【正文】 00mm 的主梁高度是比較合適的，本橋橋體有 8 片梁。 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 主梁截面細(xì)部尺 寸： T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 180mm，翼板根部加厚到 300mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。腹板厚度取200mm。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的 10%~20%為合適?？紤]到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按 三 層布置， 一層最多排三束，同時(shí)還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條對(duì)鋼束間距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 500mm，高度為 300mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度過 100mm，以減小局部應(yīng)力。 按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見圖 ）。 圖 跨中截面尺寸圖（尺寸單位： mm） 計(jì)算截面幾何特征 對(duì)于 T 型截面受壓翼緣的計(jì)算寬度 bf， 根據(jù)《公路橋規(guī)》計(jì)算得出的有效寬度為 主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元 。 見 圖 截面形心 至上緣距離為： iis yy= AA?? 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 式中： Ai —— 分塊面積 iy —— 分塊面積的形心至上緣的距離 主梁的工作截面有兩種：預(yù)制和吊裝階段的小截面（ b=160cm）；運(yùn)營階段的大截面（ b=220cm）。 主梁跨中截面的全截面幾何特性如表 圖 主梁跨中截面分塊圖 表 (1)主梁跨中小毛截面的幾何特性 分塊名稱 分塊面積 Ai (cm2) （ 1） yi (cm) （ 2） 分塊面積對(duì)上緣靜矩 Si=Aiyi (cm3) （ 3） =（ 1） （ 2） di=ysyi (cm) （ 4） 分塊面積對(duì)截面形心的慣矩 Ix=Aidi2 (cm4) （ 5） =（ 1） （ 4） 2 分塊面積的靜矩 Ii (cm4) （ 6） 翼板 ① 2520 9 22680 105 105 三角承托 ② 840 22 1848 105 105 腹板 ③ 3600 90 324000 105 105 下三角 ④ 150 24495 105 105 馬蹄 ⑤ 1500 185 277500 105 105 ∑ 8610 667155 105 105 ∑Ⅰ =∑Ⅰ i+∑Ⅰ = 105(cm4), iis yy= AA?? = ， xy = 210 77. 5= m 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 表 (2)主梁跨中 大 毛截面的幾何特性 分塊名稱 分塊面積 Ai (cm2) （ 1） yi (cm) （ 2） 分塊面積對(duì)上緣靜矩 Si=Aiyi (cm3) （ 3） =（ 1） （ 2） di=ysyi (cm) （ 4） 分塊面積對(duì)截面形心的慣矩 Ix=Aidi2 (cm4) （ 5） =（ 1） （ 4） 2 分塊面積的靜矩 Ii (cm4) （ 6） 翼板 ① 3600 9 32400 105 105 三角承托 ② 840 22 18480 105 105 腹板 ③ 36000 90 324000 105 105 下三角 ④ 150 24495 105 105 馬蹄 ⑤ 1500 185 277500 105 105 ∑ 9690 676875 105 105 ∑Ⅰ =∑Ⅰ i+∑Ⅰ =1 05(cm4), sy =, xy = 210 =140. 15c m 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) ρ（希望 ρ在 以上） 上核心距： s x 47848000k = = = 3 5 . 2 5 c my 9 6 9 0 1 4 0 . 1 5A??? ? ? 下核心距： x s 4784800k = = = 7 0 . 6 9 c my 9 6 9 0 6 9 . 8 5A??? ? ? 截面效率指標(biāo)： ρ= 0 1 0 ?????h kk sx 表明以上初擬的主梁中截面是合理的。 橫截面沿跨長的變化 如圖 所示，本設(shè)計(jì)主梁采用等高 的 形式，橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變。魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距 支座 2250mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。 見圖（ ） 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制 作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道路中橫隔梁； 當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn) 、四分點(diǎn)、和支座處 共設(shè)置 五 道橫隔梁，其間距 分別 為 7m 和 。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部 260mm，下部 240mm；中橫隔梁高度為 2020mm，厚度為上部 180mm，下部 160mm。詳見圖 所示。 4 上部結(jié)構(gòu) 施工圖設(shè)計(jì) 主梁永久作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用集度 （ 1） 預(yù)制梁自重 （一期橫載） 按跨中截面計(jì)，主梁的橫載集度 ： g（ 1） =25=由于變截面的 過渡區(qū)段折算成的橫載集度： g（ 2） =2(++)25/=由于梁端腹板加寬所增加的重力折算成的橫載集度： g（ 3） ＝ 225/=中橫隔梁體積： （ ） = 端橫隔梁體積： （ +） = 邊主梁的橫隔梁橫載集度： g（ 4） =（ 3+2） 25/=邊主梁的橫隔梁橫載集度： g（ 4）′ =2 g（ 4） =2= 邊主梁的一期橫載集度為： g1= ?? ?????41i kN/m 中 主梁的一期橫載集度為： g1′＝ ? =+++=魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 （ 2） 二期永久作用 一側(cè)人行道欄桿 kN/m；一側(cè)人行道 kN/m；橋面鋪裝層重 （圖 ） 圖 橋面鋪裝（尺寸單 位： mm） 1 號(hào)梁： （ +） 25= kN/m 2 號(hào)梁： （ +） 25= kN/m 3 號(hào)梁： （ +） 25= kN/m 4 號(hào)梁： （ +） 25= kN/m 現(xiàn)將 恒 載作用匯總 如表 恒載匯總表 梁號(hào) 一期橫載 g1（ kN/m） 二期橫載 g2（ kN/m） 總荷載（ kN/m） 1 =++ 2 3 4 永久作用效應(yīng) 如圖 所示，設(shè) x 為計(jì)算截面離左支座的距離，并令 /xl?? 。 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 x = al （1 a ） l1M影響線V影響線VM 圖 42 永久作用效應(yīng)計(jì)算圖 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： 21 (1 )2M l g? ???? lg2121 ）（ ?? ??V 永久作用效應(yīng)計(jì)算見表 。 表 號(hào)梁永久作用效應(yīng) 項(xiàng)目 總荷載 Mg（ kN/m） Qs（ kN） 跨中 四分點(diǎn) 四分點(diǎn) 支點(diǎn) ɑ 1 號(hào)梁 2 號(hào)梁 3 號(hào)梁 4 號(hào)梁 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 可變作用效應(yīng)計(jì) 算（修正剛性橫梁法） 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按《橋規(guī)》 條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算： HzmEllfcc 4 6 9 4 7 8 4 7 1022 ??????? ? 其中： mc=G/g=25103/= l= E=1010N/m2 Ic=109mm4 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽 車荷載的沖擊系數(shù)為 ： μ= = 所以 1+μ= 按《橋規(guī)》 條， 兩車道不折減，三車道折減系數(shù)為 ，四車道折減系數(shù)為，但折減后的值不得小于兩行車隊(duì)布載時(shí)的計(jì)算結(jié)果。 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) （ 1） 跨中的荷載橫向分布系數(shù) mc 如前所述，橋跨內(nèi)設(shè) 五 道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： ??B 認(rèn)為具有得靠的橫向聯(lián)接，寬跨比接近 ，按 修正偏心壓力法計(jì)算。 ① 計(jì)算主梁抗扭慣矩 IT 對(duì)于 T 形梁截面，搞扭慣矩可近似按下式計(jì)算： 31 imt iiT tbcI ??? 式中： bi， ti—相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度； ci—矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m—梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： mm2402 1 2 0 1 2 0180180 ????t 馬蹄部分的換算平均厚度： mm3502 400300t 1 ??? 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 IT的計(jì)算圖式見圖 ，結(jié)果見表 2202415135301015 20181221050123 圖 IT 計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 表 IT 計(jì) 算 表 分塊名稱 bi(m) ti(m) ti/bi ci Iti=cib it i3(m4) 翼緣板① 310?? 腹板 ② 1..51 310?? 馬蹄 ③ 310?? ∑ 310?? ② 計(jì)算抗扭修正系數(shù) β 對(duì)于本算例主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得： ????iiiiTIaEIGl i221211? 式中： G=； l=； 43 mIi Ti ???? ??； a1=a8=； a2=a7=； a3=a6=； a4=a5=； Ii=。 。 . 計(jì)算得 β=。 ③ 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值： ???? 71 21i iiijaean ?? 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 式中： n=8， 8 2 2 2 2 2 21 = 2 7 7 5 . 5 3 . 3 1 . 1 = 2 0 3 . 2 8 mii a? ? ? ? ?? （。 計(jì)算所得的 ij? 值列于表 內(nèi)。 表 εij 值 梁號(hào) i Ai (m) 1i? 8i? 1 2 3 4 ④ 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 圖 () 汽車荷載： cqm ＝qi12 ??； 人群荷載： orm ＝ r? 一號(hào)梁： 4 車道： cqm ４ ＝ (+++++)= 3 車道： cqm 3=(+++++) = 2 車道： cqm ２ ＝ (+++)= 1 號(hào)梁的汽車荷載 橫向分布系數(shù)為： cqm = (2 車道 ) 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 50180 130 180 130 180 130 180110 220 220 220 220 220 22022012 3 4 5 6 7 81 號(hào)梁2 號(hào)梁3 號(hào)梁4 號(hào)梁 圖 跨中的橫向分布系數(shù) mc計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 人群 ： crm =. 同樣得到 2 號(hào)、 3 號(hào)、 4 號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)，計(jì) 見表 表 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算表 梁 號(hào) 汽車荷載作用點(diǎn)相應(yīng)的影響線豎標(biāo) qi? 值 cqm crm q1? q2? q3? q4? q5? q6? q7? q8? 1 2 3 4 （ 2）支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù) m0（杠桿原理法） 計(jì)算如圖 （ 3）荷載的橫向分布系數(shù)匯總（表 ） 魯東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 表 荷載分布系數(shù)匯總表 作用類別 1 號(hào)梁 2 號(hào)梁 3 號(hào)梁 4 號(hào)梁 cm 0m cm 0m cm 0m cm 0m 汽車荷載 人群荷載 道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》，公路 Ⅰ級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq = kN/m:；集中荷載標(biāo) 準(zhǔn)值 ：計(jì)算彎矩時(shí)為 3 6 0 1