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1、第 59 页淮海工学院二0 0七届本科毕业设计 共 57 页 第一部分 上部结构计算1、设计资料 标准跨径：20.00m 计算跨径：19.50m 桥面净宽：净12+20.5m 设计荷载：公路级 材料：预应力钢筋：Ryb=1860MP高强度钢绞线。 非预应力钢筋采用热轧级（箍筋）和级钢筋（受力筋）。 主梁、栏杆及人行道板为40号混凝土。 桥面铺装采用30号混凝土。2、构造形式与尺寸该设计的横断面布置如图11。全桥采用13块预制预应力空心板，中心相隔1m,每块板宽0.99m，留1cm 施工缝。板块的断面及构造尺寸见图12。 图11 图123、内力计算3.1永久荷载（恒载 ）作用下1、栏杆、防撞墙：
2、参照其他梁桥取用，单侧为13KN/m 桥面铺装：0.0223+0.0824=2.3 KN/m =2.3+=4.3 KN/m2、 行车道板： 主梁： 恒载内力计算见表1-1 表1-1荷 载 gL(m) M(KNm)Q(KN)中点跨支点跨一期恒载15.3119.5727.7545.77149.2774.63二期恒载4.319.5204.38153.241.9220.963.2基本可变荷载（活载）作用下 荷载横向分配系数参照公路桥梁荷载横向分布计算（1977年版第94页）本设计为13块铰接板，可分成10个板组，即，。（1）跨中和四分点的荷载横向分配系数 空心板的截面竖向抗弯惯矩I 空心板的截面抗扭惯
3、矩板的抗弯与抗扭刚度比例参数r则按查桥梁工程（1985年）附录之表得个板组的横向分配影响线竖坐标值，见表1-2。 表12板号rp=1位置（板块中心1 2 3 4 5 6 7 8 9 101250.0350.0350.035288 222 153 105 73 52 37 28 23 20222 219 175 121 84 59 43 32 25 2373 84 106 144 167 141 101 75 59 52 图为 1号板 图为2号板 图为 5号板汽车荷载作用下：按照三车道设计所以：板组1汽车荷载：板组2汽车荷载：板组5汽车荷载： 由上列计算看，板组2在二列汽车作用是的横向分布系数最
4、大，为设计和施工简便各板设计成同一规格并以3号板进行设计。3号板的横向分布系数：（2）支点的荷载横向分布系数：（3）荷载横向分布系数汇总（下表）梁号荷载位置公路级人群体荷载备注3号梁跨中0.283不考虑 铰接板法支点0.5不考虑用杠杆法计算3.3、活载内力计算（1）均布荷载和内力影响线面积计算（下表）类型截面公路级KN/m影响线面积(或m) 影响线图式10.510.510.5（2）公路一级集中荷载计算计算弯距效应时：计算剪力效应时：（3）计算冲击系数 C30的混凝土E取 则: （4）跨中弯距、跨中剪力计算见下表计算公式截面荷载类型或或y S(或)公路10.52381.2930.24547.53
5、158.09525.064.875366.97公路 10.5 285.61.2930.2452.448.0753.020.544.95因二车道折减系数为(5)计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图：横向分布系数变化区段的长度：变化区的荷载重心处的内力影响线坐标为：利用公式： 则公路级作用下，3号梁支点的最大剪力为：主梁内力组合（如下表）荷载类别序号弯距（kNm） 剪力kN梁端四分点跨中梁端跨中一期横栽标准值（1）0545.77727.7149.270二期荷载标准值（2）0153.2204.8341.920汽车荷载标准值（不计冲击系数）（3）03
6、04.55406.08132.8141.04汽车荷载标准值（计荷载冲击系数）（4）0393.79525.06171.7253.07承载能力极限状态的计算的基本组合（1.2恒+1.4汽）（5）01390.071853.58469.8493.49正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的可变荷载设计值（0.7汽）（6）0213.18284.2692.9728.73正常使用极限状态按作用长期效应组合计算的可变荷载设计值（0.4汽）（7）0121.82162.4353.1216.42注：表内数值（5）栏中的荷载考虑冲击系数；（6）（7）不计冲击系数。4、钢筋设计4.1跨中截面钢束的估算与确定1.钢束数量
7、的估算(1)、按使用阶段的应力要求估算钢束数 全截面重心至梁顶的距离：则：选用直径为15.2的钢绞线则预应力钢筋截面重心距截面下缘为：则预应力钢筋的合力作用点至截面重心距为：全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗距为：正常荷载状态下短期效应荷载组合计算的弯距值有效预加合力为： 预应力的张拉控制应力为: 预应力损失按张拉控制应力的20%估算则可的需要预应力钢筋的面积为：取此时与非预应力钢筋间隔布置2、钢束的布置14根钢筋在板横截面中呈均匀分布，预应力钢筋沿板方向呈直线变化，保持不变。4.2非预应力钢筋面积的估算和布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量，空心板截面可等效成工字形截面来考虑：此时
8、上下翼缘板厚度设非预应力钢筋的重心与预应力钢筋的重心在同一直线上即则有：按第一类T型截面，有公式计算受压区高度x，即求得：则正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面为所以不需配置非预应力钢筋只需配置构造筋即可5、换算截面几何特性计算5.1换算截面面积 其中，代入得：5.2换算截面重心位置钢筋换算截面对毛截面重心的静距 = 4229996.4换算截面重心对毛截面重心的偏距 换算截面重心至截面下缘距离 换算截面重心至截面上缘距离 钢筋重心至换算截面重心的距离 5.3换算截面的惯距 5.4截面的抗弯模量 6、持久状况截面承载能力极限状态计算6.1正截面承载力计算(1)求受压去高度x把板梁简化成工字形计
9、算，先按第一类T形截面梁，略去构造钢筋影响，计算出的混凝土受压去高度x属于第一类T形截面梁，符合要求。（2）正截面承载力验算将代入，梁跨中截面弯距组合设计值：，截面抗弯承载力有 跨中截面正截面承载力满足要求。6.2斜截面承载力计算（1）斜截面抗剪承载力计算以跨中截面处的斜截面为标准进行斜截面抗剪承载力验算。截面上、下限复核，即 所以可不进行截面抗剪承载力的验算，仅需按规范构造要求配置箍筋。按规范要求配置配筋率设为2.0%此时的箍筋间距满足要求7、预应力损失本设计预应力钢筋采用直径为15.2mm的17股钢绞线，预应力张拉控制应力：7.1预应力直线钢筋由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失
10、设台座长度为50m。有压顶时(规范第55页)则。 （采用夹片式锚具，有压力） 7.2加热养护引起的预应力损失先张发预应力混凝土空心板采用加热养护的方法。预应力钢绞线与台座之间的最大温差7.3预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失对采用超张拉工艺的低松弛级钢绞线。由钢筋松弛引起的预应力损失按下式计算张拉系数才用超张拉，取1.0钢筋松弛系数对于低松弛钢绞线，取0.3传力锚固是的钢筋应力，故有：预应力钢绞线的抗拉强度标准值， 所以 7.4弹性压缩引起的预应力损失对于先张法：其中：预应力弹性摸量与混凝土弹性摸量的比值 在计算钢筋截面重心处，由全部钢筋预加里产生的混凝土法向应力，其值为 其中 预应力钢筋传力锚固时的全部预应力损失，由公预规6.2.8条，先张法构件传力锚固时的损失为，则 已知代入公式得： 7.5收缩徐变引起的预应力损失 式中：构件受拉区全部纵向钢筋的含筋率：构件截面受拉区全部纵向钢筋截面
