0前言隨著經(jīng)濟(jì)不斷開展，橋梁建設(shè)得到了飛速開展，它已從最開始的方便人們過河、跨海之用，已廣泛應(yīng)用于各種場合，它的用途不斷多樣化，它的形式也在最根本的三種受力體系上逐漸多樣化，不僅從功能上、規(guī)模上，還從美觀上、經(jīng)濟(jì)效益上，逐漸與時代開展相協(xié)調(diào)。所以橋梁建筑已不僅是交通線上的重要載體，也是一道美麗的風(fēng)景被人津津樂道。面對著新工藝、新挑戰(zhàn)，原有的橋梁建設(shè)正面對歷史的考驗(yàn)，當(dāng)代建設(shè)者肩負(fù)著榮耀而又艱巨的任務(wù)，為明天創(chuàng)造歷史。本設(shè)計說明書所編寫的是沈陽至阜新公路橋的上部設(shè)計方案。通過詳細(xì)的勘察確定上部可變荷載，擬定橋梁尺寸，以確定相應(yīng)的內(nèi)力，配置以適宜的預(yù)應(yīng)力鋼筋，使其提高橋梁的承載力，使到達(dá)橋梁的耐久性要求。在橋梁的使用期內(nèi)，完成橋梁的使命。通過本次設(shè)計，我根本上掌握了橋梁上部設(shè)計的根本內(nèi)容，從選截面尺寸，到配置鋼筋，每一個細(xì)節(jié)都是經(jīng)過屢次考慮，通過反復(fù)驗(yàn)算，使橋梁結(jié)構(gòu)滿足要求，且以經(jīng)濟(jì)合理的材料用量完成。所以上部設(shè)計是要求橋梁設(shè)計者，從一開始就要考慮到最后，這樣就不會盲目的試算。但通過試算，使我深刻了解到了適當(dāng)?shù)恼嬲x。本次設(shè)計旨在使我穩(wěn)固、加深本科期間所學(xué)理論知識，使自己能夠具備在以后工作中利用知識解決問題的的能力。1概述設(shè)計資料橋孔布置為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋梁，跨徑為35m，橋梁總長為175m。設(shè)計車速為，整體式雙向四車道。路線等級：一級公路；荷載等級：公路-Ⅰ級荷載，人群荷載：。橋面寬：。工程地質(zhì)資料該地區(qū)土質(zhì)主要分5層：1、素黏土2、礫石3、亞黏土4、粉砂5、泥巖。地下水類型為第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水層主要巖性為礫石，厚3m左右。地震烈度為四度。水文及氣候資料橋梁位于阜新市境內(nèi)，河流均為獨(dú)流水域，流量隨季節(jié)變化較大，平均水深左右，地表水體為沙河支流，屬于季節(jié)性河流〔勘察時無水〕，設(shè)計洪水頻率百年一遇。氣候?qū)俦睖貛Т箨懶詺夂?，冬寒夏熱，晝夜溫差大，年平均最低氣?23℃，歷史最高氣溫為℃，年平均氣溫為7℃。年平均降水量為450mm-設(shè)計依據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)》(JTGD60-2004)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTGD62-2004〕沈陽至阜新公路橋設(shè)計資料2方案比選方案比選的主要標(biāo)準(zhǔn)橋梁設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)遵循以下原那么：平安性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性，其中以平安性與經(jīng)濟(jì)性最為重要。橋型的選擇應(yīng)符合因地制宜、就地取材和便于施工與養(yǎng)護(hù)的原那么。方案編制梁式橋梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，由于外力〔恒載和活載〕的作用方向與橋梁結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，因此與相同跨徑的其他結(jié)構(gòu)相比，橋梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，因此需要用抗彎、抗拉能力強(qiáng)的材料來建造，適合標(biāo)準(zhǔn)跨徑的中等跨徑橋。這種橋結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，且對地基承載力要求也不高?！矆D2-1〕圖2-1簡支梁橋Fig2-1SimplebeamBridge剛架橋橋跨結(jié)構(gòu)主梁與墩臺整體相連的橋梁稱為剛架橋。由于梁和柱兩者之間是剛性連接的，在豎向荷載作用下，將在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩，在柱腳處產(chǎn)生水平反力，梁部主要受彎，但其彎矩較同跨徑的簡支梁小，梁內(nèi)有軸力作用，因此，剛架橋的受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間，在豎向荷載的作用下，都會產(chǎn)生水平推力，為此，必須要有良好的地質(zhì)條件或較深的根底，也可以用特殊的構(gòu)造措施來抵抗水平推力的作用?！矆D2-2〕圖2-2剛架橋Fig2-2RigidFrame拱式橋拱橋主要承重結(jié)構(gòu)是主拱圈或拱肋，在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力。同時，墩臺向拱圈或拱肋提供水平反力，這將大大抵消拱圈或拱肋中的由荷載產(chǎn)生的彎矩。因此，與同跨徑的梁式橋相比，拱橋的彎矩、剪力和變形卻要小得多，拱圈或拱肋以受壓為主。拱式橋不僅跨越能力大，外形也比擬美觀，在允許條件按下，修建拱橋往往是經(jīng)濟(jì)合理的。但而為了確保平安，下部結(jié)構(gòu)〔特別是橋臺〕和地基必須具備能承受很大水平推力的能力?！矆D2-3〕圖2-3拱式橋Fig2-3Arch方案比選對上述三種橋梁結(jié)構(gòu)形式的比照，經(jīng)過對橋位所在附近地質(zhì)的探測，包含其土壤的分層、物理力學(xué)性能、地下水等；調(diào)查和測量河流的水文情況〔勘測時無水〕，包括河道性質(zhì)，歷年洪水資料等；當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)氣象資料：氣溫，雨量等。綜合上述資料以及查得該地區(qū)地基承載力不是很高。且當(dāng)?shù)厥a(chǎn)建筑材料〔砂、石料等〕，水泥鋼材運(yùn)輸也方便。綜合而言，預(yù)應(yīng)力簡支梁橋具有造價經(jīng)濟(jì)，施工工藝簡單更成熟，施工工序相對簡單，工期短，且最主要的是橋墩對根底承載能力要求不是很高，這樣對于當(dāng)?shù)爻休d力不高的根底的要求就不大。故為使該橋做到結(jié)構(gòu)先進(jìn)可靠，施工方便，行車舒適，故推薦預(yù)應(yīng)力簡支梁橋方案。3主梁的設(shè)計設(shè)計資料技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)簡支梁跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑，計算跨徑；橋面凈寬：；荷載：公路-Ⅰ級荷載；人群荷載：；平安等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；環(huán)境：嚴(yán)寒地區(qū)，Ⅱ類環(huán)境條件。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)〔JDTD62-2004〕》要求，按照A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計此梁。施工方法采用后張法施工；預(yù)制主梁時，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型；鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉；主梁安裝就位后現(xiàn)澆30cm寬的濕接縫。最后按1.5%施工瀝青橋面鋪裝層。材料1)預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用ASTMA416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線〔標(biāo)準(zhǔn)型〕，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，公稱直徑，公稱截面積，彈性模量，錨具采用夾片式群錨。2)非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HRB400級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；HRB335級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。3)混凝土：主梁采用C50，，軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。主梁截面尺寸擬定橫截面布置圖3-1主梁跨中預(yù)制階段截面尺寸Fig3-1Pre-stageofthemainbeamundersectionsize圖3-2主梁跨中使用階段截面尺寸圖Fig3-2Girdercross-sectionsizeusedinphasediagram梁高：160cm；梁肋寬度：25cm；箱梁腹板〔直腹式〕，取厚度：25cm；主梁間距：310cm；翼板寬度；280cm〔30cm為濕接縫寬度〕；翼板厚度：翼板端部12cm，翼板與腹板連接處18cm。根據(jù)“公路橋規(guī)”條文說明，由于箱型梁的頂板直接承受活載，為了改善其受力狀態(tài)，頂板與腹板相交處設(shè)置承托。另外，設(shè)置承托也可以增加箱型截面的抗扭能力，故采用1:1形式，取高度：6cm；底板寬度：腹板間距a和懸臂長b應(yīng)滿足，取a=160cm，b=60cm，那么；腹板厚度：為滿足抗剪及施工要求，取25cm。橋面鋪裝：面層瀝青混凝土10cm，容重，三角墊層防水混凝土15cm，容重。縱斷面的布置橫截面沿跨長的變化，靠近支點(diǎn)時為適應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起布置，從跨截面截面，腹板和底板開始加厚。圖3-3主梁端截面尺寸圖Fig3-3Themainbeamendsectionsizechart毛截面幾何特性〔以中主梁使用階段計算為例〕1)面積，，，，，圖3-4中主梁使用階段分割塊Fig3-4Stageinthemainbeamusingthesplitblock2)分塊截面形心至上邊緣距離，，，，，，3)分塊面積對上緣凈距：，，，，，，，4)分塊面積的自身慣性矩那么，，，，所以有，，，5)自身慣性矩，，，故預(yù)制階段的邊主梁：，預(yù)制階段的中主梁：，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)〔以使用階段中主梁為例〕：上核心距：(3-1)下核心距：(3-2)截面效率指標(biāo)：(3-3)根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)：一般截面效率指標(biāo)取,且較大者宜較經(jīng)濟(jì)，上述計算說明，初擬主梁跨中截面是合理的。4恒載內(nèi)力計算主梁內(nèi)力由兩大局部組成，各片主梁靠行車道板連成空間整體結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋上作用荷載〔橋面板上兩個車軸，前軸軸重為，后軸軸重為〕，各片主梁共同參與工作，形成各片主梁之間的內(nèi)力分布。計算活載：考慮各片梁的分布，汽車荷載所引起的各片梁的內(nèi)力大小與梁的橫斷面形式、荷載作用位置有關(guān)。計算恒載：主梁自重。橋面鋪裝、人行道、欄桿總重除以梁片數(shù)，得到每片梁承當(dāng)?shù)闹亓俊：奢d的橫向分布系數(shù)支點(diǎn)截面：杠桿法圖4-1支點(diǎn)截面杠桿法1、2號梁計算圖示Fig4-1FulcrumLever1,2beamcross-sectioncalculationicon1號梁：(4-1)(4-2)2號梁：〔人群荷載對2號梁將引起負(fù)反力，故為有利荷載〕3號梁：〔無影響〕，圖4-2支點(diǎn)截面杠桿法3號梁計算圖示Fig4-2FulcrumLeverActsection3onthecalculationicon跨中截面：鉸接板法由于此橋的寬跨比，故采用鉸接板法計算。截面面積〔不考慮鋼筋的影響〕：截面對形心軸的抗彎慣矩：a.截面的抗扭慣矩：將截面圖形轉(zhuǎn)化〔圖4-3〕，(4-3)(4-4)圖4-3計算抗扭慣距的截面轉(zhuǎn)化圖形Fig4-3Cross-sectionintoshapesb.計算剛度系數(shù)：(4-5)根據(jù)，查公路設(shè)計手冊《橋梁》〔上冊〕第一篇，附表二，在-之間，按直線內(nèi)插可求的的影響線豎標(biāo)值，1號、2號和3號梁列表如下：表4-1影響線豎標(biāo)值Table4-1Standardvaluesofverticalimpactline梁號單位荷載作用位置〔第號梁中心〕時的值12345610.11712131表4-2荷載橫向折減系數(shù)Table4-2LateralLoadReductionFactor橫向布置車道數(shù)2345橫向折減系數(shù)圖中內(nèi)插得到活載作用位置的豎標(biāo)值圖4-4鉸接板法計算跨中截面的豎標(biāo)值Fig4-4Thelawoftheboardsteppedupintherearsection1號梁5列車4列車3列車2列車2號梁5列車4列車3列車2列車3號梁5列車4列車3列車2列車人群：3號梁2號梁1號梁表4-3跨中荷載橫向分布系數(shù)匯總?cè)缦耇able4-3Summaryofcoefficientoflateraldistributionofload梁號橫向分布系數(shù)采用值汽車5列汽車4列汽車3列汽車2列1〔3列〕2〔5列〕3〔5列〕表4-4荷載橫向分布系數(shù)總匯Table4-4Summaryofcoefficientoflateraldistributionofload梁號自跨中至段的分布系數(shù)支點(diǎn)分布系數(shù)汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載1210310內(nèi)力計算4.2.1橋面凈寬：=，車輛雙向行駛，，橫向布置車隊(duì)數(shù)為4，考慮折減系數(shù)。公路-Ⅰ級荷載：計算跨徑，位于5-50之間，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值，；均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；計算剪力效應(yīng)時。結(jié)構(gòu)基頻：(4-6)因?yàn)楫?dāng)時，?？缰薪孛妫簣D4-5內(nèi)力活載跨中截面Fig4-5Crosssectionofinternalforcesintheimpactofline1)彎矩：，1號梁：(4-7)(4-8)2號梁：3號梁：2)剪力：1號梁(4-9)(4-10)2號梁3號梁跨截面：圖4-6內(nèi)力活載跨截面Fig4-6Crosssectionofinternalforcesintheimpactofline1)彎矩：，1號梁2號梁3號梁)2)剪力：，1號梁2號梁3號梁變截面〔截面處〕：1)彎矩：，1號梁圖4-7內(nèi)力活載變化點(diǎn)截面Fig4-7Crosssectionofinternalforcesintheimpactofline2號梁3號梁2)剪力1號梁2號梁3號梁支點(diǎn)截面：圖4-8內(nèi)力活載支點(diǎn)截面Fig4-8Liveloadpivotsectioninternalforce計算需考慮荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化，支點(diǎn)截面取，取，支點(diǎn)至段的橫向分布系數(shù)按直線變化。1號梁因?yàn)?4-11)(4-12)(4-13)2號梁因?yàn)?號梁因?yàn)楹爿d內(nèi)力計算恒載集度：1)主梁預(yù)制時的自重〔第一期恒載〕為簡化計算按不變截面計算，主梁每延米自重1號梁：2號梁：2)橋面板間接頭〔第二期恒載〕1號梁：2號梁：3)欄桿、人行道、橋面鋪裝〔第三期恒載〕圖4-9內(nèi)力計算橋面鋪裝Fig4-9Pavementcalculation欄桿和人行道都取10KN/m；墊層坡度取1.5%。鋪裝層：1號梁2號梁3號梁恒載集度匯總于表4-5各截面內(nèi)力計算1)計算恒載彎矩和剪力的公式：設(shè)為計算位置距左邊支座的距離(4-14)(4-15)那么計算在表4-6。表4-5主梁恒載Table4-5Setdegreemainbeamdeadload荷載和梁號第一期恒載第二期恒載第三期恒載恒載總和1號2號3號表4-6各截面恒載內(nèi)力匯總表Table4-6Thesectioncontainingtheinternalforceconstantmatrix工程支點(diǎn)第一期恒載1號梁2號梁3號梁第二期恒載1號梁2號梁3號梁1302.第三期恒載1號梁2號梁3號梁1號梁2號梁3號梁表4-71號梁作用效應(yīng)組合值Table4-7Tablegirdercombinationofinternalforces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面荷載內(nèi)力值一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值①50二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值②0人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值③公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔不計沖擊系數(shù)〕④公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)〕⑤持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標(biāo)準(zhǔn)組合〔汽+人〕⑥承載能力極限狀態(tài)計算的根本組合⑦11正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.7汽+1.0人〕⑧正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.4汽+0.4人〕⑨表4-82號梁作用效應(yīng)組合值Table4-8Tablegirdercombinationofinternalforces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面荷載內(nèi)力值一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值①0二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值②0人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值③公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔不計沖擊系數(shù)〕④23公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)〕⑤93持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標(biāo)準(zhǔn)組合〔汽+人〕⑥承載能力極限狀態(tài)計算的根本組合⑦6642.78正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.7汽+1.0人〕⑧正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.4汽+0.4人〕⑨表4-93號梁作用效應(yīng)組合值Table4-9Tablegirdercombinationofinternalforces截面內(nèi)力名稱跨中截面截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面荷載內(nèi)力值一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值①0二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值②0人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值③公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔不計沖擊系數(shù)〕④6公路-級汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔計入沖擊系數(shù)，沖擊系數(shù)〕⑤持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標(biāo)準(zhǔn)組合〔汽+人〕⑥承載能力極限狀態(tài)計算的根本組合⑦正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.7汽+1.0人〕⑧正常使用極限狀態(tài)按作用長期效應(yīng)組合計算的可變荷載設(shè)計值〔0.4汽+0.4人〕⑨5鋼筋面積的估算及布置材料：a.混凝土：C50強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：軸心抗壓：軸心抗拉：強(qiáng)度設(shè)計值：軸心抗壓：軸心抗拉：b.預(yù)應(yīng)力鋼筋：美國ASTM-A416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線〔標(biāo)準(zhǔn)型〕抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：抗拉強(qiáng)度設(shè)計值：選擇公稱直徑為mm，公稱面積為c.非預(yù)應(yīng)力鋼筋：，選用HRB400級鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；，選用級鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；d.錨具：采用夾片式群錨設(shè)計要求：《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JTG-D62-2004)的要求，按類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。施工方法：后張法施工，預(yù)制主梁時預(yù)留孔道采用預(yù)埋螺旋金屬波紋管成型，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉，主梁安裝就位后現(xiàn)澆30cm寬的濕接縫，最后施工平均厚度為厚的瀝青混凝土橋面鋪裝層。預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算A類局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，得跨中截面所需的有效預(yù)加力為：(5-1)式中的正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)作何計算的彎矩值；由內(nèi)力表〔2號梁〕有：設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面中心距下緣為，那么預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心的距離為：截面性質(zhì)近似取全截面的性質(zhì)來計算：跨中截面面積為，截面對抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩：(5-2)所以有效預(yù)加力合力：預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的估算，那么可得需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為(5-3)故采用8束鋼絞線。采用夾片式群錨，的金屬波紋管成孔。5.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置預(yù)應(yīng)力鋼筋布置后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置符合《公路橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計圖紙并按《公路橋規(guī)》中的構(gòu)造要求，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置。圖5-1跨中截面鋼束布置圖Fig5-1cross-prestressedreinforcementlayout支點(diǎn)截面鋼束布置為使施工方便，全部8束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨固與兩端如以下圖。這樣布置符合均勻分散的原那么，還能滿足張拉的要求，而且鋼束在兩端均彎曲較高，可提供較大的預(yù)剪力。設(shè)伸縮縫為，那么凈跨徑為那么支座處距兩端距離為圖5-2支點(diǎn)截面鋼束布置Fig5-2Fulcrumsectionofsteelbeamarrangement其他截面鋼束位置及傾角計算1)鋼束彎起形狀、彎起角及彎起半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎起；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力垂直作用于錨墊板上。為1號、2號鋼筋，彎起??；為3號、4號鋼筋，彎起??；為5號、6號鋼筋，彎起??；為7號、8號鋼筋，彎起取。各鋼束的彎起半徑為，，。2)鋼束控制點(diǎn)位置確實(shí)定a．號鋼筋，其彎起布置如下由，由，所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為，那么彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為；圖5-3曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計算圖Fig5-3Calculationofprestressedreinforcedcurvediagramb．號鋼束由，由，那么彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為，那么彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為；c．號鋼束由，由，所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為，那么彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為；d.號鋼束由，由，所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為，那么彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為，根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為。表5-1各鋼束彎曲控制要素Table5-1controlofthesteelbeammatrixparameters鋼束號升高值彎起角/彎起半徑支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離3)各截面鋼束位置及傾角計算計算鋼束上任一點(diǎn)離梁底距離及該點(diǎn)處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心質(zhì)量地距離，，和的，的。為點(diǎn)所在計算截面處鋼束位置的升高值。計算時，應(yīng)首先判斷出點(diǎn)所處的區(qū)段，然后計算和，計算如下：a.當(dāng)時，點(diǎn)位于直線段還未彎起，，故；b.當(dāng)時，點(diǎn)位于圓弧彎曲段，和均按下式計算：(5-4)(5-5)c.當(dāng)時，點(diǎn)位于靠近錨固段的直線段，此時，按下式計算，那么各個鋼束彎起情況匯總表5-2鋼束平彎段的位置及平彎角、、和，四束預(yù)應(yīng)力鋼鉸線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線那么都在肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，、、和在梁中的平彎段采用相同的形式，其平彎段有兩段曲線弧，；；每段曲線弧的彎曲角；；和平彎角度極小，可直接平彎過去，故??；橫向向右偏移，橫向向右偏移，橫向向右偏移，橫向向左偏移。圖5-1鋼筋平彎示意圖Fig5-1Schematicdiagramofsteelbendingbeamflat表5-2各截面鋼束位置及傾角計算表Table5-2Locationofthecross-sectionofsteelbeamandanglecomputation計算截面鋼束號跨中截面122272354為負(fù)，鋼筋尚未彎起00100875620048631277775696947286截面122272354為負(fù)，鋼筋尚未彎起001008756200486312777756969471095變化點(diǎn)截面12227235431038756200451572578631277783934837569694710584支點(diǎn)截面122272354318928987562004563473486312777897110817569694710104813345.3非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面估計及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為，那么有，依據(jù)《公路橋規(guī)》JTG-D62第條來確定箱型截面翼緣板的有效寬度，對于中間梁：有，。圖5-3箱形梁截面翼緣板的有效寬度Fig5-3Theboxgirderscross-sectionoftheflangeplates，，，，，，根據(jù)上述的比值，由《橋規(guī)》(JTG-D62)查的。由公式，求解為第一類形，那么采用7根直徑為18mm的HRB400級鋼筋，提供的鋼筋截面面積為，在兩地布成一排，其間距為200mm，鋼筋中心到底邊的距離為；預(yù)應(yīng)力鋼筋重心到截面底邊距離，那么預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為6主梁截面幾何特性計算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土主梁截面幾何特性按照不同階段分別計算如下：a.主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋主梁混凝土到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響〔將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土〕的凈截面，該截面的截面特性計算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，箱梁翼板寬度為2800mm。b.灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆300mm濕接縫預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進(jìn)行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆300mm濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時的截面特性計算采用計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板寬度仍為2800mm。c.橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營階段橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為全截面參與工作，此時截面特性計算采用計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板有效寬度為3100mm。圖6-1第一階段混凝土截面劃分Fig6-1Thefirstphaseoftheconcretecross-sectiondivided第一階段：主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋跨中截面混凝土：分塊面積：，，，，，，分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩：，，，，各分塊自身慣性矩：，，，，，，預(yù)留孔道面積：，，分塊面積至梁頂距離：，，對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量：混凝土的彈性模量：所以有故重心至梁頂?shù)木嚯x：，凈截面：，四分之一跨截面混凝土截面同跨中截面預(yù)留孔道面積：分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩：，變化點(diǎn)截面混凝土截面：同跨中截面預(yù)留孔道：面積：，分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩凈截面，支點(diǎn)截面混凝土面積：分塊面積至梁頂距離：對梁頂面積矩，對梁頂面積矩，凈截面：，第二階段：灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆300mm濕接縫跨中截面混凝土全截面〔同第一階段〕預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：預(yù)應(yīng)力彈性模量：混凝土的彈性模量：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算〔同第一階段〕凈截面：四分之一跨截面混凝土截面〔同第一階段〕預(yù)應(yīng)力鋼筋：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：(因?yàn)?非預(yù)應(yīng)力鋼筋〔同第一階段跨中〕凈截面：變化點(diǎn)截面混凝土截面：〔同第一階段〕預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：重心之梁頂距離：對梁頂面積矩：非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算：〔同第一階段〕凈截面：，支點(diǎn)截面圖6-2第三階段混凝土支點(diǎn)截面劃分Fig6-2Thethirdphaseoftheconcretecross-sectiondivided混凝土截面：重心之梁頂距離：預(yù)應(yīng)力鋼筋：〔同第一階段〕非預(yù)應(yīng)力鋼筋：〔同第一階段〕凈截面：，第三階段：橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營階段跨中截面分塊面積：，，預(yù)應(yīng)力鋼筋截面換算〔同第二階段〕非預(yù)應(yīng)力鋼筋同第二階段凈截面：，四分之一跨截面混凝土、預(yù)應(yīng)力、鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋同上一階段凈截面：，，變化點(diǎn)截面混凝土同第三階段鋼筋截面同第二階段凈截面：，，，支點(diǎn)截面混凝土截面：重心之梁頂距離：，，，，，，，預(yù)應(yīng)力鋼筋：〔同第二階段〕非預(yù)應(yīng)力鋼筋：〔同第一階段〕凈截面：，表6-1各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表Table6-1eachsectionofvariousstageofcross-sectionalgeometrycomputation受力階段計算截面階段Ⅰ：孔道壓漿前跨中截面1371971465618095100L/4截面1371971465620189300L/8截面1371971465815922700支點(diǎn)截面1655771507538628100階段Ⅱ：管道結(jié)硬后至濕接縫結(jié)硬前跨中截面1423435466030254800697545659L/4截面1423435466076603500592369857573L/8截面14234354717443921001004994444支點(diǎn)截面1707235507787589800階段Ⅲ：濕接縫結(jié)硬后跨中截面1459435483282677400L/4截面1459435483329026100L/8截面14594354889968147001004100236支點(diǎn)截面1743235527091369900681348727持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算正截面承載力計算取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行計算。預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面邊緣的距離為：(7-1)上翼緣平均厚度：，有效工作寬度：首先按式：(7-2)來判斷截面類型。因?yàn)?，所以屬于第一類型。計算混凝土受壓高度?7-3)計算結(jié)果說明：跨中截面正承載力滿足要求。7.2斜截面承載力計算斜截面抗剪承載力預(yù)應(yīng)力鋼筋簡支梁應(yīng)對規(guī)定需要驗(yàn)算的各個截面進(jìn)行斜截面承載力驗(yàn)算，以變化點(diǎn)和距支點(diǎn)處的截面進(jìn)行斜截面看見承載力驗(yàn)算。a.首先進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即(7-4)式中：為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計值，變化點(diǎn)截面，距支點(diǎn)處的截面；為混凝土的強(qiáng)度等級，即得混凝土；為計算截面處的腹板寬度，變化點(diǎn)截面，距支點(diǎn)截面處；為剪力組合作用處的截面有效高度;為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，。變化點(diǎn)截面：那么：計算說明，變化點(diǎn)截面截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋。距支點(diǎn)處的截面：；計算結(jié)果說明，距支點(diǎn)處的截面截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋。b.斜截面抗剪承載力，按式驗(yàn)算。其中，(7-5)(7-6)式中，為異號彎矩影響線，為預(yù)應(yīng)力鋼筋提高系數(shù)，為受壓翼緣的影響線系數(shù)，對具有受壓翼緣的截面，取。變化點(diǎn)截面處(7-7)箍筋選用的雙肢直徑為且，即取選用型鋼筋，故〔箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值〕根據(jù)構(gòu)造要求，箍筋間距，故取(7-8)采用全部8束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即即變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。距支點(diǎn)的截面處：采用全部8束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即即距支點(diǎn)的截面斜截面抗剪滿足要求。以上計算，非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲藏，未予以考慮。斜截面抗彎承載力由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計，故不另行驗(yàn)算。8鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉〔錨下〕控制應(yīng)力計算鋼束應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失(8-1)對于跨中截面：，為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離，分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型是，查得，為從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過的角度，其中每股鋼束都有平彎和豎彎，其角度應(yīng)為管道轉(zhuǎn)過的空間角度?？缰薪孛妫航孛妫航孛妫褐c(diǎn)截面：表8-1跨中截面摩擦應(yīng)力損失計算Table8-1cross-sectionoffrictionstressinthelosscalculation鋼束編號弧度1395139581395101395平均值表8-2截面摩擦應(yīng)力損失計算Table8-2-sectionoffrictionstressinthelosscalculation鋼束編號弧度13951395813951395平均值表8-3截面摩擦應(yīng)力損失計算Table8-3-sectionoffrictionstressinthelosscalculation鋼束編號弧度1395000139500013950001395平均值表8-4支點(diǎn)截面摩擦應(yīng)力損失計算Table8-4Theend-sectionoffrictionstressinthelosscalculation鋼束編號弧度0001395000139500013950001395平均值表8-5各設(shè)計控制截面的平均值Table8-5theaveragecross-sectionofthedesigncontrol截面跨中截面截面截面支點(diǎn)截面平均值錨具變形、鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失(8-2)式中，查表得到夾片式錨具頂壓張拉時；為單位長度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，(8-3)為張拉至錨固端的距離；。表8-5反摩阻影響長度計算表Table8-5theimpactofanti-frictiontablelength鋼束編號1395377713953183139517145319113953202求得的各截面中均小于，所以距張拉端為處的截面錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失，即(8-4)式中為張拉端錨具變形引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失(8-5)假設(shè)，那么該截面不受反摩阻的影響。計算結(jié)果如表8-6表示。預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失取按應(yīng)力計算需要控制的截面進(jìn)行計算。對于簡支梁，可取截面進(jìn)行計算，并以其計算結(jié)果作為全梁各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋損失的平均值，即(8-6)式中，為張拉批次，采用對稱張拉，故m=4；為按張拉時混凝土的實(shí)際強(qiáng)度等級；為假定設(shè)計的強(qiáng)度的計算，即；查得(8-7)為全部預(yù)應(yīng)力鋼筋〔4批〕的合力在其作用點(diǎn)〔全部預(yù)應(yīng)力鋼筋重心點(diǎn)〕處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力，(8-8)(8-9)(8-10)鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失此處仍采用截面進(jìn)行計算對于采用超張拉的低松弛鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下式計算：(8-11)采用超張拉，；采用Ⅱ級松弛，即低松弛取，(8-12)混凝土收縮、徐變引起的損失混凝土收縮、徐變引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，按(8-13)，分別為加載齡期為時的混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變系數(shù)終極值；為加載齡期，即到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度為的齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件計算，那么有，那么可得，對二期恒載的加齡期，假定,該梁位于城市郊區(qū)一般地區(qū)，相對濕度為，其理論厚度有跨中截面可得〔其中為梁與大氣接觸的周長，除梁頂面〕，由此查表并插得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為,；那么混凝土收縮應(yīng)變終極值為。為傳力錨固時在跨中和截面的全部受力鋼筋〔包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和縱向非預(yù)應(yīng)力受力鋼筋，為簡化計算不計構(gòu)造鋼筋影響〕的截面重心處，由，，所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值。考慮到加載齡期的不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)。計算和引起的應(yīng)力時采用第一階段截面特性，計算引起的應(yīng)力時采用第三階段截面特性?？缰薪孛妫?8-14)截面：〔未計構(gòu)造鋼筋的影響〕跨中截面：截面：有將以上各值代入即得：表8-6錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計算表Table8-6pre-stressedanchorlosscausedbythedeformationcomputation截面鋼束編號各控制截面平均值跨中截面3177031831714531913202截面317703183864031913202變化點(diǎn)截面31770318331913202支點(diǎn)截面3177318313531913202表8-7各階段預(yù)應(yīng)力損失Table8-7cross-sectionsteelbeamoftheaveragestressandtheeffectivepresstressloss工作階段應(yīng)力損失工程應(yīng)力損失計算截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段鋼束有效應(yīng)力預(yù)加力階段使用階段跨中截面0截面0變化點(diǎn)截面0支點(diǎn)截面9應(yīng)力驗(yàn)算短暫狀況下的正應(yīng)力驗(yàn)算a.構(gòu)件在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段，混凝土強(qiáng)度等級為。在預(yù)應(yīng)力和自重作用下的截面邊緣混凝土的法向壓應(yīng)力符合的要求。b.短暫狀況下〔預(yù)應(yīng)力階段〕梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力。上緣：(9-1)下緣：(9-2)其中截面特性取用第一階段的截面特性，代入上式〔壓〕〔壓〕預(yù)加壓力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的應(yīng)力通過規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)預(yù)拉應(yīng)力，故預(yù)拉應(yīng)力區(qū)只需配置配筋率不小于的縱向鋼筋即可。c.支點(diǎn)截面驗(yàn)算方法同上其中，，那么〔壓〕〔壓〕持久狀況下的正應(yīng)力驗(yàn)算截面混凝土的正應(yīng)力驗(yàn)算對于預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的正應(yīng)力，由于配設(shè)曲線筋束的關(guān)系，應(yīng)取跨中、截面、截面、支點(diǎn)截面以及鋼束突然變化處〔截斷或彎出梁頂?shù)取撤謩e進(jìn)行驗(yàn)算。應(yīng)力計算的作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車計入沖擊系數(shù)?？缰薪孛妫?9-3)(9-4)跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計算值為(9-5)所以，持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。跨截面：跨截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計算值為所以，持久狀況下跨截面混凝土驗(yàn)算滿足要求。變化點(diǎn)截面：變化點(diǎn)截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計算值為所以，持久狀況下變化點(diǎn)截面混凝土驗(yàn)算滿足要求。持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算由二期恒載及活載作用下產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為(9-6)所以，鋼束應(yīng)力為：(9-7)故預(yù)應(yīng)力鋼筋滿足要求。持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算取彎矩和剪力都有較大變化的變化點(diǎn)截面〔跨截面〕進(jìn)行計算。1)截面面積矩計算：其中計算點(diǎn)分別取上梗肋，第三階段截面重心軸，以及下梗肋處。圖9-1變化點(diǎn)截面Fig9-1Changesomecross-sectiona.第一階段，截面梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩。第三階段截面重心軸以上面積對截面重心軸的面積矩。下梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩。b.第二階段，截面梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩。第三階段截面重心軸以上面積對截面重心軸的面積矩。下梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩。c.第三階段：截面梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩第三階段截面重心軸以上面積對截面重心軸的面積矩。下梗肋以上面積對截面重心軸的面積矩。表9-1面積矩計算表Table9-1momentcomputationarea截面類型第一階段凈截面對其重心軸〔〕第二階段凈截面對其重心軸〔〕第三階段凈截面對其重心軸〔〕計算點(diǎn)位置面積矩符號面積矩2)主應(yīng)力計算：的主應(yīng)力計算a.剪應(yīng)力按下式進(jìn)行計算，其中為可變作用引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值組合，所以，(9-8)b.正應(yīng)力(9-10)(9-11)c.主應(yīng)力(9-12)的主應(yīng)力計算：a.剪應(yīng)力b.正應(yīng)力c.主應(yīng)力的主應(yīng)力a剪應(yīng)力：b.正應(yīng)力c主應(yīng)力變化點(diǎn)截面〔截面處〕主應(yīng)力計算匯總?cè)绫?-23)主應(yīng)力的限制值混凝土的主壓應(yīng)力限制值為，與上表比擬，可見混凝土主壓應(yīng)力均小于限值，滿足要求。表9-2變化點(diǎn)截面〔截面處〕主應(yīng)力計算表Table9-2sectionofthemainstresscomputation計算纖維面積矩剪應(yīng)力正應(yīng)力主應(yīng)力第一階段換算截面第二階段換算截面第三階段換算截面4)主拉應(yīng)力驗(yàn)算混凝土的主拉應(yīng)力限制值為，可見混凝土主拉應(yīng)力均小于限制值，按《公路橋規(guī)》的要求，僅需按構(gòu)造布置箍筋。10抗裂性驗(yàn)算作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算取跨中截面進(jìn)行。預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計算跨中截面：(10-1)由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計算(10-2)正截面混凝土抗裂驗(yàn)算對于A類局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力滿足以下要求：，由以上計算計算結(jié)果滿足《公路橋規(guī)》中類局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按短期效用組合計算的抗裂要求。同時，類局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還應(yīng)滿足作用長期效用組合的抗裂要求。(10-3)所以，構(gòu)件滿足《公路橋規(guī)》中類局部預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長期效應(yīng)組合的抗裂要求。作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算斜截面抗裂性驗(yàn)算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的不利區(qū)段截面進(jìn)行，這里取變化點(diǎn)〔〕截面進(jìn)行計算。主應(yīng)力計算以處的主應(yīng)力計算剪應(yīng)力計算如下，其中為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值，，所以有正應(yīng)力(10-4)主拉應(yīng)力(10-5)以處的主應(yīng)力計算剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力以處的主應(yīng)力計算剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力表10-1變化點(diǎn)截面〔截面〕抗裂性驗(yàn)算主拉應(yīng)力計算表Table10-1sectionofthemaintensilestresscrackcheckingaccount計算纖維面積矩剪應(yīng)力正應(yīng)力主拉應(yīng)力第一階段凈截面第二階段凈截面第三階段凈截面主壓應(yīng)力的限制值作用短期效應(yīng)組合下抗裂性驗(yàn)算的混凝土的主拉應(yīng)力限制值為從上表可知，以上主拉應(yīng)力均符合要求，所以變化點(diǎn)截面均滿足作用短期效用組合下豎彎斜截面抗裂驗(yàn)算要求。11主梁變形〔撓度〕計算根據(jù)主梁截面在各個階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁在使用荷載作用下截面不開裂。荷載短期效應(yīng)作用下截面不開裂撓度驗(yàn)算主梁計算跨徑，混凝土的彈性模量，由各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表可見，主梁在各控制截面的換算截面慣性矩各不相同，為簡化計算，取梁處的截面換算慣性矩個不同，為簡化計算，取梁處的截面換算慣性矩〔第三階段〕作為全梁的平均值來計算。簡支梁撓度驗(yàn)算式為(11-1)可變作用引起的撓度現(xiàn)將可變作用作用作為均布荷載作用在主梁上，那么主梁跨中撓度系數(shù)〔查撓度系數(shù)表〕，荷載短期效應(yīng)的可變荷載值為〔查內(nèi)力組合表〕由可變荷載引起的簡支梁跨中截面的撓度為(11-2)考慮長期效應(yīng)組合的可變荷載引起的撓度值為(11-3)，滿足要求。考慮長期效應(yīng)的一期荷載、二期荷載引起的撓度(11-4)預(yù)加力引起的上拱度值計算采用截面處的使用階段永存預(yù)加力矩作用為全梁平均值預(yù)加力矩計算值，即截面慣性矩應(yīng)采用預(yù)加力階段〔第一階段〕的截面慣性矩，為簡化采用截面的截面慣性矩，作為全梁的平均值來計算。那么主梁上拱度值〔跨中截面〕為預(yù)拱度的設(shè)置梁在預(yù)加力和短期效應(yīng)組合共同作用下并考慮長期效應(yīng)的撓度為(11-5)故需要設(shè)置預(yù)拱度。根據(jù)《公路橋規(guī)》對預(yù)拱度的設(shè)置規(guī)定，得到梁跨中截面處的預(yù)拱度為(11-6)12錨固區(qū)局部承壓計算根據(jù)束預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固點(diǎn)的分析，分別對錨固端進(jìn)行局部承壓計算。鋼束梁端錨具及間接鋼筋的構(gòu)造布置圖。圖12-1錨固局部承壓計算圖尺寸單位：mmFig12-1partialpressurecalculationofanchoragezonemapsizeunit:mm1)局部受壓區(qū)尺寸要求配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足以下錨下混凝土抗裂計算的要求。(12-1)；為局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計值。后張法錨頭局部區(qū)應(yīng)取1.2倍張拉時的最大拉力，所以局部壓力設(shè)計值為；為混凝土局部承壓修正系數(shù)，；為張拉錨固時混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的時張拉，此時混凝土強(qiáng)度等級相當(dāng)于，；為混凝土局部承載力提高系數(shù)，；為混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積；對于具有喇叭管并與墊板連成整體的錨具，可取墊板面積扣除喇叭管尾端內(nèi)孔面積；喇叭管內(nèi)孔直徑為70mm；所以，。為局部受壓計算底面積；局部受壓面積為邊長為的正方形，根據(jù)《公路橋規(guī)》中的計算方法，局部承壓計算底面積為的計算底面為的矩形。(12-2)所以，計算結(jié)果說明，的局部承壓尺寸滿足要求。的計算底面為的矩形。所以，計算結(jié)果說明，的局部承壓尺寸滿足要求。的計算底面為的矩形。所以，承壓不夠，故采用墊板面積為，所以；又有所以，計算結(jié)果說明，局部承壓尺寸也滿足要求。的計算底面為的矩形。所以，故局部承壓尺寸也滿足要求。綜上，和墊板尺寸為，和墊板尺寸為。1)局部承壓承載力計算配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力公式為(12-3)且需滿足(12-4)和取所以，為間接鋼筋影響系數(shù)，C50及以下k=2.0；為間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區(qū)配置直徑為10mm的HRB335，單根鋼筋截面積為，所以，對于、的對于、的C45混凝土的，將上述各計算值代入局部抗壓承載力計算公式，對于，對于，對于，對于，故局部承壓承載力計算通過。所以，、、和鋼束錨下局部承壓計算全部滿足要求。13行車道板配筋設(shè)計橋面鋪裝為的瀝青混凝土面層〔重度為〕和平均厚度為的水泥混凝土墊層〔重度為〕，箱形梁翼板鋼筋混凝土的重度為。橋面板的內(nèi)力計算恒載內(nèi)力〔以縱向?qū)挼陌暹M(jìn)行計算〕每米板上的恒載集度：瀝青混凝土面層：水凝混凝土墊層：箱梁翼板自重：合計：每米板板條的恒載內(nèi)力：彎矩：剪力：活載內(nèi)力公路—Ⅰ級車輛荷載縱、橫向布置如圖13-1兩個軸重的后輪〔軸間距為〕沿橋梁的縱向，作用于鉸縫軸線上最為不利荷載。由《橋規(guī)》查到重車后輪的著地長度，著地寬度，車輪在板上的布置及壓力分布圖形如以下圖所示，鋪裝層總厚度為，那么板上荷載壓力的邊長為圖13-1公路—Ⅰ級車輛荷載尺寸單位〔m〕Fig13-1Road—Ⅰlevelsofvehiclesload有圖13-2可知重車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，重疊長度為，那么沖擊系數(shù)作用于每米寬板條上的彎矩為(13-1)作用于每米寬板條活載最大彎矩時的每米寬板條上的剪力為(13-2)行車道板配筋及驗(yàn)算〔混凝土，級鋼筋〕行車道板的配筋由橋面板知由，故取板寬，板的平均厚度為，設(shè)，圖13-2車輛荷載兩個后軸輪載作用于鉸縫軸線上尺寸單位〔m〕Fig13-2Thelayoutofthewheelintheboardanditspressuredistribution利用單筋矩形截面，有求解解得：那么鋼筋面積：選擇并布置鋼筋：現(xiàn)取板的受力鋼筋為，鋼筋間距為，當(dāng)板寬的鋼筋面積為，取，那么，截面實(shí)際配筋率：板的分布鋼筋取，其間距為。行車道板復(fù)核保護(hù)層厚度C=30mm，大于鋼筋直徑d=14mm且滿足最小保護(hù)層厚度的要求。受壓區(qū)高度：所以不會發(fā)生超筋現(xiàn)象。求矩形截面板的抗彎承載力：設(shè)計滿足要求?，F(xiàn)澆濕接縫鋼筋寬度為30cm的現(xiàn)澆濕接縫，鋼筋采用直徑為10mm的HRB335級鋼筋，鋼筋間距與行車道板采用相同間距為200mm。14附屬設(shè)施設(shè)計排水設(shè)施的設(shè)置為了迅速排除橋面積水，防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響梁的耐久性，在橋梁設(shè)計時要有一個完整的排水系統(tǒng)，包括橋面上設(shè)置一定數(shù)量的排水管和泄水管。對于泄水管：在距離緣石20cm設(shè)置，每隔15m采用圓形泄水管，直徑采用15cm，泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板，其頂面比路面低10mm。泄水管采用鑄鐵管，內(nèi)徑為15cm，泄水管周圍配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。圖14-1泄水管圖示Fig14-1ventpipelayout伸縮縫的設(shè)置設(shè)計資料溫度變化范圍：-23℃℃；線膨脹系數(shù)：；伸縮梁的長度：L=35m；收縮應(yīng)變：；徐變系數(shù)：；應(yīng)力產(chǎn)生的平均截面內(nèi)力：；混凝土的彈性模量：；混凝土收縮折減系數(shù)：；假定伸縮裝置的安裝溫度為10℃-15℃。伸縮縫的計算梁體因溫度變化產(chǎn)生的伸縮量為：10℃安裝時因溫度變化產(chǎn)生的梁體伸長量為15℃安裝時因溫度變化產(chǎn)生的梁體伸長量為：混凝土收縮引起梁體縮短量為混凝土徐變引起的梁體縮短量為為所以梁體的伸長量為，梁體的縮短量為13.3+3.15+2.05=因考慮到多方因素的影響，在選擇伸縮裝置規(guī)格時，對上述伸縮量取約30%的充裕度，那么伸縮裝置的根本伸縮量為9.59+18.5=28.09=9-59=18.5=。所以設(shè)置長為40mm的伸縮縫。采用類型為矩形橡膠型伸縮裝置。如圖14-2所示。14.3人行道及護(hù)欄的設(shè)置采用預(yù)制裝配式，寬度為，傾向橋面的排水橫坡，且在橋面斷縫處設(shè)置伸縮縫。如圖14-3所示圖14-2橡膠伸縮縫設(shè)置Fig14-2rubb