1、1第 1 章 设计资料及构造布置bh1.1 设计资料1.桥跨及桥宽:计算跨径: pl34.0m桥面净空：净一 517.2.50.m122.设计荷载:路一级。3.材料及工艺:混凝土：主梁用 C50，栏杆及桥面铺装用 C30。预应力钢筋应采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTGD62-2004）的 15.7 钢绞线，每束 7 根。全梁配 6 束，抗拉强度标准值 ，抗s 1860Mpapkf拉强度设计值 。公称面积 。弹性模量 ；锚具1260MPapdf 2m985.9PpE采用夹板式群锚。按后张法施工工艺制作桥梁，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用 TD 双作用千
2、斤顶两端同时张拉，主梁安装就位后现浇 60mm 宽的湿接缝。最后施工 80mm 厚的沥青桥面铺装层。4.设计依据(1).交通部颁公路工程技术指标 （JTG B01-2003） ；(2).交通部颁公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ；(3).交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）1.2 横截面布置1、主梁间距与主梁片数梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标 很有效，故在许可条件下适当加宽 T 梁翼板。本课程设计中翼板宽度为2080mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接
3、头。净一 的桥宽选用 6 片主梁，如图 1-1 所示：0.5m17.2.50.m122图 1-1 结构尺寸图（尺寸单位 mm)2、主梁跨中截面主要尺寸拟定(1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/15-1/25 之间，标准设计中高跨比约在 1/18-1/19 之间。本课程设计采用 1840mm 的主梁高度。(2)主梁截面细部尺寸T 梁板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制 T 梁的翼板厚度为 150mm，翼板根部加厚到250mm，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，腹板厚度一般
4、由布置预制孔管的构造3决定。同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，因此取腹板厚度为 200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄的总面积占总面积的 10%-20%为宜。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为 500mm，高度为 250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度 150mm，以减小局部预应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可以绘出预应力梁的跨中截面图（见图 1-2）图 1-2 跨中截面尺寸图(3)计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，
5、见表 1-1：表 1-1名称分块面积 )(A2cmi（1）分块面积形心至上缘距离 iy()（2）分块面积上缘静钜 )(3cmyASi（3）=（1）（2）分块面积的自身惯性矩 Ii（4）距离 )(cmydini（5）分块面积对截面形心惯性矩 xI（6）=（1）（5） 2xiI（7）=（4）+（6）翼缘 3120.0 7.5 23400.0 58500.0 58.2 10568188.8 10626688.8三 700.0 18.3 12810.0 3888.9 47.4 1572732.0 1576620.94角承托腹板 2880.0 87.0 250560.04976640.0 -21.3 1
6、306627.2 6283267.2下三角240.0 153.7 3688.9 3413.3 -88.0 1858560 1861913.3马蹄 1250.0 171.5 214375.0 65104.27 -105.8 13992050 14057154.28190.0 538033.0 34405704.1注：大毛截面形心至上缘距离： 53806.7cm19inSyA(4) 受压翼缘有效宽度 fb按桥规规定 T 形截面梁受压翼缘有效宽度 取下列三者中的最小值：fb1）简支梁计算跨径的 ；312）相邻两梁的平均间距，对于中梁为 2080mm；3） ，式中 为梁腹板宽度， 为承托长度， 为受压
7、区翼缘悬出)2(fhbbhfh的厚度 150mm,所以 hf(2)07215034m所以受压翼缘的有效宽度为 。8m(5) 检验截面效率指标 （希望 在 0.5 以上）上核心距： 34057.135.c89(6)siuIKAy下核心距： .9cm1057xibIy截面效率指标：.4.hKxsx表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。1.3、横截面沿跨长的变化如图 1-1 所示，本设计主梁采用等高形式。横截面的 T 梁翼板厚度沿跨长不变，为布置锚具的需要，在距离梁端 1500mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配5合钢筋束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高在马蹄抬高的同时
8、，腹板宽度亦开始变化。1.4、横隔梁的设置为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁。本设计在桥跨中点和四分点设置 5 道横隔梁，其间距为 8.25m，段横隔梁高度为 1440mm，厚度为上部 260mm，下部 240mm。中横隔梁高为 1100mm，厚度为上部 180mm，下部 160mm。详见图 1-1 所示。第 2 章 主梁作用效应计算6根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过可变荷载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求出各主梁控制截面（一般取跨中，四分点，变化点截面和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。2.1、永久荷载效应计算1、永久
9、计算集度（1） 预制梁自重跨中截面段主梁的自重（四分点，截面至跨中截面，长 8.25m） 1 10.74268.510.23(kN)G马蹄抬高段梁的自重（长 6m） 2 2.3.4.支点段梁的自重（长 2.25m） 3 41.526.57.1(k)边梁的横隔板梁1) 中横隔板梁体积 30.17.90.0.60.21(m)（ ）2) 端横隔梁体积 5.25.4.1.587（ ）3) 半跨内横梁重力额为 56(1.02.8).4(kN)G中主梁的横隔板1) 中隔板梁体积 320.7.49.510.75.106.42(m)（ ）2) 端横隔板体积.51.5（ ）3) 故半跨内横梁重力26(.02.8
10、)30.94(kN)与质量主梁永久作用集度 31.54.6712./mg边梁横隔板永久作用集度 2.70.9(k/)主梁横隔板永久作用集度 23.41.82(N/)g(2) 二期永久作用7现浇 T 梁翼板集度： 0.152461.87(kN/m)铺装8cm 厚的混凝土三角垫层，横坡 2%：(.8.05.)23.1(k/)8cm 沥青铺装： 0.213.4(k/若将桥面铺装均摊给 6 片梁，则：1(7.20.)9.56(N/m)g栏杆一侧防撞栏：4.99 kN/m若将桥面两侧人行栏，防撞栏，人行道分摊给 6 片主梁，则：(2)4.951.(k/)g梁的在、二期永久作用集度 3.6.2N/m（ ）
11、2、永久作用效应如图 2-1 所示，设 x 为计算截面离左支座距离，并令 lx图 2-1 永久作用效应计算图边、主梁的永久作用效应计算表见表 2-1 和表 2-28表 1-2边梁永久作用效应作用效应 跨中 四分点 支点弯矩 3133.64 2350.20 0一期剪力 0 189.92 379.83弯矩 1033.37 1049.52 0二期剪力 0 84.81 186.12弯矩 4166.97 3399.72 0 剪力 0 274.73 565.95表 1-3主梁永久作用效应作用效应 跨中 四分点 支点弯矩 3257.47 2443.10 0一期剪力 0 197.42 394.85弯矩 152
12、7.32 1145.49 0 二期剪力 0 92.57 185.13弯矩 4784.79 2588.59 0 剪力 0 289.99 579.982.2、可变作用效应计算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。简支梁的基频可采用下列公式计算： 10223.45.342.6(HZ)87cEIflm式中： 7.3586gGc根据桥梁规范，本桥的基频满足： ，可计算出汽车荷载的冲击系1.5Zf4数为： 。.0.ln1.0f2、计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数 cm如前所述，本设计桥跨内设五道横隔板，具有可靠的横
13、向联系，且桥的宽跨比 0.36.5Bl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 。cm91）计算主梁抗扭惯性矩 TI对于 T 形梁，抗扭惯性矩可近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之和 miiTtbcI13式中： 相应位单个矩形截面的宽度和厚度；itb,矩形截面抗扭刚度系数，根据 比值计算；ic bt梁截面划分成单个进行截面的块数。m对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： ；152t0.cm马蹄部分的换算平均厚度： 3620ct如图 2-2 所示为 的计算图示， 的计算见表 2-3TITI图 2-2 计算图示10表 2-3 It计算表分块名称 )(cmbi )(cti ib/iC)
14、10(43mtbcIiTi 翼缘板 200.000 20.000 0.100 0.312 4.992腹板 144.000 20.000 0.139 0.304 3.502 马蹄 50.000 30.000 0.600 0.209 2.82211.3162）计算抗扭修正系数 对于本设计主梁的间距相同，并将主梁计算看成等截面，则有： 223Ti110.91nlGI6340.E.4Ea3）按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值： 512iiijaen梁数 n=5，梁间距为 2.08m，则：52222222i162a.a(.081.4)(.084).0(1.4)(.0714)(.084)75m。计算
15、所得的 值列于表 2-4 内ij表 2-4 值ij梁号 1i 2i 3i 4i 5ii61 0.493 0.362 0.231 0.101 -0.029 -0.1602 0.362 0.284 0.206 0.049 0.049 -0.0283 0.231 0.206 0.180 0.154 0.128 0.1014 -0.160 -0.029 0.101 0.231 0.362 0.4935 -0.028 0.049 0.049 0.206 0.284 0.3626 0.101 0.128 0.154 0.180 0.206 0.2314）计算荷载横向分别系数：、1 号梁的横向影响线和最不利布载图式如图 2-3 所示由 和 绘制 1 号梁横向影响线，如图 2-3 所示。6进而由 和 计算横向影响线的零点位置，设零点至 1 号梁位的距离为 则：15 x解得x2.08x0.49367.85
