0494-20米T梁畢業(yè)設(shè)計【全套6張CAD圖】

0494-20米T梁畢業(yè)設(shè)計【全套6張CAD圖】,全套6張CAD圖,20,畢業(yè)設(shè)計,全套,cad 開題報告 設(shè)計（論文）題 目 衡昆高速平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計 設(shè)計（論文）題 源 設(shè)計（論文題目型） 起止時間 一、設(shè)計（論文）依據(jù)及研究意義： 本設(shè)計主要為衡昆高速平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計。根據(jù)橋梁博士計算軟件、《橋梁工程》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ023-85）等完成此設(shè)計。 本設(shè)計有利于鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)知識，從而得到全面訓(xùn)練，并了解擋土墻設(shè)計及公路設(shè)計中的基本知識。 二、設(shè)計（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)： 本設(shè)計主要為衡昆高速平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容主要涉及橋梁縱、橫端面設(shè)計和平面布置，橋梁方案比選，預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁設(shè)計。目的使橋梁美觀，經(jīng)濟(jì)，耐用，大方。 三、設(shè)計（論文）的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)： 由于本設(shè)計課題為預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，橋梁設(shè)計計算繁瑣，要參考的規(guī)范很多，故預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁的設(shè)計計算成為本次設(shè)計中的難點(diǎn)與要點(diǎn)。 四、設(shè)計（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）： 預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁的設(shè)計內(nèi)容和步驟主要包括： 2006年3月前畢業(yè)實(shí)習(xí)； 2006年3月調(diào)查和采集各種場地數(shù)據(jù)，查找資料； 2004年4月初寫開題報告和初步設(shè)計； 2004年4月初到5月底進(jìn)行整個設(shè)計過程； 五、進(jìn)行設(shè)計（論文）所需條件： 需要所設(shè)計路段的地質(zhì)資料和任務(wù)資料。有關(guān)設(shè)計方面的資料和老師的指導(dǎo)。要準(zhǔn)備好設(shè)計用的電腦。 六、指導(dǎo)教師意見： 簽名：　　　　　　年　　月　　日 題 目 衡昆高速平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路 11合同段改地方路1（K0+288.50） 預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計的題目是平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同段莊田段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋的設(shè)計。 本設(shè)計采用預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋，跨徑布置為（4×20）m，主梁為變截面T型梁?？缰辛焊邽?.33m，支點(diǎn)梁高為1.33m。橋墩為重力式橋墩、橋臺。 本文主要闡述了該橋的設(shè)計和計算過程。首先進(jìn)行橋型方案比選，對主橋進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力、配筋計算，再進(jìn)行強(qiáng)度、應(yīng)力及變形驗(yàn)算，最后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。 具體包括以下幾個部分： 1. 橋型方案比選； 2. 橋型布置，結(jié)構(gòu)各部分尺寸擬定； 3. 選取計算結(jié)構(gòu)簡圖； 4. 恒載內(nèi)力計算； 5. 活載內(nèi)力計算； 6. 荷載組合； 7. 配筋計算； 8. 預(yù)應(yīng)力損失計算； 9. 截面強(qiáng)度驗(yàn)算； 10. 截面應(yīng)力及變形驗(yàn)算； 11. 下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。 關(guān) 鍵 詞：預(yù)應(yīng)力混凝土 T型簡支梁橋 重力式橋墩 重力式橋臺 ABSTRACT This design is of the same section about the PingYuan Street~SuoLong Monastery 11 free way contracts to local farmland Road 1 (K0+288.50) Prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design. The bridge belongs to the prestressed concreted structuer which is a simple supported beam bridge.The span arrangement is （4×20）m.The superstructure is variable T shaped supported beam bridge.The height of the girder on the support is1.33m,and the height of the middle is 1.33m too.The pier is gravity pier. The abutment is gravity abutment. This essay focuses on the design and calculation process of the bridge.Firstly,compare and choose a best scheme from several bridge types;and make an overall structure design of the main span.Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure.Thirdly,check the intensity,stress and deflection.Finally,check the substructure.. The main points of the design are as the follows. 1.The comparison of several bridge types; 2.The arrangement of the bridge types; 3.The units partition of the structute; 4.The calculation of the internal force of dead load; 5.The calculation of the internal force of movable load; 6.The combination of every kind of load; 7.The arrangement of prestressed reinforcing bar; 8.The calculation of the prestressed loss; 9.The check of the section intensity; 10.The check of the section stress and deflection; 11.The check the substructure. Keywords: Prestressed conctete T shaped supported beam bridge Gravity pier Gravity abutment 目 錄 一、工程概況及方案比選 ………………………………………………1 （一）概述………………………………………………………………1 （二）工程概況 …………………………………………………………1 （三）方案比選 …………………………………………………………6 二、主梁設(shè)計 ……………………………………………………………8 （一）設(shè)計概況及構(gòu)造布置………………………………………………8 （二）橫截面布置………………………………………………………8 （三）梁毛截面幾何特性計算 …………………………………………10 （四）主梁內(nèi)力計算 …………………………………………………16 （五）預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 ……………………………………33 （六）主梁截面幾何特性計算 …………………………………………39 （七）鋼束布置位置（束界）的校核 …………………………………41 （八）鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算 ……………………………………………43 （九）預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗(yàn)算 …………………………………48 （十）使用階段的正應(yīng)力驗(yàn)算 …………………………………………49 （十一）使用階段的主應(yīng)力驗(yàn)算 ………………………………………51 （十二）截面強(qiáng)度計算 …………………………………………………58 （十三）錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算 …………………………………………61 （十四）主梁變形（撓度）計算 ………………………………………64 三、行車道板計算 ……………………………………………………66 四、重力式橋臺設(shè)計 …………………………………………………70 （一）設(shè)計資料………………………………………………………70 （二）設(shè)計方法與內(nèi)容…………………………………………………70 五、重力式橋墩設(shè)計 …………………………………………………84 （一）設(shè)計資料 ………………………………………………………84 （二）設(shè)計方法與內(nèi)容…………………………………………………84 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………102 謝 辭………………………………………………………………103 iv 任務(wù)書 題　　　 目：衡昆高速平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路11合同段改地 方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支型梁橋設(shè)計 任務(wù)書 （一）畢業(yè)設(shè)計目的 畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)教學(xué)過程的最后一個環(huán)節(jié)，是學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用。通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生較系統(tǒng)的掌握所學(xué)的理論知識，同時與工程實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作的能力的一個重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在教師的指導(dǎo)下使學(xué)生能獨(dú)立地系統(tǒng)地全面完成預(yù)應(yīng)力混凝土簡支形梁橋的初步設(shè)計和施工圖設(shè)計，掌握預(yù)應(yīng)力混凝土簡支形梁橋的設(shè)計基本程序和任務(wù)。學(xué)會搜集資料、考慮問題、分析問題和解決問題的方法，進(jìn)一步鞏固所學(xué)課程，并能查閱資料，熟悉、理解和應(yīng)用公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公路橋涵設(shè)計和施工規(guī)范。 （二）畢業(yè)設(shè)計的要求 1.要求學(xué)生樹立正確的設(shè)計觀念，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度； 2.設(shè)計的主要工作應(yīng)以對預(yù)應(yīng)力簡支型梁橋主體結(jié)構(gòu)的截面選擇、內(nèi)力分析和配筋設(shè)計等為主，以保證學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)及專業(yè)知識能夠得到充分的應(yīng)用，并掌握橋梁設(shè)計的主要內(nèi)容。 3.初步設(shè)計時，應(yīng)提出兩個以上的方案，經(jīng)比較后，選擇其中一個進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。 4.對所設(shè)計的預(yù)應(yīng)力簡支型梁橋結(jié)合所學(xué)橋梁工程的知識，應(yīng)提出相應(yīng)的施工方案和步驟。 5. 要求分析論證、分析計算正確；按有關(guān)規(guī)定制圖，圖紙整潔無誤。 6. 嚴(yán)格遵守設(shè)計紀(jì)律，按時出勤。 （三）畢業(yè)設(shè)計的工作任務(wù) 1.設(shè)計題目：平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋設(shè)計 2.畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容 （1）設(shè)計的主要工作應(yīng)對平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋設(shè)計進(jìn)行設(shè)計。主要包括：截面選擇、截面的內(nèi)力分析和截面配筋設(shè)計等，以證學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)及專業(yè)知識能夠得到充分的應(yīng)用，并掌握橋梁設(shè)計的主要內(nèi)容。 （2）下部結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括橋墩、橋臺計算。 （3）初步設(shè)計時，應(yīng)提出兩個以上的方案，經(jīng)比較后，選擇其中一個進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。 （4）對所設(shè)計的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支箱梁橋結(jié)合所學(xué)橋梁工程的知識，應(yīng)提出相應(yīng)的施工方案和步驟。 （5）繪制滿足工程要求的結(jié)構(gòu)圖、施工圖等，圖紙數(shù)量應(yīng)符合學(xué)校關(guān)規(guī)定。 3.出圖要求 （1）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋設(shè)計總說明 （2）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋總體布置圖 （3）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋主梁一般構(gòu)造圖； （4）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋梁肋鋼筋構(gòu)造圖 （5）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋預(yù)應(yīng)力鋼束構(gòu)造圖 （6）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋橫隔板鋼筋、橫隔板接頭構(gòu)造圖 （7）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋支座構(gòu)造圖 （8）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋欄桿設(shè)計圖 （9）平遠(yuǎn)街～鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋錨具布置圖 （四）畢業(yè)設(shè)計研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 1．研究重點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力簡支梁橋形梁設(shè)計方法和步驟，橋墩、橋臺的設(shè)計和施工。 2．研究難點(diǎn)：橋墩、橋臺的設(shè)計和施工。 （五）本次畢業(yè)設(shè)計總時間為15周既第2周至16周，具體安排如下， 第2～3周，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計資料的收集。 第3～5周：布置任務(wù)，擬訂尺寸，準(zhǔn)備計算數(shù)據(jù)；結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算等； 第6～7周：預(yù)應(yīng)力束的估束、布束、調(diào)束等； 第8周：計算各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失等； 第9～10周：進(jìn)行荷載組合。截面驗(yàn)算； 第11～12周：主墩、臺設(shè)計，驗(yàn)算等； 第13～14周：編制設(shè)計說明書，繪制設(shè)計圖及資料翻譯，完善并裝訂說明書。 第15周：教師審核畢業(yè)設(shè)計說明書。 第16周：答辯。 （六）畢業(yè)設(shè)計說明書的要求 1. 畢業(yè)設(shè)計說明書的內(nèi)容、形式等首先應(yīng)滿足學(xué)校有關(guān)要求。 2．說明書應(yīng)包括以下主要內(nèi)容： （1）設(shè)計任務(wù)、基本資料。 （2）畢業(yè)設(shè)計中、英文摘要。 （3）與設(shè)計題目相關(guān)的設(shè)計理論和技術(shù)的簡況。 （4）詳細(xì)的計算、設(shè)計過程說明，包括計算公式、數(shù)據(jù)及必要的圖表以及自編程序清單等。 （5）施工方案和步驟。 （6）對本次設(shè)計的總結(jié)，包括自己的收獲、感想及畢業(yè)設(shè)計中穿在的問題等內(nèi)容。 （7）專業(yè)相關(guān)中文翻譯。 （七）主要參考資料 1．《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范》JTJ023-85 2．《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 3．《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 4.《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》葉見曙 人民交通出版社 1996 5.《橋梁工程》姚玲森 人民交通出版社 1997 6.《公路橋涵設(shè)計手冊－梁橋》 人民交通出版社 1996 指導(dǎo)教師： 大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，是加速實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化的重要保證。四通八達(dá)的現(xiàn)代交通，對于加強(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”期間改造的六條主要干線公路之一。它途徑紅河、文山兩個地州的彌勒、開遠(yuǎn)、硯山等市縣，東連廣西省，南接國家級邊境口岸那發(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°43′～103°20′，北緯24°50′～25°02′之間。本設(shè)計路段為平遠(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)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小的地貌單元。本工程位于第三地貌單元內(nèi)，即：K124+100～K128+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1954～1969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3/秒（1963年），另外根據(jù)水文資料計算，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°43′～103°20′，北緯24°50′～25°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1000～1300米的河谷及盆地地段，年平均氣溫 19.2°C，最高氣溫38.2°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6～9月，占全年降雨量的66％～83％，蒸發(fā)量最大在3～5月，氣溫最高是5～7月，氣溫最低是12月至次年2月?？偟膩碚f，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級地震，地震烈度8度；1950年9月13日，個舊發(fā)生5.8級地震，地震烈度8度；1953年5月14日，小龍?zhí)栋l(fā)生5級地震，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5～6度，基本屬相對穩(wěn)定地區(qū)。西部地區(qū)地震活動頻繁，有震次增多，震級減少趨勢，歷次地震烈度達(dá)6～8度。據(jù)云南省地震局地震隊資料，現(xiàn)今地殼垂直變形明顯，相對變化達(dá)50毫米，說明地殼仍在活動，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)地震烈度分區(qū)》，本公路莊田段基本地震烈度為：Ⅶ度基本地震烈度區(qū)。 根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011－2001）的規(guī)定，莊田段設(shè)計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)計規(guī)范》要求設(shè)計。 5．工程地質(zhì)及水文地質(zhì)評價 （1）地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)域經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動，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 K124+100～K128+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） 動彈性 模量 Ed（MPa） 動泊松 比 （μ） 濕 干 天然 狀態(tài) 浸水飽和 灰?guī)r 白云 灰?guī)r 2.59 ～ 2.76 2.51 ～ 2.74 0.9 ～ 3.5 2.3 ～ 8.8 0.86 ～ 0.87 32.4 ～ 50.6 20.3 ～ 101.8 — — 砂巖 2.65 ～ 2.73 2.62 ～ 2.70 0.7 ～ 2.1 1.8 ～ 4.7 0.82 ～ 0.93 52.6 ～ 107.6 39.2 ～ 109.3 57134.7 ～ 66981.1 0.28 ～ 0.30 粉砂巖 2.73 2.62 ～ 2.66 2.8 ～ 4.1 8.6 ～ 11.0 0.72 6.9 ～ 9.1 2.8 ～ 13.1 36409.6 0.28 頁巖 2.63 ～ 2.82 2.63 ～ 2.74 2.1 ～ 4.9 5.6 ～ 12.4 0.69 7.9 ～ 11.4 2.7 ～ 11.8 21667.6 0.32 土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計表 表1.2 天然密度ρ。 g/cm3 土粒比重Gs 飽和度Sr % 天然孔隙比e。 含水量ω % 塑限ωp％ 液限ωl % 塑性指數(shù) IP 液性指數(shù) Il 內(nèi)聚力 C kPa 內(nèi)摩擦角φ 。 壓縮系數(shù)a1-2 MPa 壓縮模量Es1-2 MPa 自由膨脹率Fs % 1.64 ～ 2.02 2.74 ～ 2.86 85 ～ 100 0.70 ～ 1.65 24 ～ 58 28 ～ 52 51 ～ 118 23 ～ 51 <0 ～ 0.49 39.6 ～ 134.4 1.9 ～ 25.4 0.09 ～ 0.14 15.82 ～ 21.80 20 ～ 88 1.64 ～ 1.91 2.66 ～ 2.85 88 ～ 100 0.938 ～ 1.65 33.6 ～ 58 36 ～ 54 72 ～ 128 34 ～ 86 <0 ～ 0.49 67.6 ～ 134.4 1.9 ～ 15.0 0.1 ～ 0.15 14.86 ～ 19.04 40 ～ 88 1.77 ～ 2.06 2.72 ～ 2.79 70 ～ 99 0.63 ～ 1.4 17 ～ 36 16 ～ 25 24 ～ 41 8 ～ 17 <0 ～ 0.76 54 ～ 62 21.7 ～ 22.6 0.073 ～ 0.083 12 ～ 13.7 1.34 ～ 1.87 2.78 ～ 2.86 85 ～ 100 1.01 ～ 1.31 35 ～ 87 24 ～ 62 42 ～ 101 18 ～ 39 <0 ～ 0.64 7 ～ 49 16.6 ～ 25.1 0.048 ～ 0.200 5 ～ 21 6．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、巖溶水三大類。K124+100～K128+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HCO3－Ca型水，局部為HCO3－Ca.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)條件綜合評價 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+250～K124+400、K124+700～K125+300、K125+700～K126+550、K128+150～K128+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，價值埋藏較深，對路基影響較小，因此這三段可抽取地表水，采用換填碎石、拋石擠淤等淺層方法處治。K128+150～K128+940一段為沼澤相軟土，需做深層處治。膨脹土段落有K126+600～K128+200一段，巖性為褐紅、褐黃夾灰白色粘土，路線K127+250～K128+050一段為挖方地段，所取費(fèi)方不可用做路堤填料。K124+000～K128+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)致高噸位級輪船無法通行，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1.4 3．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 造價較低，工期較短 造價第二，用鋼量大 造價最高 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 （一）設(shè)計概況及構(gòu)造布置 1．設(shè)計資料 （1）設(shè)計跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑20.00m（墩中心距離），簡支梁計算跨徑(相鄰支座中心距離)19.50m，主梁全長19.96m。 （2）荷載：汽車－20級；掛車－100級；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，人行道，欄桿及橋面鋪裝用20號。 預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合冶金部YB255-64標(biāo)準(zhǔn)的φs5mm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Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋；直徑小于12mm的均由Ⅰ級熱軋光鋼筋。 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) 主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)ρ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)?？紤]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1/15~1/25，本設(shè)計取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10％～20％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算 1．截面幾何特性 預(yù)制時翼板寬度為1.58m，使用時為1.60m，分別計算這二者的截面特征。計算公式如下： 中主梁跨中毛截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖2.1，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 分塊 面積 Ai(㎝2) yi (cm) Si=Ai*yi (Cm3) (ys-yi) (cm) Ix=Ai(ys-yi )2 (Cm4) Ii (Cm4) ① 1136 4 4544 40.6 18.725×105 ② 852 12 10224 32.6 9.055×105 ③ 1840 57.5 105800 -12.9 3.062×105 ④ 64 112.3 7187 -67.7 2.933×105 ⑤ 576 124 71424 -79.4 36.313×105 合 計 同時，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－截面設(shè)計－創(chuàng)建新文件。使用界面如下： 選擇T型，然后進(jìn)行幾何參數(shù)設(shè)置。計算書如下： <<橋梁博士>>---截面設(shè)計系統(tǒng)輸出 文檔文件: E:\盛云華\123\設(shè)計文件1.sds 文檔描述: jk 任務(wù)標(biāo)識: def 任務(wù)類型: 截面幾何特征計算 ------------------------------------------------------------ 截面高度: 1.33 m ------------------------------------------------------------ 計算結(jié)果: 基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號混凝土 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: 高度(m): 靜矩(m**3): 1 1.33 0.0 2 0.998 8.87e-02 3 0.665 8.59e-02 4 0.333 6.54e-02 5 0.0 0.0 ------------------------------------------------------------ 計算成功完成 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算毛截面幾何特性： <<橋梁博士>>---截面設(shè)計系統(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: 11 任務(wù)類型: 截面幾何特征計算 ------------------------------------------------------------ 截面高度: 1.33 m ------------------------------------------------------------ 計算結(jié)果: 基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號混凝土 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 沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下): 主截面: 點(diǎn)號: 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 ------------------------------------------------------------ 計算成功完成 即Am=0.448㎡，yx＝0.885m，Im=909。 2．檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ 以跨中截面為例： 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計時，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)?。?.45～0.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。 （四）主梁內(nèi)力計算 1．恒載內(nèi)力計算 （1）主梁預(yù)制時的自重（一期恒載）g1： 此時翼板寬1.58m ①按跨中截面計算，主梁每延米自重（即先按等截面計算） 中主梁：0.4468×25＝11.17kN/m (0.4468為Am,25為40號混凝土的容重，單位kN/m3) 內(nèi)、外邊梁：0.448×25＝11.2 kN/m ②由馬蹄增高抬高所形成的4個橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度： ③ 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 ④ 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： ⑤ （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)力計算 如圖2.8所示，設(shè)為計算截面離左支點(diǎn)的距離，并令，則： 主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： 恒載內(nèi)力計算見表2.2 恒載內(nèi)力（1號梁）計算表 表2 .2 計算數(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) α 0.5 0.25 0.0718 0.25 0.0718 0 0.125 0.0938 0.0333 0.25 0.4282 0.5 一期恒載 12.3224 585.699 439.509 156.030 60.072 102.891 120.1434 二期恒載 5.4255 257.881 193.514 68.699 26.449 45.302 52.899 2．活載內(nèi)力計算(修正剛性橫梁法) （1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定，對于汽－20， 按“橋規(guī)”2.3.5條規(guī)定，平板掛車不計沖擊力影響，即對于掛車－100，＝1.0 按“橋規(guī)”2.3.1條規(guī)定，對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)力計算圖 （2）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù) ①跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc 如前所述，該設(shè)計采用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算橫向分布系數(shù)。 a．主梁抗扭慣矩 對于T型梁截面，抗扭慣矩可近似按下列公式計算： 式中：和——相應(yīng)為單個矩形截面寬度和厚度； ——矩形截面抗扭剛度系數(shù)； ——梁截面劃分為單個矩形截面的個數(shù)。 對于跨中截面，翼緣板的平均換算厚度：＝=14cm; 馬蹄部分的平均換算厚度：＝＝22cm。 圖2.9給出了的計算圖式，的計算見表2.3。 計算表 表2.3 分塊名稱 翼緣板① 腹板② 馬蹄③ 160 97 32 14 16 22 0.0875 0.1649 0.6875 1/3 0.298371 0.191500 1.46347 1.18546 0.65251 3.30144 其中根據(jù)《橋梁工程》表2－5－2內(nèi)插求得。 圖2.9 計算圖式 b．計算抗扭修正系數(shù)β 此設(shè)計主梁間距相同，并將主梁近似看成等截面，由《橋梁工程》式2－5－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，代入計算公式求得：β＝0.91256 c．按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標(biāo)值： 式中： 則： 計算所得的值列于表2.4內(nèi)。 橫向影響線豎坐標(biāo)值 表2.4 梁 號 (或) （或） （或） 1 2 3 3.2 1.6 0 0.5650 0.3825 0.2 0.0175 0.1087 0.2 -0.1650 0.0175 0.2 d．計算荷載橫向分布系數(shù) 1、2、3號主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖2.10所示。對于1號梁，則： 汽－20 （0.5423＋0.3375＋0.1896-0.0151）＝0.52715 掛－100 ＝（0.4854＋0.383＋0.2806＋0.1783）＝0.3318 人群荷載 0.6417 ② 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號梁活載的橫向分布系數(shù)可計算如下： 圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計算圖式 ③橫向分布系數(shù)匯總（見表2.5） 1號梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5 荷 載 類 別 mc m。 汽－20 掛－100 人群 0.52715 0.3318 0.6417 0.434 0.140 1.422 圖2.11 支點(diǎn)的荷載橫向分布計算圖式 用“橋梁博士”軟件計算橫向分布系數(shù)如下： 圖2.12 軟件截面 <<橋梁博士>>---橫向分布計算系統(tǒng)輸出 文檔文件: 文檔描述: 的 任務(wù)標(biāo)識: 東三分 計算方法: 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 0.750 0.000 3.500 0.000 0.000 3.500 0.000 0.750 左車道數(shù) = 1, 右車道數(shù) = 1, 不計車道折減 汽車等級: 汽車-20級 掛車等級: 掛車-100級 人群集度: 3.000 KPa ------------------------------------------------------------ 影響線數(shù)值: 坐標(biāo)X 1#梁 2#梁 3#梁 4#梁 5#梁 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.600 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 3.200 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 4.800 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 6.400 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 ------------------------------------------------------------ 橫向分布系數(shù)計算結(jié)果: 梁號 汽車 掛車 人群 滿人 特載 車列 1 0.434 0.140 1.057 2.194 0.000 0.000 2 0.498 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000 3 0.595 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000 4 0.500 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000 5 0.436 0.140 1.057 2.195 0.000 0.000 ------------------------------------------------------------ 計算成功完成 （3）計算活載內(nèi)力 在活載內(nèi)力計算中，這個設(shè)計對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計算主梁活載彎矩時，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來計算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時，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)用值直線插入，其余區(qū)段均取值（見圖2.14和2.15）。 ①計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)力計算圖式，計算公式為 a．汽車和掛車荷載內(nèi)力計算在表2.6內(nèi)。 圖2.13 跨中截面內(nèi)力計算圖式 跨中截面車輛荷載內(nèi)力計算表 表2.6 荷載類別 汽－20 掛－100 1.19125 1 0.52715 0.3318 最大 彎矩 及相 應(yīng)剪 力 60 120 120 250 250 250 250 1254 26.466 3556.25 146.825 1號梁 內(nèi)力值 788.337 16.620 1179.964 48.717 最大 剪力 及相 應(yīng)彎 矩 合力P 2×120+60=300 250×4=1000 0.4159 4 0.3359 3.25 125.07 1200 335.9 3250 1號梁 內(nèi)力值 78.540 753.561 111.452 1078.35 注：欄內(nèi)分子、分母的數(shù)值分別為對應(yīng)的及相應(yīng)影響線坐標(biāo)值。 b．對于人群荷載 q=0.75q=0.75×3=2.25kN/m 相應(yīng)的 相應(yīng)的 ②求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（按等代荷載計算） 計算公式為： 式中：如圖2.8所示，對于四分點(diǎn)彎矩影響線面積為，剪力影響線面積為。 于是上述計算公式即為： 1號梁的內(nèi)力列表計算見表2.7. 四分點(diǎn)截面內(nèi)力計算表 表2.7 荷載類別 項(xiàng)目 K (kN/m) 內(nèi)力值 汽－20 1.19125 19.236 23.204 35.65 5.48 0.52715 430.637 79.851 掛－100 1.0 45.838 61.075 35.65 5.48 0.3318 542.203 111.050 人 群 1.0 2.25 35.65 5.48 0.6417 51.472 7.912 ③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)力計算圖式，內(nèi)力計算表見表2.8。 1號梁變化點(diǎn)截面內(nèi)力計算表 表2.8 荷載類別 汽－20 掛－100 人 群 1+u 1.19125 1.0 1.0 最 大 彎 矩 mc 0.52715 0.3318 0.6417 合力p 300 250×4=1000 q=2.25 y 1.187 1.074 1/2×19.5×1.30 Mmax 223.62 356.35 18.30 最 大 剪 力 Pi 120 120 60 250 250 250 250 q=2.25 yi 0.928 0.875 0.663 0.928 0.880 0.670 0.610 m1 0.460 0.486 0.52715 0.195 0.242 0.3318 0.3318 Qmax 146.8 204.7 14.0 注：表中 圖2.14 變化點(diǎn)截面（1號梁）內(nèi)力計算圖式 ④求支點(diǎn)截面的最大剪力 圖2.15示出了支點(diǎn)最大剪力計算圖式，最大剪力列表計算在表2.9內(nèi)。 1號梁支點(diǎn)最大剪力計算表 表2.9 荷載 類別 汽－20 掛－100 人群 1+u 1.19125 1.0 1.0 P1 120 120 60 70 130 250 250 250 250 Q=2.25 y1 1.0 0.928 0.723 0.210 0 1.0 0.938 0.7332 0.672 1.0/2 y人=0.928 m1 0.434 0.460 0.5272 0.510 0.43 0.14 0.187 0.3318 0.3318 0.556 ×19.5 0.5× 0.7803× 4.875 159.24 195.41 16.17 注： 圖2.15 支點(diǎn)剪力（1號梁）計算圖式 3．主梁內(nèi)力組合 主梁內(nèi)力組合 表2.10 序 號 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 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 第一期恒載 第二期恒載 總恒載=①+② 人群 汽－20 掛－100 汽＋人=⑤＋④ 恒＋汽＋人=③+⑦ 恒＋掛＝③＋⑥ SjI=1.2×恒+1.4×⑦ SjIII=1.2×恒+1.1×掛 提高后的SjI 提高后的SjIII 585.699 257.881 843.58 68.627 788.337 1179.964 856.964 1700.54 2023.54 2212.15 2310.26 49.9% 56% 2212.15 2356 0 0 0 3.52 78.540 111.452 82.06 82.06 111.452 114.88 122.60 95.7% 100% 114.88 125 439.509 193.514 633.023 51.472 430.637 542.203 482.109 1115.13 1175.23 1434.58 1356.05 42% 44% 1434.58 1383 60.072 26.449 86.521 7.912 79.851 111.050 87.763 174.28 197.57 226.69 225.98 49.3% 54% 226.69 230 156.030 68.699 224.729 18.30 223.62 356.35 241.92 466.71 581.079 608.363 661.66 51.5% 59% 608.363 675 102.891 45.302 148.193 14.0 146.8 204.7 160.8 308.99 352.893 402.952 403.00 51% 56% 402.952 411 120.143 52.899 173.042 16.17 159.24 195.41 175.41 348.45 368.45 453.22 422.60 49.2% 51% 453.22 431 控制設(shè)計的計算內(nèi)力 2356 125 1434.58 230 675 411 453 （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)計原理》式（13－92）有： 式中：——混凝土強(qiáng)度安全系數(shù)，?。?.25； ——計算彎矩，由表2.10可得＝2356kNm 為設(shè)計經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，這里?。?.76計算，由此可得： ＝2913.53kN 每束為24φs5mm、面積為＝4.71＝471，其抗拉設(shè)計強(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，翼板可采用麥尼爾不等式進(jìn)行鋼束截面得估算。 對于施工階段有 ① 式中：——傳力錨固時的有效預(yù)加力，其應(yīng)力損失可按估算。 設(shè)＝1200 Mpa，則＝（1-0.2）＝0.8×＝0.75＝0.75；為張拉時，構(gòu)件上緣混凝土拉應(yīng)力的限制值：。設(shè)張拉時混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80％，即相當(dāng)于0.8×40＝32號，由《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表1－1內(nèi)插得＝2.20Mpa，故＝0.7×2.20＝1.54 Mpa。同理可求得＝0.7×22.4＝15.68 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） ②由得： （B） 對于使用荷載階段 ③ 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，＝0.5＝0.5×28＝14。代入上式得： （C） ④由（不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力）得： （D） 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 ①鋼束的形狀及傾角計算 Ⅰ．采用圓弧曲線彎起； Ⅱ．彎起角θ： 1、2、3、4號束采用＝13°； 5號束采用＝15°； ②鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計算 以5號束為例，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號束彎起布置 各鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計算表 表2.11 鋼束號 升高值 c (cm) θ° 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Xk 5 90.9 15 0.966 2673 0.259 691 11.8 295.8 3～4 26.7 13 0.974 1043 0.225 234 15.3 756.3 1～2 8.1 13 0.974 316 0.225 71 21.4 925.4 注： 單位：cm ③各截面鋼束位置及其傾角計算 仍以5號束為例，由圖2.19可求得計算點(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——計算截面I鋼束位置升高值： R——鋼束曲線半徑：R＝2673cm； ——計算截面I鋼束的彎起角（即傾角）： ——計算截面I至彎起點(diǎn)k之水平距離。 對于5號束的支點(diǎn)截面（圖2.19）： 各截面鋼束位置（ai）及其傾角（θi）計算值見表2.12 各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（θi）計算表 表2.12 計算 截面 鋼束 編號 （cm） R （cm） 度 (cm) a (cm) 跨中 截面 1～2 為負(fù)值 尚未彎起 0 0 1 0 7.5 （同左） 3～4 15.5 5 23.5 平 均 傾 角 0 0 1 鋼束截面重心 13.9 截面 1～2 為負(fù)值未彎 0 0 1 0 7.5 7.5 3～4 15.5 15.5 5 191.7 2673 4.113 6.884 23.5 30.384 平 均 傾 角 4.113 0.0717 0.997 鋼束截面重心 15.307 變化 點(diǎn)截 面 xi=835 1～2 Li為負(fù)值未彎 0 0 1 0 7.5 7.5 3～4 78.7 1043 4.327 2.973 15.5 18.473 5 539.2 2673 11.68 55.35 23.5 78.85 平 均 傾 角 6.778 0.12 0.993 鋼束截面重心 26.274 支座 截面 xi=975 1～2 55.3 316 10.08 4.878 7.5 12.378 3～4 222.3 1043 12.31 23.98 15.5 39.48 5 681.3 2673 14.77 88.32 23.5 111.82 平 均 傾 角 11.91 0.206 0.978 鋼束截面重心 43.107 （六）主梁截面幾何特性計算 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時管道尚未壓漿，由預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面（不計構(gòu)造鋼筋的影響）計算；在使用階段，預(yù)留管道已經(jīng)壓漿，認(rèn)為管束與混凝土結(jié)合良好，故按換算截面計算。跨中截面的凈截面與換算截面幾何特性計算，列表進(jìn)行，如表2.13所示。同理，可求得其它控制截面得凈截面和換算截面的幾何特性如表2.17。 跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.13 截 面 類 別 分塊 名稱 分塊面積 Ai (cm2) Ai重心 至梁頂 距離yi （cm） 對梁頂 邊的面 積矩 Si=Aiyi 自身慣 性矩 Ii (cm4) (ys-yi) (cm) Ix=Ai(ys-yi)2 (cm4) 截面慣 性矩 I=Ii+Ix 凈 截 面 毛截面 4468 44.6 199273 90.658×105 -1.7 0.129×105 預(yù)留管 道面積 -98 119.1 -11672 0 -76.2 -5.690×105 混凝土 凈截面 Aj=4370 yjs=42.9 ∑Si= 187601 90.658×105 -5.561×105 85.097×105 換 算 截 面 鋼束換 算面積 (ny-1) Ay =119 119.1 14173 0 -72.6 6.270×105 毛面積 4468 44.6 199273 90.658×105 1.9 0.161×105 換算截 面面積 4587 46.5 ∑Si= 213446 90.658×105 6.431×105 97.089×105 注：ny=Ey/Eh=2.0×105/3.3×104=6.06, Ey值查《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表2-2，Eh查附表1-2。 Ay=5ay==5×4.71=23.55cm2 L/4截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.14 截 面 類 別 分塊 名稱 分塊面積 Ai (cm2) Ai重心 至梁頂 距離yi （cm） 對梁頂 邊的面 積矩 Si=Aiyi 自身慣 性矩 Ii (cm4) (ys-yi) (cm) Ix=Ai(ys-yi)2 (cm4) 截面慣 性矩 I=Ii+Ix 凈 截 面 毛截面 4468 44.6 199273 90.658×105 -1.6 0.114×105 預(yù)留管 道面積 -98 117.7 -11535 0 -74.7 -5.468×105 混凝土 凈截面 Aj=4370 yjs=43.0 ∑Si= 187738 90.658×105 -5.354×105 85.304×105 換 算 截 面 鋼束換 算面積 (ny-1) Ay =119 117.7 14006 0 -71.2 6.033×105 毛面積 4468 44.6 199273 90.658×105 1.9 0.161×105 換算截 面面積 4587 46.5 ∑Si= 213279 90.658×105 6.194×105 96.852×105 變化點(diǎn)截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.15 截 面 類 別 分塊 名稱 分塊面積 Ai (cm2) Ai重心 至梁頂 距離yi （cm） 對梁頂 邊的面 積矩 Si=Aiyi 自身慣 性矩 Ii (cm4) (ys-yi) (cm) Ix=Ai(ys