桥梁工程毕业设计预应力混凝土空心板桥

1、 展架桥（03号桥）施工图设计第95页 共 79页1 方案拟订与比选1.1 设设计资料料（1）技术术指标：汽车荷荷载：公公路-级桥面宽度：净7.0+221.00m（人人行道）（2）设计计洪水频频率：百百年一遇遇；（3）通航航等级：无；（4）地震震动参数数：地震震动峰值值加速度度0.005g，地地震动反反应谱特特征周期期0.335s，相相当于原原地震基基本烈度度VI度。1.2 设设计方案案鉴于展架桥桥地质地地形情况况，该处处地势平平缓，桥桥全长较较短，故故比选方方案主要要采用简简支梁桥桥和连续续梁桥形形式。根根据安全全、适用、经济、美观的的设计原原则，我我初步拟拟定了两两个方案案。1.2.11

2、方案案一：预预应力混混凝土空空心板桥桥本桥上部构构造为6616mm的预应应力混凝凝土空心心板，结结构简单单，施工工容易。本桥采用预预制安装装（先张张法）的的施工方方法：先先张法预预制构件件的制作作工艺是是在浇筑筑混凝土土之前先先进行预预应力筋筋的张拉拉，并将将其临时时固定在在张拉台台座上，然然后按照照支立模模板钢筋骨骨架成型型浇浇筑及振振捣混凝凝土养护及及拆除模模板的基基本施工工工艺，待待混凝土土达到规规定强度度，逐渐渐将预应应力筋松松弛，利利用力筋筋回缩和和与混凝凝土之间间的黏结结作用，使使构件获获得预应应力。优点：预应应力结构构通过高高强钢筋筋对混凝凝土预压压，不仅仅充分发发挥了高高强材料

3、料的特性性，而且且提高了了混凝土土的抗裂裂性，促促使结构构轻型化化，因而而预应力力混凝土土结构具具有比钢钢筋混凝凝土结构构大得多多的跨越越能力。采用空心板板截面，减减轻了自自重，而而且能充充分利用用材料，构构件外形形简单，制制作方便便，方便便施工，施施工工期期短，而而且桥型型流畅美美观。缺点：行车车不顺，同同时桥梁梁的运营营养护成成本在后后期较高高。图1-1 空心板板桥布置置图1.2.22 方案案二：预预应力混混凝土连连续箱型型梁桥跨径分布：332mm 箱形截面整整体性好好，结构构刚度大大，变形形小，抗抗震性能能好，主主梁变形形挠曲线线平缓，桥桥面伸缩缩缝少，行行车舒适适。施工采用预预制安装装

4、的施工工方法，设设计施工工较成熟熟，施工工质量和和工期能能得到有有效控制制，该种种桥型传传力明确确，计算算简洁。箱形截面有有较大的的抗扭刚刚度，整整体性好好。同时时主桥线线条明确确，结构构稳定，梁梁的等截截面外形形和谐，各各比例协协调，造造型朴实实。图1-2 连续箱箱梁布置置图1.3 方方案比选选表1-1 各方案案主要优优缺点比比较表预应力混凝凝土空心心板桥预应力混凝凝土连续续箱型梁梁桥跨径 616mm 332mm安全性自重轻，跨跨径合适适，施工工安全。整体性好，结结构刚度度大，变变形小，抗抗震性能能好。适用性建筑高度小小，外形形简单，制制作方便便，构件件质量小小，方便便架设。能适用各种种适用

5、条条件，因因为嵌固固在箱梁梁上的悬悬臂板，其其长度可可以较大大幅度变变化，并并且腹板板间距也也能放大大，箱梁梁有较大大抗扭刚刚度。美观性桥型流畅美美观，与与周围环环境和谐谐。主桥线条简简明，结结构稳定定，梁的的等截面面布置外外形和谐谐，个比比例协调调，造型型朴实。经济性空心板截面面可以充充分利用用材料，经经济合理理。箱型截面充充分利用用材料，节节约材料料。施工难易程程度采用预制拼拼装的施施工方法法，工期期缩短。采用预制装装配的施施工方法法，施工工周期短短。通过对比，从从受力合合理，安安全适用用，经济济美观的的角度综综合考虑虑，方案案一:预应力力混凝土土空心板板桥为最最佳推荐荐方案。此此方案，采

6、采用预应应力混凝凝土空心心板，结结构简单单，节省省材料，经经济合理理；采用用预制装装配的施施工方法法，施工工方便，周周期短；而且桥桥型流畅畅美观。2 毛毛截面几几何特性性计算2.1 基基本资料料2.1.11 主要要技术指指标桥跨布置:616 m 。标准跨径：16.00 m 。计算跨径：15.56 m 。桥面总宽:9m=7+221.00 m（人人行道）。设计荷载：公路-级2.1.22 材料料规格预应力钢筋筋钢绞线线，直径径mm,截面面面积1339.00mm2，弹性性摸量=1.995105MPPa ,抗拉强强度标准准值= 18860 MPaa, 抗抗拉强度度设计值值=12660MPPa;普通钢钢筋

7、抗拉拉强度标标准值= 3335MPPa, 抗拉强强度设计计值=2800MPaa=2.00105 MPPa;空心板板块混凝凝土采用用C400, 弹性性模量取取3.2251104MPa, 抗拉拉强度标标准值=18.4MPPa, 抗拉强强度设计计值=2.440MPPa;2.1.33 设计计规范（1）JTTJ011-19997.公路工工程技术术标准S.北京:人民交交通出版版社,119977 简称称标准准（2）JTTG DD60-20004.公公路桥涵涵设计通通用规范范S.北京:人民交交通出版版社,220044.简称桥规规（3）JTTG DD62-20004.公公路钢筋筋混凝土土及预应应力桥梁梁设计规规

8、范SS.北京:人民交交通出版版社,20004.简称公公预规（4）JTTG DD60-19885.公公路桥涵涵地基与与基础设设计规范范S. 北京京:人民交交通出版版社,119855.（5）邵旭旭东.桥梁工工程（上上、下册册）MM.北京:人民交交通出版版社,220044.2.2 截截面几何何尺寸图图本桥主梁采采用1224cmm空心板板，桥宽宽9m，选选用5片主梁梁和两片片边梁。2.2.11桥面横横断面布布置图图2.1横横断面图图2.2.22板块结结构几何何尺寸(a) 中中板跨中中截面 (b) 边板跨跨中截面面图2.2截截面几何何尺寸图图2.3 毛毛截面几几何特性性计算2.3.11毛截面面面积2.3

9、.22毛截面面重心位位置全截面对11/2板板高的静静矩：铰缝的面积积：毛截面重心心离1/2板高高处的距距离：铰缝重心对对1/22板高处处的距离离：2.3.33空心板板毛截面面对其重重心轴的的惯矩空心板的抗抗扭刚度度可简化化为图22-3的的单箱截截面近似似计算：图2.3 计算的空空心板简简化图（尺尺寸单位位：cmm）3 主主梁内力力计算及及作用效效应组合合3.1永久久作用效效应计算算3.1.11空心板板自重（一一期恒载载）=A=55339110225=113.884755 (kkN/mm)3.1.22桥面系系自重（二二期恒载载）桥面铺装采采用：5cm的砼砼防水铺铺装层:0.057225=88.7

10、55 (kkN/mm)10cm沥沥青混凝凝土： 0.11723=16.1(kkN/mm)人行道采用用混凝土土，则单单侧人行行道自重重： 110.4224=99.6(kN/m)单侧栏杆：1.552(kkN/mm)为计算方便便近似各各板平均均分担考考虑,则则每块空空心板分分摊到的的每延米米桥面系系重力为为:3.1.33 铰缝缝自重（第第二阶段段结构自自重）因为铰缝自自重采用用C40混混凝土,因此其其自重为为:=(5299+175) 110224=11.44496(kN/m)由此得空心心板每延延米总重重力为：=13.84775(kkN/mm)=6.72771.44996=88.17767(kN/m)

11、=133.844758.117677=222.02242(kN/m)由此可计算算出简支支空心板板的恒载载(自重重效应),计算算结果见见表3-1。 表3-1 永永久作用用效应汇汇总表 项目作用种类作用gi(kN/mm)计算跨径(m)作用效应(kN/m)作用效应(kN)跨中()1/4跨()支点()1/4跨()跨中13.8447515.566419.008314.331107.77353.8665022.0224215.566666.554499.991171.33585.677503.2可变变作用效效应计算算本桥汽车荷荷载采用用公路级荷荷载，它它由车道道荷载和和车辆荷荷载组成成。桥桥规规规定桥梁梁

12、结构整整体计算算采用车车道荷载载。公路路级级车道荷荷载由=0.775110.55=7.8755(kNN/m)的平均均荷载和和集中荷载两两部分组组成。而而在计算算剪力效效应时，集集中荷载载标准值值应乘以以1.22的系数数，即计计算剪力力=1.2=11.21666.688=2000.0016(kN/m) 按桥规规车道道荷载的的均布荷荷载应满满布于使使结构产产生最不不利效应应的同号号影响线线上，集集中荷载载标准值值只作用用在相应应影响线线中一个个最大影影响线峰峰值处。本本桥采用用双车道道，应考考虑折减减，。汽车荷载横横向分布布系数计计算跨中和四分分点的横横向分布布系数按按铰接板板法计算算。支点点按杠

13、杆杆法计算算荷载横横向分布布系数；支点到到四分点点间按直直线内插插求得。（1）跨中中和四分分点的荷荷载横向向分布系系数：首先计算空空心板的的刚度系系数：由前面计算算得到：I=3.998833 IIT =77.1773b=1255mm l=15556mmm将以上数据据代入：r=0.0021115求得刚度系系数后，即即可查公公路桥涵涵设计手手册-梁梁桥（上上册）（徐徐光辉，胡胡明义，主主编，人人民交通通出版社社，19996年年3月）中中7块板板铰接板板桥荷载载横向分分布影响响线表，由由r=00.022及r=0.003内插插得到rr=0.021115时时1号至至4号板板在车道道荷载作作用下荷荷载横向

14、向分布系系影响线线，计算算结果列列表3-2中，由由表3-2画出出各板横横向分布布影响线线图3-1，并并按横向向最不利利位置布布载图33-2，求求得两车车道情况况下各板板的横向向分布系系数。由由于桥梁梁横断面面结构对对称，所所以只需需计算11号至44号板的的横向分分布影响响线坐标标值。表3-2各各板的横横向分配配影响线线竖标值值表荷载作用板板号节点号1#2#3#4#10.24880.20440.15770.124420.20440.20000.17110.135530.15770.17110.17770.157740.12440.13550.15770.170050.10110.11000.12

15、770.157760.08660.09440.11000.135570.08000.08660.10110.1244根据表3-2作出出影响线线:(a) 11号板横横向分布布影响线线(b) 22号板横横向分布布影响线线 (d) 4号号板横向向分布影影响线 图图3-11影响线线图及布布载位置置根据各板的的横向分分布影响响线图，在在上加载载求得各各种作用用下的横横向分布布系数如如下：汽车荷载作作用下：m3=1/2i汽，m=i人板号1：二列汽车：m2汽=11/2（00.222100.155700.122200.0990）=0.2295m=0.2262+0.0078=0.3340板号2：二列汽车：m2汽

16、=11/2（00.199900.177100.133100.1000）=0.3301m=0.2210+0.0079=0.2289板号3：二列汽车：m2汽=11/2（00.177000.177300.155000.1115）=0.3304m=0.1151+0.0098=0.2249板号4：二列汽车：m2汽=11/2（00.144200.166200.166200.1442）=0.3304m=0.1119+0.1119=0.2238见表3-33：表3-3 车道荷荷载作用用下的横横向分布布系数表表板号1#2#3#4#m2汽0.29550.30110.30440.3044m0.34000.28990.

17、24990.2388由上表可知知3，44#板在在荷载作作用下最最为不利利，考虑虑到人群群荷载与与汽车效效应相组组合，因因此跨中中和四分分点的荷荷载横向向分布系系数偏安安全地取取下列数数据：m2汽=00.3004, m=00.2449(2)支点点的荷载载横向分分布系数数，则按按杠杆法法计算，由由图1-4得33-4板板的支点点荷载横横向分布布系数如如下：图3.3支支点处荷荷载横向向分布影影响线及及最不利利布载图图m汽=0.511.000=0.50m=0(3)支点点到四分分点处的的荷载横横向分布布系数按按内插法法求得。故由以上计计算可知知，取33号板作作为设计计板，其其荷载横横向分布布系数如如下。表

18、3-4 3#板板的荷载载横向分分布系数数 作用位置跨中至L/4处支点汽车荷载0.30440.5人群荷载0.249903.2.22汽车荷荷载冲击击系数计计算桥规规规定汽车车荷载的的冲击力力标准值值为汽车车荷载标标准值乘乘以冲击击系数。按结构构基频的的不同而而不同,对于简简支板桥桥: (3-11)当时,=00.055;当时,=0.45;当时,. (3-2)其中：,I=33.9888310mm，=代入得: 所以,=00.17767-0.01557=00.177674.996922-0.01557=00.26676 11+=11.266763.2.33可变作作用效应应计算（1）车道道荷载效效应跨中截面

19、(见图33.4)弯矩: （不计计冲击时时） (3-3)两车道荷载载：不计冲击 kNm 计入冲击击 kNm剪力: （不不计冲击击时） (3-4)两车道荷载载：不计冲击 (kN)计入冲击 (kN)图3.4简简支空心心板跨中中截面内内力影响响线及加加载图 l/44截面(参照图图3.55)弯矩:（不不计冲击击时） (3-3)两车道荷载载：不计冲击 kNm 计入冲击击 kNm剪力: （不不计冲击击时） 两车道荷载载：不计冲击 = 56.08(kN)计入冲击 =71.009(kkN) 图图3.55简支空空心板ll/4截截面内力力影响线线及加载载图支点截面剪剪力计算支点截截面由于于车道荷荷载产生生的效应应时

20、，考考虑横向向分布系系数沿空空心板跨跨长的变变化，同同样均布布荷载标标准值应应满布于于使结构构产生最最不利的的同号影影响线上上，集中中荷载标标准值只只作用于于相应影影响线中中一个最最大影响响线的峰峰值处，见见图3.6。两车道荷载载：不计冲 (33-4)代入数据有有：=121.64(kN)计入冲击 (3-5)代入数据有有： =1544.199( kN)图3.6简简支空心心板支点点截面内内力影响响线及加加载图（2）人群群荷载效效应 人人群荷载载是一个个均布荷荷载，当当桥梁计计算跨径径小于或或等于550m时时，人群群荷载标标准值为为3.00 kNN/ mm，人行行道板宽宽为净宽宽1m，因因此q=13

21、3=3kkN/mm。跨中截面：弯矩：m=0.2499330.26442=222.661 kkN/mm 剪剪力：VV=0.249931.9945=1.445 kkN/mm四分点截面面：弯矩矩：m=0.2499322.6988=166.966 kNN/m 剪力力：V=0.2249344.3776=33.277 kNN/m支点截面：剪力：V=00.2449337.78-（00.2449-00）33（+）=44.366KN可变作用效效应汇总总表3-5中：表3-5可可变作用用效应汇汇总表 跨中弯矩MM（）剪力V（kkN）跨中L/4处跨中L/4处支点车道荷载两行汽车不计冲击系系数269.556202.33

22、035.06656.088121.664计入冲击系系数341.770256.44344.44471.099154.119人群荷载22.61116.9661.453.274.363.3作用用效应组组合按桥规公公路桥涵涵结构设设计应按按承载能能力极限限状态和和正常使使用极限限状态进进行效应应组合，并并用不同同的计算算项目。3.3.11承载能能力极限限状态按承载能力力极限状状态设计计时的基基本组合合表达式式为：(3-6)式中： 结结构重要要性系数数，本桥桥属大桥桥，=11.0；效应组组合设计计值；永久久作用效效应标准准值；汽车荷荷载效应应（含汽汽车冲击击力）的的标准值值。人群荷荷载效应应的标准准值3

23、.3.22正常使使用极限限状态 按正正常使用用极限状状态设计计时，应应根据不不同的设设计要求求，采用用以下两两种效应应组合:作用短期效效应组合合表达式式：(3-7)式中： 作用短短期效应应组合设设计值；永永久作用用效应标标准值；不计冲冲击的汽汽车荷载载效应标标准值。人群荷荷载效应应的标准准值作用长期效效应组合合表达式式：(3-8)式中：各符符号意义义见上面面说明。桥规还还规定结结构构件件当需要要弹性阶阶段截面面应力计计算时，应应采用标标准值效效应组合合，即此此时效应应组合表表达式为为：(3-9)式中： 标准值值效应组组合设计计值；，永久久作用效效应，汽汽车荷载载效应（含含汽车冲冲击力）的的标准

24、值值。根据计算得得到的作作用效应应，按桥桥规各各种组合合表达式式可求得得各效应应组合设设计值，现将计算汇总于表3-6中。表3-6空空心板作作用效应应组合计计算汇总总表序号作用种类弯矩M(kkNm)剪力V(kkN)跨中L/4跨中L/4支点作用效应标标准值永久作用效效应419.008314.331053.8665107.773666.554499.991085.688171.335可变作用效效应车道荷载不计冲击269.556202.33035.06656.088121.664341.770256.44344.44471.099154.119人群荷载SS22.61116.9661.453.274.3

25、6承载能力极极限状态态基本组合 (11)799.885599.8890102.881205.662(2)478.338359.00062.22299.533215.8870.811.4 S(3)25.32219.0001.623.664.88=(1)+ (22)+（3）1303.55977.88963.844206426.337正常使用极极限状态态作用短期效效应组合合(4)666.554499.991085.688171.335(5)188.669141.66124.54439.26685.155S (66)22.61116.9661.453.274.36=(4)+ (55)+（6）877.8

26、84658.44825.999128.221260.886使用长期效效应组合合(7)6 6.554499.991085.688171.335(8)107.88280.92214.02222.43348.6660.4S(9)9.046.780.581.311.74=(7)+ (88)+（9）783.44587.66114.600109.442221.775弹性阶段截截面应力力计算标准值效应应组合(10)666.554499.991085.688171.335(11)341.770256.44344.44471.099154.119S(12)22.61116.9661.453.274.36=(10

27、)+ (11)+（12）1030.85773.3345.899160.004329.994预应力钢钢束的估估算及布布置4.1预应应力钢筋筋数量的的估算本桥设计时时它应满满足不同同设计状状况下规规范规定定的控制制条件要要求，例例如承载载力、抗抗裂性、裂裂缝宽度度、变形形及应力力等要求求。在这这些控制制条件中中，最重重要的是是满足结结构在正正常使用用极限状状态下的的使用性性能要求求和保证证结构在在达到承承载能力力极限状状态时具具有一定定的安全全储备。因因此，预预应力混混凝土桥桥梁设计计时，一一般情况况下，首首先根据据结构在在正常使使用极限限状态正正截面抗抗裂性或或裂缝宽宽度限值值确定预预应力钢钢筋

28、的数数量，在在由构件件的承载载能力极极限状态态要求确确定普通通纲纪的的数量。本本桥以部部分预应应力A类类构件设设计，首首先按正正常使用用极限状状态正截截面抗裂裂性确定定有效预预加力NNpe。按公预规规6.3.11条，A类预应应力混凝凝土构件件正截面面抗裂性性是控制制混凝土土的法向向拉应力力，并符符合以下下条件：在作用短期期效应组组合下，应应满足要要求。式中: 在作作用短期期效应组组合作用用下，构构件抗裂裂性验算算边缘混混凝土的的法向拉拉应力；在初步设计计时，和和可按公公式近似似计算： (4-1)(4-2)式中:A,W构件毛毛截面面面积及对对毛截面面受拉边边缘的弹弹性抵抗抗矩；预应力力钢筋重重心

29、对毛毛截面重重心轴的的偏心矩矩，,可预先先假定。代入即可求求得满足足部分预预应力AA类构件件正截面面抗裂性性要求所所需的有有效预加加力为：(4-3)式中：混凝土土抗拉强强度标准准值。本预应力空空心板桥桥采用CC40，=2.4Mppa,由由表3-6得，空心板的毛毛截面换换算面积积 假假设，则则代入得：则所需的预预应力钢钢筋截面面面积AAp为：(4-4)式中： 预应应力钢筋筋的张拉拉控制应应力；全部预预应力损损失值，按按张拉控控制应力力的200%估算算。本桥采用117股股钢绞线线作为预预应力钢钢筋,直直径155.2mmm,公公称截面面面积1139mmm,=18600Mpaa,=112600Mpaa

30、,=Mpaa。按公公预规,现取=0.70,预应力损失总和近似假定为20%张拉控制应力来估算,则采用10115.22钢绞线线，单根根钢绞线线公称面面积1339mmm2,则=1101139=13990mmm2满足要要求。4.2预应应力钢筋筋的布置置预应力空心心板选用用10115.22钢绞线线布置在在空心板板下缘， =40mm，沿空心板跨长直线布置 ，即沿跨长=40mm保持不变，见图4.1.预应力钢筋布置应满足公预规的要求，钢绞线净距不小于25mm,端部设置长度不小于150mm的螺旋钢筋等。图4.1空空心板中中板跨中中截面预预应力钢钢筋的布布置4.3普通通钢筋数数量的估估算及布布置在预应力钢钢筋数量

31、量已经确确定的情情况下，可可由正截截面承载载能力极极限状态态要求的的条件确确定普通通钢筋的的数量，暂暂不考虑虑在受压压区配置置预应力力钢筋，也也暂不考考虑普通通钢筋的的影响。空空心板截截面根据据惯性矩矩相等和和面积相相等可换换算成等等效工字字形截面面来考虑虑:由 ccm2bh=116555+2339+233466+2346（）=22663311.11111求得cm,=399.4ccm则得到等效效工字形形截面的的上翼缘缘板厚度度:=cm等效工字形形截面的的下翼缘缘板厚度度:=cm等效工字形形截面的的肋板厚厚度b: b=bb-2bb=1224-22399.4=45.2cmm等效工字形形截面尺尺寸见

32、图图4.22:图4.2 空心板板换算等等效工字字形截面面（尺寸寸单位：cm）估算普通钢钢筋时，计计算简图图见图 4.33图4.3普普通钢筋筋计算简简图可先假定,则由下下列可求求得受压压区的高高度，设设 由由公预规规,.由表表3-66,跨中中，代入上式得得: 整理得: ,且说明中和轴轴在翼缘缘板内,可用下下式求得得普通钢钢筋面积积:0说明按受力力计算不不需要配配置纵向向普通钢钢筋，现现按照构构造要求求配置。普通钢筋选选用HRRB3335, .由公预规,普通钢筋选选用普通钢筋布布置在空空心板下下缘一带带(截面面受拉边边缘),沿空心心板跨长长直线布布置。钢钢筋重心心至板下下缘400mm处处,即，见见

33、图 44.3。图4.4普普通钢筋筋布置图图5 换算截截面几何何特性计计算由前面计算算已知空空心板毛毛截面的的几何特特性，毛毛截面面面积,毛毛截面重重心轴至至1/22板高的的距离,毛截面面对其重重心轴惯惯性5.1 换换算截面面面积AA0 (55-1) (5-2) (5-3)代入得5.2 换换算截面面重心位位置所有钢筋换换算截面面对毛截截面重心心的静矩矩为：换算截面重重心至空空心板毛毛截面重重心的距距离为：（向下移）则换算截面面重心至至空心板板毛截面面下缘的的距离为为：则换算截面面重心至至空心板板毛截面面上缘的的距离为为：换算截面重重心至预预应力钢钢筋重心心的距离离为：换算截面重重心至普普通钢筋筋

34、重心的的距离为为：5.3 换换算截面面惯性矩矩5.4 换换算截面面弹性抵抵抗矩 下缘： 上缘缘： 6 承载能能力极限限状态计计算6.1 跨跨中截面面正截面面抗弯承承载力计计算预应力钢绞绞线合力力作用点点到截面面底边的的距离，普普通钢筋筋离截面面底边的的距离，则则预应力力钢筋和和普通钢钢筋的合合理作用用点到截截面底边边的距离离为。采用换算等等效工字字形截面面来计算算，上翼翼缘厚度度，上翼翼缘工作作宽度，肋肋宽b=4522mm.首先按按公式来来判断截截面类型型：所以属于第第一类TT型，应应按宽度度的矩形形截面来来计算其其抗弯承承载力。由计算混泥泥土受压压区高度度x: (6-11)将代入下式式计算出

35、出跨中截截面的抗抗弯承载载力 =计算结果表表明，跨跨中截面面抗弯承承载力满满足要求求。 6.2 斜斜截面抗抗剪承载载力计算算6.2.11 截面面抗剪强强度上.下限复复核 选选取距支支点处截截面进行行斜截面面抗剪承承载力计计算。截截面构造造尺寸及及配筋见见图5.首先进行抗抗剪强度度上、下下限复核核,按公公预规55.2.9条： (6-22)式中:验算截截面处的的剪力组组合设计计值(KKN),由表22-7得得支点处处剪力及及跨中截截面剪力力,内插插得到的的距支点点=3775mmm处的截截面剪力力: 代代入数据据得： 计计算结果果表明空空心板截截面尺寸寸符合要要求。 按按公预规规5.22.100 条

36、由由于 并并对照表表3-66沿跨长长各截面面的控制制剪力组组合设计计值，在在L/55至支点点的部分分区段内内按计算要求配置置抗剪钢钢筋，其其他区段段可按构构造要求求配置箍箍筋。 为为了构造造方便和和便于施施工，本本设计预预应力混混凝土空空心板不不设弯起起钢筋，计计算剪力全部由由混凝土土和箍筋筋承受，则则斜截面面抗剪承承载力按按下式计计算： (6-3) 式中，各系系数按公公预规55.2.7条规规定采用用：,，箍筋采用用双股，则写出箍筋筋间距的的计算式式为： = =,箍筋采用用HRBB3355，则 取取箍筋间间距1550mmm，并按按公预预规要要求，在在支左中中心向跨跨中方向向不小于于一倍梁高范围

37、围内，箍箍筋间距距取1000mmm。故箍箍筋间距距取1000mmm。配箍率 （按公预规规9.33.133条规定定，HRRB3335，） 在在组合设设计剪力力值的部部分梁段段，可只只按构造造要求配配置箍筋筋，设箍箍筋仍选选用双肢肢，配筋筋率，则则可求得得构造配配筋的箍箍筋间距距 取经过综合考考虑和比比较，箍箍筋沿空空心板跨跨长布置置如图66.1。图6.1 空心板板箍筋布布置图（单单位：ccm）6.2.22 斜截截面抗剪剪承载力力计算 由由图7-1，我我们选取取以下三三个位置置进行空空心板斜斜截面抗抗剪承载载力计算算： 距支左左中心处处截面，； 距跨中中位置处处截面，（箍箍筋间距距变化处处）； 距

38、跨中中位置处处，（箍箍筋间距距变化处处）；计算截面的的剪力组组合设计计值，可可按表44-1由由跨中和和支点的的设计枝枝内插得得到,计计算结果果见表66-1。表6-1 各计算算截面剪剪力组合合设计值值截面位置跨中剪力426.337408.990369.005250.22363.844距支左中中心处截截面，由于是直线线配筋，故故此截面面有效高高度取与与跨中近近似相同同，由于不设弯弯起钢筋筋，因此此,斜截截面抗剪剪承载力力按下式式计算：此处,箍筋筋间距抗剪承载力力满足要要求.距跨中截截面处截截面 此此处，箍箍筋间距距，斜截面抗剪剪承载力力满足要要求。距跨中位位置处 此此处，箍箍筋间距距，以上计算均均

39、表明满满足斜截截面抗剪剪承载力力要求。7 预应力力损失计计算 预应力力损失与与施工工工艺、材材料性能能及环境境影响等等有关，影影响因素素复杂。在在无可靠靠试验资资料的情情况下，则则按公公路桥规规的规规定估算算。本桥桥采用先先张法施施工。本桥预应力力钢筋采采用直径径为155.2mmm的117股钢钢绞线, ，控制应力力取。7.1 锚锚具变形形、回缩缩引起的的应力损损失预应力钢绞绞线的有有效长度度取为张张拉台座座的长度度，设台台座长,采用一一端张拉拉及夹片片式锚具具，有顶顶压时，则则 (7-11) 7.2 加加热养护护引起的的温度损损失先张法预应应力混凝凝土空心心板采用用加热养养护的方方法，为为减少

40、温温度引起起的预应应力损失失，采用用分阶段段养护措措施。设设控制预预应力钢钢绞线与与台座之之间的最最大温差差,则： =27.3 混混凝土弹弹性压缩缩引起的的预应力力损失对于先张拉拉法构件件， (7-2)由公预规66.2.8条，先先张法构构件传力力锚固时时的损失失为： ，则,则7.4 钢钢筋松弛弛引起的的应力损损失 (7-33)式中中， 代入得,7.5 混混凝土收收缩、徐徐变引起起的预应应力损失失 (7-4)，构件受拉拉区全部部纵向钢钢筋重心心处，由由预应力力（扣除除相应阶阶段的预预应力损损失）和和结构自自重产生生的混凝凝土法向向压应力力，其值值为 (7-5) 预应力钢钢筋传力力锚固龄龄期，计计

41、算龄期期为t时时的混凝凝土收缩缩应变 ，加载载龄期为为，计算算考虑的的龄期为为t时的的徐变系系数。考虑自重的的影响,由于收收缩徐变变持续时时间较长长，采用用全部永永久作用用，查表表3-66得空心心板全部部永久作作用弯矩矩,，在全全部钢筋筋重心处处由自重重产生的的拉应力力为:跨中截面： 支点截面：则全部纵向向钢筋重重心处的的压应力力为：跨中截面： ： 支点截面： 公预规规规定，不不得大于于传力锚锚固时混混凝土立立方体抗抗压强度度的0.55倍，设设传力锚锚固时，混混凝土达达到C，则=330MPP，0.55=155MP，则则跨中、四分点点、支点点截面全全部钢筋筋重心处处的压应应力为22.955MPa

42、a，4.05 MPaa，7.36 MPaa，均小小于155 MPPa，满满足要求求。设传力锚固固龄期为为7d，计计算龄期期为混凝凝土终极极值t，设设桥梁所所处环境境的大气气相对湿湿度为775%，由由前面计计算知，空空心板毛毛截面面面积A=55339000，空心心板与大大气接触触的周边边长度为为u，u=2 12440+227550+223220+22900+4233=49930.1mmm 理论论厚度hh=2224.77查公预规表表6.22.7直直线内插插得到: 把各项数据据代入计计算公式式得:跨中截面： ： 支点截面： 7.6 预预应力损损失组合合传力锚固时时第一批批损失传力锚固后后预应力力损失

43、总总和:跨中截面： 支支点截面面： 各各截面的的有效预预应力：。跨中截面： 支点截面：8 验算算8.1正常常使用极极限状态态计算8.1.11正截面面抗裂性性验算正截面抗裂裂性计算算是对构构件跨中中截面混混凝土的的拉应力力进行计计算，并并满足公公预规6.3条要求。对于部分预应力A类构件，应满足两个要求：第一，在作作用短期期效应组组合下，；第二，在作作用长期期效应组组合下，即不出现拉应力。为在作用短短期效应应组合下下，空心心板抗裂裂验算边边缘的混混凝土法法向拉应应力空心板跨中中截面弯弯矩，换算截面下下缘抵抗抗矩为扣除全部部预应力力损失后后的预加加力，在在构件抗抗裂验算算边缘产产生的预预压应力力，(

44、8-1)(8-2)为在作用长长期效应应组合下下，空心心板抗裂裂验算边边缘的混混凝土法法向拉应应力空心板跨中中截面弯弯矩，换算截面下下缘抵抗抗矩符合公预预规对对A类构构件的规规定。8.1.22斜截面面抗裂性性验算部分预应力力A类构构件斜截截面抗裂裂性验算算是以主主拉应力力控制，采采用作用用的短期期效应组组合。选选用支点点截面，分分别计算算支点截截面A-A纤维维（空洞洞顶面），BB-B纤纤维（空空心板换换算截面面），CC-C纤纤维（空空洞底面面）处主主拉应力力，对于于部分预预应力AA类构件件应满足足：为混凝土的的抗拉强强度标准准值，CC40，；主拉应力8.1.22.1 A-AA纤维： ( ) (8

45、-3)为支点截面面短期组组合效应应剪力设设计值为计算主拉拉应力出出处截面面腹板的的宽度，为空心板AA-A纤纤维以上上截面对对空心伴伴换算截截面重心心轴的静静矩(8-4)(8-5)为竖向荷载载产生的的弯矩，在在支点。负值表示拉拉应力。预应力混凝凝土A类类构件，在在短期效效应组合合下，预预制构件件应符合合现A-A纤纤维：符符合要求求。8.1.22.2 B-B纤维维：S=124403397.97-22330（3997.997-1100-）-2303200（3397.97-1000-）-7800（3397.97-3300）=82.66410mmm为竖向荷载载产生的的弯矩，在在支点， B-B纤维维，符合

46、公公预规对对部分预预应力AA类构件件斜截面面抗裂性性要求。8.1.22.3 C-CC纤维：为竖向荷载载产生的的弯矩，在在支点， B-B纤维维上述结结果表明明，本桥桥空心板板满足公公预规对对部分预预应力AA类构件件斜截面面抗裂性性要求。8.2 变变形计算算8.2.11正常使使用阶段段的挠度度计算使用阶段的的挠度值值，按短短期荷载载效应组组合计算算，并考考虑挠度度长期增增长系数数，对于于C400混凝土土，对对于部分分预应力力A类构构件，使使用阶段段的挠度度计算时时，抗弯弯刚度。取取跨中截截面尺寸寸及配筋筋情况确确定：短期荷载组组合作用用下的挠挠度值，可可简化为为按等效效均布荷荷载作用用情况计计算：

47、(8-6)自重产生的的挠度值值按等效效均布荷荷载作用用情况计计算：（）消除自重产产生的挠挠度，并并考虑长长期影响响系数后后，正常常使用阶阶段的挠挠度值为为：计算结果表表明，使使用阶段段的挠度度值满足足公预预规要要求。8.2.22 预加加力引起起的反拱拱度计算算及预拱拱度的设设置8.2.22.1 预加力力引起的的反拱度度计算空心板当放放松预应应力钢绞绞线时跨跨中产生生反拱度度，设这这时空心心板混凝凝土强度度达到CC30。预预应力产产生的反反拱度计计算按跨跨中截面面尺寸及及配筋计计算，并并考虑反反拱长期期增长系系数。此时的抗弯弯刚度：。空心板当放放松预应应力钢绞绞线时设设空心板板混凝土土强度达达到

48、C330，换算截面面面积：所有钢筋截截面换算算面积对对毛截面面重心的的静矩为为：换算截面重重心至毛毛截面重重心的距距离：（向向下移）换算截面重重心至空空心板下下缘的距距离：yy=-166.144-7.5=3351.36mmm换算截面重重心至空空心板上上缘的距距离：预应力钢绞绞线至换换算截面面重心的的距离：普通钢筋至至换算截截面重心心的距离离：换算截面惯惯矩：换算截面的的弹性抵抵抗矩：下缘上缘空心板换算算截面几几何特性性汇总于于表8-1。表8-1空空心板换换算截面面几何特特性汇总总表 项目符号单位换算截面面面积5672773.555660226换算截面重重心至截截面下缘缘距离351.336352

49、.003换算截面重重心至截截面上缘缘距离398.664397.997预应力钢筋筋至截面面重心轴轴距离311.336312.003普通钢筋至至截面重重心轴距距离311.336312.003换算截面惯惯矩换算截面弹弹性抵抗抗矩由8.1计计算得扣扣除预应应力损失失后的预预加力为为：则由预加力力产生的的跨中反反拱度，并并乘反拱拱长期增增长系数数，得：8.2.22.2 预拱度度的设置置由公预规规6.5.55条，当当预加应应力的长长期反拱拱值小于于按荷载载短期效效应组合合计算的的长期挠挠度时，应应设预拱拱度，其其值按该该荷载的的挠度值值与预加加应力长长期反拱拱值之差差采用。，应设预拱拱度。跨中预拱度度，支

50、点点，预拱拱度值沿沿顺桥向向做成平平顺的曲曲线。8.3 持持久状态态应力验验算持久状态应应力计算算应计算算使用阶阶段正截截面混凝凝土的法法向压应应力、预预应力钢钢筋的拉拉应力、斜斜截面的的主压应应力。计计算时作作用取标标准值，不不计分项项系数，汽汽车荷载载考虑冲冲击系数数。8.3.11跨中截截面混凝凝土的法法向压应应力验算算跨中截面的的有效预预应力：跨中截面的的有效预预加力：标准值效应应组合：(8-7)8.3.22跨中预预应力钢钢绞线的的拉应力力验算(8-8)为按荷载效效应标准准值计算算的预应应力钢绞绞线重心心处混凝凝土法向向拉应力力：预应力钢绞绞线中的的拉应力力为：8.3.33斜截面面主应力

51、力验算斜截面主应应力计算算选取支支点截面面的A-A纤维维、B-B纤维维、C-C纤维维在标准准值效应应和预应应力作用用下产生生的主压压应力和和主拉应应力验算算，并满满足的要求。(8-9)(8-100)(8-111)8.3.33.1 AA-A纤纤维，符合公公预规要要求。8.3.33.2 BB-B纤纤维，符合公公预规要要求。8.3.33.3 CC-C纤纤维，符合公公预规要要求。8.4短暂暂状态应应力验算算预应力混凝凝土受弯弯构件按按短暂状状态计算算时，应应计算构构件在制制造、运运输及安安装等施施工阶段段，由预预加力（扣扣除相应应的应力力损失）、构构件自重重及其它它施工荷荷载引起起的截面面应力，并满足

52、公公预规要要求。为为此，对对本桥应应计算在在放松预预应力钢钢绞线时时预制空空心板的的板底压压应力和和板顶拉拉应力。设预制空心心板当混混凝土强强度达到到C300时，放放松预应应力钢绞绞线，这这时，空空心板处处于初始始预加力力及空心心板自重重共同作作用下，计计算空心心板板顶顶（上缘缘）、板板底（下下缘）法法向应力力。由此计算空空心板截截面的几几何特性性，见表表1-99。放松预应力力钢绞线线时，空空心板截截面法向向应力计计算取跨跨中、LL/4、支支点三个个截面，计计算如下下。8.4.11跨中截截面8.4.11.1由预预加力产产生的混混凝土法法向应力力由公预规规6.1.55条：(8-133)式中：先张

53、法法预应力力钢筋和和普通钢钢筋的合合力，其其值为(8-144)(8-155) 其其中放松预预应力钢钢绞线时时预应力力损失值值，由公公预规6.2.8条对先张法构构件,则则 =113955-155.6-30-0.5545.85=13226.448MPP8.4.11.2由板板自重产产生的板板截面上上、下缘缘应力由表3-66，空心心板跨中中截面板板自重弯弯矩由板自重产产生的截截面法向向应力为为：放松预应力力钢绞线线时，由由预加力力及板自自重共同同作用，空空心板上上下缘产产生的法法向应力力为： 截面上上下缘均均为压应应力，且且小于，符符合公公预规要要求。8.4.22截面=13266.488MPaa由表2

54、-66，L/44截面板板自重弯弯矩，由由板自重重产生的的截面法法向应力力为：放松预应力力钢绞线线时，由由预加力力及板自自重共同同作用下下板上下下缘应力力为：板上下缘应应力为压压应力，且且小于，符符合公公预规要要求。8.4.33支点截截面预加力产生生的支点点截面上上下缘的的法向应应力为：(8-166) =13226.448MPPa板自重在支支点截面面产生的的弯矩为为0，因此此，支点点截面跨跨中法向向应力为为：下缘压应力力，符合公公预规要要求。跨中、L/4、支支点三个个截面在在放松预预应力钢钢绞线时时板上下下缘应力力计算结结果汇总总于表88-2。表8-2短短暂状态态空心板板截面正正应力汇汇总表截

55、面跨中截面L/4截面面支点截面应力位置项目作用种类预加力-2.2117.84-2.2117.80-2.1447.59板自重4.05-3.5773.04-2.68800总应力值1.844.270.835.12-2.1447.59压应力限值值14.07714.07714.07714.07714.077表中负值为为拉应力力，正值值为压应应力，压压应力均均满足公公预规要要求。由上述计算算，在放放松预应应力钢绞绞线时，支支点截面面上缘拉拉应力为为：按公预规规7.2.88条，预预拉区（截截面上缘缘）应配配置纵向向钢筋，并并按以下下原则配配置：当时，预拉拉区应配配置其配配筋率不不小于00.2%的纵向向钢筋；

56、当时，预拉拉区应配配置其配配筋率不不小于00.4%的纵向向钢筋；当时，预拉拉区应配配置的纵纵向钢筋筋其配筋筋率按以以上两者者直线内内插取得得。上述述配筋率率为，为预拉拉区普通通钢筋截截面积，为截面毛截面A=55339000mm2。则：时的纵纵向钢筋筋配筋率率为0.003378666，。预拉区的纵纵向钢筋筋宜采用用带肋钢钢筋，其其直径不不宜大于于14mmm,现现采用HHRB3335钢钢筋，11414，则，大大于，满满足要求求，布置置在空心心板支点点截面上上边缘。9最小配筋筋率复核核按公预规规9.1.112条，预预应力混混凝土受受弯构件件最小配配筋率应应满足下下列要求求：式中：受受弯构件件正截面面

57、承载力力设计值值，5.1计算算得;受弯构件件正截面面开裂弯弯矩值，按按下式计计算：其中扣扣除全部部预应力力损失后后预应力力钢筋和和普通钢钢筋合力力在构件件抗裂边边缘产生生的混凝凝土预压压应力，由由7.11计算得得,换算截截面重心心轴以上上部分对对重心轴轴的静矩矩，其值值为换算截面面抗裂边边缘的弹弹性抵抗抗矩，由由5.4计算算得， 混凝土轴轴心抗拉拉标准值值，C440，。代入计算式式得：，满足公公预规要要求。10支座计计算采用板式橡橡胶支座座，其设设计按公公预规8.4条要求进行设计。10.1选选定支座座的平面面尺寸橡胶支座的的平面尺尺寸由橡橡胶板的的抗拉强强度和梁梁端或墩墩台顶混混凝土的的局部承

58、承压强度度来确定定。对橡橡胶板应应满足：若选定支座座平面尺尺寸，则则支座形形状系数数S为：式中，tt中间间层橡胶胶片厚度度，取，满足规规范要求求。橡胶板的平平均容许许压应力力为，橡橡胶支座座的剪变变弹性模模量（常常温下），橡橡胶支座座的抗压压弹性模模量为：计算时由表表3-77可知最最大支座座反力为为：，。故。10.2 确定支支座的厚厚度主梁的计算算温度取取，温度度变形由由两端的的支座均均摊，则则每一个个支座承承受的水水平位移移为：计算汽车荷荷载制动动力引起起的水平平位移，首首先必须须确定作作用在每每一个支支座上的的制动力力。对于166m桥梁梁可布置置一行车车队，汽汽车荷载载制动力力按桥桥规44

59、.3.6条，为为一车道道上总重重力的110%，一一车道的的荷载的的总重为为：则其其制动力力标准值值又要求求不小于于90kkN，取取制动力力为900kN。77块板共共28个个支座，每每支座承承受的水水平力为为：按公预规规8.4条要要求，橡橡胶层总总厚度应应满足：不计汽车制制动力时时：计汽车制动动力时：即：公预预规的的其他规规定选用四层钢钢板和五五层橡胶胶片组成成橡胶支支座。上上下层橡橡胶片厚厚度为00.255cm，中中间层厚厚度为00.5ccm，薄薄钢板厚厚0.22cm,则：橡胶片的总总厚度为为：支座总厚度度：，符符合规范范要求。10.3验验算支座座的偏转转支座的平均均压缩变变形为：其中按规范要

60、求求应满足足，即（合格）梁端转角为为：设恒载时主主梁处于于水平状状态,已知公公路级荷载载作用下下梁端转转角为：验算偏转情情况应满满足：符合规范要要求。10.4验验算支座座的稳定定性按公预规规8.4.33条规定定，按下下式验算算支座抗抗滑稳定定性：计入汽车制制动力时时:不计入汽车车制动力力时:式中：在结构构重力作作用下的的支座反反力标准准值；橡胶支支座的剪剪切模量量，取；由汽车车荷载引引起的制制动力标标准值，取取；橡胶支支座与混混凝土表表面的摩摩阻系数数，取；结构自自重标准准值和00.5倍倍汽车荷荷载标准准值（计计入冲击击系数）引引起的支支座反力力；支座平平面毛面面积，。 计算温温度变化化引起的