熊兔大桥桥梁毕业设计说明

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1、熊兔大桥设计Xiongtu Bridge Design学 院：建筑与土木工程学院专 业 班 级：土木工程1105学 号：110801515学 生 姓 名：海峰指 导 教 师：于贺 （讲师）2015年 06月摘 要本课题的设计为预应力空心板梁桥设计名为熊兔大桥：桥长60m，跨度10.00米，桥面宽10m，包括1.50m（人行道）2 + 3.50m2（车道）。本次设计首先进行方案比选，然后对各位置结构所需要进行设计的荷载进行了计算，与配筋计算和墩柱等设计计算。在计算过程中，对结构力的结构主要是进行了计算，并且对各位置设计的是否合理进行了验算，充分学习了与桥梁相关的知识。桥梁车道为两车道，设计荷载是

2、公路II级。本桥的预应力空心板配筋采用部分预应力A类截面设计，用先法施工对桥面施工，选用预应力钢筋，17钢绞线，其直径为12.7mm，其余部分普通钢筋采用HRB235或R235。在设计过程中对上部的力结构可变荷载，恒载与配筋都进行了计算并对其都进行了合理验算。本桥支座由4层钢板和5层橡胶的组成板式橡胶支座，设计部分主要进行支座的偏转与抗滑稳定性的验算，之后我们进行了盖梁，墩柱以与灌注桩的基本设计，力计算以与合理性验算。关键词：预应力: 荷载 :先法97 / 103AbstractsThis graduation project topic is prestressed concrete hol

3、low slab bridge, it called Xiongtu Bridge. The bridge is 60 meters in length, arranged 6 cross per 10.00 meters, the width of deck is 10 meters, including 1.50 meters（sidewalk）2+3.50meters2（carriageway).First,the design is carried out alternatives,then we calculate the position of the load structure

4、,reinforcement calculate,and pier calculate。During the calculate ,we did a lot of computing about internal force,and we were checking each position whether it is reasonable.we also learn much knowledge about bridge.The design is load grade,and make two lane design.The prestressed hollow reinforcemen

5、t is class A cross-sectional ,the bridge of construction using the pre-tensioning method and prestressing steel strand is the 17 and the diameter is 12.7mm，the ordinary steel choose HRB235 and R235.In the design process,we make the calculate and checking about the upper part of the internal forces v

6、ariable load,dead load and reinforcement.The bridges bearing choose the steel plate of four-layer ,the rubber of five-layer makes up the laminated rubber bearing,and we check the bearing the stability against sliding bearing deflection.We make the calculate about capping beam,pier and bored piles of

7、 internal force and checking.Key words: prestress :load :pre-tensioning meth目 录摘 要IAbstractsII第1章 桥梁的设计概况1 1.1方案比选.11.2桥梁设计基本容41.3桥梁设计材料的选用41.4桥梁设计依据41.5桥梁设计构造形式和尺寸的选定4第2章 上部结构力计算与配筋计算62.1空心板毛截面的几何特性计算62.2作用效应计算82.2.1永久作用效应计算82.2.2可变作用效应计算92.3作用效应组合152.4预应力钢筋数量估算与布置172.4.1预应力钢筋的数量估算172.4.2预应力钢筋的布置19

8、2.5换算截面几何特性的计算212.6承载能力极限状态计算232.7计算预应力损失27第3章 空心板各状态的验算与变形计算323.1 空心板正常使用极限状态的相关计算323.2空心板变形计算413.2.1正常使用阶段的挠度计算413.2.2预加力产生的反拱度的计算与预拱度的设置413.3空心板持久状态下的应力验算443.3.1跨中截面混凝土法向的压应力验算443.3.2跨中截面预应力钢绞线的拉应力验算443.3.3斜截面主应力验算453.4 空心板短暂状态的应力验算483.5 最小配筋率的校核52第4章 空心板的铰缝与吊环计算544.1 空心板的铰缝计算544.1.1铰缝剪力计算544.1.2

9、铰缝抗剪强度计算574.2预制空心板的吊环计算57第5章 空心板支座计算595.1 支座平面尺寸的选择595.2确定支座的厚度595.3支座的验算605.3.1支座的偏转验算605.3.2支座的稳定性验算60第6章 盖梁计算626.1 盖梁的材料和尺寸626.2盖梁荷载计算626.2.1 上部永久荷载626.2.2盖梁自重作用效应的计算636.2.3可变荷载计算656.2.4双柱反力计算736.3盖梁的恒活载作用下各截面的力计算746.4截面配筋设计与承载力校核76第7章 桥墩墩柱的设计与计算797.1 桥墩墩柱荷载计算797.1.1 墩柱恒载计算797.1.2 汽车荷载计算797.1.3 双

10、柱反力横向分布计算797.1.4 荷载组合807.2墩柱截面配筋计算和应力验算817.2.1 桥墩顶部底部的外力计算817.2.2截面配筋计算81第8章 钻孔灌注桩计算848.1 钻孔灌注桩的荷载计算848.1.1 灌注桩恒载计算848.1.2灌注桩可变荷载计算848.1.3灌注桩桩长计算858.2灌注桩的力计算868.3桩身截面的配筋和承载力验算888.4桩顶的纵向水平位移验算89第9章 结论92参考文献93致 94第1章 桥梁的设计概况1.1方案比选（1）首选方案，预应力空心板梁桥，图1-1所示空心板桥的立面图，图1-2所示空心板桥的横截面图。图1-1空心板桥立面图图1-2空心板桥横截面图

11、方案一桥型选定为的空心板梁桥优点：桥的重量很轻，跨度稍小通常用于这种类型的桥，和桥跨的分离力和交叉立体结构更加统一，施工相对简单，成本低，相对简单，费用较少，经济较为合理。缺点：结构过于简单，只有一个小的跨度，桥不够漂亮（2） 方案二：预应力连续梁桥，图1-3所示为连续梁桥的立面图，图1-4所示为连续梁桥的横断面图。图1-3连续梁桥立面图图1-4连续梁桥横断面方案二桥型选定为610m的预应力连续梁桥优点：快速安装施工，节约材料，承载能力大，整体性好，刚度大，受力均匀，安全性好，该类桥梁行车舒适和美丽。缺点：施工难度大，成本费用高，工期时间长。（3） 方案三：简支T型梁桥，图1-5所示为简支T型

12、梁桥的立面图。图1-6所示为简支T型梁桥的横截面图。图1-5简支T型梁桥立面图图1-6简支T型梁桥横截面图方案三桥型选定为610m的预应力简支T型梁桥优点：结构简单，施工周期较短。受力单一，用料少，应用跨度大，施工中管理简单，成本少。缺点：自重较大，安装需要大型起重机设备，不利于小规模施工。经上述三个方案比较，考虑设计的规和要求，每个方案的优点和缺点，综合分析，方案一和三的成本相对较低，但对低跨建筑高度计划很小，所以选择方案一。1.2桥梁设计基本容（1） 桥梁设计跨径：610.00m，全长60m。标准的跨径10.00m,计算的跨径9.6m。（2） 桥面设计净空：3.50m（行车道）2+1.50

13、m（人行道）2=10m。（3）设计荷载汽车荷载：公路级荷载人群荷载：为0.30kN/m2:。1.3桥梁设计材料的选用（1） 钢筋的选择：预应力钢筋：17钢绞线，直径为12.7mm，截面面积98.7mm2。普通钢筋选用HRB235,R235。（2） 混凝土选择：空心板为C40混凝土桥面铰缝均选用C30混凝土人行道C20混凝土1.4桥梁设计依据（1）公路工程技术标准(JTG B01-2003)（2）公路桥涵设计规(JTG D60-2004)（3）公路桥涵施工技术规（JTJ0412000）1.5桥梁构造和尺寸的选定桥面净空布置为3.50米（行车道）2+1.50米（人行道）2。全桥的宽为10米故选用1

14、0块C40预制预应力混空心板，每块板的大小为宽100cm，长10.00m。桥面用先法施工，其预应力钢筋的直径为12.7mm，截面面积98.7mm2 17钢绞线，=1860MPa，=1.95 MPa。钢绞线布置方向沿桥跨的方向直线布置。空心板使用C40混凝土，其=26.8MPa，=2.4MPa， =18.4MPa，=1.65MPa。桥面空心板布置如图1-7，板截面图如图1-8。图1-7 板横断面图（单位：cm）图1-8 板尺寸图（单位：cm）第2章 上部结构力计算与配筋计算2.1板毛截面的几何特性计算（1）毛截面面积AA=10062-22020-2(1/285+82.5+1/282.5) =35

15、88（2）毛截面重心位置截面在板高的1/2处的静矩=21/22.58(23+8/3)+2.58(23+8/2)+1/258(23-8/3) =2406.7铰缝的面积=2(1/22.58+2.58+1/258)=100毛截面重心位置离板1/2高的距离为(向下移)铰缝重心离板1/2高处的距离为（3） 空心板毛截面的重心处产生的惯性矩I设半圆面积=1/84040=628cm半圆重心轴半圆重心处产生的惯性矩空心板毛截面重心处产生的惯性矩I=圆形空心板图如图2-1所示的空心板的截面，可以简化为一个单一的矩形框，如图2-2所示，一个半圆 。图2-1挖空半圆图（单位:mm）图2-2板截面简化图2.2作用效应

16、计算2.2.1永久作用效应计算（1） 板的自重（一阶段板自重）（2） 构造自重（二阶段构件自重）人行道上路面栏杆的重力考虑单侧12kN/m计算，路面为10cm厚的沥青混凝土，（本桥为计算方便不考虑桥梁产生的横向弯曲变形），所以每延米重力为（3） 铰缝自身重（二阶段构件自重）得板每延米重力g板永久作用效应数据，计算结果见表2-1所示。表2-1 空心板永久作用效应作用种类项目 KN/m计算跨径m作用效应M(KN/m)作用效应V(KN)跨中1/4跨 支点1/4跨跨中8.9709.60103.3377.5043.0621.5205.0899.6058.6343.9724.4312.2205.0899.

17、60161.96121.4767.4833.7402.2.2可变作用效应计算车辆荷载按桥规规定用第二类车道荷载：计算剪力，集中荷载标准值应扩大1.2倍桥规中明确规定，对线不良影响车道荷载分布和结构，并对线路影响最大的峰值只有一个动作一个集中荷载标准值，这时考虑了两车道折减系数一般数值取1（1） 车辆荷载的横向分布系数的计算横向分布系数用铰接板法：空心板跨中和1 / 4位置处：杠杆原理法：1 / 4处，通过插值方法得到荷载。 跨中与1/4位置处计算横向分布系数计算板横向的刚度系数 （2-1）前面计算,。代入公式得算得刚度系数后和查公路桥涵设计手册梁桥中篇附录（二）可得到十块板的梁桥的荷载横向分布

18、系数表的影响线，从查表= 0.06和0.04，线性插值可以= 0.051。计算结果如下表2-2所示。表2-2 板横向分布系数影响线坐标板号作用位置1234567891010.3320.2430.1550.0910.0630.0410.0270.0190.0140.01120.2430.2420.1870.1190.0760.0500.0330.0220.0160.01430.1550.1870.2070.1650.1050.0680.0440.0300.0220.01940.0990.1190.1650.1930.1560.1010.0660.0440.0330.02750.0630.0760

19、.1050.1560.1880.1540.1010.0680.0500.041根据表中的数据，对空心板的绘制水平线和车辆是按最不利荷载布置，和横向分布系数得到。下图2-3为最不利影响线分布图。图2-3 板横向系数和布载最不利图（单位：m）根据上图2-3计算板的横向系数；空心板1：=0.314+0.019=0.333空心板2：=0.240+0.020=0.260空心板3：=0.167+0.022=0.189空心板4：=空心板5：=板横向系数于表2-3所示表2-3 板横向系数表横向分布系数板号123450.1840.2140.2490.2630.2700.3330.2600.1890.1310.1

20、12表2-3中的数据可看出，当车辆在两排，4板块是最不利的，便于设计和汽车和人群荷载效应组合是，跨中和1/4点的横向分布系数取；，。 车道荷载作用支点的横向分布系数如图2-4所示，2到4号板的横向分布系数计算如下图2-4 支点出横向分布系数影响线（单位：m）； 支点到1/4点的横行分布系数从支点处到1/4点处插得，空心板横向系数于下表2-4中所示表2-4 空心板横向系数作用种类位置跨中至1/4处支点处汽车荷载0.2630.500人群荷载0.1890（2）汽车荷载冲击系数的计算对于简支板桥= (2-2） 前面计算得m，。代入得到（3）可变作用效应计算a 车道荷载效应计算空心板和L / 4段跨车道

21、荷载的影响，然后均匀分布载荷应充斥着船上的线数一样的不利影响，对荷载集中处产生最大影响的峰线，见图2-5所示。图2-5 空心板跨中处与l/4截面处力影响线跨中截面弯矩： 剪力：弯矩（不计冲击）： （计入冲击)：剪力(不计冲击）： （计入冲击)：1/4截面弯矩（不计冲击）： （计入冲击)：剪力(不计冲击）： （计入冲击)：支点截面剪力图2-6所示，支点处剪力的影响线图图2-6 支点处剪力影响线剪力（不计冲击)：10.2637.8750.59.6+0.5（0.5-0.263） 9.6/47.8750.917+0.51178.56=101.28kN （计入冲击） ：b 人群荷载效应计算跨中截面1/4

22、截面支点截面0.1894.59.6/4-0.59.6/4(0.189-0)4.50.917=3.15kN可变作用各数值于表2-5中所示表2-5 可变作用数值汇总表种类位置效应弯矩M（KN/m）剪力V(KN)跨中1/4跨中1/4支点车道荷载不计冲击117.7888.3425.9740.81101.28计入冲击144.40108.3031.8350.03124.16人群荷载9.807.351.022.303.152.3作用效应组合桥规中，承载力极限状况下和正常使用极限状况下组成的基本效应组合，表达式为： （2-3）式中：结构系数，取0.9效应组合设计值永久作用效应标准值车辆荷载（计入冲击）标准值处

23、于正常使用极限状况下，不同的设计要求，采用两种不同组合：短期效应组合公式： （2-4）其中：短期效应组合设计值永久作用效应标准值车辆荷载标准值（不计冲击）长期效应组合公式： （2-5）桥规要求，处于弹性阶段时需进行计算的组件，标准效应的组合的表达式为： （2-6）根据以上公式的作用效应产生的影响，不同的组合公式可以算出每个作用效应下的设计值，其结果汇总于下表2-6所示表2-6空心板组合效应值汇总表序号作用种类弯矩M（kN/m）剪力V（kN）跨中1/4跨中1/4支点作用效应标准值永久作用效应103.3377.50021.5243.0662.0846.56012.9325.87=+（）165.42

24、124.06034.4668.92可变作用效应车道荷载不计冲击117.7888.3425.9740.81101.28计入冲击144.40108.3031.8350.03124.16人群荷载9.807.351.022.303.15承载能力极限状态基本组合1.2 （1）198.50128.87041.3582.701.4 （2）202.16151.6244.5670.04173.820.81.4 （3）10.988.231.142.583.53=（1）+（2）（3）411.64308.7245.70113.97260.05正常使用极限状态作用短期效应组合 （4）165.42124.06034.46

25、68.920.7 （5）82.4561.8418.1828.5770.90 （6）9.807.351.022.303.15=（4）+（5）+（6）257.67193.2519.2065.33142.97作用长期效应组合 （7）165.42124.06034.4668.920.4 （8）47.1135.3410.3916.3240.510.4 （9）3.922.940.410.921.26=（7）+（8）+（9）216.45162.3410.8051.70110.69弹性阶段效应计算标准值效应组合 （10）165.42124.06034.4668.92 （11）144.40108.3031.83

26、50.03124.16 （12）9.807.351.022.303.15=（10）+（11）（12）319.62239.6232.8586.79196.232.4预应力钢筋设计2.4.1预应力钢筋的数量估算预拉预应力混凝土空心板的施工方法桥梁，设计应满足的设计要求，承载力，裂缝宽度，裂缝，受力和变形。上述的控制条件，应注意在结构正常使用极限状态下，组件的性能一定的安全能力，并能保证当结构达到承载力极限状态也有一定的安全能力。所以，在预应力混凝土桥梁的设计，首先，预应力筋的数量是根据要求的结构在正常使用极限状态的确定，通过构件承载能力极限状态的要求来确定普通钢筋。由一级分的桥。首先，根据正常使用

27、极限状态的要求来确定有效预应力。公预规中规定，构件的混凝土法向应力由正截面的确定。为A类构件满足以下要求：作用短期效应组合情况下，满足 （2-7）式中：构件边缘的混凝土的拉应力验算抗裂性能（构件处于短期效应组合）构件边缘砼的有效压应力验算抗裂性能开始设时，和按以下公式 （2-8） （2-9）式中：预应力钢筋重心处在毛截面重心处产生的偏心距，可先假设代入公式，可求出使A类构件的正截面抗裂性满足要求时的效预加应力 (2-10)式中：混凝土抗拉强度标准值 本桥空心板桥为C40型号的混凝土，由表2-6可知，板的截面面积为，设，计算如下：这时需要预应力钢筋的截面面积 （2-11）上述式中：预应力钢绞线的

28、拉控制力预应力的全部损失值，近似为拉控制力的20%本桥设计使用钢绞线是17根，直径12.7毫米，公截面面积98.7平方毫米，其中，。按公预规要求得到，取，则=选用17根钢绞线为6根，则2.4.2预应力钢筋的布置选用6根17钢绞线预应力钢筋，安装在空心板，沿线桥梁的边缘。公共预算体系的要求，钢绞线，不应小于25mm的间距，设置在螺旋筋的两端应不小于150mm.公预规要求，钢丝的净距不小于25mm，螺杆的两端设置不小于150mm，钢筋混凝土下面的图2-7为预应力空心板截面。确定预应力筋数量，钢筋数量的正截面承载力极限状态的条件决定的，并没有考虑到预应力钢筋和普通钢筋的受压区的影响。为方便计算将空心

29、板横截面转化为一个工字型截面计算；图2-7 板跨中处预应力钢筋的布置（单位：mm）根据以上计算求得，。等效截面上翼板的厚度为：下翼缘厚度为肋板厚度：，则简化等效的工字形截面的尺寸图如图2-8所示图2-8板简化等效工字型截面（单位：mm）估算普通钢筋时，先假定，设=62-4=58cm=580mm公预规查得,C40,，由表2-6已知跨中=411.64kN/m，代入下列公式得到： （2-12）得到解：，且，说明中和轴在翼缘板，普通钢筋面积。应力计算不需要配置纵向普通钢筋，根据配置的结构要求。选用HRB335普通钢筋，。根据公预规要求得满足，。普通钢筋采用512，512的该钢筋在空心板的下边缘，总体布

30、局，沿板长的直线，对钢筋40mm的下边缘的中心，即。2.5换算截面几何特性的计算由前面已知空心板的毛截面面积，毛截面重心处距板高1/2处的距离d=7mm(向下)，惯性矩。（1）换算截面面积 (2-13)计算得到：；（2）换算截面重心的位置钢筋换算截面在毛截面重心处产生的静矩 = =1544278.14转换部分的截面与板的两者重心之间的距离：（向下移）转换部分的截面与板两者重心之间下缘的距离：转换部分的截面与板两者重心之间上缘的距离：转换部分的截面与预应力钢筋两者重心之间的距离：转换部分的截面与普通钢筋两者重心之间的距离：（3） 换算截面惯性矩 = =（4）换算截面弹性抵抗矩上缘：上缘：2.6承

31、载能力极限状态计算（1）跨中处正截面的抗弯承载力跨中处截面尺寸配筋见图3-1。预应力钢绞线的合力的作用点和普通钢筋的截面在距离底边40mm，有效截面的底部边缘的距离可以采等效工字形截面的等效转换的方法计算，见图2-8，工字型上翼缘厚度上翼缘板的厚度，肋宽。为第一类中的T型截面，所以计算宽度取矩形截面的抗弯承载力。计算混凝土受压区高度x：解得跨中截面处的抗弯承载力=计算结果表明，满足要求。（2）斜截面处计算其抗剪承载力截面处抗剪强度的上下限在h/2节点处的截面计算结构斜截面的抗剪承载力。先校核抗剪强度上的限，下限，公预规要求 （2-14）式中：剪力设计值，这是在表2-6点的剪切力和剪切力，横截面

32、，剪力之间的距离h / 2得到= 310mm。截面有效高度边长为150mm的砼的抗压强度，板混凝土选C40型号，。b工字型截面的腹板宽度为b=145.8mm代入公式得计算结果表明截面尺寸满足规要求。按公预规要求式中：公预规中规定受弯构件值取=1.0，可乘以1.25的增长指数。因为，按照表2-6沿跨度的每一部分控制剪应力组合值在部分区段需要配置抗剪钢筋的计算。为了施工构造简单，预应力混凝土空心板不弯起钢筋计算剪切的箍筋和混凝土抗剪承载力计算公式如下 （2-15） （2-16）公式中各项按公预规规定选取；各位置的弯矩影响系数，取=1.0预应力系数本构件取=1.0被压翼缘影响系数本构件取=1.1b，

33、工字型截面的参数P纵向钢筋配筋率箍筋配箍率，箍筋选用两股，箍筋的间距计算式为设计箍筋用HRB335普通钢筋，。箍筋间距，按公预规中的要求规定，在支座中心沿桥的方向不小于一倍梁高，箍筋间距取100mm。配筋率：剪力值部分桥梁，只有根据箍筋的构造要求，设箍筋仍选用两股，配箍率取，由此可求出可以计算结构箍筋与箍筋间距取，经比较，箍筋沿板跨方向布置如下图2-9所示。图2-9 板箍筋配置图（单位:cm）b 斜截面处计算截面的抗剪承载力从图2-9上可取以下三个截面位置并计算该位置的抗剪承载力：距支座中心h/2=310mm处截面，x=4800-310=4490mm距跨中位置x=2000mm处（箍筋间距发生变

34、化）距跨中位置x=2000+12150=3800mm处截面处的剪力组合值可从表2-6中由跨中和支点处的设计值直线插得到。结果列于表2-7。表2-7 各截面处的剪力组合表截面位置xX=4800X=4490X=3800X=2000X=0设计值KN260.05246.21215.39135.0145.70当距支座中心h/2=310mm,x=4490mm时由于空心板预应力和普通钢筋都是直线配筋，等效工字型截面肋宽为145.8mm,不设弯起斜筋，可按下列公式计算 （2-17）上式中：，。代入得满足要求。当x=2000mm时，满足要求当x=3800mm时，满足要求2.7计算预应力损失该桥面使用直径12.7

35、mm的17股的预应力钢绞线，。控制应力取。（1）锚具发生变形、回缩产生的应力损失拉伸长度的预应力钢绞线的有效距离，假设长座L = 50m。单端拉锚固，顶压L = 4m则（2）加热养护引起温差损失预应力混凝土空心板应进行以减少由压力损失引起的温度差，和维护措施的使用在不同的阶段。设钢绞线和基座之间的最大温差为15，则（3） 应力松弛产生的损失 （2-18）式中：拉系数，=1.0松弛系数=0.3抗拉强度标准值，=1860MPa当钢筋应力发生传力锚固时，按公预规要求，对构件，代入公式，得（4）混凝土弹性压缩产生的损失对先法构件：式中：预应力钢筋与混凝土弹性的模量之比，对钢筋的重心计算，对刚整个预应力

36、混凝土的法向力的形成 （2-19） （2-20） （2-21）上式中，所有的力量和锚固引起的预应力损失，公预规规定，先法构件锚固的应力损失是：，前面计算：，。（5） 混凝土收缩徐变引起的损失 （2-22）式中：受拉位置的纵向钢筋含率 构件的重心位置到构件到其纵向钢筋截面位置的距离，mm回转半径，受拉区部分的重力和应力在纵向钢筋位置处产生的预应力，计算式为传力钢筋预应力锚固，其值如下受拉纵向钢筋中心处到横截面中心距离 钢筋的锚固年龄期为，混凝土发生收缩应变时的计算龄期为t。混凝土加载时的期龄，计算时年龄为t的徐变系数。，考虑到本案的重力，由于收缩和徐变的时间较长，所以永久使用，空心板在常住弯矩截

37、面表2-6，KNm，钢筋重心位置由重力所产生的中心拉应力为：跨中：1/4处：支点：钢筋重心位置由自重产生的压应力：跨中：1/4处：支点：由于公预规规定，不得大于0.5倍的混凝土立方体抗压强度。此时可假定，该混凝土发生传力锚固时，此混凝土的强度达到C30，这时，跨中、l/4截面、支点这三处的钢筋重心位置的压应力分别为2.26MPa、2.88MPa、4.75MPa，均小于，满足要求。设发生传力锚固的龄期为7d，混凝土龄期的终极值为，桥的环境相对大气湿度为75%，其终极龄期为7d。前面已算出，板毛截面的面积为，板的长度与大气相接触的实际的周边的长度为。理论上厚度为。我们可从公预规中的表6.2.7直线

38、插得将以上数值代入公式跨中损失应力：1/4处损失应力支点损失应力（六）预应力组合由于传力锚固产生损失传力锚固损失总和：跨中：1/4截面：支点：各截面有效应力：跨中：1/4截面：支点：第3章 空心板各状态下的应力验算与变形计算3.1 空心板正常使用极限状况下的计算（1）正截面位置的抗裂性验算是否合理公预规中表明正截面的抗裂性验算是指对构件的跨中截面处对砼的拉应力进行验算。因为桥是预应力的一种组成的一部分，需要满足两点要求：第一，综合效应的短期影响下，；第二，长期作用效应组合影响下，没有拉应力的出现。由前面计算结果可从表2-6中已知空心板的跨中截面弯矩为，可根据截面换算计算得到下缘抵抗矩。上述式中

39、；预应力损失已扣除所有，验算混凝土的边缘产生的预应力的抗裂性，其值为：长期组合效应的影响下，抗裂验算验算混凝土构件在其边缘产生的拉应力由前面计算可从表2-6中已知空心板的跨中截面弯矩为，而后根据截面换算计算得到下缘抵抗矩为。满足A类构件要求。计算温差应力应满足公预规附录B表中的要求，桥面铺上10cm厚的沥青混凝土，由公预规规定，=5.5，竖向温度梯度见图3-1所示，由于空心板高为620mm400mm，取A=300mm.图3-1 板竖向梯度图（单位：mm）对于本板桥，温差应力的计算公式为； (3-1) (3-2)正温差应力计算公式为： (3-3)上述式中： 混凝土线膨胀系数，取0.00001混凝

40、土弹性模量，C40混凝土截面单位面积单位面积的平均温度梯度，以正数使用 y应力距重心处位置的距离，转换部分位置，截面上为正值，下为负值换算截面面积与惯性矩单位的重心位置和转换部分的中心之间的距离，上为正值，下为负值现列表计算，。结果于下表3-1所示。表3-1 温差应力计算表编号单元面积（）温度（）单元面积到截面重心距离（mm）1801000=80000(14+7.2)/2=10.62（270+60）20=4000(5.5+7.2)/2=6.353270300+60300=600005.5/2=2.75正温差应力计算：梁顶：梁底：普通钢筋重心处：预应力钢筋重心处：预应力钢筋的温差应力：普通钢筋的

41、温差应力：反温差应力，公预规规定，正温差应力-0.5；梁顶：梁底：预应力钢绞线：普通钢筋：数据中数值为正为压应力，为负为拉应力。假设温度频差为0.8，考虑到温度和温度应力的差异，梁的总应力在短期效应组合：满足条件。在长期效应组合影响下，梁底总压力为：满足A类构件要求（2）斜截面抗裂验算构件的截面是由主拉应力控制，与短期效应组合是用来考虑温差。温差效应可以用来计算正截面抗裂性，同时选取支点截面，分别计算支点截面A-A纤维，B-B纤维，C-C纤维三处位置的主拉应力，对于部分预应力A类构件的组成部分，还应满足上述式中： 砼抗压强度的标准值，C40型号的混凝土为=2.4MPa用组合预应力混凝土应力的短

42、期效应引起的主力，并考虑温度的影响温差应力计算：a 正温差应力A-A纤维处：B-B纤维处C-C纤维处b 反温差应力A-A纤维处：B-B纤维处：C-C纤维处：c 主拉应力A-A纤维处(计算公式如下)： （3-4） （3-5）上述式中：支点截面短期组合效应剪力设计值，由前面表2-6中已知=149.42kN= b该处截面的腹板宽度，取b=60+270=200mm该处截面的抗弯惯性矩，A-A纤维处截面以上对板截面和重心处的截面的转换静矩， （3-6）则上述式中：A-A纤维重心轴的距离，上述式中：竖直力生成的弯矩，支点处温差频遇系数，取=0.8计入反温差，主拉应力：反温差应力：各式数值，正值代表压应力，

43、负值代表拉应力短期的影响作用的一个组成是部分预应力组成部分，应按照，AA纤维位置（考虑正温差影响） 符合要求。B-B纤维处 （3-7）上述式中：B-B纤维处截面以上对板截面和重心处的截面的转换静矩（铰缝未扣除）同上：，计入反温差应力：计入温差应力：计入反温差应力：B-B纤维处：（考虑正温差影响）（考虑反温差影响）符合要求。C-C纤维处 （3-8）上述式中：C-C纤维处截面以上对板截面和重心处的截面的转换静矩计入温差应力：计入反温差应力：计入温差应力：计入反温差应力：C-C纤维处：（考虑正温差影响）（考虑反温差影响）符合抗裂性要求。3.2空心板变形计算3.2.1正常使用阶段的挠度计算在正常情况下

44、，挠度值可根据短期效应来计算，并考虑时长的影响，对C40型号混凝土，。A类构件在正常使用的情况下计算挠度时，它的抗弯度为。短期组合情况下的挠度值，可按均布荷载计算：由于自重时挠度值的产生，可按为效均布荷载求出：消除自身重力发生挠度的影响后，考虑到长期作用的的影响，在正常使用情况下的挠度值：挠度满足要求。3.2.2设计并计算预加力产生反拱度（1） 计算由预加力产生的反拱度当空心板是松弛的，预应力钢绞线的截面将产生反拱，假设C30的空间和时间达到心板混凝土强度，预应力的反拱度通过截面尺寸和配筋计算出来的，考虑到增长系数。此时，换算截面面积钢筋换算截面在毛截面重心处产生的静矩为 = =1957095

45、.9转换部分的截面与板的两者重心之间的距离：（向下移）转换部分的截面与板的两者重心之间下缘的距离为：转换部分的截面与板的两者重心之间上缘的距离为：转换部分的截面与板的两者重心之间的距离：转换部分的截面与板的两者重心之间的距离：换算截面惯性矩 = =换算截面的弹性抵抗矩下缘：上缘：板截面各数据汇总表3-2所示表3-2 板截面几何数据总表项目符号单位C30C40换算截面面积365280364671换算截面到下缘距离296.6298.8换算截面到上缘距离323.4321.2预应力钢筋到重心处距离256.6258.8普通钢筋到重心轴距离256.6258.8换算截面惯性矩换算截面弹性抵抗矩前面算出扣除损

46、失后的预加力为：预应力的整个表面，乘以增长系数得（2） 预拱度的设置按公预规要求，预应力长期作用下产生的反拱值小于在短期作用时产生的挠度时，此时应设置预拱度，预拱度取值应按预应力和反拱值取荷载挠度值。本桥，所以设置预拱度。支点，预拱度沿顺着桥跨方向做成平稳光滑线。3.3空心板持久状情况下的应力验算当空心板处于持久状态下的时候，这时应进行持久状态下的应力验算，这时需要计算使用阶段时，混凝土正截面法向压应力钢筋拉应力斜截面主压应力。标准值的计算，车辆荷载应排除冲击的影响因素和温差应力的影响，不考虑局部因素。3.3.1跨中截面处混凝土的压应力验算跨中处的有效应力为：跨中处的预加力为：据表2-6可知

47、=6.64Mpa满足要求。3.3.2跨中截面处钢绞线拉应力检验计算公式： （3-9）式中：预应力钢绞线的重心位置产生的混凝土法向应力荷载标准值的计算有效预应力为：考虑温度应力：满足要求。3.3.3斜截面主应力验算选取这三个支点截面，A-A纤维截面、B-B纤维截面和C-C纤维截面，进行斜截面主应力计算，求出这三个截面在标准值组合和预加力影响下生成的压应力和拉应力，并符合 其计算公式为： （3-10） （3-11） （3-12）（1） A-A纤维由前面计算可从表2-6中已知支点截面的标准效应组合值为，而且前面已知腹板宽度，主拉应力惯矩。A-A纤维截面以上在毛截面重心位置产生的静矩如下：前面算出预加

48、力在A-A纤维位置产生的正应力文成应力在A-A纤维位置产生的正应力为，反应力。竖向荷载在支点处的弯矩值，代入下式：考虑正温差应力：A-A纤维处主应力：考虑反温差应力：A-A纤维处主应力：C40型号混凝土的压应力为满足公预规要求。（2） B-B纤维处由前面计算可从表2-6中已知支点截面标准效应组合值为，由前面计算已知腹板宽度，主拉应力惯矩。B-B纤维截面以上在毛截面重心位置产生的静矩前面算出预加力在B-B纤维处的正应力温差应力在B-B纤维位置产生的正应力，反应力。代入下式 考虑正温差应力：B-B纤维处的主应力：考虑反温差应力：B-B纤维处的主应力：C40混凝土主压应力限值为满足公预规要求。（3）

49、 C-C纤维处由前面计算可从表2-6已知，支点截面标准效应组合值为，由前面计算已知腹板宽度，其主拉应力惯矩。C-C纤维截面以上对空心板重心位置产生的静矩为前面算出预加力在C-C纤维截面的正应力为温差应力在C-C纤维位置产生的正应力，反应力。，代入下式得考虑正温差应力：B-B纤维处的主应力：考虑反温差应力：B-B纤维处主应力：C40混凝土压应力限值满足公预规要求。3.4 板处于短暂情况的验算混凝土受弯构件处于短暂的应力状况时，构件处于施工阶段会因为预加力（扣除应力损失）、自重和一些施工过程产生的荷载的作用从而产生的应力，符合公预规的情况下算出截面应力。所以对于本列应算出当放松钢绞线时板的板底压力

50、和板顶拉力。假设强度到C30，这时放松钢绞线，空心板在自重和预加力影响下会在板顶和板底产生相应的法向应力并计算。C30混凝土，当放松钢绞线，算出空心板截面应力取跨中、四分之一、支点位置，计算：（1）跨中截面 预加力在的混凝土上引起的压力：公预规以下公式计算板的压力和拉力： （3-13）式中：预应力普通钢筋合，计算公式：其中：预应力损失值，（）板底压应力：板顶拉应力： 板自重产生的应力：表2-6已知板底压应力：板顶拉应力：板底压应力为：板顶拉应力为：板上下全为压力，满足要求。（2）1/4截面 预加力所引起的压力：板底压应力：板顶拉应力： 板自重产生的应力：表2-6已知板底压应力：板顶拉应力：板底压应力为：板顶拉应力为：板上下全为压力，纵筋0.2%，则纵向钢筋使用HRB235，。满足要求。如图3-2为板支点处钢筋布筋图。图3-2板支点处配筋图（单位：mm）为了防止在支点截面的拉应力，该方法可降低预压力。这时，假设支点截面仅有6根钢绞线传递预压应力，因此，拉伸应力在支点截面不会太大，可采用钢筋。3.5 最小配筋率的校核对空心板的受弯构件的最低配筋率，按照公预规中的规定列出以下要求： （3-13）式中：构件截面