【正文】 術(shù)復(fù)雜，施工困哪，造價(jià)高通過(guò)對(duì)比，從受力合理，安全實(shí)用，經(jīng)濟(jì)美觀的角度綜合考慮3各自優(yōu)缺點(diǎn)，方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋?yàn)樽罴淹扑]方案。 材料及工藝混凝土：預(yù)制梁及其現(xiàn)澆接縫、封錨、墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段、橋面現(xiàn)澆層均采用 C50 混凝土，基樁采用 C25,其余構(gòu)件采用 C30。 2mMPafpd1260??MPa普通鋼筋：R23HRB335 鋼筋標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 GB13013——1991 和GB1499——1998 的規(guī)定。錨具：預(yù)制 T 梁采用 OVM15 型錨具及其配套設(shè)備；T 梁接頭頂板束采用 BM15 型錨具及其配臺(tái)設(shè)備《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012022）。預(yù)應(yīng)力管道：采用預(yù)埋圓形和扁形塑料波紋管成型。 設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012022）；《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D602022）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通4規(guī)》）；《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D622022）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《公預(yù)規(guī)》）。表 12 基本計(jì)算數(shù)據(jù)名稱(chēng) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 kcuf,MPa 50 彈性模量 cEMPa 104軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 kfMPa 軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 tfMPa 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 cdfMPa 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 tfMPa 短暫 狀 態(tài) 容許壓應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 39。tMPaMPaMPa MPa 主梁混凝土壓應(yīng)力極限值：極限壓應(yīng)力極限主壓應(yīng)力拉應(yīng)力極限值：短期效應(yīng)組合極限拉應(yīng)力???MPa 5名稱(chēng) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 MPa 限主拉應(yīng)力MPa 0MPa 1860MPa 105MPa 1260 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 彈性模量 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度最大控制應(yīng)力 ?MPa 1395MPa 1209鋼絞線持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合MPa 12091?kN/ m179。 pkfpEpdfpcIt?6名稱(chēng) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)3?kN/ m179。fck39。fckMPa, =。ftk Ep?7 第二章 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 設(shè)計(jì)要點(diǎn)本橋上部結(jié)構(gòu)為 50 米預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋預(yù)應(yīng)力鋼束必須待混凝土立方體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的 90%后（且齡期不小于 4d），方可張拉。主梁按部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A 類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)。主梁橫斷面布置如圖 21 所示8 圖 21 結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位 cm） 主梁結(jié)構(gòu)尺寸的擬定（1）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15～ 1/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在 1/18～ 1/19。（2）主梁截面細(xì)部尺寸T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車(chē)輪局部荷載的要求，要應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面面積的 10%～20%為合適。按照以上擬訂的外形尺寸，就可以繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見(jiàn)圖 22）圖（單位：cm）10圖 22 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：cm）（3）計(jì)算截面幾何特征毛截面幾何特性是結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配束及變形計(jì)算的前提。計(jì)算原理橋梁中的 T 形、工字形截面以及箱形截面都可分割成許多梯形，設(shè)其中任意梯形如圖 24 所示，其上底、下底和高分別為 a、b 和h，它的幾何特性為：11 形 心 軸abhyc 圖 23 梯形截面示意圖 面積 A =（a+b）h/2 形心軸位置 y c=（b+2a）h/3(a+b) 對(duì)形心軸的慣性矩 I c=（a 2+4ab+b2）h 3/36(a+b) 當(dāng) a=0 或 b=0 時(shí)，梯形變成了三角形，上述公式仍適用。 1234556bb6xy 圖 24 T 形截面梯形分塊示意圖12按梯形分塊分為 5 個(gè)梯形塊，共 6 條節(jié)線。第 i 個(gè)梯形分塊，其上底寬 a = bi+1，下底寬 b = bi ，高h(yuǎn) = hi+1hi ，代入幾何特性計(jì)算公式可得： ??iiii hbA???121體 ??iiiiciy?13位 置 ??1223164 ???iiiici bhI icixiyAS 體x根據(jù)慣性矩的移軸原理，梯形分塊 對(duì) x 軸的慣性矩為 2()xiciiicyhIA??將各個(gè)梯形的 、 和 疊加起來(lái)，即可得到整個(gè)截面面的面ixiSiI積 A、對(duì) x 軸的面積距 和慣性矩 ， ， ，xxI??niA1?nixixS1。/xSy整個(gè)截面對(duì)形心的慣性矩為 。13表 21 截面幾何特性計(jì)算結(jié)果截面位置 截面積（m 2）A截面慣性矩 (m4)I中性軸至梁底的距離（m） 跨中 截面 支點(diǎn) 跨中 T 梁 小毛截面 支點(diǎn) 注：表中所列為毛截面值。(4)橫截面沿跨長(zhǎng)的變化如圖 21 所示，本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的 T 梁翼緣板厚度沿跨長(zhǎng)不變。（5） 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該14處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則，荷載直接作用下的主梁彎矩就很大?？缍容^大時(shí)應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。 15 第三章 主梁自重作用效應(yīng)計(jì)算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱，橫截面的布置，并通過(guò)可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得主梁控制截面的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后在進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。） 端橫隔梁體積：16 （）=（m179。一片端橫隔梁體積=179。簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下列公式估算： HzmEIlfc ????π其中： mKNgGc /.根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)為： ..????按《橋規(guī)》 條，當(dāng)車(chē)道大于兩車(chē)道時(shí)，需進(jìn)行車(chē)道折減，三車(chē)道折減 22%，四車(chē)道折減 33%，但折減后不得小于用兩行車(chē)隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)構(gòu)。 跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm如前所述，本例橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具可靠的橫向聯(lián)系，且承重19結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： ??Bl所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) cm（1）計(jì)算主抗扭慣矩 TI對(duì)于 T 梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算： ??miiTtbcI13式中： ——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度ibit ——矩形截面抗扭剛度系數(shù)ic m——梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： ????馬蹄部分換算成平均厚度 453t圖 32 示出了的計(jì)算圖示， 的計(jì)算見(jiàn)表 32TI20 圖 32 計(jì)算圖示（尺寸單位： cm）TI表 32 的計(jì)算 分塊名稱(chēng) （cmib）(cm)it/ibtic34(10)TiIcbtm???翼緣板① 250 1/3 腹板② 30 馬蹄③ 70 40 ?（2）計(jì)算抗扭修正系數(shù) ?對(duì)于本橋主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得 21iTiGlIEa???式中： L= 。 ； 。???計(jì)算得： 87.?（3）按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 721jij iaen????式中：n=5。表 33 值的計(jì)算ijn梁號(hào) 1in2i 3i 4in5in1 2 3 （4）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1 號(hào)梁的橫向影響線和最不利荷載圖式如圖 33 所示。omcc（1）.求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖 35 示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式，計(jì)算公式為： kSmqpy???式中： S——所求截面汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩和剪力； ——車(chē)道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；kq ——車(chē)道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；p ——影響線上同號(hào)區(qū)段的面積；? y ——影響線上最大坐標(biāo)值：25圖 35 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式(尺寸單位：cm)可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：=1/2 7 +maxM??? 356 = mKN?=1/2 ? + =?可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：M= = mKN?V= =?（2）.求 L/4 截面的最大彎矩和最大剪力 圖 36 為 L/4 截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖式26圖 36 1/4 截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式(尺寸單位：cm)可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：=1/2 491/2 7 ????(+)+ 356 = mKN?=1/2 + =?可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：M= = mKN?V= =?（3）.求支點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力 圖 37 為支點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖式。對(duì)于簡(jiǎn)支梁帶馬蹄的 T 形截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到鋼束數(shù) n 的估算公式：??1kpspMnCAfe????式中：——持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表 35 取k 用——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路— 級(jí)， 取用 ?1C——一股 鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是pA?? ，2cm 故 =在第二章 中已計(jì)算出成橋后跨中截面30=， =,初估 =15cm，則鋼束偏心距為：xyskpa = ==。則鋼束數(shù)的估pdf算公式為： dpMnahfA????式中：——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 35 取用d——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 ～ ，本設(shè)計(jì)取 ——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見(jiàn)表 12，為 1260MPpdf計(jì)算得： ?????n根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù) n=14 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 跨中截面的鋼束布置 對(duì)于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可31能使鋼束群重心的偏心距大些，本算例采用內(nèi)徑 70mm，外徑 77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于 3cm 及管道直徑的 1/2。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖 41a 所示。按照上述錨頭布置的“均勻”“分散”的原則，錨固端截面所布置的剛束如圖 41b 所示。對(duì)于錨固端截面：上核心距 mxsyAik **????下核心距 xsi *. ??? ）（ ????ckyapx ????說(shuō)明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。為此，本設(shè)計(jì)中將錨固端截面分成上、下兩部分，如圖 42 所示，上部鋼束的彎起較初定為 ，下15?部鋼束彎起角定為 。鋼束計(jì)算33錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離 為：xiacmaxx ),(4321 ???82688765 cx .ta)(0109 ma43n15232???cx )(0143鋼 束 計(jì) 算 圖 式 見(jiàn) 下 圖 圖 43，鋼 束 起 彎 點(diǎn) 至 跨 中 的 距 離 見(jiàn) 表 41 1x圖 42 封錨端混凝土塊尺寸圖 （尺寸單位：cm）圖 43 鋼 束 計(jì) 算 圖表 41 鋼束起彎點(diǎn)至跨中距離計(jì)算表34上表中各參數(shù)的計(jì)算方法如下：為靠近錨固端直線長(zhǎng)度，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)， 為鋼束錨固點(diǎn)至1L y鋼束起彎點(diǎn)的豎直距離，如鋼束計(jì)算圖式，根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計(jì)算如下： ?sin1Ly?12y?? co13x ?cosR ?sin2R?xiaLx???321式中 ——鋼束彎起角度（ 176。xia 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算①各鋼束重心位置計(jì)算：根據(jù)鋼束計(jì)算圖式所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： 鋼 束 號(hào)起彎高度y(cm)1y