【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(zhǎng)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)5 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【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(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(chē)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；——人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。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5中，由此看出，車(chē)道荷載以?xún)尚熊?chē)道控制設(shè)計(jì)。彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊：計(jì)入沖擊：剪力：（不計(jì)沖擊系數(shù)時(shí)）不計(jì)沖擊：計(jì)入沖擊：圖7 簡(jiǎn)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(jì)沖擊時(shí)）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊：計(jì)入沖擊：剪力：（不計(jì)沖擊系數(shù)時(shí)）不計(jì)沖擊：計(jì)入沖擊：③ 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算支點(diǎn)截面剪力由于車(chē)道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長(zhǎng)的變化，同樣均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處，見(jiàn)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(lèi)跨中至處支點(diǎn)汽車(chē)荷載人群荷載0 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算【9】《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)。為設(shè)計(jì)施工方便，各空心板設(shè)計(jì)成統(tǒng)一規(guī)格，同時(shí)考慮到人群荷載與汽車(chē)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(hào)橫向分布系數(shù)12345（2）車(chē)道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算。表2 各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表位置板號(hào)12345678912345各板橫向分布影響線及橫向最不利布載見(jiàn)圖5。 汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)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(jì)算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計(jì)算。公路級(jí)的車(chē)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(shuō)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(zhǎng)。 設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑；計(jì)算跨徑。長(zhǎng)期以來(lái)，由于縣城工業(yè)立縣的方針，及全國(guó)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)的交通量需求。目 錄1 設(shè)計(jì)資料 （1） 設(shè)計(jì)背景 （1） 設(shè)計(jì)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(jì)算 （3） 毛截面面積A （3） 毛截面重心位置 （3） 空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣矩 （3）4 作用效應(yīng)計(jì)算 （5） 永久作用效應(yīng)計(jì)算 （5） 可變作用效應(yīng)計(jì)算 （6） 汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 （6） 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算 （9） 可變作用效應(yīng)計(jì)算 （10） 作用效應(yīng)組合 （13）5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)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(jì)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(jì)算 （22） 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算 （22） 斜截面抗彎承載力計(jì)算 （23） 截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核 （23） 斜截面抗剪承載力計(jì)算 （25）8 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 （27） 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失 （27） 加熱養(yǎng)護(hù)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(jì)算 （32） 正截面抗裂性驗(yàn)算 （32） 斜截面抗裂性驗(yàn)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(jì)算 （41） 正常使用階段的撓度計(jì)算 （41） 預(yù)加力引起的反拱度計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置 （41） 預(yù)加力引起的反拱度計(jì)算 （41） 預(yù)拱度的設(shè)置 （43）11 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 （44） 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗(yàn)算 （44） 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉應(yīng)力驗(yàn)算 （44） 斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算 （45） 纖維 （45） 纖維 （46） 纖維 （46）12 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)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(diǎn)截面 （51）13 最小配筋率復(fù)核 （54）14 鉸縫計(jì)算 （56） 鉸縫剪力計(jì)算 （56） 鉸縫剪力影響線 （56） 鉸縫剪力 （58） 鉸縫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 （58）15 預(yù)制空心板吊環(huán)計(jì)算 （60）16 欄桿計(jì)算 （61） 欄桿的構(gòu)造及布置 （61） 欄桿柱的作用效應(yīng)計(jì)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(jì)算 （64） 扶手的作用效應(yīng)計(jì)算 （64） 扶手承載能力復(fù)核 （65）參考文獻(xiàn) （66）致謝 （67）671 設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)背景：平輿縣有優(yōu)越的交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)。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(zhuān)業(yè)書(shū)籍與資料，并根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)與工程實(shí)際，使設(shè)計(jì)更加合理與經(jīng)濟(jì)。（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(xì)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(jì)算【12】 毛截面面積A 毛截面重心位置【11】全截面對(duì)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(duì)板高處的距離為： 空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣矩如圖3，設(shè)每個(gè)挖空的半圓面積為：半圓重心軸：半圓對(duì)其自身重心軸OO的慣矩為:則空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣矩為：（忽略了鉸縫對(duì)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(jiǎn)化為下圖的單箱截面來(lái)近似計(jì)算：圖4 計(jì)算的空心板截面簡(jiǎn)化圖（尺寸單位：）4 作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用效應(yīng)計(jì)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(jì)資料，單側(cè)按計(jì)算?！豆窐蚝O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D602004）【2】（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《橋規(guī)》）規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車(chē)道荷載。多車(chē)道橋梁上還應(yīng)考慮多車(chē)道折減，雙車(chē)道折減系數(shù)。由表2畫(huà)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(chē)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(chē)荷載作用時(shí)，2號(hào)板的橫向分布系數(shù)最不利。空心板的荷載橫向分布系數(shù)匯總于表4。① 跨中截面：式中：——汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)；——多車(chē)道汽車(chē)荷載橫向折減系數(shù)；——汽車(chē)荷載跨中截面橫向分布系數(shù)；——分別為車(chē)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(chē)道荷載的集中荷載對(duì)應(yīng)的影響線的豎標(biāo)值。人群荷載