zq设计计算书成品1

1、第1章 绪论1.1概述国内外桥梁的发展状况混凝土梁式桥在我国获得了很大的发展，我国己建成的混凝土简支梁桥很多, 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混凝土 t型刚架桥、 连续梁桥和悬臂两梁桥。目前，我国在混凝土t型梁桥的施工技术方面达到了世 界先进水平。而目前预应力的桥梁己经广泛应用，非预应力的桥梁则应用使用受到限制， 一般只在小跨径情况上使用。近年来，国外对大跨径预应力混凝土桥的机构体系 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 其快。国外一般认为，跨径在200米500米的预应力混凝土路桥可采用斜拉桥。 因此，桥梁建筑的发展对于建桥材料、施工方法

2、、设计理论等也提出了新的要求。预应力箱型梁桥特点预应力混凝土桥梁在桥梁工程中占有较重要的地位。预应力混凝土可以看作 是一种预先储存了压应力的新型混凝土材料，对混凝土施加预压应力的高强度钢 筋，既是加力工具又是抵抗构件内力的受力钢筋。又考虑到混凝土收缩和徐变会 导致数量可观的预应力损失而采用了高强材料，使预应力混凝土结构得到了广泛 应用。预应力混凝土简支箱梁的梁肋下部通常要加宽做成马蹄形，以便钢丝束的布 置和满足承受很人预压力的需要。为了配合钢丝束的起弯，在梁端能布置钢丝束 锚头和安放张拉千斤顶，在靠近支点处腹板也要较厚至于马蹄同宽，加宽范阖最 好在一倍梁高以上。1.2桥梁总体设计桥梁设计基本原

3、则桥梁设计必须遵照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的基本原则。（1）桥梁必须保证安全。整个桥梁结构及其各部分构件，在制作、运输、安 装和使用过程中应具有规定的强度、刚度、稳定性和耐久性。（2）桥梁必须适用。桥梁要保证行车和行人的畅通、舒适和安全，既满足当 前的需要，又要考虑到今后的发展；既要满足交通运输本身的需要也要结合各有 关方面的耍求，考虑综合利用。（3）桥梁设计应体现经济上的合理性。选择的结构形式要便于施工和制造， 能够采用先进的施工技术和施工机械，以便于加快施工速度，保证工程质量和施 工安全。（4）桥梁应该美观。桥梁应该具有优美的外形，并与周圉的坏境相协调。（5）桥梁设计应有利于环

4、保，在国家经济实力不断增长的时期，公路工程设 计应符合环保要求，保持公路的可持续发展。桥梁设计程序桥梁的设计程序一般采用两阶段设计。桥梁设计的第一阶段是初步设计。在这一阶段的设计中，首先进行桥梁的总 体规划设计，主要是选择桥位，拟定桥梁结构形式和主要尺寸，接着进行方案比 较，编制最佳方案的材料用量和造价，然后报请上级单位审批。在初步设计的技 术文件中，应提供必要的文字说明、图表资料、设计和施工方案、工程数量、主 要建筑材料指标以及设计概算等。桥梁设计的第二阶段是施工图设计。它主要是根据已批准的初步设计中所规 定的修建原则、技术方案、总投资额等进一步进行具体的技术设计。在施工图的 设计中，必须对

5、桥梁各部分构件进行强度、刚度和稳定性等方面的必耍计算，并 绘出详细的结构构造图纸。1.3环境保护与技术经济分析-环境保护在本次设计中，主要从以下儿个反方面来考虑保护自然环境。(1) 桥位的选择。桥位应考虑线路工程、农田水利、建设规划和周边人民的 利益，少占良田，避免拆迁，避免桥前壅水威胁河堤安全，桥位不能选在支流河 口的下游，以避免造成桥下大量淤积，危机周圉坏境。(2) 调治周围构造物。可调节水流，整治河道，使水流顺畅，防止桥位附近 产生不利变形，从而保证桥梁的正常使用以及附近农田免遭洪水危及。二.技术经济分析公路桥梁应考虑各种因素，借鉴各种先进经验，推广各种经济效益好的技术 成果。设计中必须

6、进行详细周密的技术经济比较，使桥梁总造价和材料等的消耗 为最少，且应充分考虑桥梁在使用期间的运营条件以及养护维修的方面的问题， 桥梁设计应根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。 此外，能满足快速施工要求以达到缩短工期的桥梁设计，不仅能降低造价，而且 提早通车在运输上将带来很大的经济效益。第2章 预应力混凝土简支箱型梁桥上部结构2.1设计资料与结构尺寸一设计资料1桥梁跨径及桥宽标准跨径：35m主梁预制长度：34.96m计算跨径：34.4m桥面净空：净8m+2><0.5 (防撞护栏)m2设计荷载公路i级，护栏单侧重力取5.0kn/m3材料及施工工艺混凝土：主梁用c

7、50,栏杆级桥面铺装用c30。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(jtg d62- 2004)采用(psl5.2钢绞线，每束7根，全梁配6束，fpk=1860mpao普通钢筋直径 大于和等于12mm的采用hrb335钢筋；直径小于12mm的用r235钢筋。按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。4设计依据(1) 交通部颁公路工程技术标准(jtgb012003),简称标准；(2) 交通部颁公路工程桥涵设计通用规范(jtg d60-2004),简称桥规;(3) 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtgd62-2004),

8、简称公预规;5材料及特性表材料及特性表表2-10:称项ii符号单位数据立方强度5, kmpa50混弹性模量ecmpa3.45x10°凝轴心抗压标准强度fckmpa32.4轴心抗拉标准强度ftkmpa2.65土轴心抗圧设计强度fedmpa22.4轴心抗拉设计强度ftdmpa1.83标准强度fpkmpa1860沪5.2弹性模量epmpa1.95x10钢抗拉设计强度fpdmpa1260绞线最大控制应力0.75 fpkmpa1395标准荷载组合0.65 fpkmpa1209持久状态应力mpa抗拉强度设计值fsdmpa195普直径12mm釆用抗拉强度标准值fskmpa235通i级钢筋弹性模量e

9、smpa2.1钢筋抗拉强度设计值fsdmpa280直径12mm采用ii级钢筋标准强度fskmpa335弹性模量esmpa2.0材料重度钢筋混凝土7mpa25.0沥青混凝土?2mpa23.0注：预应力钢束采用符合冶金部yb255标准的碳素钢丝。 钢束与混凝土的弹性模量比=5.65 o 主梁锁用的钢板除主梁间的联接用16mn低合金钢板，其余均采用a3碳素 钢板。二.结构尺寸1主梁间距与主梁片数主梁间距采用3. om ,其横截面布置型式如下图21：oooj900宀4001.5zh丿鼻櫛向厚沥青混凝上桥面铺装 防水层丽混凝上调平层nj10x1010x10lso l100i2001 100200一 10

10、0丄r-150300300150预制箱梁图2-1横截面布置型式图(尺寸单位：cm)2主梁尺寸拟定(1) 箱梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常为1/151/25o考虑主梁的建筑高 度和预应力钢筋的用量，标注设计的高跨比约为1/17l/19o本设计主梁高度取 用200cm,其高跨比为1/17.5。(2) 箱梁顶、底、腹板的厚度本设讣采用斜腹式箱型截面，箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，确定厚度 为18cm,悬臂梁采用变厚截面，悬臂梁取18cm,悬臂根部加厚度25cm。近梁端 处考虑布置预应力刚束道的需耍和抗剪强度的要求，腹板和底板在跨中部分取 20cm,支点部分取32cm。根据以上拟定，下图

11、示出箱梁一般构造图22。平面图1:50ho on通气孔400g nj250250760in1750跨中截面1:40支点截面rio图2-2箱梁一般构造图（尺寸单位：cm）3横截面沿跨长度变化本设计梁高采用等高度形式，横截面顶板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于 锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的需要，在端头附近做 成锯齿形，腹板和底板厚度在距支座屮线4. 4m处由20cm开始变化至32cm。4横隔梁设置在跨中设计一道中横梁，四分点，支点各设置一道横隔梁，共五道横隔梁， 端横隔梁与主梁同高，厚度为25cm,中横隔梁高度为167cm,厚度为16cm,箱梁 内横隔梁尺寸如图所示。5几何特

12、性计算跨中截面几何特性如表所示：表2一2截面状况截面面积a重心至 梁顶的 距离y重心至梁 底的距离yx面积距s惯性矩i上核心 距ks下核心距kx预 制 阶 段跨 中中梁13563.5982.08117.921113299.2566236799.1259.5041.41边梁14136.0979.22120.781119860.8469003865.9961.6240.42支 点中梁18228.9789.11110.891624383.2480616603.6149.6339.88边梁18830.6586.70113.301632617.4284094367.7951.5139.42使 用 阶 段

13、跨 中中梁14463.5977.53122.471121361.9370768578.0563.1139.95边梁14586.0977.05122.951123858.0371166330.5263.3239.68支 卢中梁19128.9785.34114.661632466.0486145190.8152.7739.28边梁19280.6584.89115.111636734.4486760086.3253.0139.09用跨中中梁的核心距计算效率指标：k = k、小 +k 说=41.41 + 63.11 = 104.52截面效率指标：尸如 =104.52/200=0.5226>0.5

14、,则符合要求，表明初拟的主梁跨中截面合理.2.2行车道板计算考虑到主梁翼板内钢筋时连续的，故行车道板可按悬臂板（边梁）和两端固结的连续板（中梁）两种情况来计算。一悬臂板荷载效应计算由于宽跨比大于2,故按单向板计算，悬臂板长度为0.50m.1永久作用（1）.主梁架设完毕时桥面板可看成50cm长的单向悬臂板，计算图式如下：计算悬臂板根部一期永久作用效应为：弯矩：mgl=-0.5x0.18xlx25x0.52 l/3xo.5x (0.25-0.18) x25x0.52=0.64 (knm)剪力:vgi=0.18xlx25x0.5+0.5x (0.25-0.18) xlx25x0.5=2.69(kn)

15、(2) .成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，计算图式如图(b)所示，安全护栏的重力为;p=2x5 / 9x0.5,计算二期永久作用效应如下：弯矩:mg2=-2x5xlx0.5/9x (0.5/2) =-0.14 (kn-m)剪力：vg2=2x5x 1x0.5 / 9=0.56 (kn)(3) .总永久作用效应综上所述，悬臂根部永久作用效应为：弯矩：mg=-0.64-0.14=-0.78 (kn m)剪力：vg=2.69+0.56=3.25 (kn)2承载能力极限状态作用基本组合md=1.2mg+1.4x0.8mr=1.2x(-0.78)=-0.94 (kn-m)vd=l.2vg+l.

16、4xo.8xvr=l.2x3.25 = 3.90 (kn)二连续板荷载效应计算弯矩修正系数可视板厚t与梁肋高度h的比值来造用。=<-,h 20011.114即主梁抗扭能力较大。取跨中弯矩m严+0.5m”支点弯矩陆二-0.7m。，对于剪力,可不考虑和主梁的弹性固结作用，认为简支板的支点剪力即与连续板的支点剪力, 下面分别计算连续板的跨屮和支点作用效应值。1永久作用(1) .主梁架设完毕时：桥面板可看成25cm长的悬僭单向板，计算图式见下图，occ图24悬臂单向板计算图(单位：mm)其根部一期永久作用效应为：弯矩：mgi=-0.5x0.18xlx25x0.252 l/3xo.5x (0.25

17、-0.18) x25x0.152=0.15 (knm)剪力：vgi=0.18xlx25x0.25+0.5x (0.25-0.18) x 1x25x0.15= 1.26(kn)(2) .成桥后先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值。计算弯矩时，l=lo+t，但不大于 l=l()+b,得 1=1+0.18=1.18 (m)计算剪力时，l=lo；得l=lm。现臟l，lf!viz*1180图25简支板恒载计算图示(单位;mm)图中：gl=0.18xlx25=4.5kn/m,为现浇部分桥面板的自重；g2=0.1xlx24 + 0.08x1 x23=4.24(kn/m),是二期永久作用，包括10cm的混凝土垫

18、层和8cm的沥青 面层。计算得到简支板跨中二期永久作用弯矩及支点二期永久作用剪力为：a/g2=(0.170+0.290)x0.25x4.5 + 0.5xl.l8x0.290x4.24=1.24(knm)仪2 =0.25x4.5 + 0.5x4.24 = 3.25 (kn)(3) 总永久作用效应综上所述，连续板桥恒载效应为：支点断面永久作用弯矩为:mg =0.15 0.7x1.24= l02 (kn.m)支点断面永久作用剪力为：vss =1.26+3.25=4.51 (kn)跨中断面永久作用弯矩为：m g =0.5x1.24=0.62 (kn m)2可变作用桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车俩荷

19、载.根据城市桥梁荷载标准规定，后 轮着地宽度b2及长度a2为：a2 =0.20m , b2 =0.6m顺行于行车方向轮压分布宽度：ax - a2 + 2h =02+2x(008+0l)=0.56m垂直于行车方向轮压分布宽度:b、=b2 +27/=0.6+2x(0.084-0. l)=0.96m(1) .车轮在板的跨径中部时垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：i1 1 q2/a = a + _ = 0.56 += 0.95m > = 0.79m1333取a=0.95m,此时两个后轮的有效分布宽度发生重叠，应求两个车轮荷载的有效分布宽度a=0.95+l.4=2.35 (m),折合成一个荷载的有

20、效分布宽度a=2.35/2=1.18(m)(2) .车轮在板的支承处吋垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度：a=a +/ =0.56+0.18 = 0.74 (m)(3) .车轮在板的支承附近，距支点距离为x吋垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度：ar - a' + 2x - =0.74+2x图26每米板宽承受的分布荷载图(单位;mm)将加重车后轮作用于板的中央，求得简支板跨中最大可变作用(汽车)的弯矩为:op唸（t）e643x 船 x（l叽晋）=1209（亦口）当计算单向板的支点剪力时，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，此时荷载必 须尽量靠近梁肋边缘布置考虑了相应的有效工作宽度后，每米

21、板宽承受的分布荷 载如上图对于跨径内只有一个车轮荷载的情况,支点剪力的计算为：f =(1 + ")gv1 +力2尹2)a = pb、=r= 140 二 59.32kn1 2a 2x1.181408x1.18x0.74x0.96(1.18-0.74) = 4.040.220.96十“52十“89vsp = 1.1643 x (59.32 x0.52 + 4.04 x 0.89) = 40akn综上所述，可得到连续板可变作用（汽车）效应如下：支点断面弯矩：msp =-0.7x12.09 = 一&46kn.m支点断面剪力：vsp =40.kn.跨中断而弯矩：mcp =0.5x12.

22、09 = 6.05knm3作用效应组合承载能力极限状态基本组合支点断面弯矩：1.2 a/+1 am sp = 1.2 x （-1.02） +1.4 x （-8.46） = -13.07 knm支点断面剪力：1.2k +1.47 =1.2x4.51 + 1.4x40.1 = 61.55 kn5&'p跨屮断面弯矩：1.2m“, +1.4m” = 1.2 x 0.62 +1.4 x 6.05 = 9.21 kn m三截面设计、配筋与承载力验算悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋，故只需按其中最不利荷载效应配 筋,即二13.07knm,其高度为h=25cm,净保护层a=3cm。若选用（

23、pl2钢筋, 则有效高度：=h-a- = 0.25 一 0.03 一 0.00695 = 0.223加 ° 2由公预规得：yomd<fcdbx(h0-x/2)贝 i1.0x13.07<22.4x103xxx(0.223-x/2)x=0.0026(m)验算 gbh°=0.56x0.223 = 0.1249(m)>x=0.0026as=f；dbx/f；d=22.4x 100x0.26 / 280 = 2.08 (cm2)查有关板宽1m内钢筋截面与距离表，当选用(pl2钢筋时需要钢筋间距为 20cm,此时所提供的钢筋而积为：as=5.66cm2>2.06c

24、m2o由于此时钢筋保护层与 试算值相同，实际配筋面积又大于计算面积，则其承载力肯定大于作用效应，故 承载力验算可从略。连续板跨中截面处的抗弯钢筋计算同上，此处从略。计算结果需在板的下缘 配置钢筋间距为15cm的(pl2钢筋，为使施工简便，取板上下缘配筋相同，均为 (pl215cm,矩形截而受弯构件的截而尺寸应符合下列要求，即：150150150oooo<ooooa)支点断面y0vd=61.55kn<0.5lx io-3fcu.k bho=0.51 x 1 o"x 屈 x 1000x223 = 8049 (kn) 满足抗剪最小尺寸要求。b)跨中断面图27行车道板受力钢筋布置

25、图示(尺寸单位：mm)yovd<o.5ox 10'3a2f；dbhhoyovd<o.5ox 10_3x 1 .ox 1.83x 1000x223=204.05 (kn)时，不需要进行斜截面抗剪 强度计算，仅按构造要求配置钢筋。板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8mm,间距不应大于20cm, 因此本设计板内分布钢筋用(p820cmo2.3主梁内力计算恒载内力1 一期恒载(主梁自重) 、跨中截面主梁的自重(变化点截面至跨中截面长12.8m)边主梁:gi=1.4136x25xl2.8=452.35 kn中主梁：g；=1.3564x25xl2.8=434.05 kn 、

26、腹板及底板变宽段梁自重(长4m)边主梁：g2=-x(1.4136+1.8830)x25x4= 164.83kn 1中主梁：g2 =|x(1.3564+1.8229)x25x4=158.97 kn 、支点段梁的自重(长0.68m)边主梁：g3=l.8830x25x0.68=32.01 kn中主梁：g/=1.8229x25x0.68=30.99 kn 、横隔梁的自重单片边主梁的横隔梁：中横隔梁:0.16x25x1.6253 =6.50 m2端横隔梁:0.25x25x2.2899=14.31 m2单片中主梁的横隔梁：中横隔梁:0.16x25x2.2232 =8.89 m2端横隔梁:0.25x25x3

27、.1771 =19.86 m2故半跨横隔梁重力为：边主梁:g4=6.50xl.5+14.31=24.06 kn中主梁：g4=&89x1.5+19.86= 33.20 kn则可得梁永久作用集度为：边主梁：gi= (452.35+164.83+32.01+24.06) / 17.48=38.52 kn / m 中主梁:gzi= (434.05+158.97+30.99+33.20) / 17.48= 37.60 kn / m 2二期恒载(1) 防撞护栏g2=g2=5x2/3=3.33kn / m(2) 桥面铺装g3=gs =(0-1 ><8x24+0.08x8x23)/3=11

28、.3 lkn / m(3) 现浇湿接缝、现浇翼板厚度边主梁:g4=0.18x0.25x25=1.13 kn / m中主梁：g4 =24=2.26 kn / m、现浇部分横隔梁边主梁：中横隔梁体积：（0.25x0.25+0.32x0.25）x0.16= 0.0228m3端横隔梁体积：1.82x0.25x0.25= 0.1375 m3g5=25x （2x0.11375+3x0.0228） / 34.96= 0.21 kn / m中主梁：g5=2p5=0.21x2=0.42kn / m 故每梁二期恒载集度有：边主梁:g6=3.33+l 1.31+1.13+0.21=15.98kn / m中主梁:g6

29、'=3.33+11.31+2.26+0.42=17.32kn / m3永久作用效应组合设x为计算截面至左支承中心的距离，主梁弯矩和剪力的计算公式分别为:截面弯矩：ma=（l-x）2截面剪力：qa=（l-2x）则边主梁和屮主梁的恒载内力计算见下表。表2-3作用效应永久作 用集度跨'1-x=17.2四分点x=&6支点x=o边 主 梁一期弯矩（kn m）3&525697.884273.410剪力（kn）0331.27662.54二期弯矩（kn m）15.982363.761772.820剪力（kn）0137.43274.86弯矩（kn m）54.508061.6460

30、46.230剪力（kn）0468.70937.40中 主 梁一期弯矩（kn m）37.605561.794171.340剪力（kn）0323.36646.72二期弯矩（kn m）17.322561.971921.480剪力（kn）0.00148.95297.90弯矩（kn m）54.928123.776092.820剪力（kn）0472.31944.62二活载内力计算1冲击系数和车道折减系数按桥规4. 3.2规定，结构的冲击系数与结构基频有关，因此要先计算结m-g/g-54.92 xlo39.81二559& 37(kg/m)构的基频。简直梁桥的基频可釆用下列公式估算:=2. 77 (h

31、z)3.14/3.45x10m x7076.86x10"42x(344)2#5598.37桥规规定，当f<.5hz时，“ = 0.05；当.5hz< f<4hz时，“ = ().17671n / 0.0157 ；当 f > 14hz 时，“ = 0.45。根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：“=0.1767/0.0157=0.1643,故 1+/=1.1618行车道总宽度为采取设计车道数n=2,车道折减系数根据城市桥规, 折减系数为1. 00, *=1. 0 2主梁荷载横向分布计算(1) 跨中的荷载横向分布系数叫此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向

32、连接刚性，且承重结构的长宽比 为：l/b=34. 4/9=3. 82>2,可按修止偏心压力法绘制荷载横向影响线并计算横向分 布系数阻q)计算主梁的抗扭惯矩it计算抗扭惯矩吋，把箱形截面转换成下图23所示截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：lol = 18b34图28箱形截而抗扭惯矩图(单位：cm)4匕山=2丿 乞+色+丝 / t2 t3其中 t4=±=21.5cm, = = 1.163 查表得 c=0.1592 r4 21.54x(188.34 + 84.91)2x1812所以存188.34 4.912x181 xo.159x25x21.5-=0.7455986490118 * 2

33、0 * 20(b).计算抗扭修正系数p由于主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得1+怜2elyaj式中：g=0.425e , l=34.4m ,工厶,=3x0.745598649= 2.236795948iai=3.0m , a2=0 , a3=-3.0m , ii=0.707686m4,计算得:p=0.120(c).按修正偏心压法计算横向影响线竖坐标值和横向分布系数。对于1号梁：3nn=+pai2/ ai2 =1/3+0.120x0.5=0.3933/=l3耳 13=丄卩a：2/工 ai2 =1/3-0.120x0.5=0.2733/=1对于2号梁：3耳21=耳23专 + 卩州2/丫

34、a? =0.3333则按最不利荷载分布可得影响线分布图2-4：50008508011亠80110"gov 01801301800.33330. 33332号梁图29跨屮的横向分布系数计算图示(单位；cm)车道布置为两车道，则横向分布系数：边主梁：moq=05x(0.4033+03673+03413+0 3053)=0.7086中主梁：moq=0.5x (0.3333x4) =0.6666(2).支点截面的荷载横向分布系数mo按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，可变作用的横向分布系数如下：图210支点横向分布系数计算图(单位：cm)可变作用：边主梁：moq=l(l+0.620

35、1)=0.8101中主梁：m°q= (1+0.6201+0.3201)=0.9701(3) .横向分布系数汇总表24可变作用类型mcm0边主梁0.70860.8101中主梁0.66660.97013车道荷载的取值根据公路桥梁荷载标准，公路i级，计算跨径为34.4m,车道荷载的均布荷载 标准值qm=10.5kn/m，桥梁计算跨径在550m之间，p值从180360kn用内插法 求得，则有：集中荷载标准值:p=360x (50-5) - 180x(50-34.4)/(50-5)=297.6kn,计算剪 力时集屮荷载应乘以增长系数1.2, p=297.6xl.2=357.12kn.4计算可变

36、作用效应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数的取值作如下考虑，支点处横向 分布系数取叫，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从叫直线过渡到叫，其余 梁段均取m, o(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，下图为跨 中截面作用效应计算图式，计算公式：s= (l+|i) m© (qkq+pky)式中：s所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力；q影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。l/2-17. 2l=34 40bqkpk跨屮弯矩影响线跨中剪力影响线3=4.r21图2-11跨中截而作用效应计算图可变作用(汽车)标准效应，计入冲击

37、系数的影响：边主梁:mmax =(1 + fl)m + pky)=1.1643x0.7086xlx (10.5x147.92+297.6x8.60) =3392.92 kn-max =(1 十“加僦 q + pa)=1.1643x0.7086xlx (10.5x4.3+357.12x1/2)=184.57kn中主梁：a/max =(1 +)吨仏 q + p“)=1.1643x0.6666xlx (10.5x147.92+297.6x8.60)= 3191.82 knm“ 加佝q + kv)= 1.1643x0.6666x 1 x (10.5x4.3+357.12x 1/2)= 173.63 k

38、n(2) .求四分点截面的最大弯矩和最大剪力下图为四分点截面作用效应的计算图式:l/2=17. 3apk qkl/4截面剪力影响线图212 l/4截面作用效应计算图（单位：cm）可变作用（汽车）标准效应，计入冲击系数的影响：边主梁:mmax =（1 + “加員你q + pky）=1.1643x0.7086xlx （10.5x110.94+297.6x6.45）=2544.69 knm%=（1 +“ 加门q + pq）=1.1643x0.7086xlx （10.5x12.9+357.12x3/4）=332.72 kn中主梁:mmax =（1 + “加了 （你0+叩）=1.1643x0.6666x

39、lx （10.5x110.94+297.6x6.45）= 2393.86 kn m%=（1 +“ 加血 q + p®）=1.1643x0.6666"x （10.5x12.9+357.12x3/4）= 313.00 kn（3）.求支点截面的最大弯矩下图为支点截面最大弯矩计算图式:pkqk1q 二;xl二 17. 20. 6947图213支点截面剪力计算图（单位：cm）可变作用（汽车）标准效应，计入冲击系数的影响：边主梁：£郴=(1+|1)匚(mo p*k y +mcqk q) +a/2(mo- me) yq订=1.1643xlx (0.8101x357.12x1+0

40、.7086x10.5x34.4/2x1 ) +&6/2x(0. 8101-0.7086) xio.5xo.917=490.37 kn中主梁：vmax= ( 1+g) © (mo p'ky+mcqkq) +a/2(mo- me) yqk=1.1643xlx (0.9701x357.12x1+0.6666x10.5x34.4/2x1 ) +&6/2x(0.9701-0.6666) xio.5xo.917=55& 16 kn其中 y=1.0x (34.4-8.6/3) /34.4=0.917可变作用效应汇总记入下表：表25可变作用效应汇总表咨应和作用位置荷载

41、情况弯矩knm剪力kn跨中截面1/4截面跨中截面1/4截面支点截面计入冲击荷载3392.922544.69184.57332.72490.730 土宋/ (1+u)2914.132185.60158.52285.77421.48ri i 士 浓计入冲击荷载3191.822393.86173.63313.0055&16屮土宋/ (1+u)2741.412056.05149.13268.83479.403主梁作用效应组合根据可能同时出现的作用效应选择了两种最不利效应组合：承载能力极限状态下的基本组合和正常使用状况下的短期效应组合，效应组合计算如下表2-6所示. 表26箱形梁作用效应组合计算

42、汇总表梁号序号n kj 力 剪面 截 m面 截 m边 主 梁作用效应标准值永久 作用 效应glo2 gok <1j sc2 g + gl g=o一ijk292.93372 z33k 冲01 a's矩5 限合 极组g kkqik ibg s-dss1143.6中主梁作用效应标准值久用应 永作效gog2ok sgi 2g + gl=go一hkid k 冲012 s畑5 限合 极组4sq耳 k569.5选择较大的作为设计控制内力，由表可知，则弯矩组合设计值 md=14424. 06kn - m,剪力组合设计值vd =1914. 97kn,在1/4截面上有弯矩设计 值 md/4=1081

43、8. 05 kn - m,剪力设计值 vd/4 =1028. 25kn.2.4预应力钢束的估算及布置一预应力钢筋面积估算按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量对于a类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求，由公式可得跨中 截面所需的有效预加力为严/" + 0.7九np! a + ep!w '式中的ms为正常使用极限状态按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩值;查表6得ms= 10101.53 kn m,设预应力钢筋截面重心距截面下缘为ap=200mm,查表2得yb=yx= 1224.7mm, 则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为ep=yb ap= 1224.72

44、00=1024.7mm ,钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，查表2得跨中截面全 截面面积a=1446359 mm2,1=70768578.05 cm4,±截面对抗裂骑算边缘的弹性抵抗矩为 w=i/yb=70768578.05/122.47=5.77844xl08mm3;c50 混凝土抗拉强度标准值ftk=2.65mp,所以有效预加力合力为:随/" + 07人 注 l/a + ep/w10101.53 x1065.77844 x108-0.7x2.651024.714463595.77844 x108=6.340068 x106n预应力钢筋的张拉控制应力为oco

45、n=0.75fpk=0.75xl860=1395 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为：ap=npe/( 1 -0.2)ocon=6.340068x 106 / (0.8x1395) =5681mm2采用6束7(ps15.2钢绞线，预应力钢筋的截面积为ap=6x7x 139 = 5838mm2采 用夹片式群锚，(p70金属波纹管成孔。预应力钢筋布置1跨中截面预应力钢筋的布置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。参考已有的设计图纸并按公路桥规中的构造要求，对跨屮截面 的预应力钢筋进行初步布置。2锚固面刚束布置为使施工方

46、便，全部6束预应力钢筋均锚于梁端。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n5.n6在梁端弯起较高，可以提供较大的预 剪力。预制端支点截而跨中截而图214预应力钢束布置图3其他截面刚束位置及倾角计算a. 刚束弯起形状，弯起角e及其弯曲半径采用直线段中接圆弧曲线曲线段的方式弯起，为使预应力钢筋的预加力垂 作用于锚垫板，各刚束的弯起角均取8°各刚束的弯曲半径为rn、= rn2 = 15000加2 ； rn3 = rna = 30000/7m ; r5 = r(y = 45000mmb. 刚束各控制点位置的确定以nl、n2号刚束为例，其弯起布置如下：由ld=ccot0o确定

47、导线点距锚固点的水平距禺ld=ccot0o=410><cot 8=2917mm由lb2=rtan90/2确定弯起点至导线点的水平距离lb2=rtan0()/2=l 5000tan4=l 049mm所以弯起点至锚固点的水平距离为lw=ld+lb2=2917+1049=3966mm则弯起点至跨中截面的水平距离为xk=(34400/2+248.4)lw= 13482mm根据圆弧切线的性质，图屮弯止点沿切线方向至导线点的距离与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lbi =lb2cos0()= 1049cos8= 1039mm故弯止点至跨中截面的水平距离为(xk+lbi+lb

48、2)= (13482+1039+1049) =15570mm同理可计算其他刚束的控制点位置，将各刚束的控制参数汇总于下表表27刚束号升高值c (mm)弯起角go弯起半径r(mm)支点至锚固点的水平距离d(mm)弯起点距跨中截面水平距离xk(mm)弯止点距跨中截面水平距离(mm)n1.n2410815000248.41348215570n3.n4800830000177.6958713763n5.n61190845000108.4569411957c.各截面刚朿位置及倾角计算仍以n1号刚束为例，计算刚束上任一点i离梁底距离aja+ci及该点处刚束 的倾角bi,式中a为刚束弯起前重心至梁底的距离,

49、n1,n2,n3的a值分别为90mm, 200mm,310mm,ci为i点所在计算截面处刚束位置的升高值。d.刚束平弯段的位置及平弯角六朿预应力钢绞线在跨中截面布置在两侧，在锚固端也布置在两侧。由于跨中 截面和锚固端截面腹板宽度相差60mm,为实现钢束的布筋，n1,n2,n3在变化段中 必须平弯到支点腹板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，nl, n2,n3采 用相同形式平弯，平弯位置如下图210所示。平弯段有两段曲线，每段曲线弧的 弯曲角为 = 2_x= 1.91%60000 兀cl! 跨xt1 中680cl20002000moo图215 钢筋平弯示意图(单fe： mm)各截而刚束位置及

50、其倾角计算表表28计算截面刚束编号xk(mm)(lbb2)(mm)(&xk)(mm)0- - sin-1 x,-xk1rci(mm)ai=a+g跨中截面xi=0n1.n2134822088为负值，刚束未弯起0090n3.n49587417500200n5.n65694626300310l/4截面xi=8600mmn1.n2134822088负值0090n3.n495874175负值00200n5.n6569462630<(xi-xk)<62633.7094404变化点截而xi=12800n1.n2134822088负值0090n3.n4958741750<(xi-xk

51、)<41756.15173373n5.n656946263(xi-xk)>(lbi+lb2)8556866支点截面xi=17200n1.n2134822088(xi-xk)>(lbi+lb2)8375465n3.n495874175(xi-xk)>(lbi+lb2)8775975n5.n656946263(xi-xk)>(s+s)8117514854非预应力钢筋截面积估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算菲预应力钢筋数量：在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截而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a= 180mm,则有h0=ha