1、大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，是加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的重要保證。四通八達(dá)的現(xiàn)代交通，對(duì)于加強(qiáng)全國各族人民的團(tuán)結(jié)，發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)文化交流和鞏固國防等方面，都具有非常重要的作用。我國幅員遼闊，大小山脈和江河湖澤縱橫全國，在已通車的公路路線中尚有大量渡口需要改建為橋梁，并且隨著社會(huì)主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的逐步實(shí)現(xiàn)，還迫切需要修建許多公路、鐵路和橋梁，在此我們廣大橋梁工程技術(shù)人員將不斷面臨著設(shè)計(jì)和建造各類橋梁的光榮而艱巨的任務(wù)。一、工程概況及方案比選（一）概述 平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路是國道主干線GZ75（衡陽南寧昆明公路）位于云南省境內(nèi)羅村口至昆明公路的重要段落，是云南省列為“九五”和“十五”

2、期間改造的六條主要干線公路之一。它途徑紅河、文山兩個(gè)地州的彌勒、開遠(yuǎn)、硯山等市縣，東連廣西省，南接國家級(jí)邊境口岸那發(fā)、河口、船頭等，西接國道主干線GZ40及國道326線、國道323線，服務(wù)于滇中、滇東、滇南、滇東南等廣闊地域，是云南省出海通邊的主要通道，對(duì)云南乃至大西南的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用。路線地處云南東南部，位于東經(jīng)102°43103°20，北緯24°5025°02之間。本設(shè)計(jì)路段為平遠(yuǎn)街鎖龍寺高速公路11合同段莊田段，屬于改地方路1。此橋梁主要用于連接攀枝花村和莊田村。（二）工程概況1地形地貌平遠(yuǎn)街鎖龍寺高速公路路線起點(diǎn)位于硯山縣平遠(yuǎn)鎮(zhèn)，止點(diǎn)

3、位于彌勒縣朋普鎮(zhèn)。行政區(qū)劃包括文由州、紅河州。路線所經(jīng)區(qū)域位于云貴高原南緣，屬滇東南高原及滇中湖盆高原，根據(jù)地貌成因可分為三個(gè)小的地貌單元。本工程位于第三地貌單元內(nèi)，即：K124+100K128+200段內(nèi)，該地段以地表水、地下水強(qiáng)烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積和地表河流侵蝕堆積作用為主，呈現(xiàn)出溶蝕斷餡盆地的地形地貌特征。2水系路線所經(jīng)區(qū)域?qū)倌媳P江水系、地表水主要有綠水塘河、南盤江、甸西河。綠水塘河、甸西河均系盤江支流。根據(jù)南盤江流域洪水調(diào)查資料匯編江邊站資料、江邊街水文站19541969年實(shí)測流量資料及朋普七孔橋站實(shí)測流量資料，南盤江最大洪峰流量5410米3/秒（1910年），最枯流量21.1米

4、3/秒（1963年），另外根據(jù)水文資料計(jì)算，南盤江橋位于1/100的洪水水位標(biāo)高為1012米，1/300的洪水水位標(biāo)高為1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒（1915年），最枯流量0.30米3/秒（1958年）。3氣候路線所經(jīng)地域位于東經(jīng)102°43103°20，北緯24°5025°02之間，主要屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候。干旱季節(jié)分明，夏季多雨濕熱，冬春少雨干燥。氣候隨海拔高度變化明顯，具垂直分帶特征。鷹嘴巖段（K94+000）至止點(diǎn)段（莊田段），位于海拔10001300米的河谷及盆地地段，年平均氣溫 19.2°C，最高氣溫38.2

5、76;C，最低氣溫-2.5°C，平均年降水量795毫米，平均年蒸發(fā)量1334.1毫米左右。路線所經(jīng)區(qū)域內(nèi)降雨量多集中在69月，占全年降雨量的6683，蒸發(fā)量最大在35月，氣溫最高是57月，氣溫最低是12月至次年2月。總的來說，路線所經(jīng)區(qū)域的氣候特點(diǎn)是：降雨豐沛，熱量充足，寒、旱、風(fēng)等災(zāi)害天氣少，光、熱、水分配合理。4地震路線所經(jīng)區(qū)域地震活動(dòng)頻繁，是影響區(qū)域穩(wěn)定性的主要因素。據(jù)歷史地震記錄，區(qū)內(nèi)破壞性地震有9次。1919年12月21日，開遠(yuǎn)發(fā)生5.5級(jí)地震，地震烈度7度；1929年3月22日，區(qū)內(nèi)西北角東經(jīng)103°00，北緯24°00發(fā)生6.3級(jí)地震，地震烈度8度；

6、1950年9月13日，個(gè)舊發(fā)生5.8級(jí)地震，地震烈度8度；1953年5月14日，小龍?zhí)栋l(fā)生5級(jí)地震，地震烈度7度；1970年1月5日通海地震，波及本區(qū)段，造成部分房屋開裂或破壞。區(qū)內(nèi)地震多發(fā)生在西部，而東部較少。東部區(qū)域內(nèi)地震烈度一般在56度，基本屬相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)。西部地區(qū)地震活動(dòng)頻繁，有震次增多，震級(jí)減少趨勢，歷次地震烈度達(dá)68度。據(jù)云南省地震局地震隊(duì)資料，現(xiàn)今地殼垂直變形明顯，相對(duì)變化達(dá)50毫米，說明地殼仍在活動(dòng)，屬于不穩(wěn)定地區(qū)，有可能發(fā)生破壞性地震。區(qū)內(nèi)西部地震活動(dòng)頻繁，其震中多位于南北向斷裂帶及開遠(yuǎn)山字型構(gòu)造的鉸接復(fù)合部位，且多伴有溫泉出露。根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖和云南省各縣區(qū)地震烈度分

7、區(qū)，本公路莊田段基本地震烈度為：度基本地震烈度區(qū)。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001）的規(guī)定，莊田段設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。構(gòu)造物按交通部部頒公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)。5工程地質(zhì)及水文地質(zhì)評(píng)價(jià)（1）地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)域經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動(dòng)，多種構(gòu)造相互疊加，構(gòu)造行跡比較復(fù)雜，影響本區(qū)域的構(gòu)造體系主要有：開遠(yuǎn)山字型構(gòu)造體系、南北向構(gòu)造體系、北西向構(gòu)造體系。路線K123+000止點(diǎn)K128+200一帶為南北向構(gòu)造影響區(qū)域。路線所經(jīng)區(qū)域有南北向構(gòu)造主干大斷裂朋普開遠(yuǎn)個(gè)舊斷裂于K124+400附近穿越該區(qū)域，為第四系地層所覆蓋。朋普溶蝕斷餡盆地即為該斷裂所控制形成。（2）地層巖性K12

8、4+100K128+200一帶分布河湖相黃色、灰白色粘土（其中灰白色粘土具膨脹性），灰黑色泥炭土，記憶砂、礫石土。（3）巖土物理力學(xué)指標(biāo)：巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1.1巖石名稱密度（g/cm3）吸水率孔 隙率平均軟化系數(shù)抗壓強(qiáng)度（Mpa）動(dòng)彈性模量Ed（MPa）動(dòng)泊松比（）濕干天然狀態(tài)浸水飽和灰?guī)r白云灰?guī)r2.592.762.512.740.9 3.52.3 8.80.860.8732.4 50.620.3 101.8砂巖2.652.732.622.700.72.11.84.70.820.9352.6107.639.2109.357134.766981.10.280.30粉砂巖2.732.

9、622.662.84.18.611.00.726.99.12.813.136409.60.28頁巖2.632.822.632.742.14.95.612.40.697.911.42.711.821667.60.32土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1.2天然密度。g/cm3土粒比重Gs飽和度Sr%天然孔隙比e。含水量%塑限p液限l%塑性指數(shù)IP液性指數(shù)Il內(nèi)聚力CkPa內(nèi)摩擦角。壓縮系數(shù)a1-2MPa壓縮模量Es1-2MPa自由膨脹率Fs%1.642.022.742.86851000.701.6524582852511182351<00.4939.6134.41.925.40.090.141

10、5.8221.8020881.641.912.662.85881000.9381.6533.6583654721283486<00.4967.6134.41.915.00.10.1514.8619.0440881.772.062.722.7970990.631.4173616252441817<00.76546221.722.60.0730.0831213.71.341.872.782.86851001.011.3135872462421011839<00.6474916.625.10.0480.2005216水文地質(zhì)條件路線所經(jīng)區(qū)域地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水

11、、巖溶水三大類。K124+100K128+200路段所在區(qū)域?yàn)榕笃杖芪g斷餡盆地，地表有甸西河流經(jīng)區(qū)內(nèi)，地下水埋深較淺，平均埋身1.27米，地下水類型為HCO3Ca型水，局部為HCO3Ca.Mg(Na)型水。7不良地質(zhì)地段本段路路線所經(jīng)過區(qū)域不良地質(zhì)地段分布廣泛，種類繁多，主要不良地質(zhì)地段類型有膨脹土、崩塌、泥石流、滑坡、溶巖漏斗、軟弱土地基等。膨脹土主要分布于平遠(yuǎn)街構(gòu)造溶蝕盆地、朋普溶蝕斷餡盆地等段。崩塌主要分布于飛魚澤至底打段。泥石流主要分布于飛魚澤至底打段。滑坡主要分布于飛魚澤至底打段。溶巖漏斗主要分布于平遠(yuǎn)街至老玉坡段。軟弱土地基段落主要分布玉朋普溶蝕斷餡盆地內(nèi)。8工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)

12、條件綜合評(píng)價(jià) 該段路線穿越區(qū)為朋普溶蝕斷餡盆地，以地表水、地下水強(qiáng)烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積作用和地表河流侵蝕堆積作用為主。該段地層以粘土、亞粘土、泥炭土、砂、礫石土為主。地下水埋深較淺、平均埋深1.27米，地基承載力值較低。主要不良地質(zhì)現(xiàn)象有軟土和膨脹土，軟土段落有K124+250K124+400、K124+700K125+300、K125+700K126+550、K128+150K128+940四段。前三段為甸西河河床所流經(jīng)處，因河流位置變更，地形低洼，地下水、地表水匯集長期浸泡而成。地表粘土呈軟塑狀，局部段落存在泥炭土，但成硬塑狀，價(jià)值埋藏較深，對(duì)路基影響較小，因此這三段可抽取地表水，采

13、用換填碎石、拋石擠淤等淺層方法處治。K128+150K128+940一段為沼澤相軟土，需做深層處治。膨脹土段落有K126+600K128+200一段，巖性為褐紅、褐黃夾灰白色粘土，路線K127+250K128+050一段為挖方地段，所取費(fèi)方不可用做路堤填料。K124+000K128+200一段路堤填料可用K124+000處深挖方及附近料場、攀枝花村后山石料場碎石土填筑。（三）方案比選1比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)： 橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全，功能，經(jīng)濟(jì)與美觀，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。過去對(duì)橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸，比如南京長江大橋，其橋下凈空過小，導(dǎo)致

14、高噸位級(jí)輪船無法通行，影響長江上游城市的發(fā)展。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。2方案編制（1）懸臂橋圖1.1（2）T型鋼構(gòu)橋圖1.2（3）先簡支后連續(xù)梁T型梁橋圖1.3（4）斜拉橋圖1.43方案比選方案比選表 表1.3懸臂橋T形剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋斜拉橋適用性1橋墩上為單排支座，可以減小橋墩尺寸2主梁高度可較小，降低結(jié)構(gòu)自重，恒載內(nèi)力減小超靜定結(jié)構(gòu)容易受溫度、混凝土收縮徐變作用、基礎(chǔ)不均勻沉降等影響，容易造成行車不順1施工方便。2適合中小跨徑。3結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。跨越能力大安全性1在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線折點(diǎn)不利行車。2梁翼緣受拉，容易出現(xiàn)裂縫，雨水浸入梁體成為安全隱患建國初

15、期大量采用目前國內(nèi)大量采用，安全，行車方便。1行車平穩(wěn)2索力調(diào)整工序比較繁復(fù)，施工技術(shù)要求高美觀性做成變截面梁較漂亮結(jié)構(gòu)美觀結(jié)構(gòu)美觀具有現(xiàn)代氣息，結(jié)構(gòu)輕盈美觀。 經(jīng)濟(jì)性支架昂貴，維修費(fèi)用高造價(jià)較低，工期較短造價(jià)第二，用鋼量大造價(jià)最高縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，T形鋼構(gòu)橋容易受地震等影響，云南省多地震，以及經(jīng)過上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋。二、主梁設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)概況及構(gòu)造布置1設(shè)計(jì)資料（1）設(shè)計(jì)跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑20.00m（墩中心距離），簡支梁計(jì)算跨徑(相鄰支座中心距離)19.50m，主梁全長19.96m。（2

16、）荷載：汽車20級(jí)；掛車100級(jí)；人群：3KN/m2；每側(cè)欄桿、人行道的重量分別為1.52KN/m和3.6KN/m。（3）材料及工藝：混凝土：主梁用40號(hào)，人行道，欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)。預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合冶金部YB255-64標(biāo)準(zhǔn)的s5mm碳素鋼絲，每束由24絲組成。普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用16Mn鋼或其它級(jí)熱軋螺紋鋼筋；直徑小于12mm的均由級(jí)熱軋光鋼筋。鋼板和角鋼：制作錨頭下支承墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼，主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板。按后張法工藝制作主梁，采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具和直徑50mm抽撥橡膠管。（二）橫截面布置1主梁間距和主梁片數(shù)主梁間

17、距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故在許可的條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。但標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要為配合各種橋面寬度，使橋梁標(biāo)準(zhǔn)化而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通部公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖（78年）中，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式簡支T形梁跨徑從16m到40m，主梁間距均為1.6m (留2工作縫，T梁上翼沿寬度為158cm)。考慮人行道適當(dāng)挑出，凈7附2×0.75m的橋?qū)拕t用五片。2主梁跨中截面細(xì)部尺寸（1）主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25，本設(shè)計(jì)取1.33 m。主梁截面細(xì)部尺寸：為了增強(qiáng)主梁間的橫向連接剛度，除設(shè)置端橫隔梁

18、外，還設(shè)置3片中橫隔梁，間距為4×4.875m，共5片，采用開洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm，翼板根部加到20cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹板連接和順，在截面轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角，以減小局部應(yīng)力和便于脫模。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板處因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。標(biāo)準(zhǔn)圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要來確定，實(shí)踐表明馬蹄面積占截面面積的1020為合適。這里設(shè)置馬蹄寬度為32cm，高度18cm。馬蹄與腹板交接處做成45°斜坡的折

19、線鈍角，以較小局部應(yīng)力。這樣的配置，馬蹄面積占總面積15.75，按上述布置，可繪出預(yù)制梁跨中截面，如圖2.1所示。馬蹄從四分點(diǎn)開始向支點(diǎn)逐漸抬高，在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)（133cm）將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點(diǎn)截面（腹板開始加厚區(qū)）到支點(diǎn)的距離為123cm，中間還設(shè)置一節(jié)長為30cm的腹板加厚的過渡段。圖2.1 預(yù)制梁跨中截面圖（2）橋面鋪裝：采用20號(hào)混凝土，坡度由橋面鋪裝層找平。圖2.2 橋橫截面圖圖2.3 主梁縱截面（三）梁毛截面幾何特性計(jì)算1截面幾何特性預(yù)制時(shí)翼板寬度為1.58m，使用時(shí)為1.60m，分別計(jì)算這二者的截面特征。計(jì)算公式如下： 中主梁跨中毛截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖2

20、.1，及表2.1跨中截面(跨中與L/4截面同)毛截面幾何特性 表2.1分塊號(hào)分塊面積Ai(2)yi(cm)Si=Ai*yi(Cm3)(ys-yi)(cm)Ix=Ai(ys-yi )2(Cm4)Ii(Cm4)11364454440.618.725×105852121022432.69.055×105184057.5105800-12.93.062×10564112.37187-67.72.933×10557612471424-79.436.313×105合計(jì)同時(shí)，用橋梁博士軟件也可得出一致的結(jié)果。軟件使用例子：設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)創(chuàng)建新文件。使用界面如下

21、：選擇T型，然后進(jìn)行幾何參數(shù)設(shè)置。計(jì)算書如下：<<橋梁博士>>-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件: E:盛云華123設(shè)計(jì)文件1.sds文檔描述: jk任務(wù)標(biāo)識(shí): def任務(wù)類型: 截面幾何特征計(jì)算-截面高度: 1.33 m-計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa換算面積: 0.447 m*2換算慣矩: 9.07e-02 m*4中性軸高度: 0.884 m沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面: 點(diǎn)號(hào): 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.33 0.0 2 0.998 8.87e-02 3 0.665 8.5

22、9e-02 4 0.333 6.54e-02 5 0.0 0.0-計(jì)算成功完成邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別，翼緣159cm：如圖2.4：圖2.4 邊主梁截面現(xiàn)在使用橋梁博士來計(jì)算毛截面幾何特性：<<橋梁博士>>-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件: E:盛云華123邊主梁跨中橫截面幾何特性.sds文檔描述: 截面特性任務(wù)標(biāo)識(shí): 11任務(wù)類型: 截面幾何特征計(jì)算-截面高度: 1.33 m-計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa換算面積: 0.448 m*2換算慣矩: 9.09e-02 m*4中性軸高度: 0.885 m沿

23、截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面: 點(diǎn)號(hào): 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.33 0.0 2 0.998 8.9e-02 3 0.665 8.61e-02 4 0.333 6.55e-02 5 0.0 0.0-計(jì)算成功完成即Am=0.448，yx0.885m，Im=909。2檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)以跨中截面為例：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計(jì)時(shí)，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)取0.450.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。（四）主梁內(nèi)力計(jì)算1恒載內(nèi)力計(jì)算（1）主梁預(yù)制時(shí)的自重（一期恒載）g1：此時(shí)翼板寬1.58m按跨中截面計(jì)算，主梁每延米自重（即先按

24、等截面計(jì)算）中主梁：0.4468×2511.17kN/m (0.4468為Am,25為40號(hào)混凝土的容重，單位kN/m3)內(nèi)、外邊梁：0.448×2511.2 kN/m由馬蹄增高抬高所形成的4個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度： 由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度：（式中0.593為主梁端部截面積，主梁端部截面如圖2.5）圖2.5 主梁端部截面 邊主梁的橫隔梁：圖2.6 內(nèi)橫隔梁圖 圖2.7 端橫隔梁圖內(nèi)橫隔梁體積：（2）欄桿、人行道、橋面鋪裝（三期恒載）g3：一側(cè)欄桿1.52 kN/m，一側(cè)人行道3.60 kN/m；橋面鋪裝層，見圖2.2： 現(xiàn)將兩側(cè)欄桿、人行道和橋

25、面鋪裝層恒載簡易地平均分配到5片主梁上，則：（3） 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算如圖2.8所示，設(shè)為計(jì)算截面離左支點(diǎn)的距離，并令，則：主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： 恒載內(nèi)力計(jì)算見表2.2恒載內(nèi)力（1號(hào)梁）計(jì)算表 表2 .2計(jì)算數(shù)據(jù) 項(xiàng) 目跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)0.50.250.07180.250.071800.1250.09380.03330.250.42820.5一期恒載12.3224585.699439.509156.03060.072102.891120.1434二期恒載5.4255257.881193.51468.69926.44945.30252.899 2活載內(nèi)力計(jì)算(修正剛性橫

26、梁法)（1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按“橋規(guī)”第條規(guī)定，對(duì)于汽20，按“橋規(guī)”條規(guī)定，平板掛車不計(jì)沖擊力影響，即對(duì)于掛車100，1.0按“橋規(guī)”條規(guī)定，對(duì)于雙車道不考慮汽車荷載折減，即車道折減系數(shù) 圖2.8 恒載內(nèi)力計(jì)算圖（2）計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc如前所述，該設(shè)計(jì)采用5片橫隔梁，3片內(nèi)橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)。a主梁抗扭慣矩對(duì)于T型梁截面，抗扭慣矩可近似按下列公式計(jì)算：式中：和相應(yīng)為單個(gè)矩形截面寬度和厚度；矩形截面抗扭剛度系數(shù)；梁截面劃分為單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對(duì)于跨中截面，翼緣板

27、的平均換算厚度：=14cm;馬蹄部分的平均換算厚度：22cm。圖2.9給出了的計(jì)算圖式，的計(jì)算見表2.3。計(jì)算表 表2.3分塊名稱翼緣板腹板馬蹄16097321416220.08750.16490.68751/30.2983710.1915001.463471.185460.652513.30144其中根據(jù)橋梁工程表252內(nèi)插求得。圖2.9 計(jì)算圖式b計(jì)算抗扭修正系數(shù)此設(shè)計(jì)主梁間距相同，并將主梁近似看成等截面，由橋梁工程式25得：式中： 橋梁工程P112規(guī)定，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，代入計(jì)算公式求得：0.91256c按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值： 式中：則： 計(jì)算所

28、得的值列于表2.4內(nèi)。橫向影響線豎坐標(biāo)值 表2.4梁 號(hào)(或)（或）（或）1233.21.600.56500.38250.20.01750.10870.2-0.16500.01750.2d計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1、2、3號(hào)主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖2.10所示。對(duì)于1號(hào)梁，則：汽20 （0.54230.3375）0.52715掛100 （0.48540.3830.28060.1783）0.3318人群荷載 0.6417 支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。如圖2.11所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進(jìn)行布載，1號(hào)梁活載的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下： 圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計(jì)算圖式

29、橫向分布系數(shù)匯總（見表2.5） 1號(hào)梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5荷 載 類 別mcm。汽20掛100人群0.527150.33180.64170.4340.1401.422 圖2.11 支點(diǎn)的荷載橫向分布計(jì)算圖式用“橋梁博士”軟件計(jì)算橫向分布系數(shù)如下： 圖2.12 軟件截面<<橋梁博士>>-橫向分布計(jì)算系統(tǒng)輸出文檔文件: 文檔描述: 的任務(wù)標(biāo)識(shí): 東三分計(jì)算方法: 杠桿法-結(jié)構(gòu)描述:主梁間距: 4*1.6 m-橋面描述:人行道分隔帶車行道中央分隔帶車行道分隔帶人行道0.7500.0003.5000.000 0.0003.5000.0000.750左車道數(shù) = 1, 右車

30、道數(shù) = 1, 不計(jì)車道折減汽車等級(jí): 汽車-20級(jí)掛車等級(jí): 掛車-100級(jí)人群集度: 3.000 KPa-影響線數(shù)值:坐標(biāo)X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁0.0001.0000.0000.0000.0000.0001.6000.0001.0000.0000.0000.0003.2000.0000.0001.0000.0000.0004.8000.0000.0000.0001.0000.0006.4000.0000.0000.0000.0001.000-橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車掛車人群滿人特載車列10.4340.1401.0572.1940.0000.00020.4980.4680.0

31、001.6000.0000.00030.5950.4680.0001.6000.0000.00040.5000.4680.0001.6000.0000.00050.4360.1401.0572.1950.0000.000-計(jì)算成功完成（3）計(jì)算活載內(nèi)力在活載內(nèi)力計(jì)算中，這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計(jì)算主梁活載彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部（圖2.13），故也按不變化的mc來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)

32、用值直線插入，其余區(qū)段均取值（見圖2.14和2.15）。計(jì)算跨中截面最大彎矩及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩采用直接加載求活載內(nèi)力，圖2.13示出跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式，計(jì)算公式為a汽車和掛車荷載內(nèi)力計(jì)算在表2.6內(nèi)。圖2.13 跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式跨中截面車輛荷載內(nèi)力計(jì)算表 表2.6荷載類別汽20掛1001.1912510.527150.3318最大彎矩及相應(yīng)剪力60120120250250250250125426.4663556.25146.8251號(hào)梁內(nèi)力值788.33716.6201179.96448.717最大剪力及相應(yīng)彎矩合力P2×120+60=30025

33、0×4=10000.415940.33593.25125.071200335.932501號(hào)梁內(nèi)力值78.540753.561111.4521078.35注：欄內(nèi)分子、分母的數(shù)值分別為對(duì)應(yīng)的及相應(yīng)影響線坐標(biāo)值。b對(duì)于人群荷載 q=0.75q=0.75×3=2.25kN/m相應(yīng)的相應(yīng)的求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（按等代荷載計(jì)算）計(jì)算公式為：式中：如圖2.8所示，對(duì)于四分點(diǎn)彎矩影響線面積為，剪力影響線面積為。于是上述計(jì)算公式即為： 1號(hào)梁的內(nèi)力列表計(jì)算見表2.7. 四分點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.7荷載類別項(xiàng)目K(kN/m)內(nèi)力值汽201.1912519.23623.2043

34、5.655.480.52715430.63779.851掛1001.045.83861.07535.655.480.3318542.203111.050人 群1.02.2535.655.480.641751.4727.912求變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖2.14示出變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算圖式，內(nèi)力計(jì)算表見表2.8。 1號(hào)梁變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.8荷載類別 汽20掛100人 群1+u1.191251.01.0最大彎矩mc0.527150.33180.6417合力p300250×4=1000q=2.25y1.1871.0741/2×19.5×1.30Mmax22

35、3.62356.3518.30最大剪力Pi12012060250250250250q=2.25yi0.9280.8750.6630.9280.8800.6700.610m10.4600.4860.527150.1950.2420.33180.3318Qmax146.8204.714.0注：表中 圖2.14 變化點(diǎn)截面（1號(hào)梁）內(nèi)力計(jì)算圖式求支點(diǎn)截面的最大剪力圖2.15示出了支點(diǎn)最大剪力計(jì)算圖式，最大剪力列表計(jì)算在表2.9內(nèi)。 1號(hào)梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表 表2.9荷載類別汽20掛100人群1+u1.191251.01.0P11201206070130250250250250Q=2.25y11.00

36、.9280.7230.21001.00.9380.73320.6721.0/2y人=0.928m10.4340.4600.52720.5100.430.140.1870.33180.3318 0.556×19.5 0.5×0.7803×4.875159.24195.4116.17注： 圖2.15 支點(diǎn)剪力（1號(hào)梁）計(jì)算圖式3主梁內(nèi)力組合 主梁內(nèi)力組合 表2.10序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面第一期恒載第二期恒載總恒載=+人群汽20掛100汽人=恒汽人=+恒掛SjI=1.2×恒+1.4×SjIII=1.2×恒+1.1&

37、#215;掛提高后的SjI提高后的SjIII585.699257.881843.5868.627788.3371179.964856.9641700.542023.542212.152310.2649.9%56%2212.1523560003.5278.540111.45282.0682.06111.452114.88122.6095.7%100%114.88125439.509193.514633.02351.472430.637542.203482.1091115.131175.231434.581356.0542%44%1434.58138360.07226.44986.5217.912

38、79.851111.05087.763174.28197.57226.69225.9849.3%54%226.69230156.03068.699224.72918.30223.62356.35241.92466.71581.079608.363661.6651.5%59%608.363675102.89145.302148.19314.0146.8204.7160.8308.99352.893402.952403.0051%56%402.952411120.14352.899173.04216.17159.24195.41175.41348.45368.45453.22422.6049.2%

39、51%453.22431控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力23561251434.58230675411453（五）預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置1估算鋼束面積（1）按強(qiáng)度要求估算由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理式（1392）有：式中：混凝土強(qiáng)度安全系數(shù)，取1.25；計(jì)算彎矩，由表2.10可得2356kNm 為設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，這里取0.76計(jì)算，由此可得：2913.53kN每束為24s5mm、面積為4.71471，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度1280Mpa。鋼束數(shù)為：4.83束（2）按施工和使用階段的應(yīng)力要求估算此時(shí)，翼板可采用麥尼爾不等式進(jìn)行鋼束截面得估算。對(duì)于施工階段有式中：傳力錨固時(shí)的有效預(yù)加力，其應(yīng)力損失可按估算。設(shè)1200 Mpa，則（1

40、-0.2）0.8×0.750.75；為張拉時(shí)，構(gòu)件上緣混凝土拉應(yīng)力的限制值：。設(shè)張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80，即相當(dāng)于0.8×4032號(hào)，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理附表11內(nèi)插得2.20Mpa，故0.7×2.201.54 Mpa。同理可求得0.7×22.415.68 Mpa。各項(xiàng)幾何特性均按表2.1采用毛截面幾何特性，各項(xiàng)彎矩值由表2.10求得。代入上式得： （A）由得： （B）對(duì)于使用荷載階段式中:第二階段應(yīng)力損失系數(shù),取=0.8；使用階段混凝土壓應(yīng)力的限制值：荷載組合時(shí)，0.50.5×2814。代入上式得： （C）由（不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力）得： （D

41、）將式（A）、（B）、（C）、（D）繪于圖2.16中。其式（D）與（B）數(shù)值相近，在圖中共用一條直線表示，因而其可行區(qū)必在此直線上。為使用鋼量經(jīng)濟(jì)，應(yīng)盡可能使加大，但應(yīng)滿足鋼束布置時(shí)保護(hù)層等構(gòu)造要求。取800mm，并取可行區(qū)的中值得：3.5，即2857×N故需要的鋼束數(shù)為：束（3）鋼束數(shù)的選定根據(jù)以上計(jì)算，均接近5束，故暫選鋼束數(shù)。2鋼束布置（1）跨中截面鋼束的布置，如圖2.17。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道凈間距10mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm，圖中布置均滿足以上要求。圖2.16圖2.17跨中截面鋼束布置（2）錨固面鋼束布置為使施工方便，全部5束均錨固于梁端，這樣布置符合均勻分散

42、原則，能滿足張拉要求。如圖2.18所示。（3）其它截面鋼束位置及其傾角鋼束的形狀及傾角計(jì)算采用圓弧曲線彎起；彎起角：1、2、3、4號(hào)束采用13°；5號(hào)束采用15°；鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計(jì)算以5號(hào)束為例，其彎起布置如圖2.19示由求起彎點(diǎn)k的位置：圖2.18 梁端鋼束錨固各鋼束的彎起點(diǎn)及半徑見表2.11示 圖2.19 5號(hào)束彎起布置 各鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計(jì)算表 表2.11鋼束號(hào)升高值 c(cm)°度 (cm)(cm)支點(diǎn)到錨固點(diǎn)的距離d （cm）起彎點(diǎn)k到跨中線距離Xk590.9150.96626730.25969111.8295.83426.7130.9741043

43、0.22523415.3756.3128.1130.9743160.2257121.4925.4注： 單位：cm各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算仍以5號(hào)束為例，由圖2.19可求得計(jì)算點(diǎn)i離梁底的距離ai=a+ci式中：a鋼束起彎前其重心至梁底的距離：a=23.5（見圖2.19）ci計(jì)算截面I鋼束位置升高值： R鋼束曲線半徑：R2673cm；計(jì)算截面I鋼束的彎起角（即傾角）： 計(jì)算截面I至彎起點(diǎn)k之水平距離。對(duì)于5號(hào)束的支點(diǎn)截面（圖2.19）： 各截面鋼束位置（ai）及其傾角（i）計(jì)算值見表2.12 各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（i）計(jì)算表 表2.12計(jì)算截面鋼束編號(hào)（cm）R（cm）度(cm)a(cm)跨中截面12為負(fù)值尚未彎起00107.5（同左）3415.5 523.5平 均 傾 角001鋼束截面重心13.9截面12為負(fù)值未彎00107.57.53415.515.5 5191.726734.1136.88423.530.384平 均 傾 角4.1130.07170.997鋼束截面重心15.307變化點(diǎn)截面xi=83512Li為負(fù)值未彎00107.57.53478.710434.3272.97315.518.473 5539.2267311.6855.3523.578.85平 均 傾 角6.7780.120.993鋼束截面重心26.274支座截