【正文】 主梁端部的局部承壓驗算 63 63 64 主梁變形驗算 65 65 66 67 67 第1章 上部結構設計 設計資料及構造布置 設計資料（1）橋梁跨徑和橋面寬度標準跨徑：30m（墩中心距）；計算跨徑(正交、簡支)：；主梁預制長度：；橋面寬度：凈—7+2=；（2）設計荷載 公路—Ⅱ級（qk==；pk==207KN）,每側欄桿、。（3） 主要材料及工藝 混凝土主梁用C50，欄桿及橋面鋪裝用C30。預應力鋼筋采用《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG（4）設計依據(jù)《公路工程技術標準》（JTG B01—2003）；《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60—2004）（簡稱《通規(guī)》）；《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62—2004）（簡稱《橋規(guī)》）。5)環(huán)境平均相對濕度RH=85%；6）存梁時間為90d。但標準設計主要為配合各種橋面寬度，使橋梁標準化而采用統(tǒng)一的主梁間距。(留2㎝工作縫，T梁上翼沿寬度為158CM)。（2） 主梁跨中截面主要尺寸擬訂主梁高度 預應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，通常隨跨徑增大而取較小值，隨梁數(shù)減少而取較大值。本設計中取用175cm的主梁高度是比較合適的。T型梁翼板厚度為8cm，翼板根部加到18cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。標準圖的T梁腹板厚度均取16cm。這里設置馬蹄寬度為36cm，高度20cm。斜坡的折線鈍角，以較小局部應力。馬蹄從四分點開始向支點逐漸抬高，在距梁端一倍梁高范圍內（175cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬。b)半立面圖 T梁截面尺寸圖（3）T梁翼板有效寬度計算根據(jù)《橋規(guī)》： L/3=(為計算跨徑)；S= (S表示相鄰兩梁的平均間距)；(b+2bh+12h’f),式中b為梁腹板寬度，hh為承托長度，這里bh=0，h’f為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，h’f可取跨中截面翼板厚度的平均值，即h’f=（+）/2=,所以有（b+6hh+12h’f）=+60+12=；所以，受壓翼緣的有效寬度取b’f=。然后計算梁支點毛截面的幾何特性，將主梁跨中截面劃分成翼板、三角承托、腹板三個規(guī)則圖形的小單元，利用與計算跨中毛截面相同的方法處理，中梁支點截面幾何特性， 71 梁跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積的自身慣矩（）（）分塊面積對截面形心的慣矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（7）=（4）+（6）翼板上部矩形1264450564838792翼板下部三角71021085682112512腹板235219168842353645776054812969馬蹄三角100556736816737372馬蹄7201651188002400070811197105119∑514619606764注：全截面形心至上緣距離：ys=∑Si/∑Ai=分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積的自身慣矩（）（）分塊面積對截面形心的慣矩（）（）（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（7）=（4）+（6）翼板126445056三角承托 腹板601255009813972389∑注：全截面形心至上緣距離：ys=∑Si/∑Ai= 梁截面的幾何特性毛截面面積A()抗彎慣矩I()截面重心到梁頂距離（m）支點幾何特性跨中幾何特性檢驗截面效率指數(shù)ρ以跨中截面為例：上核心距：ks=∑I/∑Aiyx=19606764/(5146)=下核心距：kx=∑I/∑Aiys=19606764/(5146)=截面效率指數(shù)：ρ=（ks+kx)/h=(+)/175=＞根據(jù)設計經驗，預應力混凝土T型梁在設計時，且較大者亦較經濟，上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。根據(jù)梁跨結構縱、橫截面的布置，計算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中、四分點、距支點h/2（h為梁高）處截面及支點截面等四個截面）的永久作用和最大可變作用效應，再進行主梁作用效應組合（標準組合、短期組合和極限組合）。主梁彎矩M和剪力V的計算公式分別為：取最不利荷載布置情況，且九片主梁全都一樣，所以gI=，gⅡ=。 作用效應跨中四分點距支點h/2支點x=l/2=x=l/4=x=x=0一期彎矩/ 0剪力/kN0二期彎矩/ 0剪力/kN0∑彎矩/ 0剪力/kN0湖南工程學院畢業(yè)設計（1）汽車荷載沖擊系數(shù)值計算1）按《橋規(guī)》，結構的沖擊系數(shù)與結構的基頻有關，因此要先計算結構的基頻,簡支梁結構基頻 ——《通規(guī)》式中：l——結構的計算跨徑（m）； ——結構跨中截面的截面慣矩； C50混凝土 =； 梁跨中處單位長度質量：，其中：G——跨中延米結構自重（N/m）, g——重力加速度g= 所以，mc=G/g=(26103)/= =(Hz)按照《通規(guī)》，沖擊系數(shù)可按下式計算：，=㏑（）=ln()=。（2）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1）跨中的荷載橫向分布系數(shù)：由于承重結構的寬跨比為：L/B=(5)=＞2，所以可按偏心壓力法來繪制橫向影響線并計算橫向分布系數(shù)mc，本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5，則： 2=a21+a22+a32+a42+a52=一號梁橫向影響線的豎標值為： η11=1/n+a12/2=+= η15=1/na12/2==（a）,圖中按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60——2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利荷載位置。于是2號梁的荷載橫向分布系數(shù)可計算如下：η=(++)()/=ηq2=()/= ηq3=()/=ηq4=()/= 車輛荷載：mcq=(+++)=人群荷載：mcr=η=3號梁橫向影響線的豎標值為：η31=，η35= (c)，可知沒有零點。 如圖所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進行布載，支點截面的荷載橫向分布系數(shù)： 1號梁：車輛荷載moq== 人群荷載mcr=2號梁：車輛荷載moq=1= 人群荷載mcr=03號梁：車輛荷載moq=(+)= 人群荷載mcr=0(4) 主梁可變作用橫向分布系數(shù)梁號跨中截面（）支點截面（）1號梁2號梁03號梁0 (5)車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》，公路—Ⅱ級的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值pk為：==計算彎矩時，由內插法得pk==207(KN)計算剪力時，pk=207=(KN) (6)計算可變作用效應：在可變作用效應計算中，本設計對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：支點處橫向分布系數(shù)取，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取，本設計在跨中和四分點（近似處理）截面取，距支點h/2（h為梁高）處截面及支點截面均考慮了橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。——對于所計算主梁的橫向分布系數(shù)；——車道荷載的均布荷載標準值，對于公路Ⅱ級為=；——人群荷載均布荷載標準值，對于公路Ⅱ級為q=；——使結構產生最不利效應的同號影響線面積；——車道荷載的集中荷載標準值；計算彎矩時，pk=207KN，計算剪力時，pk=；——所加載影響線中一個最大影響線峰值。汽車荷載： 才==人群荷載： =m KN2） 計算四分點截面的最大彎矩和最大剪力：。m =人群荷載： =m KN3） 計算距支點h/2的截面的最大彎矩和最大剪力：h/。m+ΔMh/2+ΔVh/2=+ΔVh/2=m h/2點截面可變作用效應計算圖式 =+=人群荷載： ==m=4） 計算支點截面的最大剪力。以下就以跨中截面在各種作用效應組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋數(shù)量。預應力鋼筋張拉控制應力為σcon==1395MPa,預應力損失按張拉控制應力的20％估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為： ，預應力鋼筋的截面積為=38=,采用夾片式群錨，216。（1） 跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 1）在對跨中截面進行鋼束布置時，應保證預留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大，本例采用84的預埋金屬波紋管，管道至梁底和梁側凈距不應小于30mm及管道直徑的一半，另外直線管道的凈距不應小于40mm，在豎直方向兩管道可重疊。則鋼束群重心至梁底距離為：a)b)a)跨中截面 b)錨固端截面 鋼束布置圖（尺寸單位：cm） 2）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。在布置錨具時，應遵循均勻、分散的原則。（2） 鋼束起彎角度和線形的確定在確定鋼束起彎角度時，既要考慮到由預應力鋼束彎起會產生足夠的預剪力，又要考慮到所引起的摩擦預應力損失不宜過大。,各鋼束的彎曲半徑為：RN1=5000cm；RN2=3500cm；RN3=2000cm。（3） 鋼束計算1） 計算鋼束起彎點至跨中的距離錨固點至支座中心線的水平距離為。cotθ0確定導線點距錨固點的水平距離， Ld= ctan確定彎起點至導線點的水平距離為 Lb2=R）彎起半徑R（cm）支點至錨固點的水平距離d（cm）彎起點距跨中截面水平距離xk（cm）彎止點距跨中截面水平距離（cm）11555000295350035020002） 各截面鋼束位置及其傾角計算仍以N3號鋼束為例（），計算鋼束上任意一點i離梁底距離及該點處鋼束的傾角θi，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，=10cm；為i點所在計算截面處鋼束位置的升高值。)cm(cm)跨中截面=01未彎起001023L/4截面=729cm1203未彎起0010變化點截面=1293cm1230支點截面=1458cm1233）鋼束長度計算一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（）之和，其中鋼束曲線長度可按圓弧半徑及彎起角度計算。 對于N1號鋼束： 曲線長度=25000=1309cm 直線長度==2= 靠端部直線段 所以NI號鋼束的總長為： (1309+++120)=： 鋼束號半徑R彎起角曲線長度直線長度有效長度鋼束預留長度鋼束長度176。在確定預應力鋼筋數(shù)量后，非預應力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。m； ——混凝土軸心抗壓強度設計值；=。=158cm； ——截面有效高度，=167mm。則根據(jù)正截面承載力計算需要的非預應力鋼筋截面面積為：式中：——預應力鋼束的抗拉強度設計值，=1260Mpa。采用7根直徑為18mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面面積為1781mm2。（1）計算公式如下：對于凈截面：截面面積 截面慣矩 對于換算截面：截面面積 截面慣矩 （2）計算數(shù)據(jù)：n=3束： 。預應力鋼筋混凝土在張拉階段和使用階段都要產生剪應力，這兩個階段的剪應力應該疊加。在張拉階段和使用階段應計算的截面為（）：（1）在張拉階段，凈截面的中性軸（稱凈軸）位置產生的最大剪應力，應該與使用階段