桥梁毕业设计1

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1、目录第一部分：设计报告41前言51.1设计任务51.2设计标准51.3任务要求52设计资料：52.1工程地质水文情况52.2 地质情况53.方案比选64设计方法74.1设计思路74.1.1横断面设计74.1.2纵断面设计74.1.3粱肋设计84.1.4设计资料和横截面布置84.1.5其他94.2设计感受95设计评估96设计成果106.1总的成果107总结107.1设计中的难点与重点107.2改进的地方108结束语10第二部分:河溪梁桥设计计算书121.行车道板计算121.1悬臂板荷载效应计算121.1.1 恒载效应：121.1.2 活载效应131.2 连续板荷载效应计算131.2.1 永久作用

2、131.2.2 活载效应151.3 内力组合计算161.3.1 承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：161.3.2 正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：161.4 行车道板配筋172 主梁内力计算与配筋182.1 主梁截面几何特性的计算182.1.1预制中主梁的截面几何特性182.1.2 检验截面效率指标 以中跨截面为例192.2 主梁恒载内力计算202.2.1 一期恒载（预制梁自重）202.2.2 二期恒载（桥面板接头）g2202.2.3 三期恒载（栏杆、人行道、桥面铺装）g3202.2.4 主梁恒载汇总202.2.5 恒载内力计算212.3 主梁活载内力计算222.3.1

3、冲击系数的计算222.3.2 横向分布系数232.3.3 计算活载内力273 截面设计333.1 预应力钢束（筋）数量的确定及布置333.1.1 首先根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。343.2 截面几何特性计算383.2.1 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段一）383.2.2 灌浆封锚，吊装并现浇顶板500mm的湿接缝连接段（阶段二）393.2.3 三期恒载及活载作用（阶段三）393.3 截面承载能力极限状态计算473.3.1 跨中截面正截面承载力计算473.3.2 斜截面抗剪承载力计算473.4 预应力损失计算493.4.1 摩阻损失L1503.4.2 锚具变形损失L25

4、03.4.3 分批张拉损失L4523.4.4 钢筋应力松弛损失L5523.4.5 混凝土收缩、徐变损失L6533.4.6预应力损失组合：543.5 正常使用极限状态计算553.5.1 部分预应力混凝土构件553.6 持久状况应力验算613.7 短暂状态应力验算644 锚固端验算654.1 混凝土的局部承压承载力655 横隔梁内力计算675.1计算荷载675.2 横隔梁的内力影响线685.3 横隔梁配筋716 支座的选定726.1 确定支座平面尺寸736.2 确定支座的厚度736.3 验算支座的偏转情况746.4 验算支座的抗滑稳定性747 设计资料757.1上部构造757.2设计荷载：757.

5、3桥墩形式：757.4水文地质条件757.5材料757.6 设计依据758 盖梁计算：758.1 荷载计算758.1.1 上部结构恒载见下表：768.1.2 盖梁自重及作用效应计算768.1.3 可变荷载计算788.1.4 双柱反力Gi计算828.2 内力计算838.2.1 恒载加活载作用下各截面的内力838.3 截面配筋设计与承载力效核879 桥墩墩柱计算919.1 荷载计算919.1.1 恒载计算：同前计算得：919.1.2 活载计算919.1.3 双柱反力横向分布计算929.1.4 荷载组合；939.2 截面配筋计算及应力验算949.2.1 作用于墩柱顶的外力949.2.2 作用于墩柱底

6、的外力：959.2.3 截面配筋计算：9510 钻孔灌注桩9610.1 荷载计算9610.2 桩长计算9810.3 桩身内力及变位置计算9910.3.1 局部冲刷线处P0，H0，M0计算9910.3.2 桩的各参数确定及计算10010.3.3 单位“力”作用在局部冲刷线处，桩柱在该处产生变位计算10010.3.4 局部冲刷线处桩柱变位计算10010.4 桩身截面配筋与强度验算10310.5 桩顶水平位移验算104致谢105参考文献106附图第一部分：设计报告梁桥设计 学 生 ：XXX（XXX大学，土木工程专业） 导 师 ：XXX摘要：河溪梁桥设计为20的预应力混凝土简支箱形梁桥。该桥采用双车道

7、布置。上部为装配式部分预应力混凝土简支箱梁。为降低主梁高度，减少预应力引起的上拱度，后张法预应力混凝土箱梁在设计荷载下按部分预应力混凝土A类构件设计，主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。下部桥墩为钢筋混凝土圆形双柱式墩；桥墩基础为单排双列钻孔灌注桩基础。桥墩盖梁为连续墩盖梁，按简支梁计算盖梁内力及墩柱顶竖向反力。桩基采用为单排桩形式。关键词：箱梁；后张法；预应力混凝土The design of the HeXi bridgeAuthor:XXX(XXX, 611830)Instructor: XXXAbstract:The program of Hexi design for 20m p

8、re-stressed concrete free supported box girder bridge. This bridge has Two driveway. The upside of bridge is the type of assembly partial prestressed reinforcement concrete simple underprop box girder.In order to reduce the girders tallness, reduce the superior camber which the pre-stressed causes,

9、the post tenioning pre-stressed concrete box girder under the designed load is designed according to the partical pre-stressed concrete A member, the girder adopt the mixed complex of the pre-stressed reinforcing steel bar and the non-pre-stressed reinforcing steel bar. The pier of the bridges Infra

10、structure is the reinforced concrete circular distyle pillar; Piers bedrock for single line double row drill hole irrigation pile foundation. Bridge pier plate girder is continual pier plate girder which calculates plate piers internal force and the piers top vertical force according to the simple b

11、eam. Pile foundation use the single piling form.Keywords: Box girder; Post tensioning concrete; Prestressed concrete1前言1.1设计任务由于河溪中断各地方乡镇与城市连通的唯一要道，常年靠渡过河加之交通量增长使得其成为拥堵及事故易发地段，为了缓解交通压力，体现二十一世纪城乡改革面貌，特修建河溪梁桥。1.2设计标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)、公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)。 汽车荷载按公路-级，人群荷载按3KN/，每侧栏杆、人行

12、道重量的作用力分别为8.5KN/m计量。1.3任务要求根据给定的设计原始资料，拟定桥梁类型、分孔布置，选择上部结构形式（不同的情况可采用不同分孔布置，上部构造形式）。设计时按设计内容要求进行，并控制设计进度。通过本毕业设计，对桥梁设计计算理论，计算方法，施工图设计有一个全面的掌握。完成的设计资料应达到并符合施工要求。2设计资料：2.1工程地质水文情况 “河溪工程” 地处四川盆地东北部，处于川中丘陵区向川北低山区过渡地带风速偏低。气候自然生态区保护区构溪河5-6月多雨（类似江南的梅雨），7-8月受副热带高压控制，高温干旱，年降水量较低，无特大洪水记录。2.2 地质情况 岩土工程大致目估情况地质构

13、造简单，褶皱平缓。地貌类型单一，属中生代侏罗纪岩层，经流水侵蚀、切割、堆积形成的侵蚀丘陵地貌。河宽约80m左右，跨构溪河支流，两岸土质优良，透水性好，水流常年较稳定。土层桥位地质情况，从上到下的土层均为砂土、黏性土、砂砾。3.方案比选本设计有三种方案，都采用装配式，方案一为装配式钢筋混凝土简支梁桥，方案二为后张法装配式预应力混凝土简支梁桥，方案三为装配式预应力混凝土箱型梁桥。方案比选是从施工技术、适用性、经济性、美观性等四方面比较。表3.1各种桥型方案优缺点比较项目方案一方案二方案三装配式钢筋混凝土简支梁桥，跨径20m，4孔。后张法装配式预应力混凝土简支梁桥，跨径40m，2孔。装配式预应力混凝

14、土箱型梁桥，跨径20m，4孔。施工技术主梁采用预制吊装施工，施工技术成熟，工艺要求一般。主梁采用预制吊装施工，施工技术成熟，工艺要求较高。主梁采用预制吊装施工，施工技术成熟，工艺要求较高。适用性该梁桥受力明确,构造简单,施工方便,便于工业化生产,可节省大量的模板和支架,降低劳动强度,缩短工期。但是由于材料强度不高而重度较大，当结构跨径增大时，其自重也相应增加，所以承载能力大部分消耗于结构自重，从而限制了它的跨越能力。具备了装配式钢筋混凝土简支梁桥的优点。充分利用了高强度材料，所以截面小，自重较小，跨越能力提高。刚度大，能消除裂缝，并提高桥梁的耐久性。除了具备方案二的优点。抗扭刚度大，横向抗弯刚

15、度大，其稳定性比方案一、二好。经济性混凝土骨料可就地取材，因而成本低，维护费用少。当跨径在20m时，在此环境中就增加了桥墩数、基础数量等，费用也增加了。与方案一比较，一般可以节约钢材30%-40%，跨径越大，节省越多。与方案二相同。美观性景观效果一般。采用两孔，比较呆板。采用两孔，桥型较好。综上所述，方案三比方案一、二较好，所以采用装配式预应力混凝土箱型梁桥设计，桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，并节省大量支架模板和劳动力，缩短工期。4设计方法4.1设计思路4.1.1横断面设计由于河溪地区属县级城市，为适应其道路交通量，故决定其为二级公路双车道。桥面横坡的形成通常有三种形式。第一

16、种，对于板桥或就地浇注的肋板式梁桥，可将墩台顶部做成倾斜的；第二种，采用不等厚的铺装层（包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层）；第三种，桥宽较大时，可直接将行车道做成双向倾斜。由于本设计的桥宽不是特别宽，且为了设计方便和节约成本，选择了第二种的桥面横坡形式。桥面横坡坡度一般在1%-2%，考虑雨水季节。故本设计采用横坡坡度为2%。 图4.1桥横断面图4.1.2纵断面设计 城市桥梁在平面上宜做成直桥，特殊情况时可做成弯桥，其线型布置应符合现行的规范中的规定。由于本桥路线是在直线上，故本设计为直桥。在桥位处，河溪两岸相距80米，故本设计采用420m的预应力混凝土箱形桥梁，全长80m，桥墩采用双柱式

17、配以灌注桩基础，具有施工便利成熟、工程造价低、美观等优势。 图4.2桥位示意图4.1.3粱肋设计用杠杆原理法（适用于荷载靠近主梁支点时的荷载横向分布，也可用于双主梁或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥）和偏心压力法（适用于桥上具有可靠的横向联系，且桥的宽跨比B/l0.5的情况）计算荷载横向分布。偏心压力法具有概念清楚、公式简明和计算简便等优点，但是其在推导中由于做了横隔梁近似绝对刚度和忽略主梁抗扭刚度，导致了边梁受力偏大，因此偏心压力法要修正。然后进行内力组合，计算配筋等。4.1.4设计资料和横截面布置1.标准跨径及桥宽标准跨径：20m。计算跨径：19.88m。桥面净空：净-12.0附2x1.50

18、人行道（双车道）。2.设计荷载：汽车荷载按公路-级，人群荷载3KN/m2，每侧栏杆、人行道重量的作用力约为8.5kN/m。3.设计规范：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)及公路桥涵设计通用规范 (JTG D602004)，按A类预应力混凝土构件设计此梁。4.施工方法采用后张法施工，预制主梁时，预留孔道采用预留金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇60cm宽的湿接缝。最后施工100mm厚的沥青桥面铺装层（平均）。5.横截面布置主梁间距与主梁片数：间距2.9m；片数为4片。6.主梁跨中截面及主要尺寸拟定主梁高度：在计算跨径的1/1

19、4-1/25,梁高采用1.2m。跨中和支点腹板高度分别为84cm、77cm。7.横隔梁的设置五片横隔梁，设置在距离翼缘108cm处4.1.5其他横隔梁、桥面等的设计方法与梁肋的设计方法类似，不做介绍。4.2设计感受首先流程大致概括为：根据设计荷载等确定桥长、跨径及孔数。根据桥梁工程公路桥涵设计手册中的简支梁桥的计算进行行车道板的计算；荷载横向分布计算；主梁内力计算；横隔梁内力计算及挠度、预拱度的计算。根据结构设计原理进行主梁、横隔梁、行车道板及墩台与基础的截面尺寸设计及配筋计算。根据基础工程及 公路桥涵设计手册进行墩台与基础的设计。并根据桥梁工程基础工程拟订施工方案。箱梁结构稳定性对大中跨结构

20、有很大优势。5设计评估使用上：桥上的行车道和人行道宽度保证了车辆和人群的安全畅通，并满足了将来交通增长的需要。桥型、跨度大小和桥下净空满足了泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁保证了使用年限，并便于检查和维修。经济上：桥梁设计体现了经济上的合理性。在设计中使桥梁的总造价和材料等的消耗为最少，充分考虑了桥梁在使用期间的运营条件以及养护和维修等方面的问题。设计上：桥梁设计根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用了适当的桥型。整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。施工上:桥梁结构便于制造和架设。尽量采用了先进的工艺技术和施工机械,利

21、于加快施工速度，保证了工程质量和施工安全。美观上：由于构溪河是生态保护区，设计的桥梁要具有优美的外形，故施工设计中桥上灯饰和细部构造表面材质与景致呼应。环保上：桥梁设计考虑了环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、噪声等诸方面，从桥位选择、桥跨布置、上部结构施工方法等多方面考虑环保要求，采取了必要的工程控制措施，将不利影响减至最小，装配式预制施工适应这一需求。在施工中，由于进行灌注桩打孔时的噪音很大，为了不打扰居民休息，特制定了在早上7点半到晚上10点施工。6设计成果6.1总的成果 完成了桥梁上部结构设计,为了适应以后交通量的增长，特意增加了桥梁等级。7总结7.1设计中的难点与重点 钢束布置

22、、钢束预应力损失估算。 7.2改进的地方 对材料的选用，截面的选取，钢筋和钢束的布置，施工图的绘制等。8结束语紧张的毕业设计终于划上了一个满意的句号，从七月份至今，回想起过去五个多月的设计，收获是很大的。看到展现在眼前的毕业设计成果，不仅使我对四年来大学所学专业知识的进行了一次比较系统的复习和总结归纳，而且使我真正体会了设计的艰辛和一种付出后得到了回报的满足感和成就感。同时也为以后的工作打下了坚实的基础，也为以后的人生作好了铺垫。通过本毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养我们在工程设计中

23、的配合意识；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立结构工程师的责任意识。第二部分:河溪梁桥设计计算书1.行车道板计算考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的，故行车道板可按悬臂板（边梁）和两端固结的连续板（中梁）两种情况来计算。1.1悬臂板荷载效应计算 由于行车道板宽跨比大于2，故按单向板计算，悬臂长度64cm。1.1.1 恒载效应：1）桥面板可以看成64cm的悬臂板，计算图示如下： 计算悬臂板根部一期荷载内力为：弯矩： 剪力： 2）成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，由于边梁悬出端没有现浇部分，此桥面可以看成净

24、跨径为0.64cm的悬臂单向板。人行道和栏杆的重量： 计算第二期恒载内力如下：弯矩：剪力： 综上所述，悬臂根部永久作用效应为：弯矩: 剪力: 1.1.2 活载效应左边悬臂板出，只作用有人群荷载，见图1-1弯矩： 剪力： 承载能力极限状态作用组合：按“公预规”第4.1.2条 1.2 连续板荷载效应计算 对于梁肋间的行车道板，在桥面现浇部分完成后，行车道板实质是一个支撑在一系列弹性支撑上的多跨连续板，因此对于弯矩，先计算一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩M，再乘以偏安全的经验系数加以修正，以求得支点处的跨中截面的设计弯矩。 ，即主梁抗扭能力较大，取跨中弯矩，支点1.2.1 永久作用1

25、）主梁刚架设完毕时桥面板可以看成39cm的悬臂单向板，如下图 图1-2 尺寸图（单位：mm）其根部一期恒载内力为： 弯矩： 剪力： 2）成桥后 先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值，梁肋间的板的计算跨径按下列规定取用： 计算弯矩时：但不大于，本设计： 计算剪力时： 即 式中：为板的计算跨径，为板的净跨径，为板厚，为梁肋宽度。计算图示见下 图1-3 计算图示单位：mm现浇部分桥面板的自重： 8cm混凝土垫层和10cm沥青面层： 计算得到的简支板跨中二期恒载弯矩及支点二期恒载剪力为：弯矩： 剪力： 综上所述，连续板恒载效应如下：支点断面恒载弯矩：支点断面恒载剪力：跨中断面恒载弯矩：1.2.2 活载效

26、应1）公路-级产生的内力 根据桥规，桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载。 后轮着地宽度及长度为： 顺行车方向轮压分布宽度： 垂直行车方向轮压分布宽度： 荷载位于板中央地带的有效宽度： 但不能小于取，产生重叠，应重求，两个荷载的有效分布宽度： ，折合成一个荷载的有效分布宽度为： 荷载位于靠近支撑处的有效宽度： 但不能小于故取支点和跨中之间的有效分布宽度可近似按45支点与跨中之间的有效分布宽度可近似按45线过渡。 为跨中汽车荷载弯矩： 为跨中汽车荷载剪力： 综上所述，连续板荷载效应如下：支点断面弯距： 支点断面剪力： 跨中断面弯距：（即主梁抗扭能力大者t/h0.25）1.3 内力组合计算1.

27、3.1 承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）： 1）支点断面弯矩： 2) 支点断面剪力：3）跨中断面弯矩： 1.3.2 正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：1) 支点断面弯矩组合： 2) 支点断面剪力组合：3）跨中断面弯矩组合：1.4 行车道板配筋悬臂板及连续板支点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，其高度h=25cm,净保护层a=4cm，选用钢筋，则有效宽度：由公式： 解得： =5b=0.53203=108s=400故选取5钢筋，钢筋间距为200mm,此时所提供给的钢筋面积为565400。由于，其有效高度h=18cm,净保护层a=4cm，选用钢筋，则有效高度

28、： 由公式： 解得 可知，跨中、支点处配筋相同，均为5按公预规5.2.9条规定，矩形截面受弯构建的截面尺寸应符合下列要求：满足抗剪尺寸最小要求。按公预规5.2.10条规定：，即79.2KN时不需要经行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求配置钢筋。根据公预规第9.2.5条，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8,间距不应大于200，因此选取钢筋。2 主梁内力计算与配筋2.1 主梁截面几何特性的计算本设计采用分块面积法计算,公式如下：毛截面面积：=i；各分块面积对上缘的静矩：i=ii毛截面重心至梁顶的距离： ys=i/i毛截面惯性矩计算公式: =+Ai(yi-ys)2式中: 分块面积 i分块

29、面积的重心至梁顶边的距离 s截面重心到梁顶的距离 Si各分块对上缘的面积矩 分块面积对其自身重心轴的惯性矩2.1.1预制中主梁的截面几何特性 1-4 主梁横截面图2.1.2 检验截面效率指标 以中跨截面为例分块名称分块面积i()分块面积形心至上缘距离i ()=ii（）分块面积的自身惯性矩Ii()i=si ()分块面积对形心的惯性矩x=ii2 ()截面惯性矩=i+x（）5220009046981041.40910933056.8510958.2610928000203.3569.21040.07621092171.321091.369109252002155421040.01031092051.

30、0591091.0691092772006351760210413.70109-21512.81410926.511091800001110199801040.486109-69085.7010986.19109合计1032400=420=7804338110415.68109157.74109173.43109中梁跨中截面几何特性计算表 表1-1以跨中截面为例上核心矩上核心矩：s=下核心矩：x=截面效率指标： =根据设计经验，一般截面效率指标取为0.45至0.55，且较大者较经济。上述计算结果表明，初拟的主梁跨中截面是比较合理的。2.2 主梁恒载内力计算2.2.1 一期恒载（预制梁自重）为了

31、简化计算按不变截面计，主梁的恒载集度边主梁：中主梁：2.2.2 二期恒载（桥面板接头）g2边主梁：0 中主梁：2.2.3 三期恒载（栏杆、人行道、桥面铺装）g3 人行道和栏杆按8.5计算 边主梁 ： 中主梁 ：2.2.4 主梁恒载汇总 主梁恒载汇总表 表1-2 梁 号 荷 载边主梁中主梁一期恒载25.7424.61二期恒载02.25三期恒载g15.3812.47 恒载总和（）41.1239.332.2.5 恒载内力计算如图所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令=. 图1-5 影响线主梁弯矩和剪力的计算分别公式如下： =29.1 2=1533.502 变化点到支点的距离为6.5主梁恒载内力计算

32、结果如下表所示： 主梁恒载内力计算表 表1-3项目（）（）L/2L/4变截面支点L/2L/4变截面支点=L0.5（）47.5335.6521.250=L0.5（）04.887.259.75一期恒载（）一号梁1223.42917.63546.9800125.61186.62250.97二号梁1169.71877.35522.9600120.1178.42239.95二期恒载（）一号梁00000000二号梁106.9480.2147.81300109816.3121.94三期恒载g（）一号梁g731.011548.3326.830075.05111.51149.96二号梁g592.70444.56

33、264.990060.8590.41121.58恒载总和g1+g2+ g（）一号梁1955.381465.93873.800200.67111.51400.92二号梁1869.351402.11835.7300191.93285.14383.472.3 主梁活载内力计算2.3.1 冲击系数的计算f1.5HZ 时=0.05 1.5f14HZ时0.1767lnf-0.0157f14HZ 时 =0.45其中= = 结构的计算跨径（） 结构材料的弹性模量 ()结构跨中截面的截面惯性矩 ()结构跨中处的单位长度质量（），当换算为重力时单位长度应为（）G结构跨中处延米结构重力（） 由于是双车道，不折减，故

34、车道折减系数为：=1。2.3.2 横向分布系数支点截面采用杠杆法计算，跨中截面采用修正偏心压力法。1) 支点截面1号梁 2号梁 图1-6 支点和跨中横向分布系数（尺寸单位：） 2) 跨中截面因为B/L=9.0/19.5=0.460.5,故可用修正偏心压力法计算。 计算主梁的抗扭惯矩对于箱形截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：= + = 图1-7 箱梁的计算模型（单位：）翼缘板的平均换算厚度： 由知，,查表得 计算抗扭修正系数 鉴于桥的对称性，只要计算1、2号梁即可，下面采用修正偏心压力法计算横向分布系数m本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=4，梁间距为2.9，则 =a. 1号、2号梁在两个边主梁

35、处的横向影响线的竖标值为 =+=+0.4879=0.47 =-=-0.4879=0.03 =+=0.27 =-=0.23b.绘出荷载横向分布影响线，并按不利位置布载，如图1-6所示；其中人行道缘石至1号梁轴线的距离为=1.65-1.5=0.15；荷载横向分布影响线的零点到1号梁位的距离为x，可按比例关系求得： = 解得x=9.3 m 并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标。c.计算荷载横向分布系数m 1号梁：汽车荷载：人群荷载： 2号梁：汽车荷载： 人群荷载：3) 荷载横向分布系数汇总 荷载横向分布系数汇总表 表1-4荷载1号梁2号梁跨中c支点oco汽车0.7515050.751人群051551

36、0322302.3.3 计算活载内力公路级：人群荷载： 汽车荷载： 集中荷载： 计算剪力时 据表1-3可知：1号梁的恒载内力比2号梁的要大。而且荷载横向分布系数也大，所以活载内力也必然大，因此可以得到此结论，即1号梁总的荷载效应比2号梁大，因此可将1号梁的内力作为控制内力，只需计算1号梁即可。在可变作用效应计算中，对横向分布系数的取值做以下考虑：支点处横向分布系数取,从离支点L/4处到支点的区段内呈直线形过度至支点截面处，跨中部分采用不变的mc。求各截面的最大弯矩和剪力 计算跨中截面最大弯矩和最大剪力时采用直接加载，计算公式： S =+ y式中：S所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩、剪力 车道

37、均布荷载标准值 车道集中荷载标准值 影响线上同号区段的面积 y影响线上最大坐标值 图1-8跨中截面作用效应计算图式跨中截面可变作用（汽车）标准效应： M=0.75154.87519.5-0.25154.8757.8750.8125+0.7515178.54.875=927.39V=0.75157.8750.59.75-0.25154.8750.0833+0.7515214.20.5=94.86KN可变作用冲击效应： M=927.390.3=278.22 V=94.860.3=28.46KN可变作用（人群）效应： M=0.515534.87519.5+0.48454.87530.8125=79.

38、26 V=0.515530.59.75+0.48454.87530.0833=4.06KN 图1-9四分点作用效应计算图式 L/4截面处可变作用（汽车）标准效应： M=0.75157.8753.656319.5-（1.2188+0.4063）0.25154.877.875+0.7515178.53.6563=693.59V=0.75157.8750.7514.625-0.25154.8757.8750.0833+0.7515214.20.75=152.78KN可变作用冲击效应： M=693.590.3=208.08 V=152.780.3=45.83 KN可变作用（人群）效应： M=0.515

39、533.656319.5+（1.2188+0.4063）0.48454.8753=60.89V=0.515530.7514.625+0.48454.87530.0833=8.78KN 图1-10变截面截面作用效应计算图式变化点截面 可变作用（汽车）标准效应： M=7.8750.75152.179519.5-2.57.8752.17950.1655-7.8750.1225(4.875-2.5) 2.078-7.8750.25154.8750.2083+178.52.17950.7515=411.19V=7.8750.75150.871817-2.57.8752.17950.1655-7.8750

40、.12252.375 0.8312-7.8750.25154.8750.0833+214.20.87180.7515=182.73KN可变作用冲击效应：M=411.190.3=123.26 V=182.730.3=54.82 KN可变作用（人群）效应：M=30.51552.179519.5+2.532.17950.3208+30.2375(4.875-2.5) 2.078+30.48454.8750.2083=20.20 V=30.51550.871817+30.23752.3750.8312+30.48454.8750.0833=12.46KN 图1-11支点截面作用效应计算图式 支座截面处

41、可变作用（汽车）标准效应： M=0 V=7.87519.510.7515-0.57.8750.25154.875（0.9167+0.0833）+214.210.7515=213.84KN 可变作用冲击效应： V=213.840.3=64.15 KN可变作用（人群）效应： M=0 V=30.515519.51+30.48454.875（0.9167+0.0833）=18.62 KN 2) 内力组合 内力组合计算表 1-5序号荷载类型L/4L/2变截面支点变截面L/4L/21)恒载1465.931955.38873.8400.92111.51200.6702)汽车荷载693.59927.39411

42、.19213.84182.73152.7894.863)汽车冲击效应荷载208.08278.22123.3664.15548245.8328.464)人群荷载60.8979.2620.2018.6212.468.784.065)基本组合S=1.21)+1.42)+3)+1.124)3089.654123.081819.54891.14480.34528.69177.206)短期组合S=1)+0.72)+4)2012.332683.811181.83569.231251.88316.4070.477)长期组合S=1)+0.72)+4)1994.072660.041175.77563.64248.

43、14313.7669.24基本组合：（用于承载能力极限状态计算）Md=1.2Mg+1.4Mq+1.12Mr Vd=1.2Vg+1.4Vq+1.12Vr短期组合：（用于正常使用极限状态计算）s=g+0.7+Mr Vs=Vg+0.7+Vr长期组合：（用于正常使用极限状态计算）l=g+0.4(+r) Vl=Vg+0.4(+Vr) 3 截面设计3.1 预应力钢束（筋）数量的确定及布置3.1.1 首先根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。一、 预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置(1) 预应力钢筋数量的确定及布置首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预

44、加力为：式中：短期效应弯矩组合设计值，由内力组合计算表查得 A、W估算钢筋数量时近似采用毛截面几何性质 预应力钢筋的合力作用点至截面中心轴的距离设预应力钢筋截面重心距截面下缘为=100，则预应力钢筋的合力作用点至截面中心轴的距离为=780-100=680；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表1-1可知跨中截面全截面面积A=1032400；全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为W=I/=174.43/780=223.628 ；所以有效预加力合力为：N预应力钢筋的张拉控制应力为，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为： A=采用6束711.1的预应力钢筋，O

45、VM15-7型锚具，供给的预应力钢筋截面面积为： A=6774.2=3116.4；采用金属波纹管成孔，预留孔道直径75。预应力筋的布置见图所示：构造要求：预留孔道间净距40，梁底净距50，梁侧净距35，图中布置均满足以上要求。 跨中断面 锚固断面 图1-12 预应力筋的布置图 （尺寸单位cm） 图1-13 预应力钢束纵断面图 （尺寸单位cm） 预应力筋束的曲线要素及有关计算参数计算 表1-6钢束编号升高值（）弯起角( 。)起弯点距离跨中长度（）锚固点距离跨中长度（）曲线半径1（1）9505.55749804300002（2）7005.520529828300003（3）1251.4947798

46、40 3000 各计算截面预应力钢束的位置和倾角 表1-7计算截面锚固截面支点截面变截面L/4截面跨中截面截面距离跨中（）98249750725048750钢束到梁底距离1（1）9509457044752002（2）700692452220903（3）125123909090合力点592587415262127钢束与水平夹角（）1（1）5.55.55.55.502（2）5.55.55.54.503（3）1.41.41.41.40平均值4.134.134.133.810(2) 普通钢筋数量的确定及布置按极限承载力确定普通钢筋，设预应力束合力点和普通钢筋的合力作用点到截面底边距离，。依据桥规（JT

47、GD62）第4.2.3条确定箱形截面翼缘板的有效宽度对于中间梁：图1-14 有效宽度计算图式 （尺寸单位cm）连续梁中部梁段 ：分别为腹板上，下各翼缘的有效宽度和实际宽度；为相关梁跨内中部的翼缘有效宽度的计算系数。 翼缘有效宽度计算 表1-8截面位置翼板所处方位理论跨径(m)宽跨比有效宽度比有效宽度中跨跨中腹板外侧0.620=1200310.39腹板内侧0.0510.63所以：有效宽度=2（0.39+0.63+0.18）=2.4m 由公式求得x： 解得：180mm中性轴在顶板中通过，为第一类箱形；则则 = 图1-15 非预应力 钢筋布置图（尺寸单位：cm） 采用5根直径为25mm的HRB335

48、钢筋，提供钢筋面积。钢筋重心到截面底边距离,预应力钢筋重心到截面底边距离，则预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点到截面底边的距离为：=833.2 截面几何特性计算关于普通钢筋换算面积计算，按等效换算原理： 截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算。主梁从施工到运营经历如下几个阶段： 3.2.1 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段一）混凝土浇筑并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质计入了普通钢筋的换算截面，但应扣除预应力筋预留管道的影响。该阶段顶板宽度为2400。3.2.2 灌浆封锚，吊装并现浇顶板500mm的湿接缝连接段（阶段二）预应力筋束张拉完成

49、并进行管道灌浆、封锚后，预应力束就已经能够参与全截面受力，再将主梁吊装就位，并现浇顶板500的连接缝时，该阶段的自重荷载由上一阶段的截面承受，此时，截面几何特性应计入了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质。该阶段顶板宽度仍为2400。3.2.3 三期恒载及活载作用（阶段三）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板宽度为2900，截面几何性质计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质。 图1-16 支点截面尺寸图 （尺寸单位cm）图1-17 跨中截面尺寸图 （尺寸单位cm）第一阶段跨中截面的几何特性计算表 表1-9分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩I

50、i()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87180.305非预应力钢筋换算面积116016.5020-7267.498预留管道面积1073-29.980-639-11.408净载面面积434.0412.232121.87-3.605118.265第一阶段L/4截面的几何特性计算表 表1-10分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.87-40.015非预应力钢筋换算面积11

51、6016.5020-7127.212预留管道面积938-26.2080-490-6.708净载面面积448416.004121.870.519122.389第一阶段变化点截面的几何特性计算表 表1-11分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452425.71121.8710.001非预应力钢筋换算面积116016.5020-7077.111预留管道面积782-21.8490-329-3.024净载面面积453420.363121.874.088125.958第一阶段支点截面的几何特性计算表 表1-12分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面449427.538161.8860.034非预应力钢筋换算面积116016.502