【正文】 1 bh?? 第 1 章 設(shè)計資料及構(gòu)造布置 設(shè)計資料 : 計算跨徑 : pl ? 橋面凈空： 凈一 m 1 m m m m 12 m? ? ? ? ? : 路一Ⅰ級 。 : 混凝土：主梁用 C50，欄桿及橋面鋪裝用 C30。 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力 混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTGD622021）的 s? 鋼絞線，每束 7根。全梁配 6束，抗拉強度標準值 1860Mpa?pkf ，抗拉強度設(shè)計值 1260MPa?pdf 。公稱面積 2mm98 。彈性模量 5 10 MP a??pE ；錨具采用夾板式群錨。 按后張法施工工藝制作橋梁，預(yù)制主梁時，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型，鋼絞線采用 TD雙作用 千斤頂兩端同時張拉，主梁安裝就位后現(xiàn)澆 60mm 寬的濕接縫。最后施工 80mm 厚的瀝青橋面鋪裝層。 (1).交通部頒《公路工程技術(shù)指標》（ JTG B012021） ； (2).交通部頒《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（ JTG D602021）； (3).交通部頒《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D622021） 橫截面布置 主梁間距與主梁片數(shù) 梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標 ? 很有效，故在許可條件下適當加寬 T梁翼板。本課程設(shè)計中翼板寬度為 2080mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭。凈一 m 1 m m m m 12 m? ? ? ? ?的橋?qū)掃x用 6片主梁，如圖 11所示： 2 圖 11 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位 mm) 主梁跨中截面主要尺寸擬定 (1)主梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/151/25之間，標準設(shè) 計中高跨比約在 1/181/19 之間。本課程設(shè)計采用 1840mm 的主梁高度。 (2)主梁截面細部尺寸 T 梁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上翼板受壓的要求，這里取預(yù)制 T梁的翼板厚度為 150mm，翼板根部加厚到 250mm，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 3 定。同時從腹板本身的穩(wěn)定性條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，因此取腹板厚度為 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)計實踐表明，馬蹄的總面積占總面積的 10%20%為宜。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初步擬定馬蹄寬度為 500mm，高度為 250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度 150mm，以減小局部預(yù)應(yīng)力。 按照以上擬定的外形尺寸，就可以繪出預(yù)應(yīng)力梁的跨中 截面圖（見圖 12） 圖 12 跨中截面尺寸圖 (3)計算截面幾何特性 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算，見 表 11： 表 11 名稱 分塊面積 )(A 2cmi （ 1） 分塊面積形心至上緣距離iy( )cm （ 2） 分塊面積上緣靜鉅)( 3cmyAS iii? （ 3） =（ 1）（ 2） 分塊面積的自身慣性矩 Ii （ 4） 距離)(cm yyd ini ??（ 5） 分塊面積對截面形心慣性矩 xI （ 6） =（ 1）（ 5） 2 xi III ?? （ 7） =（ 4）+（ 6） 翼緣 4 三角承托 腹板 4976640.0 下三角 1858560 馬蹄 13992050 ? 注：大毛截面形心至上緣距離： 538033 6 5 .7 c m8190? ? ??? in iSy A (4) 受壓翼緣有效寬度 fb? 按《橋規(guī)》規(guī)定 T形截面梁受壓翼緣有效寬度 fb? 取下列三者中的最小值： 1） 簡支梁計算跨徑的31； 2） 相鄰兩梁的平均間距，對于中梁為 2080mm； 3） )122( fh hbb ??? ，式中 b 為梁腹板寬度， hb 為承托長度， fh? 為受壓區(qū)翼緣懸出 的厚度 150mm,所以 hf( b 2 b 12 h ) 200 700 2 12 150 340 0 m m?? ? ? ? ? ? ? ? 所以受壓翼緣的有效寬度為 fb 2080mm? ? 。 (5) 檢驗截面效率指標 ? （希望 ? 在 以上） 上核心距： 34405704. 1 3 5 .5 c m8 1 9 0 (1 5 0 6 5 .7 )? ? ?????siuIK Ay 下核心距： 34405704. 1 6 3 .9 c m8 1 9 0 6 5 .7? ? ????xibIK Ay 截面效率指標： ????? ? h KKK xsx 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。 、橫截面沿跨長的變化 如圖 11 所示，本設(shè)計主梁采用等高形式。橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變，為 5 布置錨具的需要，在距離梁端 1500mm 范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼筋束彎起而從六分點附近（第 一道橫梁處）開始向支點逐漸抬高在馬蹄抬高的同時，腹板寬度亦開始變化。 、橫隔梁的設(shè)置 為減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道橫隔梁。本設(shè)計在橋跨中點和四分點設(shè)置 5道橫隔梁，其間距為 ，段橫隔梁高度為 1440mm，厚度為上部 260mm，下部 240mm。中橫隔梁高為 1100mm，厚度為上部 180mm，下部 160mm。詳見圖 11所示。 6 第 2章 主梁作用效應(yīng)計算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱橫截面的布置，并通過可變荷載作用下的梁 橋荷載橫向分布計算，可分別求出各主梁控制截面（一般取跨中，四分點，變化點截面和支點截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后再進行主梁作用效應(yīng)組合。 、永久荷載效應(yīng)計算 永久計算集度 （ 1） 預(yù)制梁自重 ○1跨中截面段主梁的自重（四分點，截面至跨中截面，長 ） ? ?1 0 .7 4 7 0 2 6 8 .2 5 1 6 0 .2 3 ( k N )? ? ? ?G ○2馬蹄抬高段梁的自重（長 6m） ? ?2 1 .1 5 2 3 2 6 .0 1 4 8 .1 5 ( k N )? ? ? ? ? ?G ○3支點段梁的自重（長 ） ? ?4 1 .1 5 2 3 2 2 6 2 .2 5 6 7 .4 1 ( k N )? ? ? ?G ④邊梁的橫隔板梁 1) 中橫隔板梁體積 7 4 9 5 6 1 ( m )? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 2) 端橫隔梁體積 30 .5 50 .2 5 1 .4 4 0 .7 9 0 .5 0 .1 0 .5 5 0 .5 0 .2 8 ( m )0 .7? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 3) 半跨內(nèi)橫梁重力額為 ? ?5 2 6 (1 .5 0 .2 1 1 0 .2 8 ) 1 5 .4 7 ( k N )? ? ? ? ? ?G ⑤中主梁的橫隔板 1) 中隔板梁體積 32 0 .1 7 1 .4 4 0 .7 9 0 .5 0 .1 0 .7 0 .5 0 .1 5 0 .1 6 0 .4 2 ( m )? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 2) 端橫隔板體積 30 .5 52 0 .2 5 1 .4 4 0 .7 9 0 .5 0 .1 0 .5 5 0 .5 0 .5 6 ( m )0 .7? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 3) 故半跨內(nèi)橫梁重力 2 26 ( 1 ) ( kN )? ? ? ? ? ? ⑥與質(zhì)量主梁永久作用集度 3 1 6 0 .2 5 1 4 8 .5 6 7 .4 1 2 2 .1 1 ( k N /m )1 7 .0 0????g ⑦邊梁橫隔板永久作用集度 39。2 (kN /m )17??g ⑧主梁橫隔板永久作用集度 2 3 0 .9 4 1 .8 2 (k N /m )17??g 7 (2) 二期永久作用 ①現(xiàn)澆 T梁翼板集度： 2 26 ( kN /m )? ? ? ? ②鋪裝 8cm厚的混凝土三角墊層，橫坡 2%： ( 11 ) 25 ( kN /m )? ? ? ? ? ? 8cm瀝青鋪裝： 0. 02 11 23 20 .2 4( kN /m )? ? ? 若將橋面鋪裝均攤給 6片梁，則： ? ?1 (3 7 .1 3 2 0 .2 4 ) 9 .5 6 ( k N /m )6???g ③欄桿 一側(cè)防撞欄： 若將橋面兩側(cè)人行欄，防撞欄，人行道分攤給 6片主梁，則： ( 2 ) 4. 99 2 5 1. 66 (kN /m )? ? ? ?g ④梁的在、二期永久作用集度 3 6 6 11. 22( kN /m )? ? ?g（ ） 永久作用效應(yīng) 如圖 21所 示 ，設(shè) x為計算截面離左支座距離，并令 lx??? 圖 21 永久作用效應(yīng)計算圖 8 邊、主梁的永久作用效應(yīng)計算表見表 21 和表 22 表 12 邊梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 四分點 支點 一期 彎矩 0 剪力 0 二期 彎矩 0 剪力 0 彎矩 0 剪力 0 表 13 主梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 四分點 支點 一期 彎矩 0 剪力 0 二期 彎矩 0 剪力 0 彎矩 0 剪力 0 、可變作用效應(yīng)計算 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)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。 簡支梁的基頻可采用下列公式計算： 10223 .4 5 1 0 0 .3 4 4 2 .6 2 ( H Z )2 2 3 3 3 5 8 7 .1 6??? ? ? ??ccEIf lm?? 式中： ??gGmc 根據(jù)橋梁規(guī)范，本橋的基頻滿足： f 14HZ?? ，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： 1 5 1 5 7 6 7 ??? f? 。 計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) cm 如前所述，本設(shè)計橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔板，具有可靠的橫向聯(lián)系，且橋的寬跨比12 6 ? ? ? 9 所以可按修正的剛性橫梁法來繪 制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù) cm 。 1）計算主梁抗扭慣性矩 TI 對于 T形梁，抗扭慣性矩可近似等于各個矩形截面的抗扭慣性矩之和 ??? mi iiiT tbcI 1 3 式中： iitb, —— 相應(yīng)位單個矩形截面的寬度和厚度； ic —— 矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù) bt 比值計算； m —— 梁截面劃分成單個進行截面的塊數(shù)。 對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：1 15 25t cm2???； 馬蹄部分的換算平均厚度：3 1622 30cm2? ? ?t 如圖 22所示為 TI 的計算圖示， TI 的計算見表 23 圖 22 計算圖示 10 表 23 It計算表 分塊名稱 )(cmbi )(cmti ii bt/ iC )10( 433 mtbcI iiiTi ??? 翼緣板① 腹板② 馬蹄③ ? 2）計算抗扭修正系數(shù) ? 對于本設(shè)計主梁的間距相同，并將主梁計算看成等截面，則有： 2 2 3T2i11 nl G I 6 34 E 11. 319 101112 E 3412 E I a?? ? ? ?? ? ? ?????? 3）按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值： ???? 51 21i iiija