【正文】 10 抗裂性驗(yàn)算 作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算取跨中截面進(jìn)行。 預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計(jì)算跨中截面： (101) 由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計(jì)算 (102) 正截面混凝土抗裂驗(yàn)算對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力滿足下列要求：，由以上計(jì)算計(jì)算結(jié)果滿足《公路橋規(guī)》中類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按短期效用組合計(jì)算的抗裂要求。同時(shí)，類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還應(yīng)滿足作用長(zhǎng)期效用組合的抗裂要求。 (103)所以，構(gòu)件滿足《公路橋規(guī)》中類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。 作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算斜截面抗裂性驗(yàn)算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的不利區(qū)段截面進(jìn)行，這里取變化點(diǎn)（）截面進(jìn)行計(jì)算。 主應(yīng)力計(jì)算以處的主應(yīng)力計(jì)算剪應(yīng)力計(jì)算如下，其中為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值，所以有正應(yīng)力 (104)主拉應(yīng)力 (105)以處的主應(yīng)力計(jì)算剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力以處的主應(yīng)力計(jì)算剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力表101 變化點(diǎn)截面（截面）抗裂性驗(yàn)算主拉應(yīng)力計(jì)算表Table 101 section of the main tensile stress crack checking account計(jì)算纖維面積矩剪應(yīng)力 正應(yīng)力主拉應(yīng)力第一階段凈截面第二階段凈截面第三階段凈截面 主壓應(yīng)力的限制值作用短期效應(yīng)組合下抗裂性驗(yàn)算的混凝土的主拉應(yīng)力限制值為從上表可知，以上主拉應(yīng)力均符合要求，所以變化點(diǎn)截面均滿足作用短期效用組合下豎彎斜截面抗裂驗(yàn)算要求。11 主梁變形（撓度）計(jì)算根據(jù)主梁截面在各個(gè)階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁在使用荷載作用下截面不開(kāi)裂。 荷載短期效應(yīng)作用下截面不開(kāi)裂撓度驗(yàn)算主梁計(jì)算跨徑，混凝土的彈性模量，由各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表可見(jiàn)，主梁在各控制截面的換算截面慣性矩各不相同，為簡(jiǎn)化計(jì)算，取梁處的截面換算慣性矩個(gè)不同，為簡(jiǎn)化計(jì)算，取梁處的截面換算慣性矩（第三階段）作為全梁的平均值來(lái)計(jì)算。簡(jiǎn)支梁撓度驗(yàn)算式為 (111) 可變作用引起的撓度現(xiàn)將可變作用作用作為均布荷載作用在主梁上，則主梁跨中撓度系數(shù)（查撓度系數(shù)表），荷載短期效應(yīng)的可變荷載值為（查內(nèi)力組合表）由可變荷載引起的簡(jiǎn)支梁跨中截面的撓度為 (112)考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的可變荷載引起的撓度值為 (113)，滿足要求。 考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的一期荷載、二期荷載引起的撓度 (114) 預(yù)加力引起的上拱度值計(jì)算采用截面處的使用階段永存預(yù)加力矩作用為全梁平均值預(yù)加力矩計(jì)算值，即截面慣性矩應(yīng)采用預(yù)加力階段（第一階段）的截面慣性矩，為簡(jiǎn)化采用截面的截面慣性矩，作為全梁的平均值來(lái)計(jì)算。則主梁上拱度值（跨中截面）為 預(yù)拱度的設(shè)置梁在預(yù)加力和短期效應(yīng)組合共同作用下并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度為 (115)故需要設(shè)置預(yù)拱度。根據(jù)《公路橋規(guī)》對(duì)預(yù)拱度的設(shè)置規(guī)定，得到梁跨中截面處的預(yù)拱度為 (116)12 錨固區(qū)局部承壓計(jì)算根據(jù)束預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固點(diǎn)的分析，分別對(duì)錨固端進(jìn)行局部承壓計(jì)算。鋼束梁端錨具及間接鋼筋的構(gòu)造布置圖。圖121 錨固局部承壓計(jì)算圖尺寸單位：mmFig 121 partial pressure calculation of anchorage zone map size unit: mm1)局部受壓區(qū)尺寸要求 配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算的要求。 (121)；為局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值。，所以局部壓力設(shè)計(jì)值為；為混凝土局部承壓修正系數(shù)，；為張拉錨固時(shí)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的時(shí)張拉，此時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于，；為混凝土局部承載力提高系數(shù)，；為混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積；對(duì)于具有喇叭管并與墊板連成整體的錨具，可取墊板面積扣除喇叭管尾端內(nèi)孔面積；喇叭管內(nèi)孔直徑為70mm；所以。為局部受壓計(jì)算底面積；局部受壓面積為邊長(zhǎng)為的正方形，根據(jù)《公路橋規(guī)》中的計(jì)算方法，局部承壓計(jì)算底面積為的計(jì)算底面為的矩形。 (122)所以，計(jì)算結(jié)果表明，的局部承壓尺寸滿足要求。的計(jì)算底面為的矩形。所以，計(jì)算結(jié)果表明，的局部承壓尺寸滿足要求。的計(jì)算底面為的矩形。所以，承壓不夠，故采用墊板面積為，所以；又有所以，計(jì)算結(jié)果表明，局部承壓尺寸也滿足要求。的計(jì)算底面為的矩形。所以，故局部承壓尺寸也滿足要求。綜上，和墊板尺寸為，和墊板尺寸為。1)局部承壓承載力計(jì)算配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力公式為 (123)且需滿足 (124)和取所以，為間接鋼筋影響系數(shù)，C50及以下k=；為間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區(qū)配置直徑為10mm的HRB335，單根鋼筋截面積為，所以，對(duì)于、的 對(duì)于、的C45混凝土的，將上述各計(jì)算值代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，對(duì)于，對(duì)于，對(duì)于， 對(duì)于， 故局部承壓承載力計(jì)算通過(guò)。所以，、和鋼束錨下局部承壓計(jì)算全部滿足要求。13 行車道板配筋設(shè)計(jì)橋面鋪裝為的瀝青混凝土面層（重度為）和平均厚度為的水泥混凝土墊層（重度為），箱形梁翼板鋼筋混凝土的重度為。 橋面板的內(nèi)力計(jì)算 恒載內(nèi)力（以縱向?qū)挼陌暹M(jìn)行計(jì)算）每米板上的恒載集度：瀝青混凝土面層：水凝混凝土墊層：箱梁翼板自重：合計(jì)：每米板板條的恒載內(nèi)力：彎矩：剪力： 活載內(nèi)力公路—Ⅰ級(jí)車輛荷載縱、橫向布置如圖131兩個(gè)軸重的后輪（軸間距為）沿橋梁的縱向，作用于鉸縫軸線上最為不利荷載。由《橋規(guī)》查到重車后輪的著地長(zhǎng)度，著地寬度，車輪在板上的布置及壓力分布圖形如下圖所示，鋪裝層總厚度為，則板上荷載壓力的邊長(zhǎng)為圖131 公路—Ⅰ級(jí)車輛荷載尺寸單位（m）Fig 131 Road—Ⅰ levels of vehicles load有圖132可知重車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，重疊長(zhǎng)度為，則沖擊系數(shù)作用于每米寬板條上的彎矩為 (131) 作用于每米寬板條活載最大彎矩時(shí)的每米寬板條上的剪力為 (132) 行車道板配筋及驗(yàn)算（混凝土，級(jí)鋼筋） 行車道板的配筋由橋面板知由，故取板寬，板的平均厚度為，設(shè)，圖132 車輛荷載兩個(gè)后軸輪載作用于鉸縫軸線上尺寸單位（m）Fig 132 The layout of the wheel in the board and its pressure distribution利用單筋矩形截面，有求解解得：則鋼筋面積：選擇并布置鋼筋：現(xiàn)取板的受力鋼筋為，鋼筋間距為，當(dāng)板寬的鋼筋面積為，取，則，截面實(shí)際配筋率：板的分布鋼筋取，其間距為。 行車道板復(fù)核保護(hù)層厚度C=30mm，大于鋼筋直徑d=14mm且滿足最小保護(hù)層厚度的要求。受壓區(qū)高度：所以不會(huì)發(fā)生超筋現(xiàn)象。求矩形截面板的抗彎承載力： 設(shè)計(jì)滿足要求。 現(xiàn)澆濕接縫鋼筋寬度為30cm的現(xiàn)澆濕接縫，鋼筋采用直徑為10mm的HRB335級(jí)鋼筋，鋼筋間距與行車道板采用相同間距為200mm。14 附屬設(shè)施設(shè)計(jì) 排水設(shè)施的設(shè)置為了迅速排除橋面積水，防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響梁的耐久性，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)要有一個(gè)完整的排水系統(tǒng)，包括橋面上設(shè)置一定數(shù)量的排水管和泄水管。對(duì)于泄水管：在距離緣石20cm設(shè)置，每隔15m設(shè)置一個(gè)泄水管，兩側(cè)對(duì)稱布置且在橋梁的伸縮縫上游增設(shè)泄水管。泄水管安裝在主梁預(yù)制時(shí)在頂板和底板預(yù)留的孔洞中，使橋面積水直接排入橋下河中。這時(shí)需要做好孔洞的密封措施防止水滲入橋體。采用圓形泄水管，直徑采用15cm，泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板，其頂面比路面低10mm。泄水管采用鑄鐵管，內(nèi)徑為15cm，泄水管周圍配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。圖141 泄水管圖示Fig 141 vent pipe layout 伸縮縫的設(shè)置 設(shè)計(jì)資料溫度變化范圍：23℃℃；線膨脹系數(shù)：；伸縮梁的長(zhǎng)度：L=35m；收縮應(yīng)變：；徐變系數(shù)：；應(yīng)力產(chǎn)生的平均截面內(nèi)力：；混凝土的彈性模量：；混凝土收縮折減系數(shù)：；假定伸縮裝置的安裝溫度為10℃15℃。梁體因溫度變化產(chǎn)生的伸縮量為：10℃安裝時(shí)因溫度變化產(chǎn)生的梁體伸長(zhǎng)量為15℃安裝時(shí)因溫度變化產(chǎn)生的梁體伸長(zhǎng)量為：混凝土收縮引起梁體縮短量為混凝土徐變引起的梁體縮短量為為，++=因考慮到多方因素的影響，在選擇伸縮裝置規(guī)格時(shí)，對(duì)上述伸縮量取約30%的富余度，+=,=.。相應(yīng)的，=,=。所以設(shè)置長(zhǎng)為40mm的伸縮縫。采用類型為矩形橡膠型伸縮裝置。如圖142所示。 人行道及護(hù)欄的設(shè)置采用預(yù)制裝配式，寬度為，傾向橋面的排水橫坡，且在橋面斷縫處設(shè)置伸縮縫。如圖143所示圖142 橡膠伸縮縫設(shè)置Fig 142 rubber joints圖143 人行道及護(hù)欄設(shè)置Fig 143 the pavement and bars Schema15 結(jié)論本設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括主梁截面設(shè)計(jì)；主梁的內(nèi)力計(jì)算；主梁的配筋設(shè)計(jì)；主梁應(yīng)力計(jì)算及截面驗(yàn)算；附屬設(shè)施設(shè)計(jì)等內(nèi)容。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使自己在橋梁設(shè)計(jì)方面有了更深刻的了解。在設(shè)計(jì)的每一個(gè)過(guò)程中我都有深刻的體會(huì)：最開(kāi)始的截面選型，由于我的經(jīng)驗(yàn)不足，選擇的截面在最開(kāi)始的截面效率指標(biāo)中就不合格，但在后來(lái)我認(rèn)真依據(jù)規(guī)范的規(guī)定細(xì)心設(shè)置截面的每個(gè)尺寸后才合格。還有配筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積選取不夠，直到計(jì)算截面承載能力時(shí)才發(fā)現(xiàn)承載力不夠。調(diào)整鋼筋數(shù)量后，在計(jì)算斜截面承載能力時(shí)，截面尺寸又不滿足要求，再一次從截面尺寸上改過(guò)等等。經(jīng)過(guò)多次的更改，從一開(kāi)始的照規(guī)范抄公式，我一點(diǎn)點(diǎn)明白了各個(gè)計(jì)算過(guò)程存在的意義，在每次截面的調(diào)整時(shí)，我都有虛心的請(qǐng)教老師，仔細(xì)的查找規(guī)范，認(rèn)真的研究算例，通過(guò)多次努力后驗(yàn)證到自己設(shè)計(jì)的合理性。在這個(gè)過(guò)程中，我深刻了解到了課程設(shè)計(jì)的真正意義，它不僅讓我重新學(xué)習(xí)了一次大學(xué)的課程，而且更加深刻，通過(guò)其過(guò)程的歷練效果會(huì)在我在日后學(xué)習(xí)和工作中逐步體現(xiàn)出來(lái)。雖然我所學(xué)的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用，但在實(shí)踐方面我還未能有所進(jìn)步，某些細(xì)節(jié)難免與實(shí)際有偏差，因此在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)有欠考慮的地方，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。致謝經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的上部橋梁設(shè)計(jì)結(jié)束了，在張彬老師的細(xì)心指導(dǎo)下，以及鄭大為老師，易富老師、趙文華老師不厭其煩的解答下，根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，我完成了橋梁設(shè)計(jì)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。我是按照橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，通過(guò)查看橋梁所在位置的地域環(huán)境、氣候條件以及交通量，結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋臍庀?，依?jù)安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)支箱形梁橋，制定了沈陽(yáng)至阜新公路橋的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我認(rèn)真的看到、感受到橋梁設(shè)計(jì)中的每一個(gè)過(guò)程，通過(guò)查找文獻(xiàn)我初步了解到橋梁發(fā)展的過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)，我還知道了橋梁建設(shè)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了學(xué)到知識(shí)外，我還得到老師們不厭其煩的解惑。由于我知識(shí)學(xué)的不扎實(shí)，給老師帶來(lái)了不斷的問(wèn)題，甚至是休息時(shí)也會(huì)有電話的騷擾，現(xiàn)以真誠(chéng)的謝意感謝老師的包容和無(wú)私的幫助，讓我能夠按時(shí)完成設(shè)計(jì)