毕业设计（论文）-辽宁省丹东市东港桥（K0+032～K0+092）段设计.docx

辽宁省丹东市东港桥（K0+32.0K0+92.0）段设计DALIAN UNIVERSITY大连大学2016届毕业论文（设计）全套图纸加扣3012250582 题目名称： 辽宁省丹东市东港桥 （K0+32.0K0+92.0）段设计 所 在 学 院： 建筑工程学院 专业（班级）： 土木工程（124） 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 评 阅 人： 院 长 ： 大连大学本科生毕业设计辽宁省丹东市东港桥（K0+32.0K0+92.0）段设计 总计 毕业设计 140 页 表 格 64 表 插 图 33 图指导教师： 评阅教师： 完成日期： 2015年5月22日 大连大学2015届土木工程专业毕业设计任务书辽宁省丹东市东港桥（K0+032K0+092）段设计学生姓名： 学院：建筑工程学院 专业：土木工程 12级4班指导教师：下达任务书时间：2016年1月5日 计划任务完成时间：2016年5月20日1.目的与要求(1). 熟悉道桥设计工作的内容、工作程序；熟悉道桥设计所需规范、标准、规程、标准图等设计文件；掌握道桥设计原则。(2). 熟悉道桥工程地质条件及场地周边环境条件的因素；熟悉桥梁上覆地层土压力的计算方法及分布图，桥梁地质剖面图，桥梁建筑界限，确定桥梁断面形状及参数，初期、二期支护方案，桥梁拱顶、两帮整体及分工况稳定性验算、滑移验算、抗倾覆验算、抗隆起验算，掌握绘画隧道平面布置图、立面图及剖面图方法及技巧，了解施工过程中的监测项目及方法。(3). 培养学生综合运用所学的基础理论知识和专业知识解决桥梁工程设计和施工等实际问题的能力；掌握桥梁初期、二衬的设计计算、验算内容、方法；能采用手算和电算结合的方式对所设计的桥梁结构结构、支护构件结构进行系统的结构分析以及验算。2.设计条件丹东市东港桥，为双向两车道。本设计起点桩号为K032.0，终点桩号为K092.0。(1). 设计跨径：20m+20m+20m；(2). 桥梁等级：公路级，人群荷载3.0kN/m2每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别是1.52kN/m和4.99kN/m；(3). 桥梁宽度： 0.75m左侧人行道 + 23.5m行车道 + 0.75m 右侧人行道 =8.5m； (4). 桥面纵坡：按2%控制；(5). 桥面横坡：双向2%；3.完成内容(1). 设计说明书；(2). 桥型布置图（一）；(3). 桥型布置图（二）；(4). 主梁构造图；(5). 主梁预应力钢束布置图；(6). 墩顶负弯矩配筋图；(7). 翼缘板配筋图；(8). 横隔梁配筋图（一）；(9). 横隔梁配筋图（二）；(10). 主梁腹板普通钢筋配筋图；(11). 支座布置图；(12). 下部结构构造图；(13). 下部结构盖梁配筋图；(14). 下部结构系梁配筋图；(15). 墩柱及桩基层配筋图（一）；(16). 墩柱及桩基层配筋图（二）；(17). 设计计算书；(18). 英文文献翻译。计算机绘制方案图；设计说明、计算书前的中文及相应的外文内容提要、与本设计有关的外文资料及中译文、建筑设计说明书及结构设计计算书的文字格式要求等详见大连大学毕业设计管理手册要求；成果以打印、光盘各一份的形式上交。4.参考材料1 中华人民共和国交通运输部.公路工程技术标准(JTG B01-2013)S. 北京:人民交通出版社,2013.2 范立础.预应力混凝土连续梁桥M. 北京:人民交通出版社,2012.3 范立础.桥梁工程（上册）M. 北京:人民交通出版社,2013.4 中华人民共和国交通运输部.公路桥涵设计通过用规范(JTG D60-2012)S. 北京:人民交通出版社,20135 中华人民共和国交通运输部，城市桥梁设计准则(CJJ 11-93)S. 北京:人民交通出版社,2013.6 中华人民共和国交通运输部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2012)S. 北京:人民交通出版社,2013.7 中华人民共和国交通运输部.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2012)S. 北京:人民交通出版社,2013.8 中华人民共和国交通运输部，公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2012)S.北京:人民交通出版社,2014.9 中华人民共和国交通运输部.城市桥梁设计荷载标准(CJJ 77-98)S. 北京:人民交通出版社,2013.10中华人民共和国铁路规范.铁路钢桥制造规范.北京：中国铁道出版社，201411中华人民共和国铁道行业标准.铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2013).北京：中国铁道出版社，2013.12中华人民共和国铁道行业标准.铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2014）.中国铁道出版社，2014大连大学建筑工程学院2016年3月摘要辽宁省丹东市东港桥为连续梁桥，本设计的设计对象是连续梁中的一联。每跨跨径为20m，桥面净空为净7+0.752m，上部结构采用预应力T型截面梁，支座采用板式橡胶支座，下部结构采用圆截面双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础。并结合简支梁施工方便以及连续梁行车平顺受力合力等优点采用先简支后连续的方法进行施工。设计内容包括上部结构设计和下部结构设计，其中上部结构设计主要内容有：主梁尺寸选定，荷载效应计算，预应力筋的布置与预应力损失计算，主梁承载能力和变形验算以及体系转换设计；下部结构设计的内容有：盖梁尺寸选定及配筋计算，墩柱尺寸选定及配筋计算，桩基础设计等。计算工作完成后还应根据计算结果参照标准图纸完成构件的构造图、配筋图等的绘制工作。设计期间主要依据相关规范，并结合指导老师的意见及时进行修改。毕业设计是对大学期间学习理论知识的一次实际运用，通过对实际工程项目的实际操作使得学生对课堂知识的理解更加深刻，提高了学生解决简单实际工程问题的能力，为成为一个合格的桥梁工程师打下良好基础。关键词：T型截面梁；先简支后连续；预应力混凝土梁桥ABSTRACTLiaoning province dandong city donggang bridge is continuous girder bridge, the design of the design object is approach span continuous beam in the league. Each across the span of 20 m, bridge deck clearance as net 7 + 0.752 m, upper structure using prestressed T beam, bearing adopts plate rubber support, the lower structure with circular cross section double column pier, foundation for the bored piles foundation. And connecting with the construction is convenient and driving a smooth continuous beam simply supported beams together the advantages of using first after the simply supported continuous method for construction. Design content includes the upper and lower structure design, structure design of the upper structure design main content includes: main girder selected size, load effect calculation, the arrangement of prestressed reinforcement and the prestressing loss calculation, the bearing capacity and deformation calculation and system conversion girder design; Lower part structure design are: the content of the capping beam size designation and reinforcement calculation, pier size and reinforcement calculation, selection of pile foundation design, etc. In addition to the effects of system conversion calculation above all the auxiliary calculation with Midas software by hand. Calculation after the completion of the work should be according to the result of calculation to the structure of the complete component reference standard drawings, such as the reinforcement figure drawing work. During design mainly based on the relevant specification, and connecting with the guidance of teachers in a timely manner. Graduation design of college learning a practical application of theoretical knowledge, through to the actual project practice makes students more profound understanding of classroom knowledge, improve the students ability to solve simple practical engineering problems, to become a qualified bridge engineer to lay a good foundation.Key words: T-shaped girder bridge; The continuous bridge after simply supported; Prestressed concrete beam bridge目录1.设计资料及构造布置11.1设计资料11.1.1桥梁跨径11.1.2桥面净空11.1.3设计荷载11.1.4 材料及工艺11.1.5设计基本数据11.2桥型方案比选11.2.1桥梁设计原则11.2.2 第一方案31.2.3第二方案31.2.4第三方案41.2.5桥型方案比选41.3横截面布置41.3.1主梁间距与主梁片数41.3.2主梁跨中截面主要尺寸拟定41.4横截面沿跨长变化71.5横隔梁设置72.主梁作用效应计算82.1永久作用效应计算82.1.1永久作用集度82.1.2永久作用效应92.2可变作用效应计算（修正刚性横梁法）102.2.1冲击系数和车道折减系数102.2.2计算主梁的横向分布系数102.2.3车道荷载的取值132.2.4计算可变作用效应143.预应力钢束的估算和确定183.1跨中截面钢束的估算与确定183.2预应力钢束布置193.2.1跨中截面钢束位置193.2.2钢束起弯角和线性的确定213.2.3钢束计算214.计算主梁截面几何性质254.1跨中截面面积及惯矩计算254.1.1净截面几何特性计算254.1.2换算截面几何特性计算264.2跨中截面静矩计算264.3其他截面惯矩和静矩计算294.4截面几何特性汇总335.钢束预应力损失计算345.1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失345.2由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失355.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失375.4由钢束应力松弛引起的预应力损失415.5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425.5.2计算混凝土收缩和徐变引起的预应力损失435.6后张法构件分批张拉预应力筋时混凝土弹性变形引起损失455.7预应力计算及钢束预应力损失汇总456.主梁截面承载力与应力验算486.1持久状况承载能力极限状态承载力验算496.1.1正截面承载力验算496.1.2斜截面承载力验算516.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算536.2.1正截面抗裂验算536.2.2斜截面抗裂验算536.3持久状况构件的应力验算576.3.1正截面混凝土压应力验算576.3.2预应力筋拉应力验算586.3.3截面混凝土主压应力验算606.4短暂状况构件的应力验算636.4.1预加应力阶段的应力验算636.4.2吊装应力验算647.主梁变形验算667.1计算由预加力引起的跨中反拱度667.2计算由荷载引起的跨中挠度677.3结构刚度验算697.4预拱度的设置698.主梁端部的局部承压验算708.1局部承压区的截面尺寸验算708.2局部抗压承载力验算719.横隔梁计算729.1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用729.2跨中横隔梁的作用效应影响线729.2.1绘制弯矩影响线729.2.2绘制剪力影响线749.3截面作用效应计算759.4截面配筋计算769.4.1正弯矩配筋769.4.2负弯矩配筋7710.行车道板计算7910.1悬臂板荷载效应计算7910.1.1永久作用7910.1.2可变作用7910.2连续板荷载效应计算8010.2.1永久作用8010.2.2可变作用8110.2.3作用效应组合8210.3截面设计配筋及承载力验算8211.支座计算8511.1选定支座的平面尺寸8511.2选定支座厚度8511.3验算支座的偏转8611.4验算支座的抗滑稳定性8712.盖梁设计8812.1下部结构尺寸8812.2荷载计算8812.2.1上部结构永久荷载8812.2.2盖梁自重及作用效应计算8812.2.3可变荷载计算8912.2.4双柱反力计算9512.3内力计算9612.3.1恒载加活载作用下各截面的内力9612.3.2盖梁内力汇总9912.4截面配筋设计与承载力校核10012.4.1正截面抗弯承载能力验算10012.4.2斜截面抗剪承载能力验算10113.桥墩墩柱设计10313.1荷载计算10313.1.1恒载计算10313.1.2汽车荷载计算10313.1.3双柱反力横向分布计算10413.1.4荷载组合10413.2截面配筋计算及应力验算10513.2.1作用于墩柱顶的外力10513.2.2作用于墩柱底的外力10613.2.3截面配筋计算10614.桩基础设计10914.1荷载计算10914.2桩长计算11014.3桩的内力计算11114.3.1桩的计算宽度b11114.3.2桩的变形系数11114.3.3地面以下z处桩身截面上弯矩与水平压应力的计算11214.4桩身截面配筋与承载力验算11515.简支变连续11715.1主梁连续段作用效应计算11715.2连续段预应力钢束的布置和估算11715.2.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数11715.2.2按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数11815.3直束预应力钢束损失计算11815.3.1锚具变形损失11815.3.2摩擦损失11915.3.3钢束应力松弛引起的预应力损失11915.3.4混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和11915.3.5预应力计算及钢束预应力损失汇总12015.4截面应力验算120参考文献122结语123致谢124附录 1 外文文献原文125附录 2 外文文献翻译134附录 3 图纸目录140辽宁省丹东市东港桥（K0+32.0K0+92.0）段设计1.设计资料及构造布置1.1设计资料1.1.1桥梁跨径标准跨径：l0=20m主梁全长：l全=19.96m 计算跨径：l=19.5m1.1.2桥面净空净7m+0.75m21.1.3设计荷载公路I级，人群荷载3.0kN/m2，每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别是1.52kN/m和4.99kN/m。1.1.4 材料及工艺钢筋：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的s15.2钢绞线，每束6根，全梁配7束，fpk=1860MPa；上部结构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。按照后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具；下部结构盖梁用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋。混凝土：上部结构主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C30；下部结构盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。1.1.5设计基本数据，见表1-1。1.2桥型方案比选1.2.1桥梁设计原则（1） 适用性桥上应保证车辆和人群的桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。（2）舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。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弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗压标准强度50 32.42.6522.41.83短暂状态容许压应力容许拉应力20.721.757持久状态标准荷载组合：容许压应力容许主压应力短期效应组合：容许拉应力容许主拉应力16.219.4401.59钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力1860 12601395持久状态应力：标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线25.023.078.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65注：本设计考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则：=29.6 MPa，=2.51MPa。（3）经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。（4） 先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。（5） 美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。1.2.2 第一方案本方案采用预应力混凝土简支梁。（1）特点在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力；结构造型灵活，整体性好，刚度较大，其跨径较小；且简直梁梁高较大。（2）建筑造型跨径一般，但线条明晰，但比较单调，与景观配合一般。（3） 施工技术预制T型构件，运至施工地点，采用混凝土现浇，将T型梁连接，其特点简单，制作方便，整体性好。1.2.3第二方案本方案采用预应力混凝土连续梁。（1）特点预应力混凝土连续梁桥在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力。结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构，整体性好，刚度较大，变性较小。受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟；施工繁琐复杂，需要的工期长。（2）建筑造型侧面上看线条明晰，与当地的地形配合，显得美观大方。（3） 施工技术采用满堂支架法，结构不发生体系转换，不引起恒载徐变二次矩，预应力筋可以一次布置以及集中张拉，施工难度一般。1.2.4第三方案本方案采用预应力混凝土先简支后连续梁。（1）特点混凝土先简支后连续梁改善了结构受力状况，采用连续设计比简支持设计能减少预应力筋5%-15%；预应力和初始上拱度相对较小，有利于桥面铺装施工；增加了结构的整体性和行车的舒适性；先简支后连续T梁比简支T梁结构刚度大，梁高低，用料少，结构中刚材和混凝土数量少，且施工方便，不需搭设脚手架，施工质量容易控制经济效益和社会效益均可取；由于主体结构采用预制构件，因此混凝土的收缩和徐变对梁的挠度和次内力影响不大。（2） 建筑造型线条大方，主梁高度较低，与当地地形形成配合，显得美观大方。（3）施工技术先简支后连续梁桥在施工过程中，先按照简支梁的标准进行安装施工，然后通过浇筑连续端、张拉负弯矩预应力筋、拆除临时支座的方式，实现了简支梁同连续梁之间的转换，同时具备两者的优点，避开两者的不足。1.2.5桥型方案比选结合桥梁设计原则以及以上三种方案的优缺点，根据丹东市东港的地质情况以及本设计的设计资料，本设计选择第三种方案。跨径上满足要求，景观与环境协调，工期上较短，对整个工程进度不会受到影响，针对当地地质情况，本设计基础采用桩基础，加强基础强度。1.3横截面布置1.3.1主梁间距与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，本设计中主梁翼板宽度为1600mm，净7m+0.75m2的桥宽选用五片主梁。见图1-1。1.3.2主梁跨中截面主要尺寸拟定（1）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与跨径之比通常在1/15到1/25之间，标准设计中高跨比约在1/18到1/19之间。本设计中取用1500mm的主梁高度。图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：cm）（2）主梁细部尺寸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100mm，翼板根部加厚到200mm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150mm。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，马蹄面积占截面面积的10%-20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置，一层最多三束，同时还根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范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400mm，高度200mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度100mm，以减少局部应力。按照以上拟订的外形尺寸，就可以绘出预制梁的跨中截面图，见图1-2。图1-2主梁跨中截面尺寸图（尺寸单位：cm）（3）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表1-2。（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。表1-2 跨中截面和四分点截面几何特性计算表分块名称分块面积（）分块面积形心至上缘距离（）分块面积对上缘的静矩（）分块面积自身惯矩（）（）分块面积对截面形心的惯矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（5）2（7）=（4）+（6）翼缘板160058000144654.124979256.54980702.5三角承托20013.326601111.145.82419894.5421005.6腹板1800701260002160000-10.882130742373074下三角250126.7316751388.8-67.5811417641143152.8马蹄80014011200026666.7-80.8852332605259926.7475028083513047515.2注：截面形心至上缘距离：1.4横截面沿跨长变化如图1-1所示，本设计主梁采用等高形式,横截面的T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局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端1730mm的范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附近开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板的宽度亦开始变化。1.5横隔梁设置为减少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。本设计在桥跨中点和四分点，支点处共设置五道横隔梁，其间距为4.875m。端横隔梁的高度与主梁相同，厚度为上部250mm，下部250mm，中横隔梁高度为1300mm，厚度为上部170mm，下部170mm，详见图1-1所示。2.主梁作用效应计算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 跨中截面段主梁自重（跨中点截面至四分点截面,长4.875m） 马蹄抬高与腹板变宽段（四分点截面到腹板与马蹄同宽截面,长3.375m）腹板加宽截面面积： 支点段梁的自重（腹板与马蹄同宽截面到支点截面,长1.73m） 边主梁的横隔梁中横隔梁体积： 预制梁的永久作用集度（2）二期永久作用 铺装8cm混凝土铺装：5cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给五片主梁， 栏杆一侧人行栏： 一侧防撞栏：将两侧人行栏防撞栏均摊给五片主梁， 边梁二期永久作用集度2.1.2永久作用效应如图2-1，设为计算截面离左支座的距离，并令图2-1永久作用效应计算图主梁弯矩以及剪力计算公式为： (2-1) (2-2)永久作用效应计算如表2-1所示。表2-1 1号梁永久作用效应作用效应跨中四分点支点一期弯矩（）720.57540.430剪力（）073.91147.81二期弯矩（）339.85254.890剪力（）034.8669.11总和弯矩（）1060.42795.320剪力（）0108.77217.522.2可变作用效应计算（修正刚性横梁法）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4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此首先要计算结构的基频。简支梁桥的基频计算公式为：基频：其中： 冲击系数：根据公路桥涵设计通用规范4.3.1条规定，两车道无需折减。2.2.2计算主梁的横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数由于桥内总共设置五道横隔梁，具有可靠的横向连接，而且承重结构的长宽比为：因此可以按照修正刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。 主梁的抗扭惯性矩对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按照下式计算： (2-3) 式中：、相应为单个矩形截面的宽度和高度 矩形截面抗扭刚度系数 梁截面划分成单个矩形截面的个数跨中截面的翼缘板、马蹄部分的换算平均厚度（面积等效原理）分别为： 图2-2示出了的计算图示：表2-2是的计算：其中，当时，直接取。图2-2计算图示（尺寸单位：mm） 计算抗扭修正系数(2-4)式中：，；计算得。表2-2 计算表分块名称 () ()翼缘板16011.314.160.33330.79015腹板113.7157.570.30561.17167马蹄40251.60.20371.273123.23494 按修正的刚性横梁法计算横向影响线坐标值(2-5)式中：，表2-3为计算值表 2-3值梁号0.5520.3760.20.024-0.1520.3760.2880.20.1120.0240.20.20.20.20.2 计算荷载横向分布系数1号梁跨中的荷载横向分布系数计算图示如图2-3。图2-3 1号梁跨中的荷载横向分布系数（尺寸单位：mm）则： （2）支点截面的荷载横向分布系数如图2-4所示，按杠杆法绘制荷载横向分布影响线并布载。1号梁可变作用的横向分布系数可计算如下： （3）1号梁横向分布系数汇总见表2-4所示1号梁横向分布系数汇总。图2-4 支点截面的横向分布系数m0计算图示（尺寸单位：mm）表2-4 1号梁横向分布系数汇总 可变作用类别公路级0.5210.4375人群0.6261.4222.2.3车道荷载的取值根据公路桥涵设计通用规范4.3.1条，本桥梁的车道荷载为公路级，公路级的均布荷载标准值和集中荷载标准值为：均布荷载标准值：集中荷载标准值：计算弯矩时使用内插：计算剪力时：2.2.4计算可变作用效应计算可变效应时，横向分布系数的取值为：支点处横向分布系数取，从支点处至第一根内横隔梁之间梁段，横向分布系数从线性过渡到，其余梁段的横向分布系数均取为。（1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力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，如图2-5示出跨中截面作用效应计算图式，计算公式为： (2-6) 式中：S所求截面汽车标准荷载的弯矩和剪力； 车道均布荷载标准值； 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示 其中，计算弯矩时：，计算剪力时：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）效应：（2）求四分点截面的最大弯矩和最大剪力四分点截面计算图示如图2-6所示：图2-6 四分点截面作用效应计算图示可变作用（汽车）标准效应：计算弯距时：计算剪力时：，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）效应：（3）求支点截面的最大弯矩和最大剪力支点截面计算图示如图2-7所示：图2-7 支点截面作用效应计算图示可变作用（汽车）效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：2.3主梁作用效应组合根据公路桥涵设计通用规范4.1.6-4.1.8，根据可能同时出现的作用效应选择标准效应组合、短期效应组合、承载能力极限状态基本组合等三种最不利效应组合见表2-5。表2-5 1号梁主梁作用效应组合序号荷载类别跨中截面四分点截面支点（1）第一期永久作用720.570540.4373.91147.81（2）第二期永久作用339.850254.8934.8669.71（3）总永久作用=（1）+（2）1060.420795.32108.77217.52（4）可变作用（汽车）公路级864.5087.74648.36141.59167.08（5）可变作用（汽车）冲击276.6428.08207.4845.3153.47（6）可变作用（人群）102.655.2776.9911.8427.75（7） 标准组合=（3）+（4）+（5）+（6）2304.21121.091728.15307.59465.82（8）短期组合=（3）+（6）1768.2266.691326.162219.72362.23（9） 极限组合2985.07168.052238.79392.18600.873.预应力钢束的估算和确定3.1跨中截面钢束的估算与确定根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定，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。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： (3-1) 式中：持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表2-5取； 与荷载有关的经验系数，对于公路，； 715.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4， 故在前面已计算出成桥后跨中截面，初估，则钢束偏心距为：。1号梁:3.1.2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，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度。则钢束数的估算公式为： (3-2)式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表2-5取； 经验系数，一般采用0.75-0.77，本设计取用0.76； 预应力钢绞线的设计强度，见表1-1为12601号梁：根据上述两种极限状态，取钢束数量。3.2预应力钢束布置3.2.1跨中截面钢束位置（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的预埋铁皮波纹管，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净矩不应小于3mm及管道直径的1/2。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范9.4.9条规定，水平净矩不应小于4mm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。图3-1 跨中截面钢束布置（尺寸单位：mm）由此可直接得出钢束群重心至梁底的距离为：（2）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”的原则，锚固端截面所布置的刚束如图3-2所示。图3-2 锚固截面钢束布置（尺寸单位：mm）由此可直接得出钢束群重心至梁底的距离为：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。图3-3示出计算图示，锚固端截面特性计算见表3-1所示。其中： 故计算得：说明钢束群重心处于截面的核心范围内。图3-3钢束群重心位置复核图示（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（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）（7）=（4）+（6）翼板160058000144657.345589388.525590834.52三角承托28.1311.25316.410.9951.0973424.5973435.58腹板5600804480009146666.6-17.661746503.3610893170.07328.13456816.416557440.13.2.2钢束起弯角和线性的确定确定钢束弯起角时，既要照顾到由其弯起产生足够的竖向预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。为此，本设计将梁端锚固截面分成上、下两部分，上部钢束的弯起角定为12，下部钢束弯起角定为。为简化计算和施工，所有钢束布置的线形均为直线加圆弧，并且整根钢束都布置在同一竖直面内。3.2.3钢束计算（1）计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点到支座中心线的水平距离（见图3-4）为图3-4 封锚端混凝土块尺寸图（尺寸单位：mm）图3-5示出钢束计算图示，钢束起弯点至跨中的距离计算在表3-2内。表3-2 钢束起弯点至跨中的距离计算表钢束号起弯高度y（cm）y1（cm）y2（cm）l（cm）x3（cm）R（cm）x2（cm）x1（cm）N13212.1919.8110099.2572657.68323.89586.95N254.312.1942.1110099.2575649.41688.49218.67N394.320.7973.5110097.81123363.93699.4211.41注：是个定值，取100；起弯高度y为锚固截面的高度减去跨中截面的高度；图3-5 钢束计算图示（2）控制截面的钢束重心位置计算 各钢束重心位置计算由图3-5所示的几何关系，当计算截面在曲线段时，计算公式为:当计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式为：式中：钢束在计算截面处钢束重心到梁底的距离； 钢束起弯前到梁底的距离 钢束弯起半径（见表3-2） 计算钢束群重心到梁底的距离（见表3-3）表3-3 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置截面钢束号四分点未弯起2657.68-11.8511.8514.9668.