【正文】 cm）則得等效工字形截面的上翼緣板厚度為：等效工字形截面的下翼緣板厚度為：等效工字形截面的肋板厚度為：假設截面受壓區(qū)高度，設有效高度，由公式，正截面承載力為：式中 ——橋梁結構的重要性系數(shù)，本算例設計安全等級為二級，； ——混凝土的軸心抗壓強度設計值，本例為C50，則=； ——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩。以及上兩式中、。）cm 178。三、普通鋼筋數(shù)量的估算及布置在預應力鋼筋數(shù)量已確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置的預應力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響。二、預應力鋼筋的布置，沿空心板跨長直線布置，鋼絞線重心距下緣的距離=。按《公預規(guī)》σcon≤，本算例中取σcon= fpk ，預應力損失總和近似假定為20%的張拉控制應力，則Ap==，鋼絞線面積Ap=9= 178。mm，空心板毛截面換算面積A==彈性抵抗矩為W=，則ep=yap=()cm==把數(shù)據(jù)代入得：則所需預應力鋼束截面面積按下式計算：Ap=式中：——預應力鋼筋的張拉控制應力；——全部預應力損失值，按張拉控制應力的20%估算。本計算，預應力空心板采用C50，=，=在初步設計時，σst和σpc可按下列公式近似計算：式中：A、W——構件毛截面面積及毛截面受拉邊緣的彈性抵抗據(jù)； ep——預應力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距，ep=yap，ap可預先假定。按《公預規(guī)》，A類預應力混凝土構件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應力，并符合以下條件：在作用短期效應組合下，應滿足σstσpc≤。因此預應力混凝土橋梁設計時，一般情況下，首先根據(jù)結構在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預應力鋼筋的數(shù)量，再由構件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。設計時它應滿足不同設計狀況下的規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應力等要求。mkNkN根據(jù)計算得到的作用效應，按《橋規(guī)》各種組合表達式可求得各效應組合設計值。按承載能力極限狀態(tài)設計時的基本組合表達式為：式中：――結構重要性系數(shù)，=；――效應組合設計值；――永久作用效應標準值；――汽車荷載效應（含汽車沖擊力）的標準值；按正常使用極限狀態(tài)設計時，應根據(jù)不同的設計要求，采用以下兩種效應組合：作用短期效應組合表達式：式中：――作用短期效應組合設計值；――永久作用效應標準值；――不計沖擊效應的汽車荷載效應的標準值；作用長期效應組合表達式：式中：各符號意義見上面說明。 可變作用效應匯總表車道荷載兩車道彎矩M/(kNm② 剪力：（不計沖擊時） （計沖擊時）兩車道布載：不計沖擊時：=1（＋）kN = kN 計沖擊時：=（＋）kN = kN3）支點截面剪力支點截面由于車道荷載產生的效應，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長的變化，同樣均布荷載標準值應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線的峰值處。m計沖擊：=（＋）kNm② 剪力：（不計沖擊時） （計沖擊時）兩車道布載：不計沖擊：=1（＋）kN = kN計沖擊：=（＋）kN = kN2) /4處截面① 彎矩：（不計沖擊時） （計沖擊時）兩車道布載：不計沖擊：=1（＋）kNm計沖擊：=（1+）（＋）kN 空心板跨中內力影響線及加載圖式（尺寸單位：cm） 空心板/4處截面內力影響線及加載圖式（尺寸單位：cm）1） 跨中截面① 彎矩：（不計沖擊時）（計沖擊時）兩車道布載：不計沖擊：=1（＋）kN,1號板的橫向分布系數(shù)計算如下：= 支點處荷載橫向分部影響線及最不利布載圖（尺寸單位：cm） 3）支點到/4處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內插求得。由于橋梁橫斷面結構對稱，故只需計算1—4號板的橫向分布影響線坐標值。由=~==~4號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值。汽車荷載橫向分布系數(shù)：本算例空心板跨中和/4處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計算，支點按杠桿原理法計算，支點至/4點之間截面的荷載橫向分布系數(shù)通過直線內插求得。m)作用效應V(kN)跨中()跨()支點()跨()跨中000二、可變作用效應計算公路—Ⅱ級車道荷載的均布荷載標準值為和集中荷載標準值Pk為：==計算彎矩時，計算剪力時，沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計算：結構的沖擊系數(shù)與結構的基頻有關，故應先計算結構的基頻，根據(jù)公式，可計算簡支梁橋的基頻：其中：由于，故可由下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)：當車道大于兩車道時，應進行車道折減，四車道折減33%，但折減后不得小于用兩車道汽車荷載布載的計算結果。為了計算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到的每延長米橋面系重力為：鉸縫自重計算（二期結構自重）由上述計算得空心板每延長米總重力為：=(一期結構自重)=+=(+)kN/m= kN/m=+=(+)kN/m= kN/m由此可計算出簡支空心板永久作用效應?？招陌迕孛鎸ζ渲匦妮S的慣性矩為： ； 截面抗扭剛度簡化計算圖式(單位：cm)根據(jù)公式，抗扭剛度可按下式計算：第四節(jié) 作用效應計算一、永久作用效應計算空心板自重（一期結構自重）橋面系自重（二期結構自重）由于是高速公路，沒有人行道及欄桿，只有防撞護欄，本設計采用混凝土防撞護欄。第三節(jié) 空心板毛截面幾何特性計算截面面積空心板截面面積為：截面重心位置全截面對1／2板高的距離為： 鉸縫的面積為：=129cm178。3）C50混凝土的材料特性。 橋梁橫斷面及構造圖（單位：cm） 空心板截面細部尺寸圖（單位：cm）設計參數(shù)1）相對濕度為80%。5）施工工藝：預制預應力空心板采用先張法施工工藝。3）空心板斷面：。第二節(jié) 設計要點結構設計1）本空心板按部分預應力混凝土A類構件設計。 2）鋼筋：預應力鋼筋采用高強度低松弛7絲捻制的預應力鋼絞線，公稱面積140mm178。參考資料1）范立礎主編， 橋梁工程，北京：人民出版社； 2）姚玲森主編， 橋梁工程，北京：人民出版社； 3）黃繩武，胡安邦主編， 橋梁施工與組織管理（上、下冊）北京通出版社； 4）凌治平，易經(jīng)武主編， 基礎工程，北京：人民交通出版社； 5）閆志剛主編， 鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁橋結構設計，北京：機械工業(yè)出版社。第三章 結構設計計算第一節(jié) 設計依據(jù)和基礎資料標準1）標準跨徑：13m；計算跨徑：；主梁全長：；2）橋面寬度：凈7m+2（防撞護欄）；3）設計荷載：公路—Ⅱ級；4）環(huán)境標準：Ⅰ類環(huán)境。綜上所述：C市N河大橋決定采用預應力空心板簡支梁橋作為設計方案。缺點：斜拉橋橋墩少節(jié)省空間，但遇不可抗拒力易發(fā)生位移。方案三：斜拉橋 優(yōu)點：（1）斜拉橋就塔墩距來說，是大跨徑，可以做到一般型式的橋都難做到的特大跨徑，但對梁來說，由于拉索支撐，尤其在密索時，卻是小跨徑，因此梁高可以做的很小，為了減少梁身的撓度和改善梁身的受力，必須保證和盡可能的加強拉索的剛度。缺點：（1）自重較大，相應的水平推力也較大，增加了下部結構的工程量，當采用無鉸拱時，對地基條件要求較高；(2)圬工拱橋一般都采用在支架上施工的方法修建，隨著跨徑和橋高的的增大，支架或其他輔助設備的費用大大增加，從而增加了拱橋的施工難度，提高了拱橋的造價；（3）由于拱橋的水平推力較大，在連續(xù)多孔的的大、中橋梁中。缺點：梁式橋由于外力的作用方向與承重結構的軸線接近垂直，截面形狀不穩(wěn)定，構件正好在橋面板的跨中接頭，對板的受力有不利影響，所以與同樣跨徑的其他結構體系比，梁內產生的彎矩最大，通常需要抗彎能力強的材料，這樣就增加了運輸和安裝的困難性。二、方案評價方案一：預應力空心板簡支梁橋簡支梁橋是梁式橋中應用最早，使用最廣泛的一種橋型。 方案一橫截面方案二：上承式拱橋（） 方案二總體布置（1）孔徑布置：15+7+7+7+7+7+15=65m；（2）上部結構：采用預應力空心板梁，主跨長32m，；（3）下部結構：采用重力式墩，橋臺采用擴大基礎，高5m。橫坡設置：%3%的橫向坡度。橋面凈寬包括行車道、人行道和自行車道的寬度。三、橫截面設計確定橋面寬度、橋跨結構橫斷面布置等?；A埋深：為防止墩臺基礎四周和基底下土層被沖刷掏空，造成墩臺失穩(wěn)，橋梁基礎必須埋置在設計洪水最大沖刷線以下一定深度，以確?；A穩(wěn)定性?？v坡設置：對于大、中橋梁，為了利用橋面做成從橋的中央向橋頭兩端縱坡為1%~2%的雙面坡。分孔要考慮使用任務、地形與環(huán)境、河床地質、水文等情況，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。最經(jīng)濟的分孔方式是使上下部結構的總造價趨于最低。如當橋梁墩臺基礎埋置較淺時，橋梁的總跨徑應大一些，可接近于洪水泛濫寬度，以避免河床過多的沖刷而引起橋梁破壞；對于深基礎，允許較大沖刷，可適當壓縮河床。二、立面布置確定橋梁總跨徑、橋梁分孔、橋面高程、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎的埋置深度等橋梁總跨徑：橋涵孔徑的設計必須保證設計洪水及流冰、泥石流、漂流物等安全通過，并應考慮壅水、沖刷對上下游的影響，確保橋涵附近路堤的穩(wěn)定。對通航河流上的橋梁，橋墩（臺）沿水流方向的軸線應與通航水位的主流方向一致，必須斜交時，交角不宜大于5176。