一座桥梁计算书

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，估算了钢绞线的各种预应力损

2、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“ReliabilityanalysisReliabilityanalysis”。关键词：预应力混凝土、简支梁桥、钻孔灌注桩、锥形锚具、AutoCAD0AbstractThisisapartialstructdesignofaflyovercrossingthatisovertherailwayinGaokanSh

3、angguanbo,accordingtodesigningassignmentandthestandardofroadandbridge.Forthepurposeofmakethetypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection:thefirstoneispre-stressedconcretecontinuousbridge;thesecondoneisdoublecantileverhalfthroughno-th

4、rustarchbridge.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thefirstoneisselected.Inthisdesign,Thecheckingcalculationofstrengthofmaingirderwasprecedednotonlyinprestressedstatementbutalsoinusingstatement,deflection,precamberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerec

5、heckedtoo.Thepierofthebridgewasbasingondiggingpile,andadoptedrubberpotbearing.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandspotcondition,itadoptedthemethodthatthecantileverjobplacingcombinedwithbracketjobplacing.AllofthedesigndrawingswereprotractedbyAutoCAD.ExceptthatthethesiscalledAnoteondynam

6、icfractureofthebridgebearingduetothegreatHanshin力wajiearthquakewastranslatedintoChinese,andmadeareporton.Keywords:prestressedconcreteAutoCAD、simplesupportedbeambridge、cast-in-placepileconeanchoragedevice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 61方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）61方案二：钢筋混凝土箱形拱桥 10第三章总体布置

7、及主梁的设计 111设计资料及构造布置 111主梁内力计算 12第四章预应力钢束的估算及其布置 211跨中截面钢束的估算与确定 211钢束预应力损失计算 251截面强度验算 281预加内力计算 341主梁斜截面验算 351截面应力验算 411主梁端部的局部承压验算 46第五章下部结构的计算 501盖梁的计算 501桥墩墩柱计算 571钻孔灌注桩的设计计算 59第二部分英文翻译 62Reliabilityanalysis:62可靠性分析 73结束语错误！未定义书签。第一部分桥梁设计第一章水文计算1原始资料1.4水文资料：浑河发源于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

8、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，于 1958 年建成，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百年一遇洪峰流量位 11700 立方米/秒，建库后百年一遇推算值为 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。桥为处河段属于平原区次稳定河段。1.4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 555

9、0 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1951 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 2160 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）为百年一遇大洪水。1995 年洪水

10、距今较近，现场洪痕清晰可见，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 年洪峰流量可作为百年一遇流量，洪水比降采用浑河洪水比降 0.0528%。经计算确定设计流量为 Qs-4976.00 立方米/秒，设计水位 16 米。1.4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。本区于北寒温带气候类型，为类型冻土区，冻结深度 1.401.45 米

11、。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于走向北东、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。这雨断裂均属郑城-庐江大断裂带系统。二界沟断裂最后一次活动时期为白垩纪。三、地层及岩性桥址区地层，上部为第四纪厚 611 米的圆砾层，d2mn7080%;d20mm 为3237%,为卵石层。但通过桥位附近采砾场，从河底下 67 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，d80-100mnm8 粒，一般未予计入百分含量内，且无代表性。砾石颗粒，尤其稍

12、大颗粒，岩石强度较高，无棱角，磨圆程度良好。具岩性或矿物成份由花岗岩类或砂页岩、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，但由于钻孔间距较远，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，d2mn7380%,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=15.5mmd95=73.1mmd10=0.77mmCU=73.1,7=400Kpa,%=180Kpa。2、圆砾：褐黄色或褐灰色，d2mn

13、7380%,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=0.77mmC=67.1,。0=550Kpa,屈=250Kpa。3 混和岩：全风化，散体状，砂砾状或土状。o0=350Kpa,%=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=450Kpa,%=90Kpa5、混和岩：褐黄色，强风化，碎石状。io=600Kpa,%=120Kpa6、混和岩：强风化，碎石状。仃。=800_1200Kpa,0=100-160Kpa7、混和岩：褐黄色，强风化或全风化，碎石状或散体状。仃0=500-800Kpa,%=

14、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=1200-1400Kpa,飞=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。仃0=1700-2000Kpa,T0=240-400Kpa10、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。仃0=2200-2300Kpa,%=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。0=2600Kpa,-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

15、深 0.77-5.40 米，砂砾颗粒较大，地下水较丰富。钻孔过程中于标高 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。由于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 水文计算桥孔长度确定：a.单宽流量公式 Lj=其一 qc水流压缩系数一：=K150 压缩系数 N=1W=497%0*(1.0.0625)X1.3X1.84=2219m2净过水面积W=(1-)Wq=(1-0.06232219=2080m2桥孔净长 lj=W；=2080477.61mjh4.3551.2.2 壅水计算桥前最大壅水高度2=(Vm2-V02)河滩路堤阻断流量与设计流

16、量的比值 Qtn=572+129-45.9=655.1mQtnQs=655.14976=13.2%系数=0.07桥下平均流速 Vm=恐Vs=涕3m1.84=2.08m/s断面平均流速=需=3944Sk=1.255m/s22Z=0.07(2.08-1.225)=0.19m桥下壅水高度 AZ=2 父 0.19=0.095m波浪高度 hb1%=0.4728mVv=15m/s平均水深 h=2.5m,良程 D=8X102m本桥设计水位：16.0+0.095+0.472=16.408m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_LIAQi1BiIhpk|

17、A.IT一.hmaxQ2N(1-九)B23Q=Q=4275m,Bi=B=533.43m,k=1.04,仙=1.0,入=0.0625,hmax=10.1m_0.150.15、，JBJ53343A-一单宽流量集中系数，A=2=丫5333=1.2843=%V),k=1.0,B=4m,ikq=1|#+,J=(1.3919+0.0409)1/2_=1.1970（V0）1.840.0.9648淅=0.85881.2.3 结论百年一遇底设计流量为 Qx4976 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

18、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）。以上标图均为假定标图系统。第二章方案比选方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具）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，2X1.5 人行道,计算跨径：38.88m。立面及平面图图表 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 3.6kN/m和 1.52kN/m。材料及工艺本

19、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 TB64 标准的 5nlm 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:CT延上二壬上二壬.上上LB洱洱nJrrCL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：a,单宽流量公式 Lj=口：qc水流压缩系数一：(Bch)0,06次稳定河段(=0.92贝丁=0.92(533.43)0,06=1,2

20、284.355河槽平均单宽流量QCBc=4275533.43=8,014最小桥孔净长 Lj=497%228.8014r505.6m(1.2288.014)b.过水面积法冲刷前桥下毛过水面积W=QS/1【(|-)PVS)式中：冲刷系数 P 取 1.3设计流速 VS=Vc=1.84因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数九=2.%4=0.0625Lj=6050 压缩系数口=1W=4976=2219m2q1.0(1-0,0625)1.31,842219m净过水面积W=(1-)Wq=(1-0,0625)2219=2080m2桥孔净长 lj=Wj2080=477.61mjh4.355壅水计算桥前最大壅水高

21、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=655,1mQtnQs=655,14976=13.2%系数=0.07桥下平均流速 Vm2pVs=2J31.84=2.08m/sp11.31Z-0.07(2.082-1.2252)=0.19m桥下壅水高度 AZ=2M0.19=0.095m 波浪高度hb1%=0.4728mVv=15m/s平均水深 h=2.5m,良程 D=8X102m本桥设计水位：16.0+0.095+0.4732=16.408m上部结构底标高为 17.73m冲刷深度A 河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深B 河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止

22、流速=3.28h=13.73m,d=3m,查表得：M=0.9648m/s,V0=0.31.M=VZV0,k 乙=1.0,B=4m1”.16.II%言+言)=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B71.60布系数 mca.计算主梁抗扭惯矩ITm对于 T 梁截面IT=ZCibitii1式中 bi和 ti一相应为单个矩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=QJ-qc水流压缩系数3=K1(氏)0.06次稳定河段KI=0.92贝厂=0.92I533-43)006=1.228(4.3557河槽平均单宽流量 qc

23、=Q*=427/334a=8.014Bc533.43最小桥孔净长 Lj=4976505.6m(1.2288.014)b.过水面积法冲刷前桥下毛过水面积 W=Qs(1-)PVs)式中：冲刷系数 P 取 1.3设计流速 VS=Ve1.84因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数2=2.%/=0.062564Lj=6050 压缩系数 N=1W=497%0X(1-0.0625)X1.3X1.84=2219m2净过水面积W=(1-)Wq=(1-0.0625)2219=2080m2桥孔净长 lj=Wjh=2080477.61mjh4.355.壅水计算桥前最大壅水高度=(Vm2-V02)河滩路堤阻断流量与设计

24、流量的比值 Qtn=572+129-45.9=655.1mQtnQs=65514976=13.2%系数=0.07桥下平土匀流速 Vm&-Vs=2_31.84=2.08m/sp1s1.31断面平均流速 V0=QS-4976=1.255m/sW3964.031sZ=0.07(2.082-1.2252)=0.19m桥下壅水高度ZL=1x0.19=0.095m波浪高度 hb1%=0.4728mV 后 15m/s平均水深 h=2.5m,良程 D=8X102m本桥设计水位：16.0+0.095+0.472=16.408m3上部结构底标高为 17.73m.冲刷深度A 河槽的一般冲刷kk,B06(V0

25、-V0)(V/V。)n=1.0X1.1970X4.6X(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=0.86m.结论百年一遇底设计流量为 Qx4976 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。桥前最大壅水高度般冲刷后的最大水深4m1hp=k|AIQ2一；B11九)Ba.Bi3m1hmax_3_Q=Q=4275mB=B=533.43m,k=1.04,0.15A 单宽流量集中系数，A=1

26、.0,入=厂5533.430.0625,hmax=10.1m0.15=1.28430.664.355hp=1.041.28430.90：1.0(1-0.0625)_B 河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止流速10.1=13.73mV=IB4hmax3Z_J(1-)B2H二 11.0 父(10.0625)j411.84=3.28h=13.73m,d=3m,查表得：V0=0.9648m/s,V0=0.31,.%=%V),k=1.0,B=4 限10112=(1.3919+0.0409)21.1970T1V0.2d0.15(V0)1.840.0.96489.0.15=0.8588.23hb=Z=0.19,

27、桥下壅水高度维=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 B1+鲁电2其中 IT=5.93756X103吊，I=0.42564186m4,-B查桥梁工程表 2-5-1,n=7 时，七=1.021,尸88:3.471.67并取 G=0.425E_211.0210.425E593756103.472E0.42564186=0.9320c.按偏心压力法计算横向影响线竖标值1n=+ijn:_aie_n2aiiV求出一号梁在两个边主梁的横向分不影响线竖标值为:1114.82=+0.

28、93200.46771.6817_214.82-0.93200.18771.68一 IIIII I 号梁图 8 8 跨图横向分布系数计算图式(尺寸单位：)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 1 号梁的横向分布系数：1 一 1nn5=49=4-X(X91X92X93X94)=0.272人群荷载：mcr=r=044(7.040.10.5)=0.4297.04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下图0，n口二7s-iI号梁1 1 号梁mcq=-L刈汽-20:

29、20.44n(Xq1Xq2-Xq3，Xq4)X=M27.04=0.464(6.644.843.541.74)挂-100:0.447.04(43.44)图 9 支点横向分布系数计算图式汽-20:moq=14=1父0.75”0.438)q2q2挂-100:m0a=-H=1x0.4375=0.14194q4人群荷载：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+(11.041.0mc0.4640.272最大

30、弯矩及R6012012070130250250250250V、弯矩剪力2.724.729.72 9.027.029.129.727.727.127.020.36119.020.4649.720.50.472-0.257.12-0.1397.120.36637.720.3979.720.59.12-0.462相应男力Mmax(KNm)相应 Q(KNMmax(KN-m)相应 Q(KN工Pyi3354102.1638420198.5751 号梁内力值1618.50649.302290.2454.011最大剪力及相应弯矩合力P2X120+60=300250X4=1000Y0.45788.90.4177

31、8.12Py137.442670417.781201 号梁内力值66.2751288.43113.6142208.641 号梁支点最大剪力计算表福裁类别汽-20挂-100人群1+(i1.04591.01.0P601201207013070130250 250 250 250q=3.0V、1.00.89710.86110.60390.50100.11520.01230.83130.80040.69750.66671.02y人=0.9167m0.3750.43630.45780.5240.23720.26070.2990.478X36.820.5x0.897x7.66Qna广(1+u)Z2Py、m

32、=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跨中截面四分点截面变化点截面支点截面荷载类别MmaxQmaxMmaxQmaxMmaxQmaxQmax1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S=1+24296.2403224.9221.1862.961183.1442.144人群325.388.369244.0418.8365.70641.0247.985汽-201

33、915.5266.2751315.5122.5357.88169.61184.1161挂-1002290.2454.0111776.9181.7484.51189.15187.757汽+人1987.3274.6441559.5141.3423.59210.63232.088 恒+汽+人6241.5874.6444784.5 362.4 1286.61393.8674.22191恒+挂6587.8754.0114991.91402.71347.51372.3629.8910Si7878.61045.56053.3285110949144935630.6111Sj7676.4259.4125813

34、.61465.11568.51627.8737.0911211.4(7)/Si35%100%36%142%36%17%38%13 1.1 挂/Si33%100%33%25%34%13%32%14提高后的Si8114.96104.536234.94771667.41800.4881.1515提高后的Sj7676.4261.195813.6789.31568.51627.9648.67第四章预应力钢束的估算及其布置跨中截面钢束的估算与确定钢束数量的估算.按使用阶段的应力要求估算钢束数Mn 二Ci：AyR；(ksey)式中：M使用荷载产生的跨中弯矩，按表 10 取用；C1与荷载有关的经验系数，对于汽

35、-20,C=0.51;对于挂-100,取 0=0.565;37867.96910-7n46=6.270.784.712101600102.13对于荷载组合田37445.62110n466.090.764.7121016001062.13为方便钢束布置和施工，各主梁统一确定为 10 束。My根 32us5 的钢束截面积，即:My=32X 兀 X0.52/4=5.891cm2R；-us5 碳素钢丝的标准强度，R；=1600MPa一上核心距，在前以算出 ks=48.258cm；一钢束偏心距，初估 ay=17cm 则y=yx-ay=139.03-17=122.03cm(1)对(恒+汽+人)荷载组合59

36、82.936103n0.514.71210”1600106(48.258122.03)10(2)对(恒+#)荷载组合=76.式中:6367.471103n46_20.5654.7121041600106(48.258122.03)10.按承载能力极限状态估算钢束数n二C2AyRbh。M 一经荷载组合并提高后的跨中计算弯距，按表 9 取用;2一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:G=0.76;0一主梁有效高度，即 h0=h-a 尸 2.30-0.17=2.13m(D(D对于荷载组合 I=7.28确定跨中及锚固截面的钢束位置(1)对于跨中截面，

37、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，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)对于锚固截面，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：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=31.1

38、cmA5=a6=27.15cm弯起点到跨中的距离钢束号今起图度角度cossinRX1,9140.1312625.516363,49140.1315081.81313.85,6914：0.131 P7535987.67147.5120.97810.2086735.2574.478163.5120.97810.2087465.8417.279179.5120.97810.2088196.3260.06A7=30.710cmA8=25.396cmA9=20.082cm(4)各截面钢束位子钢束中心到下边缘的距离截面钢束号XRCA0A四分N1

39、,N27.57.5N3,N416.516.5点N5,N622.525.5N7397.53：6735.1611.7337.519.233N8554.734：7468.75:20.635816.537.136：N9711.938 8196.3530.97822.556.478变化点N1,N2102.05：1.9787.59.484N3,N4424.2415081.78 17.73816.5134.238N5,N6750.147535.0537.458522.562.96N71163.53 6735.05101.2647.5108.76N81320.73 17465.65 117.95916.513

40、4.46N91477.94 8196.35134.41622.5159.92支点N1,N2308.052625.5118.1167.525.62N3,N4630.224 5081.7839.2316.5155.73N5,N6956.47535.0560.9422.586.443N71369.53 6735.16147.157.5154.65N81.5E+07 7465.75157.77816.5174.28N91683.97 8196.37174.85522.5200.35钢束预应力损失计算预应力损失值因梁截面位置不同而有差异，选四分点截面（即有直线束又有曲线束通过）计算。预应力钢束与管道壁之

41、间的摩擦损失（mi见表 16）按规范，计算公式为：=1-）式中：（Tk一张拉钢束时锚下的控制应力；根据规定，对于钢丝束取张拉控制应力为：（rk=0.75Rby=0.75X1600=1200MPa以一钢束与管道壁的摩擦系数，对于橡胶管抽芯成型的管道取a=0.55;8 一从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和，以 rad 计；k 一管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取 k=0.0015；x 一从张拉端到计算截面的管道长度（以 m 计），可近似取其在纵轴上的投影长度（见图 15 所示），当四分点为计算截面时，x=axi+l/4;由锚具变形、钢束回缩引起的损失（TS2,见表 17）按规范，计算公

42、式为：二S2=-iEy四分点预应力损失计算表钢束号8二u-auxkxu=xeg0radN1.N27.50.1320.0870.083100.08N3.N47.50.1310.1100.020.0870.083100.02N5.N67.50.1310.19.990.010.0870.08399.948N77.20.1220.0840.08197.152N86.350.1110.1100.020.0760.07388.176N95.680.0990.1100.020.070.06881.036N105.120.08909.950.010.0640.062

43、74.532式中：41锚具变形、钢束回缩值（以 mm+）,按桥规表 5.2.7 采用；对于钢制锥形锚1=6mm,本设计采用两端同时张拉，则 1=12mm1 一预应力钢束的有效长度（以 mni+）。0S2计算表表 17项目N1,N2N3,N4N5,N6N7N8N9N101（mm（见表 12） 3960039540394793975339683396413954412_._5rs2=X2.0 x10l(MPa60.606 6069860.79260.37360.47960.58560.6924.2.3 混凝土弹性压缩引起的损失（小4见表 18）后张法梁当采用分批张拉时，先张拉的钢束由于张拉后批钢束

44、所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失，根据桥规第 5.2.9 条规定，计算公式为:(Ts4=HyZj(Thl式中：EA6 川一在先张拉钢束重心处，由后张拉各批钢束而产生的混凝土法向应力，可按下式计算：式中：N。、M。一分别为钢束锚固时预加的纵向力和弯矩；eyi一计算截面上钢束重心到截面净轴的距离，eyi=yjx-ai,其 yjx值见表15 所小,ai值见表 13由钢束预应力松弛引起的损失（TS5）按规范，对于作超张拉的钢丝束由松弛引起的应力损失的终极值，按下式计算：5=0.045（rk=0.045X1200=54MPa混凝土收缩和徐变引起的损失（bs6）按规范，计算公式如下：中(叫 7)-加载

45、龄期为 P 时的混凝土徐变系数终值；式中:二S6勺入（二，）Ey；（二，）1103A（7S6全部钢束重心处的预应力损失值；（Th钢束锚固时，在计算截面上全部钢束重心处由预加应力（扣除相应阶段的应力损失）产生的混凝土法向应力，并根据张拉受力情况，考虑主梁重力的影响；AAAAN一配筋率，N-gA一为钢束锚锚周时相应的净截面积22p后1+a/rA钢束群重心到截面净轴的距离一截面回转半径 r2=Ij/Aj；A,见表 15;ej,见表 15一叫 E)-自混凝土龄期 P 开始的收缩应变终值；1.徐变系数中(叫 7)和收缩应变系数w(叫 7)的计算构件理论厚度=2AhU式中：A 一主梁混凝土截面面积；u 一

46、与大气接触的截面周边长度。4.3 截面强度验算T 形截面受压区翼缘计算(1)按规定，对于 T 形截面受压区翼缘计算宽度 bi,应取用下列三者中的最小值：bi01/3=3888/3=1296cm;b10160cm(主梁间距)；b1右边，即中性轴在腹板内。设中性轴到截面上缘距离为 x,则：RyAy=Rabh20.5hi(b2b)b(x-hi-h2即 b(x-h1-h2)Ra=6031.365345.2=686.16KN，式中：b=16cnfh2=85hi=12cnfR=23.0MPa得 x=38.65cm。同时公预规要求混凝土受压区高度应符合：Xx说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。(3)验算正截面

47、强度按规范，计算公式为：_x_h2、Mj三Rabx(h。-/Ra(b1-b)h2(h0-；)c(b2-b)h1Rah1(h0-h2)3式中：一混凝土安全系数，取用 1.25。则上式：38.658、右边二-23.01638.65(211.7-(160-16)8(211.7-)1.2522(158-16)12a12(211.7-8)10=9722.183KNm23由表 9 可知控制跨中截面设计得计算弯矩为 7867.969KN.m 而边，主梁跨中正截面满足强度要求4.4 截面强度验算斜截面抗剪强度验算选腹板宽度改变处的截面（变化点截面）验算：）复核主梁截面尺寸T 形截面梁当进行斜截面抗剪强度计算时

48、，其截面尺寸应符合：QK0.051、用 b%式中：Q经内力组合后支点截面上的最大剪力，见表 9 得支点截面处最大为 Q 为898.734KN;b 一支点截面得腹板厚度（cm）,即 b=36cmh0一支点截面得有效高度，即：ho=h-ay=230-98.54=131.46cmR混凝土标号（MPa；上式右边=00514036131.46=1526.498KNQj所以主梁的 T 形截面尺寸符合要求。）斜截面抗剪强度验算a.验算是否需要进行斜截面抗剪强度计算根据规范，若符合下列公式要求时，则不需要进行斜截面抗剪计算：Q00.038Rbh0式中：R 一混凝土抗拉设计强度（MPa；Qj、b、h0的单位同上

49、述说明一致。对于变化点截面：b=16cmay=72.96cm,Q=821.676KN,故：上式右边=0.038X2.15X16X（230-72.96）=205.283Qj因此需要进行斜截面抗剪强度计算。b.计算斜面水平投影长度 c计算公式为：c=0.6mh0式中：m斜截面顶端正截面处的剪跨比，m=M/Qh 当 m1.7 时，取 m=1.7Q 一通过斜截面顶端正截面内由使用荷载产生的最大剪力；M 一相应于上述最大剪力时的弯矩；h0通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自受拉纵向主钢筋的合力点至受压边缘的距离（以 cm 计）上述的 QMho 近似取变化点截面的最大剪力、最大弯矩和截面有效高度，则：

50、21418.946102m=1.481.7,取 m=1.7,故：609.418（230-72.96）c=0.6X1.7X157.04=160.18cmc.箍筋计算若选用820crM 双肢箍筋，则箍筋的总截面的总截面积为_2Ak=2X0.053=1.006cm箍筋间距 Sk=20cm 箍筋抗拉设计强度Rk=240MPa 箍筋配筋率：=Ak=1.006100%=0.314%Skb2016在锚固端设置两块厚 20mmi 勺钢垫板，即在 N7-N10 的四根钢束锚下设置200X962mm 勺垫板 1;在 N1-N6 的六根钢束下设置 350X766mm 勺垫板 2。在垫板下等于梁高（230cn）的范围

51、内并且布置 21 层 u8 的间接钢筋网，钢筋网的间距为 10cm 其中锚下第一层钢筋网的布置如图 16-b 所示，根据锚下钢垫板的布置情况，分上、下两部分各自验算混凝土局部承压强度。计算公式如下：Nc三 0.6（K2；eRg）A式中：Ns 一局部承压时的纵向力，在梁端两块钢垫板中，分别考虑除最后张拉的一束为控制应力外，其余各束均为传力锚固应力，可计算出垫板 1、2 的Nc 各为 2166.146KN 和 3184.825KN;B 一混凝土局部承压时的纵向力，按下式计算：广隹,AcA 一局部承压的计算底面积（扣除孔道面积）；A 一局部承压（扣孔道）面积；Bhe一配置间接钢筋时局部承压强度提高系

52、数，按下式计算：-Ahehe-;AcAhe一包罗在钢筋网配筋范围内的混凝土核心面积；Ra混凝土抗压设计强度，对于 40 号混凝土，R=23.0MPa,考虑在主梁混凝土达到 90%虽度时开始张拉钢束，所以 Ra=0.9Ra=20.7MPa；Rg 一间接钢筋抗拉设计强度，对于 I 级钢筋 R=240MPa邛一间接钢筋的体积配筋率，对于方格钢筋网也=n1aj1in2aj2l21112sm、a和上、即一钢筋网分别沿纵横方向的钢筋数即单钢筋的截面积；s 一钢筋网的间距。对于钢垫板 1（见图 16）:_-22Adu（96.214.42）（2028）-4-5=4421.46cm4一一二22Ac=2096.2

53、-45=1845.46cm4Ahe=34115-4-52=3831.46cm4强度系数为：国二两6=1.55Ac,1845.46=1.44间接钢筋体积配筋率:门门/？1najzlz20.503115130.50334t二1j11f 土二_-一=0.00864l1l23411510把计算数值代入上述公式得：公 式 右 边 =0.6义（ 1.55X20.7+2义0.00864X1.442X240 ）义1845.46义10-1=4504.912KNNc=2166.146右边，符合要求。d.抗剪强度计算主梁斜截面抗剪强度应按下式计算：QjWQk+Q式中：Q 一经组合后通过斜截面顶端正截面内的最大剪力（

54、KN,对于变化点截面Q=832.294KN;本设计考虑混凝土收缩和徐变大部分在浇筑桥面之前完成，A 和 u 均采用预制梁的数据。对于混凝土毛截面，四分点截面与跨中截面上述数值完全相同，即:A=6328cm（见表 1）u=158+2X（8+72+172+14+28+36=782cm（见图 3）设混凝土收缩和徐变在野外一般条件（相对湿度为 75%下完成，受荷时混凝土加载龄期为 28 天。查桥规附表 4.2 得到：中（吗T）=2.28（8,T）=0.23X10-32Ah=26328u782=16.18cm3831.46Phe1845.46计算数据N0=4620.388KNMy=5224.774KN.

55、mMgi=2510.731KN.mIj=39742163cniA=6131.65cm2eA=ej=114.02cmEy=2.0 x105MPany=6.06计算hhNy0(MPa)Aj(My0-Mg1)ej(MPa)Ijh(MPaP(D(2)一(3)7.5357.78715.322计算应力损失计算公式：分子项分母项(4)加和汽巴工）204.273r2=Ij/Aj6481.479(5)Ey“0,T)46,.2,2pA=1+eA/r3.006(6)(4)+(5)250.273=10AAy/Aj0.768%1+10pA1.23086250.27336=203.332MPa1.230864.4 预加内

56、力计算传力锚固应力山0及其产生的预加内力：.CTy0=CTk-0-s1=0-k-0-si-0-s2-0-s3.由（Ty。产生的预加内力纵向力：Ny0=Eo-yoAAyCOsa弯矩：My。=N06yi剪力：Qy0=EO-y0AAySina式中：a 一钢束弯起后与梁轴的夹角，Sina 与 cosa 的值见表 12；A 一单根钢束的截面积，Ay=4.71cm2使用荷载阶段的有效预加应力：四分点愈加内力计算表钢束号预加应力由张拉钢束产生内力由（TSII而消失的预加内力SinaCosa(TycAAyQONQM1)2)3)5)7)8)9)10)r101425.020257.3121.2652.11210.

57、859X1.0669201432.660301442.340r401449.530501458.030601464.730r70.04860.9988472.622.96480.06350.998484.6730.78690.07540.9972494.0637.233E0.27259.99034620.4133.60152251211 :33.021291.91纵向力：N=N0-Ny=4620.388-1210.859=3409.529、，卜_男力：Q=Q0-Qy=133.601-33.022=100.579弯矩：M=Mb-My=5224.774-1291.865=3932.9094.5 主

58、梁斜截面验算斜截面强度验算1,斜截面强度验算、一一.一一一.(1)按规定，对于 T 形截面受压区翼缘计算宽度 bi,应取用下列三者中的最小值：bi01/3=3888/3=1296cm;、一、.一一bi0160cm(主梁间距)；b1右边，即中性轴在腹板内。设中性轴到截面上缘距离为 x,则：RyAy=Rab1h20.5h1(b2b)b(x-h1-h?即 b(x-h1-h2)Ra=6031.36-5345.2=686.16KN式中：b=16cmh2=8cm,h=12cmR=23.0MPa得 x=38.65cm。同时公预规要求混凝土受压区高度应符合：xx说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。应 力部位N(

59、0.1KN)M(NmA2(cm)MI(NmW(cm5)也一四（MPaNyAj(MPa也Wj(MPaW(cm3)M2(Nm(1)(2)(3)(4)(5)二包（7）=旦（8）=（5）(9)（10）上缘33212.654199.26X1036131.653345.85X1034483747.4625.417-9.366477695999.58X103下缘27592712.12615.299339850应力部位组合 I组合田Mn+A(Nm二 Mg2共-W0(Th(MPaM 挂(NmJg2+Mp一 W。(Th(MPa（11）4c1。+(1112 一八(13)=(6)+(7)+(8)+(12)(14)10

60、+1415公(9)(16)=+(7)+(8)+(13)上缘2087.356X1036.4629.9752737.342X1037.82311.336下缘-9.083-0.573-10.996-2.486（3）验算正截面强度按规范，计算公式为:1_.x、_.、.,，.h2、MjRabx(h0-)Ra(b1-b)h2(h0)c23Rahi,(b2-b)(h0-h2-h1)23式中：TC混凝土安全系数，取用 1.25。则上式：138.658、右边二；23.01638.65(211.7-(160-16)8(211.7-)1.252212(15816).(211.7-8-12)10=9722.183KNm23由表 9