贵溪大桥上部结构设计毕业设计论文

1、摘 要贵溪大桥位于江西省贵溪市，跨越信江。本次设计的课题是贵溪大桥上部结构设计。对该桥的设计，本着“平安、经济、美观、实用的原那么，先拟定几个方案进行比选。最终，决定采用预应力混凝土简支梁桥为方案进行上部结构设计。设计桥梁跨度为 636m，桥面宽度为 19m，双向四车道。T 形主梁采用预制安装。设计过程如下：首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致。其次，设计行车道板，计算恒载和汽车荷载内力组合。再次，计算主梁内力、计算预应力筋面积及其布置计算预应力损失，然后进行应力、抗裂性验算和主梁挠度与锚固区局部承压计算。再者，横隔梁的设计及其配筋，绘制影响线及计算内力。最后，就

2、是桥面结构和支座的设计。关键词：关键词：简支梁桥；预应力；挠度；抗裂性；AbstractGuixi bridge is located at Guixi,Jiangxi Province. The bridge across the river of Xin jiang . This design topic is the superstructure design of Guixi bridge, when designing the bridge, with the security, economic, aesthetic and practical principle, first ,

3、 I came up with several programs and compared with them . Ultimately, I decided to adopt prestressed concrete beam bridge for the design of superstructure. The span of bridge is 216m, and the width of bridge is 19m, two-way. The T-shaped main girders are prefabricated and set up . Design process are

4、 as follows: first, designing the structure and detail size of main girders, it must be consistent with the rules and regulations of the construction . Secondly, designing the roadway , calculating constant load and automobile load combinations. Again, calculating the internal force, calculating pre

5、stressed girder and its layout area and the loss of prestress, then calculating the stress and the anti-cracking , deflection of girder and pressure of anchorage zone . Moreover, designing the horizontal partition beam and its reinforcement, drawing influence line and calculating the internal force.

6、 Finally , it is the design of the bridge deck and bearings.Keywords: the beam bridge; prestressing force; Deflection; The anti-cracking;毕业设计毕业设计论文论文原创性声明和使用授权说明原创性声明和使用授权说明原创性声明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计论文 ，是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过

7、的材料。对本研究提供过帮助和做出过奉献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计论文的规定，即：按照学校要求提交毕业设计论文的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览效劳；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的局部或全部内容。作者签名： 日 期： 目录第一章 根本资料 .11.1 概况.11.1.1 地质条件.11.1.2 水文条件.11.1.3 气象条件.11.2

8、主要设计技术标准.2第二章 方案比选 .32.1 比选方案的主要标准.32.2 方案编制.32.3 方案比选.4第三章 主梁设计 .53.1 设计资料.53.2 横截面布置.73.2.1 主梁间距和主梁片数.73.2.2 主梁跨中截面细部尺寸.83.3 梁毛截面几何特性计算.93.3.1 截面几何特性.93.3.2 检验截面效率指标 .11第四章 行车道板计算 .124.1 恒载及其内力.124.2 汽车荷载产生的内力.124.3 内力组合.14第五章 主梁内力计算及配筋 .155.1 恒载内力计算.155.2 主梁活载横向分布系数计算.185.2.1 跨中的横向分布系数 mc.185.2.2

9、 支点的荷载横向分布系数0m.24 横向分布系数汇总.255.3 活载内力计算.265.3.1 主梁跨中截面弯矩及剪力.265.3.2 主梁 L/4 截面弯矩 .285.3.3 主梁支点截面剪力.295.4 主梁内力组合.315.5 预应力钢束的估算及其布置.335.5.1 跨中截面钢束的估算及确定.335.5.2 预应力钢束的布置.345.5.3 非预应力钢筋截面积估算及布置.385.6 主梁截面几何特性计算.395.7 持久状况截面承载能力极限状态计算.415.7.1 正截面承载力计算.415.7.2 斜截面承载力计算.425.8 钢束预应力损失估算.435.9 应力验算.505.10 抗

10、裂性验算.545.11 主梁变形挠度计算.575.12 锚固区局部承压计算.58第六章 横隔梁内力计算及配筋 .616.1 确定作用在横隔梁上的计算荷载.616.2 绘制中横隔梁的内力影响线.626.3 绘制剪力影响线.636.4 截面内力计算.646.5 内力组合.646.6 横隔梁截面配筋与验算.64第七章 桥面结构设计 .687.1 桥面布置及铺装.687.2 桥面防水和排水设施.697.2.1 防水层的设置.697.2.2 泄水管和排水管的设置.697.3 桥面伸缩装置.707.4 人行道、栏杆和灯柱.71第八章 支座的设计 .738.1 支座分类、原那么及布置.738.2 支座的计算

11、.738.2.1 确定支座平面尺寸.738.2.2 确定支座厚度.748.2.3 验算支座的偏转情况.768.2.4 验算支座的抗滑稳定性.77总结 .78参考文献 .80附录 .81致谢 .82第一章 根本资料1.1 概况贵溪大桥位于鹰潭至贵溪的雄鹰大道上，而贵溪市处于信江河拐弯处，河流把半个城市都包围了，贵溪西、南地区往市里走的路线被河流截断，原先架设的一座桥连通市区，现在已经饱经风霜。所以现在为减少原有拱桥的压力，就必须另外再建造一座桥，用来缓解原桥的交通压力，使交通更为畅通无堵。该公路建成后，形成该地区的公路主骨架和快速通道，改善该地区的交通状况和投资环境，有力地支援江西西部落后地区的

12、工业建设。 地质条件贵溪地质条件比较好。地质条件为：亚粘土局部分布，厚度 34m；强风化砂岩，全场分布，厚度 810m；弱风化砂岩，全场分布，厚度 610m；弱风化断层角砾岩，局部分布，厚度 34m；变质砂岩以及弱风化片岩，分布至探测深度。 水文条件根据水文站多年历史统计资料进行分析计算，该桥桥位处百年一遇水位为2.80m。该地区不需要通航，该地区降水量多年平均值为 1465.1mm、最大年为2121.7mm、最小年为 940.3mm，丰、枯年降水量之比为 2.26。其中 39 月的降水量占全年总量的 79%，主要降水量为春雨、梅雨和台风雨。而流域的大洪水主要由春雨和台风雨所形成。 气象条件贵

13、溪1991 年 12 月 29 日出现在余江 ，0；10；持续天数平均有 252 天。无霜期平均达 264 天。年平均降水量为 1889.2 毫米，平均降水日数有 186 天；汛期4 至 6 月降水占全年的 48.3%，旱季7-9 月占 20%。一日最大降水量为 281.2 毫米；最长连续阴雨日数为 17 天，最长无降雨日数为 51 天。1.2 主要设计技术标准1、设计荷载：公路II 级。2、桥梁宽度：全桥采用双向 4 车道，由 7 片预应力混凝土 T 型梁组成，每片 T 型梁宽：1.6 m，梁间缝宽：0.6 m，主梁间距：2.2 m，人行道宽：1.5 m 2=3m，行车道：14 m，路肩 1

14、2=2m， 所以桥宽为：19.0 m 。3、桥面铺装及坡度： 桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚 6cm。桥面设双向横坡，坡度为 2.0%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和10cm 铸铁泄水管，布置在拱顶实腹区段。双向纵坡，坡度为 1.5%。4、截面形式：T 型梁5、材料： 砼：梁体砼标号 C50 封端砼标号 C50 钢筋：纵向预应力钢筋采用15.2 钢绞线极限抗拉强度 1860MPa ，s普通钢筋采用 HRB335 钢筋。 锚具：OVM 型预应力张拉锚固体系，选用与之配套的 YWC 型千斤顶。 支座：采用板式橡胶支座。6、设计洪水频率：1/100。第二章 方案比选2.1 比选方案的主

15、要标准桥梁方案比选有四项主要标准：平安，适用，经济与美观，其中以平安与经济为重。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备，以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工平安。桥梁设计应满足以下几个方面的要求：满足交通功能要求，符合地区的开展规划；桥梁结构造型简洁、美观，尽量采用有特色的新结构；桥型方案要保证受力合理、施工技术可靠、施工方便、反映新的科技成果。2.2 方案编制1悬臂桥图图 2.1 悬臂桥悬臂桥2T 型钢构桥图图 2.2 T 型钢构桥型钢构桥3先简支后连续梁 T 型梁桥图图 2.3 先简支后连续梁先简支后连续梁 T 型梁桥型梁桥4斜拉桥图

16、图 2.4 斜拉桥斜拉桥2.3 方案比选表表 2-1 方案比选表方案比选表 悬臂桥T 形刚构桥预应力混凝土简支 T 形梁桥斜拉桥适用性1桥墩上为单排支座，可以减小桥墩尺寸 2主梁高度可较小，降低结构自重，恒载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、根底不均匀沉降等影响，容易造成行车不顺1施工方便。2适合中小跨径。3结构尺寸标准化。跨越能力大平安性1在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2梁翼缘受拉，容易出现裂缝，雨水浸入梁体成为平安隐患建国初期大量采用目前国内大量采用，平安，行车方便。1行车平稳2索力调整工序比较繁复，施工技术要求高美观性做成变截面梁较漂亮结构美观结构美观具有现代

17、气息，结构轻盈美观。经济性支架昂贵，维修费用高用钢量大，费用大造价较低，工期较短，安装简便造价最高按桥梁的设计原那么，造价低、材料省、施工难度小、劳动力少和桥型美观的方案应优先采用。纵观桥梁的开展，悬臂桥已经根本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥，经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土 T 形梁桥。第三章 主梁设计3.1 设计资料1设计跨径：标准跨径墩中心距离 36.00 m，简支梁计算跨径(相邻支座中心距离) 36-0.5=35.50 m，主梁全长 36 - 0.04= 35.96 m，桥长六跨L=366=216 m 。2荷载：公路II 级；人群：3kN/

18、m2kkN/m。3设计速度：60 km/h；车道数：双向四车道不设中央分隔带 ；桥面净空：设为 5 m。4材料及工艺：混凝土：主梁 C50 混凝土。钢绞线：预应力钢束采用15.2 钢绞线，每s束 7 根，全梁 7 束；钢筋：直接大于等于 12mm 的采用 HRB335，直径小于12mm 的采用 HPB235 钢筋。采用后张法施工工艺制作主梁。预制时，预留孔道采用内径 70mm、外径 77mm 的预埋金属波纹管成型，钢绞线采用 TD 双作用千斤顶两端同时装啦，锚具采用夹片式群锚。主梁安装就位后现浇 600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。5根本数据见表 3-1表表 3-1 材料及特性材料

19、及特性工程符号单位数据,cu kfMPacEMPa43.45 10C50混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度ckfMPa 表表 3-1 材料及特性材料及特性续表续表工程符号单位数据tkfMPatdfMPa轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度cdfMPa容许压应力0.7ckfMPa短暂状态容许拉应力0.7tkfMPa容许压应力0.5ckfMPa标准荷载组合容许主压应力0.6ckfMPa容许拉应力ctpc MPaC50混凝土持久状态短期效应组合容许主拉应力0.6tkfMPapkfMPa1860pEMPa51.95 10pdfMPa1260s钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应

20、力con0.75pkfMPa1395抗拉标准强度skfMPa335HRB335抗拉设计强度sdfMPa280抗拉标准强度skfMPa235普通钢筋HPB235抗拉设计强度sdfMPa19513/kN m材料重度钢筋混凝土钢绞线23/kN m3.2 横截面布置 主梁间距和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，故在许可的条件下应适当加宽 T 梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。交通部?公路桥涵标准图?78 年中，钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支 T 形梁跨径从 16m 到 50m。在吊装起重量允许时

21、，主梁间距采用 1.82.2m 为宜，过去，我国较多采用 1.6m 的主梁间距，在主梁间距为 2.2 m 的标准图JT/GQS 02584中，其预制宽度为 1.6 m，吊装后接缝宽为 0.6 m 。考虑人行道适当挑出 0.95 m，人行道宽为：21.5=3.0 m，行车道宽：72 =14 m，右侧路肩：12=2 m，所以桥宽那么用八片 T 型梁， 。%行车道行车道图图 3.1 T 型梁桥横断面图型梁桥横断面图单位：单位：cm加宽过渡区支座处图图 3.2 T 型梁桥纵断面图型梁桥纵断面图单位：单位：cm 主梁跨中截面细部尺寸1主梁预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/141/25

22、，本设计取 2.0 m。主梁截面细部尺寸：为了增强主梁间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还设置 4 片中横隔梁，间距为 45.92m，共 6 片。T 型梁翼板厚度为 15cm，翼板根部加到 19cm 以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的构造决定，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。标准图的 T 梁腹板厚度均取 20cm。腹板高度 1460cm。马蹄尺寸根本由布置预应力钢束的需要来确定，实践说明马蹄面积占截面面积的 1020为适宜。这里设置马蹄

23、宽度为 50cm，高度 20cm。马蹄与腹板交接处做成 45斜坡的折线钝角，以较小局部应力。这样的配置，马蹄面积占总面积 15.75，按上述布置，可绘出预制梁跨中截面，如图 3.3 所示。马蹄在离支点支点 3m 逐渐抬高，在距梁端一倍梁高范围内200cm将腹板加厚到与马蹄同宽。变化点截面腹板开始加厚区到支点的距离为 300cm，中间还设置一节长为 200cm 的腹板加厚的过渡段，见图 3.2。 主梁端部截面图主梁中间截面图图图 3.3 主梁主梁 T 型梁横截面图型梁横截面图单位：单位：mm2横隔梁预应力梁的横隔梁与马蹄的斜坡下端齐平，其中部可挖空，以减少质量和利于施工。横隔梁的厚度一般为 15

24、18cm，本设计中横隔梁厚度取 15cm。横隔梁的刚度越大，梁的整体性越好，在荷载作用下个主梁越能更好的共同努力受力。端横隔梁是必须设置的，跨中的横隔梁将随跨径的大小宜每隔 5.010m设置一道，本设计中，每隔 5.92m 设置一道。3.3 梁毛截面几何特性计算 截面几何特性预制时翼板宽度为 1.60m，使用时用 2.2m，分别计算这二者的截面特征。可以采用分块面积法和节线法。计算公式如下：毛截面面积：miAA各分块面积对上缘的面积矩：iiiSA y毛截面重心至梁顶的距离：/siiySA毛截面惯性矩计算用移轴公式：2() miiisIIA yy式中：分块面积；iA 分块面积的重心至梁顶的距离；

25、iy毛截面重心至梁顶的距离；sy分块面积对其自身重心轴的惯性矩。iI。图图 3.4 预制梁跨中横截面预制梁跨中横截面单位：单位：mm表表 3-2 跨中截面跨中截面(跨中与跨中与 L/4 截面同截面同)毛截面几何特性毛截面几何特性 分块号分块面积 (2)iAyi(cm)Si=Ai*yi(Cm3)(ys-yi)(cm)Ix= (ys-yi )2iA(Cm4)Ii(Cm4)24001800010510511210510533003217501051052251703825010510510001901900001051055282.39510 xI575.681 10iI合计7037mAiA80.9

26、7520080.975119.02ismxSyAy569825.6iS5358.076 10mxiIII。图图 3.5 使用阶段跨中横截面使用阶段跨中横截面单位：单位：mm边主梁截面与中主梁的翼缘宽度有差异，翼缘 190cm， ，图图 3.6 左边主梁左边主梁单位：单位：mm表表 3-3 中主梁跨中毛截面的几何特性中主梁跨中毛截面的几何特性 分块号分块面积 (2)iAyi(cm)iiiSA y(Cm3)(ys-yi)(cm)Ix= (ys-yi )2iA(Cm4)Ii(Cm4)33002475010510511210510533003217501051052251703825010510510

27、001901900001051055323.03710 xI575.849 10iI合计7937miAA72.64420072.644127.356ismxSyAy576575.6iS639.8886 10mxiIII 检验截面效率指标 以跨中截面为例：5358.076 1042.767037 119maixIKcmA y上核心矩：5358.076 1062.847037 80.975mxisIKcmA y下核心矩：42.7662.840.5280.5200sxKKh截面效率指标：根据设计经验，预应力混凝土 T 型梁在设计时，检验截面效率指标取0.450.55，且较大者亦较经济。上述计算说明，

28、初拟的主梁跨中截面是合理的。第四章 行车道板计算T 梁翼板构成铰接悬臂板，荷载为公路级，桥面铺装 6cm 沥青混凝土。4.1 恒载及其内力以纵向 1m 宽的板条进行计算1每延米板上的恒载 g：桥面铺装层 1:0.06 1.0 231.38/gkN mT 梁翼板自重 tanefhhs 式中 eh自承托起点至肋中心线之间板的任一验算截面的计算高度；fh不计承托时板的厚度；s自承托起点至肋中心线之间的任一验算截面的水平距离；承托下缘与悬臂板底得夹角，当tan1/3 时，取 1/3。2tan0.040.150.380.2040.28:0.204 1.0 255.1/efehhshmgkN m 合计：1

29、.385.1=6.48/iggkN m2每延米宽板条的恒载内力弯矩 22116.48 1.13.920422AgoMglkN m 剪力 6.48 1.17.128AgoQglkN4.2 汽车荷载产生的内力将加重车后轮作用于铰缝中轴上见图 4.1 ，后轴作用力为P2120kN，轮压分布宽度如图 4.2 所示。对于汽车后轮的着地长度为20.2am，20.6bm由?桥规?查得 ，那么得：121220.202 0.060.3220.602 0.060.72aaHmbbHm p/2图图 4.1 悬臂板计算图式悬臂板计算图式图图 4.2 汽车计算图式汽车计算图式荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：1020.3

30、2 1.4 1.1 23.92aadlm式中：d最外两个荷载的中心距离。冲击系数 11 0.3=1.3 在桥面板内力计算中通常为 0.3作用于每延米宽板条上的弯矩为：102400.72(1)()1.3(1.1)444 3.92418.31APbPMlakN m 作用于每延米宽板条上的剪力为： 240(1)1.344 3.9219.90APPQakN4.3 内力组合承载能力极限状态内力组合计算表 4-1表表 4-1 承载能力极限状态内力组合计算承载能力极限状态内力组合计算ud1.21.43.920 1.2 18.31 1.430.34AgApMMMkN m 根本组合ud1.21.41.2 7.1

31、28 19.90 1.436.414AgApQQQkN所以，行车道板的设计内力为ud=30.34MkN m ud36.414QkN正常使用极限状态内力组合计算表 4-2表表 4-1 承载能力极限状态内力组合计算承载能力极限状态内力组合计算ud0.73.920 18.31 0.716.74AgApMMMkN m 根本组合ud0.77.128 19.90 0.721.06AgApQQQkN第五章 主梁内力计算及配筋5.1 恒载内力计算1主梁预制时的自重一期恒载g1：此时翼板宽 1.60 m按跨中截面计算，主梁每延米自重即先按等截面计算中主梁：m，25 为 50 号混凝土的容重，单位)1g /kN

32、m3/kN m内、外边梁：10.79372519.8425/gkNm 由马蹄增高所增加的重量折成每延米重： 2114(0.350.5)0.1525/19.96320.1182/gkNm 由梁端腹板加宽所增加的重力折算成恒载集度：312 (1.170.7037) (20.15 21.15+0.35 2 0.15 6) 25/35.9621.420/gkN m 5.1 主梁端部截面主梁端部截面单位：单位：mm 边主梁的横隔梁：内横隔梁体积见图 5.2：31111.8 1.001.000.15 0.152220.3 1.1 0.150.1797m 0. 15（0. 150. 28 0. 04）（1.

33、 1+0. 7） 图图 5.2 内横隔梁图内横隔梁图单位：单位：mm端横隔梁体积见图 5.3：3110.151.8 0.85(0.85 0.150.01857 0.13)220.3 1.1 0.150.1449m（1. 1+0. 7）图图 5.3 端横隔梁图端横隔梁图单位：单位：mm4(12 0.17974 0.1449) 25/35.961.9021/gkN m 每延米自重总和中主梁：4117.59250.1182 1.9021 1.42021.0332/iigkN m1 g内、外边梁：=19.84250.1182 1.4200.5 1.9021=22.3318/kN m2g2桥面板间接头第

34、二期恒荷载2g中主梁 2=0.6=/gkN m 外边梁：2=0.60.5=/gkN m3栏杆、人行道、桥面铺装三期恒载：3g桥面坡度以盖梁做成斜面坡找平，桥面铺装厚度取 6cm，沥青混凝土的重力密度取 =23。3/kN m；/kN m/kN m外边梁 33.6 1.5 1.5 0.06 23=7.17/gkN m中梁 32.2 0.06 23=3.036/gkN m4主梁恒载总和见表 5-1表表 5-1 主梁恒载总和主梁恒载总和 荷载第一恒载1g第一恒载2g第一恒载3g总和 g外边梁中主梁5主梁恒载内力计算见图 5.4，设为计算截面离左支点的距离，并令，那么：xxl主梁弯矩和剪力的计算公式分别

35、为： 21(1)211-22aMl gQ =(a)lgM影响线Q影响线ll图图 5.4 恒载内力计算图恒载内力计算图恒载内力计算见表 5-2。5.2 主梁活载横向分布系数计算 跨中的横向分布系数 mc主梁间在翼缘板及横隔梁采用湿接，而且桥宽跨比为 19/36=0.527，当小于或接近时，可选用偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 mc 。1计算几何特性主梁抗弯惯距 由上表 3-2 可得：64x=39.8886 10 cmI主梁的比较单宽抗弯惯矩：64xx=/ =39.8886 10 / 220=181311.82 cm /cmJIb主梁的抗扭惯距对于 T 型梁截面，抗扭惯矩可近似按以下

36、公式计算：表表 5-2 恒载内力计算恒载内力计算 21(1)()2Mlg kN m1(12 )()2Qlg kN m工程跨中四分点支点跨中四分点支点001/2(1)01/2(12)0边梁 g1=00第一期恒载kN/m1g中梁 g1=33100边梁2g00第二期恒载kN/2gm中梁2g00边梁3g00第三期恒载kN/m3g中梁=3g00边梁 g=3621.18300总和1g+2g3gkN/m中梁 g=003x1mii iiIcbt式中：、 相应为单个矩形截面宽度和厚度；ibit矩形截面抗扭刚度系数；ic梁截面划分为单个矩形截面的个数。m对于翼板： 查表 11b22014.666t15113c 对

37、于梁肋： 查表22153.57.67520bt20.3057c 对于马蹄： 查表33501.81827.5bt30.2181c 矩形截面抗扭刚度系数计算表b/t6.010c故主梁抗扭惯矩为3333441220 150.3057 153.5 200.2181 50 27.53849689.520.00849689Tii iIcbtcmm抗扭修正系数 由于偏心压力法忽略了主梁的抵抗扭矩，导致了边梁受力的计算结果偏大，为了弥补缺乏，采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法。抗扭修正系数 2Ti2ii1Il112a IGEI其中8222222221234567122222222(3 2.2 1.1)(2

38、2.2 1.1)2.2 1.12 1.1( 2.2 1.1)( 2 2.2 1.1)( 3 2.2 1.1)203.28iiaaaaaaaam （）对于简支梁桥，主梁的截面均相同，即；梁数 n=8，并取i,iTTII IIG=0.425E，代入公式的表达式，得：210.9680.42535.57 0.0084968911239888603.28EE 计算横向影响线竖标值对于 I 号边梁考虑抗扭修正后的横向影响线竖标值为：407.028.2037.7968.08112122111）（niiaan2211821117.70.9680.1250.2820.1578203.28niiana （）所以可

39、得：计算所得的值列于表 5-3 内。ijn表表 5-3 横向影响线竖坐标值横向影响线竖坐标值 梁号( )e m1 i8iIIIIIIV1.1计算荷载横向分布系数I设影响线零点离 I 号梁轴线的距离为 x，那么：(7 2.2)0.4070.157xx解得：=11.11xm那么荷载横向分布系数为：汽车荷载：IIIIIIIVVVIVIIr汽车荷载I号梁号梁号梁号梁IIIIIIVIIIV图图 5.5 修正偏压法修正偏压法 mc 计算图式计算图式 111234567811m()2210.407(10.91 9.11 7.81 6.014.712.91 1.61 0.2)211.110.785cqqqqq

40、qqqqqxxxxxxxxx按?桥规?条，当车道数大于 2 时，需要进行车道折减。三车道折减系数为0.78，四车道折减系数为 0.67，但折减后的值不小于两行车队布载时的计算结果。4 车道： 40.67 0.7850.526cqm3 车道： 30.78(0.4000.3340.2860.2200.1730.107)0.593cqm2 车道： 20.5 (0.4000.3340.2860.220)0.62cqm所以，I 号梁汽车荷载横向分布系数取432max(,)0.62cqcqcqcqmmmm人群荷载 ：0.407(11.11 0.30.75)0.44511.11crrm II、III、IV

41、号梁的横向分布系数同理计算得见表 5-4：II 号梁 汽车荷载：111234567811m()2210.269(14.18 12.38 11.089.287.986.184.883.08)214.380.646cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ： 0.269(14.380.30.75)0.29714.38crrm III 号梁汽车荷载：111234567811m()2210.177(26.0124.2122.8121.01 19.71 17.91 16.61 14.81)226.210.551cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ：0.177(26.21 0.30.

42、75)0.18426.21crrm IV 号梁汽车荷载：111234567811m()2210.131(167.92 166.12 164.32 162.52 161.22 159.422168.12158.12 156.32)0.505cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ： 0.131(168.120.30.75)0.132168.12crrm 表表 5-4 II、III、IV 号梁的横向分布系数号梁的横向分布系数汽车荷载作用点相应影响线竖标值qi梁号1q2q3q4q5q6q7q8qcqmcrm12345.2.2 支点的荷载横向分布系数0m如图 5.6 所示，按杠杆原理法绘制荷

43、载横向影响线并进行布载，1 号梁活载的横向分布系数可计算如下： 对于 I 号梁：0q1m =2 （）0rm =1.523对于 II 号梁：0q1m =2 （）0rm =0可知，III、IV、V、VI、VII 号梁与 II 号梁横向分布系数相同。对于 VIII 号梁：汽车和挂车的横向分布系数与 I 号梁相同，0qm =0rm =1.523IIIIIIIVVVIVII汽车荷载II号梁I号梁汽车荷载IIIV图图 5.6 支座处荷载横向分布系数计算图支座处荷载横向分布系数计算图 横向分布系数汇总 横向分布系数汇总见表 5-5 。表表 5-5 横向分布系数汇总横向分布系数汇总 I 号梁II 号梁III

44、号梁IV 号梁荷载类别cm0mcm0mcm0mcm0m车辆荷载0.796人群0005.3 活载内力计算在活载内力计算中，这个设计对于横向分布系数的取值做如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数 mc。采用影响线直接加载求活载内力，计算公式为：(1)iiiSm Py 式中 S所求截面的弯矩或剪力；汽车冲击系数，挂车按 1 计算；(1)多车道桥涵的汽车荷载折减系数；沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数；im车辆荷载的轴重；iP沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。iy汽车冲击系数：102422503.45 10/=0.398886/17.5925/9.811.7933/c

45、cCENmImmG gKN sm其中：混凝土取由上面计算可得：102233.143.45 100.398886f=22 35.5(17.5925/9.81) 103.45zccEIlmH（）0.1767ln0.01570.1767 ln3.450.01570.203f 那么 (1)10.2031.203 主梁跨中截面弯矩及剪力 在计算主梁弯矩时，对跨中的荷载横向分布系数与跨内其他他各点上的荷载横向分布系数是采用相同的值。图 5.8 为简支梁中跨截面弯矩影响线cm和车道荷载的最不利位置图。图图 5.8 跨中弯矩计算跨中弯矩计算公路 II 级集中荷载计算kP计算弯矩效应时360 1800.7530

46、2226.5505kPkN 计算剪力效应时1.2 226.5271.8kPkN车道均布荷载 10.5 0.757.875/kqkN m当桥梁计算跨径小于或等于 50m 时2/kN m I 号梁跨中弯矩：汽车荷载22(1)()1(1 0.203) 1226.5 8.8757.87535.58=2424.60lcqkkkqMmP yqkN m （）由式，并且不考虑冲击力的影响，那么人群荷(1)()pckkkSm P yq 载跨中弯矩为： 2213.0)35.58315.46lcrrrMm qkN m II 号梁跨中弯矩： 汽车荷载2211.2030.439226.5 8.8757.87535.58

47、lqMkN m（）=1716. 77人群荷载 2213.0)35.58210.54lcrrrMm qkN m 跨中剪力计算 I 号梁跨中剪力汽车荷载2(1) ()111.2030.6235.50.62)22lckikiqQm qm P ykN =127. 43人群荷载2113.0 (35.522lckqQm qkN II 号梁跨中汽车荷载2111.2030.43935.50.439)22lqQkN=98. 56人群荷载2113.0 (35.522lckqQm qkN 主梁 L/4 截面弯矩可按同样的方法作出 L/4 处截面的弯矩影响线，如图 5.9 所示，将荷载布置在最不利位置来计算。图图 5

48、.9 L/4 弯矩计算弯矩计算 I 号梁 L/4 弯矩：汽车荷载42(1)()3(1 0.203) 1226.5 6.6567.87535.532=1818.41lcqkkkqMmP yqkN m （）人群荷载 2433.0)35.5236.5932lrMkN m II 号梁 L/4 弯矩：汽车荷载2431.2030.439226.5 6.6567.87535.532lqMkN m（）=1287. 55人群荷载 2433.0)35.5157.9132lrMkN m 主梁支点截面剪力 I 号梁支点截面剪力计算。图 5.10a 为主梁纵断面图；图 5.10b 为汽车荷载作用下支点剪力的荷载横向分布

49、系数沿跨长分布图；图 5.10d 为支点见面剪力影响线图。荷载横向分布系数变化区段附加三角重心处对应的支点剪力影响竖标为： 1=1.035.55.92 /35.5=0.9443y（）（ ）（ ）（ ）（ ）图图 5.10 汽车支点荷载支点剪力计算汽车支点荷载支点剪力计算汽车荷载的支点剪力为：1(1)()2110.501 271.8 1.00.62 7.87535.5 1.05.9222(0.501 0.62) 7.875 0.944=oqoqkkcqoqcqkVm P yma mmq ykNkN 不考虑冲击力的影响，那么人群荷载支点剪力为：1()2110.445 1.5 3.035.5 1.0

50、(1.5230.445) 1.5 3.0 0.9442249.10orcrrorcrrVm qa mmq ykN人群荷载（ ）（ ）（ ）图图 5.11 人群荷载支点剪力计算图人群荷载支点剪力计算图 II 号梁支点截面剪力计算。汽车荷载的支点剪力为：1(1)()2110.796 271.8 1.00.439 7.87535.5 1.05.9222(0.7960.439) 7.875 0.944=oqoqkkcqoqcqkVm P yma mmq ykNkN 人群荷载支点剪力为：1()2110.297 1.5 3.035.5 1.0(00.297) 1.5 3.0 0.9442219.99orc

51、rrorcrrVm qa mmq ykN5.4 主梁内力组合钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥，当按承载能力极限状态设计时，作用效应组合按表 2-3-1?桥梁工程?规定采用。预应力简支梁中 I 号边梁的内力汇总见表 5-6。表表 5-6 I 号边梁的内力汇总号边梁的内力汇总 弯矩 M()kN m剪力 QkN序号荷载类别梁端四分点跨中梁端跨中1结构自重002汽车荷载03人群荷载041.210052063010.007S(4)(5)(6)ud0预应力简支梁中 II 号中梁的内力汇总见表 5-7。表表 5-7 II 号中梁的内力汇总号中梁的内力汇总 弯矩 M()kN m剪力 QkN序号荷载类别梁端四分点

52、跨中梁端跨中1结构自重03102汽车荷载0 285.57 3人群荷载041.21005206307S(4)(5)(6)ud05.5 预应力钢束的估算及其布置 跨中截面钢束的估算及确定?公桥规?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要的钢束数进行估算，并且按照这些估算的钢束数确定主梁。1、按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 对于简支梁带马蹄的 T 型截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，那么得到钢束数 n 的估算公式：1()kPpkspMnCfke 式中：持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合

53、值， ；kMC1与荷载有关的经验系数， 对于公路II 级，取 C1=0.51；，即：=2pA2cmpA钢绞线的标准强度，=1860；pkfpkfMPa上核心距，在前以算出=；sksk钢束偏心距，初估=15cm；yeya已计算出前面出，那么钢束偏心距为：127.36xycm127.36 15112.36yxpeyacm按最大跨中弯矩值I 号梁计算： 3461(4825.672424.60315.46) 10()0.51 8.4 101860 10(0.4276 1.1236)6.17kPpkspMnCfke 2、按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土到达极

54、限强度，应力图cdf式呈矩形，同时预应力钢束也到达设计强度，那么钢束的估算公式为：pdfkpdPMna h f A式中：承载能力极限状态的跨中最大弯距值；kM 经验系数，一般取 0.750.76，本设计中取；a0.76a 预应力钢绞线的设计强度。pdf3649538.56 100.76 2.0 1260 108.4 105.93kpdPMna h f A根据上述两种极限状态，取钢束数。7n 预应力钢束的布置 1、跨中截面预应力钢束的布置对于跨中截面，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。设计中采用内径 70mm，外径 77mm 的预埋铁皮波纹管，?公路钢筋混凝土及

55、预应力混凝土桥涵设计标准?JTG D62-2004条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于 3cm 及管道直径的。/ 2l锚固截面跨中截面 图图 5.12 钢束布置图钢束布置图单位：单位：mm由此可直接得出钢束重心至梁底距离为：3 73 203015.867pacm 2、锚固端截面预应力钢束的位置对于锚固端截面，钢束布置考虑下述两方面：一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；二考虑锚固头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。钢束群重心至梁底距离为：2 402 80 110 140 17094.297pacm 钢束锚固端截面几何特性见表 5-8。表表 5-85-8 钢束锚固端截面几

56、何特性钢束锚固端截面几何特性 分块名称Ai2()cm1yi()cm2Si3()cm3=12Ii4()cm4di= ys -yi5()cmI= Ai d2i4()cm6I= Ix + Ii4()cm7=4+6翼板330024750618751787596817937843承托24102966腹板92509943756446880汇总12574-24425814注：表中1019499.481.0812574iisA yycmA20081.08118.92xycm故计算得：50869464.434.0212574sxIkcmA y50869464.449.9012574 81.08xsIkcmA y

57、()94.29(118.9249.90)25.270ypxxaykcm 说明该钢束群重心处于截面的核心范围内。3、钢束弯起角和线性确实定 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。在设计中钢束弯起角和相应的弯曲半径见表 5-9。为了简化计算和施工，所有钢束布置线形均为直线加圆弧，R并且整根钢束都布置在同一个竖直面内。4、钢束计算 1计算钢束弯起点和弯止点分别至跨中截面的水平距离 锚固点到制作中心线的水平距离：N1=N2=300-100tan8=286mmN3=N4=300-500tan8=230mmN5=300-800tan8=188m

58、m N6=300-1100tan8=145mm N7=300-1400tan8=103mm钢束弯起布置如图 5.13 所示。由确定导线点距锚固点的水平cotdly距离，由确定弯起点至导线点的水平距离，所以弯起点至锚固点2tan2blR的水平距离为，那么弯起点至跨中截面的水平距离为。2wbblll()2kwlxdl根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的距离相等，所以弯止点至导线的水平距离为，那么弯止12cosbbll点至跨中截面的水平距离为。由此可计算出个各钢束的控制点位置，12kbbxll各钢束的控制参数见表 5-9。主梁底面线锚固点弯止点导线点弯起点跨中截面

59、图图 5.13 钢束计算图钢束计算图单位：单位：mmN1、N2 号钢束计算如下cotcot8 =2846dlymm 2tan20000 tan413992blRmm22846 13994245wdblllmm()(35500/ 2286)4245137912kwlxdlmm12coscos=1385bbllmm 1213791 1399 138516575kbbxllmm同理可计算得其他控制点位置，将各钢束的控制参数汇总于表 5-9。表表 5-95-9 各钢束的控制要素参数表各钢束的控制要素参数表 钢束号升高值y(mm)弯起角弯起半径 Rmm支点至锚固的水平距离 d弯起点距离中截面水平距离kx

60、至导线点的水平距离2bl弯止点至跨中距离12kbbxllN713008500001035107349612065N612008450001456211314612473N510008300001888724209912902N4、N360082500023011963174815442N2、N1300820000286137911399165752各截面钢束位置及其倾角计算钢束上任一点 i 离梁端距离及该处钢束的倾角，式中为钢束iiaayia弯起前重心至梁底的距离；为点所在的计算截面处钢束位置的升高值。计算iy时，首先应判断出 i 点所在处得区段，然后计算及，即iyi当时，i 点位于直线段还未