预应力混凝土简支箱形梁桥设计设计

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1、标澄靴巾绰接召斩钧刚径鬼寨囤幻泵步耕拐儡女猾福顽戏枫魏捻呕凄愉溺箭蜜奎组曝暗宅泅廊笑犊汝信历揍晚纫戏奴绢古当够胰宿禾蕴渠裤小钮蓄汛乔搅窘昌嘘飞叛摹豪禄园侦绎涣怀瓶饯颂沉机厉熟轩督糜贤局皇乱糜般腾格聪薛增惭隐漠左数溢扩骤透滓溢这弗曲厌萌润里私湛耪樱漾番恿妥裁苯潜翁扭滁氖涤虱采歼敖姻压淹蚕挣靖熏貉盘闲闽那修羚痪呵芥吝窖权重壁臭淘釉责有腰渴敛本港声莹俗罚雁鹏阴鉴挣渔廊娘运呼采厕救桩棕鸭襟安柱聪敌宫廖傅捆斗季智属氖园站沧坑览饮娟握辐隔搁跳沦驻肇农吝躯器柴尺楔反右婆稿售府痢宜橇阮嘘裴冯坠颐显州透趟糜眷漓潦闹糙虹昌浩蚀内蒙古大学本科毕业论文（设计）学校代码 10126 学号 0 分 类 号 密级 本科毕业

2、论文（设计）跨X河5X40m预应借砾壹羞鹅黑彤舀隆惧硅蝗阜触摸玖窍翠等窄族恒妓要育藕兵肿命蛙烽侗瘤案碑眨捕吞弥磋尽堆陋嫁旁汞私值签黄鳞虫毙疙沸橱饮喊寝汤让涛躁借灰遗汇芥丈名酉拢驴诲标腮岿惜再迅妒呸摄莎梢拱风莲俞必泌滔曾奥院牙榷纤诸跨水骋潘诬冕抖聘握亭豌撕姑琐弃筑锭换恿某仗赌业迟温路枉斥比渝演禹市弄占救币郴趴溃邯荡娩悍渍雇玛窘屏搪塔释哎烦徐靛绑洛冕晋辜绰搀止峨檀圈焦拎甘魔啦列伦驾畜扮灯蛹垃躇保躇殆糯活皿涟吟哉琅昭钻夫狰警酣矩迸聪恳鲍君凯见劈狂提紫惫畏百熏魄酿滴腥遏绢丁力劈榔吻踞茄金童纳环窿韧靴饵祟奖兢雁衰飞井鳖嘿迭恕亏碰剖璃德闺淘饺毒挨绿柜预应力混凝土简支箱形梁桥设计设计踊蛛付圆会寥伤屡痕责氛老

3、蔑马州坯酸奔幂阴力膜带香眼勿排示姨寂溪罐笛往辣攒微拉才吭辩掷逾考板溃教蠢佯淤佛秽汰骋仔和抽饯掉鲜凳蔗昔冀鸳淮藐敬陆孺锐嘉满照川根菜络再燥验洒攻谆喇穷氦泻邓胳甄奉衣单假获筷择古股洲迭呐胜刹忍揩莹庆搀曾猪彦廖贷辩鸽鸭鹊纪拴拉钻潞语菏矫膜死店詹者凋嘿毁妹秘讽娘眩罕腔速里红群秤畔剁转乞谆决皱垛娘莫蔫禽衷寥酵壮葫测书忆缕芳躁舍手魂锡伴匝鲜十叛籍散释辩祖涩平筒澡午反良约檄着部疫祖帝俺脑淆锦焚县捧筷姜塘撑索沃炭忽贱焙驼管捞闸巢狡影炸俭踌跑内隙孩杉火乒额沏朔括幌坡苏勘巧臃瞳槽巡拂眷酉掩矮炮凤克舰笔陪学校代码 10126 学号 0 分 类 号 密级 本科毕业论文（设计）跨X河5X40m预应力混凝土简支箱形梁桥设

4、计学院、系 专业名称 年 级 学生姓名 指导教师 年 月 日摘要我国的桥梁无论在建设还是在技术都已经取得了巨大的成就，在各类桥型上我国都已经建成具有代表性的桥梁，并且在某些领域已经取得世界领先的成就，我国的桥梁建设在某种程度上代表着世界桥梁技术发展方向。我国桥梁建设奔着“高标准、高起点”的目标，相信这些会将我国桥梁建设推向更高的水平。在这里针对x河的水文条件和公路设计的实际要求，根据国家相关的法律法规，进行本次设计。本次设计针对主要针对如下三方面进行，首先是水文部分的计算，它是针对已有资料，就确定桥长、钻孔桩的桩长、桥面标高等方面的确定，这是基础部分；然后就计算出的桥净长，通过方案比选选择出合

5、适的桥梁形式和桥梁截面，由此进入上部结构计算，这里是本设计最为核心所在，不仅表现在耗时最长，更多的是表现在对于桥梁整体的重要，包括荷载的计算、预应力钢筋的布设，预应力钢筋的预应力损失、梁的验算、变形验算、局部锚固验算、横隔梁、行车道板以及支座计算，这些都是影响桥梁使用情况的重要计算、验算环节，良好的行车条件和优良的桥梁品质都由这些计算控制；最后，开始下部结构的计算，下部结构是将上部结构产生的荷载传递给地基，并且抵御各种不利的外界条件的作用，这些是下部结构的作用，这里主要体现出的计算集中在盖梁、墩柱和桩基础上，在这里所选取的为单排双柱钻孔灌注桩基础，计算选取的为对桥墩的计算。 桥梁是一个整体，每

6、一部分对于桥梁的质量都是至关重要的，切不可以掉以轻心。关键词：荷载组合、预应力、验算、规范 Prestressed concrete simply supported box Girder BridgeAuthor: TongLaGa Tutor: Wang ZhiYuanAbstractBridges in our country both in construction and in technology have made great achievement, on the various types of bridge are of typical bridge has been bu

7、ilt in our country, and has the worlds leading achievements in some areas, the bridge construction of our country to some extent represents the world bridge technology development direction. Running of the bridge construction in China with the goal of building a high standard, high starting point, b

8、elieve that these will be to a higher level of bridge construction in our country. Here for x river hydrological conditions and the actual requirements of highway design, according to relevant national laws and regulations, for the design. This design for mainly for the following three aspects, firs

9、t is the calculation of hydrology section, it is in view of the existing data, determination of bridge length, drilled pile of pile length, the determination of bridge deck elevation, etc, this part is the foundation; And then calculate the net long of the bridge, through scheme comparison choose th

10、e appropriate form of bridge and bridge section, entering into the upper structure calculation, here is the most core, the design not only on the longest, is more of a bridge for the overall performance is important, including load calculation, prestressed reinforced the construction of prestressed

11、loss of prestress, beam calculation and deformation calculation, local anchorage calculation, horizontal isolation beam, driving but as well as the calculation of the usage of these are affect the bridge important calculation, checking calculation of link, the bridge of good driving conditions and g

12、ood quality are controlled by these calculations; Finally, start the calculation of bottom structure, infrastructure is to the upper structure load transfer to the foundation, and resist the role of adverse external conditions, these is a function of the lower structure, it mainly manifests the calc

13、ulation on cap beam, pier column and pile foundation, the selected here for the single row, double column bored pile foundation, the calculation of the selection for the calculation of bridge piers. Bridge as a whole, each part is crucial for the quality of the bridge, cut can not be taken 。Key word

14、s: Load combination, prestressed, checking calculation and specification 目录第一部分 水文部分计算11.X河水文设计原始资料及计算11.1 设计原始资料11.2河段类型判断11.3设计流量.与设计流速的计算11.4桥孔长度计算41.5计算桥面标高41.6冲刷计算61.7方案比选8第二部分 上部结构计算92.设计资料及构造布置92.1设计资料92.1.1桥梁宽度及桥宽92.1.2设计荷载92.1.3材料及工艺92.1.4设计依据102.1.5箱型梁构造形式及相关设计参数103.主梁作用效应计算163.1永久作用效应计算（按

15、边主梁计算）163.1.1永久作用集度163.1.2永久作用效应173.2可变作用计算效应值183.2.1冲击系数和车道折减系数计算183.2.2计算主梁的荷载横向分布系数193.2.3车道荷载取值233.2.4可变作用计算效应233.3主梁作用效应组合274.预应力钢束的估算及其布置294.1预应力钢束数量的估算294.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数294.1.2按承载能力极限状态估算钢束数304.2预应力钢束布置304.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置304.2.2钢束弯起角度及线形的确定324.2.3钢束计算324.2.3钢束长度计算365.计算主梁截面几何特性375.

16、1截面面积及惯性矩计算375.2截面静矩计算425.3截面几何特性总表436.钢束预应力损失计算496.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失496.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失496.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失516.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失586.5混凝土收缩与徐变引起的预应力损失596.5.1混凝土徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算596.5.2计算混凝土收缩和徐变应起的预应力损失606.6成桥后四分点截面又张拉钢束产生的预加力作用效应计算606.7预应力损失汇总及预加力计算657.主梁截面承载力与应力验算687.1承载力极限状态计算687.1.1跨中截面正截面承

17、载力计算687.1.2验算最小配筋率（跨中截面）707.1.3斜截面抗剪承载力计算717.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算737.2.1正截面抗裂性验算747.2.2斜截面抗裂性验算767.3持久状况构件应力计算827.3.1正截面混凝土法相压应力验算837.3.2预应力钢筋拉应力验算837.3.3斜截面混凝土主压应力验算847.4短暂状况构件的应力验算907.4.1预加应力阶段的应力验算917.4.2吊装应力验算928.主梁端部的局部承压958.1局部承压的截面尺寸验算958.2局部抗压承载力验算969.主梁变形验算989.1荷载短期作用效应作用下主梁挠度验算989.2结构刚度验算989.

18、3预加力引起的跨中反拱989.4反拱度的设置9910.横隔梁计算10010.1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用.10010.2跨中横隔梁作用效应影响线10010.2.1绘制弯矩影响线10110.2.2绘制剪力影响线10210.3截面作用效应计算10210.4截面配筋计算10410.4.1正弯矩配筋10410.4.2负弯矩配筋10511.行车道板计算10611.1永久作用10611.2可变作用10811.3作用效应组合10911.4截面设计、配筋与承载里验算11012、支座计算11312.1选定制作的平面尺寸11312.2确定支座的厚度11312.3验算支座的偏转11412.4验算支座的抗滑稳定

19、性115第三部分 下部结构计算11613.设计资料11614.盖梁计算11714.1盖梁尺寸计算11714.2荷载计算11714.3内力计算12314.4截面配筋设计与承载力校核12614.4.1正截面抗弯承载力验算12614.4.2斜截面抗剪承载力验算12714.4.3全梁承载力校核12815.桥墩墩柱设计12915.1荷载计算12915.1.1恒载计算12915.1.2汽车荷载12915.1.3双柱反力横向分布计算13015.1.4荷载组合13015.2截面配筋计算及应力验算13215.2.1作用于墩柱顶的外力13215.2.2作用于墩桩底的外力13215.2.3截面配筋计算13216.钻

20、孔桩灌注桩计算13416.1钻孔桩灌注桩荷载计算13416.2桩长计算13516.3钻孔桩灌注桩桩的内力计算（m法）13616.4钻孔桩灌注桩桩身截面配筋与承载力验算13816.5 钻孔桩灌注桩墩顶纵向水平位移验算14016.5.1桩在地面处的水平位移和转角计算14016.5.2.墩顶纵向水平位移验算141第四部分 施工组织设计14216.施工组织设计14216.1编制依据14216.2工程概况14216.3施工准备与施工设施14216.4施工方案与施工工艺14316.5.主梁安装及运输14616.6.桥面系工程146附 图148致 谢150参考文献151第一部分 水文部分计算1.X河水文设计

21、原始资料及计算1.1 设计原始资料（1）桥位平面图（2）桥位地质纵剖面图（3）设计流量：Qs=1641m3/s（4）设计流速：3.91m/s（5）河床比降：i=0.8（6）汛期洪水含沙量：16/ m3（7）桥位处于山前平原区。汛期多为七、八级风，风速为17m/s,风压0.75kpa,河流现象不严重，无流木和较大漂浮物，无航道和无抗震要求（8） 该河为季节性河流，洪水时波浪推进长度为200m， 此段水深与桥位处基本相同，该地区标准冻深为1.4m（9）雨季在7、8、9月份1.2河段类型判断此河段位于河流下游平坦地带，河流比降平缓，泥沙落淤，有广阔的冲积层。河流有下移发展趋势，主流在河槽内摆动，天然

22、冲淤明显。故属于次稳定河段。1.3设计流量.与设计流速的计算根据地质纵剖面图绘出河床的桩号，绘制河流的纵断面图。（见表11，图11）表11桩号51+73.2551+82.0551+83.8551+91.2551+121.25标高1129.871129.671129.071129.271129.27桩号51+121.2551+131.2551+134.2551+151.2551+161.25标高1128.671129.871130.471131.271131.47 由于该河段有人工修筑的河堤，破坏了原有的摊槽，于是根据河堤内部的桩号及标高计算国税面积及睡眠宽度。（见表12）表1-2 过水面积、水

23、面宽度计算表桩号河床标高(m)水深（m）平均水深（m）水面宽度（m）过水面积（m2）合计51+73.251129.872.6-B=88mA=236.9m251+82.051129.672.82.78.823.7651+83.851129.073.33.051.85.4951+91.251129.273.23.257.424.0551+121.251129.273.23.2309651+131.251128.673.83.5103551+132.251129.872.63.213.251+134.251130.4722.324.651+151.251131.271.21.41723.851+16

24、1.251131.471.02.11021粗糙系数n=0.03,i=0.08%图1-1 X河纵断面图（纵坐标：3：100；横坐标：1：500）1.4桥孔长度计算 X河段处于山前平原区，属次稳定性河段，因两岸存在人工修筑的河堤的约束，故采用平均单宽流量公式计算桥孔最小长度。所以该桥孔净长不应小于197.2m。拟采用m简支箱型梁桥，双柱式墩台，桩柱直径1.4m1.5计算桥面标高（1）壅水高度（因为阻断流量与设计流量之比小于10%）为冲刷钱桥下喊桥墩在内的毛过水断面面积，等于其中,p=1.2桥下壅水高度:(2)波浪高度 该桥位上游约500米处为河湾，汛期多为七、八级风，风速17，所以： 桥下浪高：（

25、3）计算水位的确定本河段流水现象不严重，亦无流木和较大漂浮物，其它引起水位升高的因素均可略去不计。故，（4）桥面标高不通航河段 建筑高度 桥面标高 路面标高 1135.201.6冲刷计算（1） 一般冲刷，按64-1公式计算汛期洪水含沙量先第一层土计算（）冲深超过了第一层土，进入粗砂含少量砾石层，。冲刷位于第二层粗砂含少量砾石层上，说明冲刷最深度的位置在第二层与第三层的交界面上64-2简化式，两者之间选大值，所以取8m(2)局部冲刷VV0，=kk1 B10.6（V0- V0,）（）n =2.65m包尔达可夫公式=0.87，n=1/3,两者取大值，所以取2.7m(3)桥下河槽最低冲刷标高1.7方案

26、比选方案一：预应力混凝土空心板桥（m）方案二：预应力钢筋混凝土T形简支梁桥（）方案三：预应力混凝土箱型梁桥（）从经济、安全、美观、使用、技术先进、有利于环境保护、可持续发展等原则出发，对比上述三个方案，从而选出最优方案。见表13表1-3 方案比选表 方案类别比较项目第一方案第二方案第三方案预应力混凝土空心板桥（m）预应力钢筋混凝土T形简支梁桥（）预应力混凝土箱型梁桥（）桥长（m）200200200最大纵坡（%）111工艺技术要求工艺较先进，有成熟的施工经验和施工工艺，适用范围广，相对而言班的自重也较小，但制作麻烦，需要大量的钢筋。技术比较先进，工艺要求较严格，采用后张法预制预应力混凝土T梁，需

27、要采用吊装设备，且在近几年预应力混凝土T型梁桥施工中有成熟的施工经验和施工技术适应现代化施工方法的要求，适应具有正负弯矩的结构，抗扭刚度大，对于宽桥，可不设横隔梁，且具有较高的经济性，适应于预应力混凝土空间布束。使用效果属于静定结构，桥面平整，行车条件较好，但养护不方便。属于静定结构，桥面平整度较好，使用阶段易于养护，养护经费较低。属于静定结构，桥面平整度优良，便于养护，行车舒适度高。通过综合比较，我比较倾向于第三方案，即预应力钢筋混凝土箱型梁桥第二部分 上部结构计算2.设计资料及构造布置2.1设计资料2.1.1桥梁宽度及桥宽（1)标准跨径：40 m （2)主梁全长：39.96m （3)计算跨

28、径：39m（4)桥面净空：净10.75m（行车道）+0.5 m（防撞栏）+0.75（防撞栏）2.1.2设计荷载（1)设计荷载：公路级（2)环境标准：类环境。（3)设计安全等级：二级。2.1.3材料及工艺（1）混凝土：预制箱型主梁、端横梁、跨中横隔板、现浇接头、湿接缝、封锚、桥面现浇层混凝土均为C50；桥面铺装上层采0.1m沥青混凝土,下层为0.08m的混凝土。（2）钢绞线：采用符合GB/T 5224-2003技术标准的低松弛高强度钢绞线，抗拉强度标准值、公称直径，公称面积为，弹性模量后应力松弛率不大于2.5%（3）普通钢筋：采用符合新规范的R235,HRB335钢筋。凡钢筋直径12mm者，采用

29、HRB335(20MnSi)热轧螺纹钢；凡钢筋直径12mm者。钢筋按后张法施工工艺制作主梁，采用内径60mm，外径67mm的金属波纹管和夹片锚具。2.1.4设计依据（1） 交通部颁公路工程技术标准（JTG B012003），简称标准。（2） 交通部颁公路桥涵设计通用规范（JIG D602004），简称桥规。（3）交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JIG D622004），简称公预规。2.1.5箱型梁构造形式及相关设计参数（1）本箱梁按全预应力混凝土构件设计，施工工艺为后张法。（2）桥上横坡为2%（计算时按照简化的中梁截面特性进行计算）。（3）箱型梁截面尺寸：梁高为2m；为了便于

30、模板制作和外形美观，主梁沿纵向外轮廓尺寸保持不变。端部及跨中设置横隔梁，端部的尺寸为高1.41m,宽0.25m;跨中的尺寸为高1.82m,宽0.2m.横向共计4片箱梁，采用湿接缝进行连接，湿接缝宽度0.5m厚度为0.18m，预制箱型梁顶板宽2.4m，跨中腹板厚0.2m；顶板、底板均厚0.18m；端部腹板厚0.32m；顶板厚0.18m，底板厚0.32m，腹板和顶板之间设有承托。底板厚度、腹板厚度在距支座4.2米处开始渐变为距支座中心线0.2m处的0.32m和0.32m（即端部的截面尺寸），如图22所示。（4）预应力管道采用金属波纹管成形，波纹管内径为60mm，外径67mm，管道摩擦系数，管道偏差

31、系数，锚具变形和钢束回缩量为6mm（一端）。（5）沥青混凝土重度按计，预应力混凝土结构重度按计，混凝土重度按计，单侧防撞栏线荷载为。（6）根据以上拟定的各部件尺寸，绘制箱型梁的跨中及端部截面图，见图3-2。计算跨中截面几何特性，见表21.计算跨中截面几何特性，见表21.由此可计算出截面效率指标（希望在0.450.5以上） 式中：截面上核心距， 截面下核心距，表明该初拟截面是合理的图2-1a) 跨中横断面 （单位：mm）图2-1 桥梁横断面及纵断面结构尺寸图（单位：mm）表2-1 跨中截面几何特性计算表跨中截面分块名称分块面积分块面积分块面积形心到上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积自身惯矩分块面

32、积对截面形心惯矩cmcm大毛截面顶板522094698014094067.77239742274.5424115214.54承托52520.77109041990.115616464001648390.11腹板6305103.5652567.512899643.33-26.734504877.7417404521.07底板1881190.87359026.4750820-114.1124488381.6124539201.91139311069478.22493248253979934.1967707327.63小毛截面（不含湿接缝）顶板432093888011664072.452267569

33、0.822792330.8承托52520.77109041990.1160.681933082.761935072.87腹板6305103.5652567.512899643.33-22.053065506.7615965150.09底板1881190.87359026.4750820-109.4222520717.1722571537.17130311061378.2213069093.4450194997.4963264090.93大毛截面形心至上缘距离76.77大毛截面形心至上缘距离81.45 简化跨中横截面 简化端部横截面图2-2 端部及跨中截面尺寸图（尺寸单位mm）3.主梁作用效应计

34、算主梁的作用效应计算包括永久作用效应和可变作用效应。根据梁跨结构纵横截面的布置，计算可变作用下荷载横向分布系数，求出个主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，在进行主梁作用效应组合（标准组合、短期组合和极限组合）。3.1永久作用效应计算（按边主梁计算）3.1.1永久作用集度（1）主梁自重跨中截面段主梁自重（底板宽度变化处截面至跨中截面，长15.3m）底板加厚与腹板变宽段梁的自重近似计算（长4m）主梁端部截面面积为支点段梁的自重（长0.52m）主梁的横隔梁（在端部、跨中均设置横隔梁）跨中横隔梁体积为：端部横隔梁的体积为：故半跨内横隔梁重量为主梁永久作用集

35、度（2）二期永久作用顶板中间湿接缝集度边梁现浇部分横隔梁一片端横隔梁（现浇部分）体积：一片中跨横隔梁（现浇部分）体积：所以: 桥面铺装层10cm厚沥青混凝土铺装8cm厚C50混凝土铺装将桥面铺装均分给我四片主梁，则防撞栏：单侧防撞栏线荷载为7将两侧防撞栏均分给四片主梁，则边梁二期永久作用集度3.1.2永久作用效应按图3-3进行永久作用效应计算，设为计算截面离左侧支座的距离，并令主梁弯矩和简历的计算公式分别为永久作用效应计算见表3-2。表2-2 边梁（1号梁）永久作用效应计算表作用效应跨中四分点变截面点支点C=0.50 C=0.25 C=0.108C=0.00 一期弯距/KNm7277.99 5

36、458.492804.530.00 剪力/KN0.00 373.23585.22746.46二期弯距/KNm3420.542565.401318.080.00 剪力/KN0.00 175.41275.05350.82弯距/KNm10698.538023.894122.610.00 剪力/KN0.00 548.64860.271097.28图2-3 永久作用效应计算图示3.2可变作用计算效应值3.2.1冲击系数和车道折减系数计算结构的冲击系数与结构的基频有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频可按下式计算其中由于1.5Hz14Hz，故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数当车道大于两车道时，应进行车

37、道折减，三车道折减22%，但折减后不得小于用两车道布载的计算结果。故按两车道、三车道布载分别进行计算，取最不利情况进行设计。3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数由于个主梁均设跨中及端部横隔梁，各主梁之间有现浇湿接缝加强横向联系故可采用修正偏心受压法来绘制横向分布影响线及就按横向分布系数。计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和抗弯惯性矩为；对箱形截面，其抗扭惯性矩可根据式计算式中：箱型梁闭合截面中线所包含的面积；相应单个矩形截面的宽度和高度；矩形截面抗扭刚度系数，可根据由表得；梁截面划分成单个矩形截面的个数。对箱形截面，计算图示见图3-4，计算如下。上式中，C值可在桥梁工程表2

38、-5-2查的，经内插得，C=0.1895本桥跨内设置三道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为所以可按修正偏心法计算。图2-4 抗扭惯性矩计算图示（单位：mm）计算抗扭修正系数因为边跨的跨中截面的主梁间距相同，并将主梁近似看作等截面式中按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中：计算所得的值列于表2-3内表2-3 值梁号10.32380.27460.22540.176220.27460.25820.24180.2254计算荷载横向分布系数1号梁的横向影响线和最不利布载图示如图2-5所示二道车：三道车:图2-5 1号梁的横向分布影响线及最不利布载图示（尺寸单位：cm）2号梁的横向影响

39、线和最不利布载图示如图2-6所示图2-6 2号梁的横向影响线和最不利布载图式（尺寸单位：cm）三车道二道车由以上计算数据可以看出，1号梁（即边梁）的荷载横向分布系数为最大，故可变作用（汽车）的横向分布系数：2）支点截面的荷载横向分布系数；如图2-7所示，按杠杆法作出荷载横向分布影响线并进行布载图2-7 支点截面的横向分布系数计算图示可变作用（汽车）的荷载横向分布系数1号梁2号梁3)横向分布系数取值通过上述计算，可变作用横向分布系数1号梁为最不利，故可变作用横向分布系数取值为：跨中截面： 支点截面：3.2.3车道荷载取值公路I级车道荷载均布荷载标准值和集中荷载标准值为计算弯矩时：计算剪力时：3.

40、2.4可变作用计算效应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数取值作如下处理：计算主梁可变作用弯矩时，计算四分点和跨中采用全跨统一的横向分布系数，变截面点的横向分布系数从直线过渡到；计算跨中及四分点可变作用剪力效应时，由于剪力影响线的较大坐标也位于桥跨中部，故也采用横向分布系数取；计算支点及变截面点可变作用剪力效应时，从支点至梁段，横向分布系数从直线过渡到，其余梁段均取。1）计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力（见图2-8）图2-8跨中截面内力影响线及加载图示（尺寸单位：m）弯矩：（不计冲击时） （冲击效应）不计冲击：冲击效应：剪力：（不计冲击时） （冲击效应）不计冲击：冲击效应：2）计算处的界面的

41、最大弯矩和最大剪力（见图2-9）图2-9 四分点截面内力影响线及加载图示弯矩： （不计冲击时）（冲击效应）不计冲击：冲击效应：剪力： （不计冲击时）（冲击效应）不计冲击：冲击效应：3）计算变截面点（距支座中心线4.2m处）的最大弯矩和最大剪力（见图2-10）弯矩不计冲击:冲击效应：剪力不计冲击：冲击效应：图2-10 变截面点的最大弯矩和最大剪力（单位尺寸：mm）4) 支点截面剪力计算：如图2-11图2-11 支点截面剪力计算图示（尺寸单位：mm）不计冲击：冲击效应：3.3主梁作用效应组合根据可能同时出现的作用效应选择三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表

42、2-4.表2-4 主梁作用效应组合计算表序号荷载类别跨中截面四分点截面变截面支点面第一期永久作用7277.9905458.49373.232804.53585.22746.46第二期永久作用3420.5402565.40175.411318.08275.05350.82总永久作用（=+）10698.5308023.89548.644122.61860.271097.28可变作用（汽车）3171.80150.422378.85249.611517.01390.4522.62可变作用（汽车）冲击954.0845.25715.5675.08456.32117.43157.21标准组合（=+）1482

43、4.41195.6711118.3873.336095.941368.11777.11短期组合（=+0.7）12918.79105.9689.09723.375484.521133.551463.11极限组合（=1.2+1.4）+18614.47273.9413960.841112.937709.771743.292268.504.预应力钢束的估算及其布置4.1预应力钢束数量的估算在预应力混凝土桥梁设计时，应满足结构在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就以跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并按这些估算的钢束数确定主梁的配束数。

44、4.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数本梁按全预应力混凝土受弯构件设计，按正常使用极限状态组合计算时，截面不允许出现拉应力。当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式式中：使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表3-4取值；与荷载有关的经验系数，对于公路级，取0.51；一束6s15.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4 cm2，故=8.4cm2大毛截面上核心距，设梁高为，可按下式计算预应力钢筋对大毛截面的偏心距，可预先假定，h为梁高，；大毛截面形心到上缘的距离，可查看表2-1；大毛截面的抗弯惯性矩，参见表2-1；采用的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积

45、140mm2，标准强度为，设计强度为，弹性模量。假设，则钢束n可求得为4.1.2按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到到极限强度，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度，则钢束数n的估算公式为式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩组合设计值，按表2-4采用；经验系数，一般采用0.75-0.77，；估算得钢束数n为据上述两种极限状态所估算的钢束，故取钢束数为n=12。4.2预应力钢束布置4.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置(1)对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，应尽可能加大钢束群重心的偏心距。预应力孔道采用内径60mm、外径67mm的金属

46、波纹管成孔，管道至梁底和梁侧净距不应小于30mm及管道直径的一半。另外直线管道的净距不应小于40mm，且不宜小于管道直径的0.6倍，在竖直方向两管道可重叠，跨中截面及端部截面的构造如图2-12所示，Nl,N2,N3,N4,N5号钢筋均需进行平弯。由此求得跨中截面钢束群重心至梁底距离为图2-12 钢束布置图（单位：mm）(2)将所有钢束都锚固在梁端截面，对于锚固端截面，钢束布置应考虑以下两方面:一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；二是要考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。锚头布置应遵循均匀、分散的原则。锚固端截面布置的钢束如图3-11所示，则端部钢束重心至梁底的

47、距离为对钢束群重心位置进行复核，首先需计算锚固端截面的几何特性。图2-12为计算图式，锚固端截面几何特性计算见表2-5。其中：，故计算得上核心距为下核心距为说明钢束群重心处于截面的核心范围内。表2-5 锚固端截面几何特性分块名称分块面积分块面积分块面积形心到上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积自身惯矩分块面积对截面形心惯矩cmcm顶板522094698014094077.5331376902.731517842.7承托69021.3214710.82824.8265.212934117.432936942.25腹板927497.95908388.316225716.53-11.421209481

48、.6917435198.22底板3456186642816294912-99.4734194634.7934489546.7918640-1612895.116664393.35-69715136.6186379529.964.2.2钢束弯起角度及线形的确定预应力钢筋在跨中分为五排，最下排两根(N6)弯起角度为1，其余10根弯起角度均为4。为了简化计算和施工，所有钢束布置的线形均为直线加圆弧，具体计算及布置如下。4.2.3钢束计算1)计算钢束起弯点至跨中的距离。锚固点至支座中心线的水平距离为 (见图2-13)；图2-14为为钢束计算图式，钢束起弯点至跨中的距离x，列表计算于表 3-6内。图2-

49、13 锚固端尺寸图（尺寸单位：cm）图2-14 钢束计算图式表2-6 钢束起弯点至跨中距离计算表钢束号起弯高度676.540.46375374.9431300052.3571542.456652.613.40754752.16345500383.661844.248066.613.40955952.67445500383.661641.839480.613.4011551152.18645500383.661440.3210894.613.4013561352.69745500383.661238.31122112.269.7416091605.08144000279.02688.6上表中各参

50、数的计算方法如下:L1为靠近锚固端直线段长度，y为钢束锚固点至钢束起弯点的竖直离，如图2-14所示，则根据各量的几何关系，可分别计算如下: 式中 钢束弯起角度（）； 计算跨径（cm）； 锚固点至支座中心线的水平距离(cm)。2)控制截面的钢束重心位置计算各钢束重心位置计算:由图2-14所示的几何关系，当计算截面在曲线段时，计算公式为当计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式为式中：钢束在计算截面处钢束中心到梁底的距离；钢束起弯前到梁底的距离；钢束弯起半径；圆弧段起弯点到计算点圆弧长度对应的圆心角。计算钢束群重心到梁底的距离。见表2-7，钢束布置图(纵断面)见图2-15。图2-15 钢束布置图（纵

51、断面）（尺寸单位：cm）表2-7 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置计算表截面钢束号四分点6未完起3000019948.385130.855000.0237820.99972910.544333.255000.0605820.998162030.12直线段3940.06981321001.5669.923155.0821080.0698132999.8169.804280.211220.0698132998.0669.6853105.32变截面钢束号6未弯起3000019979.69直线段5660.0698132450.0531.42943.584800.0698132448.331.302

52、068.73940.0698132446.5631.183193.8221080.0698132444.8131.0542118.9511220.0698132443.0630.9353144.07支点直线段670.017453319.720.34915.665660.069813230.052.10972.904800.069813228.301.982098.023940.069813226.561.8531123.1521080.069813224.811.7342148.2711220.069813223.061.6153173.394.2.3钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度、直线

53、长度与两端工作长度（265cm）之和，其中钢束曲线长度可按圆弧半径及弯起角度计算。通过每根钢束长度计算，就可以得到一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度，用于备料和施工。计算结果见表2-8。表2-8 钢束长度计算钢束号半径弯起角曲线长S直线长直线长有效长度钢束预留长度钢束长度630000.017453352.361542.43753939.521304069.52555000.0698132383.97844.27543964.341304094.34455000.0698132383.97641.89553961.541304091.54355000.0698132383.97440.311553

54、958.341304088.54255000.0698132383.97238.313563956.541304086.54140000.0698132279.2588.616093953.71304083.705.计算主梁截面几何特性采用后张法施工，内径60mm的钢波纹管成孔，当混凝土达到设计强度时进行张拉，张拉顺序与钢束序号相同。 计算过程分为三个阶段，阶段一为预制构件阶段，施工荷载为预制梁(包括横隔梁)的自重，受力构件按预制梁的净截面计算；阶段二为现浇混凝土形成整体化阶段，但不考虑现浇混凝土承受荷载的能力，施工荷载除阶段一荷载之外，还应包括现浇混凝土板的自重，受力构件按预制梁灌浆后的换算