【導讀】本設計橋寬7+2×，按設計指導書所給跨徑，本橋標準跨徑，按后張法施工工藝制。作主梁，預應力孔道采用預埋波紋管成孔。其他內(nèi)容詳見設計說明書。防水混凝土25kN/m3，瀝青混凝土21kN/m3。橋梁總寬米，故設4片T梁，主梁間距米，主梁梁高選用2020mm。檢驗截面效率指標?，不必驗算截面穩(wěn)定性。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力，也為布置錨具的。需要，在梁端部1480mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束。下部200mm，上部200mm。6cm瀝青混凝土鋪裝：67212kN/m???設x為計算截面離左支座距離，令xl???，主梁彎矩和剪力的計算公式分別。計算不同梁的永久作用效應值見表，

　　

【正文】 15 2 9 0 0 0 4 1 8 6 . 2 1 0 2 6 . 7 3 m m4 8 0 . 9 5 3 . 4 5 1 0 4 . 4 4 9 2 1 0sQw ?? ? ? ?? ? ? 考慮長期效應的可變荷載引起的撓度值為： 1, 1 . 4 3 2 6 . 7 3 3 8 . 2 2 m m 4 9 . 8 3 m m600?? ? ? ? ? ?ssQ Q M Q lww 滿足要求。 、二期荷載引起的撓度 1 , 1 2()sG Q M G Gw w w??? 湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 28 264 1 15 2 9 0 0 0 4 3 3 4 . 8 3 1 01 . 4 3 3 9 . 5 9 m m4 8 0 . 9 5 3 . 4 5 1 0 4 . 4 4 9 2 1 0?? ? ? ? ?? ? ? 采用 4l 截面處的使用階段永存預加應力矩作用為全梁平均預加力矩計算值，即： 6c o sp p p b p p p l sN A A A? ? ? ?? ? ?? ? ? 3 2940 6163 10 N? ? ? ? ? ??? 0 6 006( c o s ) ( ) ( )c o sp p b p p p b p l s b sp p p b p p p l sA A y a A y ae A A A? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?? ?? 33 87 .5 2 ( 12 06 .8 6 20 0) 50 .2 ( 12 06 .8 6 45 )33 87 .5 2 50 .210 04 .3 7 m m? ? ? ? ???? 360 3 3 3 7 .3 1 1 0 1 0 0 4 .3 7 3 3 5 1 .8 9 1 0 N m m?? ? ? ? ? ? ?p e p pM N e 截面慣矩應采用預加應力階段（第一階段）的截面慣矩，為簡化這里仍以 4l截面處的截面慣矩 11 43 .7 3 5 6 4 1 0 m m??nI 作為全梁的平均值來計算。 則主梁上拱度（跨中截面）為： 20 0624 11 5 8 533 51 .89 10 29 90 0 29 .06 m m8 5 5 10 35 64 10? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? L pe x pepec c nM M M LdxE I E I 考慮長期效應的預加應力引起的上供值為： ,1 , 2 ( 29 .06 ) 58 .12 m m? ? ?? ? ? ? ? ?pe Q pe pe 梁在預加力和荷載短期效應組合共同作用下并考慮長期效應的撓度值為： 1 1 1 ,1 3 8 .2 2 3 9 .5 9 5 8 .1 2 1 9 .6 9 m m ( )?? ? ? ? ? ? ? ?Q G p ew w w 持久狀況的應力驗算 按持久狀況設計的預應力混凝土受彎構件，尚應計算其使用階段正截面混凝湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 29 土的法向應力受拉鋼筋的拉應力及斜截面的主壓應力。計算時作用（或荷載）取其標準值，不計分項系數(shù)，汽車荷載應考慮沖擊系數(shù)。 跨中截面混凝土法向正應力驗算 截面混凝土的正應力驗算 對于預應力混凝土簡支梁的正應力，由于配設曲線筋束的關系，應取跨中、L/ L/支點及鋼束突然變化處分別進行驗算。應力計算的作用（或荷載）取標準值。 跨中截面 12()p p p n QGGc u p t k c n n u n u o u o uN N e MMMA W W W W? ? ?? ? ? ? ? ? ? 此時有 1 214 kN m??GM 2 172 kN m??GM 2 1 7 2 2 .0 9 1 0 7 2 .3 9 2 4 9 4 .4 8 k N m? ? ? ? ?GQMM 36 10 kN??? ??? ? ? ?p p p lNA 跨中截面混凝土上邊緣的壓應力計算值為： 2212()p p p n G QGGcun n u n u o uouN N e M MMMA W W WW? ?? ???? ? ? ? ?? 3 3 33 8 866883 6 1 3 .3 8 1 0 3 6 1 3 .3 8 1 0 1 2 6 1 .4 1 2 1 4 4 .3 3 1 07 5 6 .8 8 3 1 0 4 .8 9 1 0 4 .8 9 1 01 7 2 2 .0 9 1 0 2 4 9 4 .4 8 1 0 6 .4 2 M Pa5 .7 5 1 0 6 .9 1 1 0? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ???????cu 2 MP a 32. 4 16. 2 MP a? ? ? ? ? ?c u c kf 持久狀況下跨中截面混凝土正應力驗算滿足要 求 跨中截面預應力鋼筋拉應力驗算 由二期恒載及活載作用下產(chǎn)生的預應力鋼筋截面重心處的混凝土應力為： 2221 GQGktopopMMM WW????? 所以鋼束應力為： 11 73 .5 9 5. 62 8 12 18 .5 5M Pa 0. 65 12 09 M Pa? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?p E P k t pkf 計算說明預應力鋼筋拉應力超過了規(guī)范規(guī)定值。但其比值湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 30 1 0 . 7 % 5 %1209 ? ? ?，可以認為鋼筋應力滿足要求。 持久狀況混凝土主應力驗算 截面面積距計算 如圖所示，其中計算點分別取上梗肋處 aa? 。第三階段截面重心軸 00xx? 處及以下梗肋 bb? 處第一階段截面梗肋 aa? 以上面積對凈截面中心軸 00xx? 的面積距nas 。 831 6 0 1 1 0 01 6 0 0 1 6 0 ( 7 6 1 0 5 2 ) ( 5 5 0 5 5 0 ) 1 0 0 ( 7 6 1 .5 2 1 6 0 )2 2 31002 0 0 1 0 0 ( 7 6 1 .5 2 1 6 0 ) 2 .1 7 1 0 m m3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?naS 2200a ab bx 0x 0 同理可求得其他階段不同位置處的面積距，見表 表 面積矩計算表 截面類型 第一階段凈截面對其重心軸 第二階段凈截面對其重心軸 第三階段凈截面對其重心軸 （重心軸位置 mm? ） （重心軸位置 mm? ） （重心軸位置 mm? ） 湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 31 計算點位置 aa? 00xx? bb? aa? 00xx? bb? aa? 00xx? bb? 面積矩符號 naS 0nxS nbS oaS? 0oxS? obS? oaS ooxS? obS? 面積8410mm? 作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算 斜截面抗裂驗算應取剪力和彎矩均較大的最不利區(qū)段截面進行。 主應力驗算，計算上梗肋處 aa? 的主應力 a剪應力 剪應力的計算公式： 2 1 01 2 1 000() s insG Q a p e p b p n aG n a G annV V S ASV S V Sb I b I b I b I??? ????? ? ? ?? ? （ ） 則有： 8 8 89 9 9892 3 4 .8 8 2 .1 7 1 0 1 2 2 .7 6 2 .2 7 1 0 ( 3 2 .0 4 3 9 8 .8 ) 2 .2 6 102 0 0 3 7 8 .6 1 0 2 0 0 3 9 8 .6 1 0 2 0 0 4 4 0 1 01 1 3 0 .9 4 2 9 4 0 0 .1 1 3 2 2 .1 7 1 0 1 .0 8 M Pa2 0 0 3 7 8 .6 1 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ????? b正應力 2 2 01 2 1 000()p p p n n a G Q aG n a G acxn n nN N e y M M yM y M yA I I I I? ?? ??? ? ? ? ?? 3 3 63 1 1 1 1661 1 1 13 6 2 7 .7 1 0 3 6 2 7 .7 1 0 1 2 6 1 .4 1 ( 7 6 1 .5 2 2 0 0 ) 2 1 4 4 .3 3 1 0 ( 7 6 1 .5 2 2 0 0 )7 5 6 .8 8 3 1 0 3 .7 8 1 0 3 .7 8 1 03 5 6 .4 2 1 0 ( 7 6 1 .5 2 2 0 0 ) ( 1 1 8 6 .8 6 1 0 7 2 .3 9 ) 1 0 ( 7 6 1 .5 2 2 0 0 ) 4 .7 3 M Pa3 .9 9 1 0 4 .4 1 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ??? a) 主拉應力 2 2 2 24 . 7 3 4 . 7 3( ) ( ) 1 . 0 8 0 . 2 3 M Pa2 2 2 2? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?c x c y c x c ytp 表 變化點截面主應力計算表 湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 32 計算點位置 面積矩 剪應力 正應力 主拉應力 （ MPa） 第一階段凈截面 ns 第二階段凈截面 0s? 第三階段凈截面 0s （ MPa） （ MPa） tp? cp? aa? 00xx? bb? 短暫狀態(tài)應力驗算 預應力混凝土結構按短暫狀態(tài)設計時，應計算構件在構造、運輸及安裝等施工階段，由預加力（扣除相應的應力損失）、構件自重及其它施工荷載引起的截面應力。對簡支梁、以跨中截面上、下緣混凝土正應力控制。 應力驗算 （ 1） 短暫狀況下的正應力驗算 構件在制作、運輸及安裝等施工階段，混凝土強度等級為 C45 ,在預加力自重作用下的截面邊緣混凝土的法向壓應力應符合 ckf? ??? 的要求。 短暫狀況下 (預加 力階段 )梁跨中截面上下緣的正應力 上緣： 1p p p nt Gct n n u n uN N e MA W W? ??? ? ? （ ） 下緣 ： 1p p p nt Gcc n n b n bN N e MA W W? ??? ? ? （ ） 其中 31 2 8 8 .2 4 2 9 4 0 3 7 8 7 .4 3 1 0Ⅰ?? ? ? ? ? ? ?p p pN A N 3 3 63 9 93 7 8 7 . 4 3 1 0 3 7 8 7 . 4 3 1 0 1 1 5 4 . 4 2 2 1 4 4 . 3 3 1 0 9 . 5 6 M Pa7 5 6 . 8 8 3 1 0 0 . 4 8 9 1 5 2 6 1 0 0 . 4 8 9 1 5 2 6 1 0? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?tcc 0 .7 2 0 .7 2 M P ackf ? ? 預應力混凝土的壓應力應滿足應力限制值的要求；混凝土的拉應力 通過規(guī)定的預拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，預拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應力，故預拉區(qū)只需配置配筋率不小于 %的縱向鋼筋即可。 湖南科技大學土木工程學院 《 橋梁工程 》 課程設計 33 小結 本 課程設計 是對橋梁的上部結構進行設計，主要包括上部結構尺寸擬定，主梁內(nèi)力計算、 主梁截面設計、 配筋計算與驗算、 主梁 裂縫 寬度驗算 和變形計算 及預拱度設置 。經(jīng)計算，主梁預應力鋼筋采用 3 束 7 ? 鋼絞線，普通鋼筋采用 4根直徑為 14mm 的 HRB335 鋼筋。應力驗算，裂縫和變形驗算均符合要求，經(jīng)驗算結果表明上部設計合理。