1、 展架桥（01 号桥）施工图设计第 1 页 1 方案拟订与比选1.1 设计资料（1）技术指标：汽车荷载：公路-I 级桥面宽度：26m 采用双幅（12+20.5）m（2）设计洪水频率：百年一遇 ；（3）通航等级：无 ；（4）地震动参数：地震动峰值加速度 0.05g，地震动反应谱特征周期 0.35s，相当于原地震基本烈度 VI 度。1.2 设计方案鉴于展架桥地质地形情况。该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。1.2.1 方案一：（840）m 预应力混凝土简支 T 型梁桥本桥的横截面采用 T 型截面（如图 11） 。防收缩
2、钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（如图 12）布置，这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后，在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。优点：制造简单，整体性好，接头也方便，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面，与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工，即先预制 T 型梁，然后用大型机械吊装的一种施工方法。其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千
3、斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预留孔道内压注水泥浆。 ，使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。展架桥（01 号桥）施工图设计第 2 页 中1中0立 面 卵 石卵 石卵 石 亚 粘 土亚 粘 土亚 粘 土淤 泥 质 土 淤 泥 质 土淤 泥 质 土 细 砂细 砂 亚 砂 土 亚 砂 土亚 砂 土立面图（尺寸单位：cm）图 2图 1图 11 （尺寸单位：cm） 图 121.2.2 方案二：（86+148+86）m 预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单箱单室（如图 1
4、3）的截面形式及立面图（如图 14） ，因为跨度很大（对连续梁桥） ，在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。优点：结构刚度大，变形小，行车平顺舒适，伸缩缝少，抗震能力强，线条明快简洁，施工工艺相对简单，造价低，后期养护成本不高等。缺点：桥墩处箱梁根部建筑高度较大，桥梁美观欠佳。超静定结构，对地基要求高等。施工方法：采用悬臂浇筑施工，用单悬臂连续的施工程序，这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工
5、。展架桥（01 号桥）施工图设计第 3 页 图 14 (尺寸单位：cm)图 13 (尺寸单位：cm)1.2.3 方案三：（1620）m 预应力混凝土空心板桥本桥横断面采用 17 块中板（如图 15、图 16）和 2 块边板（如图 17、图18）优点： 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。 采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。施工方法：采用预置
6、装配（先张法）的施工方法，先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照支立模板钢筋骨架成型浇筑及振捣混凝土养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。展架桥（01 号桥）施工图设计第 4 页 图 15. 中板跨中截面图(尺寸单位：cm) 图 16、中板支点截面(尺寸单位：cm)图 17. 边板跨中截面(尺寸单位：cm) 图 18. 边板支点截面(尺寸单位：cm)1.3 方案比选表 11 方案比选表方案 设计方案一 设计方案二 设计方案三适用性各梁受力相对独
7、立，避免超静定梁的复杂问题，行车较舒适。箱形截面抗扭刚度大，可以保证其强度和稳定性，有效的承担正负弯矩，桥梁的结构刚度大，变形小，行车平稳舒适。空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短。美观性 构造简单，线条简洁全桥线条简洁明快，与周围环境协调好，因此，桥型美观全桥线条简洁，但桥孔跨度多，因此显得有些繁缛影响桥型美观续上表展架桥（01 号桥）施工图设计第 5 页 施工难易等跨径布置，细部尺寸相同，可以重复利用模板预制，施工较为方便。相对简支梁桥的施工要更复杂。相对于简支 T 型梁和连续箱形梁施工较简单。经济性等截面形式能大量节约模板，加快建桥进度
8、，简易经济，但不能充分利用截面作用，基础设计量大。连续梁刚度大，变形小，伸缩缝少，能充分利用高强材料的特性，促使结构轻型化，跨越能力强。充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝的抗裂性，促使结构轻型化。后期养护成本较高通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一:预应力混凝土简支 T 型梁桥为最佳推荐方案。此方案，采用预应力混凝土简支 T 型梁桥，结构简单，节省材料，经济合理；采用预制装配的施工方法，施工方便，周期短；而且桥型流畅美观。 2 设计资料及构造布置展架桥（01 号桥）施工图设计第 6 页 2.1 设计资料2.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m（墩中心距离）主梁
9、全长：39.96m计算跨径：39.00m桥宽：26m 采用双幅（12+20.5）m2.1.2 设计荷载公路 I 级，结构重要性系数 =1.0，均布荷载的标准值 为 10.5KN/m，集中荷载0rkq标准值为 316KN.2.1.3 材料及工艺混凝土：采用 C50 混凝土， =3.45 MPa，抗压强度标准值 =32.4MPa，抗cE510ckf压强度设计值 =22.4MPa，抗拉强度的标准值 =2.65MPa，抗拉强度设计值cdf tkf=1.83MPa。tdf钢筋：预应力钢筋采用 ASTMA416-97a 标准的低松弛钢绞（17 标准型） ，抗拉强度标准值 =1860MPa。抗拉强度设计值
10、=1260MPa，公称直径 15.24mm，公称面pkf pdf积 140 ，弹性模量 Ep=1.95 MPa。2m510普通钢筋直径大于和等于 12mm 的采用 HRB400 钢筋；直径小于 12mm 的均用R235 钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径 70mm 的预埋波纹管和夹片锚具。2.1.4 设计依据（1）JTJ01-1997.公路工程技术标准S.北京:人民交通出版社,1997 简称标准（2）JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范S.北京: 人民交通出版社,2004.简称桥规（3）JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力桥梁设计规范S.北京: 人民交通出版社,20
11、04.简称公预规（4）JTG D60-1985.公路桥涵地基与基础设计规范S. 北京: 人民交通出版社,1985.（5）邵旭东.桥梁工程（上、下册） M.北京 :人民交通出版社,2004.展架桥（01 号桥）施工图设计第 7 页 2.1.5 基本计算数据见（表 2-1）表 2-1 基本数据计算表 名 称 项 目 符 号 单 位 数 据立方强度 fcu,k MPa 50 弹性模量 Ec MPa 3.45 410轴心抗压标准强度 fck MPa 32.40 轴心抗拉标准强度 ftk MPa 2.65 轴心抗压设计强度 fcd MPa 22.40 轴心抗拉设计强度 ftd MPa 1.83 容许压应
12、力 0.7fck MPa 20.72 短暂状态容许拉应力 0.7ftk MPa 1.757标准荷载组合: 容许压应力 0.5fck MPa 16.20 容许主压应力 0.6fck MPa 19.44短期效应组合: 容许拉应力 st-0.85pc MPa 0 混 凝 土持久状态容许主拉应力 0.6ftk MPa 1.59 标准强度 fpk MPa 1860 弹性模量 Ep MPa 1.95105抗拉设计强度 fpd MPa 1260 最大控制应力 con 0.75fpk MPa 1395 持久状态应力: s15.2 钢 绞 线 标准状态组合 0.65fpk MPa 1209 钢筋混凝土 1 KN
13、/ 3 25.0 沥青混凝土 2 KN/ 3 23.0 材料重 度钢绞线 3 KN/ 3 78.5 钢束与混凝土的弹性模量比 Ep 无纲量 5.65 注：考虑混凝土强度达到 90%时开始张拉预应力钢束。 和 分别表示钢束张拉时混凝土ckft的抗压、抗拉标准强度，则 =29.6MPa， =2.51MPa。ckftkf2.2 横断面布置2.2.1 主梁间距与主梁片数本桥为双幅桥（两幅桥为独立的桥，因此只计算单幅即可） ，主梁翼板宽度为220cm，单幅的桥宽为 13m，选用 4 片主梁和 2 片边梁（边主梁翼板宽度为 210cm） ，展架桥（01 号桥）施工图设计第 8 页 主梁之间的间距为 220
14、cm2.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定1/2 支点截面 1/2 跨中截面横断面图支 座 中 心 线半纵剖面图A-A图 2-1 结构尺寸图（单位 cm）1、 主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与跨径之比常在 1/14-1/25,当建筑高度不受限制时（本桥不受限制） ，增大梁高往往是最经济的方案，因为增大梁高可以取得较大的抗弯力臂，还可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土的用量增加不多。终上所述，本桥中取 240cm 的主梁高度是比较合适的。展架桥（01 号桥）施工图设计第 9 页 2、主梁截面细部尺寸T 梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满
15、足主梁受弯是上翼板受压的强度要求，本桥预制 T 梁的翼板厚度取用 10cm，翼板根部加厚到25cm 以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度翼板由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，本桥腹板厚度取用 20cm。为了防止在施工和运营中使马蹄部分遭致纵向裂缝，马蹄面积占截面总面积的 10%20%比较合适，同时根据公预规9.4.9 条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为 58cm，高度为 20cm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为 20cm，以减小局部应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘制出预制梁的跨中截面
16、图（如图 1-2）图 1-2 跨中截面尺寸图（单位 cm）3、计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性计算见（表 2-2） 表 2-2 跨中截面几何特性计算表展架桥（01 号桥）施工图设计第 10 页 分块名称分块面积 iA( )2cm跨中截面形心至上缘距离（cmzy）分块面积对上缘净距 = isAz（ ）3cm自身惯距（yI）2= -idsyz（cm）对截面形心的惯距（xTI）4cm翼板 2200 5.00 11000 18333.33 88.87 17375329 17393662三角承托1050 15.00 15750 13125.00 78.87 6531
17、500 6544625腹板 4200 115.00 483000 15435000 -21.13 1875203 17310203下三角 380 203.33 77265.4 8444.44 -109.46 4552967 4561411马蹄 1160 230.00 266800 38666.67 -136.13 21496397 215350648990 843915.4 67344965注：截面形心至上缘距离： cmASyis 87.9304.8154、支点截面几何特性计算表（表 2-3）表 2-3 支点截面几何特性计算表 分块名称分块面积 iA（ ）2cm分块面积形心至上缘距离（ ）ty
18、c分块面积对上缘静矩 （tiyAs3cm） 分块面积的自身惯矩 （ ）TI4ctstyd（ ）cm分块面积对截面形心的惯矩 （2tixdAI）4（xTI4cm）翼板 2200 5.00 11000.0 18333.33 99.40 21736792 21755125三角承托 615 13.64 8388.5 3699.63 90.75 5064871 5068570腹板 13340 125.00 1667500.0 5880716667 -20.60 5660962 6446812916155 1686888.5 91291824注：截面形心至上缘距离: cmASyis 4.1065.85、检
19、验跨中截面效率指标 （希望 在 0.5 以上）上核心距： 8.79.38904xsyIk展架桥（01 号桥）施工图设计第 11 页 下核心距： 80.79sxyAIk截面效率指标： 0.565.024.hkx表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。2.3 横断面沿跨长的分布本桥主梁采用等高形式，横断面的 T 梁宽度沿跨长不变，梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，距梁端 200cm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽，马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。马蹄在纵断面的变化情况见(图 21)。2.4
20、 横隔梁的设置在荷载作用下的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则在直接荷载作用下的主梁弯矩较大，为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁，当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本桥在桥跨中点、三分点、六分点和支点处设置七道横隔梁，其间距为 6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部 26cm，下部为 24cm。中横隔梁高度为 210cm，厚度为上部 18cm，下部 16cm。横隔梁的布置见（图 21）展架桥（01 号桥）施工图设计第 12 页 3 主梁的作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、L/4 截面和支点
21、截面）的永久作用效应，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线，求得可变荷载的作用效应，最后再进行主梁作用效应组合。3.1 永久作用效应计算3.1.1 永久作用集度1、预制梁自重（1）跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长 13m）0.89902613303.86（KN）)(G（2）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长 5m）(1.6155+0.899) 526/2=117.60(KN)(（3）支点段梁的自重（1.98m）1.6155261.9883.17（KN）)(G（4）中主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17（ 2.10.85-0.50.70.15-0.50.20.19）0
22、.2913 （ ）3m端横隔梁体积：0.25（2.30.66-0.50.510.1093 ）0.3656 （ ）3故半跨内横梁重力为：（2.50.2913+10.3656 ）26=28.44(KN)4(G（5）预制梁永久作用集度（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.9828.97（KN/m）1g2、二期永久作用（1）中主梁现浇部分横隔梁：一片中横隔梁体积（现浇）0.170.302.1=0.1071（ ）3m展架桥（01 号桥）施工图设计第 13 页 一片端横隔梁体积（现浇）0.250.302.3=0.1071（ ）3m故： =（50.1071+20.1725）26/39
23、.96=0.57（KN/m）)5(G（2）铺装12cm 混凝土铺装0.121325=39.00（KN/m）6cm 沥青铺装0.061321=16.38（KN/m）若将桥面铺装均摊给 4 片（中主梁）+2 片（边主梁）=（39+16.38）/6=9.23（KN/m）)6(G（3）栏杆一侧防撞栏：（0.940.5-0.5(0.555+0.735) 0.18-0.50.050.555）26=5.19KN/m若将两侧防撞栏均摊给 6 片梁=5.912/6=1.97(KN/m)7(G（4）中主梁二期永久作用集度=0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m）2g3.1.2 永久作用效应如图 31
24、所示， 设 x 为计算截面离左支座的距离，并令 =X/L主梁弯矩和剪力的计算公式：=0.5(1-) g （31）M2L=0.5（1-2）Lg （32）Q永久作用计算表（表 31）表 31 主梁永久作用效应作用效应跨中截面（ =0.5）L/4 截面( =0.25)支点截面( =0)续上表展架桥（01 号桥）施工图设计第 14 页 弯矩（KNm）5507.92 4130.94 0.00一期剪力（KN） 0.00 282.46 564.92弯矩（KNm）2427.90 1820.92 0.00二期剪力（KN） 0.00 124.51 249.02弯矩（KNm）7935.82 5951.86 0.00
25、剪力（KN） 0.00 406.87 813.94图 31 永久作用计算图示 3.2 可变作用效应计算3.2.1 冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2 条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算：(Hz)2.367.23840145.92.32 cmEIlf其中： （KN/m）80gGc根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为： 0.2470157.ln176.0f按桥规4.3.1 条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道应折减22，但折减不得小于两车道布截的计算结果。本桥按三车道设计。因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。3
26、.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数展架桥（01 号桥）施工图设计第 15 页 1、跨中的荷载横向分布系数 cm如前所述，本桥桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重的长宽比为：2310.9BL所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 cm(1) 计算主梁抗扭惯距可近似按下式计算：= （33）TI31zimitbc式中： 、 相应为单个矩形截面的宽度和高度ibzt矩形截面抗扭刚度系数icm梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：=1t 25.12045.马蹄部分的换算平均厚度：=3t34图 32 示出了 的计算图示， 的计算见表 32TITI(
27、2)计算抗扭修正系数 对于本桥，主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：（34）iiTIaEGL21式中：G=0.4E ; L=39.00m ； =60.01098528=0.06591168 ； =5.5m iTiI 4m1a； =3.3m ； =1.1m ； =-1.1m ； =-3.3m ； =-5.5m ； =0.67344965 .2a34a5a6atI4计算得： =1.0(3) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标展架桥（01 号桥）施工图设计第 16 页 6120ttaen式中： ; )(7.84)1.35.( 222612 mt 计算所得 值见（表 33）tj图 32 计
28、算图示（尺寸单位：cm）TI表 32 计算表TI分块名称 （cmib（cm）zt/ibzt(cm)ic= （TI31zimitbc40）翼缘板 220 15.25 14.43 1/3 2.60082腹板 194.75 20 9.74 0.312 4.86096马蹄 58 30 1.93 0.225 3.523510.98528表 33 值tj梁号 1t2tt 4t 5t6t1 0.5238 0.3810 0.2381 0.0952 -0.0476 -0.19052 0.3810 0.2952 0.2095 0.1238 0.0381 -0.04763 0.2381 0.2095 0.1810
29、0.1524 0.1238 0.0952(4)计算荷载横向分布系数1 号梁的横向影响线和最不利布载图式如图 33 所示展架桥（01 号桥）施工图设计第 17 页 可变作用（汽车公路I 级）三车道： = （ 0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）0.78=0.6361cqm21两车道： = （0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121）=0.7450故取可变作用的横向分布系数为： =0.7450cqm2、支点截面的荷载横向分布系数 0如图 34 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布系数并进行布载，1 号梁可变作用
30、的横向分布系数计算如下：1号 梁汽 车 654321图 33 跨中的横向分布系数 的计算图示（尺寸单位：cm）cm3号 梁2号 梁1号 梁123456图 34 支点的横向分布系数 计算图示（尺寸单位：cm）0m可变作用（汽车）： =0.5（1+0.18 ）=0.59oqm展架桥（01 号桥）施工图设计第 18 页 3、横向分布系数汇总（见表 24）表 24 1 号梁可变作用横向分布系数可变作用类别 cm0m公路I 级 0.7450 0.593.2.3 车道荷载的取值根据桥规4.3.1 条，公路I 级的均布荷载标准值 和集中荷载标准值 为：kqkp=10.5KN/mkq计算弯矩时 = KN kp
31、31680)539(50186计算剪力时 =3161.2=379.2KNk3.2.4 计算可变作用效应在可变作用效应计算中，本桥对于横向分布系数的取值作如下考虑：支点处横向分布系数 ，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从 直线过渡到 ，其余梁段0m0mc均取 。c1、求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图 35 示出跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：（35）ympqSkk式中：S 所求截面汽车标准荷载的弯矩和剪力车道均布荷载标准值k车道集中荷载标准值p影响线上同号区段的面积y影响线上最大坐标值可变作用（汽车）标准效应=0.50.74501
32、0.59.7539-0.50.226.510.50.0556+0.74503169.75=3766.34KNmmaxM展架桥（01 号桥）施工图设计第 19 页 =0.50.745010.50.519.5+0.50.226.510.50.0556+maxV0.7450379.20.5=178.97KN可变作用（汽车）冲击效应=3766.340.191=719.37KN/mM=178.970.191=34.18KNV弯 矩 影 响 线剪 力 影 响 线图 35 跨中截面计算图示（尺寸单位：m ）2、求 L/4 截面的最大弯矩和最大剪力图 36 为 L/4 截面作用效应的计算图示 弯 矩 影 响
33、线剪 力 影 响 线图 36 L/4 截面作用效应计算图（尺寸单位：m）可变作用（汽车）标准效应=0.50.745010.57.312539-0.5（1.625+0.5416）0.226.510.5+maxM展架桥（01 号桥）施工图设计第 20 页 0.74503167.3125=2820.68KN/m=0.50.745010.50.7529.25-maxV0.50.226.510.50.0556+0.745379.20.75=297.26KN可变作用（汽车）冲击效应=2820.680.191=538.751KN/mM=297.260.191=56.78KNV3、求支点截面的最大剪力图 37
34、 示出支点截面最大剪力计算图式剪 力 影 响 线图 37 支点截面计算图式（尺寸单位：m ）可变作用（汽车）效应=0.510.50.7450139-0.510.50.226.5（0.9444+0.0556）+maxV379.20.83330.7450=380.44KN可变作用（汽车）冲击效应=380.440.191=72.66KN3.3 主梁作用效应组合按桥规4.1.64.1.8 条规定，将主梁的作用效应组合汇总。见（表 35）表 35 主梁作用效应组合跨中截面 四分点截面 支点截面Mmax Vmax Mmax Vmax Mmax Vmax序号 荷载类别(KNm) KN (KNm) KN (K
35、Nm) KN 第一期永久作用 5507.92 0.00 4130.94 282.46 0.00 564.92 第二期永久作用 2427.90 0.00 1820.92 124.51 0.00 249.02续上表展架桥（01 号桥）施工图设计第 21 页 总永久作用 + 7935.82 0.00 5951.86 406.97 0.00 813.94可变作用（汽车）公路 -I 级 3766.34 178.97 2820.68 297.26 0.00 380.44可变作用（汽车）冲击 719.37 34.18 538.75 56.78 0.00 72.66持久状态的应力计算的可变作用标准值组合=+4
36、485.71 213.15 3359.43 354.04 0.00 453.10正常使用极限状态短期效应组合=+0.710572.26 125.28 7926.34 615.05 0.00 1080.25正常使用极限状态长期效应组合=+0.49442.36 71.59 7080.13 525.87 0.00 966.12承载能力极限状态计算的基本组合=1.2+1.4（+）15802.98 298.41 11845.43 984.02 0.00 1611.07展架桥（01 号桥）施工图设计第 22 页 4 预应力钢束的估算及布置4.1 预应力钢筋截面积估算按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量
37、。因为本桥对拉应力做了一定得限制并不允许开裂，因此属于 A 类部分构件，所以根据跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效预加力为：（41）)1(7.0/WeAfMNptkspe式中的 为正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值，由表s35 查的： =10572.26KNms设预应力钢筋截面重心距截面下缘为 =100mm，则预应力钢筋的合力作用点到截pa面重心轴的距离为 = =1361.3mm；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的pepbay性质来计算，由表 22 可得跨中截面全截面面积 =899000mm2,全截面对抗裂验算边A缘的弹性抵抗矩为 =673.44965109/14
38、61.3=460.856106mm3；所以有效预加力合力bIW/为= =50190970106N)1(7.0/eAfMNptkspe )10856.43901( 5.27/26.5预应力钢筋的张拉控制应力为 =0.75 =0.751860=1395MPa，预应力损失按conpkf张拉控制应力的 20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为=4651 mm21395)2.0(75)2.01(6conpepNA采用 3 束 1215.24 钢绞线，预应力钢筋的截面积为 =312140=5040mm2。采用pA夹片式群锚，70 金属波纹管成孔。4.2 预应力钢筋的布置4.2.1 跨中截面预应力钢筋的布置
39、后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合公路桥规中的有关构展架桥（01 号桥）施工图设计第 23 页 造要求。参考已有的设计图纸并按公路桥规中的构造要求，对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置。 （如图 41）（支座中线）端 横隔板中线a） b） c）图 41 端部及跨中预应力钢筋布置图（尺寸单位：cm）a）预制梁端部； b）钢束在端部的锚固位置； c）跨中截面钢束布置4.2.2 锚固面钢束布置为使施工方便，全部 3 束预应力钢筋均锚于梁端（图 31a、b） 。这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且 N1、N2 在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。4.2.3 其它截面钢
40、束位置及倾角计算1、钢束弯起形状、弯起角 及其弯曲半径采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2 和 N3 弯起角 均取为 ；各钢束的弯曲半径为： =60000mm；801NR=40000mm； =20000mm。2NR3NR2、钢束各控制点位置的确定以 N3 号钢束为例，其弯起布置如图 42 所示。由 确定导线点距锚固点的水平距离0cotLd=355.8cm8cot5展架桥（01 号桥）施工图设计第 24 页 0 0 0/2跨 中截 面中 心线直 线 段 弯 止 点 导 线 点 弯 起 点 直 线 段图 42 曲线预应力钢筋计算图（尺寸单位：cm）
41、由 确定弯起点至导线点的水平距离tan02RLb=139.8cm4tan20tan2RLb所以弯起点到锚固点的水平距离为=355.8+139.8=495.6cm2bdw则弯起点至跨中截面的水平距离为=（ 3900/2+34.8）- =1489.3cmkxwL根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点到导线点的水平距离为=138.4cm1bL8cos.139cos02故弯止点至跨中截面的水平距离为=（1489.3+138.4+139.9）=1767.5cm)(21bkx同理可以计算 N1、N2 的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总于表 41
42、中表 41 各钢束弯起控制要素表钢束号 升高值 c(cm) 弯起角 0（ ）弯起半径 R（cm ）支点至锚固点的水平距离d(cm)弯起点距跨中截面水平距离(cm)kx弯止点距跨中截面水平距离 (cm)续上表N1 211 8 6000 12.2 64.1 898.9N2 110 8 4000 26.4 922.6 1479.0N3 50 8 2000 34.8 1489.3 1767.53、各截面钢束位置及其倾角计 算展架桥（01 号桥）施工图设计第 25 页 仍以 N3 号钢束为例（图 42） ，计算钢束上任一点 离梁底距离 及该点i iica处钢束的倾角 ，式中 为钢束弯起前重心至梁底的距离
43、， =10cm； 为 点所在计iaai算截面处钢束位置的升高值。计算时，首先应判断出 点所处在的区段，然后计算 及 ，即i ici当（ - ）0 时， 点位于直线段还未弯起， =0，故 = =10cm； =0ixk iiai当 0（ - ）（ ）时， 点位于圆弧弯曲段， 及 按下式计算，即i 21bLi ici（42）)(kii xRc（43）iisn1当（ - ）（ ）时， 点位于靠近锚固端的直线段，此时 = =8 ，ixk21bLi i0按下式计算，即：ic=（ - - ） （44）icixk2b0tan各截面钢束位置 及其倾角 计算值详见表（42）iai表 42 各截面钢束位置（ ）及其
44、倾角（ ）计算表i i计算截面 钢束编号 （ckxm）（ ）1bL(cm) （ - ）(cm)ixk( )Rxkiisn1(cm)ic(cm)iicaN1 64.1 834.7N2 922.6 556.5跨中截面=0ixN3 1489.3 278.2 为负值，钢束尚未弯起 0 0 10N1 64.1 834.7 （ - ）（ ）ixk21bL8 69.1 79.1N2 922.6 556.5 0（ - ） 556.5i 0.751 0.34 10.34L/4 截面=975cmixN3 1489.3 278.2 为负值，钢束尚未弯起 0 0 10续上表N1 64.1 834.7 （ - ）（ ）
45、ixk21bL8 206.0 216.0N2 922.6 556.5 （ - ）4176i 8 105.1 115.1支点截面=1950cmixN3 1489.3 278.2 （ - ）2088ixk 8 45.1 55.1展架桥（01 号桥）施工图设计第 26 页 4、钢束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3 三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2 、N3 在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2 、N3 在梁中的平弯采用相同的形式。平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯曲角为=4.
46、569180634.3 非预应力钢筋截面积估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量：在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到底边的距离为 =80mm ,则有a=2400-80=2320mmah0先假定为第一类 T 形截面，由公式 计算受压区高度 ，)2/(0/xhbfMfcd x即 234.2198.50.16x求得 =142.6mm （=152.5mm ）xfh/则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为 30540126.42./ sdpfcsAxbA=2051mm2采用 6 根直径为 22mm
47、的 HRB400 钢筋,提供的钢筋截面面积 =2281 mm2。在梁底sA布置成一排（图 43） ，其间距为 80mm， 图 43 非预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm）钢筋重心到底边的距离为 =45mm。sa5 主梁截面几何特性计算8展架桥（01 号桥）施工图设计第 27 页 后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算。该桥中的 T 形从施工到运营经历了如下两个阶段。5.1 主梁预制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的 90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，T 梁翼板宽度为 220cm。 5.2 灌浆封锚，主梁吊装就位 预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。截面几何特性的计算可以列表进行，第一阶段跨中截面列表于 51 中。
