小箱梁桥墩配筋及强度验算毕业设计

PAGEPAGE96摘要桥梁位于包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路K5+098处，二相公村附近。河道与路线正交，河床稳定，滩槽分明，河道顺直，洪水期无漂流物个泥石流，泄洪顺畅；本桥平面线形为直线，与流水方向正交；桥面横坡1.5%。根据所给资料拟定了三个桥型方案，方案一预应力混凝土连续小箱梁桥，方案二采用预应力混凝土连续T形梁桥，方案三是预应力混凝土简支T形梁桥。通过方案比选，最终选择方案一：预应力混凝土连续小箱梁桥为推荐方案，该方案采用等跨常截面连续梁桥，由四片主梁构成，孔径布置为：6×50m,桥梁全长300m。主梁内力计算采用程序与手算结合，以相互校核。最终使用的是程序计算的结果。内力组合完成以后，进行预应力筋得估算与配置。预应力钢束按照均匀、分散且考虑锚具尺寸的原则布置在上、下板以及腹板内。完成五种预应力损失计算完后，进行预应力损失组合及有效预应力计算，在截面强度计算与验算以及正常使用极限状态验算时只取了特殊截面进行计算，最后进行了桥墩及基础的设计、配筋和验算。桥梁下部结构采用双柱式墩，基础采用桩基。本设计仅对一个桥墩进行了配筋及强度验算。在设计过程中，计算机的应用使一些计算过程更加简便，同时提高了对桥梁大师、桥梁博士等软件的熟练程度。关键词：预应力；上部结构；下部结构；连续梁桥；内力；内力组合；截面强度；刚性扩大基础。 AbstractTheBridgeislocatedinthetownofBaotouCity,JinshanCountytoDaMaoQisolidBailingmiaoK5+098atthetownhighway,thesecondnearthevillageofMessire.Orthogonalchannelwiththeline,theriverbedstability,beachslotclear,straightriver,afloodofnon-driftingobjectsflow,floodandsmooth;astraighthorizontalalignmentofthebridge,andtheflowdirectionorthogonal;deckcrossslopeof1.5%.

Accordingtothedatadevelopedbythethreebridgeprogram,theprogramofasmallcontinuousprestressedconcreteboxgirderbridge,prestressedconcretecontinuousprogramoftwoT-shapedgirderbridge,OptionIIIissimplysupportedprestressedconcreteT-beambridge.

Throughtheprogramselection,thefinalchoiceprogram:smallcontinuousprestressedconcreteboxbeambridgetotherecommendedprogram,whichoftenusessuchascross-sectionofbridge,constitutedbythefourmainbeam,theaperturearrangementis:6×50m,thewholebridgelength300m.Mainbeaminternalforcescalculatedusingtheprogramcombinedwiththehandcounttocheckeachother.Usingaprogramtocalculatethefinalresults.Combinationofinternalforcesiscomplete,thetendonwasestimatedandconfiguration.Prestressedsteelbeaminaccordancewiththeuniform,scatteredandarrangedtoconsidertheprinciplesofanchorageinthesizeoftheupperandlowerplateandtheweb.Aftercompletionoffiveprestresslosscalculation,thecompositionandtheeffectiveprestressprestresslosscalculation,calculationandcheckingthesectionstrengthandthelimitstatecheckingaspecialsectionjusttakethetimetocalculate,Finally,apierandfoundationdesign,reinforcementandchecking.

[Keyword]:prestressed;Superstructure;Substructure;Continuousbeambridge;InternalForce;InternalForcecombination;Sectionstrength;Rigidexpandedbasis目录摘要 IAbstract II第一章桥梁结构方案评选 11.1设计资料 11.1.1梁名桥称 11.1.2基本资料 11.1.3设计标准 11.2方案拟定 21.2.1第一方案：预应力混泥土连续箱梁 21.2.2第二方案：预应力混泥土连续T梁 21.2.3第三方案：预应力混泥土简支T梁 31.3方案比较 31.4方案选择 3第二章推荐方案简介及结构尺寸拟定 42.1推荐方案简介 42.1.1总跨径 42.1.2桥梁分孔 42.1.3桥梁的标高 42.2结构尺寸拟定 42.2.1箱梁截面尺寸拟定 42.2.2横隔梁尺寸拟定 52.2.3盖梁、墩柱、钻孔桩尺寸拟定 52.2.4桥梁主要材料选用 6第三章桥面板计算 63.1行车道板设计 63.1.1恒载内力 63.1.2活载内力 73.1.3内力组合 93.2.外边梁悬臂板内力计算 93.2.1恒载内力 93.2.2.活载内力 103.2.3内力组合 103.3配筋设计 113.3.1支点处配筋 113.3.2跨中配筋 113.3.3悬臂板配筋 12第四章主梁内力计算 134.1主梁单元划分 134.2主梁截面几何特性计算 144.2.1中梁几何特性计算 144.2.2其它截面的截面特性计算 154.3.恒载内力计算 164.3.1外边梁恒载集度 164.3.2中梁恒载集度 164.3.3弯矩计算 174.3.4剪力计算 184.3.5其它截面恒载内力计算 184.4活载内力计算 184.4.1冲击系数计算 184.4.2车道折减系数 194.5计算主梁荷载分布系数 194.5.1边跨荷载横向分布系数计算 194.5.2.第二跨荷载横向分布系数计算 224.5.3.第三跨荷载横向分布系数计算 254.6活载内力计算 274.6.1汽车弯矩 274.6.2汽车剪力 284.7其它因素引起的次内力计算 294.8内力组合 304.8.1基本组合 304.8.2短期效应组合 304.8.3长期效应组合 314.8.4其它截面的内力组合 31第五章预应力钢束的估算与布置 365.1力筋估算 365.3横截面布置 405.4立面布置与平面布置 41第六章预应力损失及有效预应力计算 426.1计算内容 426.2预应力筋与管道壁间摩擦损失 426.2.1控制应力与有关参数确定 426.2.2各截面的平均值 426.3锚具变形、钢束回缩、接缝压缩引起的预应力损失计算 436.3.1计算公式 436.3.2.计算结果见表 436.4混凝土的弹性压缩引起的应力损失 436.4.1计算方法 436.4.2计算结果 446.5预应力钢筋由钢筋松弛引起的预应力松弛损失 446.5.1计算方法 456.5.2计算结果 456.6混凝土徐变收缩损失的计算 456.6.1计算方法 456.6.2混凝土收缩系数与徐变系数的计算 476.6.3混凝土徐变收缩损失 486.6.4预应力损失组合及有效预应力 486.7预加力产生的次内力 506.7.1计算方法 506.7.2计算结果 506.8考虑预应力次效应后的内力组合二 51第七章主梁截面强度计算与验算 537.1计算方法 537.2正截面强度验算 547.3正常使用极限状态应力验算 547.3.1短期效益下的验算 557.3.2长期效益下的验算 56第八章盖梁计算 588.1上部结构恒载计算 588.1.1盖梁自重计算 588.1.2恒载内力计算 598.2活载计算 598.2.1活载横向分布系数计算 598.2.2按顺桥向活载移动情况求支座反力的最大值 628.2.3各板恒载、活载内力组合 648.3盖梁内力计算 648.3.1各截面弯矩计算 648.3.2盖梁内力汇总 658.4截面配筋设计与承载力校核 658.4.1正截面承载力计算 658.4.2斜截面承载力计算 678.5盖梁裂缝宽度验算 68第九章桥墩墩柱设计 709.1荷载计算 709.1.1恒载计算 709.1.2汽车荷载计算 719.1.3双柱反力横向分布计算 719.1.4荷载组合 729.2截面配筋计算及应力验算 729.2.1作用于墩柱顶的外力 729.2.2作用于墩柱底的外力 739.2.3截面配筋计算 73第十章钻孔灌注桩计算 7510.1钻孔桩计算 7510.1.1荷载计算 7510.1.2桩长计算 7710.1.3桩的内力计算（m法） 7810.1.4桩身截面配筋与承载力验算 8010.2墩顶纵向水平位移验算 81致谢 83参考文献 84外文翻译 85第一章桥梁结构方案评选1.设计资料1.1.1梁名桥称:包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路,二相公大桥。1.1.2基本资料拟建桥梁位于包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路K5+098处，二相公村附近。河道与路线正交，河床稳定，滩槽分明，河道顺直，洪水期无漂流物个泥石流，泄洪顺畅；本桥平面线形为直线，与流水方向正交；桥址断面见附表，桥面横坡采用1.5%。1.1.3设计标准1、公路等级：Ⅰ级。2、桥面净空：采用分离式断面半幅：0.5m钢筋混凝土的防撞护栏+净11.0m+0.8m波形钢板防护栏;左侧边缘距路线中心线0.4m。3、设计荷载：汽车荷载：公路Ⅰ级。4、设计洪水频率：1/100。5、通航要求：无。6、地震烈度：7度。附表桩号地面高程设计高程桩号地面高程设计高程K15+8401443.961K16+0801439.546K15+8601443.966K16+1001439.497K15+8801443.9K16+1401439.881K15+9001443.713K16+1601439.941K15+9171443.518K16+1801440.16K15+9221442.379K16+2001440.348K15+940起点1442.391445.88K16+240终点1440.4381444.23K15+9451441.365K16+2601440.744K15+9541440.756K16+2801440.708K15+9601438.902K16+3201440.746K15+9801439.198K16+3401440.653K16+0001439.166K16+0201439.262K16+0401439.592K16+0601439.741.2方案拟定根据设计资料，做了预应力混泥土连续箱梁、预应力混泥土连续T梁、预应力混泥土简支T梁三个方案进行比较。1.2.1第一方案：预应力混泥土连续箱梁桥型布置如图1.11）.孔径布置：米，全长为300米。2）.上部结构主梁采用箱型截面，梁高2米，翼缘板和顶板厚为0.25米，腹板和底板也为0.25米，到支座处，腹板和底板加厚到0.35米。3）.下部结构两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。4）.施工方法：简支转连续图1.1方案一：等截面连续箱梁桥1.2.2第二方案：预应力混泥土连续T梁桥型布置如图1.21）.孔径布置：米，全长300米。2）.上部结构主梁采用T型横断面，主梁高为2.5米，翼缘板厚为0.16米，翼缘板根部厚为0.25米，马蹄宽0.4米，高为0.38米。3）.下部结构两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。4）.施工方法：简支转连续图1.2方案二：等截面连续T梁1.2.3第三方案：预应力混泥土简支T梁桥型布置如图1.31）.孔径布置：米，全长300米。2）.上部结构主梁采用T型横断面，主梁高为2.5米，翼缘板厚为0.16米，翼缘板根部厚为0.25米，马蹄宽0.4米，高为0.38米。3）.下部结构两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。4）.施工方法：采用整体现浇。图1.3第三方案：预应力混泥土简支T梁1.3方案比较从结构形式看：三个方案都属于梁桥。从截面形式看：分为T形截面和箱型截面，T形截面的优点是，制作简单，梁肋内的配筋可以做成刚性的钢筋骨架，各主梁之间利用多到横隔梁连接，整体性好，其缺点是，截面形状不稳定，运输和安装时较复杂，构件正好在桥面板的跨中接头，对板的受力不好；箱型截面的优点是具有良好的受力性能，箱型截面中偏载所产生的纵向应力与对称荷载所产生的纵向应力两者数值比较接近。也就是说箱型截面具有很大的抗扭刚度，结构能充分发挥整体受力作用。从结构体系看：第三方案梁桥属于简支体系，第一、二方案属于连续体系，连续体系梁桥比简支体系梁桥的受力更加均匀。从施工方法看，简支梁桥采用满堂支架就地浇注，连续梁桥采用简支转连续。从经济角度看，由于第一方案的跨径是少，而二、三方案跨径多，因此二、三方案的下部结构材料用量要多于第一方案，造价也随之增加，第一方案的跨径大于二、三方案，上部造价多于二、三方案，但综合考虑到三个方案的总造价，第一方案要少于其它梁方案。1.4方案选择总体来说，三个方案都是可行的，都满足安全、使用、美观的要求，从设计、施工难度以及经济角度考虑，推荐方案一：预应力连续小箱梁。第二章推荐方案简介及结构尺寸拟定2.1推荐方案简介本设计经评选后采用六跨预应力连续小箱梁，全长300m。桥下泄洪顺畅以及无通航要求，将单跨跨径拟定为50m，设三个车道，采用四片箱梁，每片箱梁宽为3.075m，桥面总宽为12.3m，净宽为11m。2.1.1总跨径一般跨河桥梁，总跨径可参照水文资料来定，要求必须保证桥下有足够的排洪面积，使河流河流遭受过大的冲刷，另一方面，根据河床土壤的性质和基础的埋置深度，视河床的冲刷程度，适当缩短桥梁的总长度，以节约总投资，根据以上原则，本桥根据设计要求拟定为300m。2.1.2桥梁分孔桥梁的分孔主要取决于经济分孔和施工的设备条件，跨径越大，分孔越少，施工越难，上部结构的造价就越高，墩台的数量越少，下部结构造价相对较低，反之，上部结构的造价就越低，而下部结构的造价就会增加，这与桥墩的高度以及基础工程的难易程度有关，最经济的分孔是使上、下部结构的总造价趋于最低，，综合以上因素，本设计分六孔，每孔均为50米。2.1.3桥梁的标高跨河桥梁，其标高应满足排洪和通航要求，但本设计不考虑排洪和通航，且桥梁的起、终点设计高程已给定，起点高程1445.88米，终点高程1444.23米。2.2结构尺寸拟定2.2.1箱梁截面尺寸拟定（如图2.1）图2.1主梁截面尺寸（单位：cm）梁高定为2米，高跨比为1/25,梁高与跨径之比在1/15~1/25之间，满足要求，翼缘板端部取0.25米，底板、腹板均取为0.25米，到支座处，腹板和底板均加厚到0.35米，过度段为线性变化。2.2.2横隔梁尺寸拟定为提高主梁的抗扭刚度，在主梁之间每隔6.25米设一道厚为20厘米的横隔梁。见图2.2所示。图2.2横隔梁布设示意图（单位：cm）2.2.3盖梁、墩柱、钻孔桩尺寸拟定盖梁高为1.6米，长为11.6米，宽为1.2米；墩柱直径为1.2米；钻孔桩直径为1.4米。具体尺寸见图2.4所示。图2.4下部结构尺寸（单位：cm）2.2.4桥梁主要材料选用混泥土：预应力混泥土主梁采用50号混泥土，墩柱和灌注桩采用30号混泥土；预应力钢绞线：采用低松弛高强钢绞线，直径为15.24mm，截面积为140，标准强度，弹性模量；预应力管道：采用钢波纹圆扁管成型；支座：采用板式橡胶支座。第三章桥面板计算3.1行车道板设计桥面铺装采用C40防水混泥土，平均厚度为8，容重为25；面层为9后的沥青混泥土，容重为25。3.1.1恒载内力取纵向1米宽板条进行计算每延米板上的永久作用沥青混泥土面层：C40混泥土面层：将承托面积平摊到桥面板：箱梁翼缘板自重：3.1.2活载内力1.有效分布宽度计算不发生重叠所以取冲击系数2.活载弯矩计算3.活载剪力计算净跨径图3.1板荷载分布不发生重叠取不发生重叠取

3.1.3内力组合（1）.承载能力极限状态内力组合由于，即主梁抗扭能力大者跨中弯矩：支点弯矩：（2）.正常使用极限状态内力组合短期效应组合：长期效益组合：3.2.外边梁悬臂板内力计算3.2.1恒载内力取纵向1米宽板条进行计算每延米板上的永久作用沥青混泥土面层：C40混泥土面层：将承托面积平摊到桥面板：箱梁翼缘板自重：0.5钢筋混泥土防撞墙自重：图3.2外边梁3.2.2.活载内力3.2.3内力组合（1）承载能力极限状态内力组合（2）正常使用极限状态内力组合短期效益期效益3.3配筋设计取1m宽板带进行配筋计算3.3.1支点处配筋选用C50混凝土、HRB335钢筋查表得：保护层取30mm，则有效高度，选用HRB335按一排布置满足要求3.3.2跨中配筋单向板保护层取30mm，有效高度选用HRB335按一排布置满足要求3.3.3悬臂板配筋保护层取30mm，有效高度选用HRB335按一排布置满足要求第四章主梁内力计算4.1主梁单元划分本设计采用专用平面干系有限元程序进行结构设计分析。全桥单元划分时，应综合考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的界面位置，使控制界面位于单元节点处。本设计为简支转连续梁桥，结合施工、使用中结构的受力特性及预应力筋束布置，将全桥划分为251个单元、252个节点。图4.1单元划分示意（单位cm）由于全桥单元划分是对称的，在这里只给出了半桥单元划分的节点表表4.1单元节点划分表节点号12（支座）34567X坐标（m）056.257.5节点号891011（1/4截面）121314X坐标（m）8.751011.2512.513.751516.25节点号15161718192021（跨中）X坐标（m）17.518.752021.2522.523.7525节点号22232425262728X坐标（m）26.2527.528.753031.2532.533.75节点号29303132333435X坐标（m）3536.2537.5（3/4截面）38.754041.2542.5节点号36373839404142（支座）X坐标（m）43.754546.2547.548.7549.650节点号43444546474849X坐标（m）50.451.2552.553.755556.2557.5节点号50515253545556X坐标（m）58.756061.2562.5（1/4截面）63.756566.25节点号57585960616263（跨中）X坐标（m）67.568.757071.2572.573.7575节点号646566676686970X坐标（m）76.2577.578.758081.2582.583.75节点号71727374757677X坐标（m）8586.2587.5（3/4截面）88.759091.2592.5节点号78798081828384（支座）X坐标（m）93.759596.2597.598.7599.6100节点号85868788869091X坐标（m）100.4101.25102.5103.75105106.25107.5节点号92939495（1/4截面）969798X坐标（m）108.75110111.25112.5113.75115116.25节点号99100101102103104105（跨中）X坐标（m）117.5118.75120121.25122.5123.75125节点号106107108109110111112X坐标（m）126.25127.5128.75130131.25132.5133.75节点号113114115（3/4截面）116117118119X坐标（m）135136.25137.5138.75140141.25142.5节点号120121122123124125126X坐标（m）143.75145146.25147.5148.75149.6150（支座）4.2主梁截面几何特性计算4.2.1中梁几何特性计算图4.2主梁截面尺寸（cm）1.面积计算顶板面积：上承托面积：腹板面积：下承托面积：底板面积：2.截面形心到底边的距离3.自身惯性矩顶板：上承托：腹板：下承托：底板：4.各分块对截面形心惯性矩的计算顶板：上承托：腹板：下承托：底板：5.检验截面效率指标表明以上初拟的主梁截面尺寸合理4.2.2其它截面的截面特性计算表4.2毛截面特性计算结果截面位置截面积（）截面惯矩（）中性轴至梁底距离（）预制中梁跨中1.7580.8831.095支点2.1450.9921.05预制边梁跨中1.7580.8831.095支点2.1450.9921.05成桥后中梁跨中1.9831.0061.184支点2.371.1321.128成桥后边梁跨中1.9831.0061.184支点2.371.1321.1284.3.恒载内力计算4.3.1外边梁恒载集度1.第一期恒载：（跨中截面）1）主梁自重=1.982526=51.5452）梁端腹板、底板加宽所增加的重力这算的恒载集度==0.47683）横隔梁2.第二期恒载1）防撞墙：2）铺装层：4.3.2中梁恒载集度1.第一期恒载：（跨中截面）1）主梁自重=1.982526=51.5452）梁端腹板、底板加宽所增加的重力这算的恒载集度==0.47683）横隔梁2.第二期恒载1）防撞墙：2）铺装层：4.3.3弯矩计算图4.3计算模型（单位：cm）4.3.4剪力计算4.3.5其它截面恒载内力计算表4.3恒载内力计算表截面X（）Q()M()2左(支座)0.4-26.48-5.32右0.41288.3-5.311（1/4截面）12.5463.910709.321（1/2截面）25-350.4811406.8231（3/4截面）37.5-1164.862087.5242左(支座)50-1995.72-17549.4342右501753.17-17549.4353（1/4截面）62.5918.12-414.5463（1/2截面）7584.685908.1273（3/4截面）87.5-749.571719.2884左(支座)100-1583.82-11915.9184右1001629.97-11915.9195（1/4截面）112.5802.352220.92105（1/2截面）125-25.37077.59115（3/4截面）137.5-852.91588.95126左(支座)150-1680.53-14245.01126右1501684.12-14245.014.4活载内力计算鉴于本设计箱梁的具体构造特点，活载内力计算考虑横向分布，并采用刚接梁法计算。4.4.1冲击系数计算计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力时，采用；计算连续梁桥的冲击力引起的负弯矩效应时，采用。当时，当时，因此，计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力时，取；计算连续梁桥的冲击力引起的负弯矩效应时。4.4.2车道折减系数按《桥归》三车道的折减系数为。4.5计算主梁荷载分布系数连续梁桥荷载横向分布系数的简化实用计算方法是按等刚度原则将连续梁桥的某一跨等代为等跨径的等截面简支梁桥；来计算荷载横向分布系数。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中荷载或一个集中扭矩，则连续梁桥和等代简支梁桥的跨中挠度或扭转角彼此相等。本设计为六等跨连续箱梁桥，计算跨径为50m；又每片箱梁仅在支点附近很小区域内腹板、底板尺寸有所改变，因此仍可近似按常截面箱梁考虑，这样带来的误差不是很大。综上所述本设计可简化为六等跨常截面连续箱梁桥。由结构力学求解器计算得，等跨常截面连续梁等效简支梁抗弯惯距换算系数为：边跨，第二跨，第三跨；而抗扭惯距换算系数为：。4.5.1边跨荷载横向分布系数计算(1)边跨等代简支梁主梁抗弯、抗扭惯矩计算六等跨常截面连续梁的边跨按等刚度原则变换为常截面简支梁，其断面布置不变，每片箱梁的抗弯、抗扭刚度彼此相等，只是大小发生了变化，其值可按下式计算：式中：边跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯距；抗弯惯距修正系数；连续箱梁一片主梁跨中截面抗弯惯距；边跨的等刚度常截面简支梁的抗扭惯距；抗扭惯距修正系数；连续箱梁一片主梁跨中截面抗扭惯距。其抗扭惯距一般按下式计算：式中：外箱壁轴线所包围面积；、外箱壁轴线长度和厚度；∴(2)比列参数和计算主梁抗弯刚度与抗扭刚度比列参数和主梁与桥面板的抗弯刚度比列参数一般按下式计算：式中：混泥土弹性模量；混泥土剪切弹性模量，取0.43；主梁抗弯惯距；主梁抗扭惯距；单位宽度(沿桥纵向)的桥面板抗弯惯距；主梁的计算跨径；主梁间（横桥向）桥面板的跨度；主梁之间桥面板净跨度的一半；相当于的常厚度桥面板厚度。对边梁的等刚度常截面简支梁：。计算比列参数、如下：由于四片主梁的截面尺寸相同，截面抗弯惯距和抗扭惯距不变，因此。（3）荷载横向分布影响线计算根据参考文献所列刚接板、梁桥荷载横向分布影响线表中四梁式的表，在、和、之间按内插法计算。表4.4计算表梁号位置（主梁轴线）123410.00240.03610.32570.27110.22150.181420.00240.03610.27110.26360.24360.221530.00240.03610.22150.24360.26360.271140.00240.03610.18140.22150.27110.3257（4）荷载横向分布系数计算1号梁两车道：三车道：2号梁两车道：三车道：表4.5边跨横向分布系数计算表梁号荷载横向分布系数两车道三车道10.64430.601520.60950.53751号梁荷载横向分布系数影响线2号梁荷载横向分布系数影响线图4.3横向分布系数计算4.5.2.第二跨荷载横向分布系数计算（1）第二跨的等刚度常截面简支主梁抗弯。抗扭惯距计算，计算原理同边跨，计算结果如下：1号梁两车道：三车道：（2）.主梁比列参数、计算（3）.主梁荷载横向分布影响系线计算计算方法同边跨，先将、列于表4.6表4.6值计算表梁号位置（主梁轴线）123410.00320.0470.34420.27620.21450.173120.00320.0470.27620.26740.2360.217330.00320.0470.21450.2360.26740.304540.00320.0470.17480.21450.27620.34422.第二跨荷载横向分布系数计算（如表4.7）2号梁两车道：三车道：1号梁荷载横向分布系数影响线2号梁荷载横向分布系数影响线图4.4横向分布计算4.7第二跨横向分布系数计算表梁号荷载横向分布系数两车道三车道10.64430.601520.60950.53754.5.3.第三跨荷载横向分布系数计算（1）第三跨的等刚度常截面简支主梁抗弯。抗扭惯距计算，计算原理同边跨，计算结果如下：(2).主梁比列参数、计算（3）.主梁荷载横向分布影响系线计算计算方法同边跨，先将列于表4.84.8值计算表梁号位置（主梁轴线）123410.00320.0480.34560.27660.2140.164220.00320.0480.27660.26760.24220.21430.00320.0480.2140.24220.26760.276640.00320.0480.16420.2140.27660.34562.第二跨荷载横向分布系数计算（如图4.5）1号梁两车道：三车道：1号梁荷载横向分布系数影响线2号梁荷载横向分布系数影响线图4.5横向分布计算2号梁两车道：三车道：表4.9第三跨横行分布系数计算表梁号荷载横向分布系数两车道三车道10.66160.630720.6030.53984.6活载内力计算主梁活载横向分布系数确定之后，将活载乘以相应横向分布系数后，在主梁内力影响线上最不利布载，可求得主梁最大活载内力，计算公式为：上述式中：所示截面的弯矩或剪力；汽车荷载的冲击系数；汽车荷载横向折减系数；跨中横向分布系数;汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值；弯矩、剪力影响线的面积；沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数；车道荷载中集中荷载标准值；沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。4.6.1汽车弯矩21单元右截面（第一跨跨中）图4.621单元右截面弯矩影响线42单元右截面（第二支座处）图4.742单元右截面弯矩影响线4.6.2汽车剪力21单元右截面（第一跨跨中）图4.821单元右截面剪力影响线42单元右截面（第一跨支座处）图4.942单元右截面剪力影响线4.7其它因素引起的次内力计算温度次内力包括：1）年平均温差引起的内力；2）呈线性变化的温度梯度引起的内力。本设计为连续梁，桥纵向只设置了一个纵向约束支座，纵向伸缩变形不产生次内力，因此年平均温差不引起此内力，只计算温度梯度引起的次内力。梯度温度的取值，根据《通规》4.3.10取值：图4.10竖向温度梯度（单位：cm）温度引起的内力计算，计算结果如下表。表4.10温度内力计算表截面截面11（1/4截面）4.84E+015.86E+0273（3/4截面）1.33E+011.89E+0321（1/2截面)4.84E+011.19E+0384（第三支座）4.50E+001.74E+0331（3/4截面）4.84E+011.80E+0395（1/4截面）-4.50E+001.80E+0342(第二支座)-1.33E+012.40E+03105（1/2截面）-4.50E+001.86E+0353（1/4截面）1.33E+012.22E+03115（3/4截面）-4.50E+001.91E+0363（1/2截面）1.33E+012.05E+03126（中支座）4.50E+001.96E+034.8内力组合4.8.1基本组合：（）25单元右截面42单元右截面4.8.2短期效应组合：（）25单元右截面：42单元右截面：4.8.3长期效应组合：（）25单元右截面：42单元右截面：4.8.4其它截面的内力组合4.11活载剪力计算表截面内力分量荷载组合结构自重作用效应汽车荷载效应汽车荷载效应温度效应承载能力极限状态组合（1.2*①+1.4*②+0.8*1.4*④）承载能力极限状态组合（1.2*①+1.4*③+0.8*1.4*④）短期效益组合（①+0.7*③+0.8*1.4*④）长期效益组合（①+0.4*③+0.8*1.4*④）①②③④Q恒Q汽大Q汽小Q温Q大Q小Q大Q小Q大Q小2左(边支座)5.02E+010.00E+002.89E+020.00E+006.02E+014.64E+028.08E+028.50E+028.08E+025.72E+026(1/8截面)1.58E+033.51E+02-6.08E+014.84E+012.42E+031.84E+032.04E+033.70E+032.02E+031.94E+0311（1/4截面）8.53E+022.73E+02-1.13E+024.84E+011.44E+039.04E+029.33E+021.91E+039.19E+029.71E+0216（3/8截面）1.29E+022.04E+02-1.72E+024.84E+014.80E+02-4.74E+01-1.92E+021.10E+02-2.06E+02-7.05E+0021（1/2截面）-5.94E+021.44E+02-2.37E+024.84E+01-4.73E+02-1.01E+03-1.33E+03-1.69E+03-1.34E+03-9.89E+0226（5/8截面）-1.32E+039.37E+01-3.04E+024.84E+01-1.41E+03-1.97E+03-2.48E+03-3.50E+03-2.49E+03-1.97E+0331（3/4截面）-2.04E+035.42E+01-3.73E+024.84E+01-2.33E+03-2.93E+03-3.62E+03-5.29E+03-3.64E+03-2.95E+0336（7/8截面）-2.77E+032.46E+01-4.31E+024.84E+01-3.24E+03-3.88E+03-4.75E+03-7.05E+03-4.76E+03-3.90E+0342(第二支座）3.51E+03-1.05E+014.96E+02-4.84E+014.16E+034.87E+035.91E+038.86E+035.93E+034.88E+0348（1/8截面）2.33E+034.17E+02-5.48E+01-1.33E+013.37E+032.71E+032.97E+035.34E+032.98E+032.81E+0353（1/4截面）1.61E+033.45E+02-9.05E+01-1.33E+012.40E+031.79E+031.91E+033.60E+031.91E+031.88E+0358（3/8截面）8.86E+022.75E+02-1.41E+02-1.33E+011.44E+038.55E+028.07E+021.82E+038.11E+029.13E+0263（1/2截面）1.63E+022.09E+02-2.08E+02-1.33E+014.77E+02-1.06E+02-3.36E+026.93E+00-3.32E+02-7.66E+0168（5/8截面）-5.61E+021.49E+02-2.72E+02-1.33E+01-4.75E+02-1.06E+03-1.47E+03-1.80E+03-1.47E+03-1.06E+0373（3/4截面）-1.28E+031.00E+02-3.44E+02-1.33E+01-1.41E+03-2.03E+03-2.63E+03-3.61E+03-2.63E+03-2.05E+0378（7/8截面）-2.01E+037.47E+01-4.17E+02-1.33E+01-2.32E+03-3.00E+03-3.79E+03-5.40E+03-3.79E+03-3.03E+0384(第三支座）2.75E+03-7.29E+014.78E+021.33E+013.21E+033.98E+034.95E+037.18E+034.94E+033.99E+0390（1/8截面）2.12E+034.14E+02-6.44E+014.50E+003.12E+032.45E+032.68E+034.87E+032.68E+032.56E+0395（1/4截面）1.39E+033.43E+02-9.74E+014.50E+002.15E+031.54E+031.63E+033.13E+031.63E+031.63E+03100（3/8截面）6.68E+022.72E+02-1.48E+024.50E+001.19E+035.99E+025.26E+021.35E+035.25E+026.62E+02105（1/2截面）-5.52E+012.06E+02-2.14E+024.50E+002.25E+02-3.62E+02-6.16E+02-4.61E+02-6.17E+02-3.26E+02110（5/8截面）-7.79E+021.46E+02-2.78E+024.50E+00-7.27E+02-1.32E+03-1.75E+03-2.27E+03-1.76E+03-1.31E+03115（3/4截面）-1.50E+039.62E+01-3.51E+024.50E+00-1.66E+03-2.29E+03-2.91E+03-4.08E+03-2.91E+03-2.30E+03120（7/8截面）-2.23E+036.37E+01-4.24E+024.50E+00-2.58E+03-3.26E+03-4.07E+03-5.88E+03-4.07E+03-3.28E+03126（中支座）2.97E+03-6.18E+014.85E+02-4.50E+003.47E+034.24E+035.23E+037.66E+035.23E+034.25E+034.12活载弯矩计算表截面内力分量荷载组合结构自重作用效应汽车荷载效应汽车荷载效应温度效应承载能力极限状态组合（1.2*①+1.4*②+0.8*1.4*④）承载能力极限状态组合（1.2*①+1.4*③+0.8*1.4*④）短期效益组合（①+0.7*③+0.8*1.4*④）长期效益组合（①+0.4*③+0.8*1.4*④）①②③④M恒M汽大M汽小M温M大M小M大M小M大M小2左(边支座)-1.00E+010.00E+00-9.58E+018.91E-11-1.20E+01-1.46E+02-2.60E+02-2.68E+02-2.60E+02-2.64E+026(1/8截面)1.12E+041.94E+03-2.14E+022.83E+021.65E+041.35E+041.51E+042.64E+041.50E+042.14E+0411（1/4截面）1.88E+043.33E+03-4.42E+025.86E+022.79E+042.26E+042.53E+044.44E+042.51E+043.60E+0416（3/8截面）2.19E+044.02E+03-6.81E+028.89E+023.29E+042.63E+042.94E+045.17E+042.91E+044.19E+0421（1/2截面）2.04E+043.99E+03-9.23E+021.19E+033.14E+042.45E+042.74E+044.85E+042.70E+043.91E+0426（5/8截面）1.44E+043.43E+03-1.16E+031.49E+032.38E+041.74E+041.93E+043.49E+041.89E+042.78E+0431（3/4截面）3.93E+032.35E+03-1.40E+031.80E+031.00E+044.76E+035.19E+031.09E+044.65E+037.94E+0336（7/8截面）-1.11E+041.09E+03-1.86E+032.10E+03-9.43E+03-1.36E+04-1.56E+04-2.37E+04-1.62E+04-2.08E+0442(第二支座）-3.07E+045.07E+02-3.31E+032.40E+03-3.34E+04-3.87E+04-4.50E+04-7.01E+04-4.57E+04-6.01E+0448（1/8截面）-1.38E+041.05E+03-2.14E+032.32E+03-1.25E+04-1.69E+04-1.95E+04-2.99E+04-2.02E+04-2.61E+0453（1/4截面）-1.46E+032.18E+03-1.68E+032.24E+033.80E+03-1.60E+03-1.91E+03-8.15E+02-2.58E+03-1.96E+0358（3/8截面）6.34E+033.05E+03-1.45E+032.15E+031.43E+047.99E+039.01E+031.75E+048.37E+031.32E+0463（1/2截面）9.62E+033.38E+03-1.23E+032.07E+031.86E+041.21E+041.38E+042.54E+041.32E+041.98E+0468（5/8截面）8.37E+033.08E+03-1.30E+031.99E+031.66E+041.05E+041.18E+042.20E+041.12E+041.70E+0473（3/4截面）2.61E+032.28E+03-1.43E+031.91E+038.45E+033.26E+033.56E+038.14E+032.98E+035.60E+0378（7/8截面）-7.68E+031.24E+03-1.85E+031.82E+03-5.44E+03-9.76E+03-1.15E+04-1.66E+04-1.20E+04-1.50E+0484(第三支座）-2.25E+049.22E+02-2.98E+031.74E+03-2.38E+04-2.92E+04-3.45E+04-5.24E+04-3.50E+04-4.52E+0490（1/8截面）-7.01E+031.28E+03-1.84E+031.77E+03-4.64E+03-9.00E+03-1.07E+04-1.52E+04-1.12E+04-1.38E+0495（1/4截面）3.95E+032.31E+03-1.39E+031.80E+039.98E+034.80E+035.24E+031.10E+044.70E+037.98E+03100（3/8截面）1.04E+043.14E+03-1.23E+031.82E+031.89E+041.28E+041.44E+042.63E+041.38E+042.07E+04105（1/2截面）1.23E+043.45E+03-1.09E+031.85E+032.17E+041.53E+041.74E+043.13E+041.68E+042.48E+04110（5/8截面）9.70E+033.12E+03-1.26E+031.88E+031.81E+041.20E+041.35E+042.49E+041.29E+041.94E+04115（3/4截面）2.57E+032.27E+03-1.43E+031.91E+038.40E+033.22E+033.51E+038.06E+032.94E+035.54E+03120（7/8截面）-9.08E+031.20E+03-1.90E+031.94E+03-7.05E+03-1.14E+04-1.33E+04-1.96E+04-1.39E+04-1.75E+04126（中支座）-2.17E+047.54E+02-2.77E+031.96E+03-2.27E+04-2.77E+04-3.24E+04-4.97E+04-3.30E+04-4.29E+04第五章预应力钢束的估算与布置5.1力筋估算5.1.1计算原理根据《预规》（JTGD62-2004）规定，预应力梁应满足弹性阶段（即使用阶段）的应力要求和塑性阶段（即承载能力极限状态）的正截面强度要求。1.按承载能力极限计算时满足正截面强度要求：预应力梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。1）对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算：hh0xNdFcd图5.1单筋截面正截面承载力计算图式，（5-1），（5-2）解上两式得：受压区高度（5-3）预应力筋数（5-4a）或（5-4b）式中：—截面上组合力矩。—混凝土抗压设计强度；—预应力筋抗拉设计强度；—单根预应力筋束截面积；b—截面宽度2)若截面承受双向弯矩时，需配双筋的，可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时（受拉区和受压区都有预应力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允许的。2.使用荷载下的应力要求ee上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++Np下Np上Mmax合成+--Mmin合成图5.2应力要求示意图规范（JTJD6