桥梁工程.pdf

《桥梁工程.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁工程.pdf（68页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、桥梁工程桥梁工程课程设计桥梁工程课程设计装配式钢筋混凝土空心简支板设计院院系：系：土木工程与建筑学院年级专业：年级专业：2011级道桥方向姓姓名：名：学学号：号：成绩评定：周成1109022254教师签名：年月日1/68桥梁工程设计总说明1.设计资料设计资料1.1.跨度和桥面宽度跨度和桥面宽度1）标准跨径lk：21m（墩中心距）2）计算跨径l：20.5m3）主梁全长：20.96m4）桥面宽度（桥面净空）：净 15+22m（人行道）+20.5（防撞护栏）采用混凝土防装护栏，线荷载为 7.5kN/m，人群荷载为 3.0kN/m。1.2.技术标准技术标准设计荷载：公路级环境标准：类环境设计安全等级：

2、二级1.3.主要材料主要材料1）混凝土空心板采用 C50 混凝土，铰缝采用 C40 混凝土，桥面铺装采用C30 沥青混凝土和 C40 防水混凝土，人行道板为 C40 混凝土。2）钢筋：预应力钢筋采用高强度低松弛 7 丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为 15.20mm，公称面积 140mm2,标准强度fpk=1860Mpa，设计强度fpd=1260Mpa，弹性模量Ep=1.95105Mpa。1.4.设计依据及参考书设计依据及参考书【1】公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）.【2】公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.【3】桥梁工程（第二版）.陈宝春，陈友

3、杰，编著.人民交通出版社，2013年 10 月.1/68桥梁工程【4】桥梁工程（第二版）.姚玲森，编著.人民交通出版社，2008 年 7 月.【5】看范例快速学习钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计.闫志刚，编著.机械工业出版社，2012.10.【6】结构设计原理计算示例.赵志蒙，编著.人民交通出版社，2007 年 5月.【7】混凝土简支梁（板）桥（第三版）.易建国，编著.人民交通出版社，2006 年 9 月.【8】桥梁工程上部施工技术.满洪高，秦溱，编著.高等教育出版社，2012.6.【9】公路桥涵设计手册-梁桥（上册），徐光辉，胡明义，编著.人民交通出版社，1996 年 3 月.【10

4、】公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）.2.设计要点设计要点2.1.结构设计结构设计（1）本空心板按部分预应力混凝土 A 类构件设计。（2）桥面板横坡为 2%的单向横坡，各板均斜置，横坡由下部结构调整；人行道横坡为 1.5%；桥面纵坡为 4%的单向纵坡，桥长小于 50m，可不进行排水孔设计，流向路面由路面进行排水。具体见图 1。（3）空心板断面：空心板高度 0.94m，宽度 1.28m，各板之间有 1cm的缝隙。（4）人行道板厚 0.25m。（5）桥面铺装：上层为0.04m 厚沥青混凝土，下层为 0.08m 厚防水混凝土。2/68桥梁工程（6）施工工艺：预制预应力空心板采用先张法施

5、工工艺。（7）桥梁横断面与构造及空心板截面尺寸详见图 1、图 2 所示。2.2.设计参数设计参数（1）相对湿度 80%。（2）体系整体均匀升温 25，均匀降温 25。（3）C50混凝土的材料特性:fck=32.4MPa，fcd=22.4Mpa，ftk=2.65Mpa，ftd=1.83Mpa。（4）沥青混凝土重度按23kN/m3计，预应力混凝土结构重度按26 kN/m3计，混凝土重度按 25kN/m3计。3.计算分析要点计算分析要点1）空心板截面几何特性计算；2）永久作用效应计算；3）可变作用效应计算；4）车道荷载效应计算；5）作用效应组合；6）预应力钢筋数量估算及布置；7）承载能力极限状态计算

6、；8）预应力损失计算；9）正常使用极限状态计算；10）主梁变形验算；11）持久状况应力验算；12）短暂状况应力验算；13）最小配筋率复核；14）铰缝计算。3/68桥梁工程目录目录1.1.设计资料设计资料 1 11.11.1跨度和桥面宽度跨度和桥面宽度 1 11.21.2技术标准技术标准 1 11.31.3主要材料主要材料 1 11.41.4设计依据及参考书设计依据及参考书 1 12.2.设计要点设计要点 2 22.12.1结构设计结构设计 2 22.22.2设计参数设计参数 3 33.3.空心板截面几何特性计算空心板截面几何特性计算 4 43.1.3.1.截面面积截面面积 4 43.2.3.2

7、.截面重心位置截面重心位置 4 43.3.3.3.空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算 4 44.4.作用效应计算作用效应计算 5 54.14.1永久作用效应计算永久作用效应计算 5 54.24.2可变作用效应计算可变作用效应计算 6 64.2.14.2.1冲击系数和车道折减系数计算冲击系数和车道折减系数计算 7 74.2.24.2.2汽车荷载横向分布系数汽车荷载横向分布系数 7 74.2.2.14.2.2.1跨中及跨中及 l/4l/4 处的荷载横向分布系数计算处的荷载横向分布系数计算 7 74.2.2.24.2.2.2支点处荷载横向分布系数计算支点处荷载横向分

8、布系数计算 13134.2.2.34.2.2.3支点到支点到 l/4l/4 处荷载横向分布系数计算处荷载横向分布系数计算 14144.2.34.2.3车道荷载效应计算车道荷载效应计算 14144.2.3.14.2.3.1跨中截面跨中截面 16164.2.3.24.2.3.2l/4l/4 截面截面 17174.2.3.34.2.3.3支点截面剪力支点截面剪力 18184.2.44.2.4人群荷载效应人群荷载效应 19194.34.3作用效应组合作用效应组合 20205.5.预应力钢筋数量估算及布置预应力钢筋数量估算及布置 23235.1.5.1.预应力钢筋数量的估算预应力钢筋数量的估算 2323

9、I/68桥梁工程5.2.5.2.预应力钢筋布置预应力钢筋布置 25255.3.5.3.普通钢筋数量的估算及布置普通钢筋数量的估算及布置 25256.6.换算截面几何特性计算换算截面几何特性计算 28286.1.6.1.换算截面面积换算截面面积 28286.2.6.2.换算截面重心位置换算截面重心位置 28286.3.6.3.换算截面惯性矩换算截面惯性矩 29296.4.6.4.换算截面弹性抵抗矩换算截面弹性抵抗矩 29297.7.承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算 29297.1.7.1.跨中截面正截面抗弯承载力计算跨中截面正截面抗弯承载力计算 29297.2.7.2.斜截面抗剪承载力计

10、算斜截面抗剪承载力计算 30307.2.1.7.2.1.截面抗剪强度上、下限校核截面抗剪强度上、下限校核 30307.2.2.7.2.2.斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算 32328.8.预应力损失计算预应力损失计算 33338.1.8.1.锚具变形、回缩引起的预应力损失锚具变形、回缩引起的预应力损失 34348.2.8.2.预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失 34348.3.8.3.预应力钢绞线由于钢筋松弛引起的预应力损失预应力钢绞线由于钢筋松弛引起的预应力损失 34348.4.8.4.混凝土弹性压缩引起的预应力损失混凝土弹性压缩引起

11、的预应力损失 34348.5.8.5.混凝土收缩和徐变引起的预应力损失混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 36368.6.8.6.预应力损失组合计算预应力损失组合计算 38389.9.正常使用极限状态计算正常使用极限状态计算 39399.1.9.1.正截面抗裂性计算正截面抗裂性计算 39399.2.9.2.斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算 404010.10.主梁变形验算主梁变形验算 434310.1.10.1.正常使用阶段的挠度值正常使用阶段的挠度值 434310.2.10.2.预加力引起的反拱度计算及预拱度设置预加力引起的反拱度计算及预拱度设置 444410.2.1.10.2.1.预加力引起

12、的反拱度计算预加力引起的反拱度计算 444410.2.2.10.2.2.预拱度的设置预拱度的设置 454511.11.持久状况应力验算持久状况应力验算 464611.1.11.1.跨中截面混凝土正压应力跨中截面混凝土正压应力的验算的验算 4646II/68桥梁工程11.2.11.2.跨中截面预应力钢绞线拉应力跨中截面预应力钢绞线拉应力的验算的验算 464611.3.11.3.斜截面主应力验算斜截面主应力验算 474712.12.短暂状况应力验算短暂状况应力验算 505012.1.12.1.跨中截面跨中截面 515112.2.l/412.2.l/4 处截面处截面 535312.3.12.3.支点

13、截面支点截面 545413.13.最小配筋率复核最小配筋率复核 565614.14.铰缝计算铰缝计算 575714.1.14.1.铰缝剪力计算铰缝剪力计算 575714.2.14.2.铰缝抗剪强度计算铰缝抗剪强度计算 6161III/68桥梁工程1.设计资料设计资料1.1.跨度和桥面宽度跨度和桥面宽度1）标准跨径lk：21m（墩中心距）2）计算跨径l：20.5m3）主梁全长：20.96m4）桥面宽度（桥面净空）：净 15+22m（人行道）+20.5（防撞护栏）采用混凝土防装护栏，线荷载为 7.5kN/m，人群荷载为 3.0kN/m。1.2.技术标准技术标准设计荷载：公路级环境标准：类环境设计安

14、全等级：二级1.3.主要材料主要材料1）混凝土空心板采用 C50 混凝土，铰缝采用 C40 混凝土，桥面铺装采用C30 沥青混凝土和 C40 防水混凝土，人行道板为 C40 混凝土。2）钢筋：预应力钢筋采用高强度低松弛 7 丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为 15.20mm，公称面积 140mm2,标准强度fpk=1860Mpa，设计强度fpd=1260Mpa，弹性模量Ep=1.95105Mpa。1.4.设计依据及参考书设计依据及参考书【1】公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）.【2】公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.【3】桥梁工程（第二版）.陈宝

15、春，陈友杰，编著.人民交通出版社，2013年 10 月.【4】桥梁工程（第二版）.姚玲森，编著.人民交通出版社，2008 年 7 月.-1-/68桥梁工程【5】看范例快速学习钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计.闫志刚，编著.机械工业出版社，2012.10.【6】结构设计原理计算示例.赵志蒙，编著.人民交通出版社，2007 年 5月.【7】混凝土简支梁（板）桥（第三版）.易建国，编著.人民交通出版社，2006 年 9 月.【8】桥梁工程上部施工技术.满洪高，秦溱，编著.高等教育出版社，2012.6.【9】公路桥涵设计手册-梁桥（上册），徐光辉，胡明义，编著.人民交通出版社，1996 年 3

16、 月.【10】公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）.2.设计要点设计要点2.1.结构设计结构设计（1）本空心板按部分预应力混凝土 A 类构件设计。（2）桥面板横坡为 2%的单向横坡，各板均斜置，横坡由下部结构调整；人行道横坡为 1.5%；桥面纵坡为 4%的单向纵坡，桥长小于 50m，可不进行排水孔设计，流向路面由路面进行排水。具体见图 1。（3）空心板断面：空心板高度 0.94m，宽度 1.28m，各板之间有 1cm的缝隙。（4）人行道板厚 0.25m。（5）桥面铺装：上层为0.04m 厚沥青混凝土，下层为 0.08m 厚防水混凝土。（6）施工工艺：预制预应力空心板采用先张法施工工

17、艺。-2-/68桥梁工程（7）桥梁横断面与构造及空心板截面尺寸详见图 1、图 2 所示。2.2.设计参数设计参数（1）相对湿度 80%。（2）体系整体均匀升温 25，均匀降温 25。（3）C50 混凝土的材料特性:fck=32.4MPa，fcd=22.4Mpa，-3-/68ftk桥梁工程=2.65Mpa，ftd=1.83Mpa。（4）沥青混凝土重度按23kN/m3计，预应力混凝土结构重度按26 kN/m3计，混凝土重度按 25 kN/m3计。3.空心板截面几何特性计算空心板截面几何特性计算3.1.截面面积截面面积空心板截面面积为(3+7)151A=128948270+40.510102+77c

18、m222=6293cm23.2.截面重心位置截面重心位置全截面对 1/2 板高处的静矩为：S1h2715=2 0.5 7 7 (47 15 )+15 3(47)322+0.5 4 15 (47 15)cm3=7228.667cm33铰缝的面积为：A铰=2 (0.5 7 7+15 3+0.5 4 15)cm2=199cm2则毛截面重心离 1/2 板高的距离为：7228.667d=cm=1.15cm(即毛截面重心离板上缘的距离为 48.15cm)A62932S1h铰缝重心对 1/2 板高处的距离为：d铰=3.3.空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算空心板毛截面对其重心轴的惯性矩计算边长为 10cm

19、的等腰直角三角形对自身重心轴的惯性矩为：I1=277.78cm4-4-/68S1h2A铰7228.667=cm=36.325cm199桥梁工程铰缝对自身重心轴的惯性矩为：I2=2 2838.91cm4=5677.82cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为：128 94382 7032I=+128 94 1.15(+82 70 1.152)+4 277.781212221010+2 50(35+1.15)+(351.15)33199(36.325+1.15)22 2838.91cm4=6.4408106cm4空心板截面的抗扭刚度可简化为图 3 所示的箱形截面来近似计算。抗扭刚度按下式计算：4(1

20、2823)2(9412)24b2h2IT=cm4=13.0073106cm42h2b2(9412)2(12823)1223t1t24.作用效应计算作用效应计算4.1.永久作用效应计算永久作用效应计算1）空心板自重（一期结构自重）G1：G1=6293 104 26kN/m=16.3618kN/m2）桥面系自重（二期结构自重）G2：防撞护栏：本设计采用混凝土防撞护栏，按单侧 7.5kN/m线荷载计算。-5-/68桥梁工程桥面铺装上层为 4cm 厚 C30沥青混凝土，下层为8cm厚防水混凝土，则全桥铺装层每延长米重力为：(0.0423+0.0825)15kN/m=43.8kN/m上述自重效应是在空心

21、板形成整体后再加至桥上的，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不同的，为了方便计算，近似按各板平均分配桥面铺装重量来考虑，则每块空心板分配到的每延长米桥面系重力为：G2=7.52+43.8+0.2522515kN/m=4.7533kN/m3）铰缝自重计算（二期结构自重）G3：G3=(199+194)10425kN/m=0.7325kN/m由上述计算得空心板每延长米总重力：G=16.3618kN/m（一期结构自重）G=G2+G3=(4.7533+0.7325)kN/m=5.4858kN/m（二期结构自重）G=G+G=(16.3618+5.4858)kN/m=21.8476kN/m由此可

22、计算出简支空心板永久作用效应，计算结果见表 1。永久作用效应计算表永久作用效应计算表表 1作用种类G16.316820.5859.5058644.6292167.708583.8542GG5.485820.5288.1759216.132356.229528.1148作用集度跨径/(kN/m)/m跨中跨计算作用效应-弯矩M/kNm作用效应-剪力V/kN1/4跨支点1/4跨中0021.847620.51147.6817860.7615223.938111.969004.2.可变作用效应计算可变作用效应计算公路级车道荷载的均布荷载标准值为qk和集中荷载标准值Pk为qk=10.5kN/m-6-/68

23、桥梁工程计算弯矩时，Pk=360180505(20.5 5)+180kN=242kN计算剪力时，Pk=1.2Pk=1.2 242kN=290.4kN4.2.1.冲击系数和车道折减系数计算冲击系数和车道折减系数计算结构的冲击系数 与结构的基频 f 有关，故应先计算结构的基频，根据下式，可计算简支梁桥的基频。EIc3.45 1010 0.064408f=2=Hz=3.7376Hz22lmc2 20.52227.07其中：mc=Gg=21.8476103kg9.81m=2227.07kg/m由于 1.5Hzf14Hz，故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数。=0.1767Inf 0.0157=0.217

24、3当车道大于两车道时，应进行车道折减，四车道折减33%，但折减后不得小于用两车道汽车荷载布载的计算结果，为简化计算，本设计仅按两车道和四车道布载，分别进行计算，取最不利情况进行设计。4.2.2.汽车荷载横向分布系数汽车荷载横向分布系数本设计空心板跨中和 l/4 处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点按杠杠原理法计算，支点至 l/4 点之间截面的荷载横向分布系数通过直线内插求得。4.2.2.1.跨中及跨中及 l/4 处的荷载横向分布系数计算处的荷载横向分布系数计算首先计算空心板的刚度系数Ib2=5.8()ITl由前面计算知：I=6.4408 106cm4，IT=13.0073 106cm4，单

25、板宽b=129cm，计算跨度 l=20.5m=2050cm，代入上式得：Ib26.4408 1061292=5.8()=5.8()=0.01137ITl13.0073 1062050在求得刚度参数后，即可依板块个数及所计算板号按值查公路桥涵设计手册-梁桥（上册），徐光辉，胡明义，编著.人民交通出版社，1996 年 3 月.第一-7-/68桥梁工程篇附录（2）中 15 块板得各板块轴线处的影响线坐标，由=0.01=0.02 内插得 =0.01137 时 18 号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值，结果见表 2。由表 2 的数据画出各板的横向分布影响线，并按横向最不利位置布载，求得两车道及四

26、车道两种情况下的各板横向分布系数，各板的横向分布影响线及横向最不利布载见图 4，由于桥梁横断面结构对称，故只需计算 18 号板的横向分布影响线坐标值。各板荷载横向分布系数计算如下（参照图 4）1 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.139+0.104+0.084+0.063+0.051+0.040+0.033+0.026)22=0.270两行汽车：11m2汽=i汽=(0.139+0.104+0.084+0.063)=0.19522人群荷载：m人=i人=0.172+0.018=0.1902 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.141+0.109+0.087+0.066+0.054+0.0

27、41+0.034+0.027)22=0.2795两行汽车：11m2汽=i汽=(0.141+0.109+0.087+0.066)=0.201522人群荷载：m人=i人=0.154+0.019=0.173-8-/68各各板板横横向向分分布布影影响响线线坐坐标标值值计计算算表表表2作用位置板号12345678910111213141510.1830.1560.1270.1030.0840.0680.0550.0450.0380.0320.0270.0230.0210.0190.01820.1560.1520.1330.1080.0870.0710.0580.0470.0390.0330.0280.0

28、240.0220.0200.019桥梁工程-9-/6830.1270.1330.1330.1170.0950.0770.0630.0520.0430.0360.0300.0260.0230.0220.02140.1030.1080.1170.1210.1080.0870.0710.0580.0490.0400.0340.0300.0260.0240.02350.0840.0870.0950.1080.1130.1010.0830.0680.0560.0470.0390.0340.0300.0280.02760.0680.0710.0770.0870.1010.1090.0980.0800.06

29、60.0560.0470.0400.0360.0330.03270.0550.0580.0630.0710.0830.0980.1060.0960.0790.0660.0560.0490.0430.0390.03880.0450.0470.0520.0580.0680.0800.0960.1050.0960.0800.0680.0580.0520.0470.045桥梁工程-10-/68桥梁工程3 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.133+0.117+0.096+0.072+0.059+0.045+0.038+0.029)22=0.2954两行汽车：11m2汽=i汽=(0.133+0.11

30、7+0.096+0.072)=0.20922人群荷载：m人=i人=0.129+0.021=0.1504 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.113+0.121+0.108+0.081+0.066+0.051+0.042+0.033)22=0.3075两行汽车：11m2汽=i汽=(0.113+0.121+0.108+0.081)=0.211522人群荷载：m人=i人=0.105+0.023=0.1285 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.092+0.108+0.113+0.094+0.077+0.059+0.049+0.038)22=0.315两行汽车：11m2汽=i汽=(0.100+

31、0.112+0.104+0.081)=0.198522人群荷载：m人=i人=0.085+0.027=0.112-11-/68桥梁工程6 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.074+0.087+0.101+0.105+0.091+0.069+0.058+0.046)22=0.3155两行汽车：11m2汽=i汽=(0.089+0.105+0.103+0.081)=0.18922人群荷载：m人=i人=0.069+0.032=0.1017 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.061+0.071+0.083+0.101+0.102+0.083+0.069+0.055)22=0.3125两行汽车：

32、11m2汽=i汽=(0.083+0.101+0.102+0.083)=0.184522人群荷载：m人=i人=0.056+0.038=0.0948 号板：四行汽车：11m4汽=i汽=(0.050+0.058+0.068+0.086+0.099+0.098+0.083+0.066)22=0.304两行汽车：11m2汽=i汽=(0.077+0.097+0.104+0.088)=0.18322人群荷载：m人=i人=0.046+0.046=0.092-12-/68桥梁工程各板荷载横向分布系数汇总表各板荷载横向分布系数汇总表表 3板号1横向分布系数2345678m4汽m2汽m人0.2700.2800.29

33、50.3080.3150.3160.3130.3040.1950.2020.2090.2120.1990.1890.1850.1830.1900.1730.1500.1280.1120.1010.0940.092各板横向分布系数计算结果汇总于表 3，由表 3 中数据可以看出：四行汽车荷载作用时，6 号板的横向分布系数最不利，两行汽车作用时，4 号板为最不利，为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，同时考虑到人群荷载与汽车荷载效应相组合，因此，跨中和 l/4 处的荷载横向分布系数偏安全地取下列数值。m4汽=0.136m2汽=0.21m人=0.124.2.2.2.支点处荷载横向分布系数计算支点处

34、荷载横向分布系数计算支点处的荷载横向分布系数按杠杆原理法计算，由图 5.4-7 号板的横向分布系数计算如下。四行汽车：m4汽=2 1.0=0.5两行汽车：m2汽=2 1.0=0.5人群荷载：m人=011-13-/68桥梁工程4.2.2.3.支点到支点到 l/4 处的荷载横向分布系数处的荷载横向分布系数按直线内插求得，空心板的荷载横向分布系数汇总于表 4。空心板的荷载横向分布系数空心板的荷载横向分布系数表 4作用位置作用种类四行汽车荷载两行人群荷载跨中至l/4处支点0.3160.2120.1280.5000.50004.2.3.车道荷载效应计算车道荷载效应计算计算车道荷载引起的空心板跨中及 l/

35、4 处截面的效应时，均布荷载标准值qk应满布于使空心板产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值Pk只作用于影响线中一个最大影响线峰值处，如图 6、图 7 所示。-14-/68桥梁工程1ll2=l=52.53125m22l81lll=2.5625m22l28=216 l=13l3l232=39.3984375m2=2415/68133l4=32=5.765625m29l桥梁工程4.2.3.1.跨中截面跨中截面1）弯矩：M汽=m(qkk+Pkyk)（不计冲击时）M汽=(1+)m(qkk+Pkyk)（计冲击时）两车道布载：不计冲击：M汽=1 0.212 (10.5+52.53125+242 5.

36、125)kN m=379.87kNm计冲击：M汽=1.2173 0.212 (10.5+52.53125+242 5.125)kNm=462.41kNm四车道布载：不计冲击：M汽=0.67 0.316 (10.5+52.53125+242 5.125)kNm=379.37kNm计冲击：M汽=1.2173 0.67 0.316 (10.5+52.53125+242 5.125)kNm=461.80kNm2）剪力：V汽=m(qkk+Pkyk)（不计冲击时）V汽=(1+)m(qkk+Pkyk)（计冲击时）两车道布载：不计冲击：V汽=1 0.212 (10.5+2.5625+290.4 0.5)kN=

37、36.49kN计冲击：V汽=1.2173 0.212 (10.5+2.5625+290.4 0.5)kN=44.42kN四车道布载：不计冲击：V汽=0.67 0.316 (10.5+2.5625+290.4 0.5)kN=36.44kN16/68桥梁工程计冲击：V汽=1.2173 0.67 0.316 (10.5+2.5625+290.4 0.5)kN=44.36kN4.2.3.2.l/4 截面截面1）弯矩：M汽=m(qkk+Pkyk)（不计冲击时）M汽=(1+)m(qkk+Pkyk)（计冲击时）两车道布载：不计冲击：M汽=1 0.212 (10.5+39.3984375+242 3.8437

38、5)kN m=284.90kNm计冲击：M汽=1.2173 0.212 (10.5+39.3984375+242 3.84375)kN m=346.81kNm四车道布载：不计冲击：M汽=0.67 0.316 (10.5+39.3984375+242 3.84375)kN m=284.52kNm计冲击：M汽=1.2173 0.67 0.316 (10.5+39.3984375+242 3.84375)kN m=346.35kNm2）剪力：V汽=m(qkk+Pkyk)（不计冲击时）V汽=(1+)m(qkk+Pkyk)（计冲击时）两车道布载：不计冲击：V汽=1 0.212 (10.5+5.76562

39、5+290.4 0.75)kN=59.01kN计冲击：17/68桥梁工程V汽=1.2173 0.212 (10.5+5.765625+290.4 0.75)kN=71.83kN四车道布载：不计冲击：V汽=0.67 0.316 (10.5+5.765625+290.4 0.75)kN=58.93kN计冲击：V汽=1.2173 0.67 0.316 (10.5+5.765625+290.4 0.75)kN=71.74kN4.2.3.3.支点截面剪力支点截面剪力支点截面由于车道荷载产生的效应，考虑横向分布系数沿空心板跨长的变化，同样均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标

40、准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处，如图 8 所示。两车道布载：不计冲击：V汽=1 0.212 10.5 20.502+2(0.500 0.212)120.504 10.5(0.917+0.083)+290.4 1 0.500kN=175.77kN计冲击：V汽=1.2173 175.77kN=213.96kN四车道布载：不计冲击：V汽=0.67 0.316 10.5 20.502+2(0.500 0.316)120.504 10.5(0.917+0.083)+290.4 1 0.500kN=123.39kN计冲击：V汽=1.2173 123.39kN=150.20kN18/68桥梁

41、工程4.2.4.人群荷载效应人群荷载效应人群荷载是一个均布荷载，其大小按本设计任务书取用为 3.0kN/m2，本设计人行道宽度为净宽 2m，因此q人=2 3=6.0kN/m，人群荷载产生的效应计算如下（参照图 6、图 7、图 8）。1）跨中截面：弯矩：M人=m人q人M=0.128 6.0 52.53125kN/m=40.34kN/m剪力：V人=m人q人V=0.128 6.0 2.5625kN=1.97kN2）l/4 截面：弯矩：M人=m人q人M=0.128 6.0 39.3984375kN/m=30.26kN/m剪力：V人=m人q人V=0.128 6.0 5.765625kN=4.43kN19

42、/68桥梁工程3）支点截面剪力：V人=0.128 6.0 20.5022120.504(0.128 0)6.0 (0.917+0.083)kN=5.72kN可变作用效应汇总于表 5，由此看出，车道荷载以两行车控制设计。可变作用效应汇总表可变作用效应汇总表表作用效应截面位置作用种类弯矩M/kNm跨中剪力V/kN跨中l/4l/4支点两行车道荷载四行不计冲击379.87284.9036.4959.01175.77计冲击462.41346.8144.4271.83213.96不计冲击379.37284.5236.4458.93123.39计冲击461.80346.3544.3671.74150.20人

43、群荷载40.3430.261.974.435.724.3.作用效应组合作用效应组合按桥规公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合，并用于不同的计算项目。按承载能力极限状态设计时的基本组合表达式为：0Sud=0（1.2SGk+1.4SQ1k+0.81.4SQjk）式中：0结构重要系数，本桥属小桥0=0.9；Sud效应组合设计值；SGk永久作用效应标准值；SQ1k汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值；20/68桥梁工程SQjk人群荷载效应的标准值。按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合；作用短期效应组合表达式；Ssd=SGk+0.7S式中：S

44、sd作用短期效应组合设计值；SGk永久作用效应标准值；SQ1kQ1k+1.0SQjk不计算冲击的汽车荷载效应标准值；SQjk人群荷载效应的标准值。作用长期效应组合表达式：Sld=SGk+0.4S式中：各符号意义见上面说明。桥规还规定结构构件当需进行弹性阶段截面应力计算时，应采用标准值效应组合，即此时效应组合表达式为：S=SGk+SQ1k+SQjk式中：S标准值效应组合设计值；SGk，SQ1k，SQjk永久作用效应、汽车荷载效应（计入汽车冲击力）、人群荷载效应的标准值。根据计算得到的作用效应，按桥规各种组合表达式可求得各效应组合设计值，现将计算汇总于表 6 中。Q1k+0.4SQjk21/68桥

45、梁工程空心板作用效应组合计算汇总表空心板作用效应组合计算汇总表表 6弯矩 M（kNm）跨中永久作作用效应标准可变作值用效应人群荷载 SQjk承载能基本组力极限合 Sud状态作用短期效应正常使组合 S用极限使用长状态期效应组合 SSld=（7）+（8）+（9）弹性阶段截面应力计标准值效应组合 SSGk（10）SQ1k（11）SQjk（12）S=（10）+（11）+（12）1315.771147.68462.4140.34165.43986.8215.39137.34296.54860.760111.97223.94Ssd=（4）+（5）+（6）SGk（7）0.4 S0.4 SQ1k序号作用种类剪

46、力 V（kN）跨中000l/4支点l/4644.63216.13860.76GIGIIGI=GI+GII(SGk)不计冲击 S车道荷载Q1k859.51288.181147.68379.87462.4140.3483.85167.7128.1256.23用效应111.97223.94284.9036.4959.01175.77346.8144.4271.83213.9630.261.9704.435.72计冲击 SQjk1.2 SGk（1）1.4 SQ1k（2）0.81.4 SQjk（3）Sud=（1）+（2）+（3）SGk（4）0.7 SQ1k1377.221032.91647.3745.1

47、8134.36268.73485.5362.19100.56299.5433.892.214.966.412069.771552.3314.40239.88574.681147.68265.9140.34860.760111.97223.94（5）199.4325.5441.31123.0430.261.974.435.72SQjk（6）1453.931090.4527.51157.71352.70114768860.76151.9516.140111.97223.9470.312.29（8）（9）113.9614.6023.6012.100.791.77Qjk346.8144.4271.83

48、213.9630.261.974.435.721237.8346.39188.23443.6222/68桥梁工程5预应力钢筋数量估算及布置预应力钢筋数量估算及布置5.1预应力钢筋数量的结算预应力钢筋数量的结算本设计采用先张法预应力混凝土空心板构造形式，在进行预应力混凝土桥梁设计时，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性确定预应力钢筋的数量，然后根据构件的承载能力极限状态要求确定普通钢筋的数量，本设计为部分预应力 A类构件，先根据正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预加力Npe。按公预规6.3.1 条，A 类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉应力，并符合以下条件：在作用短期效应

49、组合下，应满足st pc 0.70ftk要求。式中:st在作用短期效应组合 Msd 作用下，构件抗裂验算边缘混凝土的法向预应力。pc构件抗裂验算边缘混凝土的有效预应力。在设计时，st和pc的值可按下式进行计算：MsdWNpcNpeep=+AWst=pc式中：A、W构件毛截面面积及其对毛截面受拉边缘的弹性地抗矩。ep预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心矩，ep=y ap，ap可预先假定。Msd按作用短期效应组合计算的弯矩值。代入st pc 0.70ftk，可求得满足部分预应力混凝土A 类构件正截面抗裂性要求所需的最小有效预加力为：23/68桥梁工程NpeMsd 0.70ftkW=1epA+W本设计

50、中，Msd=1453.93kN m=1453.93 106N mm，预应力空心板采用C50，ftk=2.65MPa，空心板毛截面面积为 A=6293cm2=6293 102mm2，弹性抵 抗 矩 为 W=y=下I6.4408106471.15cm3=1.4048 105cm3=1.4048 108mm3,假 设ap=5cm，ep=y ap=(47 1.15 5)cm=40.85cm=408.5mm。把数据代入上式得：1453.93 1068 0.70 2.651.4048 10=N=1888996N1408.5+6293 1021.4048 108Npe所需预应力钢束截面面积按下式计算：Npe