截面21267.940486.80486.8011.5211225.44-660.5-660.5486.8486.83.43.4 总计3.4 14.92L/4截面21250.760654.70 654.7016.5611264.22239.9239.9654.7654.712.3112.31总计12.3128.87跨中21313.110708070816.7318.7411254.8160860870870816.7316.73总计16.7335.471.7.4 钢筋应力松驰损失L5 式中：-超张拉系数，本例中=1.0-钢筋松驰系数，本例采用低松驰钢铰线，取=0.3-传力锚固时的钢筋应力，对后张法构件，-预应力钢筋的抗拉强度标准取值 =1860Mpa钢筋应力松驰损失计算表 表1-22钢束截面pe（Mpa）L5（Mpa）12 312 3 支点1248.341297.951289.6233.3340.0638.9变截面1259.441299.721288.234.840.338.7L/41299.31307.871291.3140.2441.4539.13跨中1289.631234.931314.0838.931.5842.33凝土收缩、徐变损失式中：-构件受拉区全部纵向钢筋截面重心处，由预加力（扣除相应阶段的应力损失）和结构自重产生的法向应力。-预应力筋的传力锚固龄期为t0，计算龄期为t时的混凝土收缩应变。=0.2210-3-加裁龄期为t0，计算龄期为t时混凝土徐变系数。=1.678。-构件受拉区全部纵向钢筋配筋率 设砼传力锚固龄期及加载龄期为28d，计算时间t=，桥梁所处的 环境年平均相对温度为75%，以跨中截面计算其理论厚度h m混凝土收缩、徐变损失计算表 表1-23截 面eps(mm)psNpe(KN)M 自重(KN.m)（Mpa）（Mpa）（Mpa）（Mpa）支 点252.60.00281.153740.5103.4803.4865.16变截面662.20.00371.673761.32589.44.29-0.623.6764.0L/4962.10.00432.563765.742139.7912.04-4.257.7990.19跨 中1118.50.00433.533881.032853.0516.9-7.948.9693.72预应力损失组合应力损失组合 表1-24截 面LI=L1+L2+L4（Mpa）LII=L5+L6=（Mpa）123平 均123平 均支 点146.6697.05105.38116.3698.49105.22104.06102.59变截面135.5695.28106.8112.5598.8104.3102.7101.93L/495.787.13103.6995.51130.43131.64129.32130.46跨 中105.3762.1880.9282.82132.62125.3136.05131.321.8 正常使用极限状态计算1.8.1 全预应力混凝土构件抗裂性验算1.8.1.1正截面抗裂性验算正截面抗裂性验算以跨中截面受拉边的正应力控制，在荷载短期效应组合作用下应满足：st-0.85pc0st为在荷载短期荷载效应组合作用下，截面受拉边的应力：Jn1, Yn1x, Jn2, Yn2x, J0，Yox分别为阶段1.2.3截面惯性矩和截面重心至受拉边缘的距离由以上计算得：Jn1/yn1x=0.5816109mm3Jn2/yn2x=0.5863109mm3Jn0/yn0x=0.5367109mm3=1819.1KNm =238.36KNm =795.59KNm =1996.58KNm =150.55 KNm =1.333将上述数值代入公式得:st=（）/1000=3.13+0.41+3.94 =7.48MPapc为截面下缘的有效预压应力: pc=Np=peAp=（con-s-s）Ap =（1395-82.82-131.32）2919/1000=3446.93KN=1132.4mm则 pc=4.66+6.71=11.37MPast-0.85pc=7.48-0.8511.37=-2.18MPa0计算结果表明，正截面抗裂性满足要求。1.8.1.2 斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算以主应力控制，一般取变截面点分别进行计算上梗肋，形心轴和下梗肋处在载荷短期效应组合作用下的主拉应力，应满足的要求。为荷载短期效应组合作用下的主拉应力： 上述公式中车辆荷载和人群荷载产生的应力值，按最大剪力布置荷载，即取最大剪力对应的弯矩值.恒载内力值：=375.82KNm =49.24KNm =208.64KNm=224.11KN =29.37KN =124.42KN活载内力值：=384.36KNm =61.24KNm =272.87KN =36.63KN =1.333变截面点处的主要截面几何性质：An1 =0.874485106 mm2 Jn1 =0.509661012mm4 yn1s=1210.6mm y1 =889.4mmAn2 =0.90814106mm2 Jn2 =0.62561012mm4 yn2s=1440.5mm y2 =659.5mmAn3=0.94814106mm2 Jn3=0.625191012mm4 yn3s=1466.2mm y3 =633.8mm几何特性计算表 表1-25计算点受力阶段A1（106mm2）yx1（mm）D（mm）S1（109mm3）上梗肋处阶段一0.2440795.4669.40.19383阶段二0.2440564.5439.50.13774阶段三0.2840538.8413.80.15302形心位置阶段一0.32676757.125.560.24739阶段二0.32676527.225.70.17227阶段三0.36676501.500.18393下梗肋处阶段一0.2962901.45490.60.26701阶段二0.30751131.35720.50.34789阶段三0.30751157.05 746.20.35579变截面处的有效预应力：pe=con-L-L=1395-112.55-101.93=1180.52MPaNp=peAp=1180.522919/1000=3445.94KNepn=ypn=407mm预应力筋弯起角度分别为：p1=11.28870，p2=p3=2.18040，将上述数值代入公式，分别计算上梗肋、形心轴和下梗肋处的主拉应力。（a）上梗肋处=/1000=3.94-1.84=2.1MPa=2.1+=2.1+0.49+0.0346+0.33 =2.95MPa= =0.43+0.032+0.39-0.6 =0.25MPa=-0.023MPa(b)形心轴处=/1000=3.94+0.07=4.01MPa=4.01-0.0188-0.002=3.99MPa=0.54+0.04+0.47-0.76 =0.29MPa=MPa（c）下梗肋处=/1000=5.29MPa=5.29-=5.29-0.36-0.055-0.59 =4.29MPa=0.59+0.08+0.91-0.82 =0.76MPa=MPa计算结果汇总如下：变截面处不同计算点主应力汇总表 表1-26计算点位置正应力cx（MPa）剪应力（MPa）主拉应力tp（MPa）上梗肋处2.950.25-0.023形心轴处3.990.29-0.021下梗肋处 4.290.76-0.13计算结果表明，形心轴处主拉应力最大，其数值tp，max=-0.023MPa小于0.7ftk=0.72.65=1.86MPa，满足要求.1.8.2 主梁变形（挠度）计算1.8.2.1 使用阶段的挠度计算使用阶段的挠度值，按短期荷载效应组合计算，并考虑挠度长期影响系数，对C50混凝土=1.60，刚度B0=0.95ECI0,预应力混凝土简支梁的挠度计算可忽略内支点附近截面尺寸及配筋变化，近似的将按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面尺寸及配筋情况确定，即取B0=0.95ECI0=0.953.451040.4017561012=1.321016Nmm2荷载短期效应组合作用下的挠度值，可简化为按等效均布荷载作用情况计算:式中：Ms=4052.07106Nmm L=28.92103mm 自重产生的挠度值,按等效均布荷载作用情况计算：MGK=MG1Pk+MGIMP+MG2=(1819.1+238.36+795.59)106=2853.05106Nmm 消除自重产生的挠度，并考虑挠度长期影响系数后，使用阶段挠度值为=1.6(26.74-18.83)=12.66mm fS=1.626.74=42.78mm由于预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，所以可不设预拱度。1.9 持久状况应力验算按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件，尚应计算其使用阶段正截面混凝土的法向应力，受拉钢筋的拉应力及斜截面的主拉应力。计算时作用（或荷载）取其标准值，不计分项系数，汽车荷载应考虑冲击系数。1.9.1 跨中截面混凝土法向正应力验算=1395-82.82-131.32=1180.86MPa=1180.862919/1000=3446.93KN=1132.4mm =3.94-6.71+3.13+0.41+5.48=6.25MPa0.5=0.532.4=16.2MPa跨中截面预应力钢筋拉应力验算是按荷载效应标准值（对后张法构件不包括自重）计算的预应力钢筋重心处混凝土的法向应力MPa 故满足要求。1.9.2 斜截面主应力验算一般取变截面点分别计算截面上梗肋，形心轴和下梗肋处在标准值效应组合作用下的主压应力，应满足的要求。（a）上梗肋处=/1000=3.94-1.84=2.1MPa=2.1+0.49+0.0346+0.43 =3.06MPa= =0.43+0.032+0.53-0.6 =0.39MPa=-0.05MPa=3.11MPa(b)形心轴处=/1000=3.94+0.07=4.01MPa=4.01-0.0188-0.002=3.99MPa=0.54+0.04+0.64-0.76 =0.46MPa=MPa=4.04MPa（c）下梗肋处=/1000=5.29MPa=5.29-0.36-0.055-0.78 =4.09MPa=0.59+0.08+1.23-0.82 =1.08MPa=MPaMPa计算结果汇总如下： 变截面处不同计算点主应力汇总表 表1-27计算点位置正应力cx（MPa）剪应力（MPa）主拉应力tp（MPa）主压应力cp（MPa）上梗肋处3.060.390.05-3.11形心轴处3.990.46-0.054.04下梗肋处4.091.08-0.274.36最大主压应力计算结果表明，使用阶段正截面混凝土法向应力，预应力钢筋拉应力及斜截面主压应力满足要求。1.10 短暂状态应力验算预应力混凝土结构按短暂状态设计时，应计算构件在制造，运输及安装等施工阶段，由预加力（扣除相应的应力损失）构件自重及其它施工荷载引起的截面应力。对简支梁，以跨中截面上下边缘混凝土正应力控制。1.10.1 上缘混凝土应力KN1.10.2 下缘混凝土应力8.71MPa0.7532.4=24.3MPa计算结果表明，在预施应力阶段上缘混凝土不出现拉应力，下缘混凝土压应力满足要求.1.11 横隔梁内力计算1.11.1确定中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图所式：跨中一列车轮对中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：计算简力时：1.11.2绘制中横隔梁的内力影响线 由以上计算得1.2号梁的荷载横向分布影响线竖标值如图所式：则的影响线竖标可计算如下：P=1作用在1号梁轴上时（ ）P=1作用在5号梁轴上时P=1作用在2号梁轴上时（ ）同理得：则影响线必在r-r截面处有突变，根据连线延伸至r-r截面，即为值，求得=1.18 由此绘出影响线如图所式：1.11.3绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时 P=1作用在计算截面以左时 1.11.4截面内力计算将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载计入冲击影响力（1+） 表1-28公路-级弯矩(KNm)=1.3331.0144.17（1.18+0.49-0.004-0.73）=179.88简力(KN)=1.3331.0144.17（0.56+0.4+0.28+0.12+0.002-0.16）=277.191.11.5内力组合（鉴于横隔梁结构自重内力甚小，计算中可省略） 表1-29承载能力极限状态基本组合=1.4144.17=201.84KNm=1.4173=242.2KN正常使用极限状态短期效应组合=0.7144.171.333=75.71 KNm=0.71731.333=90.85 KN长期效应组合=0.4144.171.333=43.26 KNm=0.41731.333=92.24 KN1.11.6横隔梁配筋横隔梁采用C50混凝土，HRB400钢筋，按受拉钢筋布置成两排，估算=70mm,梁的有效高度=1850-70=1780mm =160mm b=160mm梁的翼缘有效宽度： =b+12=160+12160=2080mm 2000mm取较小值，则 =2000mm首先判断截面类型，当时，截面所能承受的弯矩设计值为： =12220KNm KNm 按的T型截面计算 求混凝土受压区高度x(令=0) =160mm则 选择6根直径为12mmHRB400钢筋，供给的钢筋截面面积，其中4根钢筋布置成3排，每排2根，所需截面最小宽度=230+213.9+30=117.8mmb受拉钢筋合力作用点至梁下边缘的距离=230+13.9/2+13.9=80.9mm 则梁的实际有效高度=1850-80.9=1769.15mm进行截面复核，计算混凝土受压区高度x 该截面所能承受的弯矩设计值： 抗弯承载力满足要求，结构安全。1.11.7横隔梁裂缝验算 裂缝宽度公式 式中 则 裂缝宽度小于0.2mm，所以满足要求。1.12 支座的设计计算 采用板式橡胶支座，支座压力标准值 =740.02KN，其中结构自重引起的支座反力标准值为394.61KN ,公路级引起的支座反力标准值为340.39KN，人群荷载标准值为5.02KN.公路级和人群荷载作用下产生的跨中挠度为f=12.66mm.主梁计算温差=36，设计板式橡胶支座。1.12.1 确定支座平面尺寸 选定支座平面尺寸为ab=2630=780， 采用中间层橡胶片厚度t=0.6cm 计算支座平面形状系数s： 8 计算支座弹性摸量： 验算橡胶支座的承压强度： （合格）1.12.2 确定支座厚度 主梁计算温差=36，温度变形由两端支座均摊，则每一支座承受的水平位移为： 为计算汽车荷载制动力引起的水平位移，首先确定作用在每一支座上的制动力，对于28.92m的桥跨，一个设计车道上公路级车道荷载总重为：7.87528.92+231.4=459.15KN，则其制动力标准值为459.1510=45.9KN按桥规，不得小于90KN，经过比较，取总制动力为90KN参与计算，五根梁共10个支座，每个支座承受水平力 确定需要的橡胶片总厚度： 不计汽车制动力： 计入汽车制动力： 桥规规定： 选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm,中间层厚0.6cm，薄钢板厚0.2cm， 则橡胶片总厚度为：1.05cm,且4cm (合格) 支座总厚：1.12.3 支座偏转情况验算 支座平均压缩变形为：按桥规规定，尚应满足， 即0.04090.072.3=0.161cm (合格) 计算梁端转角：由式： 和 可得：设结构自重作用下，主梁处于水平状态，已知公路级作用下的跨中挠度： f=1.266cm 则 验算偏转情况： 0.0409cm cm (合格)1.12.4 验算支座抗滑稳定性： 计算温度变化引起的水平力： 滑动稳定性验算： 则： 33.92169.44 （合格）以及 （合格）计算结果表明，支座不会发生相对滑动。2. 下部结构桥面净空：净9+20.75m，采用三跨，单孔跨径30m,梁长29.96m,计算跨径28.92m.上部构造：预应力混凝土T型梁材 料 ：钢筋采用HRB335钢筋，混凝土采用C30混凝土桥墩尺寸：选用如图所示结构尺寸设计依据：公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 02485） 盖梁计算2.1 荷载计算2.1.1 上部结构永久恒载计算：上部结构恒载计算表 表2-1每片边梁自重（）每片中梁自重()一孔上部构造总重（）每一个支座恒载反力（）1、52、433987.98边梁1、4中梁1、4中梁326.0427.0127.01378.56 394.61394.61 2.1.2盖梁自重及内力计算： 盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算表 表2-2截面自重（）弯矩（）剪力（）Q左Q右1-1q1=0.70.51.225+0.70.26251/21.235=12.8M1=-10.50.5/2-2.30.5/3=-3.01-12.8-12.82-2q2=(0.90.51.2+1/20.90.61.2)25=21.6M2=-0.51.61.21.6/225-1/20.61.21.625=-26.88-34.4-34.43-3q3=1.1 0.61.225=19.8M3=-0.51.61.21.425-1/21.60.61.225(0.6+1.6/3)-19.80.6/2=-55.86-54.282.54-4q4=1.10.51.225=16.5M4=136.71/2-0.51.61.2251.9-1/21.60.61.225（1.1+1.6/3）-1.11.11.2251.1/2=-20.7466665-5q5=1.121.225=66M5=136.72.5-0.51.61.2253.9-1/21.60.61.225（3.1+1.6/3）-3.11.11.2253.1/2=37.27002.1.3 活载计算： （1）、活载横向分布计算：荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置时用偏心压力法 公路-级：a、单列车对称布置时 1=5=0 2=4= 0.45=0.5003=（0.55+0.55）=0.55 b. 双列车对称布置时： 1=5=0.225 =0.11252=4=（0.775+0.325）=0.55 3=（0.675+0.675）=0.675 单列车、非对称布置时： 由：i= 已知：n=5，e=2.85m， =则有： 1=2=3=4=5= 双列车非对称布置时：由i= 已知：n=5，e=1.3m，则有：1=2=3=4=5= 人群荷载： =2.25a、两侧有人群对称布置时： 1=5=1.31252=4=-0.31253=0b、单侧有人群、非对称布置时：由i= 已知：n=5，e=4+0.625=4.625 ，则有：1=2=3=4=5=（2）按顺桥向活载移动情况，求得支座活载反力的最大值： 公路级： a.单孔布载，单列车时： 单孔布载，双列车时： b. 双孔布载，单列车时： 双孔布载，双列车时： 人群荷载： 单孔满载时：B2=2.251/228.92=32.54（一侧）双孔双载时：B1=B2=32.54 B=65.08（3） 活载横向分布后各梁支点反力计算公式为,见下表： 各梁支点反力计算表 表2-3荷载横向分布情况公路-级荷载人群荷载计算方法荷载布置横向分布系数i单孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法计算单列行车公路-级1=0345.270459.150-2=0.22577.69103.31-3=0.55189.9252.53-4=0.22577.69103.31-5=000-双列行车公路-级1=0.1125690.5477.69918.3103.31-2=0.55379.8505.07-3=0.675466.11619.85-4=0.55379.8505.57-5=0.112577.69103.31-人群荷载1=1.3125-32.5442.7165.0885.422=-0.3125-10.17-20.343=0-004=-0.3125-10.17-20.345=1.3125-42.7185.42非对称布置按偏心压力法计算单列行车公路-级1=0.485354.27171.28459.15222.69-2=0.3425121.34157.26-3=0.20070.8514.17-4=0.057520.3726.4-5=-0.057-20.19-26.17-双列行车公路-级1=0.33690.54227.88918.3303.04-2=0.265182.99243.35-3=0.200138.11183.66-4=0.13593.22123.97-5=0.0748.3464.28-人群荷载1=0.6625-32.5421.5665.0843.122=0.4313-14.0328.073=0.200-6.5113.024=-0.0313-1.02-2.045=-0.2625-8.54-17.08 (4) 各梁恒载、活载反力组合： 计算见下表，表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为1+=1.333 各梁恒载、活载反力组合计算表（单位：） 表2-4编号荷载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R51恒载757.12789.22789.22789.22757.122公路级双列对称137.71673.26826.26673.26137.713公路级双列非对称403.95324.39244.82165.2585.694人群对称113.86-27.110-27.11113.865人群非对称57.4837.4217.36-2.72-22.776+1008.691435.371615.481435.371008.697+952.311499.91632.841459.76872.068+1274.931086.51034.04927.36956.679+1218.551151.031051.4951.75820.04 2.1.4 双柱反力Gi计算 计算如下表所示： 双柱反力Gi计算 表2-5荷载组合情况计 算 式反力Gi（KN）组合 公路级双列对称，人群对称1/5(1008.696.7+1435.374.7+1615.482.7+1435.370.7-1008.691.5)=3471.63471.6组合 公路级双列对称，人群非对称1/5(952.316.7+1499.94.7+1632.842.7+1459.760.7-872.061.5)=3510.483510.48组合 公路级双列非对称，人群对称1/5(1274.936.7+1086.54.7+1034.042.7+927.360.7-956.671.5)=3130.933130.93组合 公路级双列非对称，人群非对称1/5(1218.556.7+1151.034.7+1051.42.7+951.750.7-820.041.5)=3169.813169.81由上表得：偏载左边的立柱反力最大（G1 G2）,由荷载组合时（公路级双列对称布置与人群非对称组合）控制设计。此时 G1=3510.48KN G2=2638.42KN2.2 内力计算2.2.1 恒载加活载作用下各截面的内力 (1) 弯矩计算 截面位置如上图所示，为求最大弯矩值，支点负弯矩用非对称布置时的数值，跨中弯矩用对称布置时的数值。 图示各截面弯矩计算式为： =0 各种荷载组合下的各截面弯矩计算见下表（表中内力计算未考虑施工荷载的影响）： 各截面的弯矩计算表 表2-6荷载组合情况墩柱反力梁的反力各截面弯矩1-12-23-34-45-5组合 公路级双列对称3471.61008.691435.370-907.82-1513.04-281.581173.5组合 公路级双列对称3510.48952.311499.90-857.08-1428.47-149.381967.16组合 公路级双列非对称3130.931274.931086.50-1147.44-1912.4-290.54554.61组合 公路级双列非对称3169.811218.551151.030-1096.7-1827.83-852.2748.27 (2) 相应于最大弯矩时的剪力计算一般计算公式为：截面1-1 Q左=0；Q右= -R1； 2-2 Q左= Q右= -R1；3-3 Q左= -R1；Q右=G1 -R1； 4-4 Q左= G1 -R1；Q右=G1 -R1-R2；5-5 Q左= G1 -R1-R2；Q右=G1 -R1-R2-R3各截面剪力计算表 表2-7荷载组合墩柱反力(KN)支座反力（KN）各截面剪力（KN）-组合34711008143516150-1008-1008-1008-10082462246210271027-587组合3510952149916320-952-952-952-9522558255810581058-574组合31301274108610340-3130-3130-3130-313018561856769769-354组合31691218115110510-3169-169-169-316919511951800800-2512.2.2 盖梁内力汇总表中各截面内力均取最大值，按下表可绘制内力计算的包络图 盖梁内力汇总表 表2-8内力截面号-弯 矩-3.01-26.88-55.86-20.7437.270-1147.44-1912.4852.21967.16-3.01-1174.32-1968.26-872.942004.43剪 力左-12.8-34.4-54.2660右-12.834.4-82.5660左0-3169.81-3169.812558.171058.27右-3169.81-3169.81-3169.811058.27-587.94左-12.8-3204.21-3204.212624.171058.27右-3182.61-3204.21-3204.211124.27-587.942.3 截面配筋设计与承载力效核：采用C30砼，主筋用HRB335,32钢筋,保护层(钢筋中心至砼边缘)用50mm则：2.3.1 正截面抗弯承载力验算由得：以下取-截面做配筋设计，其它截面类同，在此不做详细计算。已知： 取即：选用25钢筋,其根数，选用10根，则配筋率：该截面实际承载力为：计算结果表明，对正截面承载能力与配筋率而言，配筋设计满足公预规要求。各截面钢筋量计算表 表2-9截面所需钢筋面积所需25根数实际选用含筋率（）根数1-1-3.01-648.260.3832-2-1174.3245.615.67864.340.513-3-1968.2678.669.781080.430.644-4-872.9433.574.17864.340.5125-52004.4380.179.971080.430.642.3.2 斜界面抗剪承载能力验算 对各截面进行斜截面抗剪强度上.下限复核： 式中；预应力提高系数，取=1.0 混凝土抗拉设计强度，=1.39 对于截面：对于截面： 按公预规5.2.9条规定： 由上表对照可知，各截面值均在计算范围之间，则表明截面尺寸满足要求，但需配置抗剪钢筋。斜截面抗剪承载力计算：因盖梁跨高比：2=4.565则水平分布钢筋布置较少，可忽略其作用，此时斜截面抗剪承载力按下式计算： 式中：异号弯矩影响系数，取=1.0 斜截面纵向受拉钢筋配筋率， 截面以左箍筋配筋率： 截面以右箍筋配筋率： 各截面抗剪强度计 表2-10截 面(KN)b(mm)(mm)p()1-1左-12.81200757.50.38310.263283.93右-3182.611200757.50.38310.263283.932-2左-3204.21120010500.5110.263805.09右-3204.21120010500.5110.263805.093-3左-3224.01120010500.6410.263878.97右2640.67120010500.6410.263519.354-4左2624.17120010500.5110.263444.24右1124.27120010500.5110.133444.245-5左1058.27120010500.6410.133519.35右-587.94120010500.640.133519.35计算结果表明，斜截面抗剪承载力满足要求。2.3.3 全梁承载力校核 已知=1050mm,一根主筋32所能承受的弯矩值 其Z=0.92=966mm， 代入后得：据此绘制弯矩包络图和全梁承载力校核图：2.4 桥墩墩柱计算墩柱直径为100，用C30混凝土，主筋采用HRB335钢筋.2.4.1 荷载计算：2.4.1.1 恒载计算：由以上计算得：（1） 上部构造恒载，一孔重：3987.98；（2） 盖梁自重（半根盖梁）：136.7；（3） 横系梁重：1.000.7425=70；（4） 墩柱自重：3.140.522.925=60； 作用墩柱底面的恒载垂直力为： =1/23987.98+136.7+60=2190.69； 2.4.1.2 活载计算：荷载布置及行使情况见前述图，由盖梁计算得知：(1) 公路级a. 单孔荷载单列车时：=0， =345.27， =345.27；相应制动力：T=2345.270.1=69.05；按公预规制动力不小于90，所以制动力取90. b. 双孔荷载单列车时：=113.88， =345.27， =459.15；相应制动力：T=2459.150.1=91.83. （2）人群荷载： a. 单孔行人（单侧）：=0， =32.54， =32.54；b. 双孔行人（单侧）： =32.54， =65.08；活载中，双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大墩柱垂直力；单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱底弯矩。 2.4.1.3 双柱反力横向分布计算：（1） 公路级单列车时： 双列车时： （2）人群荷载单侧时：=1.425 =1-1.425=-0.425 双侧时：= 2.4.1.4 荷载组合：（1） 最大最小垂直反力计算如下表： 可变荷载垂直反力计算（双孔） 表2-11编号荷载情况最大垂直反力（）最小垂直反力（）BB1公路-级单列车1.07654.89-0.0742.842双列车0.76930.310.24293.783人群荷载单侧1.42592.7-0.42527.664双侧0.5065.080.5065.08注：表中公路-级已计入冲击系数=1.333（2）最大弯矩计算（表内水平力由两墩柱平均分配）： 可变荷载最大弯矩计算表 表2-12编号荷载情况墩柱顶反力B（1+ ）垂直力（）水平力H（）对墩柱顶中心弯矩（）B1B2B1+B20.25（B1-B2）1.14H1上部构造与盖梁恒载-2130.69-002公路-级单孔双列车690.540.761.333699.570699.5745174.8951.33人群单孔双侧65.080.532.54-32.54-8.14-2.4.2 截面配筋计算及应力验算 2.4.2.1 作用于墩柱顶的反力： （1）垂直力：最大垂直力： Nmax汽=2130.69+930.31+92.7=3153.7最小垂直力：（需考虑与最大弯矩值相适应）由表知：Nmin=2130.69+699.54+32.54=2862.77（2）水平力： H=45；（3）弯 矩： Mmax=174.89+8.14+51.3=234.332.4.2.2 作用于墩柱底的外力： Nmax=3053.7+60=3213.7 Nmin=2862.77+60=20922.77 Mmax=234.33+452.9=364.832.4.2.3 截面配筋计算：墩柱顶用C30混凝土，选用12根20 HRB335钢筋，则纵向钢筋配筋率：由于7 不计偏大系数，取 图2-13 尺寸单位：cm（1）双孔荷载，按最大垂直力时，墩柱顶按轴心受压构件验算： 满足规范要求。（2）单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算： 计算偏心距根据公预规偏心受压构件承载力计算应符合下列规定： 其中； 由r=50cm 则： 按公预规提供的附录c表“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数表”经试算查得各系数A.B.C.D为： 设=0.96 A=2.5890 B=0.4011 C=2.2012 D=0.7466 则： 计算偏心距与实际值基本相等，则=0.96. 计算结果表明，墩柱承载力满足规范要求。2.5. 钻孔灌注桩计算钻孔灌注桩直径为1.2，用C30混凝土，20 HRB335钢筋，灌注桩按m法计算，桩身砼受压弹性模量， 确定m值：根据地质条件： 则： 2.5.1 荷载计算每一根桩承受的荷载为：2.5.1.1 单孔恒载反力：2.5.1.2 盖梁恒重反力：2.5.1.3 系梁恒重反力：2.5.1.4 单根墩柱自重：作用于桩顶的恒载反力为：2.5.1.5 灌注桩每延米自重：1.22115=16.96（已扣除浮力）2.5.1.6 活载反力：（1）双孔活载反力：（公路-级） （人群单侧）（2）单孔活载反力：（公路-级） （人群双侧）（3）制动力T=45，作用点在支座中心，距桩顶距离为：0.50.031+1.1+2.9=4.0155（4）纵向风力： 风压取0.7442=309.4Pa 则由盖梁引起的风力： =1/22.314=1.157 KN 对桩顶的力臂为：1/21.1+2.9=3.45墩柱引起的风力： =0.85对桩顶的力臂为：1/22.9=1.45横向风力因墩柱横向刚度较大可不予考虑。2.5.1.7 作用于桩顶的外力 如图所示： Nmax=2225.69+930.31+92.7=3248.7（双孔） Nmin=2225.69+654.89+65.08=2945.66（单孔）H=45+1.157+0.85=47.01 （单跨活载时）2.5.1.8 作用于地面处桩顶的外力Nmax=3248.7+16.96=3265.66 Nmin=2945.66+16.96=2962.62=47.01 = 2.5.2 桩长计算 由确定单桩容许承载力的经验公式初步计算桩长，灌注桩最大冲刷线以下的桩长为h，则： N= 其中：U桩周长， 考虑用旋转式钻机，成孔直径则增大5，则U=1.25=3.93i桩壁极限摩阻力，按表值取i=40，即40i土层深度(m)考虑桩入土深度影响的修正系数，取=0.75m0考虑孔底沉淀层厚度影响的消底系数，取m0=0.8A桩底截面积， A=R2=1.130桩底土层容许承载力，取0=220K2深度修正系数，取K2=1.5土层的容重，取（已扣除浮力）得：N= 1/23.93(2.6+h)40+0.750.81.13220+1.58.0(h-3)=329.11+86.74h桩底最大垂直力为：=3248.7+2.616.96+1/2qh=3292.8+8.48h即：3292.8+8.48h =329.11+86.74h h=37.87取 h=38m ,即地面以下桩长为38m.由上式反求：N=329.11+86.7438=3625.13KN =3292.8+8.4838=3615.04KN 桩的轴向承载力满足要求。2.5.3桩的内力计算2.5.3.1 桩的计算宽度b1b1=Kf(d+1)=0.9(1.2+1)=1.982.5.3.2 桩的变形系数： =式中：Eh=2.6107 KN/m I=0.0491d4=0.102 受弯构件：EI=0.67EhI则： =桩的换算深度为： 可按弹性桩计算。2.5.3.3 地以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力zx的计算已知作用于桩顶上的外力为：N0=2962.62 H0=47.01 M0=412.92（1）、桩身弯矩Mz： Mz= 其中无量纲系数Am、Bm可由表格查得计算如下： 桩身弯矩Mz计算表（） 表2-13z=z=hAmBmAmM0BmMz004.001.000000412.92412.920.280.14.00.099600.9997411.82412.81424.630.560.24.00.196960.9980623.38412.12435.501.640.64.00.529380.9586162.84395.83458.672.821.14.00.747140.8141088.69336.16424.853.311.34.00.767610.7316191.12302.1393.223.791.54.00.754660.6869489.59283.65373.244.551.84.00.684880.4988981.3206.01287.35.052.04.00.614130.4065872.9167.89240.796.312.54.00.398960.1476347.3660.96108.327.583.04.00.193050.0759522.9230.3654.288.843.54.00.050810.013546.035.5911.6210.104.04.00.000050.000090.010.040.05（2）、桩身水平压应力zx zx= 式中：无量纲系数Ax.Bx可由表格查得，为换算深度，=z = =桩的水平压应力分布如下图所示： 水平压应力计算表（） 表2-14ZAxBx00-0000.560.22.117791.290883.988.4412.41.010.41.802731.000646.7813.0919.871.520.61.502680.749818.4824.5233.02.020.81.223700.537279.214.0523.252.531.00.970410.361199.1211.8120.933.791.50.466140.062886.573.089.655.052.00.14696-0.075722.76-4.95-2.197.583.0-0.08741-0.09471-2.46-6.19-6.8510.104.0-0.10788-0.01487-4.06-1.94-6.002.5.4 桩身截面配筋及承载力验算：验算最大弯矩（Z=1.64）处的截面强度，该处的内力值为： M=458.67 N=2962.62桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置，则： 选用12根20HRB335钢筋，As=37.7，桩的换算面积为：桩的换算截面模量为：Lp为桩的计算长度，当时，取=7.07m 根据公预规规定： 则： 1，取 偏心增大系数： 则：按桥墩墩柱一节所示，查公预规附录C相关表格，可得相关系数.经试算，当时，查表得：A=2.1540,B=0.5810,C=1.6811,D=1.0934另取：g=0.88 则： 基本相等，则则： 计算结果表明，钻孔灌注桩的正截面受压承载力满足要求。 2.5.5 墩顶纵向水平位移验算2.5.5.1 墩顶水平位移和转角x0，0计算： 当4，z=0时，查表得：Ax=2.44066 Bx=1.62100则： 符合m法计算要求。当4，z=0时，查表得：、 则：2.5.5.2 墩顶纵向水平位移验算： 由于桩露出地面部分为变截面，其上部墩柱截面抗弯刚度为E1I1（直径d1），下部桩截面抗弯刚度为EI（直径d）， 假设：则墩顶水平位移公式为： 式中：由于， ，已知：，则： 墩顶容许的纵向水平位移为： 符合规范要求。第 三 部 分xx主河道桥设计图纸第 四 部 分 xx主河道桥施工组织施工组织 1. 预应力T梁施工技术有关预应力T梁的施工工艺及质量检验标准，按公路桥涵施工技术规范、公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）及有关规定办理。1.1 后张法预应力混凝土T梁开始全面预制之前，应对各种跨径的T梁先预制12片进行试验，以确定其力学性能的可靠性、施工工艺、运输和安装方法等。如发现不符合设计要求的现象，应采取适当措施进行处理。在试验时应注意观察以下几项：1) 预应力钢筋张拉后，预制T梁上缘、端部及其它部位有无裂缝发生。2) T梁的反拱度及其发展速度。3) 预应力钢丝顶塞后有无滑丝现象，锚下混凝土有无局部压碎，预应力孔道灌浆是否饱满。4) T梁结构及脱模的方法。5) T梁起吊、运输、安装时主梁有无扭曲，是否对主梁的结构安全产生危害。1.2 预应力钢筋张拉时应对一片T梁腹板上对应的两根钢束同时张拉，以避免造成主梁梁体发生横向弯曲。1.3 预应力钢束张拉如下：（以下钢束号与设计图中的钢束编号相同）3束 2束1束 预应力钢筋采用张拉力和伸长值双控张拉施工，即先控制油表读数，再利用伸长量复核。初张拉完成后，测量每一根钢绞线头至锚固的长度，作为伸长量初读数；终张完毕后再次按上述过程进行测量，作为伸长量终读数，其两数之差即为从初张至终张的实际伸长量，而至初张的伸长量可按理论计算推得，两值之和为本次张拉的每根钢绞线实际伸长量，并与理论伸长量进行比较，如误差在6%以内为合格，6%以外则应查明原因，重新张拉。1.4 预制T梁混凝土立方体试验强度达到设计标号的100%后，方可施加预应力。施加预应力时应实测钢束与孔道摩擦系数值，当值大于0.05时，应对孔道采取润滑措施。1.5 施工时应实测所用锚具的锚口预应力损失，并将其与设计张拉控制应力相加后确定钢束的实际控制张拉力和超张拉力。若实测锚口损失较大，锚口外钢束实际张拉应力大于钢束标准抗拉强度的80%时，可采取重复张拉，延长持续时间等方法减少钢束的松弛损失。当实测锚口损失大于5%con时，应采取措施降低锚口损失或更换锚具。1.6 预制主梁的底模、底座应平整、坚固，锚具垫板的位置、斜度要准确稳固，普通钢筋、预埋钢筋应采取点焊方式连接，以免振捣混凝土时移位。1.7 锚下局部钢筋较密，宜用小石子混凝土浇注。主梁混凝土应采用较小的水灰比，并严格控制水泥用量，不宜过多，以减少混凝土的收缩和徐变，为改善混凝土的和易性，可掺入高效减水剂。1.8 由于T梁顶板较薄，T梁模板应妥善固定，以免浇注和振捣混凝土时振捣棒端头接触模板，造成漏浆现象。1.9 制预应力孔道的金属波纹管位置用定位钢筋固定在箍筋上，其位置应仔细校对。1) 预制T梁的顶面混凝土按施工规范要求进行凿毛处理，浇注整体化混凝土前用水冲净，不留积水，以利于现浇混凝土与其结合，桥面钢筋网应按图纸要求布置。2) 主梁伸入封锚混凝土中的纵向钢筋，当其位置与锚具板相冲突时可将其弯曲，不再伸出预制主筋，封锚混凝土应在孔道压浆后尽早浇注。3) 护拦座混凝土应在桥面整体化混凝土达到设计强度的90%后方可施工。4) 预制T梁应采用在梁头用钢丝绳捆绑的方法吊装。吊点距T梁顶头的距离不得大于1.5米。最好取理论支撑线处吊装，预制时应在T梁翼板上预留捆绑钢丝绳用的孔。主梁安装就位后应及时焊接主梁间的连接钢板，以保证主梁的横向稳定性。1.10 所有墩的桩基均嵌入干，硬的亚粘土层中，为确保质量，要求清洗钢筋笼，在成孔完毕和清孔后应进行质量检验，灌注混凝土前应清孔。其它质量要求应符合公路桥涵施工技术规范的质量检验标准。1.11 便于起吊，钻孔灌注桩的钢筋骨架可分节吊装，就地焊接，节段间主筋应对准，轴线应一致，焊接质量应符合规范要求。 上述说明未尽事宜，请按交通部部颁有关标准规范实施。2. 施工方案2.1 工程概况桥梁构造形式：该桥为全预应力混凝土T型梁桥，全长90m。1)上部构造上部为跨径为90m的预应力混凝土T梁，全桥3孔，横向布置5片梁，桥面铺装底层为16cm厚的现浇整体化防水混凝土，面层为8cm厚的沥青混凝土。2)下部构造采用单排双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。3) 设计标准公路级4）地质简况:河床地质土层主要为亚粘土和粉细砂层。 2.2 施工准备 材料、机械的进场准备及劳动力的组织 1）编制材料供应计划和机械进场计划； 2）按照机械设备使用计划，对所有机械及设备进行检修及调试，并定是保养； 3）按照劳动力使用计划调派人员，安排劳动力进场，并对准备进场的劳动力进行安全教育，对工程所需的各种技术工种进行技术培训教育。 图纸会审、技术交底 仔细审阅图纸，安排由总工向项目部技术人员交底，项目部技术人员向施工班组交底的两极技术交底。 施工临时设施、三通一平 1）施工水电； 2）平整场地，通便道； 3）施工围蔽：根据交警部门批准的进行； 4）协助配合工作：办理施工许可证、夜间施工许可证、余泥排放证等，加强与各主办单位联系。 施工测量 根据所提供的测量控制点及国家有关测量规范和设计施工要求，以测量控制网作为该工程的平面、高程控制和施工测量放样的首级控制和依据。2.3.施工方案及程序编制2.3.1 下部构造施工钻孔灌注桩施工工艺图开挖埋设护筒钻机就位制作护筒钻进清孔设立钢筋笼设立导管灌注水下砼拔除护筒截除桩头、无损检测制作钢筋笼测量沉碴厚度测量砼面高度钻孔注浆泥浆沉淀供水泥浆池设置泥浆泵泥浆备料组拼及检验导管吊运砼备制砼准备工作(1) 钻孔灌注桩施工本工程共有钻孔桩8根，桩径均为1.2米，桩长为38.0米。拟采用正循环钻机泥浆护壁成孔，该种机型对各种地层土壤均适应性较强，钻进速度快。施工技术方案及工艺操作要点:A. 护筒的埋设施工时孔口采用23米高的钢护筒，直径2.0米，壁厚4毫米。钢护筒的埋设必须认真进行，护筒底部及四周应用黏土填筑，并分层夯实处理，护筒顶要高出地面0.3米左右，并在顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。B. 钻孔钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷。开始钻孔时应稍提钻杆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方可开始钻进，进尺要适当控制。在钻孔过程中，应防止坍孔，孔形扭歪或偏斜，甚至把钻头埋住或掉进孔内等事故，因此钻孔时应注意下列各点：a）.在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外11.5米的水位差和护壁泥浆的要求，以起到护壁固壁作用，防止坍孔。如发现漏水现象应找出原因及时处理。b）.在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度，调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜，卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生。c）.钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻。d）.钻孔过程中应加强对桩位，成孔情况的检查工作。终孔时应对桩位，孔径，形状，深度，倾斜度及孔底土质等情况进行检验，合格后立即清孔，吊放钢筋笼，灌注混凝土。C. 清孔及装吊钢筋骨架a).清孔是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆以保证灌注的钢筋混凝土质量，保证桩的承载力。清孔的方法有：抽浆清孔，掏渣清孔和换浆清孔。清孔应达到的要求是浇注混凝土前孔底500毫米以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。 b).钢筋笼的加工与安装钢筋加工及安装，加工成型的钢筋骨架保证有强劲的内撑架，以防钢筋骨架在就位时变形，钢筋接头采用双面焊，双面焊长度不小于5倍的钢筋直径，钢筋焊接接头长度区段内受力钢筋接头面积的最大百分率不得大于50%。相邻接头区段长不小于钢筋的35d长度，经监理工程师检查合格后方可吊装。吊装钢筋笼,钢筋笼绑扎焊接成型，并使之符合图纸尺寸，笼体应完整牢固。钢筋笼采用吊车安装，吊装应紧接着在砼灌注之前整体放入孔内，在钢筋骨架的加工时，在骨架顶面加工两个吊环，吊环中内插钢管将钢筋骨架固定，用以来防止在砼灌注过程中钢筋骨架出现上浮或偏位现象的发生。落笼要顺直并居中，做到对位准确，保护层均匀。D. 灌注水下混凝土目前我国多采用直升导管法灌注水下混凝土。在施工过程中，将导管居中插入到离孔底0.30.4米（不能插入孔底沉积的泥浆中），导管下口埋入孔内混凝土内11.5米深以保证钻孔内的水不可能重新流入导管。随着混凝土不断由漏斗，导管灌入钻孔，钻孔内初期灌注的混凝土及其上头的水或泥浆不断被顶托升高，相应的不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。在灌注水下混凝土时应注意：a).混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故。b).灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断灌注，因此混凝土的搅拌和运输设备应满足连续作业的要求，孔内混凝土上升到接近钢筋笼架底处时应防止钢筋笼架被混凝土顶起。c).在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，提管时控制和保证导管埋入混凝土面内有35米深度。防止导管提升过猛，管底提离混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水导致断桩夹泥。另一方面，也要防止导管埋入过深而造成导管内混凝土压不出或导管被混凝土埋住凝结，不能提升，导致终止浇灌而成断桩。d).灌注的桩顶标高应比设计值预加一定的高度。(2) 承台施工承台在钻孔桩施工结束并检测合格后。承台模板拟采用定型组合钢模拼装，安拆使用吊车，支撑主要采取外侧周边支撑的方式。度后拆除模板。(3) 墩台身的施工墩身按设计采用钢筋混凝土圆管作套模，故可不另外加工模板。施工时分节吊装圆管，节间接头用环氧树脂水泥砂浆粘固，并在四周牢固撑拉，挂线进行测量校正，以确保其垂直度准确。混凝土用罐车运至现场，入模采用吊斗。2.3.2 上部构造施工（1）. T 梁预制 预应力T梁施工工艺流程图修整底模 钢筋制作安装钢筋骨架安装一侧外模端模安装波纹管及预应力钢铰线安装另侧外模安装翼缘钢筋砼搅拌运输制作砼试块浇注砼拆模、养生测定试块强度张 拉移梁存放孔道压浆封 锚1）预制场布置安排: 遵循“安全、紧凑、通畅”的原则，根据现场较狭窄的实际情况，T梁的预制和存放场地采用延伸式预制场，即在东岸桥头引道位置沿桥轴线将预制底座、存梁场、砂石料堆场和拌和站一字排列。并设置一台跨径为18米，腿高6米的龙门吊，龙门吊采用贝雷桁片组拼，主要负责T梁的预制施工和移梁存放等工作。预制场4个预制底座，并配备4套钢模板，以减少模板的搬运量，方便支拆。每片T梁的预制周期为45天。T 梁混凝土的运输采用轨道平车，预制底座设在轨道两侧，混凝土运到位后使用龙门吊起吊入模。2）模板的制作与安拆 模具设计原则主要基于：保证构件各部分形状，尺寸和相互间位置的正确；具有足够的稳定性、刚度及强度；构造简单，装拆方便，接缝严密，不易露浆等。3）钢筋骨架的制作与安装 钢筋骨架的制作在钢筋加工棚进行，主筋的连接采用100kVA对焊机对焊。骨架的焊接采用分段、分片方式，在专用的焊接台座上施焊，然后运至现场装配成型。骨架的主筋在对焊时应适当配料，使之在成型焊接时其对焊接头能按规范要求错开设置。钢筋骨架在现场采用龙门吊安装，其安装程序是：安装梁底制作上垫板在底模上准确标出各段钢筋网片的定位线安装各个钢筋并用临时支架撑稳分段安装马蹄部分及梁肋钢筋绑扎上翼板钢筋。