【正文】 混凝土簡支梁橋設計 3 基礎。降水量年際變幅較大，最豐年降水量為最枯年的 4 倍之多。該標段工程包括橋梁結(jié)構(gòu)建設、引線路基高填方工程，工程量大且施工難度較高、工期較長。在擬定好主梁形式后進行 主梁主要構(gòu)造及細部尺寸 的設計，本設計采用箱形梁方案。 設計過程如下： 首先， 進行橋型方案分析比選，擬定主梁形式。 根據(jù)社會發(fā)展的需要，對潁東路跨沙潁河大橋進行建設以省道 S238 與潁東路交叉口為起點向北 2km（包括潁東路橋），造價約 4 億，項目部位置設于起點處。 多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃，極端最低氣溫 ℃；多年平均降水量 ，年最大降雨量 ，日最大降雨量，降水年際變化大，年內(nèi)分配不均， 6～ 9 月降水量一般占全鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 2 年降水量的 70%左右。 預應力混凝土箱型梁橋方案 （ 30+30+36+30+30） m5 跨預應力混凝土箱型梁橋。主梁高跨比適中， 技術成熟，計算簡單，施工方法簡單，質(zhì)量好，保證工程本身安全。 行車條件 較 差 。 可保證司機正常行駛，滿足交通運輸安全要求。 環(huán)境標準： I 類環(huán)境。tkf 分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則 39。底板厚度、腹板厚度在距支座中心線 處開始漸變?yōu)榫嘀ё行木€ 處的 （ 即端部截面尺寸），如圖 1 所示。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，計算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中、四分點、變化點截面及支點截面）的永久作用和最大可變作用效應，再進行主梁作用效應組合（標準組合、短期組合和極限組合）。 荷載位置 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 梁號 γ 1 268 229 192 165 146 276 231 189 161 144 312 247 189 143 109 320 248 184 138 109 299 242 190 149 120 307 243 186 145 119 2 229 223 203 180 165 231 228 203 177 161 247 234 204 171 143 248 241 206 167 138 242 231 174 243 237 205 170 145 3 192 203 210 203 192 189 203 215 203 189 0..04 189 204 214 204 189 184 206 220 206 184 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 18 表 5 橫向分布影響線豎坐標值計算表 ④ 計算荷載橫向分布系數(shù) 1 號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示 1 號梁 四車道： )(21 ??????????cqm = 三車道： 190 190 205 205 ? 1 2 3 4 5 1號梁 2號梁 ? 3號梁 186. 圖7 1 號梁的橫向分布影響線及最不利布載圖式（尺寸單位：c m ）300 300 30030015301430180 180 180 18050501 2 3 4 5 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 19 )1 6 8 9 5 1 9 5 4 8 1 1 9 (21 ????????cqm = 兩車道： )(21 ??????cqm = 2 號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示 圖8 2 號梁的橫向分布影響線及最不利布載圖式（尺寸單位：c m ）3 0 0 3 0 0 3 0 03 0 01 5 3 01 4 3 01 8 0 1 8 0 1 8 0 1 8 050501 2 3 4 5 2 號梁 四車道： )1 5 8 7 4 8 9 0 9 2 3 7 4 0 4 4 (21 ??????????cqm = 三車道： )1 8 9 0 9 2 3 7 4 0 4 4 (21 ????????cqm = 兩車道： )2 2 3 7 4 0 4 4 (21 ??????cqm = 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 20 3 號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示 3 0 0 3 0 0 3 0 03 0 01 5 3 01 4 3 050501 2 3 4 5四車道三車道15050三車道21 8 0 1 8 01 8 01 8 05050雙車道0.18510.18630.19320.20420.20480.21200.21750.20990.20480.20420.19310.18631 8 0 1 8 01 8 00.21750.21530.20480.19860.18630.20990.20480.20420.19250.18631 8 0 1 8 01 8 01 8 01 8 00.21750.20480.18630.20220.20480.18630.20820.20820.20220.21370.21370.21750.20480.18630.20420.18630.20480.21200.2099圖9 3 號梁的橫向分布影響線及最不利布載圖式（尺寸單位：c m ） 3 號梁 四車道： )(21 ??????????cqm= 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 21 三車道（ 1）： )1 9 8 1 5 1 7 0 9 0 4 9 2 (21 ????????cqm = 三車道（ 2）： )2 0 2 0 8 1 3 1 3 0 8 0 2 (21 ????????cqm = 兩車道： )(21 ??????cqm = 由以上計算可知： a x ??? cqcq mm 2 支點截面的荷載橫向分布系數(shù) m0 按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載， 支點截面 的荷載 橫向分布系數(shù)可計算如下： 3 0 0 3 0 0 3 0 03 0 01 2 3 4 550 50 50501 8 0 1 3 0 1 8 01 8 0 1 3 0 1 8 01 8 0 1 3 0 1 8 01 號梁3 號梁2 號梁 圖 10 支點橫向分布系數(shù)計算圖式（尺寸單位： cm） 1 號梁： )(21 ?????oqm 2 號梁： 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 22 9 8 3 )5 6 6 (21 ?????oqm 3 號梁： 9 8 3 )5 6 6 (21 ?????oqm 由以上計算可知 ?om ：通過上述計算，可變作用橫向分布系數(shù) 1 號梁為最不利，故可變作用橫向分布系數(shù)取值為： 跨中截面： mc= 支點截面： mo= 車道荷載取值 車道荷載取值：公路 Ι級車道荷載的均布荷載標準值 qk 和集中荷載標準值 pk為： qk=計算彎矩時： ? ? 0 01 8 550 1 8 03 6 0 ??????? ??????kP kN 計算剪力時： 6 0 0 ???kP kN 計算可變作用效應 在可變作用效應計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：計算主梁可變作用彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)取 mc；計算跨中及四分點可變作用剪力效應時，由于剪力影響線的較大坐標也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)亦取 mc；計算支點可變作用剪力效應時，從支點至 l/4 梁段，橫向分布系數(shù)從 mo過度到 mc，其余梁段取 mc。當截面混凝土不出現(xiàn)拉應力控制時，則得到鋼束數(shù) n 的估算公式： ? ?1PMAf kpk s pn C k e? ?? 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 27 式中： Mk— 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值； C1— 與荷載有關的經(jīng)驗系數(shù)，取值 C1=； △ Ap— 一束 8Φ ，一根鋼絞線的截面積為 ，故Δ Ap= Ks大毛截面的核心距，設梁高為 h， Ks按下面公式計算： ? ?IAssk hy? ??? 式中： ep— 預應力鋼束重心至大毛截面重心軸的偏心距； ys— 大毛截面形心到上緣的距離； ∑ I— 大毛截面的抗彎慣性矩； 采用預應力鋼絞線公稱直徑 ，公稱面積 140mm2，標準強度fpk=1860Mpa，設計強度為 fpd=1260Mpa 彈性模量 Ep=179。按照上述錨頭布置的均勻、分散原則，錨固端截面所布置的鋼束如下圖所示。 = cm 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 31 α x3= － 176。階段三為成橋階段，荷載除了階段一、二的荷載之外，還包括二期永久作用和活載，受力構(gòu)件按成梁后的換算截面計算。支座中心線 圖 15 錨固端尺寸圖（單位： cm） 圖 16 鋼束計算圖示 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 32 表 8 鋼束彎起點至跨中距離計算表 鋼束號 彎起高度 y/cm y1/cm y2/cm L1/cm x3/cm 彎起角 （176。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線性均為直線加圓弧，具體計算如下。本設計預應力孔道采用內(nèi)徑 60mm，外徑67mm 的金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應小于 30mm 及管道直徑的一半。③ +179。 L= 0mM 影響線圖1 3 永久作用效應計算圖式V 影響線(1c )cqKVa=cl (1c) lc(1 c)lM1 圖 5 永久作用效應計算圖 表 4 1號梁永久作用效應 作用效應 跨中 c= 四分點 c= 支點 c=0 一期 彎矩（ mKN? ） 0 剪力（ KN ） 0 二期 彎矩（ mKN? ） 0 剪力（ KN ） 0 ? 彎矩（ mKN? ） 0 剪力（ KN ） 0 可變作用效應計算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 沖擊系數(shù)和車到折減系數(shù)計算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)μ與結(jié)構(gòu)的基頻 f鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 15 有關，故應先計算結(jié)構(gòu)的基頻 f，簡支梁的基頻可以按下式計算： 簡支梁橋的基 頻： 8 8 1 3 3 6 4 5 0 1 1022 ??????cCmEIlf ? Hz 其中： 83 64 102626 3 ????? gGm c kg/m 根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： μ =－ = 本設計為四車道，在計算可變作用效應時需進行車道折減，四車道折減 33%，三車道折減 22%,但折減后不得小于用兩行車道布載的計算結(jié)果。 表 3 跨中截面幾何特性 計 算表 分塊名稱 分塊面積 iA 分塊面積形心至上緣距離 iy 分塊面積對上緣靜矩iii yAS ?? 分塊面積的自身慣矩 iI isi yyd?? 分塊面積對截面形心的慣矩2iix dAI ? xi III ?? 2cm cm 3cm 4cm cm 4cm 4cm ⑴ ⑵ ⑶ =⑴179。 ckf MPa 容許拉應力 39。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑 60mm、外徑 67mm 的預埋波紋管和夾片錨具。 鄭州航空工業(yè)管理學院 預應力混凝土簡支梁橋設計 5 因本地段為非通航河流地段，且地質(zhì)條件 復雜 ，經(jīng)綜合比較后最終以適用最廣、材料用量最少、