金山路沙河桥施工图设计毕业论文.doc

河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录 I 金山路沙河桥施工图设计毕业论文金山路沙河桥施工图设计毕业论文 目 录 前 言 .1 1 引言 .2 1.1 本毕业设计课题的技术参数.2 1.2 主要材料规格.2 2 方案拟定与比选 .3 3 毛截面几何特性计算 .4 3.1 基本资料 .4 3.1.1 主要技术指标.4 3.1.2 材料规格.4 3.1.3 设计规范.4 3.2 截面几何尺寸图 .4 3.2.1 桥面横断面布置图.5 3.2.2 板块结构几何尺寸.5 3.3 毛截面几何特性计算 .6 3.3.1 毛截面面积.6 3.3.2 毛截面重心位置.6 3.3.3 空心板毛截面对其重心轴的惯矩.7 4 主梁内力计算及作用效应组合 .8 4.1 永久作用效应计算.8 4.1.1 空心板自重.8 4.1.2 桥面系自重.8 4.1.3 铰缝自重.8 4.2 可变作用效应计算.9 4.2.2 汽车荷载冲击系数计算.13 4.2.3 可变作用效应计算.13 4.3 作用效应组合.16 4.3.1 承载能力极限状态.16 4.3.2 正常使用极限状态.17 5 预应力钢束的估算及布置 .19 5.1 预应力钢筋数量的估算.19 河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录 II 5.2 预应力钢筋的布置.20 5.3 普通钢筋数量的估算及布置.21 6.1 换算截面面积 A0.24 6.2 换算截面重心位置 .24 6.3 换算截面惯性矩 .25 6.4 换算截面弹性抵抗矩 .25 7 承载能力极限状态计算 .26 7.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算 .26 7.2 斜截面抗剪承载力计算 .26 7.2.1 截面抗剪强度上，下限复核.26 7.2.2 斜截面抗剪承载力计算.28 8 预应力损失计算 .31 8.1 锚具变形、回缩引起的应力损失 .31 8.2 加热养护引起的温度损失 .31 8.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 .31 8.4 钢筋松弛引起的应力损失 .32 8.5 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 .32 8.6 预应力损失组合 .34 9 验算 .36 9.1 正常使用极限状态计算.36 9.1.1 正截面抗裂性验算.36 9.1.2 斜截面抗裂性验算.37 9.2 变形计算 .39 9.2.1 正常使用阶段的挠度计算.40 9.2.2 预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置.40 9.3 持久状态应力验算 .42 9.3.1 跨中截面混凝土的法向压应力验算.42 9.3.2 跨中预应力钢绞线的拉应力验算.42 9.3.3 斜截面主应力验算.43 9.4 短暂状态应力验算.44 9.4.1 跨中截面.45 9.4.2 截面.46 9.4.3 支点截面.46 10 最小配筋率复核 .49 11.1 支座的平面设计 .50 11.2 支座竖向平均压缩验算.51 11.3 加重力钢板厚度 .51 11.4 验算支座的稳定性 .51 12 下部结构计算 .53 河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录 III 12.1 盖梁计算.53 12.1.1 设计资料.53 12.1.2 盖梁计算.55 12.1.3 内力计算.66 12.1.4 截面配筋设计与承载力校核.68 12.1.5 斜截面抗剪承载能力验算.72 12.2 桥墩墩柱设计 .73 12.2.1 方案比选.73 12.2.2 作用效用计算.74 12.2.3 截面配筋及应力计算.76 12.3 桩基设计.78 12.3.1 荷载计算.78 12.3.2 桩长计算.79 12.3.3 桩的内力计算.80 12.3.4 桩身截面配筋与承载力验算.82 12.3.5 墩顶纵向水平位移验算.84 12.3.6 墩顶纵向水平位移验算.84 12.4 桥台设计.85 12.4.1 输入各种参数.86 12.4.2 荷载计算.87 12.4.3 台背土压力计算.88 12.4.4 偏心距验算.91 12.4.5 地基承载力验算.91 12.4.6 抗滑稳定性验算.91 12.4.7 抗倾覆稳定性验算.92 12.4.8 验算结果汇总.92 设计总结 .93 致 谢 .94 参考文献 .95 河南城建学院本科毕业设计（论文）前言 1 前 言 毕业设计是学校专业教学过程的最后的一个环节，它的主要目的是培养我们 学生综合运用所学专业知识的技能。通过毕业设计，使我们较系统的掌握所学的 理论只是，同时与实际工程相结合，培养我们分析解决实际问题的能力。另外， 通过毕业设计这一过程还可以培养我们实事求是，谦虚谨慎的学习态度和刻苦钻 研、勇于创新的精神。 近现代以来，预应力混凝土桥在我国得到了巨大的发展。特别是预应力混凝 土空心板桥的应用更加广泛，不但经济适用而且施工方便，可以明显加快建桥的 速度。近几十年以来，由于建桥材料性能的不断改进和完善，设计理论且趋完美， 施工工艺的创新，使得此种桥梁的修建获得了巨大的发展空间，在桥梁工程中占 有日益重要的地位。目前预应力混凝土简支梁桥的最大跨径已达到 76m。本次毕 业设计就是对一座中型预应力混凝土空心板桥的设计及计算。 本次设计主要包括以下几个方面的内容：桥梁的结构设计；主板的内力计算 及配筋；预应力损失；变形及应力计算；支座的设计及相关验算；盖梁设计与验 算；桥梁墩柱及基础设计及验算；桥台设计及验算。主板的跨中的横向分布系数 计算采用交接板梁法，支点处的荷载横向分布系数采用杠杆原理法。支座采用的 是现代公路桥梁中广泛采用的板式橡胶支座。桥梁下部结构采用轻型双柱式桥墩， 桥台采用 U 型桥台。施工采用预制装配，桥梁构建的形式和尺寸趋于标准化，有 利于大规模工业化制造，且不是季节的影响。 总之，通过毕业设计，使我们达到基本知识基础理论、基本技能（三基）和 运用知识网络获取知识的能力，计算机应用的能力，外语能力以及文化素质，思 想品德素质，业务素质（三个素质）的训练，培养我们运用所学专业知识和技术， 研究，解决本专业实际问题的初步能力。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 引言 2 1 引言 1.1 本毕业设计课题的技术参数 (1) 地质水文资料 A.冲刷线深度：不通航，最大冲刷线为河床下 2 米处 B.地质条件：地基土为密实细砂夹砾石 C.按无横桥向的水平力（漂流物、冲击力、水流压力等）设计 (2)工程概况 该桥位于某二级公路，规划河道宽度 32m。设计桥梁与河道正交，双向两车道， 设计行车速度 60km/h，两侧人行道各宽 1.0m。建议采用装配式预应力混凝土空 心板桥。 (3)设计依据 A.简支梁桥标准跨径 16m，共分两跨。 B.桥宽：23.5+21.0 C.横坡：； %5 . 1 D.桥面铺装 a.沥青混凝土铺装 5cm 左右；b.混凝土铺装 10cm 左右，主梁截面强度验算时 计入 8cm 左右的铺装参与受力。 (4)设计荷载 恒载标准值：体积乘以密度；汽车荷载标准值：公路车道荷载 (5)地震烈度：地震烈度 7 度，具体按公路桥涵抗震设计规范办理。 (6)河道规划情况：规划河道宽度 32m，最大冲刷线标高 330.66m，常水位标 高 339.00m，支座底板标高 346.88m。 各级荷载可按桥规有关条文执行 1.2 主要材料规格 (1)普通钢筋主要用 HRB335 钢筋，预应力钢筋用钢铰线。 (2)采用 C40 混凝土浇注预制主梁和浇注铰缝，栏杆和安全带用 C25 混凝土， 桥面面层为沥青混凝土。 (3)施工工艺采用先张法施工，预应力钢铰线采用两端同时对称张拉。支座 采用板式橡胶 河南城建学院本科毕业设计（论文） 方案拟定与比选 3 2 方案拟定与比选 桥梁设计必须按照“安全，适用，经济，美观和有利于环保的原则进行设计。 一座桥梁的设计方案的确定也必须从以上原则为根本出发点确定最佳方案。 1.从地形地貌及河流水文条件。 2.从设计年限、抗震要求、行车要求。 3.从桥梁的施工工艺、技术复杂程度及工程造价和用材 通过以上内容选定一下两种方案： 表 2.1 各方案主要优缺点比较表 预应力混凝土空心板桥预应力混凝土连续箱型梁桥 跨径2x16m32m 安全性 自重轻，跨径合适，施工安 全。 整体性好，结构刚度大，变形小，抗震性能好。 适用性 建筑高度小，外形简单，制 作方便，构件质量小，方便 架设。 能适用各种适用条件，因为嵌固在箱梁上的悬臂板，其 长度可以较大幅度变化，并且腹板间距也能放大，箱梁 有较大抗扭刚度。 美观性 桥型流畅美观，与周围环境 和谐。 主桥线条简明，结构稳定，梁的等截面布置外形和谐， 个比例协调，造型朴实。 经济性 空心板截面可以充分利用材 料，经济合理。 箱型截面充分利用材料，节约材料。 施工难 易程度 采用预制拼装的施工方法， 工期缩短。 采用预制装配的施工方法，施工周期短。 通过方案比较很容易确定预应力简支空心板桥为最佳设计方案。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 4 3 毛截面几何特性计算 3.1 基本资料 3.1.1 主要技术指标 桥跨布置:2 16 m。 标准跨径：16.00 m。 计算跨径：15.56 m。 桥面总宽:（路基宽 25.5m，城市环线道路） ，半幅桥全宽 12.5m 设计荷载：城市A 级 3.1.2 材料规格 预应力钢筋钢绞线，直径 15.2mm,截面面积 139.0mm2 ,弹性摸量71 ,抗拉强度标准值, 抗拉强度设计值MpaEp 5 1095 . 1 MPa 1860 pk f 普通钢筋 HRB335,R235，抗拉强度标准值, 抗拉强MPa; 1260 sd fMPa 335 sk f 度设计值;空心板块混凝土采用 C50, 弹性模量取MPa 280 sd fMPa102.0 5 S E 3.45104 MPa, 抗拉强度标准值, 抗拉强度设计值。MPa 22.4 cd fMPa 2.65 tk f 3.1.3 设计规范 （1）JTJ01-1997.公路工程技术标准S.北京:人民交通出版社,1997 简称 标准 。 （2）JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范S.北京:人民交通出版社,2004. 简称桥规 。 （3）JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力桥梁设计规范S.北京:人民 交通出版社,2004.简称公预规 。 （4）JTG D60-1985.公路桥涵地基与基础设计规范S. 北京:人民交通出版, 1985。 （5）邵旭东.桥梁工程（上、下册） M.北京:人民交通出版社,2004.。 3.2 截面几何尺寸图 该桥净空为 0.5+1+2*3.75+3+0.5，全桥宽采用 9 块 C50 混凝土空心板预制件。 采用先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。 3.2.1 桥面横断面布置图 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 5 图 3.1 横断面图 3.2.2 板块结构几何尺寸 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 6 3.3 毛截面几何特性计算 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 7 4 主梁内力计算及作用效应组合 4.1 永久作用效应计算 一期恒载q1 ：预制板重力密度取 = 26KN/ m3 边板 q1 =A边 = 260.721=18.746(KN/m) 中板 q1 =A中 = 260.5551=14.433(KN/m) 二期恒载q2 ： 100mm C40 混凝土和 100mm 沥青混凝土铺装重力密度取 = 24KN/ m3 铰缝混凝土 0.1144m / m3 ，重力密度取 = 25KN/ m3 护栏（单侧）0.35m3 / m，重力密度取 = 25KN/ m3 ，近似按横向分布系数分 配重量，边板取 0.236，中板取 0.194。 边板： q2 = 2*24*0.1*1.875+25*0.1144/2+2*25*0.35*0.236=14.560KN/m 中板： q2 = 2*24*0.1*1.25+25*0.1144+2*25*0.35*0.194=12.255KN/m 由此可计算出简支空心板的恒载(自重效应),计算结果见表 4.1 表 4.1 永久作用效应汇总表（中板） 作用效应(kN/m)M作用效应(kN)V 项目 作用种类 计算 跨径 跨中 1/4 跨) 支点 1/4 跨 跨中 1 g 436.80 327.60112.29 56.14 0 2 g 15.56 370.89278.1795.3447.670 4.2 可变作用效应计算 本设计为城市环线道路，故汽车荷载采用城市-A 级荷载，它由车道荷载和车 辆荷载组成。 桥规规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。城市-A 级车道荷载 的均布荷载标准值集中荷载两部分组成。 k q k p =10.5KN/m k q KN24.2221805-56.15* 5-50 180-360 pk）（ 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 8 而在计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以 1.2 的系数，即计算剪力 k p KN69.26624.2222 . 1p2 . 1p kk 、 按桥规车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响 线上，集中荷载标准值只作用在相应影响线中一个最大影响线峰值处。本桥采用 双车道，应考虑折减为 1.0。 汽车荷载横向分布系数计算 空心板跨中和 L/4 的横向分布系数按铰接板法计算。支点按杠杆法计算荷载 横向分布系数；支点到 L/4 间按直线内插求得。 （1）跨中和 L/4 的荷载横向分布系数： 首先计算空心板的刚度系数： 由前面计算得到： IT = 4 0622. 0mI 111 . 0 4 m b=1.24m L=15.56m 将以上数据代入： r=0.0206 求得刚度系数后，即可查公路桥涵设计手册-梁桥（上册） （徐光辉，胡明 义，主编，人民交通出版社，1996 年 3 月）中铰接板桥荷载横向分布影响线表， 由 r=0.0206 车道荷载作用下荷载横向分布系影响线，计算结果列表 4.2 中，由表 4.2 画出各板横向分布影响线图 4.1，并按横向最不利位置布载，求得两车道情况 下各板的横向分布系数。由于桥梁横断面结构对称，所以只需计算 1 号至 5 号板 的横向分布影响线坐标值。 表 4.2 各板的横向分配影响线竖标值表 荷载作用板号 节点号 1#2#3#4#5# 10.2360.1940.1470.1130.088 20.1940.1890.1600.1220.095 30.1470.1600.1640.1410.110 40.1130.1220.1410.1520.134 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 9 180013001800 50.0880.0950.1100.1340.148 60.0700.0750.0870.1060.134 70.0570.0620.0720.0870.110 8 0.0490.0530.0620.0750.095 90.0460.0490.0570.0700.088 根据表 4.2 作出影响线: 一号板影响线 0.236 0.194 0.147 0.113 0.088 0.07 0.059 0.0490.046 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 123456789 二号板影响线 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 123456789 三号板影响线 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 123456789 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 10 四号板影响线 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 123456789 五号板影响线 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 123456789 图 4.1 影响线图及布载位置 根据各板的横向分布影响线图，在上加载求得各种作用下的横向分布系数如 下： 汽车荷载作用下：m汽=1/2i 汽 板号 1： 二列汽车： m2 汽=1/2（0.245+0.183+0.130+0.102）=0.330 板号 2： 二列汽车： m2 汽=1/2（0.200+0.181+0.152+0.105）=0.319 板号 3： 二列汽车： m2 汽=1/2（0.155+0.164+0.152+0.128）=0.300 板号 4： 二列汽车： m2 汽=1/2（0.115+0.138+0.152+0.131）=0.268 板号 5： 二列汽车： m2 汽=1/2（0.120+0.140+0.148+0.135）=0.272 见表 4.3： 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 11 表 4.3 车道荷载作用下的横向分布系数表 板号 1#2#3#4#5# m2 汽0.3300.3190.3000.2680.272 为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格。同时考虑到人群荷载与汽车 荷载效应组合，因此跨中和处的横向分布系数偏于安全地取不利数值：4/ l m2 汽=0.330 (2)支点的荷载横向分布系数，则按杠杆法计算，由图 4.2 得板的支点荷载横 向分布系数如下： 1.8 1.0001.200 0.50.5 图 4.2 支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图 m汽=0.51.200=0.600 （3）支点到 L/4 处的荷载横向分布系数按内插法求得。 空心板荷载横向分布系数汇总于如下。 表 4.4 空心板的荷载横向分布系数 作用位置跨中至 L/4 处支点 汽车荷载0.3000.600 4.2.2 汽车荷载冲击系数计算 桥规规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数。 按结构基频的不同而不同,对于简支板桥:f 2 2 c c EI f lm 当时, =0.05;当时, =0.45;当时, z Hf5 . 1 z Hf14 1.514 z HZfH 。 0.1767ln0.0157f 其中：,Imml56.15 a MPE 5 1045 . 3 0622. 0 c 4 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 12 = c mmkg G /10471 . 1 81 . 9 5551 . 0 1026 g 3 3 代入得: )(83 . 7 10471. 1 0622 . 0 1045. 3 56.152 3 10 2 Hzf 所以, =-0.0157=0.348f0.1767ln 1+=1.348 4.2.3 可变作用效应计算 （1）车道荷载效应 跨中截面(见图 4.3) 两车道荷载： 不计冲击时() kkkk Mm qp y 汽 kNm16.390)89. 324.2222642.305 .10(330 . 0 1 计入冲击(1)() kkkk Mm qp y 汽 kNm94.52516.390348 . 1 不计冲击时 )( kkkk ypqmV 汽 kN74.50) 5 . 069.266945 . 1 5 . 10330 . 0 1（ 计入冲击 V =(1+ )() kkkk m qp y 汽 kN40.6874.50348 . 1 l/4 截面(见图 4.4) 两车道荷载： 不计冲击时() kkkk Mm qp y 汽 kNm61.2929175. 224.2226981.22 5 . 10(330. 01） 计入冲击 (1)() kkkk Mm qp y 汽 KN/m44.39461.292348 . 1 不计冲击时 )( kkkk ypqmV 汽 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 13 kN81.170.75266.694.3762 5 . 10330. 01）（ 计入冲击 V1() kkkk m qp y 汽 KN42.10917.81348 . 1 图 4.3 简支空心板跨中截面内力影响线及加载图 图 4.4 简支空心板 l/4 截面内力影响线及加载图 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 14 支点截面剪力 计算支点截面由于车道荷载产生的效应时，考虑横向分布系数沿空心板跨长 的变化，同样均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利的同号影响线上，集中 荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处，见图 4.5。 两车道荷载： 不计冲击时: )600 . 0 69.2668/5 .1056.15270 . 0 2/56.155 .10330 . 0 1 （ 汽 V KN49.192 计入冲击: KNV48.25949.192348 . 1 汽 图 4.5 简支空心板支点截面内力影响线及加载图 可变作用效应汇总表 4.5 中： 表 4.5 可变作用效应汇总表 跨中弯矩 M（）kN mA剪力 V（kN） 位置 跨中 L/4 处 跨中 L/4 处 支点 车道荷载（不计冲击系数）390.16292.6150.7481.17192.49 车道荷载（计冲击系数）525.94394.4468.40109.42259.48 4.3 作用效应组合 按桥规公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进 行效应组合，并用不同的计算项目。 4.3.1 承载能力极限状态 按承载能力极限状态设计时的基本组合表达式为： 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 15 )4 . 12 . 1 ( 100QjKKQGKud SSSrSr 式中：结构重要性系数，本桥属中小桥，=1.0； 0 0 效应组合设计值；永久作用效应标准值； ud S GK S 汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值。 1Q k S 人群荷载效应的标准值 QjK S 4.3.2 正常使用极限状态 按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组 合: 作用短期效应组合表达式： QjKKQGKsd SSSS 1 7 . 0 式中：作用短期效应组合设计值； sd S 永久作用效应标准值； GK S 不计冲击的汽车荷载效应标准值。 1Q k S 人群荷载效应的标准值 QjK S 作用长期效应组合表达式： QjKKQGKsd SSSS 1 7 . 0 式中：各符号意义见上面说明。 桥规还规定结构构件当需要弹性阶段截面应力计算时，应采用标准值效 应组合，即此时效应组合表达式为： QjKKQGKsd SSSS 1 式中：标准值效应组合设计值；S ，永久作用效应，汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值。 GK S 1Q k S 根据计算得到的作用效应，按桥规各种组合表达式可求得各效应组合设 计值，现将计算汇总于表 4.6 中。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 主梁内力计算及作用效应组合 16 表4.6 空心板作用效应组合计算汇总表 跨中截面四分点截面支点截面 MVMVV 序号荷载类别 KN.mKNKN.mKNKN 1g1436.80327.656.14112.29 2g2370.890278.1747.6795.34 3 g 总 807.690605.77103.81207.63 4 可变作用不计冲击 390.1650.74292.6181.17192.49 5 可变作用计冲击 525.9468.4394.44109.42259.48 6 标准组合 1333.6368.41000.21213.23467.11 7 短期组合 1080.835.52810.6160.63342.37 8 极限组合 1705.5495.761279.14277.76612.43 9 长期组合 963.7520.3722.81136.28284.63 河南城建学院本科毕业设计（论文） 预应力钢束的估算及布置 17 5 预应力钢束的估算及布置 5.1 预应力钢筋数量的估算 本桥设计时它应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求，例如承载力、 抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等要求。在这些控制条件中，最重要的是满足结 构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时 具有一定的安全储备。因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据 结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量， 在由构件的承载能力极限状态要求确定普通纲纪的数量。本桥以部分预应力 A 类 构件设计，首先按正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预加力 Npe。 按公预规6.3.1 条，A 类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的 法向拉应力，并符合以下条件： 在作用短期效应组合下，应满足要求0.70 stpctk f 式中: 在作用短期效应组合作用下，构件抗裂性验算边缘混凝土 st sd M 的法向拉应力； 构件抗裂验算边缘混凝土的有效预应力。 pc 在初步设计时，和可按公式近似计算： st pc W Msd st W lN A N ppepe pc 式中: 构件毛截面面积及对毛截面受拉边缘的弹性抵抗矩；WA, 预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心矩，,可预先假定。 p la pp ly p a 代入即可求得满足部分预应力 A 类构件正截面抗裂性要求0.70 stpctk f 所需的有效预加力为： 0.70 1 sd tk pe p M f W N l AW 式中：混凝土抗拉强度标准值。 tk f 本预应力空心板桥采用 C50，=2.65Mpa,由表 4-6 得， tk fmKNM.80.1080 sd 河南城建学院本科毕业设计（论文） 预应力钢束的估算及布置 18 空心板的毛截面换算面积： 2 m5551 . 0 A 38 12 103348 . 1 484950 100622 . 0 /mmyIW 下 假设，则mm42145-484-950ecm5 . 4a pp ， 代入得： NNpe1259627 103348 . 1 421 105551 . 0 1 65 . 2 7 . 0 103348 . 1 1080.1080 86 8 6 则所需的预应力钢筋截面面积 Ap 为： pe p conl N A 式中： 预应力钢筋的张拉控制应力； con 全部预应力损失值，按张拉控制应力的 20%估算。 l 本桥采用 17 股钢绞线作为预应力钢筋,直径 15.2mm,公称截面面积 139mm ,=1860Mpa,=1260Mpa,=Mpa。按公预规, 2 pk f pd f p E 5 1095 . 1 pkcon f75 . 0 现取=0.65,预应力损失总和近似假定为 20%张拉控制应力来估算,则 con pk f 2 1410 186065. 08 . 0 1259627 2 . 0 mm NN A concon pe lcon pe p 采用 1215.2 钢绞线，单根钢绞线公称面积 140mm2,则=12140= j p A 2 cm 8 . 16 满足要求。 5.2 预应力钢筋的布置 预应力空心板选用 1215.2 钢绞线布置在空心板下缘， =45mm，沿空心 j p a 板跨长直线布置 ，即沿跨长=45mm 保持不变，见图 5.1.预应力钢筋布置应满 p a 足公预规的要求，钢绞线净距不小于 25mm,端部设置长度不小于 150mm 的螺旋 钢筋等。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 预应力钢束的估算及布置 19 图 5.1 空心板中板跨中截面预应力钢筋的布置 5.3 普通钢筋数量的估算及布置 在预应力钢筋数量已经确定的情况下，可由正截面承载能力极限状态要求的 条件确定普通钢筋的数量，暂不考虑在受压区配置预应力钢筋，也暂不考虑普通 钢筋的影响。空心板截面根据惯性矩相等和面积相等可换算成等效工字形截面来 考虑: 由 2 cm5180812-815-71762）（ kkh b b= 12 1 k 3 k h1078812107881518/81218/81512/71760.5 333 4 cm83.1016573 求得cm,=37.8cm 6 . 68 k h k b 则得到等效工字形截面的上翼缘板厚度: f h =cm f h 2 . 13 2 6 . 68 2 95 2 2/h k h y 等效工字形截面的下翼缘板厚度: f h 13.2cm f h 等效工字形截面的肋板厚度 b: b=b -2b =124-237.8=48.4cm fk 等效工字形截面尺寸见图 5.2: 河南城建学院本科毕业设计（论文） 预应力钢束的估算及布置 20 图 5.2 空心板换算等效工字形截面（cm） 估算普通钢筋时，计算简图见图5.3 图5.3 普通钢筋计算简图 可先假定,则由下列可求得受压区的高度，设： f h cm 5 . 905 . 4-95 0 s ahh 由公预规, . 0 . 1 0 MPafcd4 .22 由表4-6,跨中，mKN54.1705 ud Mmmbf1240 ) 2 ( 0 0 x hxbfM fcdud 代入上式得: ) 2 905(1240 4 . 221054.17050 . 1 6 x x 整理得: ,且mmhmmx f 13260.70 mmhx b 3629054 . 0 0 说明中和轴在翼缘板内,可用下式求得普通钢筋面积: 0 280 1680126060.701240 4 . 22 sd ppdfcd s f Afxbf A 说明按受力计算不需要配置纵向普通钢筋，现按照构造要求配置。 普通钢筋选用HRB335, .MPafsd280MPaEs 5 102 由公预规, 2 0 06.1314905484003 . 0 003 . 0 mmbhAS 普通钢筋选用的HRB335，1212 22 06.1314mm 2 . 1357 1 . 11312mmAS 普通钢筋布置在空心板下缘一带(截面受拉边缘),沿空心板跨长直线布1212 河南城建学院本科毕业设计（论文） 预应力钢束的估算及布置 21 置。钢筋重心至板下缘45mm处,即，mmas45 见图5.4。 图 5.4 普通钢筋布置图 河南城建学院本科毕业设计（论文） 换算截面几何特性计算 22 6 换算截面几何特性计算 由前面计算已知空心板毛截面的几何特性，毛截面面积,毛截面 2 5551 . 0 mA 对其重心轴惯性 。 4 m0622 . 0 I 6.1 换算截面面积A0 sEspEp AAAA) 1() 1( 0 65 . 5