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1、目 录1设计资料21.1跨径21.2桥面净空21.3设计荷载：21.4材料21.5结构设计31.6 设计参数32造型式及尺寸选定43空心板毛截面几何特性计算54作用效应计算54.1永久作用效应计算5空心板自重（一期恒载）5桥面系自重g2（二期恒载）5恒载内力计算54.2基本可变荷载（活载）产生的内力6汽车荷载横向分布系数计算64.3作用效应组合145预应力钢筋的设计165.1预应力钢筋截面积的估算165.2预应力钢筋的布置186换算截面几何特性计算196.1换算截面面积196.2换算截面重心位置197承载能力极限状态计算217.1跨中截面正截面抗弯承载力计算217.2斜截面抗剪承载力计算228
2、预应力损失计算268.1摩擦损失268.2锚具变形、回缩引起的预应力损失268.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失268.4预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失278.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失278.6预应力损失组合设计309正常使用极限状态计算319.1正截面抗裂性验算319.2斜截面抗裂性验算3410变形计算4010.1正常使用阶段的挠度计算4010.2预加应力引起的反拱计算及预拱度设置4011短暂状况应力验算4211.1跨中截面4211.2 1/4截面4410.3支点截面4512持久状况应力验算4712.1跨中截面混凝土正压应力的验算4712.2跨中截面预应力钢绞线拉应力的验
3、算4712.3斜截面主应力验算4813 最小配筋率复核52结论与展望53致谢54设计依据及参考书55附录图纸561设计资料1.1跨径标准跨径: 16.00m。计算跨径:15.40m。主梁全长：15.96m。1.2桥面净空净10.0m+20.5m。采用混凝土防撞栏杆，线荷载7.5 KN/m。1.3设计荷载：公路级汽车荷载。1.4材料预应力钢筋17股钢绞线，直径15.2mm。非预应力钢筋采用HRB335,R235。空心板块混凝土采用C40混泥土。铰缝采用C40SCM灌浆料以加强铰缝。桥面铺装为8cm厚C40防水砼（S6）+ 4cm中粒式沥青砼+3cm细粒式沥青砼。栏杆采用C25号混凝土。1.5结构
4、设计本空心板按部分预应力混凝土A类构件设计。横坡为1.5%单向横坡，各板均斜置，横坡由下部结构调整。艺：预制预应力空心板采用后张法施工工艺。1.6 设计参数相对湿度为55%。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;桥梁安全等级为二级，环境条件类。2造型式及尺寸选定取桥面净空为净10.0+20.5m，全桥宽采用8块C40预制预应力混凝土空心板，2块边板，6块中板，每块板宽1.25m，板厚75cm。采用后张法施工工艺，预应力钢筋采用17股钢绞线，直径15.2mm，截面面积139mm，f=1860MPa，f=1395 MPa，E=1.95105 MPa。C40混凝土空心板的f=26
5、.8MPa，f=18.4MPa，f=2.4 MPa，f=1.65MPa全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。图1-1 桥梁横断面图 （尺寸单位：cm）图1-2 空心板截面构造尺寸图 （尺寸单位：cm）3空心板毛截面几何特性计算(1)毛截面面积： A=12575-（）=6642.415cm(2) 毛截面对重心的惯矩： Ih=7534=3.80106cm44作用效应计算4.1永久作用效应计算空心板自重（一期恒载）g1 = A=664210-425=16.6 KN/m桥面系自重g2（二期恒载）栏杆重力参照其它梁桥设计资料，单侧重力取6.25KN/m。桥面铺装采用等厚度8
6、cm厚C40防水砼（S6）+ 4cm中粒式沥青砼+3cm细粒式沥青砼，则全桥宽铺装每延米总重为：0.081024+0.071023=35.3KN/m上述自重效应是在各空心板铰接形成整体后，再加在板桥上的，精确地说由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应是不相同的，可按横向分布系数计算各板分担的大小。桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑，则将以上重力平均分给8块板，得每块空心板分摊的每延米桥面系重力为：g2=(6.252+35.3) / 8 =5.975 KN/m恒载内力计算简支梁恒载内力计算结果见表1-1 恒载内力计算表表1-1荷载g (KN/m)L(m)M(KN.m)Q(KN)跨中（
7、gl）跨（gl）支点 一期恒载16.615.4492.11369.08127.8263.91二期恒载5.97515.4177.13132.8546.0123.00荷载合计22.615.4669.24501.193173.8386.914.2基本可变荷载（活载）产生的内力汽车荷载横向分布系数计算空心板的荷载横向分布系数跨中和l/4处按铰接板法计算，支点处按杠杆原理法计算；支点到l/4点之间按直线内插求得。(1)跨中和l/4点的荷载横向分布系数：空心板的刚度参数 r=()2=5.8()2式中：I=Ih=3.80106cm4；b=125cm；L=15.4100cmIT空心板截面的抗扭刚度，这里将图1
8、-2简化成图1-3，按单箱计算IT：图1-3 计算IT的空心板简化图（尺寸单位：cm）IT=5.638106cm4代入上式得刚度参数 r=0.02575；按r查桥梁工程(1985年)附录。由r=0.02，r=0.04内插得到r=0.0257时1号至4号板的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表1-2中。各板荷载横向分布影响线坐标值表表1-2板号r1234567810.020.2390.1970.1510.1170.0930.0760.0660.0610.040.3070.2330.1560.1060.0730.0520.0400.0340.02570.2580.2070.1520.1140.08
9、70.0690.0590.05320.020.1970.1930.1630.1270.1010.0830.0710.0660.040.2330.2300.1820.1230.0850.0600.0460.0400.02570.2070.2040.1680.1260.0960.0760.0640.05930.020.1510.1630.1680.1470.1160.0960.0830.0760.040.1560.1820.1970.1620.1110.0790.0600.0520.02570.1520.1680.1760.1510.1150.0910.0760.06940.020.1170.12
10、70.1470.1580.1420.1160.1010.0930.040.1060.1230.1620.1850.1560.1110.0850.0730.02570.1140.1260.1510.1660.1460.1150.0960.087由表1-2画出各板的荷载横向分布影响线，在其上布载，如图1-4所示。在各板的荷载横向分布系数计算为：mq =图14 各板横向分布影响线及横向最不利加载图1#板：mq=(0.262+0.187+0.137+0.092)=0.3442#板：mq=(0.215+0.198+0.158+0.131)=0.3293#板：mq=(0.155 +0.164 +0.168
11、 +0.162)=0.3124#板：mq=(0.089+0.087+0.097+0.099)=0.306(2) 支点处的荷载横向分布系数计算1.8m公路-级0.280.281.0图1-5 支点处荷载横向分布影响线及最不利加载图支点处的荷载横向分布系数按照杠杆原理法计算，由图1-5所示，支点处荷载横向分布系数如下：m汽=1.00=0.500(3) 横向分布系数m沿桥跨的变化跨中部分的横向分布系数变，支点到四分点的荷载分布系数按照直线内插进行，见下表：空心板的荷载横向分布系数表 13荷载跨中四分点支点公路-级0.3440.5002.汽车荷载内力计算：在计算跨中及l/4截面的汽车荷载内力时，采用计算
12、公式为：S = （1+）（mq+mPy）式中：S 所示截面的弯矩或剪力； 汽车荷载的冲击系数； 汽车荷载横向折减系数，10米桥宽采用双车道，横向分布不折减，故； m 跨中横向分布系数；q 汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值； 弯矩、剪力影响线的面积；m 沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数；P 车道荷载中的集中荷载标准值，计算剪力时乘以1.2的系数；y 沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的内力影响线坐标值；在计算支点截面剪力时，应另外计及支点附近因荷载横向分布系数变化而引起的内力增值，即：S = （1+） 0.5a（m- m）qa 荷载横向分布系数m 过渡段长度； m 变化区荷载重心处对应的
13、内力影响线坐标；（1）内力影响线面积计算： 内力影响线面积计算表 表 13(2) 公路-II级荷载计算：均布荷载：q=10.5 KN/m0.75=7.875KN/M.集中荷载：计算弯矩效应时，P=180+=221.60 KN*0.75=166.2KN/M计算剪力效应时，P=1.2*166.2=199.44KN.（3）计算冲击系数：空心板梁：A=0.6642m，I=0.038m，G=0.6642*25=16.605N/m，G/g=16.605/9.81=1.693*10Ns/m，C40混凝土E取3.25*10N/mf=5.654 Hz，u=0.1767lnf-0.0157=0.290则1+u=1.290（4）计算、 、计算表 表1-4截面荷载q(KN/m)P(KN)1+um或m或yS（KNm或KN）公路II级7.875166.21.2900.34429.645516.729y=3.8522.234390.741y=2.89199.441.92567.972y=0.504.33108.683y=0.75图1-6计算跨
