【正文】 ayouttheboardtwowayarticlehalfItsandsidesinternalsidesm,of.twocolumnrigidKeywords：prestressedpier,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 引言 橋梁類型及發(fā)展趨勢 4 4 5 5 結(jié)論 8第二章、方案的比選 10．比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)： 10．方案類別 10．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 1 設(shè)計(jì)資料 1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1主要材料 1 構(gòu)造形式及尺寸選定 1 空心中板毛截面幾何特性計(jì)算 1毛截面面積A 1 作用效應(yīng)計(jì)算 15 永久作用效應(yīng)計(jì)算 15 可變作用效應(yīng)計(jì)算 16 作用效應(yīng)組合 23 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)算及布置 25 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 25 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 27 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置 28 換算截面幾何特性計(jì)算 29 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 31 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算 31 斜截面抗彎承載力計(jì)算 32 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 36 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 41 正截面抗裂性驗(yàn)算 41 斜截面抗裂性驗(yàn)算 45 變形計(jì)算 50 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 53 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 58 最小配筋率復(fù)核 62 預(yù)制空心板吊環(huán)計(jì)算 64 欄桿計(jì)算 64第四章 、空心板簡支梁橋上部構(gòu)造電算 70結(jié)論 84致我國在橋梁建造史上，具有重要的地位。現(xiàn)今使用的各種主要橋式幾乎都能在古代找到起源。60年代以來，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)。、橋梁類型及發(fā)展趨勢梁式橋，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。這種橋結(jié)構(gòu)簡單制造運(yùn)輸和架設(shè)比較方便，因此各國多做標(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)。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。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。 我國公路上修建拱橋數(shù)量最多。 鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。 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。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。是我國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（蘇通長江大橋）。1993年上海建成的南浦（主H型塔，跨423m）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。塔型有H形、倒Y形、A形、鉆石形等。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）。而在多塔斜拉橋中，則在主梁合攏前用對頂法消減甚至于預(yù)儲徐變收縮量。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。一般說，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。結(jié)構(gòu)形式也趨于多樣化，組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等斜拉橋得到長足發(fā)展。我國分別于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。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)力問題將是一個(gè)突出的矛盾，所以，對特大跨橋梁，已提出用懸索橋和斜拉橋相結(jié)合的“吊拉式”橋型。懸索橋的優(yōu)點(diǎn)，相對于其它橋梁結(jié)構(gòu)懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來跨越比較長的距離。懸索橋的懸索銹蝕后不容易更換。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。由于各種現(xiàn)實(shí)的原因和運(yùn)輸、施工等原因，相信空心板簡支梁橋會(huì)越來越多的受到關(guān)注，相應(yīng)的外形也會(huì)越來越美觀。橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算簡支空心板橋的荷載橫向分布特性研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理北京：中華人民共和國交通部發(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[13]　周明華至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。、主要材料：1　 混凝土材料 C40砼：空心板、橋面鋪裝、鉸縫、支座墊石C30砼：墩柱、蓋梁、耳背墻、擋塊、欄桿底座C25砼：系梁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》（）和《鋼筋混凝土用熱扎帶肋鋼筋》（）的規(guī)定。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交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T 42004）的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長直線布置。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)來考慮，則每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋褐邪澹?（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）中板邊板由此可計(jì)算出簡支空心板永久作用（自重）效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見表3。而 在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，即計(jì)算剪力時(shí)。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。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對稱，所以只需計(jì)算1號板至2號板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。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。① 跨中截面：式中：——汽車荷載的沖擊系數(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應(yīng)的影響線的豎標(biāo)值。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)截面剪力可變作用效應(yīng)匯總于表35中，由此看出，車道荷載以兩行車道控制設(shè)計(jì)。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。表6 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表序號作用種類彎矩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)0.可變作用效應(yīng)車道荷載不計(jì)沖擊人群荷載承載能力極限狀態(tài)基本組合 (1)0 (2) (3)正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合 (4)0 (5) (6)使用長期效應(yīng)組合 (7)0 (8) (9)彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合S (10)0 (11) (12) 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)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)力混凝土空心板的構(gòu)造形式。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。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。 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，沿空心板跨長直線布置，即沿跨長保持不變，見圖39，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25mm，端部設(shè)置長度不小于150mm的螺旋鋼筋等。由表36，跨中，代入上式得：整理后得：求得：，且說明中和軸在翼緣板內(nèi)，可用下式求得普通鋼筋面積：說明按受力計(jì)算需要配置縱向普通鋼筋，現(xiàn)按構(gòu)造要求配置。 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。首先安公式來判斷截面類型：屬于第一類T形，應(yīng)按寬度的矩形截面來計(jì)算其抗彎承載力。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。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。圖311 空心板箍筋布置（尺寸單位：cm）由圖311，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 距跨中位置x=4350mm處截面（箍筋間距變化處）；（位置確定見剪力包絡(luò)圖）③ 距跨中位置處截面（箍筋間距變化處）。（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。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺座之間的最大溫差，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)》，對于先張法構(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， ?？缰薪孛妫航孛妫褐c(diǎn)截面： 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂性計(jì)算是對構(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，在荷載長期效應(yīng)組合下，即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。豎向溫度梯度為下圖313，由空心板高為，取。上述計(jì)算結(jié)果表明，本橋在短期效應(yīng)組合及長期效應(yīng)組合下，并考慮溫差應(yīng)力，正截面抗裂性均滿足要求。（1）、纖維（空洞頂面）式中：——支點(diǎn)截面短期組合效應(yīng)剪力設(shè)計(jì)值，由表36查得：——計(jì)算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬。（2）、纖維（空心板換算截面重心處）式中：—纖維以上截面對重心軸的靜矩。纖維處的主拉應(yīng)力(計(jì)入正溫差應(yīng)力)(計(jì)入反溫差應(yīng)力)上述計(jì)算結(jié)果表明，本橋空心板滿足《公預(yù)規(guī)》對部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。先計(jì)算此時(shí)的抗彎剛度：放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，設(shè)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30這時(shí)，則: 換算截面面積：所有鋼筋換算面積對毛截面重心的靜距為：換算截面重心至毛截面重心的距離為：則換算截面重心至空心板下緣的距離：換算截面重心至空心板上緣的距離：預(yù)應(yīng)力鋼絞線至換算截面重心的距離： 普通鋼筋至換算截面重心的距離：換算截面慣矩: 換算截面的彈性抵抗矩：下緣：上緣：空心板換算截面幾何特性匯總于表39表39 空心板截面幾何特性匯總表項(xiàng)目符號單位換算截面面積353590換算截面重心至截面下緣距離換算截面重心至截面上緣距離預(yù)應(yīng)力鋼筋至截面重心軸距離普通鋼筋至截面重心距離換算截面重心慣矩?fù)Q算截面彈性抵抗矩：則由預(yù)加力產(chǎn)生的跨中反拱度，并乘以長期增長系數(shù)后得：由《公預(yù)規(guī)》，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度時(shí)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值按該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱度值之差采用；若大于時(shí)，可不設(shè)預(yù)拱度。計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)并考慮溫差應(yīng)力。而且要滿足的要求。則(計(jì)入正溫差應(yīng)力)（計(jì)入反溫差應(yīng)力）則纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）：計(jì)入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。以上主拉應(yīng)力最大值發(fā)生在纖維處為，按《公預(yù)規(guī)》條，在區(qū)段，箍筋可按構(gòu)造設(shè)置。為此對本設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)在放松預(yù)應(yīng)力鋼鉸線時(shí)預(yù)制空心板的板底壓應(yīng)力和板頂拉應(yīng)力。由《公預(yù)規(guī)》條對先張法構(gòu)件，則：、下緣應(yīng)力空心板跨中截面板自重彎矩：，則由板自重產(chǎn)生的截面法向應(yīng)力為：放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用，空心板上下緣產(chǎn)