【導(dǎo)讀】行車道板，橋面部分和支座等組成，顯然主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件。橋面部分包括橋面鋪裝、伸縮裝置和欄桿等組成，這些構(gòu)造。的功能與安全，這里在本設(shè)計中也給予了詳細的說明。制的起跨越能力，本設(shè)計采用30m標準跨徑，合理地解決了這一問題。簡支T梁橋，所驗算完全符合要求，所用方法均與新規(guī)范相對應(yīng)。重點突出了預(yù)應(yīng)力在橋梁中的應(yīng)用，這也正體現(xiàn)了我國橋梁的發(fā)展趨勢。

　　

【正文】 ????????? vBdv 一般沖刷后墩前行進流速 v 由式 (1115)計算 ??? 3261 phdEv m / 3261 ??? 因為 vv0 為，由式 (1120)計算 nb vv vvvvBKKh ???????? ?? ???????00 )（?? 式中： 1??K ， ?? dB (同上 )。 ?????? ?? ddK ? = 30 12 ??????? ? 0n dvv ??????? ????????= 9 0 ) 0 ?????? ???????? （bh = 沖刷值的組合 此設(shè)計橋下河槽能擴寬至全橋，右側(cè)橋臺沖刷值 ph? 相對一般沖刷值 ph較小，故橋下只需用河槽一般沖刷 ph 與河槽橋墩局部沖刷 bh 組合。 以 642 簡化式與 651 修正式組合： ph + bh =+= 以 641 簡化式與 652 修正式組合： ph + bh =+= 現(xiàn)取定 ph + bh = 左橋臺采用實際計算值。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 1． 計算沖刷線標高 計算各墩和右臺最大沖刷時的標高： 左、右臺沖刷線標高 ?????? tzPZPCM hHHH = ??? shHH PCM ????? ）（ hhhH bPP 63(+0)= 2． 確定墩臺基底最淺埋置標高 橋墩、右臺總沖刷深度為 ?? mcs hh =，查表，一般橋梁取安全值 ?? ， 橋墩、右臺基底最淺埋置標高 ??? CMJM HH == 左橋臺基底最淺埋置標高 ???? CMJM HH == 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 本章小結(jié) 本章主要是 介紹 橋涵水文資料，并根據(jù) 其 推算出洪峰流量多年平均值，也就是設(shè)計流量，最終算出河槽、河灘的過流斷面面積以及設(shè)計流速等。再根據(jù)流速流量確定橋孔布設(shè)方 案和橋面高程。其中，下部結(jié)構(gòu)墩臺與基礎(chǔ)的最小埋置深度要和橋涵的一般沖刷線標高和最大沖刷線標高相符合。水文部分是下部結(jié)構(gòu)的重要計算資料 ， 在確定橋墩以及橋臺位置時，應(yīng)考慮沖刷問題，并結(jié)合土的成分，將整個計算貫穿起來。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 第 2 章 上部結(jié)構(gòu) 計算 設(shè)計資料 1． 橋梁跨徑及橋?qū)? 標準跨徑 ： 30m(墩中心距離 )；主梁全長 ： ；計算跨徑： ； 橋面凈空 ： 凈 — 12m1 .5 m29m ??? 。 2． 設(shè)計荷載 公路 —Ⅱ 級 ( 7 .8 7 5 k N / m1 0 .50 .7 5 ???kq ； 2 0 7 k N2760 .7 5 ???KP ) 人群荷載 ， 欄桿及人行道板的每延米重取 。 3． 材料及工藝 混凝土主梁用 C50， 欄桿及橋面鋪裝用 C30。 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 (JTG D622020)的 鋼絞線 ， 每束 6 根 ， 全梁配 5 束 ， fpk=1860MPa。 普通鋼筋直徑大于和等于 12mm 的采用 HRB335 鋼筋；直徑小于 12mm的均用 R235鋼筋 。 按后張法施工工藝制作主梁 ， 采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm的預(yù)埋波 紋管和夾片錨具。 4． 設(shè)計依據(jù) (1)交通部頒《公路工程技術(shù)標準》 (JTG B012020)， 簡稱《標準》； (2)交通部頒《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 (JTG D602020)， 簡稱《橋規(guī)》； (3)交通部頒《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》 (JTG D622020)， 簡稱《公預(yù)規(guī)》； 5． 基本設(shè)計數(shù)據(jù) (見表 21) 橫斷面布置 1． 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 ， 同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標 ρ 很有效 ， 故在許可條件下應(yīng)適當加 寬 T 梁翼板 ，本設(shè)計主梁翼板寬度為 2400mm， 由于寬度較大 ， 為保證橋梁的整體受力性能 ， 橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭 ， 因此主梁的工作截面有兩種 ： 預(yù)施哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 應(yīng)力、運輸、吊裝階段的小截面 (bi=2200mm)和運營階段的大截面(bi=2400mm)， 凈 —9m+2 ， 如圖所示 。 150 0 900 0 150 020 0 200 0 200 0 40 0 200 0 40 0 200 0 40 0 200 0 20 01/ 2 跨中截面5c m 瀝青混凝土8c m 混凝土1/ 2 支點截面現(xiàn)澆部分40 0 圖 21 主梁一般構(gòu)造圖 (尺寸單位： mm) 半縱剖面250 1701801202306001000 6250 72504801450014980支座中心線A A跨徑中線20201 5 0 圖 22 橫隔梁立面圖 (尺寸單位： mm) 4004002002002400480 14500AA 圖 23 剖面圖 (尺寸單位： mm) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 表 21 基本設(shè)計數(shù)據(jù) 名稱 項目 符號 單位 數(shù)據(jù) 混凝土 立方強度 fcu， k MPa 50 彈性模量 Ec MPa 104 軸心抗壓標準強度 fck MPa 軸心抗拉標準強度 ftk MPa 軸心抗壓設(shè)計強度 fcd MPa 軸心抗拉設(shè)計強度 ftd MPa 短暫 狀態(tài) 容許壓應(yīng)力 ′ MPa 容許拉應(yīng)力 ′ MPa 持久 狀態(tài) 標準荷載組合： 容許壓應(yīng)力 MPa 容許主壓應(yīng)力 ck MPa 短期效應(yīng)組合： 容許拉應(yīng)力 σst MPa 0 容許主拉應(yīng)力 MPa 鋼絞線 標準強度 fpk MPa 1860 彈性模量 Ep MPa 105 抗拉設(shè)計強度 fpd MPa 1260 最大控制應(yīng)力 σcon MPa 1395 持久狀態(tài)應(yīng)力 (標準荷載組合 ) MPa 1209 材料 重度 鋼筋混凝土 γ1 KN/m3 25 瀝青混凝土 γ2 KN/m3 23 鋼絞線 γ3 KN/m3 鋼束于混凝土的彈性模量比 αEp 無量綱 2． 主梁跨中截面主要尺寸擬定 (1)主梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15—1/25， 標準設(shè)計中高跨比約在 1/18—1/19， 當建筑高度不受限制時 ， 增大 梁高往往是較經(jīng)濟的方案 ， 因為增大梁高可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量 ， 同時梁高加大一般只是腹板加高 ， 而混凝土用量增加不多 ， 綜上所述 ， 本設(shè)計取用 2020 mm的主梁高度比較合適的。 (2)主梁截面細部尺寸 T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板受車輪局部荷載的要求 ， 還應(yīng)考慮是否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求 ， 本設(shè)計 T 梁的翼板厚度取用180mm， 翼板根部加厚到 300mm以抵抗翼緣板根部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小 ， 腹板厚度一般有布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定 ， 同時從腹板本身的穩(wěn)定性條件出發(fā) ， 腹板厚度不宜小于其 高度的 1/ 180mm。 馬蹄尺寸基本有布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的 ， 設(shè)計實踐表明 ， 馬蹄哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 面積占截面總面積的 10%—20%為合適 ， 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條對鋼束凈距的要求 ， 初擬馬蹄寬度為 400mm， 高度為 250mm， 馬蹄與腹板交接處作三角過渡 ， 高度為 150mm。按照以上擬定的外形尺寸 ， 就可繪出預(yù)制梁的跨中截面 (見圖 24) 18012020001300100100200 900 200 900 200400⑤③①②150250④②④ 圖 24 跨中截面尺寸圖 (尺寸單位 ： mm) 計算截面幾何特征 ： 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元 ，截面幾何特性列表計算見表 22 橫截面沿跨長的變化 如圖 11 所示 ， 本設(shè)計主梁采用等高形式 ， 橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變 ， 梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力 ， 也為布置錨具的需要 ， 在距梁端 1480mm 范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寛 ，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從四分點附近 (第一道橫隔梁處 )開始向支點逐漸抬高 ， 在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦開始變化。 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗結(jié)果表明 ， 在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布 ， 當該處有橫隔梁時比較均勻 ， 否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大 ， 為減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩 ， 在跨中設(shè)置一道中橫隔梁；當跨度較大時 ， 應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁 ， 本設(shè)計在橋跨中點、四分點和支點處設(shè)置五道橫隔梁 ， 其間距為 ， 由于主梁全長為 ， 故設(shè)置端橫隔梁的高度與主梁同高 ， 厚度為上部 250mm， 下部為 230mm， 中橫隔梁高度為哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 1750mm， 厚度為上部為 170mm， 下部為 150mm。 表 22 跨中截面幾何特性計算表 分塊 名稱 分塊 面積 Ai, cm2 分塊面積形至上緣距離yi,cm 分塊 面積對 上緣靜距 Si=Aiyi,cm3 分塊面積的自身慣距Ii,cm4 di=ys yi ,cm 分塊面積對截面形心的慣距Ix=Aidi 2,cm4 I=Ii+Ix ,cm4 (1) (2) (3)=(1)(2) (4) (5) (6)=(1)(5)2 (7)=(4)+(6) 大毛截面 翼板 4320 9 38880 116640 11113279 11229919 三角承托 1080 22 23760 8640 1536622 1545262 腹板 3140 303010 4247693 10697515 下三角 150 170 25500 1875 1824252 1826127 馬蹄 1000 187500 16327728 16379811 Σ 9690 485 578650 6629060 35049574 ΣI=41678634 小毛截面 翼板 3600 9 32400 97200 10806999 10904199 三角承托 1080 22 23760 8640 1886116 1894756 腹板 3140 303010 3359624 9809446 下三角 150 170 25500 1875 1692085 1693960 馬蹄 1000 187500 15304164 15356247 Σ 8970 485 572170 6609620 33048988 ΣI=39658608 大毛截面形心至上緣距離 ： 1 4 0 . 2 8 c m,5 9 . 7 2 c m9 6 9 05 7 8 6 5 0 ????? ? ? biis yASy 小毛截面形心至上緣距離 ： ,5 9 . 7 2 c m9 7 087 2 1 7 05 ????? ? ? biis yASy 上核心距： ????? ? ? bS yA IK 下核心距： 1 6 7 8 6 3 4 ????? ? ? sx yA IK 截面效率指標： 0 0 ?????? h KK x? 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱 ， 橫截面的布置 ， 并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布計算 ， 可分別求得各主梁控 制截面 (一般取跨中、四分點、變化點哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 和支點截面 )的永久作用和最大可變作用效應(yīng) ， 然后再進行主梁作用效應(yīng)組合 ， 本設(shè)計以邊梁作用效應(yīng)計算為例。 永久作用效應(yīng)計算 1． 永久作用集度 (1)預(yù)制梁自重 ① 跨中截面段主梁的自重 (四分點截面至跨中截面 ， 長 )： 162 . 58 kN=7. 25250. 897 0=( 1)G ② 馬蹄抬高與腹板寬度段梁的自重 (長 )： 16 1. 74 kN=6. 25 / 2250. 89 70 )+( 1. 17 33 33( 2) ?G ③ 支點段梁的自重 (長 )： 43 . 41 kN1. 48251. 17 3 33 3( 3) ????G ④ 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積 ： 0 . 2 1 6 2 4 m0 . 1 5 )0 . 10 . 50 . 1 20 . 90 . 50 . 9( 1 . 5 70 . 1 6 3?????????V 端橫隔梁體積 ： 3m3 3 9 )( ????????V 故邊半跨內(nèi)橫梁重力為 ： 16 . 59 kN250. 33 92 )10. 21 62 4( 1. 5( 4) ??????G