安陽市302省道40km/h時速跨衛(wèi)河大橋1.2水文地質(zhì)目錄TOC\o"1-3"\h\u10756第1章工程概述 第1章工程概述1.1工程名稱安陽市302省道40km/h時速跨衛(wèi)河大橋1.2水文地質(zhì)橋址：安陽市湯陰縣302省道跨衛(wèi)河段地質(zhì)條件：衛(wèi)河，臨江，屬于沙根據(jù)地，黃河故道。地勢西，南稍1/200?1/2000之間的東北坡上面。縣與縣的邊緣，從南到北，其中有一個季節(jié)河湯河，永通河，護(hù)送河，已注入渭河從中部和東部公交東部。土壤為黃黏土和沙礫都白干土。水文條件：衛(wèi)河，在山西太行山，運(yùn)河的中國海河支流南始發(fā)。魏因的名字來源于春秋導(dǎo)出，河全長344.5公里長河中，超過400公里，總長度的14970平方公里的流域面積。水的量減少以后，基本上不能通航。衛(wèi)河流域年降水量一般在600毫米左右，達(dá)到700毫米的太行山區(qū)的西部約100mm年徑流量，基于0.45-0.67年徑流量Cv值的大徑流際變化惡化。1.3：橋梁設(shè)計基本要求道路和橋梁在高速公路應(yīng)根據(jù)作用，性質(zhì)和未來發(fā)展的需要，除應(yīng)符合技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，耐用，經(jīng)濟(jì)合理的要求符合，應(yīng)根據(jù)美學(xué)原理設(shè)計和環(huán)保，且易于考慮建設(shè)，因地制宜等因素的維護(hù)。1.3.1使用上的要求橋梁是現(xiàn)代生活中必不可少的一部分，行車、行人、泄洪、通航都少不了橋梁的參與，在前期在設(shè)計師必須考慮便于維修等問題。橋梁各結(jié)構(gòu)必須滿足各種荷載作用要求。1.3.2經(jīng)濟(jì)上的要求橋梁設(shè)計要符合經(jīng)濟(jì)合理的要求，在滿足各方面要求的前提下盡量節(jié)約成本費(fèi)用。應(yīng)充分考慮橋梁在使用期間產(chǎn)生的各項費(fèi)用，橋梁設(shè)計應(yīng)因地制宜，節(jié)約成本，施工方便?？s短工期，盡早投入使用。1.3.3結(jié)構(gòu)和尺寸上的要求橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要滿足四項基本要求：（1）剛?cè)岵?jì)（2）多道防線（3）抓大放?。?）打通關(guān)節(jié)1.3.4施工上的要求橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮橋梁施工便宜性。盡量使用先進(jìn)機(jī)械，要有創(chuàng)新意識，使用新的施工工藝，以便加快施工速度，提高施工質(zhì)量，保證安全措施。1.3.5美觀上的要求在現(xiàn)代生活中，橋梁不僅僅是作為一種建筑來滿足人們的日常生活，更是作為一種觀賞物，在滿足需要的同時還可以讓人賞心悅目。橋梁要結(jié)構(gòu)合理勻稱，而且不僅僅是幫助人類改變自然，更關(guān)鍵的是連接自然，促進(jìn)自然，融入自然，同時還要配合臨近建筑物，增加整體美觀。方案比選2.1方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋梁橋跨結(jié)構(gòu)：4×40m預(yù)應(yīng)力簡支T型梁。橋墩為柱形，直徑為100mm,支座設(shè)置為板式橡膠支座。橋面凈空：1.5m(人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）=12（m)孔跨布置：橋梁總長156m，橋面寬度12m，4跨4×40m，最大跨40m。附屬工程：橋面是瀝清混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，混凝土厚度8cm,設(shè)置人行護(hù)欄，設(shè)置U型形鋅鐵皮式伸縮縫，橋頭搭板形式為下置式。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計行車速度40KM/h設(shè)計荷載公路II級設(shè)計洪水頻遇百年一遇基本地震烈度VI度設(shè)計基本地震加速度值0.05g設(shè)計使用年限100年橋跨布置如圖2-1所示：2.2方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋橋跨結(jié)構(gòu)：1440+1600×7+1440m簡支空心板。橋面凈空：1.5m(人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）支座設(shè)置：板式橡膠支座。橋墩設(shè)置：柱形橋墩附屬工程：橋面是瀝清混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，混凝土厚度8cm,設(shè)置防撞護(hù)欄，設(shè)置U型形鋅鐵皮式伸縮縫，橋頭搭板形式為下置式。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計行車速度40KM/h設(shè)計荷載公路II級設(shè)計洪水頻遇百年一遇基本地震烈度VI度設(shè)計基本地震加速度值0.05g設(shè)計使用年限100年橋跨布置如圖2-2所示：2.3比選方案一方案二施工工藝技術(shù)成熟，施工難度小，結(jié)構(gòu)簡單技術(shù)成熟，施工難度一般后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低一般美觀干凈利落，簡潔明快曲線形底面，美觀受力特點簡單，靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布均勻，屬于超靜定結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計宗旨，橋型的方案應(yīng)滿足技術(shù)可靠，施工方便，受力合理的原則，而且橋型要保持美觀，要與當(dāng)?shù)丨h(huán)境協(xié)調(diào)一致由以上綜合因素比較，選擇方案一，預(yù)應(yīng)力混凝土間支橋梁第3章上部結(jié)構(gòu)計算3.1：設(shè)計資料3.1.1：橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m主梁全長:39.96m計算跨徑：38.86m橋面凈寬：1.5m（人行道）+9m（行車道）+1.5m（人行道）=12m3.1.2:設(shè)計荷載公路等級：公路-Ⅱ級，設(shè)計人群荷載：3.00KN/m；每一側(cè)的人行道護(hù)欄作用力：1.52KN/m,；每側(cè)人行道重3.58KN/m。3.1.3：材料及工藝主梁澆筑的混凝土強(qiáng)度和欄桿，橋面板的混凝土強(qiáng)度一樣，強(qiáng)度級別為，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φs15.2，共6束，的值為1860MPa。3.1.4：基本計算數(shù)據(jù)基本計算數(shù)據(jù)見表3.1表3.1基本計算數(shù)據(jù)名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度fcu,kMPa50彈性模量EcMPa3.45×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fckMPa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftkMPa2.64軸心抗壓設(shè)計強(qiáng)度fcdMPa23.1軸心抗拉設(shè)計強(qiáng)度ftdMPa1.89短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力0.7f'ckMPa20.72容許拉應(yīng)力0.7f'tkMPa1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合:容許壓應(yīng)力0.5fckMPa16.2容許主壓應(yīng)力0.6fckMPa19.44短期效應(yīng)組合:容許拉應(yīng)力σst-0.85σpcMPa0容許主拉應(yīng)力0.6ftkMPa1.59φs15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpkMPa1860彈性模量EpMPa1.95×105抗拉設(shè)計強(qiáng)度fpdMPa1260制應(yīng)力最大控σcon0.75fpkMPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)組合0.65fpkMPa1209材料重度鋼筋混凝土γ1KN/ｍ325.0瀝青混凝土γ2KN/ｍ323.0鋼絞線γ3KN/ｍ378.5鋼束與混凝土的彈性模量比αEp無綱量5.65表中：，。3.2:橫截面布置3.2.1：主梁間距與主梁片數(shù)梁高與跨徑的增大時，主梁間距也增大來提高經(jīng)濟(jì)效益，提高主梁的截面效率指標(biāo)ρ用加寬翼板的方法來實現(xiàn)。在允許的條件下適當(dāng)加寬T梁翼板主梁間距采用2200mm，采用4片主梁3.2.2主梁高度通常間距增加作為主光束和高光束跨度更經(jīng)濟(jì)加寬，同時提高了主光束的截面加寬葉片效率參數(shù)ρ是有效的。因此，適當(dāng)允許范圍內(nèi)加寬T梁的翼板，主梁的間距用2200毫米間隔，選用4片主梁。3.2.2：翼板和梁腹設(shè)計翼緣板的厚度有多方面原因來決定，其中最主要的就是由橋面板上傳遞下來的局部荷載來決定，同時翼緣板受彎時的抗壓強(qiáng)度也必須考慮進(jìn)去，每一個細(xì)節(jié)都不能放過。預(yù)制T梁的翼板厚度取150毫米，為了使翼緣根部較大的彎矩在翼板的承受范圍之內(nèi)，翼板根部加厚到270毫米，腹板厚度取200毫米馬蹄的總橫截面面積，這是正確的大小的10％至20％的馬蹄面積。這種設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼束布置成三層，在三個光束的最一行，馬蹄寬度為500mm，高度300毫米，和web馬蹄三角測量過渡交界處，100毫米的高度，主波束根據(jù)上述初始大小來確定預(yù)制主梁跨中界面圖如下:主梁跨中截面圖A主梁結(jié)構(gòu)圖T型預(yù)制梁跨中處截面3.2.3：截面幾何特征計算受壓翼緣有效寬度按照《公路橋規(guī)》，對于T型截面受壓翼緣的計算寬度應(yīng)該取下列數(shù)值中的最小值：①≤1/3=38860/3=12953②≤相鄰兩主梁的平均間距=2200mm③≤b+2+12=2200+2×210+1000=3440mm式中：b—為梁板寬度—為承托長度，此處>3，取=3×120=260mm=2200mm全截面幾何特性的計算截面行心至上緣的距離為:檢驗截面效率指標(biāo)ρ（希望ρ在0.50以上）上核心點激勵截面重心：下核心點距離截面重心：截面效率指標(biāo)：通過分析，主梁中截面尺寸選擇合理。分塊名稱分塊面積A(cm2)分塊面積型心與上緣距離y(cm)分塊面積型心與上緣靜距S=Ay(m3)分塊面積的自身慣矩Id=y1-y(cm)分塊面積對截面型心慣矩主梁跨中大毛截面的幾何特征翼板3007.50225003900055.289168000三角承托4081915960700043.781610000腹板3000752250005625000-12.22448000下三角150146.722005400-83.921056000馬蹄1500165247500113000-102.2215673000∑8490532965580100027973000主梁跨中小毛截面的幾何特征翼板21007.5157503900061.838029000三角承托8401915960700050.332128000腹板3000752250005625000-5.6796000下三角150146.722005400-77.37878000馬蹄1500165247500113000-95.6713729000∑7590526215578400024859000表3.2跨中截面幾何特性計算表橫截面沿跨長的變化使用主光束的形式的輪廓，沿著翼板長度T形梁恒定的厚度，梁錨頭端部，由于具有加較大的局部應(yīng)力，因此，梁腹板的端部的加厚到500毫米與馬蹄形同寬。5.橫隔梁的設(shè)置在橋跨中點，支點處和四分點設(shè)置間距七道橫隔梁，間距分別為6m,7m,7m,7m,7m,6m橫隔板的下部厚度和上部的厚度分別為230毫米、250毫米。3.3主梁作用效應(yīng)3.3.1永久作用效應(yīng)(1).永久作用集度預(yù)制梁自重（一期恒載）按跨中截面計算，主梁的恒載集度：g（1）=0.759×25=18.98KN/m變截面的過渡區(qū)段折算成的恒載集度：梁端腹板加寬所增加重力折算成的恒載集度：中間橫隔梁體積：端部橫隔梁體積：邊主梁橫隔梁恒載集度為：中主梁的橫隔梁恒載集度為：邊主梁一期恒載集度為：==18.98+0.67+0.45+0,40=20.50KN/m中主梁一期恒載集度為：=18.98+0.67+0.45+0.80=20.90KN/m二期恒載預(yù)應(yīng)力T型梁翼緣板集度：橋面8厘米混凝土鋪裝自重引起的荷載集度：橋面5厘米瀝青鋪裝自重引起的荷載集度：五片梁均勻承擔(dān)橋面鋪裝的自重有：欄桿一側(cè)的人行、防撞護(hù)欄分別重為1.52KN/m、3.58KN/m由五片梁均勻承擔(dān)人行道和護(hù)欄自重有：g(7)=（1.52+3.58）×2/5=2.04KN/m二期永久作用荷載集度：=2.25+5.67+2.04=9.96KN/m截面離左側(cè)支座的距離x應(yīng)滿足α=x/l計算要求。主梁的彎矩和剪力計算公式為：表3.3永久作用效應(yīng)表3.3.2:可變作用效應(yīng)車道折減系數(shù)與沖擊系數(shù)簡支梁橋基頻計算式中：l=38.86E=3.45×N/則汽車荷載沖擊系數(shù)如下：所以主梁的荷載橫向分布系數(shù)承重結(jié)構(gòu)的長寬比：抗扭慣矩右近似計算：翼緣板平均厚度：馬蹄部分的換算平均厚度：的計算結(jié)果見下表：表3.4分塊名稱/（）翼緣板2.200.210.100.312腹板1,240.200.160.299馬蹄0.50.350.700.189計算抗扭系數(shù)β主梁間距相同，所以將主梁近似看成等截面，則：式中：G=0.4E，l=38,86,A=4.4m,a=2.2m,a=0m,a=-2,2m,a=-4.4m計算得：按修正剛性橫隔梁法計算橫向影響線坐標(biāo)：式中：計算所得值見下表表3.5計算主梁橫向分布系數(shù)并分析最不利作用下圖為2號梁橫向影響線與最不利作用布置圖：車輛可變荷載橫向分布計算：人群可變荷載橫向分布系數(shù)計算得3：支點處的荷載橫向分布系數(shù)：荷載橫向分布影響線如下圖布置：車輛，人群可變荷載分別為單片梁的可變荷載橫向分布系數(shù)如圖布置表3.6橫向分布系數(shù)4.設(shè)計車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值、集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：和均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=10.5×0.75=7,875KN/m計算彎矩時：=剪力：5：可變作用效應(yīng)可變作用效應(yīng)主要考慮汽車荷載和人群荷載的影響，，橫向分布系數(shù)的選取由支點處到第一根橫梁段過渡，其他梁端的值為。：主梁跨中截面的剪力、彎矩最大值式中：人群荷載因雙車道不折減，故，跨中彎矩和剪力見下表：表3.7跨中彎矩和剪力截面荷載類型或yS公路-級7.875236.61.2280.528188.76y=9.7152454.17人群2.25————0.735188.76312.16公路-級7.875283.921.2280.5284.8560.5116.84人群2.25————0.7354.8568.032：求主梁四分之一截面處最大彎矩和剪力當(dāng)最大剪力與彎矩通過四分之一主梁處截面時的作用效應(yīng)計算簡圖求得：車輛可變荷載標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：=0.5×0.528×7。875×7.286×38.89+0.5×（1.634+0.545）×（0.735-0.528）×5,7×7,875+0.528×236.6×7.286=1552.58(KN/m)=7.875×0,5×0,528v0.75×25.425+0.5×(0.735-0.528)×5.7×7.875×0.0.061+0.528×283.92×0.75=152.35(KN/m)車輛可變荷載沖擊效應(yīng)：M=1552.58×0.211=327.59(KN/m)V=152.35×0,211=32.15(KN/m)人群可變荷載效應(yīng)：=0.5×0.417×5.45×7.286×38.86-0.5×0.417×(1.634+0.545)×5.7×5.25=308.13(KN/m)=0.5×0.417×5.25×0.75×25.425-0.5×0.417×5.7×5.25×0.061=20.49(KN/m)3:支點截面處的剪力最大值橫向分布系數(shù)沿橋縱方向的變化圖形和支點剪力影響線如下圖：橫向分布系數(shù)變化長度：M變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為利用公式計算，得：=1.228×1×7.875×【0.528×19.43+0.5×6.5×（0.417-0.528）×0.972】=95.82KN則支點處最大剪力為：車輛可變荷載沖擊效應(yīng)：=241.21×0.211=50.90KN支點截面人群最大荷載最大剪力：0.735×2.25×19.43+0.5×6.5×(0-0.684)×2.25×0.972=27.80KN3.3.3主梁作用效應(yīng)組合表3.8主梁作用效應(yīng)組合2號梁序號荷載類別跨中四分點支點(KN)(KN)(KN)1第一期永久作用3869.6302902.22199.16398.322第二期永久作用1880.0701410.0696.76193.523總永久作用5749.704312.28295.92591.844可變作用（汽車）2454.17116.841552.58152.35241,215可變作用（汽車）沖擊517.8224.65327.5932.1550.906可變作用（人群）312.168.03308.1320.4927.807標(biāo)準(zhǔn)組合9033.85149.526500.58500.91911.758短期組合8048.61104.665843.88439.41815.789極限組合11497.45209.338238.36642.091158.083.4：布置及估算預(yù)應(yīng)力束3.4.1：估算跨中截面鋼筋束1：.按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼筋束數(shù)當(dāng)混凝土截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力時，得到的鋼束數(shù)n的計算公式可按下式計算—大毛截面形心到上緣的距離—大毛截面抗彎慣性矩，，。假設(shè)，則：2：按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)綜合上述兩種極限狀態(tài)取n=9。3.4.2：預(yù)應(yīng)力鋼束布置1：跨中截面以及錨固端截面的鋼束布置此鋼束用預(yù)應(yīng)力管道外徑77毫米，外徑70毫米金屬波紋管插入孔中，管道的底梁和梁側(cè)為30毫米和的管徑的1/2的最小間距，所述管是進(jìn)一步不小于線性間距40毫米，并且不小于所述管的直徑的0.6倍，按照設(shè)計要求，橫截面選擇的配置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下所示，其中由鋼跨度部分的束光束中心獲得底部的重心：錨固端截面幾何特性計算表如下：表3.9錨固端截面幾何特性計算表分塊名稱cm翼板33007.5247056187562.641294843913010314三角承托357.517.176138532.2552.971003080.9100613.15腹板825097.580437518717-27.366175699.224892886.711907.583521838003813.85由表分析計算得出通過計算分析可知，鋼束群重心位于允許范圍內(nèi)，滿足要求。鋼束計算鋼束上部和下部的彎起角為，預(yù)應(yīng)力鋼束的線性設(shè)計為直線加圓弧，整根鋼束設(shè)置在同一個平面內(nèi).鋼束起彎點至跨中的距離鋼束錨固點至支座中心線的水平距離的計算：封錨尺寸圖（單位mm)鋼束計算圖示（尺寸mm).鋼束重心位置的控制截面計算計算截面在曲線端時，計算公式如下：計算截面接近錨固點的直線端時，計算公式如下：單跨主梁單片梁所需要的鋼絞線數(shù)量計算見下表：表3.10界面的鋼束位置及鋼束群重心位置鋼束號N1(N2)N3(N4)N5N6彎起高度22.043.3111133.3（cm)13.1912.1925.8825.88(cm)9.8131.1185.12107.42(cm)100100100100(cm)98.2699.2596.5996.59()771515R(cm)1282.924173.602498.093152.55(cm)155.04508.63646.56815.94(cm）1301.03920.75797.49620.073.5計算主梁截面的幾何特征3.5.1計算截面面積和慣性矩1：計算凈截面幾何特征預(yù)應(yīng)力階段按：截面積（n=6，）截面慣性矩：計算結(jié)果如下圖所示：表3.11跨中翼緣全寬截面面積與慣性矩截面鋼束號(cm)R(cm)Sinαcosα(cm)(cm)(cm)四分點N1(N2)未彎起.1201.31————8.98.914.26N3(N4)未彎起4231.59————15.915.9N5未彎起2498.09————9.09.0N6139.933152.550.0440.99916.719.81支點直線段y70.1N1(N2)20.9731.94.019.025.2N3(N4)42.8727.92.9615.955.6N51021529.88.039.0111N61331522.66.0616.71432..截面幾何特征換算整體界面集合特性計算的公式如下：截面的面積截面的慣性矩查表得：=5.56計算有效荷載分布寬度內(nèi)截面幾何特性取下列數(shù)值中的最小值：①≤1/3=38860/3=12953②≤相鄰兩主梁的平均間距=2200mm③≤b+2+12=2200+2×210+1000=3440mm式中：b—為梁板寬度—為承托長度，此處>3，取=3×120=260mm所以，取受壓翼緣有效寬度=2200mm根據(jù)設(shè)計原則，結(jié)果應(yīng)取全寬截面值才能滿足設(shè)計規(guī)范要求3.5.2截面靜矩計算靜矩計算圖示如下：表3.12跨中截面對重心軸靜矩計算結(jié)果3.5.3截面幾何特征計算通過以上計算，得出截面幾何特性值表3.13主梁截面幾何特征值截面分塊名稱分塊面積cm）分塊面積重心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩全截面重心至上緣距離（cm）分塊面積的自身慣矩（cm）Ib=180cm凈截面毛截面759071.96330467.939839224-3.9512072435527613.04扣管道面積-279.4187.15-52289.7—-119.2-3332235.57310.6——58131.339839224—-3211510B=250cm換截面毛截面849064.164035476.94465238212.83.5647674460換算面積234.36187.1558766——-110.25-110.048724.36251.2586562044652382——3.5.4驗算主梁截面應(yīng)力與承載力1.對持久力狀態(tài)下極限狀態(tài)承載力進(jìn)行驗算在承載能力極限狀態(tài)下，分別驗算正截面和斜截面的承載能力。從以下幾個方面對正截面承載力進(jìn)行驗算受壓區(qū)高度當(dāng)成立時，則判斷中性軸在翼緣板內(nèi)當(dāng)則判斷中性軸在腹板內(nèi)經(jīng)比較，中性軸在翼板內(nèi)。設(shè)中性軸到截面上緣距離為x，則:計算截面上緣與中性軸的距離（設(shè)為x）式中：=0.40根據(jù)以上計算結(jié)果分析可知，此處截面發(fā)生塑性破壞。（3）.驗算正截面承載力正截面承載力按下式計算：（跨中）由以上可知，主梁跨中正截面承載力滿足設(shè)計要求。最小配筋率驗算 ，綜上，需要配置普通鋼筋受壓區(qū)高度計算計算普通鋼筋：即在梁底布置6根直徑16mm的HRB400鋼筋，，以滿足最小配筋率的要求。2從以下幾個方面對斜截面進(jìn)行承載能力驗算復(fù)合主梁尺寸用以下公式計算斜截面的抗剪承載力式中：B取550mm綜上，斜截面承載能力滿足要求。驗算抗剪承載力由以上計算結(jié)果可知，需要驗算斜截面抗剪承載力.選定截面頂端位置距離支座h/2處截面的坐標(biāo)為：取正截面有效高度，則斜截面頂端坐標(biāo)為：X=19800-1728.5=18071.5,則箍筋計算選用的雙支帶肋鋼筋，則箍筋總面積為：箍筋間距，箍筋抗拉強(qiáng)度，箍筋配筋率為：《公路橋規(guī)》規(guī)定，250mm以內(nèi)的配筋率不小于0.12%，箍筋直徑大于10mm，且間距應(yīng)小于200mm，則該設(shè)計滿足設(shè)計要求，同時，在靠近支點處，箍筋加密?？辜舫休d力計算主梁斜截面抗剪承載力：式中：b=448.6—斜截面內(nèi)配筋率，預(yù)應(yīng)力鋼束抗拉強(qiáng)度為1260Mpa，N1—N6鋼束的見下表表3.14正截面處的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束距離支座h/2處斜截面頂端N1(N2)30.971181.920.02620.999699.4737.12N3(N4)399.254173.60.09570.995416.735.90N5456.552498.090.18280.9832950.97N6633.973152.550.020110.979616.781.01主梁最不利截面處斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計要求。.持久應(yīng)力狀態(tài)下驗算正常使用極限狀態(tài)下抗裂計算正截面抗裂驗算對預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用頻遇效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列要求：計算過程和結(jié)果見下表：表3.15正截面抗裂驗算表應(yīng)力部位跨中下緣四分點下緣支點下緣（1）47588.4749448.552068.78（2）481688650241382004050（3）7063.67369.611026.18（4）246195.96284560342958.28（5）328144.43287260373069.56（6）257176019822100（7）652270056414000（8）=（1）/（3）6.96.594.63（9）=（2）/（4）19.5617.655.84（10）=（8）+（9）26.4624.2410.47（11）=（6）/（4）10.446.970（12）=（（7）-（6））/（5）12.0412.740（13）=（11）+（12）22.4819.710（14）=（13）-0.85（10）-0.86-1.31-8.9（2）.斜截面抗裂驗算混凝土主對角線拉伸應(yīng)力裂紋性控制斜截面?；炷恋挠嬎銜r的最危險的部分的主跨度拉伸應(yīng)力的選擇和在橫截面寬度檢查的重心的快速變化預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在作用頻遇作用效應(yīng)組合下，斜截面的主拉應(yīng)力應(yīng)符合： 表3.16截面主應(yīng)力部位跨中a-a7.790.409-0.02097o-o7.030.444-0.02790n-n7.041.777-0.42303b-b5.660.361-0.02296四分點a-a5.501.626-0.44460o-o5.431.798-0.54159n-n5.401.777-0.53179b-b5.261.723-0.51418支點a-a1.561.783-1.16537o-o4.442.465-1.09661n-n4.632.489-1.08375由上表可知，最大主拉應(yīng)力為1.16537Mpa，符合規(guī)范要求。驗算主梁恒載狀態(tài)下正，斜截面的應(yīng)力.正截面混凝土壓應(yīng)力使用階段正截面應(yīng)力應(yīng)滿足：式中：計算結(jié)果見下表，四分點下緣的正應(yīng)力最大，等于,滿足設(shè)計規(guī)范要求。表3.17正截面混凝土壓應(yīng)力驗算表應(yīng)力部位跨中上跨中下支點上支點下四分上四分下485784857845887458875105951059480866848086685024318502431820040502004150693669366936693611026110264070892461964073602465084790463429585380693281445344312491245627453730702571570257157019288101928810007586950417150069180503128620007.007.006.626.624.634.63-11.8119.53-12.3320.38-4.185.84-4.8126.54-5.7227.000.4510.476.32-10.454.73-7.82009.32-4.889.34-4.820015.64-15.3214.07-12.640010.8311.218.3514.360.4510.47預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算使用階段預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力應(yīng)滿足式中：N2為最不利鋼筋，驗算該處，計算結(jié)果見下表，跨中截面的拉應(yīng)力為，為最大拉應(yīng)力，符合要求。表3.18N2號預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算表應(yīng)力部位跨中四分點支點27614680.3727643460.453597623.6736690243.0130586622.5040381671.28103.17103.1495.90102.81113.7799.242571750192881007586950691895009.617.20014.0518.56023.6625.750133.69145.510866.15826.47896.44999.83971.98896.44截面混凝土主壓應(yīng)力驗算該設(shè)計分別對跨中，四分點，支點截面進(jìn)行主壓力驗算，計算結(jié)果見下表：主梁構(gòu)件斜截面主壓應(yīng)力應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計要求：截面主應(yīng)力部位跨中a-a9.720.4879.74o-o7.030.5367.07n-n7.050.5287.09b-b9.930.4309.95四分點a-a7.332.2757.89o-o5.432.8196.63n-n4.882.8116.16b-b11.630.48711.65支點a-a1.562.0552.98o-o4.442.8565.84n-n4.632.8295.97由計算結(jié)構(gòu)可知，最大主壓應(yīng)力為11.65Mpa，符合規(guī)范要求。活載狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗算預(yù)加應(yīng)力階段：該設(shè)計考慮預(yù)應(yīng)力鋼束在混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%時開始張拉，則：計算結(jié)果見下表，由表可知，上緣最大拉應(yīng)力為，下緣最大壓應(yīng)力，由于純在拉應(yīng)力，；需要配筋率不小于0.20%的普通鋼筋。其中，A=6936.6現(xiàn)選配12根直徑14mm的HRB335鋼筋，，均布于翼緣上部。表3.20預(yù)加應(yīng)力階段的法向應(yīng)力計算表應(yīng)力部位跨中上緣跨中下緣四分點上緣四分點下緣支點上緣支點下緣4857848578458874588751059510594808668480866850243185024318200405020040506936.66936.66936.66936.61102611026407089246196407360246508479046342958257175025717501928810192881000776.626.624.634.63-11.8119.53-12.3320.38-4.185.84-4.8126.54-5.7227.000.4510.476.32-10.454.73-7.82001.5116.09-0.9819.170.4510.47主梁端部的局部承壓計算驗算截面尺寸張拉時應(yīng)力應(yīng)控制在1395Mpa以下采用夾片式群錨，錨墊尺寸為，喇叭管尾端內(nèi)徑為70毫米波紋管。錨具在梁端布置情況如下圖：夾片錨具體系驗算最不利的1號（或2號）鋼束的局部承壓能力：由以上計算可知，主梁局部受壓區(qū)的截面尺寸滿足要求。局部抗壓承載力驗算計算公式為：主梁端部的局部承壓滿足規(guī)范要求。主梁變形驗算計算由預(yù)計應(yīng)力引起的跨中反拱度全梁平均預(yù)加力矩計算值為L/4處的截面處的使用階段永久存在預(yù)加力矩作用作為，截面慣性矩采用預(yù)加力階段（第一階段），的截面慣性矩，為方便計算，可仍取梁1/4處的截面慣性矩作為全梁平均值。主梁跨中截面上的拱值：簡化為：=5.04cm考慮準(zhǔn)永久效應(yīng)的預(yù)加力引起的上拱值：計算由荷載引起的跨中撓度主梁慣性矩在各控制面的換算截面不相同，取梁L/4截面處的換算截面慣性矩作為全梁平均值計算簡支梁撓度驗算式：考慮撓度（由準(zhǔn)永久作用的一期恒載，二期恒載引起）：可變荷載引起的跨中撓度：恒載引起的長期撓度值為：結(jié)構(gòu)剛度驗算結(jié)構(gòu)剛度滿足要求。預(yù)拱度的設(shè)置滿足規(guī)范要求，可不設(shè)置預(yù)拱度。第4章支座4.1確定支座的厚度主梁的計算溫差,則每一個支座的承受的水平位移為：假設(shè)在40米的橋梁不滿一對車輛荷載，一側(cè)車道上的總重力為10%，則計算一側(cè)車道的總荷載為取制動力，則每個支座承受的水平力支座的橡膠層設(shè)計：受汽車制動力影響時：不受汽車制動影響時：綜上計算結(jié)果選取支座尺寸。4.2驗算支座的偏轉(zhuǎn)支座的平均壓縮變形：梁端轉(zhuǎn)角，偏轉(zhuǎn)按以下公式驗算：4.3抗滑穩(wěn)定性驗算4.3.1考慮汽車制動力影響4.3.2不考慮汽車制動影響兩種情況均滿足設(shè)計規(guī)范要求。第5章下部結(jié)構(gòu)計算根據(jù)實際情況和設(shè)計規(guī)范，在滿足成立要求的情況下，初步擬定橋墩的尺寸如圖5.1立面圖側(cè)面圖5.1蓋梁設(shè)計5.1.1承載力要求計算（1）上部結(jié)構(gòu)永久荷載計算永久荷載計算結(jié)果見下表：表5.1永久荷載計算每片邊梁自重每片中梁自重一孔上部構(gòu)造總重每一個支座恒載反力1,52，434987.36邊梁1,5中梁2,4中梁336.1337.2137.21441.7460.5460.5（2）蓋梁自重和內(nèi)力計算蓋梁的自重和產(chǎn)生的彎矩見表5.2：表5.2彎矩截面自重（KN)彎矩剪力（左）剪力（右）1-112-3.1-14-142-221-27-37-373-319-56-56-564-4166671715-5660005.1.2活載計算（1）活載橫向分布計算可變荷載橫向分布系數(shù)計算時，荷載對稱布置時用杠桿原理法，非對稱布置用偏心壓力法。單列車對稱布置時：雙列車對稱布置時：單列車非對稱布置：已知：則：雙列車非對稱布置：已知則人群荷載：兩側(cè)有人群對稱布置時：單側(cè)有人群非對稱布置時：已知由則假設(shè)活載沿橋的方向移動時，求活載的最大支座反力Π級公路，單孔布置荷載，單列車時：單孔布置荷載，雙列車時：雙孔布置荷載，單列車時：雙孔布置荷載，雙列車時：人群荷載，如圖所示：單孔滿荷載時：雙孔雙荷載時：各梁恒載，活載反力最大值組合設(shè)計見表6.3，沖擊系數(shù)取1.333表5.3活載反力最大值編號荷載1號梁2號梁3號梁4號梁5號梁1恒載767.13799.22799.22799.22767.122雙列對稱137.71673.26826.26673.26137.713雙列非對稱413.95334.39254.82175.2595.694人群對稱113.86-27.110-27.11113.865人群非對稱67.4847.4227.368.72-12.7761+2+41018.691445.371625.481445.371018.6971+2+5972.311519.91652.841479.76892.0681+3+41294.931106.51054.04947.36976.6791+3+51248.551181.031081.4981.75850.045.2雙柱反力計算計算結(jié)果見表5.4表5.4雙柱反力計算荷載組合情況計算式反力組合6公路-Π級雙列對稱，人群對稱（1018.69×6.7+1445.37×4.7+1625.48×2.7+1479.76×0.7+1018.69×1.5）×1/5=4114.2254114.225組合7公路-Π級雙列對稱，人群非對稱（972.31×6.7+1519.9×4.7+1652.84×2.7+1479.76×0.7+892.06×1.5)×1/5=4098.8134098.813組合8公路-Π級雙列非對稱，人群對稱(1294.93×6.7+1106.5×4.7+1054.04×2.7+947.36×0.7+976.67×1.5)×1/5=3770.1293770.129組合9公路-Π級雙列非對稱人群非對稱(1248.55×6.7+1181.03×4.7+1081.4×2.7+981.75×0.7+850.04×1.5)×1/5=3759.6383759.638由表的計算可知，偏載左邊的立柱反力最大（G1>G2），并由組合6控制設(shè)計，此時，5.3橋墩橋柱設(shè)計橋墩為柱形，直徑為100cm，混凝土強(qiáng)度為C30，主筋為HRB4005.3.1恒載計算上部結(jié)構(gòu)單孔恒載:4987.36KN蓋梁自重：309.45KN橫系粱重：70KN墩柱自重：60KN作用墩柱底面的恒載垂直力為：5.3.2活載計算（1）人群荷載單孔行人（單側(cè)）:雙孔行人（單側(cè)）：車輛荷載單孔，單列車：相應(yīng)制動力：60.96KN雙孔，單列車：相應(yīng)制動力90.83KN取制動力為90KN5.3.3雙柱反力橫向分布計算R1R1R22.1m2.1m2.1mPR1R22.1m2.1mP0.55單列雙列單列車時：雙列車時：單側(cè)人群：雙側(cè)人群：5.3.4荷載計算表5.5荷載計算表荷載情況最大