【正文】 止流速 ? ? )( 1)1( 324132m a x4121????????? ????????????????? ?? VHhBBV Z ?? h=,d=3m,查表得： V0＝ ， V0′ ＝ ∵ V0＝ Vz﹥ V0 ， ?k ＝ ， B＝ 4m， 211 ?????? ?? ddk? ＝（ +） 1/2＝ η＝0)(1dVV＝ ? ? 1 ? ＝ hb＝ ?k kη （ V0 V0′ ）（ V/ V0） n = （ ）（ ） ＝ 總沖刷深度 hs＝ hp+ hb＝ +＝ 不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為 ＝ 百年一遇底設(shè)計流量為 Qs＝ 4976立方米 /秒，設(shè)計水位 16米。橋前最大壅水高度 ??Z ，橋下壅水高度39。 本橋設(shè)計水位： 16 米，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為 米。 6 以上標(biāo)高均為假定標(biāo)高系統(tǒng)。 立面及平面圖 上伯官高坎 圖表 1 （二）設(shè)計荷載 汽 — 20，掛 — 100，人群荷載 ，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為 kN/m 和 kN/m。 橫斷面圖如下： 7 圖 2 主梁截面沿縱向的變化示例： 圖表 3 簡直梁的優(yōu)點是構(gòu)造、設(shè)計計算簡單，受力明確，缺點是中部受彎矩較大，并且沒有平衡的方法，而支點處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況 橋孔長度確定： jL ＝csqQ?? 水流壓縮 系數(shù) 1 )( cchBK ??? 次穩(wěn)定河段 1K ＝ 則 ) ( ???? 8 河槽平均單寬流量 Cq ＝ 0 334 27 5 ??BcQc 最小橋孔凈長 jL ＝ )(49 76 ?? m b．過水面積法 沖刷前橋下毛過水面積 Wq＝ ))1(( PVsQs ?? ? 式中：沖刷系數(shù) P取 設(shè)計流速 VS=Vc＝ 因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù) ??? jL ＝ 6050 壓縮系數(shù) 1?? Wq )( m?????? 凈過水面積 Wj＝（ 1 220802219)() mW q ????? 橋孔凈長 ??? hWl jjm 橋前最大壅水高度 )( 202 VVmZ ??? ? 河灘路堤阻斷流量與設(shè)計流量的比值 tnQ ＝ 572+＝ % ??QsQ tn 系數(shù) ?? 橋下平均流速 Vm＝ m / ??????sVp p 斷面平均流速 V0= m / ?? sWQ S )2 2 ( 22 ???? Z m 橋下壅水高度 39。全橋分八跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑 60m。橋墩為重力式橋墩，橋臺為 U 型橋臺。橋面行車道寬 ,兩邊各設(shè) 。 拱箱尺寸擬定如圖 11： 888168108132 161241688108108208468201021208 圖 4 1）拱箱寬度：由構(gòu)件強度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為 130～ 160cm。 2）拱壁 厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護層和插入式震動棒的要求，一般需有 10cm，若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為 8cm,取 8cm。 4）底板厚度： 6～ 14cm。這里取 10cm。 6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于 10cm，這里取 10cm。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護。 （ 3）橋面鋪裝及縱橫坡度 橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚 。為了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和φ 10cm 鑄鐵泄水管，布置在拱頂實腹區(qū)段。 （ 4）施工方法 采用無支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。 方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡直梁的設(shè)計較簡 單，受力的點明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計用，因此我選著了方案一。 設(shè)計荷載 汽 — 20，掛 — 100，人群荷載 ，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為 kN/m 和 kN/m。 （二）橫截面布置 本設(shè)計采用公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖 40 米跨徑的定型設(shè)計，因此主要尺寸已經(jīng)大致定下，以下為初步選定截面尺寸。 （三）橫隔梁的布置 由于主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個四分點及梁端 . 主梁內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力計算 恒載集度 （由于一直到這里，我的設(shè)計均參照《預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋算例》，故恒載集度已知，結(jié)果如下： 邊主梁的恒載集度為： g1= KN/m. 中主梁的恒載集度為 ： 1 )(41 ?????? ??i iggKN/m （ 2）第二期恒載 欄 桿： g!1)= 人行道： g(2)= 橋面鋪裝層 (見圖 3): g(4)=[ (+) + (+) ] 24 = 若將各恒載均攤給 7 片主梁，則： g2=（ +++） = 恒載內(nèi)力 如 圖 6 所示，設(shè) x為計算截面離左支座的距離并令 lx/?? 則主梁彎矩和剪力的計算公 13 式分別為： 1 glM 2)1(21 ??? ?? lg)21(21 ?? ??Q 恒載內(nèi)力計算見表 2 恒載內(nèi)力計算表 表 2 計算數(shù)據(jù) L= 項目 g1 glM 2)1(21 ??? ?? lg)21(21 ?? ??Q 跨中 四分點 變化點 四分點 變化點 支點 ? 0 第一期恒載 第二期恒載 （二）活載內(nèi)力計算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)對汽 — 20， 1+u=,其他活載不計。 ????Z 波浪高度 hb1％ ＝ VW=15m/s 平均水深 mh ? ，良程 D＝ 8 102m 本橋設(shè)計水位： ++ ?? 上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為 4． 沖刷深度 A 河槽的一般沖刷 一般沖刷后的最大水深 hp＝m a x321421 11 )1( hBBAkmm?????? ???????? ?? Q1=Q2=4275m3,B1=B2=,k=,μ＝ ，λ＝ ， hmax＝ A—— 單寬流量集中系數(shù)， A＝ 2 8 4 3 5 3 3 ?????????????????? HB hp＝ ? ? )( ???????? ??? m B 河槽處橋墩的局部沖刷 橋位處的沖止流速 ? ? )( 1)1( 324132m a x4121????????? ????????????????? ?? VHhBBV Z ?? 16 h=,d=3m,查表得： V0＝ ， V0′ ＝ ∵ V0＝ Vz﹥ V0 ， ?k ＝ ， B＝ 4m， 211 ?????? ?? ddk? ＝（ +） 1/2＝ η＝0)(1dVV＝ ? ? 1 ? ＝ hb＝ ?k kη （ V0 V0′ ）（ V/ V0） n = （ ）（ ） ＝ 總沖刷深度 hs＝ hp+ hb＝ +＝ 不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為 ＝ 5． 結(jié)論 百年一遇底設(shè)計流量為 Qs＝ 4976立方米 /秒，設(shè)計水位 16米。橋前最大壅水高度 ??Z ，橋下壅水高度39。 本橋設(shè)計水位： 16 米，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為 米。 2)(11BLEIGI T?? ?? 其中 IT= 103m4， I=， ???BL 查《橋梁工程 》表 251， n=7時，ξ =，并取 G= ∴ 2 5 6 4 1 8 123??? ???? ?EE? 17 ???? ni iiijaean121 ?? 求出一號梁在兩個邊主梁的橫向分不影響線豎標(biāo)值為： 211 ???? 217 ????? 圖 5 計算荷載橫向分布系數(shù) 如圖 8所示 4號梁的橫向影響線和最不利布載，因為很顯然 1號梁的橫向分布系數(shù)最大，故只需計算 1號梁的橫向分布系數(shù)： 汽 20： )( )(2121 432111???????????? ? qqqqqcq xxxxxm ?? 圖8 跨 中橫向分布系數(shù) 計算圖式 （尺寸單位： ）號梁號梁號梁 18 掛 100： )( )(4141 432111???????????? ? gggggcg xxxxxm ?? 人群荷載： )( ?????? rcrm ? 支點截面的橫向荷載分布系數(shù)計算，該截面用杠桿原理法計算，繪制荷載橫向影響線并進行布載如下圖 汽 20： ???? ?qoqm ? 掛 100： ???? ?qogm ? 圖9 支 點橫向分布系數(shù) 計算圖式 （尺寸單位： ）號梁號梁號梁 19 人群荷載： ?? rorm ? 活載內(nèi)力計算 活載的內(nèi)力計算主要考慮的是最不利荷載布置時的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時的截面內(nèi)力值：祥見下表 : 1 號梁跨中截面最大內(nèi)力計算表 類別 汽 20 掛 100 1+μ mc 最大彎矩及相應(yīng)剪力 Pi 60 120 120 70 130 250 250 250 250 yi剪力彎矩 )(max mKNM ? 相應(yīng) Q（ KN） )(max mKNM ? 相應(yīng) Q（ KN） iiyP? 3354 8420 1號梁內(nèi)力值 最大剪力及相應(yīng)彎矩 合力 P 2 120+60=300 250 4=1000 Y Py 2670 8120 1號梁內(nèi)力值 1號梁支點最大剪力計算表 荷載 類別 汽 20 掛 100 人群 1+μ Pi 60 120 120 70 130 70 130 250 250 250 250 q= yi 971 611 039 010 152 123 313 004 975 667 y 人 = 20 mi 75 363 578 372 607 8 3 Qmax=（ 1+μ） ∑ Piyimi=（ KN） 各個截面的荷載均已求出，因此可以得出每個截面的最大內(nèi)力值，以下即為主梁的恒載組合： 主梁內(nèi)力組合表 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 變化點截面 支點截面 Mmax Qmax Mmax Qmax Mmax Qmax Qmax 1 第一期恒載 0 2 第二期恒載 0 3 總恒載 =1+2 0 4 人群 5 汽 20 6 掛 100 7 汽 +人 8 恒 +汽 +人 9 恒 +掛 10 Si 2851 10949 14493 11 Sj 12 (7)/Si 35% 100% 36% 42% 36% 17% 38% 13 /Si 33% 100% 33% 25% 34% 13% 32% 14 提高后的Si 477 15 提高后的Sj 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 跨中截面鋼束的估算與確定 鋼束數(shù)量的估算 1．按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 21 )(1 ysbyy ekRAC Mn ??? 式中： M— 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩，按表 10取用； C1— 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于汽 20， C1=；對于掛 100， 取 C1=