8x25m预应力混凝土简支梁桥桥梁设计

XXXXxx（论文-- 龙华桥位于黑龙江省齐齐哈尔市泰来县南部，此桥建成后将成为泰来县与龙江和桂洲等城镇联系的纽带，为该县带来强大的经济效益。龙华桥设计技术92x1.0m，有人群荷载，线路等级为一级公路，设计荷200m8x25m预应力混凝土简支梁桥，7m 词：预应力混凝土；简支T梁桥；内力计算；钻孔灌注桩基础XXXXxx（论文--LonghuaInrecentyears,ourcountrytheconstructionofhighwayBridgesfortheeconomicdevelopmentofallbroughtgreatpower,notonlyforpeople'stravelarrivedconvenience,atthesametimealsoplayedthebeautificationofthecityfunction.Thaitocountyplanningbureauaccordingtotheirowndevelopmentneeds,toreasonableconstructionthecountyroadnetwork,thecountydecidedtobuildanewsouthbridge,calledthedragonoverseasChinese.ThelonghuabridgeofheilongjiangprovinceJiJiHaErShiThaitosoutherncounty,thisbridgewascompleted,itwillbecometocounty'slongjiangandurbanGuiZhouwiththekeylinkforthecountycometheeconomicbenefitsofpowerful.DragonoverseasChinesedesigntechnologyindexincludes:bridgebanisterscanmeetfor9+2x1.0m,havethecrowdload,thelinelevelforfirstclassroad,designloadforhighwaylevel,thelengthof200mbridge,theupperstructurewith8x25mofprestressedconcretebeambridge,thestructureandthepillartypebridgeandcast-in-placepilefoundation,bridgeheadroom7m,bridgebottomnotnavigation.Inlonghuabridgedesignprocess,instrictaccordancewiththeprovisionsoftherelevantstandardsandrequirementsfordesignandaudit,followsafetydurability,beautifulandeasy,economicandreasonabledemand,thebridgeisexpectedtoreachthedesignrequirements.Keywords:Prestressedconctete；Simpletgirderbridge；Endogenicforcecomputation；Cast-in-placepilefoundation.. 第1章绪 1.1工程概述及其特 桥梁工程概 工程特 1.2方案比选说 第2章设计资料及构造布 设计资 桥梁跨径及桥 设计荷 材料及工 设计依 基本计算数 横截面布 梁间距与主梁片 主梁跨中截面主要尺寸的拟 横截面沿跨长的变 横隔梁设 第3章主梁内力计 永久作用效应计 永久作用集 二期永久作 永久作用效 可变作用效应计算（刚性横梁法 冲击系数和车道折减系 计算主梁的荷载横向分布系 车道荷载的取 计算可变作用效 主梁作用效应组 22第4章预应力钢束的计算及其布 钢筋面积的估算及钢束布 预应力钢筋截面积估 预应力钢束布 跨中截面预应力钢筋的布 锚固面钢束布 其他截面钢束位置及其倾角计 非预应力钢筋截面积估算及布 第5章计算主梁截面几何特 主梁预制并张拉预应力钢 灌浆封锚、主梁吊装及湿接缝浇 桥面、栏杆及人行道施工和运营阶 第6章钢束预应力损失计 预应力钢束与管道壁之间摩擦损 由锚具变形钢束回缩引起的预应力损 混凝土弹性压缩引起的预应力损 由钢束应力松弛引起的预应力损 混凝土收缩和徐变引起的预应力损 第7章主梁截面承载能力与应力验 持久状态承载能力极限状态承载力验 正截面承载力验 斜截面承载力验 持久状况正常使用极限状态抗裂验 正截面抗裂验 斜截面抗裂验 主梁变形（挠度）计 持久状况应力验 持久状况的正应力验 持久状况的混凝土主应 短暂状况的正应力验 7.5锚固区局部承压验 4局部承压区的截面尺寸验 局部抗压承载力验 56第8章桩基础的设 荷载计 桩长计 桩的内力计 桩身截面配筋与强度验 墩顶纵向水平位移验 结 参考文 附 致 XXXXXX（论文-PAGE1

第一 绪10m气象资料（哈尔滨地区）年最高气温：34℃；年最低气温：23℃。标准冻深1/100,Wd=0.65KN/M桥面净空 净—设计洪水频率③施工期限：2012年5月至 年11表1- 方案比较 梁桥1桥长2技术较先进，工艺要求严格，施工方便，已有成熟的工艺技术3属于静定结构，受力不如超静定结构好，但其结构质量安全可靠，耐劳性好，4第二 设计资料及构造布标准跨 25m(墩中心距离主梁全 24.96m(主梁预制长度 1.52KN/m4.99KN/m。C50，C30预应力钢束采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG70mm77mm (2)交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)，简称《桥规；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGJTGC30-2002JTGD63-2007XXXXXX（论文--PAGE425m主梁截面效率指标ρT2200mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采阶段的小截面(b=1600mm)和运营阶段的大截面(b=2200)。净—9m+2×1.0m525m1600mm1-1 混凝XXXXXX（论文-PAGE10土0．70f0．70f0.50.600.6ϕs5Ep0.75f0.65f*C450．70f'0．70f' 束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则：f'=29.6MPa,f'=2.51MPa1-1结构尺寸图（T在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管T200mm。10~20%为合适。本示例考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢125mm，以减少局部应力。1-2)1-2跨中截面尺寸图（51-2。1-2分块面积对上Ai=（cm3（cm4diys分块面积对截面形心惯IxAidiIIi翼板三角角马蹄-翼板-角-马蹄-*

Si400296.2ss

Si387687.28ss

检验截面效率指标ρ(希望ρ0.5

ks

7481.2516053.51

kx

A

ρkskxh

0.53.1920mm160mm，170mm，1-1第三 主梁内力计(1)②马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重G(2)(0.9187.5＋0.658125)×4.53G(3)G(4)=(1.5×0.0.1372＋1×0.1887)44g1GiT

g(5)0.17×0.30×1.2=0.0612(m30.25×0.30×1.45=0.10875(m3

g(6)8cm5cm

5g7一侧防撞栏g(8)g(2)2-1x为计算截面离左支座的距离，并令αxl 2-1

Q1(12α)l 2-12-11弯矩0剪力0弯矩0剪力0弯矩0剪力0XXXXXX（论文4.3.2ππmcG0.748125251010

其中：

1906.54Kg/μ0.1767lnf0.01574.3.1跨中的荷载横向分布系数l24.122.19 mcmii

IT

cbtbiti——相应为单个矩形截面的宽度和厚度； 160150.510 t1 -14 18.125cmXXXXXX（论文--PAGE15

t2537.5 2-2IT的计算图式，IT2-22-

IT计算图式（尺寸单位：cm）2-2IT计算表biticiITi=ci·bi·t3(×10-i1/ 板 蹄cit/b2-6-2XXXXXX（论文-PAGE16

1n

ai525i式中：n=5，a224.422.2248.4(m2i③可变作用（汽车公路—I）

=(0.5636+0.4+0.2818+0.1182+02XXXXXX（论文-PAGE17

=2故可变作用(汽车)mcq可变作用(人群)mcr=0.6432(2)m。可变作用(汽车)

12可变作用(人群)mor2-4m0计算图式（尺寸单位(3)横向分布系数汇总(2-2-31公路—I 4.3.1—I级的均布荷载标准值qkPk

qkP36018024.125180256.48KN 50

Pk256.481.2307.776(kN横向分布系数取m0，从支点至第一根横隔梁段，横向分布系数从m0直线过渡到mc，其余梁段均取mc。2-5示出跨中截面内力计算图式。计算

SmqkmPkqk——2-5可变作用(汽车)1Mmax=2×0.6815×10.5×6.03×24.12×256.48×6.03=2396.50(KNm

1×0.6815×10.5×0.5×2

1×0.2724×6.03×2可变作用(汽车)M=1557.04×0.284=442.2(KNm)可变作用(人群)1Mmax=2×0.6432×2.25×6.03×24.12+0.573×6.03×1.005=113.05(KNm Vmax2×0.6432×2.25×0.5×12.06+2×0.5727×6.03×2.25×2-6)：1Mmax=2×0.6815×10.5×4.525×

1×(1.5083+0.5028)×26.03×10.5+0.6815×256.48×4.525=1164.087(KNm Vmax2×0.6815×10.5×0.75×18.09-2×0.2724×6.03×10.5×M=1164.087×0.284=330.6(KNm)1Mmax=2×0.6432×2.25×4.525×6.03×2.25=86.79(KNm1

1×(1.5083+0.5028)×21Vmax2×0.6432×2.25×0.75×18.09+2×0.5272×6.03×0.0833=10.12

1×10.5×0.682×1×2

1×10.5×0.2724×2(0.9167+0.0833)+0.75×0.6815×307.776=234.99 Vmax2×2.25×0.6432×1×24.12+2×2.25×0.5727×6.03×2-62-72-4。2-4V00永久作用0可变作用（汽车）公路—级可变作用（汽车）可变作用（人群=(3)+(4)+=1.2×（8第四 预应力钢束的估算及其布MsWMsW0.7Npe

1p e1p W式中的Ms为正常使用极限状态按作用（活荷载）短期效应组合计算的弯矩MsMG1MG2MQs1412.98+794.4129+1KNm) 设预应力钢筋截面中心距截面下缘为ap125mm预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为epybap939.9mm；钢筋A=7481.25

Iyb22590025.46101600535.1212.1310mm W0.7 tk

2.46587310

ep

W

212.13106预应力钢筋的张拉控制应力为σcon0.75fpk0.7518601395MPa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要的预应力钢筋的面积为：ApAp1

XXXXXX（论文采用37ϕi15.24Ap371402940mm2，采用夹片式群锚，ϕ70金属波纹管成孔。-25-25XXXXXX（论文-PAGE263-1钢束布置图（尺寸单位a)预制梁端部；b）钢束在端部的锚固位置；c） RN112000mmRN220000mmRN316000mmN33-4钢束计算图示（尺寸单位3dccotθ300cot7ο3d由Lb

Rtanθ3确定弯起点至导线点的水平距离：2Lb216000tan

LwLdLb22451979

24120300

33

Lb

cosθ979cos7N1、N23-2dxkcm面水平距离77N3iaiaci及该点出钢束当xixk0时，ici0aia100mm0<xixkLb1Lb2

RxRxx22 θsin1xixk 当xxLL时，iθθ7 按下式计算ci

cixixkLb2号xLb1Lb2xxθsin1xxcaa支点截面xi12060xixkLb1Lb2xixkLb1Lb27xixkLb1Lb27xi00N2L/4 xi000xixk594起00XXXXXX（论文--PAGE30端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3N2

638180 在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为则有：hoha1600125TγoMd

1.05574.4234810622.422001475x

x78.79mm

2 2As

fcdbfxfpdApfsd

22.4220078.7912602940414mmHRB400As615.44mm2100mm，钢筋重心到底边的距离为as45mmXXXXXX（论文-PAGE313-5非预应力钢筋布置图（尺寸单位第五 主梁截面几何特性计T截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，T梁翼板宽度为300mm300mm1600mm。入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，T2200mm。Amm2iyisiAiyimm3Imm4iyy mm4Ixyy mm4矩IIiImm4x面-积aES--AnynusisiaES

E2.01053.451045.797EE Amm2epybapImm4Wmm3WuIWbIWpIep面面面面面第六 钢束预应力损失计6.2.1表内（5-1~5-7。按《公预规》规定采用σcon0.75fpk=0.75×1860=1395MPa6.2.2l1σl1

xl2dd为锚固点到支点中线的水平距离；μ、k

N２1N31

7，

7，平弯角度为

24.5699.138，所以空间转角为HH

θ2θθ2θ vθx1度同理，可算出其他控制截面处的σl1值。各截面摩擦应力损失值σl1的平均l按《公预规》第6.2.2条，对曲线预应力筋，在计算锚具变形、钢束回缩σl2计算公式如下。l

lf对于夹片锚具顶压张拉时l

lσl——预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后锚固端应力，即跨中截面扣除df在反摩擦影响线长度内，距张拉端x处的锚具变形、钢筋回缩损失：df

2σ

6-2lσσ0σl l求得lf后可知三束预应力钢绞线均满足lflx处的截面由锚具变形和钢筋回缩引起的考虑反摩阻后的预应力损失σxσl2按下式计算，即：

lf式中的σ为张拉端由锚具变形引起的考虑反摩阻后的预应力损失，lf各控制截面xlf截面0l44对于简支梁可取l4σm1αl 式中：mαEPfckfck90%fck0.9C50C45，查44

Ep

1.953.35

22心点）

N

Npep

N

Npep

3753.645

3753.645103

2 649.53752

217.86

σm1α

315.8219.79l

2

f

ζl4所以：σ0.90.30.521238.360.261238.36l

Eεt,tασϕt,tσ p

Ep e2eρ1000εcst,t0——加载龄期为t00.9fck

lgcklg

20d

的加载龄期t090dh2μ式中

A12.52A12.52

502502

h2A26581.25 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20天，由此可查表并插值得相应的徐变系数终极值为ϕtt0ϕt,201.79ϕtt0ϕt,901.32，混凝土收缩应变终极值为

σpc为传力锚固时在跨中和

向非预应力受力钢筋，为简化计算不计构造钢筋影响）Np1MG1MG2MG第一阶段截面特性，计算MG2引起的应力时采用第三阶段截面特性。NN

p1

Np1ep2I2I

MG1

MGpc,1

3698.051033698.05103897.12421412.981061.32794.4129649.5375

191.685

2.137

2.62l4N

3640.781033640.78103897.12421412.98106pc,l

649.5375

217.86

2.42

794.4129

所以：σpc12.3710.972ρApA

2940615.440.00465（未计构造钢筋影响

e2i

1

e2I0取跨中与lI0 ApepAs

2940918.8615.44998.8AAp

2940l4截面：

ApepAs

2940923.43615.44998.9AAp

2940

eps932.65936.49/20A765.1810300I240..82240.8109/2240.811090

1

1150.004653.78

应力l预加力阶段σpIσconσpσconlIl面028l48面758第七 主梁截面承载能力与应力验TxfpdApfsd

12602940330615.4479.3mm

22.4 筋的合力作用点到截面底边距离a为：afpdApapfsdAsfpdApfsd

12602940125330615.4445120.8mm12602940330615.44

h0ha1600120.8从前表可知，梁跨中截面弯矩组合设计值Md5574.42348KNm，截面抗fb

x222.4220079.31479.279.325625.62106N cd

5574.42348KNl420.5103α2

式中的Vd为验算截面处剪力组合设计值，这里Vd599.67788KNfcu,kfcu,k50MPa;b200mm（腹板厚度h0af

Ap

f

12602940400330615.44

fpdApfsd

12602940330所以h01600128.741471.26mm;α2为预应力提高系数，α21.25

1.0599.6778820.50103α2

0.501031.251.832001471.26336.55KNγ0d0d

0.51103

2001471.261061.14KN

ααα0.451032fcu2fcu,kρsvfXXXXXX（论文-PAGE44

0.75103

式中：α1——异号弯矩影响系数，α1=1.0α2——预应力提高系数，α2=1.25；p100ρ100ApApb

1002940615.441.2082001471.2610mmHRB335fsv280MPa，间距sv则 278.54157.08mm2，故

Asv

200

20.61.208500.00393 1.01.2520.61.208500.00393 0.75103126029400.01VcsVpb838.33927.783866.122KN

XXXXXX（论文-PAGE60lpNpσpApσl6As1113.042940116615.443200.95KNlpe p

A

σ

As

asp

1113.042940116615.44则 σpc

Np

Np

3200.95103649.5375

3200.951.875

σM

MG1MG21MG22MQsn n

1412.98106192.7106601.71060.71557.041.875

2.14

σstσpc0.7由以上计算知σstσpc16.2520.584.33MPa（压，说明截面在作用（或荷载）AσM

MG1MG21MG22MQ1n n

1412.98106192.7106601.7106668.031061.875 2.14

σltσpc13.9320.586.65变处进行验算。本例仍取剪力和弯矩都较大的变化点l4其中计算点分别取上梗肋aax0x0处、净截面重心xnxn处及下梗肋bb处，其它截面均可用同样方法计算。实际设计中，应aaxnxn

2第一阶段净截面对其xn577.9mmx0计算点位置ax0bax0bax0b面积矩符000面积

7-1变化点截面（尺寸单位以上梗肋处aa剪应力的计算按下式进行，其中VQs为可变作用引起的剪力短期效应组合值，VQ153.697KN，所以有：τVG1

bI

G bI

117.16291031.4810815.981031.584108200217.86 20049.89153.6971031.8451081131.9529400.011.48108200240.8

200217.86

NpσpApbcosθpσpApσl6As1113.0498010.98821116615.443188.08103σNP

Np

MG

G

AIAII I

I I3188.08

649.5375

217.86

217.86

240.8

2

σσσ2 cy2

4.074.072x0x0及下梗肋处bbl4第二阶段换S0第三阶段换a1.481.5841.845-x01.5871.7121.939-b1.1691.3391.492-0.7ftk0.72.65主梁变形（挠度）c主梁计算跨径l24.12m，C50E3.45104MPac0梁l4I240.8109mm40

c0 0.95Ec0现将可变荷载作为均布荷载作用在主梁上，则主梁跨中挠度系数α5荷载短期效应的可变荷载值为MQs1202.98KN

5

0.953.45

1202.98240.8

1.439.213.2mm

2412040.2mm

5

1.43

0.953.45

240.8采用l4Np

σp

Apbcosθpσp

Apσl6As1113.0498010.988211163188.08103 cosθ

A aσ

A a p

p

l6 p

MpeNp

e3188.08103321.741025.73106Npn截面惯矩应采用预加力阶段（第一阶段）的截面惯矩，为简化这里仍以梁l4处I217.86109mm4作为全梁的平均值来计算pn则主梁上拱度（跨中截面）LMpeM

00

0.95EcI

dx

80.95EcI

10.45mm考虑长期效应的预加力引起的上拱值为

梁在预加力和荷载短期效应组合共同作用下并考虑长期效应的挠度值为：ωωω

13.224.2420.9 l4（截断或梁顶等（荷载）MG11412.98KNm,MG21192.7KNm,Mg22MQ2713.99KNNp

3200.95103NNp

Np

epn

MG1

MG

MG22MQσcu

3200.951033200.95103897.1241412.98106192.71062713.99649.5375 3.317 3.317 3.45 4.331.36MPa0.5fck0.532.4

MG21

MG22W0

192.72.45

2713.992.62

σσp

1113045.65211.151176.06MPa0.65f

0.651860本例取剪力和弯矩都有较大的变化点

4（1）以上梗肋处aa剪应力的计算按下式进行，其中VQVQVQ1VQ2263.3610.12273.48KNτVG1

bI

VG bI

117.16291031.4810815.981031.584108200217.86 20049.89273.481031.8451081131.9529400.011.48108200240.8

200217.86

Np

σp

Apbcosθpσp

Apσl6As1113.0498010.988211163188.08103lp plp

A

σ

As

asp

σNP

Np

MG

G

AIAII I

I I3188.08

649.5375

217.86

217.86

240.8

σσcp

2

σσσ2 cy2

4.934.93 2x0x0及下梗肋bb变化点截面l4剪力a1.481.5841.845-69x01.5871.7121.939-49b1.1691.3391.492-2混凝土的主压应力限制值为0.6

0.632.419.44MPa最大主拉应力为σtpmax0.54MPa0.5

0.52.651.33MPa

短暂状况下（预加力阶段）

NN

NpINpI

MG1MG1N

3698.05103N,

1412.98KNm，截面特性取用前表σt

3698.05

3698.05103897.1241412.98106 649.5375

3.317

3.317

8.56MPa（压σt

3698.05

3698.05103897.1241412.98106 649.5375

1.875

1.875

15.85MPa（压tcc15.85MPa0.7t

0.729.60.2%的纵向钢筋即可。很大的局部压力，可能使梁端产生纵向裂缝，需进行局部承压验算，N2

力；本设计中，每束预应力筋的截面积为980mm2，张拉控制应力1395MPa，Fld=1.2×1395×980=1640.52kN；fcd——预应力张拉时混凝土轴心抗压强度设计值，本设计张拉时混凝土C45，则fcd=20.5MPa；=1.0，Aln、AlAln为扣除Al为不扣除空洞的面积；对于具有喇叭管并与垫板连成整体的Aln可取垫板面积扣除喇叭管尾端内孔面积。180mm×180mm，70mm2Al1801802

Aln180180

4

bA450450b

A1.31.02.520.5285521902.277103Nγ cd 01640.52103

式中：Fld——局部受压面积上的局部压力设计值，Fld

4

1.034K——间接钢筋影响系数，按《公预规》5.3.2ρv10mmHRB33578.54mm2，所以ρ4

478.54d d

C45fcd=20.5MPa。将上述各计算值代入局部抗压承载力计算公式，

所以N2钢束锚下局部承压计算满足要求。同理可对N1、N3号钢束进行局部承

第八 桩基础计4.01.5mm；以下为硬塑性粘土。m14103KNm4）Eh2.6104MPa。

119.4310.924524.961894.09KNN2

11.000.76.020.62542KN4N3.14160.624.9254N恒N1N2N3N4qπ1.521526.51KNm4N5852.92KN（公路-IN571.23KNN6660.41KN（公路-IN654.27KNT=45KN，10.0421.14.92 2 0.65则由盖梁引起的风力

12.1491.07KN2对桩顶的力臂为1.1014.92墩柱引起的风力：W20.85KN14.92.45m2Nmax2218.25956+852.92+71.23=3142.40956KN(Nmin2218.25956660.4154.272932.93956(kN6H451.070.8546.92(kN6MN

0.25T6.021

5.45

2.45N'0.25(单跨可变荷载165.1025270.9455.83152.0825NMHNM

6-NmaxNmin2932.9395616.962949.89956(kNH0M0457.52946.921.0504.449kNh，则：

i

2 U5cm，Uπ1.554.867mli土层厚度m00.8；AAπR21.76625m2；2k2深度修正系数，取为k1.52h3为一般冲刷以下深度(m；γ——土层的重度，取γ8.0kNm3 [N]1[4.867(4h)40]0.750.81.76625[2201.58(4h3)]

3159.36956+4×16.96+12 3224.20956+8.48h=635.222+110.81684075hh=27m，31[N]635.222110.82273627.28(kN)Nmax3224.209568.483451.16956(kN桩的内力计算