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1、预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 通用图计算书目 录1 计算依据与基础资料11.1 标准及规范11.1.1 标准11.1.2 规范11.1.3 参考资料11.2 主要材料11.3 设计要点22 横断面布置22.1 横断面布置图22.2 预制T梁截面尺寸32.3 T梁翼缘有效宽度计算43 汽车荷载横向分布系数、冲击系数的计算43.1 汽车荷载横向分布系数计算43.1.1 车道折减系数43.1.2 跨中横向分布系数43.2 汽车荷载冲击系数值计算63.2.1汽车荷载纵向整体冲击系数63.2.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数74 作用效应组合74.1 作用的标准值74.1.1 永久作用标准值7
2、4.1.2 汽车荷载效应标准值84.2 作用效应组合104.2.1 基本组合（用于结构承载能力极限状态设计）104.2.2 作用短期效应组合(用于正常使用极限状态设计)124.2.3 作用长期效应组合（用于正常使用极限状态设计）134.3 截面预应力钢束估算及几何特性计算154.3.1 全预应力混凝土受弯构件受拉区钢筋面积估算154.3.2 截面几何特性计算185 持久状态承载能力极限状态计算205.1 正截面抗弯承载能力205.2 斜截面抗剪承载力验算205.2.1 验算受弯构件抗剪截面尺寸是否需进行抗剪强度计算205.2.2 箍筋设置235.2.3 斜截面抗剪承载力验算256 持久状况正常
3、使用极限状态计算266.1 预应力钢束应力损失计算266.1.1 张拉控制应力266.1.2 各项预应力损失266.2 温度梯度截面上的应力计算316.3 抗裂验算336.3.1 正截面抗裂验算336.3.2 斜截面抗裂验算356.4 挠度验算376.4.1 汽车荷载引起的跨中挠度376.4.2 预制梁是否设置预拱值的计算387 持久状态和短暂状况构件应力验算407.1 使用阶段正截面法向应力验算407.1.1 受压区混凝土的最大压应力407.1.2 受拉区预应力钢筋的最大拉应力417.2 使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算427.3 施工阶段应力验算448 桥面板计算468.1 边梁内翼缘
4、根部配筋计算468.1.1 荷载标准值计算468.1.2 极限状态承载力计算488.1.3 抗裂计算498.2 边梁外翼缘根部配筋计算508.2.1 荷载标准值计算508.2.2 极限状态承载力计算518.2.3 抗裂计算528.3 翼缘底面配筋计算538.3.1 荷载标准值计算538.3.2 极限状态承载力计算558.3.3 抗裂计算569 横隔梁计算579.1 作用于横隔梁上的计算荷载579.2 跨中横隔梁的内力影响线589.2.1 绘制弯矩影响线589.2.2 绘制剪力影响线599.2.3 车道荷载横向加载609.3 跨中横隔梁的内力计算609.4 跨中横隔梁的配筋计算619.4.1 截
5、面特征619.4.2 配筋计算629.4.3 裂缝计算63中交第二公路勘察设计研究院 III预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算书（30m预应力混凝土简支T梁）1 计算依据与基础资料1.1 标准及规范1.1.1 标准跨径：桥梁标准跨径30m；计算跨径(正交、简支)28.9m；预制T梁长29.92m设计荷载：公路级桥面宽度：分离式路基宽24.5m(高速公路），半幅桥全宽12.0m0.5m(护栏墙)+11.0m(行车道)+0.5m(护栏墙)12.0m桥梁安全等级为一级，环境条件为类1.1.2 规范公路工程技术标准JTG B01-2003公路桥梁设计通用规范JTG D60-2004（简称
6、通规）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004（简称桥规）1.1.3 参考资料公路桥涵设计手册桥梁上册（人民交通出版社2004.3）1.2 主要材料1）混凝土：预制T梁及湿接缝为C50、现浇铺装层为C40、护栏为C302）预应力钢绞线：采用钢绞线，3）普通钢筋：采用HRB335，1.3 设计要点1）本计算中简支T梁按全预应力构件进行设计，现浇层80mm的C40混凝土不参与截面组合作用；2）预应力钢束张拉控制应力值;3）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d;4）环境平均相对湿度RH=55;5）存梁时间为90d；6）不均匀沉降为5mm；7）温度梯度效应计
7、算的温度基数，。2 横断面布置2.1 横断面布置图2.2 预制T梁截面尺寸边、中梁毛截面几何特性 表21（全截面）边梁中梁（2号梁）毛截面面积抗弯惯矩截面重心到翼缘距离毛截面面积抗弯惯矩截面重心到翼缘距离支点几何特性1.33440.54210.77181.33440.54210.7718跨中几何特性0.89600.43760.67460.89600.43760.6746（预制截面）边梁中梁（2号梁）毛截面面积抗弯惯矩截面重心到翼缘距离毛截面面积抗弯惯矩截面重心到翼缘距离支点几何特性1.27840.51400.80211.22240.48340.8352跨中几何特性0.84000.41640.7
8、1420.78400.39210.75952.3 T梁翼缘有效宽度计算中梁：边梁：故按全部翼缘参与受力考虑。3 汽车荷载横向分布系数、冲击系数的计算3.1 汽车荷载横向分布系数计算3.1.1 车道折减系数三车道车道折减系数为0.78；两车道车道折减系数为1.00。3.1.2 跨中横向分布系数本桥一跨沿桥向布置5道横梁，汽车荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。主梁刚度按T梁跨中截面考虑，抗弯惯矩，抗扭惯矩。任意主梁的影响系数为：其中： 影响线坐标表 表31梁位编号影响线坐标5-10.5732 0.3866 0.2000 0.0134 -0.1732 5-20.3866 0.2933 0.2000
9、0.1067 0.0134 5-30.2000 0.2000 0.2000 0.2000 0.2000 求1号梁（边梁）、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数：在影响线上布置车道荷载,各车道中线相应位置处的影响线坐标即为该车道荷载分布系数。按三车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.8332、0.7167与0.6。按两车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.7965、0.5983与0.4。考虑到三车道布置时活载效应需乘以车道折减系数，而两车道布置时活载效应需乘以车道折减系数，故按两车道布置时活载效应达最大值（边梁与2号梁达最大，3号梁按三车道布
10、置时最大，但小于按两车道布置时的2号梁），计算中应按两车道考虑计算边梁与2号梁。3.1.3 支点横向分布系数：按杠杆法布载，分别计算边梁、2号梁的横向分布系数。支点横向分布系数，。3.2 汽车荷载冲击系数值计算3.2.1汽车荷载纵向整体冲击系数简支梁结构基频 通规条文说明4.3.2C50混凝土 ；梁跨中处单位长度质量：，其中：跨中延米结构自重，g重力加速度按照通规第4.3.2条，冲击系数可按下式计算：当时，3.2.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数按通规4.3.2要求，采用。4 作用效应组合4.1 作用的标准值4.1.1 永久作用标准值 一期恒载（不包括湿接缝）：预制T梁重力密度取半片横隔梁的重
11、量：边梁： 中梁： （注：T梁两端各51cm范围对跨中梁段受力有利，此处不考虑该部分的恒载作用。） 湿接缝重量：半片横隔梁的重量：边梁： 中梁： 二期恒载：1）80mm C40混凝土重力密度取2）100mm沥青混凝土铺装重力密度取3）0.5m宽不带钢管护墙（单侧），按单侧布置不利情况进行横向分配后分别计入边梁、2号梁。边梁2号梁恒载效应标准值计算 表41截面梁号弯矩剪力跨中边梁2414.003 2607.065 1382.273 2号梁2346.955 2733.079 1374.234 边梁1822.838 1967.686 1036.704 166.598 181.371 95.659 2
12、号梁1772.658 2062.354 1030.675 164.881 194.429 95.103 支点边梁355.736 381.029 191.318 2号梁343.500 394.087 190.205 4.1.2 汽车荷载效应标准值公路-级车道荷载计算图式根据通规第4.3条，公路级车道荷载均布标准值为，集中荷载标准值：当计算跨径小于5m时，；当计算跨径等于或大于50m，。本例计算跨径为28.9m，计算剪力时。计算跨中、截面荷载效应标准值： 两列车布载控制设计，横向折减系数，A为内力影响线面积，为内力影响线竖标值。跨中、支点截面汽车荷载内力影响线跨中、支点截面公路级荷载产生的内力 表
13、4-2 截面梁号荷载横向分布系数弯矩影响线不计冲击力=1计冲击力=1.259剪力影响线不计冲击力=1计冲击力=1.259AYAY跨中边梁0.7965104.407.2252459.12 3096.03 7.2250.50192.13 241.90 2号梁0.59831847.20 2325.62 144.32 181.70 边梁0.796578.35.4191844.40 2322.10 8.1280.75265.54 334.32 2号梁0.59831385.44 1744.27 199.46 251.12 支点边梁0.79658.1281.00352.20 443.42 0.70836.3342号梁0.59838.1281.00382.34 48
