4x25m桥梁毕业设计计算书

1、装订线学生宋孝全 专业: 交通土建)指导教师张 静 单位: 建工学院交通系)【摘要】团结桥设计荷载：公路-I级；桥面宽度：8.0+20.5m；跨径：425m。上部结构采用预应力混凝土组合 I字梁；下部结构采用柱式桥墩、桩式桥台及钻孔灌注桩基础。团结桥上部结构横向计算采用刚性横梁法和杠杆原理法，并进行了主梁、横梁、桥面板的内力、配筋及应力验算。下部结构进行了盖梁、墩柱及钻孔灌注桩的内力和配筋计算，绘制了主体结构的施工图，编制了施工组织设计及预算。【关键词】预应力混凝土工字梁，柱式桥墩，内力及配筋计算，施工图，施工组织设计共 页 第 页96 1装订线Designed load of Tuanjie

2、 BridgeAuthor(Major: Civil Engineering)Supervisor Yan XuQingyu Fan(Department: Transportation Engineering)【Abstract】Designed load of Tuanjie Bridge: Highway-I level; the width of thebridge is 8.0+20.5m, and the span of bridge is 425m.Prestressed concrete combinedI-beam is used in superstructure of t

3、his bridge. Substructure uses the column piers andbored pile foundation.The superstructure caculation contains the load lateraldistribution calculation which is carried out with the rigid-beam method and leverprinciple method, the internal forces, reinforcement and stress caculation of the mainbeam,

4、 deck. The subtructure caculation contains the internal forces, reinforcement andstress caculation of the bent cap, column piers and bored pile foundation. Have themain construction drawings and budget.【Keyword】prestressed concrete I-beam，rigid-beam method, internal force andreinforcement calculatio

5、n，construction drawings，construction organization design共 页 第 页96 2目 录装订线1 上部结构设计计算 .4472 下部结构设计计算 .603 施工组织设计 .82共 页 第 页96 31 上部结构设计计算1.1 设计资料及构造布置装订线1.1.1 设计资料1) 桥梁跨径及桥宽标准跨径：25 m（墩中心距离）主梁全长：24.94 m计算跨径：24.14 m桥面净宽：净 8.0+20.5=9.0 m2) 设计荷载：公路级，每侧防撞护栏重力的作用力为 4.99 kN/m3) 材料及工艺混凝土主梁采用 C50，桥面铺装用 C40JTGD

6、62-2004）的 s15.2钢绞线，每束 7根， f 1860MPa，全梁配 5束。pk普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335 12mm的均采用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）公路桥涵设计通用规范（JTJ D60-2004）（2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62-2004）（3）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ D63-2007）（4）公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）（5）公路工程抗震设计准则5)基本计算数据（1）C50 混凝土强度标准值强度设计值弹性模量

7、f =32.4MPa， f =2.65MPaf =22.4MPa， f =1.83MPaE =3.45 10 4MPac（2）C40 混凝土强度标准值强度设计值f =26.8MPa， f =2.4MPacktkf =18.4MPa， f =1.65MPacdtd共 页 第 页96 4104弹性模量E =3.25MPac（3） 钢绞线采用符合 GB/T5224-2003标准的高强低松弛钢绞线，松弛率不大于2.5%，公称直径为 15.2mm、单根面积 A=139.0mm2。装订线抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量f1860MPapkf =1260MPaE=1.9510 MPa5p相对界限受压区高

8、度=0.4, =0.2563bpu(4) 材料重度钢筋混凝土 r =25.0 kN/m3沥青混凝土r =23.0 kN/m312钢绞线 r =78.5 kN/m331.1.2 横截面布置(1) 主梁间距与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。故在许可条件下应适当加宽组合工字梁翼板。桥面宽度为8.0+20.5=9.0 m,故桥面选用 4 片主梁，梁间距为 2.25m，如图 1.1 所示。图 (2) 计算截面几何特性共 页 第 页96 5装订线图 详细截面几何特性见表 1.1表 d y yy）iS3)isi ）I )iII )24244i

9、ixiiix（4）（615）2（7（46）5共 页 第 页96 6 455798.64注：大毛截面形心至上缘距离：y=52.2cms8736 326078.64小毛截面形心至上缘距离：y=77cm装订线s4236(3) 检验截面效率指标 （希望 在 0.5 以上）上核心距IK Ay 8376ss下核心距IK Ay8376xs截面效率指标kx 27.4361.0ks0.520.5h170所以初拟的主梁跨中截面是合理的.1.2 主梁作用效应计算1.2.1 永久作用效应计算(1) 永久作用集度(1) 预制梁包括横隔梁自重 跨中截面段主梁的自重G =0.42364.03+4.03)252=170.71

10、(kN)(1)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重G =(0.4236+0.8232)2.3825=74.18(kN)(2)支点段梁的自重G =20.823225(1.65+0.4)=84.378(KN)(3)横隔梁的自重G =(1.250.480.24)0.18255=12.339(kN)(4) = (0.121.25-0.060.020.18252=1.339(kN)(4)预制梁永久作用集度g =(170.71+74.18+84.378+12.339+1.33)/24.94=13.75(kN/m)1共 页 第 页96 7装订线图 (2) 二期永久作用 现浇桥面板的作用集度g

11、 =2.250.225=11.25(kN/m)(5)现浇横隔梁的集度g =1.250.18(2.250.66)257/24.94=2.51(kN/m)(6)梁的二期永久作用集度g =11.25+2.51=13.76(kN/m)2(3) 三期永久作用 铺装 8cm混凝土铺装 0.08825=16(kN/m)5cm沥青铺装 0.05823=9.2kN/m)共 页 第 页96 8若将桥面铺装均摊给 4 片主梁,则一侧防撞栏:4.99kN/m若将两侧防撞栏均摊给 4 片主梁,则 g =4.992/4=2.495(kN/m)g =(16+9.2)/4=6.30kN/m)(7)栏杆装订线(8)梁的三期永久

12、作用集度g =6.30+2.495=8.795(kN/m)3(2) 永久作用效应如图,设 x为计算截面离左支座的距离,并令 =x/l主梁弯矩和剪力的计算公式分别为:M =1/2(1)l g2aQ =1/2(1-2)lg永久作用效应计算见表 1.2表 10165.96002644.5401983.41219.14 可变作用效应计算(偏心压力法)(1) 冲击系数和车道折减系数按规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算：m 2226.30(/m)cm3.45 所以 f 5.64()cl2226.302c1.5H f 14H因为z

13、z所以u f 根据桥规，汽车为两车道时不需进行车道折减。本设计为两车道故不需折减。(2) 计算荷载横向分布系数1) 跨中的荷载横向分布系数 m ()c(l/b=24.14/9=2.72)共 页 第 页96 9 计算主梁抗扭惯矩 T对于工形截面，抗扭惯矩可近似按下式计算I=m装订线Cbt3Ti i ii1对于跨中截面工形主梁上部分换算平均厚度：t =（10+18）/2=14（cm）2马蹄部分的换算平均厚度：t （15+33）/2=24（cm）4图 1.4 为 I计算图式，I的计算见表 1.3TT图 I T表 ItTiiiii i 计算抗扭修正系数 110.89GI l 20.425E0.0100

14、16224.9421T11.042 EI BE0.28228313 9 对于 1号边梁考虑抗扭修正后的横向影响线竖标值为：共 页 第 页96 101a21 0.250.890.450.650511nna2ii1装订线1a21 0.25 0.89 0.450.150515nna2ii11 号梁的横向影响线和最不利布载见图1.5图 m ）c设影响线零点离 1 号梁轴线的距离为x4xx 0.65050.1505计算荷载横向分布系数1 号梁汽车荷载横向分布系数二车道时，m 为：c11m (0.66530.43690.28270.72722ci因此，取：m 0.6727c支点截面的荷载横向分布系数 m

15、（杠杆原理法）2)0按杠杆原理绘制荷载横向分布影响线并进行布载，1 号梁可变作用横向分布系数可计算如下：共 页 第 页96 11装订线图 )可变作用(汽车):m =0.5(1.0+0.16)=0.58oq(3) 车道荷载的取值根据桥规公路-级的均布荷载标准值和集中荷载标准值为计算弯矩时:q =10.5 (kN/m)k360180P K (24.14180 256.56(kN)505计算剪力时:P =276.561.2=307.872(kN)k(4) 计算可变作用效应在可变作用效应计算中,对横向分布系数的取值作如下考虑:支点处横向分布系数取m ,从支点至四分点处横向分布系数从m 直线过渡到m ,

16、其余均取m ,冲击系数00cc1+=1.280。1) 求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计入冲击系数l21A 24.14w72.8428 8M ( )P y q A m1K12KKKWcq=1.2901.01.0(256.566.035+10.572.84) 0.727=2169.35(kN.m)1 1A 24.140.52 2wV (P y q A m)1KKKKWcq=1.291.0(0.5307.872+10.53.0175)0.727=174.08(kN)不计冲击系数 ( )P y q A m .67kNmM1K1 2KKKWcqV (P y q A )m 134.95kN1KKKKWcq

17、汽车冲击效应：共 页 第 页96 12M0.2901681.67487.568kNmV 0.290134.9539.1355kN1K1K装订线图2) 求四分点截面的最大弯矩和最大剪力计入冲击系数1A 2wM ( )P y q A m1K1 2KKKWcq=1.2901.01.0(256.564.526+10.554.63) 0.727=1626.95(kN.m)1 3 3A 2 4 4w共 页 第 页96 13装订线图 V (P y q A m)1KKKKWcq=1.2901.0(10.56.79+307.8720.75)x0.727=283.41(kN)不计冲击系数 ( ) 1261.2(

18、. )P y q A m KN mM1K1 2KKKWcq )V P y q A m ()1KKKKWcq汽车冲击效应：0.2901261.2365.748 .MkN mV0.290219.7063.713kN1K1K3) 求支点截面的最大剪力1横向分布系数变化区段长 24.14 2 4.03 4.01a2计入冲击系数 a Q 1 m m q y m m 1.2Py2ockock 11 1 38.7921A 124.14 12.072w共 页 第 页96 14装订线图 V ) P y q A )m Q 1KKKKWcqoq=1.2901.0(12.0710.5+256.561.21)x0.72

19、738.79=368.80(kN)不计冲击系数V P y q A )m Q 277.17kN1KKKKWcqoq汽车冲击效应：V 0.290277.17kN1K1.2.3 主梁作用效应组合根据可能同时出现的作用效应选择三种最不利效应组合:短期效应组合,标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，计算结果见表1.41.3 预应力钢束的估算及其布置1.3.1 跨中截面钢束的估算和确定(1) 按正常使用极限状态的应力要求估算纲束数,估算公式：Mnkc A f k e ( )1psp式中：M 持久状态使用极限荷载产生的跨中弯矩标准组合值；kC 与荷载有关的经验系数，对于公路-C1 取用 0.750.565

20、=0.42；1一股7 钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是 1.4cm 故2,sA cm。2p表 共 页 第 页96 15序号荷载类别装订线1001.580 715.1982.98 165.96166.08480.49 53.08 106.161983.41 219.1 438.21261.2 219.70 277.171002.31640.650 751.73 83.042644.54487.68 39.1355 35.748 63.713 80.37934326.21 134.95 3244.61 438.8 715.373821.709794.465 2866.25 372.89632.2

21、19） =9230.142 188.93 6922.546 877.24 1527.358） 由一中已计算出成桥后跨中截面 y ,Ks=27.43cm,初估 a =15cm,则钢束xp偏心距为:e =y-a =90.37cm,所以pxn=3.9P(2) 按承载能力极限状态估算钢束数钢束数估算公式为经验系数，取用 0.75f 预应力钢绞线的设计强度，为1260MPapd计算得n 9230.142103 4.90.751.7126010 9.81064根据上述两种极限状态，取钢束数 n=51.3.2 预应力钢束布置(1) 跨中截面及锚固端截面的钢束位置1) 根据规定，跨中截面的细部构造如图 1.3

22、.1，本桥采用内径 70mm，外径采用 77mm的预埋铁皮波纹管。共 页 第 页96 16装订线图 由上图可得出钢束群重心至底梁距离为：3a 16.045p2) 锚固端面钢束图，钢束群重心至梁底距离为：2a5p表 234530001212866.311051.4235000表 共 页 第 页96 1702装订线335.502504520.1540.00703)0.2060.2060.180.0370.0470.02300040.2090.2090.1831.4 计算主梁截面几何特性1.4.1 截面面积及惯矩计算(1) 净截面几何特性计算在预加应力阶段,需要计算 I型梁净截面的几何特性，在临时施

23、工阶段，需要计算 I型梁换算截面的几何特性在正常使用阶段，需要计算组合 I型梁换算截面的几何特性净截面几何特性计算（在预加应力阶段，只需计算小截面的几何特性）7.72计算公式： 截面积；A 46.566 ;n 5；A AnA24n 截面惯矩；。5.652II n A y ynjsi共 页 第 页96 18装订线表 )2isi）340I0装订线表 对到 ） )2isi40I字0面I梁 面0装订线表d=（ i）3400I面00I1.4.2 面静矩计算预应力钢筋混凝土梁在张拉阶段、施工阶段和使用阶段都要产生剪应力，这三个装订线b-bc-c位置的剪应力需要计算外，还应计算图(1) 在张拉阶段，I型净截

24、面的中和轴（简称 I净轴）位置产生的最大剪应力；(2) 在施工阶段，I 型换截面的中和轴（简称 I 换轴）位置产生的最大剪应力；(3) 在使用阶段，组合 I 型换算截面的中和轴（简称换轴）位置产生的最大剪应力；(4) 最后将截面产生的最大剪力进行叠加，为在假定重心轴 d-d（各阶段的中和轴）处出现最大剪力。因此，需要计算下面几种情况的静矩：1) a-a线以上的面积对 d-d 轴的静矩；2) b-b 线以上的面积对 d-d 轴的静矩；3) d-d 轴以上的面积对 d-d 轴的静矩；计算结果见表 1.10 所示：共 页 第 页96 22表 矩ss装订线号积积矩号Sb-n3SSc-n3矩SSo-on

25、-n）共 页 第 页96 23表矩装订线s 矩 积ii积33b-n33c-nn-n3o-o共 页 第 页96 24表矩装订线s sii积33b-n n-n3o-o共 页 第 页96 25表 T装订线S ）3a-oS ）b-o矩 S 3）c-o S 3）o-o表TT ） y=i3a-ob-oc-oo-o共 页 第 页96 26表Tsi装订线3a-oS3o-o共 页 第 页96 271.4.3 截面几何特性汇总表 装订线 2 2 2 I梁净c-onp3共 页 第 页96 281.5钢束预应力损失计算1.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失l1装订线计算公式为： (1)kx)e (l

26、1con式中： 张拉控制应力，=0.75 =18600.75=1395Mpaf摩擦系数，取 =0.2局部偏差影响系数，取 =0.0015kk表 ）12345)l1)l1l11.5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失l2反摩擦影响系数l :f / , l El f01lpdd式中： 张拉端锚下控制应力；0 锚具变形值，OVM 夹片锚有顶压时取 4mm；l扣除沿途管道摩阻损失后锚固端预拉应力；1l 张拉端到锚固端的距离。当l l时，离张拉端x 处由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的考虑反摩阻后f的预拉力损失 为xl xf l, 2 lxff共 页 第 页96 29当l l时，表示该截面不受反

27、摩擦的影响。f表装订线123450 l01 /d0l l mmf表钢束截12345号面000l200l200000 l21.5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失l4 l4再计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉的各批钢筋产生的砼法向应Eppc式中:pc M e ；N力,可按下式计算: pcP00piPAnIn预应力钢筋与砼弹性模量之比,为 5.65。预应力钢筋的张拉顺序为 15234 有效张拉力N 为张拉控制力减去摩。pe位置不断变化，要详细计算，非常麻烦。为使计算简便，对简支梁，可用近似简化方法进行，取 L/4截面。共 页 第 页96 30表 l4npn号p1 1 1 1 1 1.5.4 钢

28、筋应力松弛损失l5 l5f式中： 超长拉系数， =1.0； 钢筋松弛系数，采用低松弛钢绞线， =0.3； 传力锚固时的钢筋应力，。peconl1l2l4l5l5l51.5.5 砼收缩、徐变损失 l6 E t,t t,t NNJ0M，p0 eeGkpp115l6AJpeppnne21 ,i J / A2i2nn式中:(扣除相应阶段的应力损失)和结构自重产生的砼法向应力； ,cst t 预应力筋传力锚固龄期为t ,计算龄期为 t时的砼收缩徐变；00 ,t t 记载龄期为t ，计算龄期为 t时的砼徐变系数；00 A A / A。构件受拉区全部纵向钢筋配筋率，sp设砼传力锚固龄期及加载龄期均为 28

29、天，计算时间 t,桥梁所处环境的年平均相对湿度为 75，以跨中截面计算其理论厚度 h：2A24236h 18.04cmcu662 10 8 24 18 18 1599 542222 , =0.22 10t t， t tcs , =1.677查表得300共 页 第 页96表l6kN;M kN;M E 5g1p装订线截面NE tt /A A220P01en ,t t pcpnl6A0P cs0nnp简支梁取 1/4 截面的平均值作为全梁各截面计算值。1.5.6 预应力计算及钢束预应力损失汇总施工阶段传力锚固应力 及其产生的预加力p0 (1) Ip0conlconl1l2l4(2) 由产生的预加力p

30、0:N A p0p0p弯矩 :M N ep0p0 :Q Asinp0p0p共 页 第 页96 33表钢束号1截面Mppp装订线1031.311060.211083.291095.421041.995312.26163.30167.88171.53230.69219.44952.86023支点4510200四分点304510000025149.3030跨中40500表 力l1l2l4ll4l5l1l2l4p0l5l6pe0001234512345123450共 页 第 页96 341.6 主梁截面承载力与应力验算1.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算装订线(1) 跨中正截面承载力验算a

31、=16.04，h =153.96cmp0b。f首先按公式计算结果，取 f A f 判断截面类型，代入数据计算得：pdpcdfff A 1260490.1 6174kNpdpf b h 22.4 6174ff所以属于第一类组合工字梁，应由 x0计算混凝土受压区高度：f A6174x cm h cmpdpf b225b 0cdf将 x=122.5mm 代入下式计算截面承载力：x0.12252M f b xh 22.422500.12251.5392udcdfokNm M kN mod计算表明，跨中截面承载力满足要求，故无需配普通钢筋。(2) 验算最小配筋率预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条

32、件MM由上计算知 M =9123.63 kNmudM rf Wtk0w2o0N514931022266720MA W 7.89MPapP4003.22104 287332.04106pcnnx )7.89 1.15 2.65 565307.73 10 6183.05KNmM f W 3crpctk0M1.0由此可见,符合规范要求,不需配置普通钢筋。udcrM(3) 斜截面承载力验算1) 斜截面抗剪承载力验算根据规范取距支座中心 h/2 处截面和变截面处进行验算共 页 第 页96 35复核主梁截面尺寸rV 0.5110 3 f bh0d,k0b支点截面的腹板厚度，即 b=540mm；装订线Vd经

33、内力组合后支点截面上的最大剪力，即 V =1582.658kN；dh 支点截面的有效高度；h =1700-627.20=1072.8000上式右边10 50540rVkN30 d本梁的截面尺寸符合要求。2) 截面抗剪承载力验算若符合下列公式要求时，则不需进行斜截面抗剪承载力计算0.50103 f bhrV 0d2td0式中：f 混凝土抗拉强度，预应力提高系数，取 1.25。td2对于距支座中心 h/2 处截面:的钢筋的位置参数钢束到梁底距离：1 号束 y =156mm2 号束 y =156mm3 号束 y =509mm1234 号束 y =575mm5 号束 y =868mm45钢束重心位置y

34、=452.8mm求该点的设计计算剪力Vd内插得V 1508.49d f V 332tdoo d因此本例需进行斜截面抗剪承载力计算计算斜截面水平投影长度 CC=0.6mh0M式中：m 广义剪跨比 m 当m 3.0时取m 3.0 。dV hd0 2M1 m距支点 h/2 处 Vd=11508.49KN2d447.98则 0.6 0.6 0.6/ 0.178CM V1508.490dd所以最不利截面为距支座 0.178m 处。箍筋计算,腹板内箍筋直径不小于10mm,且应采用带肋钢筋间距不应大于250mm,本例选用1010cm的双肢箍筋,则箍筋总截面积为：A 2 7 8.5 157 ()2sv共 页

35、第 页96 36箍筋间距为 S =10cm,抗拉设计强度 f =280MPa,则配箍率 为：vsvsvA1570.29%0.12%svb540100sv装订线sv满足要求,在距支点一倍梁高范围内,间距缩小至 10cm。抗剪承载力计算斜截面的抗剪承载力公式为:V Vc sV0dp b式中： 混凝土和箍筋共同的抗剪承载力Vcs2p f 3fV1230cuk vb hmmoA A49102P 100 ) 1000.7 2 7ppbbh5 4 1 2 0 异号弯矩影响系数， 预应力提高系数， 受压翼缘影响系数123 =1.0， =1.25， =1.1123 2p ffcuk vV312301.01.2

36、51.10.4510 5401247.202 0.60.727）50 0.0029280-31558.55KN V 1.01508.491508.49kNod故距支点 h/2 的。1.6.2 持久状况正常使用极限状况抗裂验算(1)正截面抗裂验算正截面抗裂性验算以跨中截面受拉边的正应力控制，在荷载短期效应组合作用 0.850， 为在荷载短期荷载效应组合作用下截面受拉边的应力应满足：ststMMM M M其计算式分别为： g1g2sg1g2WWWNMA Wppn计算如表 1.26 所示。共 页 第 页96 37表 p装订线p2nn3o3o000spnpn0n0o00sost st共 页 第 页96

37、 38(2) 斜截面抗裂验算斜截面抗裂性验算以主拉应力控制，一般取变截面点分别计算截面上梗肋形心轴和下梗肋处在荷载短期效应组合作用下的主拉应力，应满足装订线2 224NMMIMIM2 c x2 ygy1gy1yppsgg0AIInnonV SnV Snoo( V )SVVV SpI b0g1I bng 2 osg1I bg2nI bno0n表 1.27 所示为 的计算过程，表 1.28 所示为的计算过程，混凝土主拉应力的计cx算过程及结果见表 1.29表 cx0pp2n4n0404跨中pnp n0 n00 ossp四分点pA )n 4共 页 第 页96 39 00440四分点pnp n0 n0

38、 osspp2n4004支点400000000000000N pn共 96页第 页 装订线0p n000000 n支点000000 o00000000ss s共 页 第 页96 41表 VIncmMpa短期组合（无一、二期荷载）短期组合（无一、二期荷载）短期组合剪应力0.90871.44111.61097装订线VacmMpa0.3266短期组合剪应力0.3266-0.4318-1.39558表 tptpf 从表中可知,全预应力混凝土构件，在短期组合作用符合规范tptk要求。1.6.3 持久状况构件的应力验算(1) 正截面混凝土压应力验算使用阶段正截面应力应符合下列要求: 0.5 16.2 f

39、MPakcptck式中: -在作用标准效应组合下混凝土的法向压应力,按下式计算pcMWMM M Mg1ns21g2gkgoskcWWos -由预应力产生的混凝土法向拉应力,按下式计算N MptA WppnM -标准效应组合的弯矩值。k计算如表 1.30 所示。共 页 第 页96表 装订线N pM p2nW ) 3n )3oW )3oM 00M 00M 00kpnpn00nM 00o0000so (2) 预应力筋拉应力验算使用阶段预应力筋拉应力应符合下列要求： 0.65 f 1209MPap 预应力筋扣除全部预应力损失后的有效预应力pe 在作用标准效应组合下受拉区预应力筋产生的拉应力pcM eM

40、e M M M ,eg1Ing 2Iokg1g 2pEPktktIonoo取最不利得外层钢筋 N2进行验算。计算过程如表 1.31 所示。共 页 第 页96 45表 装订线3n3o3onoo000k0 n n0oo0k o o00p 从表中可以看出,各截面均满足规范要求。(3) 截面混凝土主压应力验算一般取变截面点分别计算上梗肋、净轴、换轴和下梗肋处在标准值效应组合作用下的主压应力，应满足： cpf 19.44(MPa)ck式中： 由作用标准效应组合和预应力产生的混凝土主压应力，按下式计算:cp2224NMMMM M Myg1yg2yog1g2y0ppkAIIIIcxnnnV S V Sg1I

41、 bnno0 ( )V V V S V Sg2g1g20nokpI bnI bI b0non表 1.32 所示为 的计算过程，表 1.33 所示为 的计算过程，混凝土主压应力的cx共 页 第 页96 46计算过程见表 1.34。表 cx装订线N 0pM pA )2n4n04o04oM 0M M kpnp n0 n o0k o0kkpM pA )2n4n04o04oM 0M M kpnp n 0 nM o 0k ok k共 页 第 页96 47 截面00pp2n4n004o04o00支点000000000000k0pn0p n0000000 o 000000k o000000k k共 页 第 页

42、表 Vcm-0.993466253.44-0.4345151478.4-0.9934短期组合剪应力-0.32-1.表 cpcx24cp从表知,符合规范要求。1.6.4 短暂状况构件的应力验算(1) 预加应力阶段的应力验算此阶段指初始预加力与主梁自重力作用的阶段，验算混凝土截面下缘的最大压应力和上缘的最大拉应力。施工阶段正截面应力符合下列要求：0.7f 22.68(MPa)tccck0.7f 1.855(MPa)tcttk ttccctNMWMp0p0g1tAWnNMWMWp0p0g1tAn式中：f f 与构件制作、运输、安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度 fcucktk相应的抗压强度、抗拉强度

43、标准值，本算例考虑混凝土强度达到C50 时开始张拉预应力钢束， 则：f 32.4( MPa ), f 2.65( MPa )表 1.35 示出了预加应力阶段混凝土法向应力的计算过程。共 页 第 页96表 0装订线pp2n3npn-11.8136pnpn tc 共页第页51921.7 主梁变形验算1.7.1 使用阶段的挠度计算使用阶段的挠度值 ,按短期荷载效应组合计算 ,并考虑挠度长期影响系数 ,对C50混凝土,=1.425,刚度 B =0.95E I 预应力混凝土简支梁的挠度计算可忽略支点0c 0。附近截面尺寸及配筋的变化,近似地按等截面梁计算,截面刚度按跨中截面尺寸及配筋情况确定,即取 I

44、44925005.66E ccm44，。o荷载短期效应组合作用下的挠度值 f ,可简化为按等效均布荷载作用情况计算：Qs5 M l53535.25424.1422f 48 0.95EI 14.57mm ()S48 0.953.4510 44925005.6610QS48o考虑长期效应的可变荷载引起的挠度值为：f .f L/ (),Ms恒载引起的挠度值按等效均布荷载作用情况计算.5MMM l252539.72124.142 0.953.45 44925005.66f G10.47g2g30.95E I48c o()考虑长期效应的可变荷载引起的挠度值为f .f 1.42510.4714.92mm

45、(),Ms计算结果表明，使用阶段的挠度值满足规范要求。1.7.2 预加力引起的反拱计算及预拱度设置预加力引起的反拱近似地按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面净截面确定，即 取 I 17257162.5510 mmE 3.45 10MPa, 反 拱 长期 增 长 系 数采 用c444，n2.0预加力引起的跨中挠度 f 为:PM M1f ppBl0式中： M 所求变形作用竖向单位力 P=1引起的弯矩图；1M 预加力引起的弯矩图。p对于等截面梁可采用下列计算：M l2f pp80.95 E Icn式中：M 距支点 L/3处 M 图重心所对应的预加力引起的弯矩图的纵坐标，其值为p1共页第页5292M =

46、1925.74 KN.m。p由预加力产生的跨中反拱为 1925.74 2414026f p49.60 f f 50.0980.953.45 17257162.551044QG由于预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，所以可不设预拱度。1.8横隔梁计算1.8.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图 1.12 所示:图 ）纵向一行车轮对跨中横隔梁的计算荷载为:1P 1.411.4 115.5oq21.8.2 跨中横隔梁的作用效应影响线(1) 计算弯矩影响线1) 计算公式:当 P=1 作用在截面 A的作侧时1M b b b e Aj1j 1A2

47、j 2A3 j 3AAAj 即 b b b eAj1j 1A2 j 2A3 j 3AA式中: b i 号梁轴到 A截面的距离;iA共页第页5392e 单位 P=1荷载作用位置到 A截面的距离A当 P=1作用在截面 A的右侧时,同理可得： b b b,j1j 1A2j 2A3j 3A2) 计算弯矩影响线值由前表知 1114241a a 1221221nai1a2, 0.204222na2i绘制弯矩影响线对于 A截面（位于 2、3 梁之间）的弯矩 M影响线可计算如下:AP=1 作用在 1 号梁轴上时： 0.6651.53.375 0.388 0.5 1.5 3.3751.041 b b e 11

48、1A21 2AAP=1 作用在 2 号梁轴上时：0.388 1.5 3.375 0.204 0.5 3.375 0.5 3.375 0.621 b b 14 1A24 2AP=1 作用在 4 号梁轴上时： b b 0.1651.53.3750.3880.53.3750.18015 1A25 2A 计算剪力影响线(1 号梁在截面的剪力V 影响线计算)右1对 1 号梁在截面的剪力V 影响线计算：右1v1iP=1 作用在计算截面以右时P=1 作用在计算截面以左时11i1v1i11i对 2 号梁在截面的剪力影响线计算：V 右2P=1 作用在计算截面以右时 2ii2iP=1 作用在计算截面以左时 12i

49、i2i0.665v11图 1.13 为中横隔梁内力影响线。共页第页5492图 ）截面内力计算: M 1P 1 . mAi V 1 P 1 右1i荷载组合：M 1.4250.59 kNmmaxV 1.4215.11kNmax1.8.3 截面配筋计算置 6 15 的钢筋。剪力筋选用间距为 10cm 的 2 8 的双肢箍筋。经过横隔梁正截面和斜截面承载能力验算，上述配筋均能满足规范的相关规定。计算从略。共页第页55921.9行车道板计算的连续板（中梁）两种情况来计算。1.9.1 悬臂板荷载效应计算图 ）(1) 恒载内力(以每延米宽的板条进行计算)1) 每延米板上的恒载,桥面铺装为5cm厚的沥青混凝土

50、面层(容重为23kN/m )和厚2度为 8cm的 C40 混凝土整体片层(容重为 24kN/m )2沥青混凝土面层：g 0.051.023kN/m1C混凝土面层：g 0.081.024 1.92kN/m2组合工字梁翼板自重：g =7.253合计： g +g+g=1.15+1.92+7.25=10.323122) 每米宽板条的恒载内力端部弯矩 M 0.5g l 0.510.321.125=5.81kNmlg2共页第页5692端部剪力 V gl= 10.321.125=11.61kN1g3) 防撞护栏在端部产生的内力端部弯矩 p l=4.990.625=3.12kNm端部弯矩 V =p= 4.99

51、KN2g（在边梁悬臂板处没有车辆荷载）4) 荷载组合如下:M =1.2（M + M 10.71 kNmbd1g2g）V =1.2（V + V ）= 19.92 kNbd1g2g1.9.2 连续板荷载效应计算图 ）(1) 恒载内力(以每延米宽的板条进行计算)1) 每延米板上的恒载,桥面铺装为5cm厚的沥青混凝土面层(容重为23kN/m )和厚2度为 8cm 的 C40 混凝土整体片层(容重为 24kN/m )2g 0.051.0231.15kN/m1Cg 0.081.0241.92kN/m2桥面板自重:g 0.21.0255KN/m3合计:g g g g 1.151.9258.07KN/m123

52、2) 每米宽板条的恒载内力共页第页5792跨中弯矩 M =g l /8=8.072.25 /8=5.107kNm22lg支点剪力 V =gl/2= 8.072.25/2= 9.079kN1g(2) 可变荷载根据桥规规定，桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载。其中： a b 0.6m11车轮在板跨径中部时，垂直于板跨径方向荷载有效分布宽度：l3a a 2H 0.22m31车轮在板的支承处时，垂直于板跨径方向荷载有效分布宽度：a a 2H t 0.66m 支撑附近则为 a0.662x(m)1b b 2H 0.620.130.86m1简支板跨中最大可变作用的弯矩为：bPM

53、 u) l )8a2Oq2(2.25) 33.69kNm8M M M mOPA 2a 21.211P8A 2(a a) 0.66) 22aab0.86/2/2y y 0.852.2512V uAy A y ) (57.85 77.4422支1 122所以，跨中弯矩 M =0.5M =19.40kNmzoo支点弯矩 Mza=0.7Mo=27.16kNm支点剪力 V =77.44kNz(3) 荷载组合支点弯矩 M 1.20+1.4(27.16) =38.02kNmmax,o跨中弯矩 Mmaxa kNm支点剪力 V 1.29.079+1.477.44=97.52kNmax共页第页58921.9.3

54、截面设计、配筋与承载力验算悬臂板及连续板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M 38.02 KNm。其高度为 h=20cm，净保护层 a=3cm。故选用 12 的钢筋，则有d效高度为：h =h-a-d/2=0.2-0.03-0.00675=0.16325(m)0r M f bx(h x/2)0dcd0 x即1.038.02 22.410 1 0.163x32解得 x=0.011m784 mm22s抗剪按照构造配置。共页第页59922下部结构设计计算2.1 设计资料2.1.1 设计资料(1) 设计标准及上部构造设计荷载：公路级桥面净空：净 8+20.5m标准跨径：25m，主梁长

55、 24.94m上部构造：预应力钢筋混凝土 I字形组合梁(2) 水文地质条件地下水位标高：2.50 m地质条件：亚粘土按无横桥向的水平力漂流物、冲击力、水流压力等计算(3) 材料钢筋：盖梁采用 HRB335 钢筋，其它均采用 R235；混凝土：支座垫石用 C40，盖梁、墩柱用 C30，系梁及钻孔灌注桩用 C25。(4) 桥台尺寸：参照公路桥涵标准图(5) 共页第页60922.2 盖梁计算2.2.1 盖梁计算(1) 荷载计算图 1) 上部构造恒载见第一章表 4号4号3号 2) 盖梁自重作用效应计算（1/2 2.2）共页第页6192图 表 ）QQ左右11202 =q 03M （ ）4q 4M 5q

56、5q=q + q +q +q +q =217.5 kN12345共页第页92623) 可变荷载计算法。车辆荷载：公路级。a. 单列车，对称布置如图 2.3 时:图 00.5 1430.52b. 双列车，对称布置如图时图 0.589 0.5 0.294 14 0.5 0.411 0.788 0.211 0.705 23共页第页6392c. 单列车，非对称布置如图时图 1由 /(2 a)2eaniii2 a 2 已知 42.600，n222则1 1 441321 41 2.6 44d. 双列车，非对称布置见图 2.6 时1由 /a 2eaniii已知n 41.05， 2 a2 1 1.05则 41

57、1 1.05 420.2030.1134按顺桥向活载移动情况，求得支座活载反力的最大值公路 I 0.2m布载长度l 为：共页第页6492图 双孔布载：10.52单列车： B256.76 2双列车：2B 2510.231020.46kN单孔荷载10.524.14单列车： B256.76 383.492双列车：2B 2383.49 766.99 活载横向分布后各梁支点反力计算的一般公式： R B ，计算结果见表 2.3。ii共页第页6592表 ）BRBR1100对称布置杠杆法120.5341 0.7052 0.7053 0.2944 0.597非对称布置偏心法1 0.3652 0.13434 0.

58、3901 0.39020.2030.11034 各梁恒载、活载反力组合计算见下表 2.4，表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数 1+u=1+0.280=1.280表 ）1 R2 R3 R4 R123412345共页第页6692(4)双柱反力 G 计算，所计算的各梁反力见表 2.5。i表 位置 1）1 4.51 1 4 54.51 935.84815.13691.46570.114.5由表可知，偏载左边的立柱反力最大（G G ）并由荷载组合 4 时（公路 I 级，双列12 G =G =2247.18kN。122.2.2 内力计算1) 恒载加活载作用下全截面的内力1) 弯矩计算截面位置见图 2.7

59、。布置时的数值。共页第页6792图 按图 2.7 给出的截面位置，各截面弯矩计算式为：M 01M R 0.52-21M R 1.1251M R 1.725G 0.64411M R 3.375G 2.85 R 1.12555112荷载组合下的各截面弯矩计算见表 2.6影响。共页第页6892表 ） ） 4 52) 相应于最大弯矩时的剪力计算，一般公式为：截面 1-1：V =0, V =-R1左右截面 2-2：V =V =-R1左右截面 3-3：V =-R ，V =G R111左右截面 4-4：V = G R ,V = G R R 11112左右截面 5-5：V = G R R ，V =G R R

60、R 1121123左右计算值见表 2.7表 ） ）荷载 G1RRVVVVVVVVVV12左右左右左右左右左右组合4-810.4 -810.4 -810.4 -810.4-1257.604444组合51638.62935.84815.13-935.8 -810.4 -810.4 -935.8 702.7 702.7 -112.3 -112.3 803.80444488551(2) 盖梁内力汇总表 2.8 中各截面内力均取最大值，按表 2.8 可绘制内力计算包络图共页第页6992表 M0）MM左VVV右左右左右02.2.3 截面配筋计算与承载力校核采用 C30 混凝土，主筋用 HRB335 22