第I頁P(yáng)AGEPAGE3925m混凝土簡支T梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要橋梁代表的是一種跨越結(jié)構(gòu)，簡支梁橋，這種類型的梁橋結(jié)構(gòu)可能在各類建筑中都是出現(xiàn)得最早、運(yùn)用范圍最廣泛的一種橋型。它的主要特點(diǎn)之一，就是它的結(jié)構(gòu)簡單，最容易被人們設(shè)計(jì)成能夠形成各類標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式結(jié)構(gòu)具有施工流程工序少，架設(shè)時(shí)只需要起重機(jī)就可進(jìn)行;工廠批量制作，造價(jià)比較低，施工周期也相對于其它橋梁來說也比較短;結(jié)構(gòu)上簡單、美觀，安全性能夠穩(wěn)定的控制;在多孔簡支梁橋中，由于每個(gè)橫跨的構(gòu)造及其尺寸都一致，可以簡化建筑物的施工和管理，減少了施工成本。本設(shè)計(jì)中的小跨徑的簡支T梁橋是比較簡單的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力不受支座不均勻沉降、施工墊石高度誤差等因素的影響。所以，可以在如斷裂帶、軟土、粉砂地質(zhì)等地質(zhì)條件不是那么好的橋位上架設(shè)橋。跨中彎距是否合理并預(yù)留一定的冗余量是評價(jià)簡支梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。在我國目前的使用的簡支梁橋中，最經(jīng)濟(jì)的常用跨徑在30m，但跨境在25-40m的范圍內(nèi)也比較普遍。我本設(shè)計(jì)是從三合村到福隆村要修一座跨徑為118m橋梁，橋?qū)?7.5米。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和該橋所處的河流、地質(zhì)、地貌以及相關(guān)的情況要求等特點(diǎn)，經(jīng)詳細(xì)技術(shù)比選，確定采用混凝土簡支T梁橋作為推薦方案。采用簡支梁施工方法。本文主要介紹了4×25簡支T梁橋的設(shè)計(jì)，包括：主梁間距和主梁片數(shù)及橋梁橫向布置情況、主梁尺寸擬定、截面特性計(jì)算、剛性橫梁法計(jì)算橫向分布系數(shù)、計(jì)算荷載的選取、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算和下部結(jié)構(gòu)計(jì)算等內(nèi)容。運(yùn)用了所學(xué)的理論知識、材料、工藝來解決設(shè)計(jì)和施工中存在的實(shí)際問題。關(guān)鍵詞：25m混凝土簡支T梁、樁基礎(chǔ)、蓋梁、設(shè)計(jì)說明目錄TOC\o"1-2"\h\u315411工程概況及方案擬定 4148641.1工程概況 448941.2設(shè)計(jì)基本資料 4235551.3工程地質(zhì)資料 416231.4設(shè)計(jì)規(guī)范 6135021.5設(shè)計(jì)構(gòu)思 6112822橋梁方案比選 7241742.1方案擬定 7241883、橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì) 8144313.1設(shè)計(jì)資料 8323203.2、橋梁跨徑及橋?qū)挘?8196953.3橫截面布置及主梁截面尺寸 8284443.4、設(shè)計(jì)荷載 10205693.5、材料 10158813.6、設(shè)計(jì)要求 10180943.7、施工工藝 10260634截面幾何特性計(jì)算 1247834.1計(jì)算原理 1233164.2截面幾何特性計(jì)算 13318514.3檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) 15123895主梁作用效應(yīng)計(jì)算 15301525.1永久作用效應(yīng)計(jì)算 1521385.2活載效應(yīng)計(jì)算（采用剛性橫梁法） 17216045.3主梁作用效應(yīng)組合 2684996鋼筋面積的估算及鋼束布置 28131706.1、預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算 28123876.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置 2914016.3非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置 33116916.4主梁截面幾何特性計(jì)算 34238467持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 36151537.1正截面承載力計(jì)算 36280467.2斜截面承載力計(jì)算 38315368鋼束預(yù)應(yīng)力估算損失 4014228.1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力σcon 40103308.2鋼束應(yīng)力損失 40100339應(yīng)力驗(yàn)算 47118169.1短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算 4790289.2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 47103969.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算 48882810抗裂性驗(yàn)算 521211410.1作用頻遇組合作用下的正截面抗裂驗(yàn)算 52431710.2頻遇組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算 531172411主梁變形（撓度）計(jì)算 551772511.1頻遇組合作用下主梁撓度驗(yàn)算 552338511.2預(yù)加力引起的上拱值計(jì)算 552000611.3預(yù)拱度的設(shè)置 561409612主梁端部的局部承壓驗(yàn)算 562210112.1局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算 562065012.2局部抗壓承載力驗(yàn)算 582628513橋墩的尺寸 601159813.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造 601443013.2材料 602035513.3橋墩內(nèi)力計(jì)算 60857913.4橋墩配筋計(jì)算及驗(yàn)算 611422513.4.1鋼筋面積估算 6124653橋墩配筋圖 622412913.4.2橋墩鋼筋驗(yàn)算 624506結(jié)語 64緒論連續(xù)T梁橋是目前世界各國用得較多的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，其設(shè)計(jì)施工相對成熟，是我們必須掌握的基本結(jié)構(gòu)形式；也是目前省內(nèi)高速公路上采用得較多的橋型，掌握好此類橋的設(shè)計(jì)原理可以為我們的畢業(yè)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。連續(xù)T梁橋的經(jīng)濟(jì)跨徑為50m以下，由于T梁在施工上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際中得到了廣泛的運(yùn)用。T梁橋一般采用預(yù)制拼裝的施工方法，在T梁預(yù)制時(shí)候，先立模，布置普通鋼筋和預(yù)留預(yù)應(yīng)力管道，澆注混凝土（一般采用C40-C50），待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％，穿束，張拉預(yù)應(yīng)力，錨固，灌漿，經(jīng)過這一系列主要過程，T梁預(yù)制完畢；為了獲得比較理想的行車條件，T梁橋一般采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或橋面連續(xù)的施工工藝；運(yùn)用先進(jìn)的施工機(jī)械，大大提高是施工的進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)針對給定跨度的大跨度連續(xù)梁橋，在具體工程的基礎(chǔ)上，經(jīng)過簡化處理后，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，其配筋圖只考慮受力主筋，相當(dāng)于兩階段設(shè)計(jì)中的初步設(shè)計(jì)。同時(shí)，其設(shè)計(jì)又不脫離實(shí)際工程，這樣可培養(yǎng)我們進(jìn)行具體工程設(shè)計(jì)的能力，即解決工程技術(shù)的能力得到了培養(yǎng)。1工程概況及方案擬定1.1工程概況從三合村到福隆村要修一座跨徑為118m橋梁，水文地質(zhì)情況如圖所示：1.2設(shè)計(jì)基本資料（1）設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)道路等級：高速公路設(shè)計(jì)荷載：公路I級，橋面寬度：17.5m設(shè)計(jì)安全等級：一級1.5設(shè)計(jì)構(gòu)思1.5.1設(shè)計(jì)理念安全：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度滿足要求；經(jīng)濟(jì)：選用符合實(shí)際橋型、合適的施工方法；適用：橋梁與道路等級相匹配；美觀：橋型線條和造型要與橋址周邊環(huán)境貼合。1.5.1設(shè)計(jì)流程收集補(bǔ)充項(xiàng)目概況和工程地質(zhì)資料，了解實(shí)際情況并提出三個(gè)橋型方案；分析每種方案橋梁類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并確定最終的橋梁類型方案；橋梁總體布置和尺寸擬定；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度等驗(yàn)算，并通過驗(yàn)算結(jié)果確認(rèn)是否修改參數(shù)或尺寸，直至滿足規(guī)范結(jié)構(gòu)要求；驗(yàn)算無誤后，生成計(jì)算書，編寫設(shè)計(jì)說明書，并繪制圖紙。2橋梁方案比選2.1方案擬定（1）基本要求為了理解和比較新技術(shù)和新技術(shù)，設(shè)計(jì)者必須利用新技術(shù)和新技術(shù)來獲得設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)條件。在專業(yè)知識和對新技術(shù)的了解的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了深入細(xì)致的研究、分析和比較工作。根據(jù)國內(nèi)外的自然條件和技術(shù)條件，采用新材料、新工藝，以獲得完善的設(shè)計(jì)方案。從上圖地質(zhì)剖面圖可看出橋梁縱向長度宜為118m，本次設(shè)計(jì)中出于經(jīng)濟(jì)性考慮，橋梁設(shè)計(jì)長度按100m進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）方案比選比選原則：安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀其中比選表如下所示：表2.1方案比選表方案預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁拱橋橋梁跨徑4x25m4x25m100m截面形式T梁小箱梁單箱雙室箱梁施工方法預(yù)制裝配預(yù)制裝配懸吊施工經(jīng)濟(jì)預(yù)算低中高美觀性一般一般優(yōu)美綜合比選推薦比較比較根據(jù)橋梁所在地的地質(zhì)情況，以及橋位的地形情況，本橋?qū)γ烙^性要求不高，出于經(jīng)濟(jì)性和安全性的考慮，預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋在我國得到了廣泛的應(yīng)用。T梁橋有許多優(yōu)點(diǎn)：施工方便，適用于中小跨度，結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。綜上所述，本次設(shè)計(jì)擬采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋?？缍炔贾脼?×25m。

橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料從三合村到福隆村要修一座跨徑為100m橋梁。3.2、橋梁跨徑及橋?qū)挘褐髁喝L：100m。單跨25m；計(jì)算跨徑：24.96m；橫隔梁間距：10m；橋?qū)挷庞秒p幅布置，單幅橋?qū)挒?7.5m；選用7片主梁。橋型布置圖如下所示：圖3-1橋型布置圖（cm）3.3橫截面布置及主梁截面尺寸1、主梁間距與主梁片數(shù)主梁跨中截面尺寸如下圖所示。圖3-2主梁各部分尺寸圖（尺寸單位：cm）3、主梁跨中截面主要尺寸擬定主梁高度主梁截面細(xì)部尺寸3.4、設(shè)計(jì)荷載公路等級高速公路路基寬度(m)17.5公路等級二級汽車荷載等級公路－Ⅰ級行車道數(shù)4設(shè)計(jì)安全等級一級環(huán)境類別Ⅰ類、Ⅱ類欄桿每側(cè)重汽車荷載：公路－Ⅰ級；Ⅰ類環(huán)境條件，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取γ0=1.0。3.5、材料（1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/，彈性模量為Ec=3.45×MPa；（2）瀝青混凝土：重力密度γ=24.0kN/；（6）管道偏差系數(shù)：κ＝0.0015；（9）年平均相對濕度：55％；（10）墩臺設(shè)板式橡膠支座摩阻系數(shù)f=0.30。（1）鋼筋與鋼材：值=1860MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa,公稱直徑取15.2mm，公稱的面積為140mm2，彈性模量取Ep=1.95×105MPa；錨具可以采用夾片式群錨。（2）混凝土：抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=20.5MPa；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=2.51MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1.74MPa。3.6、設(shè)計(jì)要求A種類型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此梁。3.7、施工工藝采用后張法施工。預(yù)制主梁時(shí)，預(yù)留孔由預(yù)埋的塑料波紋管形成，在YDC1500千斤頂?shù)膬啥送瑫r(shí)拉伸鋼絞線；將主梁安裝到位后，將400mm寬的濕縫澆鑄到位。最后，構(gòu)造了瀝青和鋼筋混凝土的組合鋪路層。

4截面幾何特性計(jì)算橫截面的幾何特征是計(jì)算內(nèi)力，束分布和結(jié)構(gòu)變形的第一步。在此設(shè)計(jì)中，梯形塊法用于計(jì)算總截面的幾何特征。4.1計(jì)算原理圖4.1截面示意圖（4-1）面積：（4-1）（4-2）形心軸位置：（4-2）（4-3）對形心軸的慣性矩：（4-3）當(dāng)或時(shí)，梯形變?yōu)槿切?，并且上述公式仍然適用。下圖所示的T形截面的計(jì)算方法如下。圖4.2T型截面分塊示意圖按梯形分塊分為5個(gè)梯形塊，共6條節(jié)線。每條節(jié)線距離截面底緣軸的距離為hi，節(jié)線寬度為bi。第i個(gè)梯形分塊，其上底寬，下底寬，高,代入幾何特性計(jì)算公式可得：面積：（4-4）形心軸位置：（4-5）對自身形心軸的慣性矩：（4-6）對整體截面底緣軸的面積矩：（4-7）根據(jù)慣性矩的移軸原理，梯形分塊對軸的慣性矩為：（4-8）將各個(gè)梯形的、和疊加起來，即可得到整個(gè)截面的面積、對軸的面積矩和慣性矩：，，。整個(gè)截面的形心軸至截面底緣軸的距離為：（4-9）整個(gè)截面對形心的慣性矩為：（3-10）4.2截面幾何特性計(jì)算表4.1支點(diǎn)截面幾何特征表分塊號分塊面積①90454②220324③800-256④1533-989⑤1700-1156合計(jì)表4.2跨中截面幾何特征表分塊號分塊面積①90494②220364③800-216④1533-949⑤1700-1116合計(jì)4.3檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)上核心距下核心距截面效率指標(biāo)所以原初擬的T梁截面是合理的。5主梁作用效應(yīng)計(jì)算主光束效應(yīng)的計(jì)算包括永久效應(yīng)和可變效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)的縱向和橫截面布置，計(jì)算活荷載作用下的荷載橫向分布系數(shù)，計(jì)算各主梁控制段的永久作用和最大變化作用（取梁的中點(diǎn)和四分之一點(diǎn)）?？缍?，計(jì)算變化點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面，然后進(jìn)行主梁作用效果組合（標(biāo)準(zhǔn)組合，短期組合和承載力極限組合）5.1永久作用效應(yīng)計(jì)算5.1.1永久作用集度A.預(yù)制梁自重a)跨中截面主梁自重（四分點(diǎn)到跨中10.63m處）b)馬蹄抬高和腹板變寬處梁的自重計(jì)算（長度2.7m）支點(diǎn)段梁的自重（長1m）c)主梁的橫隔梁中橫隔梁體積為：端橫隔梁體積為：故半跨內(nèi)橫隔梁重量：主梁永久作用集度：B.二期永久作用a)翼緣板中間濕接縫集度:b)邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：故：c)橋面鋪裝層，6cm水泥混凝土找平層：8cm瀝青混凝土鋪裝層：若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則：e)欄桿一側(cè)欄桿1.52kN/m將人行道及欄桿重量分給五片T梁，則：邊梁二期永久作用集度：中梁二期永久作用集度：5.1.2永久作用效應(yīng)如圖5-1所示，設(shè)為計(jì)算截面離左支座的距離，并令。圖5.1恒載影響線效應(yīng)計(jì)算圖永久作用效應(yīng)計(jì)算公式：支點(diǎn)彎矩：支點(diǎn)剪力：（5-1）變截面處彎矩（5-2）變截面處剪力（5-3）處彎矩（5-4）處剪力（5-5）跨中彎矩：（5-6）跨中剪力表5.1邊梁（1號梁）永久作用效應(yīng)截面位置距支點(diǎn)截面的距離一期恒載二期恒載彎矩剪力彎矩剪力彎矩剪力支點(diǎn)00.00301.070.00146.480.00301.07變截面3700970.16223.34472.01108.661442.17332.0071651617.89150.54787.1573.242405.04223.78跨中143302157.190.001049.330.003205.520.005.2活載效應(yīng)計(jì)算（采用剛性橫梁法）5.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支梁的基頻可按下式計(jì)算REF_Ref906\r\h[21]（5-7）其中，,由于，故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:當(dāng)車道小于兩個(gè)車道時(shí)，應(yīng)增加車道。橋梁為兩車道，車道的橫向折減系數(shù)為1REF_Ref3162\r\h[12]。5.2.2計(jì)算主梁荷載橫向分布系數(shù)該橋跨度裝有橫梁，是可靠的水平連接，承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：A.計(jì)算主梁抗扭慣性矩對于T形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計(jì)算：（5-8）式中、——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度[5]；——矩形截面抗扭剛度系數(shù)，可按下式計(jì)算[5]（5-9）——分成單個(gè)矩形部分的光束部分?jǐn)?shù)[5]對于中跨段，法蘭板的換算平均厚度：馬蹄部分換算厚度：將計(jì)算匯總于下表。表5.2計(jì)算見下分塊名稱翼緣板19022.80.1200.31150.00812242腹板127.2200.1570.30040.00305687馬蹄40300.7500.17990.001942920.01312221B.計(jì)算抗扭修正系數(shù)a)主梁的間距相同，看成等截面，則得：（5-10）式中：——與主梁片數(shù)有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)時(shí)，。，，，代入得：b)修正剛性橫梁法計(jì)算影響線豎坐標(biāo)值：表5.3計(jì)算所得的值列于下表梁號15.40.560360.01982-0.1603622.20.380180.109910.01982300.20.20.2圖5.2一號梁橫向分布系數(shù)圖5.3二號梁橫向分布系數(shù)圖5.4三號梁橫向分布系數(shù)汽車人群支點(diǎn)的橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算支點(diǎn)影響線，計(jì)算結(jié)果如下：汽車人群表5.4橫向分布系數(shù)匯總荷載類別汽車0.653890.4091人群0.629981.38645.2.3車道荷載的取值橋梁寬度設(shè)計(jì)二車道，無需進(jìn)行車道折減；可變荷載等級是公路—=2\*ROMANII級，按照“公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范”（JTGD60-2015）第5.3節(jié)，所以本橋的車道荷載應(yīng)該在原基礎(chǔ)上乘0.75的系數(shù)。；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：5.2.4計(jì)算可變作用效應(yīng)圖5.5跨中截面彎矩計(jì)算圖式使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線面積為：所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值為：故得跨中彎矩為：b)計(jì)算人群荷載的跨中彎矩:c)計(jì)算跨中截面車道活載最大剪力：圖5.6跨中截面剪力計(jì)算圖式跨中部分包含跨中剪力影響線的較大坐標(biāo)，所以采取全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來計(jì)算。的影響線面積：故得：d)計(jì)算跨中截面人群荷載最大剪力e）算出支點(diǎn)截面的活載的最大剪力繪制圖形，包括荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨及支點(diǎn)處的剪力影響線形，包括荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨及支點(diǎn)處的剪力影響線圖5.7跨中截面車道剪力計(jì)算圖式橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：對應(yīng)于支點(diǎn)剪力影響線的荷載布置，如上圖所示。影響線面積為：。因此，支點(diǎn)剪力為：附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為：則：故公路—=2\*ROMANII級荷載的支點(diǎn)剪力為：f）算出支點(diǎn)截面處的人群荷載的最大剪力如圖所示?？梢灾廊酥c(diǎn)剪力為∶g)計(jì)算四分點(diǎn)截面汽車荷載的彎矩圖5.8四分點(diǎn)截面彎矩影響線使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線面積為：所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值為：故得跨中彎矩為：h)計(jì)算四分點(diǎn)截面汽車荷載的剪力圖5.8四分點(diǎn)截面剪力影響線能使橋梁產(chǎn)生最壞效應(yīng)的同號影響線面積為：所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值為：故得跨中彎矩為：i)計(jì)算變化點(diǎn)截面汽車荷載的彎矩所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值為：故得跨中彎矩為：j)計(jì)算變化點(diǎn)截面汽車截面的剪力使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線面積為：所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值為：故得跨中彎矩為：m)計(jì)算四分點(diǎn)截面人群荷載的彎矩n）計(jì)算四分點(diǎn)截面人群荷載的剪力o）計(jì)算變化點(diǎn)截面人群荷載的彎矩p)計(jì)算變化點(diǎn)截面人群荷載的剪力將各截面車道與人群荷載作用效應(yīng)匯總于下表。表5.5活載作用效應(yīng)匯總截面位置距支點(diǎn)截面距離車道荷載人群荷載最大彎矩最大剪力最大彎矩最大剪力支點(diǎn)00161.906043.108變截面3700645.195179.191130.90529.22271651075.965156.285218.30515.234跨中143301435.61895.331291.07210.1565.3主梁作用效應(yīng)組合其中計(jì)入沖擊系數(shù)(2)短期組合(3)長期組合將各截面的效應(yīng)組合匯總于下表。表5.5主梁作用效應(yīng)匯總截面位置基本組合短期組合長期組合標(biāo)準(zhǔn)組合支點(diǎn)0.00622.440.00436.220.00370.910.0535.3變截面2738.60672.651939.87463.091705.13388.862355.2578.54567.04499.523235.04327.862841.90280.643927.7429.6跨中6087.95141.593863.0465.353788.0035.035235.6121.8

6鋼筋面積的估算及鋼束布置6.1、預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算采用夾片式群錨，ф70塑料波紋管成孔。表1（跨中與L/4截面）全截面幾何特性分塊號分塊面積Ai(mm2)yi(mm)Si=Ai·yi(mm3)(yu-yi）（mm）Ix=Ai(yu-yi)2(mm4)Ii(mm4)①2895007521712.5×10355689.495×1090.543×109②7650018313999.5×10344815.354×1090.042×109③44700074533301.5×103-1145.809×10982.699×109④20000142328460.0×103-79212.545×1090.044×109⑤1300001620210600.0×103-989127.156×1090.732×109合計(jì)A=∑Ai=963000yu=∑Si/A=631yb=1750-631=1119∑Si=607787×103∑Ix=250.359×109∑Ii=84.060×109I=∑Ix+∑Ii=334.419×1096.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（1）跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張預(yù)應(yīng)力砼受彎曲構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置必須符合公路橋粱規(guī)定的有關(guān)建造規(guī)定。根據(jù)所有的的設(shè)計(jì)圖紙并按照“公路橋規(guī)”中的構(gòu)造要求，將預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中截面進(jìn)行初步布置，見下圖:預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖（2）錨固面鋼束布置②鋼束各控制點(diǎn)位置的確定。以N3號鋼束為例由Ld=c·cot確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離Ld=c·cot=350·cot8°=2490（mm）由Lb2=R·tan確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離Lb2=R·tan=15000tan4°=1049（mm）Lb1=Lb2·cos=1049×cos8°=1039mm故跨中截面至彎止的地方的水平距離為xk+Lb1+Lb2=11103+1039+1049=13191mm表3各鋼束彎曲控制要素表鋼束號升高值彎起角(°)彎起半徑R（mm）支點(diǎn)至錨固點(diǎn)水平距離d(mm)彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離xk（mm）彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離（mm）N114608450001569517214N2750830000256715111327N33508150003121110313191當(dāng)0<（xi-xk）≤(Lb1+Lb2)時(shí)，i點(diǎn)位于圓弧彎曲段，ci及按下式計(jì)算，即當(dāng)（xi-xk）>(Lb1+Lb2)時(shí)，i點(diǎn)位于直線段，靠近錨固段，此時(shí)==8°，ci按下式計(jì)算，即各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算值詳見表4表4各截面鋼束位置（ai）及其傾角（）計(jì)算表計(jì)算截面鋼束編號xk(mm)Lb1+Lb2(mm)xi-xk(mm)(°)ci(mm)ai=a+ci(mm)跨中截面（Ⅰ-Ⅰ）xi=0N19516263為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100N271514176N3111032088L/4截面xi=7165mmN195162630＜xi-xk=6214＜Lb1+Lb27.937437531N2715141760＜(xi-xk)=14≤41760.0270100N3111032088為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100變化點(diǎn)截面（Ⅱ-Ⅱ）xi=10630mmN19516263(xi-xk)>(Lb1+Lb2)89181018N2715141760<(xi-xk)=3479≤41766.659202302N3111032088為負(fù)值，鋼束尚未彎起00100支點(diǎn)截面xi=14330mmN19516263(xi-xk)>(Lb1+Lb2)814381538N271514176(xi-xk)>(Lb1+Lb2)8714814N3111032088(xi-xk)>(Lb1+Lb2)83064066.3非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置計(jì)算受壓區(qū)高度x，即1.0×5733.85×106=20.5×2230x（1670-x/2）求得x=76.87（mm）<=190(mm)則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為采用六根半徑為9mm的HRB400鋼筋，給到的鋼筋截面面積為As=1527mm2[＞0.003bh0=0.003×300×1670=1503(mm2)]。在梁的底部布置成一排（圖5）,其間隔距離為80mm,鋼筋重心到底邊的距離為as=45mm.6.4主梁截面幾何特性計(jì)算應(yīng)根據(jù)不同的受力階段一一計(jì)算。本示例中的T形梁從開始到結(jié)束共經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai(mm2)Ai重心至梁頂距離yi(mm)對梁頂邊的面積矩Si=Aiyi(mm3)自身慣性矩Ii(mm4)yu-yi（mm）Ix=Ai(yu-yi)2(mm4)截面慣性矩I=Ii+Ix(mm4)混凝土全截面903×103668.1603.294×106314.517×109-2.10.004×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積=9.116×103170515.543×106≈0-10399.841×109預(yù)留管道面積-3×π×702/4=-11.545×1031650-19.049×106≈0-984-11.179×109凈截面面積An=900.571×103ynu=∑Si/An=666.0∑Si=599.788×106314.517×109-1.334×109313.183×109注：8鋼束預(yù)應(yīng)力估算損失8.1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力σcon按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用=0.75=0.75×1860=1395（MPa）8.2鋼束應(yīng)力損失（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失σl1針對跨中截面來說：x=l/2+d；d為支點(diǎn)中線到錨固點(diǎn)的橫向距離；k、μ分別為管道每米局部偏差對摩擦系數(shù)的影響系數(shù)及預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦的影響系數(shù)，利用預(yù)埋塑料波紋管成型時(shí)，查得μ=0.2、k=0.0015;θ為從張拉的地方到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過的角度，這里N1只有豎向彎曲，具角度為θ，=θ。=8°，N2和N3豎彎平彎都有，其角度是管道轉(zhuǎn)過的空間的角度，其中豎彎角度為=平彎角度，所以空間轉(zhuǎn)角為跨中截面（I-I）各鋼束摩擦應(yīng)力損失值見表7跨中截面（I-I）摩擦應(yīng)力損失值計(jì)算鋼束編號θx(m)kx(°)（rad）N180.13960.027914.4860.02170.0484139567.52N212.1450.21200.042414.5860.02190.0623139586.91N312.1450.21200.042414.6420.02200.0624139587.05平均值80.49各設(shè)計(jì)控制截面平均值截面跨中截面（Ⅰ-Ⅰ）L/4變化點(diǎn)截面（Ⅱ-Ⅱ）支點(diǎn)平均值（MPa）80.4948.9121.730.50式中的為張拉端錨具變形值，有資料查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm;單位長度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，張拉端錨下張拉控制應(yīng)力為，扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力為,為張拉的地方距離錨固的地方兩者的距離，這里的錨固端是跨中截面。將表9為各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩擦影響長度計(jì)算結(jié)果。反摩擦影響長度計(jì)算表鋼束編號l(mm)Lf（mm）N1139567.521327.48144860.00466113093N2139586.911308.09145860.00595811440N3139587.051307.95146420.00594511454求得lf后可知三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線均滿足lfl,所以離張拉處x由錨具的變形，鋼筋收縮和接縫處的壓縮引起的想到按下式計(jì)算，即式中若則表示該截面不受反摩擦的影響。將各控制截面的計(jì)算結(jié)果列于表10中。錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表截面鋼束編號x(mm)lf(mm)各控制截面平均值跨中截面N11448613093122.05x>lf,截面不受反摩擦的影響0N21458611440136.32N31464211454136.19L/4截面N1732113093122.0553.8149.66N2742111440136.3247.89N3747711454136.1947.29變化點(diǎn)截面N1385613093122.0586.1187.93N2395611440136.3289.18N3401211454136.1988.49支點(diǎn)截面N115613093122.05120.60128.78N225611440136.32133.27N331211454136.19132.48（3）預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失σl4均值就是它的計(jì)算結(jié)果。也可直接這樣計(jì)算，即式中：m——張拉批數(shù)，m=3——按張拉時(shí)砼的實(shí)際強(qiáng)度等級計(jì)算，假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，即=0.9×C45=C40查附表1-2得：EC''=3.25×104MPa,故—,截面特性按表6的第一階段選用，則所以式中：——張拉系數(shù)，采用超張拉，取——鋼筋松弛系數(shù)，對于低松弛鋼絞線，取——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，這里仍采用l/4截面的應(yīng)力值作為全梁的平均值計(jì)算，故有所以Ⅰ-Ⅰ截面可得2Ac/u,查表12-3并用插值法可得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為混凝土收縮應(yīng)變終極值為考慮到加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)計(jì)算、引起的應(yīng)力時(shí)采用第一階段截面特性,計(jì)算引起的應(yīng)力時(shí)采用第三階段截面特性?？缰薪孛鍸/4截面：所以梁跨中和l/4截面計(jì)算的的平均值為計(jì)算=5.82而（未記構(gòu)造鋼筋影響）取跨中與l/4截面的平均值計(jì)算，則有跨中截面l/4截面所以跨中和l/4截面計(jì)算的平均值為而跨中和l/4截面換算截面平均值換算截面慣性矩平均值代入計(jì)算式得將以上各項(xiàng)代入下式得表11為各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力表11計(jì)算截面工作階段預(yù)加應(yīng)力階段使用階段鋼束有效預(yù)應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力階段使用階跨中截面80.49027.26107.7532.4968.44100.931287.251186.32L/4截面48.9149.6627.26125.8332.4968.44100.931269.171168.24變化點(diǎn)截面21.7387.9327.26136.9232.4968.44100.931258.081157.15支點(diǎn)截面0.50128.7827.26156.5432.4968.44100.931238.461137.537持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確實(shí)是第一類T形截面梁。各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表表6受力階段計(jì)算截面A（mm2）yu(mm)yb(mm)ep(mm)I(mm4)W(×108mm3)Wu=I/yuWb=I/ybWp=I/ep階段1：孔道壓漿前跨中截面900.571×103666.01084.0984.0313.183×1094.7022.8893.183L/4截面900.571×103668.31081.7838.0317.165×1094.7462.9323.785變化點(diǎn)截面900.571×103671.91078.1604.8322.036×1094.7932.9875.325支點(diǎn)截面1198.571×103746.11003.984.6391.834×1095.2523.90346.316階段2：管道結(jié)硬后至濕接縫結(jié)硬前跨中截面925.755×103697.71052.3952.3357.386×1095.1223.3963.753L/4截面925.755×103695.41054.6810.9353.598×1095.0853.3534.361變化點(diǎn)截面925.755×103692.01058.0584.7349.833×1095.0553.3075.983支點(diǎn)截面1223.755×103749.81000.280.9393.287×1095.2453.93248.614階段3：濕接縫結(jié)硬后跨中截面997.755×103655.91094.1994.1359.776×1095.4853.2883.619L/4截面997.755×103653.81096.2852.5355.803×1095.4423.2464.174變化點(diǎn)截面997.755×103650.61099.4626.1351.687×1095.4063.1995.617支點(diǎn)截面1295.755×103713.91036.1116.8399.691×1095.5993.85834.220所以跨中截面正截面承載力滿足要求。7.2斜截面承載力計(jì)算式中=728.6kN，預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)=1.25，=45MPa，MPa,b=300mm《公路橋規(guī)》對斜截面計(jì)算中要求，計(jì)算截面有效高度h0縱向受拉鋼筋可不計(jì)已彎起鋼筋。對本例截面變化（Ⅱ-Ⅱ）處，只有N3號鋼束未彎起，屬于豎向受拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋，面積為Ap=834mm2非預(yù)應(yīng)力鋼筋面積As=1527mm2，故截面變化（Ⅱ-Ⅱ）處對應(yīng)正截面的有效高度h0為現(xiàn)，，而=728.6kN，故截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力計(jì)算，即：異號彎矩影響系數(shù)，取1.0；：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，取1.25；箍筋采用雙肢直徑為12mm的HRB400鋼筋，fsv=330MPa,sv=200mm,箍筋截面面積Asv=2×113.1=226.2mm2，則斜截面內(nèi)箍筋配筋率對于截面變化（Ⅱ-Ⅱ）處正截面，鋼束N1和鋼束N2為預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋，由表3可查到與截面變化（Ⅱ-Ⅱ）處正截面相交的傾角值計(jì)算傾角的正弦值，故滿足要求。9應(yīng)力驗(yàn)算9.1短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算短暫狀況下（預(yù)加力階段）梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力為上緣：下緣：其中。截面特性取用表13-10中的第一階段的截面特性，代入上式得9.2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算（1）截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算對于預(yù)應(yīng)力砼簡支梁的正應(yīng)力，因?yàn)榕湓O(shè)了曲線筋束，應(yīng)取總長的二分之一、四分之一、八分之一、支點(diǎn)及鋼束突然變化的地方（截?cái)嗷驈澇隽喉數(shù)龋┮灰贿M(jìn)行驗(yàn)算。在進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算時(shí)，作用(或荷載)取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載還應(yīng)該考慮考慮沖擊系數(shù)。在此僅以跨中截面（）為例，按式（13-82）進(jìn)行驗(yàn)算。此時(shí)有跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為持久狀況下正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力為計(jì)算表明預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力超過了規(guī)范規(guī)定值。但其比值，可以認(rèn)為鋼筋應(yīng)力滿足規(guī)定要求。9.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算本例取剪力和彎矩都有較大的變化點(diǎn)（）截面為例進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)需要增加驗(yàn)算截面。截面面積矩計(jì)算同理可得，不同計(jì)算點(diǎn)處的面積矩，現(xiàn)匯總于表12面積矩計(jì)算表截面類型第一階段凈截面對其重心軸（重心軸位置x=671.9mm）第二階段換算截面對其重心軸（重心軸位置x=692.0mm）第三階段換算截面對其重心軸（重心軸位置x=650.6mm）計(jì)算點(diǎn)位置a-ax0-x0b-ba-ax0-x0b-ba-ax0-x0b-b面積矩符號SnaSnx0SnbS'naS'nx0S'nbS0aS0x0S0b面積矩（mm3)2.040×1082.137×1081.468×1082.147×1082.337×1081.579×1082.296×1082.476×1081.642×108主應(yīng)力的驗(yàn)算，所以有②正應(yīng)力③主應(yīng)力同理，可得及以下梗肋b-b的主應(yīng)力。如下表所示。變化點(diǎn)截面（）主應(yīng)力計(jì)算表計(jì)算纖維面積矩（×108mm3)剪應(yīng)力τ（MPa）正應(yīng)力σ(MPa)主應(yīng)力(MPa)第一階段凈截面Sn第二階段換算截面S'0第三階段換算截面S0σtpσcpa-a2.0402.1472.2960.942.59-0.312.90x0-x02.1372.3372.4760.962.23-0.342.81b-b1.4681.5791.6420.711.16-0.281.56主壓應(yīng)力的限制值混凝土的主壓應(yīng)力限值為，二者比較，可見砼主，按《公路橋規(guī)》的規(guī)定，只需要按照構(gòu)造布置鋼筋。

10抗裂性驗(yàn)算（1）預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力計(jì)算跨中截面。由式（13-99）得由式（13-101）得對于A種類型的部分預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件，拉應(yīng)力應(yīng)滿足由以上計(jì)算知，由式（13-104）得②正應(yīng)力③主拉應(yīng)力同理，可得下梗肋b-b的主應(yīng)力，如表所示。表計(jì)算纖維面積矩（×108mm3)剪應(yīng)力τ（MPa）正應(yīng)力σ(MPa)主拉應(yīng)力σtp(MPa)第一階段凈截面Sn第二階段換算截面S'0第三階段換算截面S0a-a2.0402.1472.2960.462.21-0.09x0-x02.1372.3372.4760.492.18-0.11b-b1.4681.5791.6420.382.15-0.07（2）主拉應(yīng)力的限制值作用頻遇組合下抗裂驗(yàn)算的砼主拉應(yīng)力限值為

4.下部結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1重力式橋墩設(shè)計(jì)資料按照之前的內(nèi)容，橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋。箱量總長度25m，計(jì)算跨徑l=24m。支座選用板式橡膠支座（無上下鋼板），橋面寬度17.5m，設(shè)計(jì)荷載為公路一級，無人群荷載。蓋梁、防震擋塊和樁基礎(chǔ)均為C50號鋼筋混凝土，支座墊石為C50等級鋼筋混凝土容重26kN/m3。4.2橋墩尺寸擬定初步擬定橋墩一般構(gòu)造圖如圖所示，其中樁的長度為15m，蓋梁長度為16m，三根橋墩，蓋梁為1.6×2m的尺寸。橋墩之間的間距為575cm，擋塊為50×70cm的尺寸。墊石位置僅提供示意位置。4.3配筋設(shè)計(jì)蓋梁的配筋如上圖所示，蓋梁的主筋和彎起鋼筋，加強(qiáng)筋的半徑都為14mm，抗剪箍筋為3支箍設(shè)計(jì)，箍筋選用半徑為6mm的HPB400鋼筋。4.4橋墩蓋梁計(jì)算4.4.1外力計(jì)算(1)上部構(gòu)造恒載由主梁計(jì)算可知:主梁和橫隔梁的自重g1=32.0298kN/m，橋面鋪裝g2=9.89kN/m，那么主梁主梁、橫隔梁、橋面鋪裝和欄桿等每延米重量為=(32.0298+9.89)×25×8=8383.96kN，每跨共重8383.96kN，那么作用于一個(gè)橋墩所有支座上的反力共計(jì)：＝8383.96kN。(2)蓋梁、墊石自重p下=（1.6×2×16+0.6×0.7×2+0.15×0.55×0.45×8）×26=1360.762kN(3)車輛荷載在蓋梁的計(jì)算中，應(yīng)當(dāng)使用考慮車道折減系數(shù)的車道荷載。在低等級的道路上，當(dāng)計(jì)算寒冬和橋梁種使用一級車道荷載計(jì)算時(shí)，應(yīng)將用車道荷載計(jì)算出來的的結(jié)果X0.7用以滿足要求。蓋梁中線被集中荷載作用時(shí)為最不好R=305+（10.5×24）/2=431kN(4)汽車沖擊力按照0.3進(jìn)行折算R沖=431×0.3=129.3kN(5)汽車制動力制動力占荷載總重力的十分之一，該荷載由車道中負(fù)載的計(jì)算跨境計(jì)算得出。T1=（305+10.5×24）×10%=55.7二級道路制動力不能少于90kN，所以??；制動力的方向與車行方向相同，其著力點(diǎn)在梁頂面的1.2m處。(6)風(fēng)力由于風(fēng)力對蓋梁的影響非常小，可以忽略不計(jì)，故不考慮。(7)支座摩阻力由于兩個(gè)相鄰孔的跨度相似，并且由于溫度引起的軸承摩擦長度可以相互抵消，因此未考慮軸承摩擦的影響。4.4.2內(nèi)力計(jì)算橋墩處蓋梁的計(jì)算可以直接按照實(shí)際界面進(jìn)行，橋臺處蓋梁計(jì)算，一般可僅選取，矩形臺帽進(jìn)行計(jì)算，背墻及耳墻等內(nèi)容按照恒載進(jìn)行加載即可。根據(jù)JTG3362-2018規(guī)定本設(shè)計(jì)的由外力計(jì)算出來的荷載組合可以知道跨中的彎矩：橋梁橋墩處的滿載：Vdγ0=1.1×（1.2×(8383.96+1360.762)+1.4×(0.7×431+90+129.3)）/3=13665.3/3=4555.1kNM跨中γ0=1.1×0.125×（1.2×(8383.96+1360.762)+1.4×(0.7×431+90+129.3)）×5.75/2=4910.9kN.m(2)橋梁橋臺處單孔滿載：Vγ0=1.1×(1.2×(8383.96+1360.762)+1.4×(0.7×431+90+129.3))/3×0.5=13665.37/3×0.5=2277.6kNM跨中γ0=1.1×0.125×（1.2×(8383.96+1360.762)+1.4×(0.7×431+90+129.3)）×5.75×0.5=2455.5kN.m(3)配筋計(jì)算預(yù)制結(jié)構(gòu)的下部都要有蓋梁，蓋梁采用混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土解耦，在規(guī)范JTG3362-2018規(guī)范出現(xiàn)前，鋼筋砼蓋梁可以根據(jù)一般砼構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。蓋梁有三種計(jì)算方式，1簡支梁，2連續(xù)梁，3鋼架，其中鋼架計(jì)算是規(guī)范推薦的一種計(jì)算方法。蓋梁內(nèi)部通常要配骨架筋、彎起鋼筋、以及箍筋和斜筋。蓋梁計(jì)算跨徑與蓋梁高度的寬高比為5.75/1.6=3.59由規(guī)范JTG3362-2018第