《ad長(zhǎng)母禮中橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《ad長(zhǎng)母禮中橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)（88頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 長(zhǎng)母禮中橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì) ? 摘要 ??? T河橋的設(shè)計(jì)包括計(jì)算部分和圖紙繪制。計(jì)算部分分為方案比選、上部結(jié)構(gòu) 的計(jì)算、下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算和部分施工組織設(shè)計(jì)。繪制的圖紙有方案比選圖、上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖、下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖和橋梁總體布置圖。? ????T河橋總長(zhǎng)140m，采用7跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m的預(yù)應(yīng)力空心板，設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)，結(jié)構(gòu)形式為橋面連續(xù)的裝配式預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支空心板。本橋全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，按分離式進(jìn)行橫斷面布置，對(duì)其半幅進(jìn)行了設(shè)計(jì)。半幅寬度11.25m，由2塊邊板和6塊中板組成，中板寬1.25m，邊板寬1.88m。下部結(jié)構(gòu)選用了雙柱式橋墩和剛性擴(kuò)

2、大基礎(chǔ)。? ? ???關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力空心板，雙柱式橋墩，施工組織 abricated?simply?supported?prestressed?concrete?slab?bridge ABSTRACT ? ??The?design?of?the?bridge?crossing?T?River?includes?computation?and?drawings.? Computational?part?is?divided?into?alternative?program?selection,?the?calculation?of?the?superstructure

3、,?the?calculation?of?substructure?and?a?part?of?construction?management?plan.?Drawing?part?consist?of?three?views?of?alternative?program?selection,?the?superstructure’s?structural?map,?the?substructure’s?structural?map?and?the?overall?layout?of?the?bridge.? ???The?length?of?T?River?Bridge?is?140m,?

4、with?7-span?of?20m?standard-span?prestressed?hollow?slab.?The?superstructure?is?a?form?of?continuous?deck?but?simply?supported?system?with?prestressed?fabricated?hollow?slab.?The?layout?of?cross-sectional?of?the?bridge?across?the?board?is?separated?standard?two-way?four-lane?highway.?This?article?wi

5、ll?just?design?half?frame?of?it.?Its?width?is?11.25m,?and?consists?of?two?sides?board?and?six?internal?board,?the?width?sides?board?is?1.25?m,?and?the?width?of?internal?board?is?1.88m.?The?substructure?selects?two-column?pier?and?the?rigid?spreaded?foundation.?? ????Keywords：prestressed?hollow?slab

6、,?two-column?pier,?the?construction?management?plan 文華學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章、文 獻(xiàn) 綜 述 3 1.1、引言 3 1.2、橋梁類型及發(fā)展趨勢(shì) 4 1.2.1梁式橋 4 1.2.2鋼筋混凝土拱橋 5 1.2.3斜拉橋 5 1.2.4懸索橋 7 1.3、結(jié)論 8 第二章、方案的比選 10 2.1．比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)： 10 2.2．方案類別 10 2.3．方案比選 11 第三章 預(yù)應(yīng)力空心板上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 11 3.1、 設(shè)計(jì)資料 11 3.1.1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 11 3.1.2、主要材料 12

7、3.2、 構(gòu)造形式及尺寸選定 12 3.3、 空心中板毛截面幾何特性計(jì)算 13 3.3.1、毛截面面積A 13 3.4、 作用效應(yīng)計(jì)算 15 3.4.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算 15 3.4.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算 16 3.4.3 作用效應(yīng)組合 23 3.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)算及布置 25 3.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 25 3.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 27 3.5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置 28 3.6 換算截面幾何特性計(jì)算 29 3.7 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 31 3.7.1 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算 31 3.7.2 斜截面

8、抗彎承載力計(jì)算 32 3.8 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 36 3.9 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 41 3.9.1 正截面抗裂性驗(yàn)算 41 3.9.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算 45 3.10 變形計(jì)算 50 3.11 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 53 3.12 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 58 3.13 最小配筋率復(fù)核 62 3.14 預(yù)制空心板吊環(huán)計(jì)算 64 3.15 欄桿計(jì)算 64 第四章 、空心板簡(jiǎn)支梁橋上部構(gòu)造電算 70 結(jié)論 84 致?????謝? 85 第一章、文 獻(xiàn) 綜 述 1.1、引言 橋梁是線路的重要組成部分。在歷史上，每當(dāng)運(yùn)輸工具發(fā)生重大變化，對(duì)橋梁在載重、跨

9、度等方面就有新的要求，從而推動(dòng)橋梁工程技術(shù)的發(fā)展。 我國(guó)在橋梁建造史上，具有重要的地位。據(jù)《詩(shī)經(jīng)大雅大明》記載，公元前1184年，周文王時(shí)期，在渭河上架設(shè)浮橋，這是我國(guó)已知的最早的大河橋梁。 在19世紀(jì)20年代鐵路出現(xiàn)以前，造橋所用的材料是以石材和木材為主，鐵只是偶爾使用。在漫長(zhǎng)歲月里，造橋的實(shí)踐積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了多種多樣的形式。現(xiàn)今使用的各種主要橋式幾乎都能在古代找到起源。在最基本的三種橋式中，梁式橋起源于模仿倒伏于溪溝上的樹(shù)木而形成的獨(dú)木橋，由此演變成為木梁橋、石梁橋、桁架梁橋；拱橋起源于模仿石灰?guī)r溶洞所形成的“天生橋”而建成的石拱橋，由此演變成為木拱橋和鑄鐵拱橋；而本課題的懸索

10、橋起源于模仿天然生長(zhǎng)的跨深溝而供攀援的藤條而建成的竹索橋，演變?yōu)殍F索橋、柔式懸索橋、有加勁梁的懸索橋。 在有了鐵路之后，木橋、石橋、鐵橋和原來(lái)的橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)就難以適應(yīng)需求。直到19世紀(jì)末，由于結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的傳播，剛才的大量供應(yīng)以及氣壓沉箱應(yīng)用技術(shù)的成熟，使鐵路橋梁工程獲得迅速發(fā)展。60年代以來(lái)，汽車運(yùn)輸猛增，材料供應(yīng)緩和，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，橋梁工程又在提高質(zhì)量、降低造價(jià)、降低橋梁養(yǎng)護(hù)費(fèi)等方面獲得了很大改進(jìn)。 橋梁既是一種功能性的結(jié)構(gòu)物，又是一座立體的造型藝術(shù)工程，也是具有時(shí)代特征的景觀工程，橋梁具有一種凌空宏偉的魅力。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的全球化，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，

11、建立四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)已成必需，而交通網(wǎng)的建立離不開(kāi)橋梁建設(shè)。道路、鐵路、橋梁建設(shè)的良好發(fā)展對(duì)創(chuàng)造良好的投資環(huán)境，促進(jìn)地域性的經(jīng)濟(jì)騰飛，起到關(guān)鍵性的作用。 1.2、橋梁類型及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1梁式橋 梁式橋，其上部結(jié)構(gòu)在鉛錘荷載作用下，支點(diǎn)只產(chǎn)生豎向反力，是橋梁的基本體系之一；制造和架設(shè)均比較方便，使用廣泛，在橋梁建筑中占有很大比例。 梁式橋種類很多，也是公路橋梁中最常用的橋型，其跨越能力可從20m直到300m之間。 按上部結(jié)構(gòu)靜力體系分：主要有簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。 1. 簡(jiǎn)支梁橋：主梁以孔為單元，兩端設(shè)有支座的靜定結(jié)構(gòu)，最大彎矩發(fā)生在跨中。這種橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造運(yùn)輸和架

12、設(shè)比較方便，因此各國(guó)多做標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以便于構(gòu)件生產(chǎn)工藝工業(yè)化、施工機(jī)械化，贏得工期，提高質(zhì)量，降低造價(jià)。其缺點(diǎn)是，鄰孔兩跨之間有異向轉(zhuǎn)角，影響行車平順。為此，現(xiàn)在公路橋多采用橋面連續(xù)的簡(jiǎn)支梁橋來(lái)改善。此外，簡(jiǎn)支梁的橋墩上需設(shè)置兩跨橋端的支座，體積增大，較連續(xù)梁橋和懸臂梁橋要多耗費(fèi)一些材料，阻水面積也大一些。 2. 連續(xù)梁橋：主梁若干孔為聯(lián)，在中間支點(diǎn)上連續(xù)通過(guò)的超靜定結(jié)構(gòu)，最大正彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負(fù)彎矩發(fā)生在支點(diǎn)截面上。多采用懸臂拼裝和懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。其缺點(diǎn)是，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生差異沉降時(shí)，梁內(nèi)要產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，為此在設(shè)計(jì)中必須考慮在支座處設(shè)置頂梁與調(diào)節(jié)支座標(biāo)高的裝置。

13、3. 懸臂梁橋：在連續(xù)梁橋彎矩圖中零值彎矩點(diǎn)處設(shè)鉸，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上使此處彎矩為零，當(dāng)設(shè)鉸的數(shù)目等于連續(xù)梁的超靜定次數(shù)時(shí)，這就將超靜定的連續(xù)梁橋變成靜定的懸臂梁橋。其缺點(diǎn)是，錨固孔一旦破壞，懸掛孔和懸臂也會(huì)倒塌；結(jié)構(gòu)剛度不如連續(xù)梁大，而且橋面伸縮縫多，不利于高速平穩(wěn)行車。 1.2.2鋼筋混凝土拱橋 拱橋在我國(guó)有悠久歷史，屬我國(guó)傳統(tǒng)項(xiàng)目，也是橋梁的基本體系之一。 其建筑歷史悠久外形優(yōu)美，古今中外名橋遍布各地，在橋梁建筑中占有重要地位。它適用于大、中、小跨公路或鐵路橋，尤其跨越峽谷，又因其造型美觀，也常用于城市、風(fēng)景區(qū)的橋梁建筑。 我國(guó)公路上修建拱橋數(shù)量最多。石拱橋由于自重大，在料加工費(fèi)

14、時(shí)費(fèi)工，大跨石拱橋修建少了。山區(qū)道路上的中、小橋涵，因地制宜，采用石拱橋（涵）還是合適的。大跨徑拱橋多采用鋼筋混凝土箱拱、勁性骨架拱和鋼管混凝土拱。 鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國(guó)外，主要原因是受施工方法的限制。我國(guó)橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經(jīng)濟(jì)、適用的方法。根據(jù)近年的實(shí)踐，常用的拱橋施工方法有：（1）主支架現(xiàn)澆；（2）預(yù)制梁段纜索吊裝；（3）預(yù)制塊件懸臂安裝；（4）半拱轉(zhuǎn)體法；（5）剛性或半剛性骨架法。 鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因?yàn)殇摻罨炷凉皹蛟靸r(jià)低，養(yǎng)護(hù)工作量小，抗風(fēng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國(guó)西南地區(qū)。

15、 鋼筋混凝土拱橋形式較多，除山區(qū)外，也適合平原地區(qū)，如下承式系桿拱橋。結(jié)合環(huán)境、地形，加之拱橋的雄偉、美麗的外形，可以創(chuàng)造出天人合一的景觀。例如，貴州省跨烏江的江界河橋，地處深山、峽谷，拱橋跨徑330m，橋面離谷底263m，令人嘆服橋梁設(shè)計(jì)者和建設(shè)者的匠心和偉大。還有剛建成的萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋，勁性骨架箱拱，跨徑420m，居世界第一。廣西邕寧縣的邕江大橋，鋼管混凝土拱，跨徑312m，都是令人稱道的拱橋。 我國(guó)鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展趨勢(shì)：拱圈輕型化，長(zhǎng)大化以及施工方法多樣化。 值得提醒注意的是，大跨徑拱橋施工階段及使用階段的橫向穩(wěn)定性，據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)、外拱橋垮塌事故，多發(fā)生在施工階段。 1.2

16、.3斜拉橋 斜拉橋用錨在主塔上的多跟斜向剛纜索吊住主梁的橋。是我國(guó)大跨徑橋梁最流行的橋型之一，因主梁為纜索多點(diǎn)懸吊，內(nèi)力小，建筑高度低，施工方便，跨越能力大，現(xiàn)跨度已建到1088米（蘇通長(zhǎng)江大橋）?？捎糜诠窐颉㈣F路橋、城市橋、人行橋以及管造橋等。 我國(guó)70年代中期開(kāi)始修建混凝土斜拉橋，改革開(kāi)放后，我國(guó)修建斜拉橋的勢(shì)頭一直呈上升趨勢(shì)。 我國(guó)一直以發(fā)展混凝土斜拉橋?yàn)橹?，近幾年我?guó)開(kāi)始修建鋼與混凝土的混合式斜拉橋，如1988年建造的汕頭宕石大橋，A型塔，鋼箱梁，主跨518m；2000年建造的武漢白沙洲長(zhǎng)江第三大橋，倒Y型塔，鋼箱梁，主跨618m。1993年上海建成的南浦（主H型塔，跨423

17、m）和楊浦（A型塔，主跨602m）大橋?yàn)殇撆c混凝土的結(jié)合梁斜拉橋。 我國(guó)斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。 現(xiàn)在已建成的斜拉橋有獨(dú)塔、雙塔和三塔式。以鋼筋混凝土塔為主。塔型有H形、倒Y形、A形、鉆石形等。 斜拉索仍以傳統(tǒng)的平行鍍鋅鋼絲、冷鑄錨頭為主。鋼絞線斜拉索目前在汕頭宕石大橋采用。 斜拉橋的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：主要須滿足抗風(fēng)與抗震的要求以及控制全橋的變形。為此，首先強(qiáng)調(diào)主孔的跨寬比不大于20，最好不大于15；其次是主梁的寬高比要大于8、至少要大于7并加風(fēng)嘴，相應(yīng)的索距要減小到10米以下（為了配合施工往往取5~6米）。此外

18、，用雙傾斜索面比用雙平行索面的抗風(fēng)穩(wěn)定性好，可以抵抗對(duì)主梁不利的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。在多塔斜拉橋中，如采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，因混凝土徐變收縮，則在主梁的無(wú)索區(qū)要產(chǎn)生拉力與彎矩，須采取措施克服。在獨(dú)塔斜拉橋中，因主梁可自由伸縮，不產(chǎn)生這一問(wèn)題。而在多塔斜拉橋中，則在主梁合攏前用對(duì)頂法消減甚至于預(yù)儲(chǔ)徐變收縮量。斜拉橋的纜索存在一定的垂度，隨索力的大小而變化，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力與變形。在跨度大或索力變化幅度大時(shí)影響較大，須用精密的計(jì)算方法和電子計(jì)算機(jī)分析結(jié)構(gòu)受力。對(duì)一般情況，則可用鋼索的修正彈性模量求解。錨固纜索用的錨具易疲勞破壞，選用具有高疲勞強(qiáng)度的錨具。在設(shè)計(jì)中還需考慮防止纜索銹蝕的措施。

19、施工方法：混凝土斜拉橋主要采用懸臂澆筑和預(yù)制拼裝；鋼箱和混合梁斜位橋的鋼箱采用正交異性板，工廠焊接成段，現(xiàn)場(chǎng)吊裝架設(shè)。鋼箱與鋼箱的連接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊結(jié)合。 一般說(shuō)，斜拉橋跨徑300～1000m是合適的，在這一跨徑范圍，斜拉橋與懸索橋相比，斜拉橋有較明顯優(yōu)勢(shì)。德國(guó)著名橋梁專家F·Leonhardt認(rèn)為，即使跨徑14o0m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強(qiáng)鋼絲節(jié)省二分之一，其造價(jià)低30％左右。 斜拉橋作為一種大跨度結(jié)構(gòu)，他充分利用了結(jié)構(gòu)和材料特性，雖然我國(guó)斜拉橋建設(shè)起步較晚，但是由于廣大橋梁工作者的刻苦努力和計(jì)算技術(shù)的提升，現(xiàn)在我國(guó)的斜拉橋建造水平已經(jīng)處于世界先進(jìn)行列。結(jié)構(gòu)形式也

20、趨于多樣化，組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等斜拉橋得到長(zhǎng)足發(fā)展。同時(shí)斜拉橋多采用密索體系，多以漂浮和半漂浮式為主而且開(kāi)始出現(xiàn)了多跨斜拉橋。由于斜拉橋良好的力學(xué)性能、建造相對(duì)經(jīng)濟(jì)、景觀優(yōu)美，已成為大跨徑橋梁建設(shè)中最有競(jìng)爭(zhēng)力的橋型。新世紀(jì)里斜拉橋?qū)缪莞又匾慕巧Ｎ覈?guó)分別于2002年和2003年動(dòng)工建造的特大跨徑斜拉橋——江蘇蘇通大橋和香港昂船洲大橋則勘稱世界橋梁建設(shè)史上里程碑式的項(xiàng)目。 1.2.4懸索橋 懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說(shuō)是跨千米以上橋梁的唯一橋型（從目前已建成橋梁來(lái)看說(shuō)是唯一橋型）。但從發(fā)展趨勢(shì)上看，斜拉橋具有明顯優(yōu)勢(shì)。但根據(jù)地形、地質(zhì)條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以

21、內(nèi)，也可以同斜拉橋競(jìng)爭(zhēng)。懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材（鋼絲、鋼纜等）制作。由于懸索橋可以充分利用材料的強(qiáng)度，并具有用料省、自重輕的特點(diǎn)，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力最大，跨徑可以達(dá)到1000米以上。1998年建成的日本明石海峽橋的跨徑為1991米，是目前世界上跨徑最大的橋梁。懸索橋的主要缺點(diǎn)是剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動(dòng)，需注意采取相應(yīng)的措施懸索橋跨徑增大，如上所述當(dāng)跨徑達(dá)3500m時(shí)，動(dòng)力問(wèn)題將是一個(gè)突出的矛盾，所以，對(duì)特大跨橋梁，已

22、提出用懸索橋和斜拉橋相結(jié)合的“吊拉式”橋型。在國(guó)外這種橋型目前還停留在研究之中，并未諸實(shí)施。然而，在我國(guó)貴州省烏江1997年底建成了一座用預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土薄壁箱梁作為加勁梁的吊拉組合橋，把橋梁工作者多年夢(mèng)寐追求的橋型付諸實(shí)現(xiàn)，這是貴州橋梁工作者的大膽嘗試，對(duì)推動(dòng)我國(guó)乃至世界橋梁建設(shè)都有巨大作用。烏江吊拉組合橋，經(jīng)過(guò)近兩年運(yùn)行和測(cè)試，結(jié)構(gòu)性能良好，特別是兩種橋型交接部位的處理，較為合理。 懸索橋的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于其它橋梁結(jié)構(gòu)懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來(lái)跨越比較長(zhǎng)的距離。懸索橋可以造得比較高，容許船在下面通過(guò)，在造橋時(shí)沒(méi)有必要在橋中心建立暫時(shí)的橋墩，因此懸索橋可以在比較深的或比較急的水流上建造。懸

23、索橋比較靈活，因此它適合大風(fēng)和地震區(qū)的需要，比較穩(wěn)定的橋在這些地區(qū)必須更加堅(jiān)固和沉重。缺點(diǎn)，懸索橋的堅(jiān)固性不強(qiáng)，在大風(fēng)情況下交通必須暫時(shí)被中斷，懸索橋不宜作為重型鐵路橋梁，懸索橋的塔架對(duì)地面施加非常大的力，因此假如地面本身比較軟的話，塔架的地基必須非常大和相當(dāng)昂貴。懸索橋的懸索銹蝕后不容易更換。 1.3、結(jié)論 我國(guó)常用的裝配式橋型截面形式有實(shí)心板和空心板兩種。實(shí)心板，其具有形狀簡(jiǎn)單，施工方便，施工質(zhì)量容易控制，建筑物高度小，結(jié)構(gòu)整體剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但截面材料不經(jīng)濟(jì)，自重大，運(yùn)輸不便，而若現(xiàn)澆施工受季節(jié)及氣候的影響，又需模板與支架，跨徑一般不超過(guò)8m?？招陌遢^同跨徑的實(shí)心板重量輕，運(yùn)輸安裝方便

24、，建筑高度又較同跨徑的T梁小，其中間挖空形式有很多種，可以減輕自重，同時(shí)充分利用材料。當(dāng)其跨徑增加時(shí)，就顯得不笨重、不經(jīng)濟(jì)，故多用在中小跨徑橋上。 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋的跨徑可以達(dá)到8、10、13、16、20m，主要有以小優(yōu)點(diǎn)：采用高強(qiáng)度鋼筋，可以節(jié)省約20%--40%的鋼筋量。預(yù)應(yīng)力可以大幅度提高梁的抗裂性能和耐久性能，利用高標(biāo)號(hào)混凝土可以使截面尺寸減小，梁自重減輕，也增大橋梁的跨越能力，也利于施工運(yùn)輸和架設(shè)。由于混凝土的全面受壓，充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性好的優(yōu)勢(shì)，提高了梁的剛度。由于各種現(xiàn)實(shí)的原因和運(yùn)輸、施工等原因，相信空心板簡(jiǎn)支梁橋會(huì)越來(lái)越多的受到關(guān)注，相應(yīng)的外形也會(huì)越來(lái)越美觀。

25、 參考文獻(xiàn) [1] 邵旭東· 橋梁工程·北京：人民交通出版社，2005 [2] 邵旭東，程翔云，李立峰·橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算·北京：人民交通出版社，2007 [3] 易建國(guó)編·混凝土簡(jiǎn)支梁橋·北京：人民交通出版社，2008 [4] 穆永江·簡(jiǎn)支空心板橋的荷載橫向分布特性研究·吉林大學(xué)，2012（10） [5] 胡兆同，陳萬(wàn)春·橋梁通用構(gòu)造及簡(jiǎn)支梁橋·北京：人民交通出版社，2001 [6] 葉見(jiàn)曙·結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理·北京：人民交通出版社，2005 [7] 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2012）·北京：人民

26、交通出版社，2012 [8] 交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院主編《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）·北京：人民交通出版社，2004 [9] JTJ 021-89《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》·北京：中華人民共和國(guó)交通部發(fā)布，2006 [10]　黃新，全菊良，李帆主編《橋涵水文》[M]·北京：人民交通出版社 [11]　凌治平，易驚武主編《基礎(chǔ)工程（公路與城市道路工程，橋梁工程專業(yè)）》·北京：人民交通出版社，2004 [12]　李國(guó)豪，石洞·公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算·北京：人民交通出版社 [13]　周明華·橋梁方案比選，U448（57B），1997 [14]　Ho-Kyung

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28、 第二章、方案的比選 2.1．比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)： 橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全，材料，功能，經(jīng)濟(jì)，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。過(guò)去對(duì)橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸，比如南京長(zhǎng)江大橋，其橋下凈空過(guò)小，導(dǎo)致高噸位級(jí)輪船無(wú)法通行。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。 2.2．方案類別 （1）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋 圖 1 （2）鋼筋混凝土拱橋 圖 2 （3

29、）預(yù)應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支梁橋 圖 3 2.3．方案比選 方 案 比 選 表 簡(jiǎn)支T形梁橋方案 鋼筋混凝土橋方案 空心板簡(jiǎn)支梁橋方案 材料 用量 材料用量適中 鋼材用量較多 材料用量適中 受力 性能 受力明確 受力合理，變形小 橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩減少 經(jīng)濟(jì)性 等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進(jìn)度 材料用量和費(fèi)用較空心板簡(jiǎn)支梁橋多些，需采用較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)措施，增加了造價(jià) 采用等截面梁能較好符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 適用性 建筑高度較低，易保養(yǎng) 橋面連續(xù)，行車舒適 行車順舒，抗震強(qiáng) 因本地

30、段為通航河流地段，且地質(zhì)條件較好，經(jīng)過(guò)對(duì)施工難度、經(jīng)濟(jì)性、適用性等綜合比較后最終以適用較廣、經(jīng)濟(jì)、較易施工的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支梁橋作為最佳設(shè)計(jì)方案。 第三章 預(yù)應(yīng)力空心板上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 3.1、 設(shè)計(jì)資料 3.1.1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 工程等級(jí)：一般公路橋梁兼具城市橋梁功能； 設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽車荷載：公路—Ⅱ級(jí)； 通航標(biāo)準(zhǔn)：不通航； 橋面寬度：凈5+2×0.375米欄桿； 設(shè)計(jì)速度：30公里/小時(shí)； 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/50。 汽車荷載：公路-Ⅱ級(jí)；人群荷載：。 3.1.2、主要材料： 1　 混凝土材料 1、C40砼：空心板、橋面鋪裝、鉸縫、支座

31、墊石 2、C30砼：墩柱、蓋梁、耳背墻、擋塊、欄桿底座 3、C25砼：系梁 4、C25水下砼：樁基礎(chǔ) 2　 普通鋼筋 普通鋼筋采用HRP300和HRB400鋼筋，應(yīng)分別符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2008）和《鋼筋混凝土用熱扎帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）的規(guī)定。 3　 預(yù)應(yīng)力鋼材和錨具 1、本工程采有低松弛高強(qiáng)度鋼絞線的力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）的規(guī)定。單根鋼絞線直徑 Φ15.22mm，鋼絞線面積A=139mm2，鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)值fpk=1860Mpa，彈性模量E=1.95X105Mpa. 2

32、、錨具：預(yù)制空心板錨具采用XM型或其它型號(hào)錨具及其配套的設(shè)備，管道成孔采用鋼波紋管。 4　 其它 1、鋼板：鋼板應(yīng)采用《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700-2006）規(guī)定的Q235B鋼板。 2、橋梁支座：采用常溫型氯丁橡膠支座GYZ和GYZF4系列產(chǎn)品，其性能指標(biāo)應(yīng)符合中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T 4-2004）的規(guī)定。 3、橋梁伸縮裝置：采用D40型伸縮縫，橡膠類別為常溫型氯丁橡膠，其性能指標(biāo)應(yīng)符合中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁伸縮裝置》（JT/T 327-2004）規(guī)定。 3.2、 構(gòu)造形式及尺寸選定 本橋橋面凈空為凈，采用9塊C50的預(yù)制預(yù)應(yīng)力

33、混凝土空心板，每塊空心板寬12.4cm，高80cm，空心板全長(zhǎng)15.96m。采用先張法施工工藝，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用1×7股鋼絞線，直徑15.2mm，截面面積98.7。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長(zhǎng)直線布置。全橋空心板橫斷面布置如圖3-1，每塊空心板截面及構(gòu)造尺寸見(jiàn)圖3-2。 圖1 橋梁橫斷面（尺寸單位：mm） 圖2 空心中、邊板截面構(gòu)造及尺寸（尺寸單位：mm） 3.3、 空心中板毛截面幾何特性計(jì)算 3.3.1、毛截面面積A 3.3.2、毛截面重心位置 全截面對(duì)板高處的靜矩： 鉸縫的面積（如右圖所示）： 則毛截面重心離板高的距離為： （即毛截面

34、重心離板上緣距離為41.06cm） 鉸縫重心對(duì)板高處的距離為： 3、空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣矩 （忽略了鉸縫對(duì)自身重心軸的慣矩） 空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為下圖的單箱截面來(lái)近似計(jì)算： 圖4 計(jì)算抗扭剛度的空心板截面簡(jiǎn)化圖（尺寸單位：cm） 同理計(jì)算邊板數(shù)據(jù)得，并整理數(shù)據(jù)得表1： 邊、中板毛截面幾何特性（不含13cm C40防水混凝土鋪裝層） 表1 板號(hào) 中板 邊板 幾何特性 面積 抗彎慣矩 抗彎慣矩 面積 抗彎慣矩 抗彎慣矩 0.5026 0.039755 0.0809484 0.6135 0.047559 0.09

35、22493 3.4、 作用效應(yīng)計(jì)算 3.4.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算 1.預(yù)制板的自重（第一期恒載） 中板： 邊板： 2.欄桿、人行道、橋面鋪裝（第三期恒載） 由于是鄉(xiāng)村低等級(jí)的橋梁故不設(shè)人行道，考慮還是有人的作用及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計(jì)資料，單側(cè)按7.5kN/m計(jì)算。 橋面鋪裝采用等厚13cm厚C40防水砼橋面鋪裝層，則全橋?qū)掍佈b每延米重力為： 上述自重效應(yīng)是在各空心板形成整體以后，再加至板橋上的，精確的說(shuō)由于橋梁橫向彎曲變形。各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)是不同的，本橋?yàn)橛?jì)算方便近似按各板平均分擔(dān)來(lái)考慮，則每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋? 中板： 3.鉸縫自重（

36、第二期恒載） 中板： 邊板： 表2 空心板每延米總重力g 荷載 板 第一期恒載g1 第二期恒載g2 第三期恒載g3 總和g（KN/m） 中板 12.565 5.208 0.698 18.471 邊板 15.338 5.208 0.349 20.895 由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用（自重）效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。 表3 永久作用效應(yīng)匯總表 項(xiàng) 目 作 用 種 作用 （） 作用效應(yīng)M（KN*m） 作用效應(yīng)N（KN） 跨中 1/4跨 支點(diǎn) 1/4跨 跨中 中板 12.565 255.48 191.61

37、 65.51 32.75 0 邊板 15.338 258.81 194.11 66.36 33.18 0 中板 5.208 94.97 71.23 24.35 12.18 0 邊板 5.208 94.97 71.23 24.35 12.18 0 中板 0.698 11.50 8.62 2.95 1.47 0 邊板 0.349 5.75 4.31 1.47 0.74 0 g= g1 +g2 +g 中板 18.471 361.97 271.48 92.81 46.41 0 邊板 20.895

38、359.53 269.65 92.19 46.09 0 3.4.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算 橋汽車荷載采用公路-Ⅱ級(jí)荷載，它由車道荷載和車輛荷載組成?！稑蛞?guī)》規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車道荷載。 公路-Ⅱ級(jí)的車道荷載由的均布荷載,和的集中荷載兩部分組成。而 在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，即計(jì)算剪力時(shí)。 按《橋規(guī)》車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。多車道橋梁上還應(yīng)考慮多車道折減，車道折減系數(shù)。 1．汽車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 空心板跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法

39、計(jì)算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計(jì)算。支點(diǎn)至l/4點(diǎn)之間的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得。 （1）跨中及l(fā)/4處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 首先計(jì)算空心板的剛度參數(shù)： 由前面計(jì)算： 將以上數(shù)據(jù)帶入，得： 求得剛度參數(shù)后，即可按其查《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—橋梁（上冊(cè)）》第一篇附錄（二）中的4塊板的鉸接板橋荷載橫向分布影響線表，由及內(nèi)插得到時(shí)1號(hào)板至2號(hào)板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，計(jì)算結(jié)果列于表4中。由表4畫(huà)出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得兩車道情況下的各板橫

40、向分布系數(shù)。 各板橫向分布影響線及橫向最不利布載見(jiàn)圖。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以只需計(jì)算1號(hào)板至2號(hào)板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。 表4 各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表 號(hào) 板 置 位 1 2 3 4 1 0.300 0.263 0.227 0.210 ≈1.000 2 0.263 0.264 0.246 0.227 ≈1.000 在坐標(biāo)紙上畫(huà)出各板的橫向分布影響線并按要求布置汽車，然后計(jì)算出各板的荷載橫向分布系數(shù)。 計(jì)算如下： 1號(hào)板： 人群： 2號(hào)板： 人群： 各板橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果中數(shù)據(jù)可以看出：兩行汽車荷載

41、作用時(shí)，2號(hào)板的橫向分布系數(shù)最不利。為設(shè)計(jì)施工方便，各空心板設(shè)計(jì)成統(tǒng)一規(guī)格，同時(shí)考慮到人群荷載與汽車荷載效應(yīng)組合，因此，跨中和L/4處的荷載橫向分布系數(shù)偏安全的取下列數(shù)值： （2）車道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算。 由圖5，首先繪制橫向影響線圖及橫向線上按最不利荷載布置。 圖5 各板在支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線及最不利布載圖（尺寸單位：cm） 2.汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算 《橋規(guī)》規(guī)定汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同，對(duì)于簡(jiǎn)支板橋： 當(dāng)Hz時(shí)，；當(dāng)Hz時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。

42、 式中：——結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（M） E——結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m） I——結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（m） m——結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 G——結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力（N/m） G——重力加速度， 由前面計(jì)算： ； 由《公預(yù)規(guī)》查的C40混凝土的彈性模量，代入公式得： 則： 3.可變作用效應(yīng)計(jì)算 （1）車道荷載效應(yīng) 計(jì)算車道荷載引起的空心板跨中及l(fā)/4截面效應(yīng)（彎矩和剪力）時(shí)，均布荷載應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載（或）只作用于影響線中一個(gè)最大影響線峰值處，見(jiàn)圖3-6。 ① 跨中截面： 式中：——汽車荷載的沖

43、擊系數(shù)； ——多車道汽車荷載橫向折減系數(shù)； ——汽車荷載跨中截面橫向分布系數(shù)； ——分別為車道荷載的集中荷載、均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值； ——彎矩影響線的面積； ——與車道荷載的集中荷載對(duì)應(yīng)的影響線的豎標(biāo)值。 彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)） 兩行車道荷載： 不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 剪力：（不計(jì)沖擊系數(shù)時(shí)） 不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 圖6 簡(jiǎn)支心板跨中及L/4截面內(nèi)力影響線及加載圖（尺寸單位：cm） ② l/4截面 彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)） 兩行車道荷載： 不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 剪力：（不計(jì)沖擊系數(shù)時(shí)） 不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： ③ 支點(diǎn)

44、截面剪力 計(jì)算支點(diǎn)截面剪力由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長(zhǎng)的變化，同樣均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處，見(jiàn)圖7。 圖7 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖 兩行車道荷載： 不計(jì)沖擊系數(shù)： 計(jì)入沖擊： （2）人群荷載效應(yīng) 人群荷載是一個(gè)均布荷載，其大小按《橋規(guī)》取用為3.0kN/m。本橋未設(shè)，但是考慮到周邊還是有村民，故計(jì)算時(shí)設(shè)人行道寬度為1m，因此。人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)計(jì)算如下 ① 跨中截面 彎矩： 剪力： ② 截面 彎矩： 剪力： ③支點(diǎn)截面剪力 可變

45、作用效應(yīng)匯總于表3-5中，由此看出，車道荷載以兩行車道控制設(shè)計(jì)。 表3-5 可變作用效應(yīng)匯總表 作用效應(yīng) 截面位置作用種類 彎矩M（kN.m） 剪力V(kN) 跨中 跨中 支點(diǎn) 車道荷載 兩行 不計(jì)沖擊系數(shù) 225.81 169.35 29.29 46.85 119.45 兩行 計(jì)入沖擊系數(shù) 284.57 213.43 36.91 59.04 150.53 人群荷載 21.902 16.427 1.404 3.159 4.212 3.4.3 作用效應(yīng)組合 按《橋規(guī)》公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使

46、用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用于不同的計(jì)算項(xiàng)目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合表達(dá)式為： 式中：——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)儆谥匾?1.0； ——效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； ——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； ——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值； ——人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用兩種效應(yīng)組合。 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)表達(dá)式： 式中：——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； ——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； ——不計(jì)沖擊的汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； ——人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式： 式中各符號(hào)意義見(jiàn)上面說(shuō)明。 《橋規(guī)》還規(guī)定結(jié)構(gòu)

47、構(gòu)件當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，即此時(shí)效應(yīng)組合表達(dá)式為： 式中： S——標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； ——永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)（計(jì)入汽車沖擊力）、人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。 根據(jù)計(jì)算得到的作用效應(yīng)，按《橋規(guī)》各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，現(xiàn)將計(jì)算匯總于表6。 表6 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表 序號(hào) 作用種類 彎矩M(kN.m) 剪力V(kN) 跨中 跨中 支點(diǎn) 作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 永久作用效應(yīng) 361.97 271.484 0 46.41 92.81. 可變作用效應(yīng) 車道荷載 不計(jì)沖擊

48、 225.81 266.34 29.29 46.85 119.45 284.57 213.43 36.9 59.04 150.53 人群荷載 21.90 16.427 1.4 3.159 4.212 承載能力極限狀態(tài) 基本組合 (1) 434.36 325.78 0 55.69 111.372 (2) 398.40 298.80 51.67 82.66 210.74 (3) 24.53 18.40 1.57 3.94 4.72 857.29 642.98 53.24

49、142.29 326.83 正常使用極限狀態(tài) 作用短期效應(yīng)組合 (4) 361.97 271.48 0 46.41 92.81 (5) 158.07 118.55 20.50 32.80 83.62 (6) 21.90 16.427 1.40 3.159 4.212 542.57 406.46 21.90 82.569 180.64 使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 (7) 361.97 271.48 0 46.41 92.81 (8

50、) 90.324 67.74 11.72 18.74 47.78 (9) 8.76 6.57 0.56 1.26 1.68 461.05 345.79 12.28 66.61 142.27 彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合S (10) 361.97 271.48 0 46.61 92.81 (11) 284.57 213.43 36.91 59.04 150.53 (12) 21.90 16.43 1.4 3.16 4.21 668.44 501

51、.44 38.3 108.81 247.551 3.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)算及布置 3.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)時(shí)它應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求。例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)具有一定的安全儲(chǔ)備。應(yīng)此預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限制確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本橋以全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)。首先，按

52、正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加應(yīng)力。 按《公預(yù)規(guī)》6.3.1條，全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應(yīng)力，并符合以下條件：在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足要求。 式中：——在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土法向拉應(yīng)力； ——構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力。 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，和可按下列公式近似計(jì)算： 式中：——構(gòu)件毛截面面積及對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩； ——預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距， 代入即可求得滿足全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加力為： 由表6得，空心板毛截面換算面積 假設(shè)，則

53、 代入得： 則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積為： 式中：——預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力； ——全部預(yù)應(yīng)力損失值，按張拉控制應(yīng)力的20%估算。 本橋采用股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑15.2mm，公稱截面面積98.7mm，，。 按《公預(yù)規(guī)》，現(xiàn)取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%張拉控制應(yīng)力來(lái)估算，則： 采用4根股鋼絞線，即鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積181.46mm，則滿足要求。 3.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 預(yù)應(yīng)力空心板選用1根股鋼絞線布置在空心板下緣，，沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，即沿跨長(zhǎng)保持不變，見(jiàn)圖3-9，預(yù)應(yīng)力鋼筋布置應(yīng)滿足《公預(yù)規(guī)》要求，鋼絞線凈距不小于25m

54、m，端部設(shè)置長(zhǎng)度不小于150mm的螺旋鋼筋等。 圖9 空心板跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置（尺寸單位：cm） 3.5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置 在預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響。空心板截面可換算成等效工字形截面來(lái)考慮： 由： ① ② 由①、②得， 則得等效工字形截面的上翼緣板厚度： 等效工字形截面的下翼緣板厚度： 等效工字形截面的肋板厚度： 等效工字形

55、截面尺寸見(jiàn)圖10: 圖10 等效工字截面示意（尺寸單位：cm） 估算普通鋼筋時(shí)，可先假定，則由下式可求得受壓區(qū)高度x，設(shè)。 由《公預(yù)規(guī)》 ，，，。由表3-6，跨中，，代入上式得： 整理后得： 求得：，且 說(shuō)明中和軸在翼緣板內(nèi)，可用下式求得普通鋼筋面積： 說(shuō)明按受力計(jì)算需要配置縱向普通鋼筋，現(xiàn)按構(gòu)造要求配置。 普通鋼筋選用HRB400，，。 按《公預(yù)規(guī)》 ，。 普通鋼筋采用， 普通鋼筋布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，鋼筋重心至下緣40mm處，即。 3.6 換算截面幾何特性計(jì)算 由前面計(jì)算已知空心板毛截面的幾何特性。毛截

56、面面積，毛截面重心軸至板高的距離（向下），毛截面對(duì)其重心軸慣性距。 （一）換算截面面積 代入得： （二）換算截面重心位置 所有鋼筋換算截面對(duì)毛截面重心的靜矩為： 換算截面重心至空心板毛截面重心的距離為： （向下移） 則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為： 換算截面重心至空心板截面上緣的距離為： 換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離為： 換算截面重心至普通鋼筋重心的距離為： （三）換算截面慣性矩 （四）換算截面彈性抵抗矩 下緣： 上緣： 3.7 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 3.7.1 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算 跨中截面構(gòu)造尺

57、寸及配筋見(jiàn)圖。預(yù)應(yīng)力鋼絞線合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離，普通鋼筋離截面底邊的距離，則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為： 采用換算等效工字形截面來(lái)計(jì)算，參見(jiàn)圖，上翼緣厚度，上翼緣工作寬度，肋寬。首先安公式來(lái)判斷截面類型： 屬于第一類T形，應(yīng)按寬度的矩形截面來(lái)計(jì)算其抗彎承載力。由計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x： 得： 將代入下列公式計(jì)算出跨中截面的抗彎承載力： 計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面抗彎承載力滿足要求。 3.7.2 斜截面抗彎承載力計(jì)算 1.截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核 選取距支點(diǎn)h/2處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算.截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖3

58、-9。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，按《公預(yù)規(guī)》5.2.9條： 式中：——驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN），由表1-6得支點(diǎn)處剪力及跨中截面剪力，內(nèi)插得到距支點(diǎn)h/2=450mm處的截面剪力： ； ——截面有效高度，由于本橋預(yù)應(yīng)力鋼筋都是直線配置，有效高度與跨中截面相同，； ——邊長(zhǎng)為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，空心板為C50，則：，； ——等效工字形截面的腹板寬度，b=278mm。 代入上述公式： 計(jì)算結(jié)果表明空心板截面尺寸符合要求。 按《公預(yù)規(guī)》第5.2.10條 式中，，1.25是按《公預(yù)規(guī)》5.2.10條，板式受彎構(gòu)件可乘以1.25的提高系數(shù)。 由于：

59、 ，并對(duì)照表3-6沿跨長(zhǎng)各截面的控制剪力組合設(shè)計(jì)值，在至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計(jì)算要求配置抗剪箍筋，其它區(qū)段可按構(gòu)造要求配置箍筋。 為了構(gòu)造方便和便于施工，本橋預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)彎起鋼筋，計(jì)算剪力全部由混凝土及箍筋承受，則斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算： 式中，各系數(shù)值按《公預(yù)規(guī)》5.2.7條規(guī)定取用： ——異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡(jiǎn)支梁； ——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，本橋?yàn)槿A(yù)應(yīng)力構(gòu)件，偏安全取； ——受壓翼緣的影響系數(shù)，?。? 、——等效工字形截面的肋寬及有效高度，； ——縱向鋼筋的配筋率，； ——箍筋的配箍率，，箍筋選用雙股10， ，則寫出箍筋間距的計(jì)算式為： ；

60、 箍筋選用HRB335，則。 取箍筋間距，并按《公預(yù)規(guī)》要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取100mm。 配箍率 （按《公預(yù)規(guī)》9.3.13條規(guī)定，HRB335，） 在組合設(shè)計(jì)剪力值的部分梁段，可只按構(gòu)造要求配置箍筋，設(shè)箍筋仍選用雙肢10，配箍率取，則由此求得構(gòu)造配筋的箍筋間距。 取。 經(jīng)比較綜合考慮，箍筋沿空心板跨長(zhǎng)布置如圖3-11。 圖3-11 空心板箍筋布置（尺寸單位：cm） 2.斜截面抗剪承載力計(jì)算 由圖3-11，選取以下三個(gè)位置進(jìn)行空心板斜截面抗剪承載力計(jì)算： ① 距支座中心=350mm處截面，x=7450mm； ② 距跨中

61、位置x=4350mm處截面（箍筋間距變化處）；（位置確定見(jiàn)剪力包絡(luò)圖） ③ 距跨中位置處截面（箍筋間距變化處）。 計(jì)算截面的剪力組合設(shè)計(jì)值，可按表3-6由跨中和支點(diǎn)的設(shè)計(jì)值內(nèi)插得到，計(jì)算結(jié)果列于表3-7. 表3-7 各計(jì)算截面剪力組合設(shè)計(jì)值 截面位置x（mm） 支點(diǎn) 跨中 剪力組合設(shè)計(jì)值V(kN) 326.83 314.55 238.83 182.27 53.24 （1）距支座中心=350mm處截面，即x=7450mm 由于空心板的預(yù)應(yīng)力筋是直線配置，故此截面的有效高度取與跨中近似相同，，其等效工字形截面的肋寬。由于不設(shè)彎起鋼筋，因此，斜截

62、面抗剪承載力按下式計(jì)算： 式中：，，，，， 此處箍筋間距，210，。 則： ， 代入，得： 抗剪承載力滿足要求。 （2）跨中距截面處 此處，箍筋間距，， 斜截面抗剪承載力： 抗剪承載力滿足要求。 （3）距跨中截面距離處 此處，箍筋間距，， 斜截面抗剪承載力： 計(jì)算表明抗剪承載力均滿足要求。 3.8 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 本橋預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑為12.7mm的股鋼絞線： ， 控制應(yīng)力取。 （一）錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長(zhǎng)度取為張拉臺(tái)座的長(zhǎng)度，設(shè)臺(tái)座長(zhǎng)L=50m，采用一端張拉及夾片式錨具，有頂壓時(shí)，

63、則： （二）加熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板采用加熱養(yǎng)護(hù)的方法，為減少溫差引起的預(yù)力損失，采用分階段養(yǎng)護(hù)措施。 設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺(tái)座之間的最大溫差，則： （三）預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 式中：——張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，； ——預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛系數(shù)，低松弛； ——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，； ——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，由《公預(yù)規(guī)》6.2.6條，對(duì)于先張法構(gòu)件， 代入計(jì)算式，得： （四）混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 對(duì)于先張法構(gòu)件 ： 式中：——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值，； ——在計(jì)算截面鋼筋中心

64、處，由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力（，其值為 其中——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時(shí)的全部預(yù)應(yīng)力損失值，由《公預(yù)規(guī)》條，先張法構(gòu)件傳力錨固時(shí)的損失為： 則： 由前面計(jì)算的空心板換算截面面積， ， 。 則： （五）混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 式中：——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋的含筋率，； ——； ——構(gòu)件截面受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心的距離，； ——構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑， ； ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心處，由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，其值為 ——傳力錨固時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力，

65、其值為 —— ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心至截面重心的距離，由前面計(jì)算； ——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期，計(jì)算齡期為時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變； ——加載齡期為，計(jì)算考慮的齡期為時(shí)的徐變系數(shù)； 考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用彎矩，可由表3-6查得，在全部鋼筋重心處由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為： 跨中截面： 截面： 支點(diǎn)截面： 則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為： 跨中: 截面： 支點(diǎn)截面： 《公預(yù)規(guī)》條規(guī)定，不得不大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的倍，設(shè)傳力錨固時(shí)，混凝土達(dá)到，則,，則跨中、截面、支點(diǎn)

66、截面全部鋼筋重心處的壓應(yīng)力、、，均小于,滿足要求。 設(shè)傳力錨固齡期為，計(jì)算齡期為混凝土終極值，設(shè)橋梁所處環(huán)境的大氣相對(duì)濕度為。由前面計(jì)算，空心板毛截面面積，空心板與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度為： 理論厚度： 查《公預(yù)規(guī)》表直線內(nèi)插得到： 把各項(xiàng)數(shù)值代入計(jì)算式中，得： 跨中： 截面： 支點(diǎn)截面： （六）預(yù)應(yīng)力損失組合 傳力錨固時(shí)第一批損失 傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和 跨中截面： 截面： 支點(diǎn)截面： 各截面的有效預(yù)應(yīng)力：。 跨中截面： 截面： 支點(diǎn)截面： 3.9 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 3.9.1 正截面抗裂性驗(yàn)算 正截面抗裂性計(jì)算是對(duì)構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，并滿足《公預(yù)規(guī)》條要求，對(duì)于本橋部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，應(yīng)滿足兩個(gè)要求： 第一， 在作用短期效應(yīng)組合下，； 第二，在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，，即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。 式中：——在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力； 由表3-6，空心板跨中截面彎矩 由前面計(jì)算換算截面下緣彈性抵抗距 則： ——扣除全部預(yù)