【正文】 ……80結(jié)論 …………………………………………………………………………………………87致謝 ……………………………………………………………………………………89參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………91附錄…………………………………………………………………………………………93前 言 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為預(yù)應(yīng)力空心板橋，眾所周知，隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人們的廣泛關(guān)注，橋梁又是現(xiàn)代交通中不可缺少的組成部分，于此同時(shí)，橋梁建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)橋梁工程無(wú)論在建設(shè)規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進(jìn)行列。各種功能齊全、造型美觀橋梁開(kāi)始頻繁的出現(xiàn)在人們的生活中，給人們帶來(lái)方便的同時(shí)很多橋梁也逐漸成為城市的標(biāo)志性建筑。本設(shè)計(jì)是根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》系列叢書(shū)，以及依照交通部頒發(fā)的有關(guān)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG系列）擬定設(shè)計(jì)而成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，作者還參考了諸如橋梁工程、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、橋涵水文、橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)等相關(guān)書(shū)籍和文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)中考慮了各種尺寸與材料的選用符合規(guī)范中對(duì)強(qiáng)度、應(yīng)力、局部承壓強(qiáng)度的要求，并且產(chǎn)生在規(guī)范容許范圍內(nèi)的變形，使橋梁在正常使用的情況下能夠達(dá)到安全，穩(wěn)定和耐久的標(biāo)準(zhǔn)。在可預(yù)期偶然荷載下仍能達(dá)到基本正常使用的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮女兒河大橋所處區(qū)域的地質(zhì)和水文條件，既保證符合規(guī)范要求，同時(shí)保證因地制宜并且便于施工和維護(hù)，并且兼顧橋梁本身的美觀性與社會(huì)經(jīng)濟(jì)性，既要設(shè)計(jì)合理，又要起到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。1 設(shè)計(jì)資料 主要技術(shù)指標(biāo)跨徑: 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：； 計(jì)算跨徑：22. 60m。橋面總寬: 8m， m+（2）m+ m。設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)。橋面縱坡：2%。橋面橫坡：%。 材料規(guī)格主梁：采用C50預(yù)應(yīng)力混凝土，容重為25kN/m3；107KPa；橋面鋪裝：采用瀝青混凝土，厚度為5cm,容重為23 KN/m3 混凝土，厚度為10cm，容重為24 KN/m179。 采用的技術(shù)規(guī)范[1] 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D602004 )；[2] 《公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D622004)；[3] 《公路磚石及砼橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ D632005)。2 構(gòu)造形式及尺寸選定 本設(shè)計(jì)全橋雙車(chē)道，上、下行分幅布置，單幅寬度為8m,全橋采用C50預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬110cm，高95cm,。，邊、。（單位：cm）（單位：cm）3 空心板毛截面幾何特性計(jì)算 中跨空心板毛截面幾何特性計(jì)算 毛截面面積A空心板毛截面面積為： 毛截面重心位置全截面對(duì)1/2板高處的靜距： 則毛截面重心離1/2板高的距離為:把毛截面外框簡(jiǎn)化為規(guī)則矩形時(shí)的鉸縫面積A鉸: 鉸縫重心對(duì)1/2板高的距離為: 空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣距I ,設(shè)每個(gè)挖空的半圓面積為A′:半圓重心軸： 半圓對(duì)其自身重心軸的慣性矩I′為：則空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣性距I為： 空心板毛截面幾何特性匯總本橋梁設(shè)計(jì)的預(yù)制空心板的毛截面幾何特性采用分塊面積累加法計(jì)算，疊加時(shí)挖空部分按負(fù)面積計(jì)算,。:（尺寸單位：cm）（尺寸單位:cm) 抗扭慣矩IT為：4 作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用效應(yīng)計(jì)算 空心板自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）g1 橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）g2欄桿、緣石（參照已建橋梁）取 橋面鋪裝采用5cm等厚度的瀝青混凝土和10cm混凝土，則全橋?qū)掍佈b每延米重力為: 為計(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? KN/m 鉸縫自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）g3鉸縫采用C40細(xì)集料混凝土，容重為24kN/m,邊跨取單個(gè)鉸縫的一半計(jì)算，則其自重為: 由此得空心板每延米總重力g為： （第一階段結(jié)構(gòu)自重） （第二階段結(jié)構(gòu)自重） 項(xiàng)目作用種類(lèi)作用gi（KN/m）計(jì)算跨徑L（KN/m）作用效應(yīng)M(KN/m)作用效果V(KN)跨中（ ）1/4跨（）支點(diǎn)（）l/4跨（）跨中g(shù)Ⅰ0gⅡ0g =gⅠ+gⅡ0 可變作用效應(yīng)計(jì)算本橋汽車(chē)荷載采用公路—Ι級(jí)荷載，它由車(chē)道荷載和車(chē)輛荷載組成。《橋規(guī)》規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車(chē)道荷載。公路— KN/m，集中荷載 。 而在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk ： 汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算空心板的剛度系數(shù) 作用 位置板號(hào)12345671234各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如下1號(hào)板：兩行汽車(chē) 人群荷載 2號(hào)板： 3號(hào)板： 4號(hào)板： 兩行汽車(chē)作用時(shí)，2號(hào)板最不利，跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)偏安全取值：（尺寸單位：m） 各板荷載橫向分布系數(shù)匯總表 板號(hào)橫向分布系數(shù) 1 2 3 4 m2汽 m人支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)，按杠桿法計(jì)算，： 1號(hào)板支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線及最不利布載圖兩行汽車(chē)： 2號(hào)板的荷載橫向分布系數(shù) 作用位置跨中至L/4處支點(diǎn)汽車(chē)荷載 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算《橋規(guī)》規(guī)定汽車(chē)荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)μ。μ按結(jié)構(gòu)基頻f的不同而不同,對(duì)于簡(jiǎn)支板橋: ()當(dāng)f, μ=。當(dāng)f14Hz時(shí), μ=?！躥≤14Hz時(shí), ()代入數(shù)據(jù)得: 所以 可變作用效應(yīng)計(jì)算 車(chē)道荷載效應(yīng) 兩行車(chē)道荷載不計(jì)沖擊：計(jì)入汽車(chē)沖擊： 剪力： 不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 剪力： 不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 不計(jì)沖擊：=計(jì)入汽車(chē)沖擊： 人群荷載效應(yīng) 1．跨中 2. l/4截面 3. 支點(diǎn) 可變作用效應(yīng)匯總表 作用效應(yīng)截面作用 位置位置 彎矩M(KNm) 剪力V(KN) 跨中 L/4 跨中 L/4 支點(diǎn)車(chē)道荷載兩行不計(jì)沖擊系數(shù) （1+μ）人群荷載 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)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用不同的計(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)俅髽颍?； ——效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； ——汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力）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，采用以下兩種效應(yīng)組合: （1）作用短期效應(yīng)組合表達(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(chē)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。 （2）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式： 《橋規(guī)》還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需要彈性階段截面應(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： ——標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； ——永久作用效應(yīng)，汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。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。 序號(hào)作用種類(lèi)彎矩M(KNm)剪力V(KN)跨中 L/4跨中L/4支點(diǎn)作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)gⅠ0gⅡ0g=gⅠ+gⅡ（SGK）0可變作用效應(yīng)車(chē)道荷載S′Q1K(1+μ)SQJK人群荷載SQJK承載能力極限狀態(tài)基本組合Sud (1)0 (2) (3)Sud=（1）+（2）+（3）正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合SsdSGK (4)0′QJK (5)SQJK (6)S=(4)+(5)+(6)使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合SldSGK (7)0′Q1K (8)′QJK (9)S=(7)+(8)+(9)彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合SSGK (10)0SQ1K (11)SQJK (12)S=(10)+(11)+(12)5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)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(mǎn)足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(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。因此，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值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，在由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本設(shè)計(jì)以部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)，首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力Npe。按《公預(yù)規(guī)》，A類(lèi)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(mǎn)足要求。式中: σst—— 在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力；在初步設(shè)計(jì)時(shí)，σst和σst可按公式近似計(jì)算： () ()式中: A,W——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矩，,可預(yù)先假定。代入即可求得滿(mǎn)足部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加力為： ()式中：