【文章內(nèi)容簡介】 ）設計資料 橋梁跨徑及橋?qū)? 標準跨徑： 40m（墩中心距）， 全橋共： 480 米，分 12 跨， 主梁全長： ， 橋面凈空：凈 — 9 米， 2 人行道， 計算跨徑： 。 設計荷載 汽 — 20，掛 — 100，人群荷載 ，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為 kN/m 和 kN/m。 材料及工藝 本橋為預應力鋼筋混凝土 T 型梁橋，錐 形錨具； 混凝土：主梁用 40 號，人行道、欄桿及橋面鋪裝用 20 號； 預應力鋼筋：冶金部 TB— 64 標準的 5㎜碳素鋼絲，每束 32根； 其他內(nèi)容鮮見設計說明書。 （二）橫截面布置 本設計采用公路橋涵標準圖 40 米跨徑的定型設計，因此主要尺寸已經(jīng)大致定下，以下為初步選定截面尺寸。 主梁間距與主梁片數(shù) 全橋?qū)?12米，主梁間距 米（ T 梁上翼緣寬度為 158cm，留 2cm施工縫），因此共設 12 7 片主梁，根據(jù)一些資料，主梁的梁高選用 230 米詳細布置見下圖： 圖表 4 橫截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。 （三）橫隔梁的布置 由于主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個四分點及梁端 . 主梁內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力計算 恒載集度 （由于一直到這里，我的設計均參照《預應力混凝土簡支梁橋算例》，故恒載集度已知，結(jié)果如下： 邊主梁的恒載集度為： g1= KN/m. 中主梁的恒載集度為 ： 1 )(41 ?????? ??i iggKN/m （ 2）第二期恒載 欄 桿： g!1)= 人行道： g(2)= 橋面鋪裝層 (見圖 3): g(4)=[ (+) + (+) ] 24 = 若將各恒載均攤給 7 片主梁，則： g2=（ +++） = 恒載內(nèi)力 如 圖 6 所示，設 x為計算截面離左支座的距離并令 lx/?? 則主梁彎矩和剪力的計算公 13 式分別為： 1 glM 2)1(21 ??? ?? lg)21(21 ?? ??Q 恒載內(nèi)力計算見表 2 恒載內(nèi)力計算表 表 2 計算數(shù)據(jù) L= 項目 g1 glM 2)1(21 ??? ?? lg)21(21 ?? ??Q 跨中 四分點 變化點 四分點 變化點 支點 ? 0 第一期恒載 第二期恒載 （二）活載內(nèi)力計算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)對汽 — 20， 1+u=,其他活載不計。以下為 荷載橫向分布系數(shù)的計算： （ 1）跨中截面的荷載橫向分布系數(shù) mc 本 橋跨內(nèi)有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： ????Bl 所以可選用偏心壓力法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù) mc IT 14 對于 T梁截面iimi iT tbcI ??? 1 式中 bi和 ti— 相應為單個矩形截面的寬度和厚度； ci— 矩形截面抗扭剛度系數(shù)（可查《橋梁工程》表 252）； 2． 橋孔長度確定： jL ＝csqQ?? 水流壓縮系數(shù) 1 )( cchBK ??? 次穩(wěn)定河段 1K ＝ 則 ) ( ???? 河槽平均單寬流量 Cq ＝ 0 334 27 5 ??BcQc 最小橋孔凈長 jL ＝ )(49 76 ?? m b．過水面積法 沖刷前橋下毛過水面積 Wq＝ ))1(( PVsQs ?? ? 式 中：沖刷系數(shù) P取 設計流速 VS=Vc＝ 因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù) ??? jL ＝ 6050 壓縮系數(shù) 1?? Wq )( m?????? 凈過水面積 Wj＝（ 1 220802219)() mW q ????? 橋孔凈長 ??? hWl jjm 3． 壅水計算 橋前最大壅水高度 )( 202 VVmZ ??? ? 15 河灘路堤阻斷流量與設計流量的比值 tnQ ＝ 572+＝ % ??QsQ tn 系數(shù) ?? 橋下平均流速 Vm＝ m / ??????sVp p 斷面平均流速 V0= m / ?? sWQ S )2 2 ( 22 ???? Z m 橋下壅水高度 39。 ????Z 波浪高度 hb1％ ＝ VW=15m/s 平均水深 mh ? ，良程 D＝ 8 102m 本橋設計水位： ++ ?? 上部結(jié)構(gòu)底標高為 4． 沖刷深度 A 河槽的一般沖刷 一般沖刷后的最大水深 hp＝m a x321421 11 )1( hBBAkmm?????? ???????? ?? Q1=Q2=4275m3,B1=B2=,k=,μ＝ ，λ＝ ， hmax＝ A—— 單寬流量集中系數(shù)， A＝ 2 8 4 3 5 3 3 ?????????????????? HB hp＝ ? ? )( ???????? ??? m B 河槽處橋墩的局部沖刷 橋位處的沖止流速 ? ? )( 1)1( 324132m a x4121????????? ????????????????? ?? VHhBBV Z ?? 16 h=,d=3m,查表得： V0＝ ， V0′ ＝ ∵ V0＝ Vz﹥ V0 ， ?k ＝ ， B＝ 4m， 211 ?????? ?? ddk? ＝（ +） 1/2＝ η＝0)(1dVV＝ ? ? 1 ? ＝ hb＝ ?k kη （ V0 V0′ ）（ V/ V0） n = （ ）（ ） ＝ 總沖刷深度 hs＝ hp+ hb＝ +＝ 不考慮標高因素，總沖刷深度為 ＝ 5． 結(jié)論 百年一遇底設計流量為 Qs＝ 4976立方米 /秒，設計水位 16米。計算最小橋孔 凈長 Lj＝ 米，實際最小橋孔凈長為 米。橋前最大壅水高度 ??Z ，橋下壅水高度39。 ??Z 米。 本橋設計水位： 16 米，上部結(jié)構(gòu)標高為 米。計算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小距離 米（按《橋規(guī)》最小距離為 ）。 2)(11BLEIGI T?? ?? 其中 IT= 103m4， I=， ???BL 查《橋梁工程 》表 251， n=7時，ξ =，并取 G= ∴ 2 5 6 4 1 8 123??? ???? ?EE? 17 ???? ni iiijaean121 ?? 求出一號梁在兩個邊主梁的橫向分不影響線豎標值為： 211 ???? 217 ????? 圖 5 計算荷載橫向分布系數(shù) 如圖 8所示 4號梁的橫向影響線和最不利布載，因為很顯然 1號梁的橫向分布系數(shù)最大，故只需計算 1號梁的橫向分布系數(shù)： 汽 20： )( )(2121 432111???????????? ? qqqqqcq xxxxxm ?? 圖8 跨 中橫向分布系數(shù) 計算圖式 （尺寸單位： ）號梁號梁號梁 18 掛 100： )( )(4141 432111???????????? ? gggggcg xxxxxm ?? 人群荷載： )( ?????? rcrm ? 支點截面的橫向荷載分布系數(shù)計算，該截面用杠桿原理法計算，繪制荷載橫向影響線并進行布載如下圖 汽 20： ???? ?qoqm ? 掛 100： ???? ?qogm ? 圖9 支 點橫向分布系數(shù) 計算圖式 （尺寸單位： ）號梁號梁號梁 19 人群荷載： ?? rorm ? 活載內(nèi)力計算 活載的內(nèi)力計算主要考慮的是最不利荷載布置時的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時的截面內(nèi)力值：祥見下表 : 1 號梁跨中截面最大內(nèi)力計算表 類別 汽 20 掛 100 1+μ mc 最大彎矩及相應剪力 Pi 60 120 120 70 130 250 250 250 250 yi剪力彎矩 )(max mKNM ? 相應 Q（ KN） )(max mKNM ? 相應 Q（ KN） iiyP? 3354 8420 1號梁內(nèi)力值 最大剪力及相應彎矩 合力 P 2 120+60=300 250 4=1000 Y Py 2670 8120 1號梁內(nèi)力值 1號梁支點最大剪力計算表 荷載 類別 汽 20 掛 100 人群 1+μ Pi 60 120 120 70 130 70 130 250 250 250 250 q= yi 971 611 039 010 152 123 313 004 975 667 y 人 = 20 mi 75 363 578 372 607 8 3 Qmax=（ 1+μ） ∑ Piyimi=（ KN） 各個截面的荷載均已求出，因此可以得出每個截面的最大內(nèi)力值，以下即為主梁的恒載組合： 主梁內(nèi)力組合表 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 變化點截面 支點截面 Mmax Qmax Mmax Qmax Mmax Qmax Qmax 1 第一期恒載 0 2 第二期恒載 0 3 總恒載 =1+2 0 4 人群 5 汽 20 6 掛 100 7 汽 +人 8 恒 +汽 +人 9 恒 +掛 10 Si 2851 10949 14493 11 Sj 12 (7)/Si 35% 100% 36% 42% 36% 17% 38% 13 /Si 33% 100% 33% 25% 34% 13% 32% 14 提高后的Si 477 15 提高后的Sj 第四章 預應力鋼束的估算及其布置 跨中截面鋼束的估算與確定 鋼束數(shù)量的估算 1．按使用階段的應力要求估算鋼束數(shù) 21 )(1 ysbyy ekRAC Mn ??? 式中： M— 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩，按表 10取用； C1— 與荷載有關的經(jīng)驗系數(shù)，對于汽 20， C1=；對于掛 100， 取 C1=； yA? — 一根 32φ s5的鋼束截面積，即： yA? =32π 2/4= byR φ s5碳素鋼絲的標準強度， byR =1600MPa； ks— 上核心距，在前以算出 ks=； ey— 鋼束偏心距，初估 ay=17cm，則 ey=yxay== （ 1）對（恒 +汽 +人）荷載組合 .7610)( 2643 ???????? ?? ??n （ 2）對（恒 +掛）荷載組合 10)( 2643 ???????? ?? ??n 2．按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 02 hRACMnbyy j?? 式中： Mj— 經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計算彎距，按表 9取用； C2— 估計鋼束群重心到混凝土合力作用點力臂長度的經(jīng)驗系數(shù)， 汽 20： C2 =，掛 100： C2 =；