【正文】 用規(guī)范》（JIG D60—2004）， 簡(jiǎn)稱《橋規(guī)》。4） 《橋梁工程》二版5） 《橋梁工程》一版，見下表名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)C50砼立方強(qiáng)度fcu，kMPa50彈性模量EcMPa104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fckMPa軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftkMPa軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcdMPa軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度ftdMPa短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力 fck‘MPa容許拉應(yīng)力 ftk‘MPa持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)軸載組合：MPa①容許壓應(yīng)力 fckMPa②容許主壓應(yīng)力 fck‘MPa短期效應(yīng)組合：MPa①容許拉應(yīng)力σst MPa0②容許主拉應(yīng)力 ftk‘MPa162。f，ck和f，tk分別表示鋼束張拉時(shí)混凝土的抗拉，抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：則f，ck= Mpa, f，tk= Mpa 橫截面布置 初步擬定采用簡(jiǎn)支箱型梁橋，整個(gè)跨境范圍內(nèi)采用等截面箱梁，本設(shè)計(jì)主梁頂板寬度為6m，寬度較大，為保證量的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接縫。 主梁截面尺寸擬定預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋，支點(diǎn)處梁高約為跨徑的1/15~1/20，則定h=40/20=2m。《橋梁工程》規(guī)定頂板厚度δ1，且頂板厚度與腹板間距相對(duì)應(yīng)，腹板間距為3m——頂板厚度為18cm，腹板間距為5m——頂板厚度為20cm，現(xiàn)腹板間距為4m，所以去頂板厚度為20cm翼板外緣厚度 h1 翼板內(nèi)緣厚度 h1 故截面形式如圖所示采用兩片如上圖所示的箱梁，如下圖所示： 計(jì)算截面幾何特性凈截面的計(jì)算表（b=600cm）分塊面積到上緣的距離yi(cm)分塊面積Ai(cm2)分塊面積對(duì)上緣的靜矩Si(cm3)分塊面積自身慣性矩Ii(cm4)di=ysyi(cm)分塊面積對(duì)形心慣性矩Ix(cm4)I=Ii+Ix(cm4)①②③④⑤⑥⑦①520001000016666。33④10560056000186666。在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)沒有橫隔梁時(shí)，何在直接作用在主梁上，將產(chǎn)生很大的彎矩。橫隔梁高度與箱梁等高，其厚度為30cm。 恒載內(nèi)力計(jì)算（1） 預(yù)制梁自重① 跨中截面主梁的自重g（1）=r1=25=G（1）==（注：由于是等截面，）② 橫隔梁自重計(jì)算A橫 =1(+) 2+(+) 2 =+=178。25KN/m179。則有：MX =189。qlx178。ql （注：其中符號(hào)規(guī)定與材料力學(xué)中的符號(hào)規(guī)定相同）恒載內(nèi)力計(jì)算匯總表 截面 跨中L/4支點(diǎn)G1 G2ΣG1G2ΣG1G2ΣM000Q000 可變作用效應(yīng)計(jì)算（修正偏心壓力法） 分析:由于主梁之間采用了剛性解封連接，且設(shè)置了橫隔梁，故考慮使用修正偏心壓力法計(jì)算橫向分布系數(shù)，每一個(gè)箱梁的箱室作為一個(gè)支撐點(diǎn)，與簡(jiǎn)支T梁的計(jì)算方法相同！ 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān),因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。其中mc==25103=根據(jù)《橋規(guī)》的規(guī)定,可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:μ=㏑=∴1+μ= 按《橋規(guī)》,當(dāng)車道大于兩車道時(shí),需進(jìn)行車道折減,當(dāng)采用兩車道布載時(shí)不需要進(jìn)行折減，采用三車道布載時(shí)。① 計(jì)算主梁抗扭慣性矩IT對(duì)于單箱單室形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計(jì)算： = = = 式中： ci——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；根據(jù)t/b查表計(jì)算；由于t/a=，經(jīng)查表，得c=！ ② 計(jì)算抗扭修正系數(shù)β本設(shè)計(jì)由于只有兩根主梁，所以取ε=。則： β==③計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值：由于只有兩片主梁。兩片主梁完全對(duì)稱，所以只需要算其中一片主梁即可。 則：mq =（1+1+1+）=通過以上部分計(jì)算，可見由于箱梁箱室較寬，整體效能搞好，簡(jiǎn)化為T梁后計(jì)算的橫向分布系數(shù)都大于1，所以可將兩片箱梁看為一個(gè)整體，其橫向分布系數(shù)按1計(jì)算。所以采用線性插入計(jì)算。本設(shè)計(jì)中，計(jì)算彎矩時(shí)：qk=， pk=〔（）+180〕=。mVmax= 11（1+1）= (4)主梁內(nèi)力匯總主梁內(nèi)力匯總表 梁位恒載活載跨中L/4支點(diǎn)跨中L/4支點(diǎn)1M00Q0 結(jié)構(gòu)重要系數(shù)ro=，基本組合用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（驗(yàn)算強(qiáng)度），短期基本組合用于正常使用極限狀態(tài)，長(zhǎng)期基本組合用于正常極限狀態(tài)（用于驗(yàn)算裂縫和撓度）閉口薄壁箱形梁截面的受力特點(diǎn)與一般的T形梁不同，其精確計(jì)算必須用薄壁構(gòu)件結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法求解，當(dāng)橋上有K輛汽車活動(dòng)時(shí)對(duì)橋中線成偏心作用，橫向一排車輛的總重KP將具有偏心距e，此時(shí)整體箱形梁的受力可分作兩種情況來計(jì)算，對(duì)稱荷載KP作用下的平面彎曲計(jì)算和扭矩作用下的扭矩計(jì)算。對(duì)于扭轉(zhuǎn)計(jì)算，一般來說，箱形薄壁桿件受扭后橫截面將產(chǎn)生自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與剪應(yīng)力以及截面發(fā)生歪扭引起的畸變正應(yīng)力與剪應(yīng)力設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱形截面的抗扭剛度很大，由扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力通常較平面彎曲引起的應(yīng)力小的多。在考慮到一般中、大跨徑箱形截面梁橋的恒載內(nèi)力比活載內(nèi)力大很多，因而活載扭轉(zhuǎn)應(yīng)力占總應(yīng)力的比重就更小，本設(shè)計(jì)中恒載內(nèi)力遠(yuǎn)大于活載內(nèi)力！我國(guó)建設(shè)的諸多箱形梁大橋中，烏龍江大橋活載占總應(yīng)力的11%~21%，活在剪應(yīng)力占總剪應(yīng)力的9%~30%。由此可見，在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們可以避免相當(dāng)復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算，而采用一些近似方法進(jìn)行估算這些數(shù)值，這對(duì)結(jié)果不會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。因此當(dāng)恒載對(duì)稱作用時(shí)箱形梁任意截面及扭轉(zhuǎn)影響的總荷載內(nèi)力近似估計(jì)為：彎矩： 剪力： 式中：內(nèi)力組合匯總表 截面彎矩（KN/m）剪力（KN）基本組合M（KN/m）/Q（KN）短期組合M（KN/m）/Q（KN）長(zhǎng)期組合M（KN/m）/Q（KN）MG1MG2MQVG1VG2VQr0Sud=r0（+）SGik+SGik+跨中00(M)(V)(M)(V)(M)(V)L/4支點(diǎn)000000第五章 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算鑒于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁跨中處的橫隔梁受力最大，通?？芍挥?jì)算跨中橫隔梁的作用效應(yīng)，其余橫隔梁可依據(jù)跨中橫隔梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。 縱向行車輪對(duì)跨中橫隔梁的計(jì)算荷載為:汽超—20級(jí)Poq=ΣPiηi=(1401+140+120+120) = 繪制跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線及荷載組合 由于對(duì)主梁橫向分布系數(shù)的計(jì)算，知其橫向剛度很大，可將兩片梁視為一個(gè)整體，則橫隔梁的作用效應(yīng)影響線如下： 將求得的計(jì)算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載,并計(jì)入沖擊影響(1+μ),則得計(jì)算結(jié)果:彎矩 MAA =(1+μ)ξ PoqΣη=1(+++) =剪力 Q1右=(1+μ)ξ PoqΣη=1(+) =鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力較小，故計(jì)算中忽略不計(jì)。mQmax =r0 Sud=（0+）=第六章 行車道板內(nèi)力計(jì)算 多跨連續(xù)單向板由于箱梁的抗扭剛度很大，（抗扭慣性矩IT =），板的工作就接近與固定端，如下圖所示，結(jié)余安全距離和護(hù)欄（或防撞欄）的寬度后，外側(cè)翼緣板不會(huì)作用到其他活載作用，所以計(jì)算最不利的內(nèi)側(cè)翼緣板。== =140（2，）247。=21，299KNm由Q的影響線得：y1 = y2 = 內(nèi)力組合 =+（+）=M0 = + =則：跨中彎矩：M中 = ==m 第七章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算本設(shè)計(jì)選用17，7股模拔鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk =1860MP,混凝土采用C50 水泥。 預(yù)應(yīng)力鋼束的估計(jì)及其布置 跨中截面鋼束的估算和確定根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。（1） 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 由于標(biāo)準(zhǔn)跨徑d=40m 100m，所以宜采用A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面正截面抗裂要求A類構(gòu)件計(jì)算，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離；全截面重心至梁頂?shù)木嚯x 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面重心距截面下緣的距離為αp =150mm，則預(yù)應(yīng)力的合力作用點(diǎn)到截面重心軸的距離為 ep =yd αp =h yu αp == W——構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩；ftk——混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。=127165=19630mm178。（2） 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置① 跨中截面及錨固端截面的鋼筋位置在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能的使鋼束群重心的偏心矩大些，本設(shè)計(jì)采用外徑75mm，內(nèi)徑70mm的預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，管道到梁側(cè)的凈距不應(yīng)小于30mm，及管道直徑的一半。一：預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心點(diǎn)盡可能的靠近形心，使截面均勻受壓；二：考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。 鋼束彎起角和線形的確定 確定鋼束彎起時(shí)，既要照顧到由彎起產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要照顧到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大，為此，本設(shè)計(jì)將端部錨固端截面分成上下兩部分，上部鋼束的彎起角擬定為12186。（N1 —N8），所有鋼束的線形均為直線加圓曲線，不設(shè)緩和曲線。如圖所示： 鋼束計(jì)算① 計(jì)算鋼束起晚點(diǎn)到跨中的距離錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離，αxi 為：αx1=αx2 =αx3 =αx4 =αx5 =αx6 =300400tan7186。=αx13 =αx14 =αx15 =αx16 =αx17 =100+800tan12186。N5–N810007186。② 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算ⅰ 各鋼束重心位置計(jì)算：當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為：ai =a0 +R(1cosα)當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為：ⅱ 〉計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離αp 各截面的鋼束位置及鋼束群重心位置計(jì)算表：截面鋼束號(hào)X4RCOSαα0 αiαp四分點(diǎn) N1 –N4未彎起N5–N8N9N12直線段yφX5x5N5–N87176。③ 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算：一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度，直線長(zhǎng)度與兩端的工作長(zhǎng)度之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)每根鋼束長(zhǎng)度的計(jì)算，就可以得出一片主梁和一孔橋所需的鋼束總長(zhǎng)度，以利于備料和施工。）曲線長(zhǎng)度S(mm)直線長(zhǎng)度x1 (mm)直線長(zhǎng)度L1 （m）有效長(zhǎng)度2（S+ x1 +L1）(mm)鋼束保留長(zhǎng)度（mm）鋼束長(zhǎng)度（mm）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)N1 –N47176。11400N9N1212176。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失值包括前期預(yù)應(yīng)力損失（鋼束和管道壁的摩擦損失，錨具變形引起的損失，鋼束回縮引起的損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絞線松弛，混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力（永存應(yīng)力）分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，而預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有所差異，分別計(jì)算各個(gè)截面（L/4截面，跨中截面，支點(diǎn)截面）?！撌c管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管,查《公預(yù)規(guī)》=θ——從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）k——管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管，查《公預(yù)規(guī)》=x——從張拉端到計(jì)算界面的管道長(zhǎng)度，可近似的取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度，則L/4截面管道摩擦損失σl1 計(jì)算表：鋼束號(hào)θ* =Фαx181。）（rad）(m)(MPa)N1–N47 186。N9N1212 186。θ+kx1e（μθ