【正文】 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)力計算標準值效應(yīng)組合S (10)0 (11) (12)5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計算及布置 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算【10】本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的構(gòu)造形式。作用短期效應(yīng)組合設(shè)計表達式：式中：——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值；——永久作用效應(yīng)標準值；——不計沖擊的汽車荷載效應(yīng)標準值；——人群荷載效應(yīng)標準值。①跨中截面彎矩：剪力：②截面彎矩：剪力：③支點截面剪力可變作用效應(yīng)匯總于表5中，由此看出，車道荷載以兩行車道控制設(shè)計。彎矩：（不計沖擊時）兩行車道荷載：不計沖擊：計入沖擊：剪力：（不計沖擊系數(shù)時）不計沖擊：計入沖擊：圖7 簡支空心板跨中及截面內(nèi)力影響線及加載圖②截面彎矩：（不計沖擊時）兩行車道荷載：不計沖擊：計入沖擊：剪力：（不計沖擊系數(shù)時）不計沖擊：計入沖擊：③ 支點截面剪力計算支點截面剪力由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長的變化，同樣均布荷載標準值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應(yīng)影響線中一個最大影響線的峰值處，見圖8。表4空心板的荷載橫向分布系數(shù) 作用位置作用種類跨中至處支點汽車荷載人群荷載0 汽車荷載沖擊系數(shù)計算【9】《橋規(guī)》規(guī)定汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)。為設(shè)計施工方便，各空心板設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格，同時考慮到人群荷載與汽車荷載效應(yīng)組合，因此，跨中和處的荷載橫向分布系數(shù)偏安全的取下列數(shù)值： 表3 各板橫向分布系數(shù)匯總表 板號橫向分布系數(shù)12345（2）車道荷載作用于支點處的荷載橫向分布系數(shù)計算支點處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算。表2 各板荷載橫向分布影響線坐標值表位置板號12345678912345各板橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖5。 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算【8】空心板跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計算，支點處按杠桿原理法計算。公路級的車道荷載由的均布荷載,和的集中荷載兩部分組成。橋面鋪裝采用等厚的瀝青混凝土，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，精確的說由于橋梁橫向彎曲變形。2 構(gòu)造形式及尺寸選定【6】【13】本橋橋面凈空為凈，全橋?qū)挷捎?塊的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬，高，空心板全長。 設(shè)計參數(shù)：（1）跨徑：標準跨徑；計算跨徑。長期以來，由于縣城工業(yè)立縣的方針，及全國經(jīng)濟快速發(fā)展，連接縣城西入口和333省道的樞紐——王棟橋，已不能滿足日益增長的交通量需求。目 錄1 設(shè)計資料 （1） 設(shè)計背景 （1） 設(shè)計參數(shù) （1）2 構(gòu)造形式及尺寸選定 （2）3 空心板毛截面幾何特性計算 （3） 毛截面面積A （3） 毛截面重心位置 （3） 空心板毛截面對其重心軸的慣矩 （3）4 作用效應(yīng)計算 （5） 永久作用效應(yīng)計算 （5） 可變作用效應(yīng)計算 （6） 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算 （6） 汽車荷載沖擊系數(shù)計算 （9） 可變作用效應(yīng)計算 （10） 作用效應(yīng)組合 （13）5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計算及布置 （16） 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 （16） 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 （17） 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置 （17）6 換算截面幾何特性計算 （20） 換算截面面積 （20） 換算截面重心位置 （20） 換算截面慣性矩 （21） 換算截面彈性抵抗矩 （21）7 承載能力極限狀態(tài)計算 （22） 跨中截面正截面抗彎承載力計算 （22） 斜截面抗彎承載力計算 （23） 截面抗剪強度上、下限復(fù)核 （23） 斜截面抗剪承載力計算 （25）8 預(yù)應(yīng)力損失計算 （27） 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失 （27） 加熱養(yǎng)護引起的溫差損失 （27） 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 （27） 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 （27） 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 （28） 預(yù)應(yīng)力損失組合 （31）9 正常使用極限狀態(tài)計算 （32） 正截面抗裂性驗算 （32） 斜截面抗裂性驗算 （36） 正溫差應(yīng)力 （36） 反溫差應(yīng)力 （37） 主拉應(yīng)力 （37）10 變形計算 （41） 正常使用階段的撓度計算 （41） 預(yù)加力引起的反拱度計算及預(yù)拱度的設(shè)置 （41） 預(yù)加力引起的反拱度計算 （41） 預(yù)拱度的設(shè)置 （43）11 持久狀態(tài)應(yīng)力驗算 （44） 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算 （44） 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉應(yīng)力驗算 （44） 斜截面主應(yīng)力驗算 （45） 纖維 （45） 纖維 （46） 纖維 （46）12 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗算 （49） 跨中截面 （49） 由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力 （49） 由板自重產(chǎn)生的板截面上、下緣應(yīng)力 （50） 截面 （50） 支點截面 （51）13 最小配筋率復(fù)核 （54）14 鉸縫計算 （56） 鉸縫剪力計算 （56） 鉸縫剪力影響線 （56） 鉸縫剪力 （58） 鉸縫抗剪強度驗算 （58）15 預(yù)制空心板吊環(huán)計算 （60）16 欄桿計算 （61） 欄桿的構(gòu)造及布置 （61） 欄桿柱的作用效應(yīng)計算 （61） 永久作用效應(yīng) （61） 荷載效應(yīng) （61） 效應(yīng)組合 （61） 欄桿柱的鋼筋布置 （62） 欄桿柱承載能力復(fù)核 （62） 扶手計算 （64） 扶手的作用效應(yīng)計算 （64） 扶手承載能力復(fù)核 （65）參考文獻 （66）致謝 （67）671 設(shè)計資料 設(shè)計背景：平輿縣有優(yōu)越的交通區(qū)位優(yōu)勢。333省道貫穿縣城東西，成為交通線路網(wǎng)的主要干線。參考相關(guān)專業(yè)書籍與資料，并根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，結(jié)合當?shù)胤煞ㄒ?guī)與工程實際，使設(shè)計更加合理與經(jīng)濟。（4）材料：預(yù)應(yīng)力鋼筋股鋼絞線，直徑；非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB335鋼筋，R235鋼筋；空心板塊混凝土采用；鉸縫為細集料混凝土；橋面鋪裝采用混凝土；欄桿及人行道板為混凝土。圖1 橋梁橫斷面（尺寸單位：）圖2 空心板截面構(gòu)造及尺寸（尺寸單位：）3 空心板毛截面幾何特性計算【12】 毛截面面積A 毛截面重心位置【11】全截面對板高處的靜矩： =鉸縫的面積：則毛截面重心離板高的距離為：（向下移）鉸縫重心對板高處的距離為： 空心板毛截面對其重心軸的慣矩如圖3，設(shè)每個挖空的半圓面積為：半圓重心軸：半圓對其自身重心軸OO的慣矩為:則空心板毛截面對其重心軸的慣矩為：（忽略了鉸縫對自身重心軸的慣矩）圖3 挖空半圓構(gòu)造（尺寸單位：）空心板截面的抗扭剛度可簡化為下圖的單箱截面來近似計算：圖4 計算的空心板截面簡化圖（尺寸單位：）4 作用效應(yīng)計算 永久作用效應(yīng)計算【7】(1) 預(yù)制板的自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）(2) 橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）人行道及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計資料，單側(cè)按計算。《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D602004）【2】（以下簡稱《橋規(guī)》）規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計算采用車道荷載。多車道橋梁上還應(yīng)考慮多車道折減，雙車道折減系數(shù)。由表2畫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向分布系數(shù)。由表3可以看出：兩行汽車荷載作用時，2號板的橫向分布系數(shù)最不利?？招陌宓暮奢d橫向分布系數(shù)匯總于表4。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、均布荷載的標準值；——彎矩影響線的面積；——與車道荷載的集中荷載對應(yīng)的影響線的豎標值。人群荷載