【正文】 應(yīng)力及變形驗(yàn)算，最后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。 message of the bridge design。 design of substructure. Keywords: Prestressed conctete。我們通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以將以往所學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程進(jìn)行綜合性應(yīng)用，同時(shí)也是我們畢業(yè)走向工作的一次演習(xí)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)力求準(zhǔn)確無(wú)誤，滿足使用要求。 ：雙柱式橋墩 (樁基礎(chǔ) )， U型橋臺(tái) (擴(kuò)大基礎(chǔ) )。橋臺(tái)處地基土為硬粘土，容許承載力 [? 0]=430kpa，土的密度 r=，孔隙比 e=，比重 G=，壓縮模量 Es=15Mpa,臺(tái)內(nèi)填土密度 r=18kN/m2，內(nèi)摩擦角為 350。濕接縫采用 C50 混泥土、墩柱 C樁基礎(chǔ) C25，墻面鋪裝上層采用 9cm 瀝青混凝土，下層采用 8cm 的 C40 防水混凝土，蓋梁以及其余結(jié)構(gòu)混凝土均使用 C30。 設(shè)計(jì)依據(jù) 主要的技術(shù)指標(biāo) （ 1） 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 JTG B01— 2021 （ 2） 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 JTG D60— 2021 （ 3） 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D62— 2021 （ 4） 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ02485 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主梁間距與主梁片數(shù) 主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬 翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)ρ很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬 T 梁翼板。 （ 2） 主梁腹板厚度 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)因主拉應(yīng)力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15， 本設(shè)計(jì)主梁腹板厚度取 m，在跨中區(qū)段，鋼束主要布置在梁的下緣，以形成較大的內(nèi)力臂，故在主梁腹板下部設(shè)置馬蹄，以利于數(shù)量較多的鋼束布置。馬蹄與腹板交接處做成 45176。本 設(shè)計(jì) 預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 ，翼板根部加厚到。 （ 4）橫截面沿跨長(zhǎng)度變化 橫截面沿跨長(zhǎng)度變化，主要考慮預(yù)應(yīng)力鋼束在梁內(nèi)布置的要求，以及錨具布置的要求，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從五 分點(diǎn)開(kāi)始和支點(diǎn)逐漸抬高 ，同時(shí)腹板的寬度逐漸加厚。 根據(jù)以上的描述，主梁各部分尺寸如圖 所示。g =? ? 25= ②由于馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（近似計(jì)算）（長(zhǎng) ） 主梁端部截面面積為 A= 邊主梁： )2(g =（ +） ? ? 225 KN= 中主梁： ??39。g =（ +++） /= 二期恒載 翼緣板中間濕接縫集度 邊主梁： 2g =? ? 1? 25=中主梁： 239。g =（ 23+） /5 = kN/m ③ 防撞欄：?jiǎn)蝹?cè)防撞欄線荷 載為 kN/m 邊主梁： )8(g =? 2/5 =3 kN/m 中主梁： )8(39。結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù) u 與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先 計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡(jiǎn)支梁橋的結(jié)構(gòu)基頻按下式計(jì)算： cCmEIlf 22?? （ ） 其中， cm =gG= mkgmkg /??? 則： 1022?????? ??ccmEIlf Hz= 根據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定： 當(dāng) f ＜ 時(shí)， ?u ； 當(dāng) ＜ f ＜ 14Hz 時(shí)， fu ? ； 當(dāng) f ＞ 14Hz 時(shí)， ?u 。 汽車： ??qqm ?21 （ ） 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 250 250 25025050 50 180 130 180 1號(hào) 梁2號(hào) 梁 圖 支點(diǎn)截面橫向分布系數(shù) 1 號(hào)梁： 公路 I 級(jí)： ??qoqm ?21=21 ?（ +） = 2 號(hào)梁 公路 I 級(jí)： ??qoqm ?21=21 ?（ +++） = 2. 跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 cm 本橋跨內(nèi)有六道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度比為：??? 2，故按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) cm 。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 計(jì)算 1 號(hào)梁跨中截面最大彎矩及相應(yīng)荷載位的剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩時(shí)采用直線加載求活載內(nèi)力 計(jì)算公式為： M=(1+μ )ξ ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ , Q= mcr qrΩ qr為人群荷載，計(jì)算 L≤ 50m時(shí)， qr=,其中 1+μ = 公路 I 級(jí)車道荷載 qk r= KN/m，均布荷載 Pk =278 KN/m 計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)， Pk 應(yīng)乘以 倍 （ 1）跨中截面 ① 跨中截面彎矩影響線面積：Ω = L2/8= m2 Mq=(1+μ ) ξ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = KN m ② L/4 截面剪力影響線面積：Ω =1/2 3/4L= m Qq=(1+μ ) ξ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = KN Qr= mcr qrΩ = KN （ 3）變化點(diǎn)截面處 ： ① 變化點(diǎn)截面彎矩影響線面積：Ω =1/2 +1/2 0,894L= m2 Mq=(1+μ ) ξ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = KN m ② 跨中截面剪力影響線面積：Ω = L/8= m2 Qq=(1+μ ) ξ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = KN Qr= mcr qrΩ = KN. （ 2） L/4 截面處： ① L/4 截面彎矩影響線面積：Ω =1/2 3/16L 1/4L+1/2 3/16L 3/4L= m2 Mq=(1+μ ) ξ ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = m ②變化點(diǎn)截面剪力影響線面積： Ω =1/2 = m Qq=(1+μ ) ξ ［ mcqΩ qk+ mkPk yk］ = KN Qr= ＋ 1/2 （ ） （ ） = KN 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 (4)支點(diǎn)截面處： M=0 支點(diǎn)截面剪力影響線面積： Ω =1/2L=1/2 = m Qq= ［ +278 +1/2 （ ） ( )/］ = KN Qr= ＋ 1/2 () （ ） /4= KN 表 各梁的活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果匯總表 表 主梁內(nèi)力組合計(jì)算表 單位 （ 彎矩 ： KN 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 構(gòu)造布置要求 根據(jù)《公橋規(guī)》，直線管道的靜距不應(yīng)小于 40 mm，且不小于管道直 徑的 倍，管道內(nèi)徑的截面面積不應(yīng)該小于兩倍的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積。 為方便施工，所有鋼束布置的線性均選用兩端為圓弧中間再加一段直線，并且整根鋼束道都布置在同一豎直平面內(nèi)。 = cm 切線點(diǎn)至錨頭水平投影長(zhǎng) C=h/tanθ = cm 切線長(zhǎng)度 T=R tan(θ /2)= cm 切線水平投影 e=T Cosθ = cm 斜線短水平投影 d=Ce== cm 圓弧長(zhǎng)度 L=Rθπ /180176。 750 N6 10176。 本設(shè)計(jì)中的 T 形梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了如下階段： （ 1）主梁預(yù)制并安裝張拉預(yù)應(yīng)力筋 該階段中主梁寬度為 180 cm，邊主梁寬度為 255 cm （ 2）主梁吊裝就位后現(xiàn)澆頂板 50 cm的連接段，但濕接縫還未參與截面受力，此時(shí)截面幾何特性為計(jì)入了預(yù)應(yīng)力鋼筋束的換算截面性質(zhì) （ 3）橋面防撞石施工和運(yùn)營(yíng)階段： 橋面濕接縫硬結(jié)后，參與橋截面受力，中主梁頂板寬度為 2300 mm，邊主梁頂板寬度為 1800 mm 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 表 張拉階段主梁截面幾何特性 截面位置 截面 分塊名稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對(duì)上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離 yjs（ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對(duì)截面形心的慣性矩 Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs ws=I/yx cm2 cm cm3 cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm3 cm3 跨中截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 扣除管道面積 244 ∑ 7859 33857797 四分點(diǎn)截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31374142 扣除管道面積 244 5 ∑ 7859 33857797 變化點(diǎn)截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 35260859 扣除管道面積 244 77 1446676 ∑ 7859 33857797 支點(diǎn)截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 12078 886641 40871847 40792144 扣除管道面積 244 ∑ 11834 40871847 注 : n=9, ΔA=π cm2/4= cm2 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置 30 表 使用階段主梁截面幾何特性計(jì)算 截面位置 截面 分塊名 稱 分塊面積Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對(duì)上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離yjs （ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 鋼束群重心至換算軸距離 ep 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對(duì)截面形心的慣性矩 Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs wx=I/yx ws=I/ep cm2 cm cm3 cm cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm3 cm3 cm3 跨中截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31278245.67 扣除管道面積 244 4 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391 33587797 35802585 鋼束換算面積 ∑ 33587797 四分點(diǎn)截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31374142 扣除管道面積 244 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391 33857797 38745543 鋼束換算面積 ∑ 33857797 注：換算截面 A=(αEP1)nΔAp ， n=9, ΔA=π cm2/4= cm2 續(xù) 表 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 截面位置 截面 分塊名 稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對(duì)上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離yjs（ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 鋼束群重心至換算軸距離 ep 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對(duì)截面形心的慣性矩Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs ws=I/yx ws=I/ep cm2 cm cm3 cm cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm4 cm4 cm4 變化點(diǎn)截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 35260859 扣除管道面積 244 77 1446676 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391