毕业设计预应力混凝土简支梁桥设计计算书

1、摘要本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定，对高坎一一上官伯段 的高坎大桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、 实用”的八字原则，本论文提出两种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为 预应力混凝土简支梁桥，方案二为拱桥。经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土简支梁桥（锥形锚具）为推荐方案。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中包载以及活载的 作用利，采用整体的体积以及自重系数，荷载集度进行包载内力的计算。运用杠 杆原理法、偏心压力法求出活载横向分布系数，并运用最大荷载法法进行活载的 加载。进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的

2、各种预应力损失，并进行预应力阶 段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。 下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的双墩柱，采用盆式橡胶支座，并分别对桥墩 和桩基础进行了计算和验算。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出 图及论文。还有，翻译了一篇英文短文“ Reliability analysis”。关键词：预应力混凝土、简支梁桥、钻孔灌注桩、锥形锚具、AutoCAD 0-1 -AbstractThis is a partial struct design of a flyover crossing that is over the railw

3、ay in GaokanShangguanbo, according to designing assignment and the standard of road and bridge. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides two different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete cont

4、inuous bridge; the second one is double cantilever half through no-thrust arch bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected.In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded not only in pr

5、estressed statement but also in using statement, deflection,precamber and the assessmentof reinforcing steel bar were checked too.The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot condition, it adopted t

6、he method that the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great Hanshin Awaji earthquake was translated into Chinese, and made a report o

7、n.Keywords: prestressed concrete AutoCAD、simple supported beam bridge、cast-in-place pi0 cone anchorage device目录第一部分桥梁设计1第一章 水文计算11.1原始资料11.2水文计算3第二章方案比选62.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具） 62.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥 10第三章 总体布置及主梁的设计 113.1设计资料及构造布置 113.2主梁内力计算 12第四章 预应力钢束的估算及其布置 214.1跨中截面钢束的估算与确定 214.2车冈束预应力损失计算 254.3截面

8、强度验算284.4预加内力计算 344.5主梁斜截面验算 354.6截面应力验算 414.7主梁端部的局部承压验算 46第五章 下部结构的计算505.1盖梁的计算505.2桥墩墩柱计算 575.3钻孔灌注桩的设计计算 59第二部分英文翻译62Reliability analysis : 62可靠性分析73结束语错误！未定义书签。2第一部分桥梁设计第一章水文计算1.1原始资料1.1.1水文资料：浑河发源丁辽宁省新宾县的滚马苓，从东向西流过沈阳后，折向西南，至海 城市三岔河与太子河相汇，而后汇入辽河。浑河干流长364公里，流域面积11085 平方公里。本桥位上游45公里的大伙房水库，丁 1958年

9、建成，该水库控制汇流 面积5563平方公里，对沈阳地区的浑河洪峰流量起到很大的削减作用。根据水文部门的资料，建库前浑河的沈阳水文站白年一遇洪峰流量位11700立方米/秒，建库后白年一遇推算值为4780立方米/秒。浑河没年12月初开始结冰，次年3月开 始化冻。汛期一般在7月初至9月上旬，河流无通航要求。桥为处河段届丁平原 区次稳定河段。1.1.2设计流量根据沈阳水文站资料,近50年的较大的洪峰流量如下：大伙房水库建库前1935年5550立方米/秒1936年3700立方米/秒1939年3270 立方米/秒1942年3070 立方米/秒1947年2980立方米/秒1950 年2360立方米/秒195

10、1 年2590立方米/秒1953年3600立方米/秒1954年3030立方米/秒大伙房水库建库后1960年2650立方米/秒1964年2090立方米/秒1971年2090立方米/秒1975年2200立方米/秒1985年216 0立方米/秒根据1996年沈阳年鉴，浑河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒（沈阳 水文站）为白年一遇大洪水。1995年洪水距今较近，现场洪痕活晰可见， 根据实测洪水位，采用形态断面计算 1995年洪峰流量为5095立方米/秒， 与年鉴资料相差在5%之内。故1995年洪峰流量可作为白年一遇流量， 洪 水比降采用浑河洪水比降0.0528 %。经计算确定设计流量为 Qa4

11、976.00立方米/秒，设计水位16米。1.1.3地质资料：一、自然地理本桥址区地处浑河流域的冲击平原，地势较平阔。河水为季节性河流，主 要受底下径流或大气降水所补给。汛期每年七月下旬至八月下旬，近几年，尤其 是2000年河水位历史少见的下降，以致影响工农业、甚至民众生活用水。本区丁 北寒温带气候类型，为类型冻土区，冻结深度1.40 1.45米。冬季漫长，气候比 较干燥；春秋较短，稍较温湿，宜植被生长。二、大地构造桥地区正位丁走向北东、倾向北西二界沟断裂上，此断裂南西至营口，北 东至沈阳40公里，走向北东、倾向北西的抚顺一营口断裂相交。 这雨断裂均届部 城-庐江大断裂带系统。二界沟断裂最后一次

12、活动时期为白垩纪。三、地层及岩性桥址区地层，上部为第四纪厚6- 11米的圆砾层，d>2mm； 70- 80%; d>20mm 为32- 37%,为卵石层。但通过桥位附近采砾场，从河底下6-7米深挖采处的砂砾中最大可达25 35cm个别甚至达40cm左右。从实际使用地址资料出发， d>80-100mmi粒，一般未予计入白分含量内，且无代表性。砾石颗粒，尤其稍大颗粒，岩石强度较高，无棱角，磨圆程度良好。其岩 性或矿物成份由花岗岩类或砂贞岩、石灰岩以及其他暗色矿物构成。砾石层底或 风化岩顶面标高自南而北为2.8米4.9米，由低而高坡形上升，高差 2.1米左 右，但由丁钻孔间距较远，

13、不知其间有无起伏。砾石层下部为前震旦纪花岗岩，上部为全风化，下部为强风化或局部全风化。上 部为散体状，下部为碎石状且散装体。1、圆砾：褐黄色或褐灰色，d>2m 73 - 80%,松散，其间含粗砾砂薄层。 砂砾颗粒强度较高，软弱颗粒含量较少。drp = 15.5mm d95= 73.1mm d0= 0.77mmC=73.1, % =400K pa,金=180Kpa。2 、圆砾：褐黄色或褐灰色，d>2m 73- 80%,中密，其间夹含粗砾砂薄 层。砂砾颗粒强度较高，磨圆或磨光程度良好。drp = 15.5mmd95= 74mmd10= 0.77mmCU=67.1,。0 =550K pa

14、 , % = 250Kpa。3混和岩：全风化，散体状，砂砾状或土状。o0 =350K pa, E0 = 70Kpa。4、 混和岩：褐黄色，全风化或含强风化，碎石状或局部为散体装，砂砾状。0 =450K pa, e0 =90Kpa5、 混和岩：褐黄色，强风化，碎石状。u0 =600K pa , i0=120Kpa26、 混和岩：强风化，碎石状。b0 = 800 1200 K pa, e0 = 100-160Kpa7、混和岩：褐黄色，强风化或全风化，碎石状或散体状。0 =500 -800 K pa , t0 =100-160Kpa8、混和岩：褐黄色，强风化，节理裂缝发育，岩石破碎，碎石状。0 =1

15、200 1400 K pa ,曲=240 280Kpa9、混和岩：褐黄色，强风化，节理裂缝发育，岩石破碎，碎石状，不能提取岩芯。0 =1700 2000K pa , 7。=240400Kpa10、混和岩：褐黄色，强风化，节理裂缝发育，岩石破碎，碎石状，不能提取岩芯。0 =2200 2300 K pa , 7° = 450 -460Kpa11、混和岩：褐黄色，强风化，节理裂缝发育，岩石较比破碎，碎石状，不能提取岩芯。二-0 = 2600K pa , .0 =520Kpa1.1.4工程地质评价1、工程地质条件良好，无不良工程地质现象或地段。2、地下水位深0.77 5.40米，砂砾颗粒较大

16、，地下水较丰富。钻孔过程中丁标高3- 6米左右地段常常孔壁塌落，有时越发严重，以致钻孔无法继续钻进，成为 废孔。由丁采用膨润土同聚丙乙烯胺混和成浆糊流体护壁，才能得到有效控制。1.2水文计算1.2.1桥孔长度确定：a.单宽流量公式Lj = #-qc水流压缩系数：=K（Bch）0.06次稳定河段K1 = 0.92则：=0.92（533.43）0.06 = 1.2284.355河槽平均单宽流量qc =。公=4275么“/8.014BC 533.43最小桥孔净长Lj = 49啪=505.6 m（1.228 8.0 14）18b.过水面积法冲刷前桥下毛过水面积W=-)PVs)式中：冲刷系数P取1.3设

17、计流速VS=V 1.84因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数=2%4 = 0.0625Lj = 60>50压缩系数卜=12=2219mW-49761.0 (1 -0.0625) 1.3 1.84净过水面积 W= ( 1- )Wq = (1 -0.0625)2219 = 2080m2桥孔净长 lj =W、=2080477.61mj h . 4.3551.2.2壅水计算桥前最大壅水高度"2 = (Vm2 -Vg2)河滩路堤阻断流量与设计流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1mQtnQ655'149713-2%系数 =0.07桥下平均流速 Vm 2

18、P.Vs=23 1.84 = 2.08m/s p 11.3 1断面平均流速M噌'Tm/sZ =0.07(2.082 1.2252) = 0.19 m桥下壅水高度 立=救0.19 = 0.095m波浪高度 hb1% = 0.4728m Vw=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本桥设计水位：16.0+0.095+ 0.472 = 16.408m3上部结构底标高为17.73m1.冲刷深度A河槽的一般冲刷 一般冲刷后的最大水深4mi3mih sQ,Bihp k A' hmax! Q2 _ 出(1 7泄2 _3 Q=Q=4275m,B i=E2=533.43m,k=

19、1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax= 10.1m:._ 0.15： 0.15A一单宽流量集中系数，A=霆2843J < 4.355 J0.66hp= 1.04 1.2843 F90 J1 I x10.1=13.73m1.0(1 -0.0625)B河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止流速1212Vz = IBI.43 V = I14 .(J01? X1 84Z 上烦1-)& H|1.0 (1 -0.0625)4.355= 3.28V)= 0.31h=13.73m,d=3m,查表得：V0= 0.9648m/s ,. Vd= Vz > V), k = 1.0 , B=

20、 4m,1=( 1.3919+0.0409)1/2 = 1.19702.16 0.11 2k1 = .d。.4d°9= ,V 0.2dm =(V0)= 0.85881.84 0.2 30.9648hb=疑B0'6 (V> V0 ) (V/ V0) n=1.0 X 1.1970 X 40°x (0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 )您88 =3.1349m总冲刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考虑标高因素，总冲刷深度为 16.86-16 = 0.86m1.2.3结论白年一遇底设计流量为 Qa 497

21、6立方米/秒，设计水位16米。计算最小桥孔净长Lj = 505.6米，实际最小桥孔净长为538.3米。桥前最大壅水高度Z=0.19，桥下壅水高度AZ =0.095米。 本桥设计水位：16米，上部结构标高为17.9米。计算水位距上部结构底面最小 距离1.9米（按桥规最小距离为 0.50米）。以上标高均为假定标高系统。第二章方案比选2.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）2.1.1基本构造布置（一）设计资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m （墩中心距），全桥共：480米，分12跨，主梁全长：39.96m,桥面净空：净一9米，2X 1.5人行道，计算跨径：38.88m。立面及平面图 I I

22、F 糖一图表1（二）设计荷载汽一20,挂一100,人群荷载3.5kN/m,两侧人行道、栏杆重量分别为3.6 kN/m 和 1.52 kN/m。2.1.2材料及工艺本桥为预应力钢筋混凝土 T型梁桥，锥形锚具；混凝土：主梁采用40号混凝土，人行道、栏杆及桥面铺装用 20号混凝土；预应力钢筋：冶金部TB 64标准的5 mm碳素钢丝，每束32根。 横断面图如下：图2主梁截面沿纵向的变化示例:j C .冬 EL* 园 al图表3简直梁的优点是构造、设计计算简单，受力明确，缺点是中部受弯矩较 大，并且没有平衡的方法，而支点处受剪力最大，如果处理不好主梁的连接，就 会出现行车不稳的情况1.4桥孔长度确定：水

23、流压缩系数-=Ki(Bch)°.°6次稳定河段Ki = 0.92则：=0.92(磨都严T.228河槽平均单宽流量qc = Q = 427q =8.014BC 500.40最小桥孔净长 Lj = 497% 228用 8 0i4)= 505.6m / (1.228 8.0 14)b.过水面积法冲刷前桥下毛过水面积W= Qs.(i -)PVS)式中：冲刷系数P取1.3设计流速VS=Va 1.84因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数Z = 2./ = 0.062564Lj = 60>50压缩系数卜=12=2219m2W=4976q 1.0 (1 -0.0625) 1.3 1

24、.84净过水面积 W= ( 1- )Wq = (1 -0.0625)2219 = 2080m2桥孔净长 lj =Wj2。8。= 477.61mj h 4.3551.5壅水计算桥前最大壅水高度"2 K(Vm2 -V02)河滩路堤阻断流量与设计流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1m%=65礼976= 13.2%系数 =0.07桥下平均流速断面平均流速Vr 2p V =2L3 1.84 =2.08m/s p 1 s 1.3 1乂=肾=”4976. =1.255m/sW 3964.031sZ =0.07(2.082 -1.2252) = 0.19 m桥下壅水高度Z

25、'=1x0.19 = 0.095m波浪高度 hbi% = 0.4728m Vv=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本桥设计水位：16.0+0.095+ 0.473 2 = 16.408m上部结构底标高为17.73m1.6冲刷深度A河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深4m13m1h_LIAQj ,B1hhp k A hmax'Q2 _ J(1 %)B2 _ 3Q=Q=4275m,B 1=B2=533.43m,k=1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax= 10.1m一 0.15. 0.15A-一单宽流量集中系数，A=(业=(J533.43=1.284

26、3J < 4.355 J0.66hp= 1.04 1.2843P90 1 x10.1=13.73m1.0(0.0625)-B河槽处桥墩的局部冲刷 桥位处的冲止流速1212Vz=.BV .flbax J v = 1V ( 10.1 j x 1 84F(1)B2.H '|l1.0 (1 -0.0625)4.355= 3.28h=13.73m,d=3m,查表得：M= 0.9648m/s , V0 = 0.31. M= V。V) , k = 1.0 , B= 4m,1k= 2.16 + 01 J = ( 1.3919+0.0409 ) 1/2 = 1.19707=、,1 gm = 0.8

27、588(V )o.2d0.151.84 0.2 3(V。0.9648hb =k*B0.6 (V- Vo ) (V/ V。)=1.0 X 1.1970 X 4°'6X ( 0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 ) 0.8588=3.1349m总冲刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考虑标高因素，总冲刷深度为 16.86-16 = 0.86m2.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥（1）方案简介本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无皎拱桥。全桥分八跨，每跨均采用标 准跨径60m。采用箱形截面的拱圈。桥墩为重力式桥墩，桥台为 U型桥台。

28、（2）尺寸拟定本桥拟用拱轴系数m=2.24,净跨径为60.0m,欠跨比为1/8。桥面行车道 宽9.0m,两边各设1.5m的人行道。拱圈采用单箱多室闭合箱，全宽 11.2m,由8 个拱箱组成，高为1.2m。拱箱尺寸拟定如图1-1:图41）拱箱宽度：由构件强度、刚度和起吊能力等因素决定，一般为130160cm。取 140cm2）拱壁厚度：预制箱壁厚度主要受震捣条件限制，按箱壁钢筋保护层和插入 式震动棒的要求，一般需有10cm,若采用附着式震捣器分段震捣，可减少为8cm, 取 8cm。3）相邻箱壁间净宽：这部分空间以后用现浇混凝土填筑，构成拱圈的受力部 分，一般用1016cm,这里取16cm。4）

29、底板厚度：614cm。太厚则吊装重量大，太薄则局部稳定性差且中性轴 上移。这里取10cm。5） 盖板：有钢筋混凝土板和微弯板两种型式，最小厚度68cm,这里取8cm。6） 现浇顶部混凝土厚度：一般不小丁 10cm,这里取10cmo7） 横隔板：多采用挖空的钢筋混凝土预制板，厚68cm,间距3.05.0m。横隔板应预留人行孔，以便丁维修养护。这里取厚 6cm。（3）桥面铺装及纵横坡度桥面采用沥宵混凝土桥面铺装，厚0.10m。桥面设双向横坡，坡度为2.0%c 为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和u 10cm铸铁泄水管，布置在拱 顶实腹区段。双向纵坡，坡度为 0.6%。（4）施工方法采用无支

30、架缆索吊装施工方法，拱箱分段预制。采用装配一一整体式结 构型式，分阶段施工，最后组拼成一个整体。方案的最终确定：经考虑，简直梁的设计较简单，受力的点明确，比较适合初 学者作为毕业设计用，因此我选着了方案一。第三章总体布置及主梁的设计3.1设计资料及构造布置（一）设计资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m （墩中心距），全桥共：480米，分12跨，主梁全长：39.96m,桥面净空：净一9米，2X 1.5人行道，计算跨径：38.88m。2、设计荷载汽一20,挂一100,人群荷载3.5kN/m,两侧人行道、栏杆重量分别为3.6 kN/m 和 1.52 kN/m。3、材料及工艺本桥为预应力钢筋混凝土

31、T型梁桥，锥形锚具；混凝土：主梁用40号，人行道、栏杆及桥面铺装用 20号；预应力钢筋：冶金部TB 64标准的5 mm碳素钢丝，每束32根；其他内容鲜见设计说明书。（二）横截面布置本设计采用公路桥涵标准图 40米跨径的定型设计，因此主要尺寸已经大致 定下，以下为初步选定截面尺寸。1、主梁间距与主梁片数全桥宽12米，主梁间距1.6米(T梁上翼缘宽度为158cm,留2cm施工缝), 因此共设7片主梁，根据一些资料，主梁的梁高选用 230米详细布置见下图：图表42、横截面沿跨长的变化，该梁的翼板厚度不变，马蹄部分逐渐抬高，梁端处腹板加厚到与马蹄等宽，主梁的基本布置到这里就基本结束了。(三)横隔梁的布

32、置由丁主梁很长，为了减小跨中弯矩的影响，全梁共设了五道横隔梁，分别布 置在跨中截面、两个四分点及梁端.3.2主梁内力计算3.2.1恒载内力计算1、包载集度 (由丁一直到这里，我的设计均参照预应力混凝土简支梁桥算例，故包载集度已知，结果如下：边主梁的包载集度为：g1=17.813 KN/m.中主梁的包载集度为：4g4 =七 g(i) =15.86 0.3811 1.0901 0.8306 =18.1 2 KN/m(2)第二期仕莪栏杆：g!1)=1.52KN/m人行道：g(2)=3.60KN/m桥面铺装层(见图3):g(4)=0.5X (0.07+0.15) X 5.10+0.5X (0.075+

33、0.15)X 4.90 X 24=26.694KN/m若将各包载均摊给7片主梁，贝U:g2= (1.52+3.6+7.754+26.69可=5.653KN/m2、恒载内力如图6所示，设x为计算截面离左支座的距离并令a = x/l则主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：112M： =2： (1 -： )l g1Q："(之山包载内力计算见表2包载内力计算表表2计算数据L=38.88m项目g112Ma = )(1-a)l g-1Q = 2(1)lg跨中四分点变化点四分点变化点支点a0.1250.250.0530.250.0530第一期®载17.7073345.8572510.37167

34、1.848172.112307.736344.224第二期®载5.037951.775714.212191.11648.96087.54097.919(二)活载内力计算1、冲击系数和车道折减系数对汽一 20, 1+u=1.04,其他活载不计。以下为荷载横向分布系数的计算：(1)跨中截面的荷载横向分布系数 mc本桥跨内有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为： 二=竺吃=3.47 >2所以可选用偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分 B 7 1.60布系数mca.计算主梁抗扭惯矩It对丁 T梁截面It =£ Cjbjti i m式中bi和ti一相应为单个矩

35、形截面的宽度和厚度;ci一矩形截面抗扭刚度系数(可查桥梁工程表 2-5-2 );2.桥孔长度确定：a.单宽流量公式Lj =次-qc水流压缩系数' =Ki (Bch)0。6次稳定河段Ki = 0.92则-=0.92 (533.43)0.06 e.2284.355河槽平均单宽流量QcBc = 42%3.43=8.014最小桥孔净长 = 497% 228卒8 014 = 5056m (1.228 8.0 14)b.过水面积法冲刷前桥下毛过水面积W= Qs.(I)PVS)式中：冲刷系数P取1.3设计流速VS=Va 1.84因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数 = 2.结4 = 0.0625L

36、j = 60>50压缩系数卜=1W=4976=2219m2q 1.0 (1 0.0625) 1.3 1.84 22l9m净过水面积 W= (1- )Wq =(1 -0.0625)2219 = 2080m2桥孔净长 lj =W、=208°477.61mj h 4.3553.壅水计算桥前最大壅水高度 Z=(Vm2 -V02)河滩路堤阻断流量与设计流量的比值 Qtn = 572+129-45.9 = 655.1m655. V =13 2%一 4976 一13.2 %系数 =0.07桥下平均流速断面平均流速Vr 2P-Vs= 2 1.3 1.84 = 2.08m/s p 1 s 1.3

37、 1V0=g = “4976】 =1.255m/sW 3964.031sZ =0.07(2.082 -1.2252) = 0.19 m桥下壅水高度 也=尹0.19 = 0.095m波浪高度 hb1% = 0.4728m Vw=15m/s平均水深h=2.5m，良程D= 8X 102m本桥设计水位：16.0+0.095+ 0.472 = 16.408m3上部结构底标高为17.73m4. 冲刷深度A河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深-.4m1 一- 3m1,QJ,B1hp= klA3lJ hmax3Q=Q=4275m,B 1=B=533.43m,k=1.04,1.0 ,入=0.0625 , hmax

38、r广 *15 r v，15A单宽流量集中系数，A= | = V 533.43=12843L i 4.355)10.1mhp= 1.04 4.2843 P.90 I-1.0(1 -0.0625)B河槽处桥墩的局部冲刷 桥位处的冲止流速0.66x10.1 =13.73m1Vz =T ,i 壶 3Vz _(1-恫 H= 3.28h=13.73m,d=3m,查表得：M= 0.9648m/s ,= 1.0 (1 -0.0625)4.355V0 = 0.31 M=V), k土 = 1.0 , B= 4m,k1=10.11 2+ Id0.9=( 1.3919+0.0409)1/2 = 1.19707=(V)

39、o.2d。.151.84 "(V0 )0.9648=。.8588hb= kKB0'6 (V- Vo ) (V/ V。)n=1.0 X 1.1970 X 40.6 X ( 0.9648-0.31 ) X ( 1.84/0.9648 ) 0.8588 =3.1349m总冲刷深度 hs= hp+ hb = 13.73+3.13 = 16.86m不考虑标高因素，总冲刷深度为 16.86-16 = 0.86m5. 结论白年一遇底设计流量为 Qa 4976立方米/秒，设计水位16米。计算最小桥 孔净长Lj = 505.6米，实际最小桥孔净长为538.3米。桥前最大壅水高度Z=0.19，桥

40、下壅水高度AZ' =0.095米。本桥设计水位：16米，上部结构标高为17.9米。计算水位距上部结构底面最小 距离1.9米(按桥规最小距离为 0.50米)。b.计算抗扭修正系数6日号梁I.140.K图8跨中售向分布系数 计算图式P =:)1 舟 B；2L 38.88 以=3.4/其中 It=5.93756 X 10-3m, I=0.42564186m4,- B 1.6 7查桥梁工程表 2-5-1 , n=7时，E =1.021 ,并取G=0.425EP =1= 0.9320<0.425E 5.93756 10 o _21 1.021 ' 3.472E 0.42564186

41、C.按偏心压力法计算横向影响线竖标值_ 1aqij 一nn2a ii=1求出一号梁在两个边主梁的横向分不影响线竖标值为:ii=1 0.9320 或一 0.4617L 0.9320 "二 “8771.68771.68计算荷载横向分布系数如图8所示1、2、4号梁的横向影响线和最不利布载，因为很显然 1号梁的横向分布系数最大,故只需计算i号梁的横向分布系数:汽-20 :mcq1 111,、-X qQ(xq1 ' xq2 ' xq3 ' xq4 )2 2 x0.44 -、(6.64 4.84 3.54 1.74)12 7.04=0.464111 ,、4 -x (xg1

42、知如知)挂-100:1 . mcg41 0.44(6.14 5.24 4.34 3.44)4 7.04=0.272人群荷载:mc= r = 0.44 (7.04 0.1 0.5) =0.4297.04号梁1.L _l !_.、一.1L号梁号梁LCILIF51 L1M .； !JJ11GCL.2 3-LJ1rJ*r图9支点横向分布系数计算图式支点截面的横向荷载分布系数计算，该截面用杠杆原理法计算，绘制荷载横 向影响线并进行布载如T图汽-20 :11moq = ' q = 1q 2 q 20.75 = 0.438挂-100 :11mog =' q440.4375 = 0.141人群

43、荷载：mor = r = 1.4223.2.2活载内力计算活载的内力计算主要考虑的是最不利荷载布置时的主梁各截面受力情况，其中包括最大弯矩及最大剪力作用时的截面内力值：祥见下表 ：1号梁跨中截面最大内力计算表类别汽-20挂-1001 +(i1.041.0m0.4640.272最大弯矩及相应剪力Pi6012012070130250250250250V、弯矩剪力2.724.729.729.027.029.129.727.727.127.02 0.36119.020.4649.72 0.50.472-0.257.12 -0.1397.12 0.36637.72 0.3979.72 0.59.12 -

44、0.462Mmax(KN m)相应Q (KNM max (KN m)相应Q (KN£ Py、3354102.1638420198.5751号梁 内力值1618.50649.302290.2454.011最大剪力及相应弯矩合力p2X 120+60=300250 X 4=1000Y0.45788.90.41778.12Py137.442670417.781201号梁 内力值66.2751288.43113.6142208.641号梁支点最大剪力计算表荷载汽-20挂-100人群类别1 + (1P1.04591.01.0R6012 01207013 07013025 025 025 025

45、0q=3.0V、1. 00.8 97 10.86110.6 0390.5 01 00.1 1520.01230.8 3130. 8 00 40.69750.6 6671.02y人= 0.9167m0.3 750.43630.45780.5240.23720.2 6070.2990.47 8X 3 6.820.5 x0.897 x7.66Qa亓(1 + H £P、y、m=186.292 (KN203.43635.848各个截面的荷载均已求出，因此可以得出每个截面的最大内力值，以下即为主梁的包载组合：主梁内力组合表序号荷载类力U跨中截面四分点截面变化点截面支点截 面MmaxQmaxMma

46、xQmaxMmaxQmaxQmax1第一期包 载3345.8602510.7172.1671.85307.74344.222第二期包 载951.7750714.2248.96191.12875.497.9193总包载=1+24296.2403224.9221.1862.961183.1442.144人群325.388.369244.0418.8365.70641.0247.98 15汽-201915.5266.2751315.5122.5357.88169.61184.16挂-1002290.2454.0111776.9181.7484.51189.15187.757汽+人1987.3274.

47、6441559.5141.3423.59210.63232.08 :8包+汽+人6241.5874.6444784.5：362.41286.61393.8674.22 :9包+挂6587.8754.0114991.9402.71347.51372.3629.8910Si7878.61045.56053.3285110949144935630.6 111Sj7676.4259.4125813.6465.11568.51627.8737.09121.4 (7)/Si35%100%36%42%36%17%38%131.1 挂 /Si33%100%33%25%34%13%32%14提局后的Si8114

48、.96104.536234.94771667.41800.4881.1515提局后的Sj7676.4261.195813.6789.31568.51627.9648.67第四章预应力钢束的估算及其布置4.1跨中1截面钢束的估算与确定4.1.1钢束数量的估算1.按使用阶段的应力要求估算钢束数48n =Ci. AyRb(ks ey)式中:CM-使用荷载产生的跨中弯矩，按表10取用；1与荷载有关的经验系数，对丁汽-20 , G=0.51 ;对于挂-100, 取 G=0.565;Ay 根32 u s5的钢束截面积，即：My =32 X 兀 X 0.52/4=5.891cm2R；- u s5碳素钢丝的标

49、准强度，R；=1600MPak s一上核心距，在前以算出 ks=48.258cm；e y一钢束偏心距，初估ay=17cm则ey=yx-a y=139.03-17=122.03cm(1)对(恒+汽+人)荷载组合5982.936 103n 462 =76.0.51 4.712 101600 106 (48.258 122.03) 10(2) 对(何州)荷载组合=6367.471 103=7280.565 4.712 10x 1600 106 (48.258 122.03) 10*2 .按承载能力极限状态估算钢束数M jn 二C2：AyR；ho式中：M一经荷载组合并提高后的跨中计算弯距，按表 9取用

50、;C2估计钢束群重心到混凝土合力作用点力臂长度的经验系数,汽-20 : C2 =0.78，挂-100 : C2 =0.76 ;h0主梁有效高度，即 h°=h-ay=2.30-0.17=2.13m(D对丁荷载组合I37867.969 107445.621 1030.78 4.712 10" 1600 106 2.13 = &27对丁荷载组合mn466.090.76 4.712 101600 102.13为方便钢束布置和施工，各主梁统一确定为10束。4.1.2确定跨中及锚固截面的钢束位置1、(1)对丁跨中截面，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

51、距大些，选用直径5cm抽拔橡胶成型的管道，取管道净距4cm, 至梁底净距5cm如图13-a所示。(2)对丁锚固截面，为了方便张拉操作，将所有钢束都锚固在梁端，所以钢 束布置要考虑到锚头布置的可能性以满足张拉要求，也要使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。祥图如下：! lit图7由上图可知，预应力钢筋为9根，布置在主梁的不同截面上，其中3根最终拉倒上翼缘。2、钢束位子的确定(1)弯起角度的确定：上部：12下部：7.5(3) 弯起点的确定：A1=a2=39-30*tan7.5=35.051cmA3=a4=31.1cmA5=a6=27.15cmA7=30.710cmA8=25.396cm弯起点到跨中的距离钢束号弯起局 度角度cossinRX1, 222.57.50.99140.1312625.516363, 443.57.50.99140.1315081.81313.85, 664.57.50.99140.1