4 主梁作用效应计算
某一级公路40m预应力混凝土简支箱形梁桥设计
摘要毕业设计主要是关于小跨度预应力混凝土简支箱梁桥上部结构的设计。
预应力混凝土简支箱梁桥以结构受力性能好、变形小、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。
受时间和个人能力的限制，本次毕业设计没有具体涉及到下部结构。
设计桥梁标准跨度为40m,横向布置4片箱梁，桥面宽为13m，设计车道数为3车道。
基础形式采用钻孔灌注桩。
设计过程如下：首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致，考虑到抗弯刚度及抗扭刚度的影响，设计采用箱形梁。
顶板厚度沿全桥不变为0.18m, 底板厚度在跨中为0.18m，端部为0.25m。
其次，计算桥梁结构总的内力(包括恒载和活载的内力计算)。
然后进行内力组合，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束。
再次，计算后张法中各个阶段的预应力损失。
最后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。
在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算，预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。
设计最后结合本桥的特点编制施工方案，主要包括上部结构施工，下部结构基础和墩身的施工工艺等。
关键词预应力混凝土简支箱梁桥、预应力损失、施工方案ABSTRACTGraduation is mainly on small-span prestressed concrete box girder bridge structure design.Prestressed concrete box girder bridge with good mechanical properties of the structure, deformation is small, the driving comfort comfortable, a small amount of maintenance engineering, seismic and strong ability to become the most competitive one of the main bridge.And personal capacity by the time constraints, this graduation design is not specifically related to the lower part of the structure.symmetrical Span bridge design standards for the 40m,transverse standard span bridge four pieces,bridge the width of 13m,design for three lanes lane number.symmetrical balance pouring concrete. Design process is as follows：First, the beams of the main structure and the size, it must correspond with the provisions of the bridge and working together to resist and stiffness and to turn the stiffness of the design adopts the box girder. The thickness of the whole bridge is 0.18 m, floor thickness in the cross for 0.18 m, ends for 0.25 m.The second step is to analyze internal gross force of the structures (including dead load and lived load), the internal force composition can be done by using the compute results. According to the internal force composited, the evaluated amount of longitudinal tendons can be worked out, then we can distribute the tendons to the bridge.Again, after the calculation of the law of the stages in prestressed.The last steps is checking the main cross section. the work includes the load-caring capacity ultimate state and the normal service ability ultimate state as well as the main section,s being out of shape. Prestressed and uses the stage of the beam intensity of the sectional and other addend, fixing the local strength and the addend elements.This design is all a design drawing a computer-aided designing draw up documents, typesetting, a computer and print out the papers .Key WordsPrestressed concrete box girder bridge；prestress loss；Construction scheme目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第一部分预应力混凝土箱形梁桥设计 (1)一、工程概况 (1)二、方案比选 (1)1.桥梁设计原则 (1)2.各种桥梁的特点 (2)3.方案比选 (3)4.梁部截面形式比选 (4)三、设计基本资料 (4)1.孔跨布置（5孔40m） (4)2.技术标准 (5)3.主要材料 (5)4.设计依据 (5)四、箱形梁构造形式及相关设计参数 (5)五、主梁作用效应计算 (7)1.永久作用效应计算 (7)2.可变作用效应计算 (9)3.主梁作用效应组合 (16)六、预应力钢束估算及其布置 (17)1.预应力钢筋数量的估算 (17)2.预应力钢束布置 (18)七、计算主梁截面几何特性 (22)1.截面面积及惯性矩计算 (22)2.截面净距计算 (24)3.截面积和特性总表 (29)八、预应力损失计算 (30)1.预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (31)2.由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (31)3.混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (32)4.由钢束应力松弛引起的预应力损失 (35)5.混凝土收缩和徐变引起的的预应力损失 (36)6.成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算： (38)7.预应力损失汇总及预加力计算 (40)九、承载能力极限状态计算 (42)1.跨中截面正截面计算 (42)2.验算最小配筋率（跨中截面） (44)3.斜截面承载力验算 (44)十、持久状况正常使用极限状态抗裂验算 (47)1.正截面抗裂验算 (47)2.斜截面抗裂验算 (48)十一、持久状况构件的应力验算 (52)1.正截面混凝土压应力验算 (52)2.预应力筋拉应力验算 (53)3.斜截面混凝土主压应力验算 (54)十二、短暂状况构件的应力验算 (58)1.预加应力阶段的应力验算 (58)2.吊装应力验算 (59)十三、主梁端部的局部承压计算 (60)1.局部承压区的截面尺寸验算 (60)2.局部抗压承载力验算 (61)十四、主梁变形验算 (63)1.计算由预加力引起的跨中反拱度 (63)2.计算由荷载引起的跨中挠度 (65)3.结构刚度验算 (65)4.预拱度的设置 (65)第二部分预应力混凝土简支箱梁施工方案设计 (66)一、工程概况： (66)二、编制依据 (66)三、桥梁主要部位施工方案 (66)1.钻孔灌注桩施工 (66)2.预应力简支箱梁施工 (74)3.墩台施工工艺 (76)4.盖梁施工工艺 (78)5.桥梁安装施工工艺 (78)6.桥面系施工工艺 (79)四、质量保证体系和质量管理制度 (79)1.质量保证体系 (79)2.质量管理制度 (80)五、安全目标和安全保证措施 (82)1.安全目标 (82)2.安全保证措施 (82)六、环境保护体系和环境保护措施 (83)1.环境保护体系 (83)2.环境保护措施 (84)致谢 (87)参考文献： (88)Causes and control measures of concrete cracks study the problem (89)第一部分预应力混凝土箱形梁桥设计一、工程概况该工程位于A市与B市主要交通要道，横跨铁路。
桥梁工程毕业设计——预应力混凝土简支T型梁桥
1 方案拟订与比选1.1 设计资料(1）技术指标：汽车荷载：公路—I级桥面宽度:26m采用双幅（12+2×0.5）m（2）设计洪水频率：百年一遇；（3)通航等级：无；(4)地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0。
35s,相当于原地震基本烈度VI度。
1.2 设计方案鉴于展架桥地质地形情况。
该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。
根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。
1。
2。
1 方案一：(8×40）m预应力混凝土简支T型梁桥本桥的横截面采用T型截面（如图1—1).防收缩钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（如图1—2)布置,这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后,在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。
优点:制造简单,整体性好,接头也方便，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面,与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。
缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。
施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工,即先预制T型梁,然后用大型机械吊装的一种施工方法。
其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土,并在其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩.待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力.最后，在预留孔道内压注水泥浆。
，使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体.桥中心桩号1：1000立 面卵石卵石卵石亚粘土亚粘土亚粘土淤泥质土淤泥质土淤泥质土细砂细砂亚砂土亚砂土亚砂土 立面图（尺寸单位：cm ）图2图1图1—1 （尺寸单位：cm ） 图1—21。
2。
2 方案二：（86+148+86)m 预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单箱单室（如图1—3）的截面形式及立面图(如图1-4)，因为跨度很大（对连续梁桥）,在外载和自重作用下,支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。
(参考资料)预应力混凝土简支小箱梁计算(2011级)
截面位置
支点 变截面
L/4 跨中
距支点距离 (mm) 0 5480 9750 19500
预制梁
M(kN.m) V（kN）
0
498.7
2074 350.5
3519 226.3
4603
0
现浇
M(kN.m) V（kN）
0
79.8
347
59.2
592
38.8
777
0
二期
M(kN.m) V（kN）
0
195
849
2.3.2 等效工字形截面示意图
根据上述计算结果，绘制出等效工字型截面如下：
图 2-5 等效工字形截面（单位：mm）
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预应力钢筋混凝土课程设计
第三章 主梁全截面几何性质
选择跨中截面，计算截面几何特性。 在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为：
全截面面积： A Ai
381.11
3666345.12
12045996
2455265.33
1666.67
13862804.02
19406.83
39158241.62
12163233.5
51321475.12
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预应力钢筋混凝土课程设计
第四章 主梁作用效应计算
桥梁工程毕业设计计算书(五跨等截面连续梁桥)
1 设计基本资料1.1概述跨线桥应因地制宜，充分与地形和自然环境相结合。
跨线桥的建筑高度选取除保证必要的桥下净空外，还需结合地形以减少桥头接线挖方或填方量，最终再谈到经济实用的目的。
如果桥两端地势较低，主要采用梁式桥；略高的则主要采用中承式拱肋桥；更高的则宜采用斜腿刚构、双向坡拱等形式。
在桥型的选择时，一方面从“轻型”着手，以减少圬工体积，另一方面结合当地的资源材料条件，以满足就地取材的原则。
随着社会和经济的发展，生态环境越来越受到人们的关注与重视，高速公路跨线桥将作为一种人文景观，与自然相协调将会带来“点石成金”的效果。
高速公路上跨线桥常常是一种标志性建筑物，桥型本身具有的曲线美，能够与周围环境优美结合。
茶庵铺互通式立体交叉K65+687跨线桥，必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。
1.1.1设计依据按设计任务书、指导书及地质断面图进行设计。
1.1.2技术标准（1）设计等级：公路—I级；高速公路桥，无人群荷载；（2）桥面净宽：净—11.75m + 2×0.5 m防撞栏；（3）桥面横坡：2.0%；1.1.3地质条件桥址处的地质断面有所起伏，桥台处高，桥跨内低，桥跨内工程地质情况为（从上到下）：碎石质土、强分化砾岩、弱分化砾岩，两端桥台处工程地质情况为：弱分化砾岩。
1.1.4采用规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》；JTG D62-2004 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》；JTG D50-2006 《公路沥青路面设计规范》JTJ 022-2004 《公路砖石及砼桥涵设计规范》；1.2桥型方案经过方案比选，通过对设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。
按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。
独塔单索面斜拉桥比较美观，但是预应力混凝土等截面连续梁桥桥梁建筑高度小，工程量小，施工难度小，可以采用多种施工方法，工期较短，易于养护。
桥梁工程配筋计算
目录第一章箱梁构造尺寸的选择1第二章主梁几何特性计算2一、大、小毛截面〔含湿接缝〕2二、大、小毛截面〔不含湿接缝〕3三、跨中截面几何特性计算3第三章主梁内力计算6一、永久作用效应计算6二、可变作用效应计算9三、主梁作用效应组合23第四章挠度验算24第五章支座设计26参考文献28第一章箱梁构造尺寸的选择1.桥梁的跨径及桥宽主梁全长：19.96m 桥宽：14.5+2⨯0.5m防撞栏计算跨径：19.60m2.主梁尺寸确实定主梁间距取3.00m 五片主梁因为h=(1/1～1/25)⨯L=〔0.8～1.82〕m，所以取1.5m。
中国经历尺寸，板厚由跨中向支承处逐步加厚，可以将变化段设在L/4处所以：跨中腹板厚0.18m 底板厚0.22m，端部腹板厚0.22m 底板厚0.24m底板厚度按构造要求设计一般取0.22～0.28m。
所以端部取24cm，跨中取22cm。
3.横隔梁尺寸确实定中横隔梁一般取主梁梁肋高度的0.7～0.9倍〔1.05～1.35〕取1.20m端横隔梁与主梁同高取1.5m 肋宽按构造要求取18cm4.湿接缝尺寸因为湿接缝宽度通常为400-600mm或者更大。
但在任何情况下都不得少与300mm 所以宽度取0.6m厚度取0.2m左右，取0.2m。
5.承托尺寸按构造外侧承托规格为18.75cm ⨯7cm内侧承托规格为15cm ⨯7cm第二章主梁几何特性计算一、大、小毛截面〔含湿接缝〕〔1〕面积计算顶板：26000cm 20300=⨯承托：218.7513.020.54488.75cm ⨯⨯⨯=腹板:()2cm 36362187108=⨯⨯-底板：2(502110)220.52310cm ⨯+⨯⨯= 〔2〕惯性矩计算顶板：20000012203001233=⨯=bh 4cm 承托：09.1838212715.321233=⨯⨯=bh 4cm 腹板：3090903121011821233=⨯⨯=bh 4cm 底板：67.9760612221101233=⨯=bh 4cm〔3〕截面形心至上缘距离93.57==∑∑ii s AS y cm二、大、小毛截面〔不含湿接缝〕〔1〕面积计算顶板：2cm 800420402=⨯ 承托：218.7513.020.54488.75cm ⨯⨯⨯= 腹板:()2cm 36362187108=⨯⨯- 底板：2(502110)220.52310cm ⨯+⨯⨯= 〔2〕惯性矩计算顶板：16000012202401233=⨯=bh 4cm 承托：09.1838212715.321233=⨯⨯=bh 4cm 腹板：3090903121011821233=⨯⨯=bh 4cm 底板：67.9760612221101233=⨯=bh 4cm 〔3〕截面形心至上缘距离05.63'==∑∑iisAS y cm三、跨中截面几何特性计算见表2-1表2-1 跨中截面几何特性计算表x k ：截面下核心距，可按下式计算37.94sxI k cm Ay==∑∑x k 为截面下核心距59.36x sI k cm Ay==∑∑因此截面效率指标5.065.014536.5994.37>=+=+=h k k x s ρ(合理)第三章主梁内力计算一、永久作用效应计算1、永久作用集度1〕主梁自重(1)跨中截面段主梁自重〔底板宽度变化处假面至跨中截面，长为7.9m 〕()()KN q 939.2759.7261.0243425..11=⨯⨯+=(2)底板加厚与腹板变宽段梁的自重近似计算2327825.125.4882325221006040m A =+⨯++=∑主梁端部截面面积为247825.109.0338825.1m A =+= ()()KN q 93.5522658.1243425.147825.12=⨯⨯+≈ (3)支点段梁自重()KN q 22.19265.047825.13=⨯⨯= (4)边主梁的横隔梁 端部横隔梁体积为0.5 1.7061712=0.853356⨯()KN q 3339.2125853356.04=⨯= (5)主梁永久作用集度()()()()()()m KN q q q q q 314.3798.94321=+++=I2〕二期永久作用〔1〕顶板中间湿接缝集度()m KN q 7.22518.06.05=⨯⨯= 〔2〕边梁现浇局部横隔梁一片端横隔梁现浇局部体积：30.50.3 1.250.1875m ⨯⨯= 那么()m KN q 6267.096.142521875.06=÷⨯⨯= 〔3〕桥面铺装层12cm 厚沥青混凝土铺装 0.1214.52340.02KN m ⨯⨯= 10cm 厚C40混凝土铺装m KN 25.36255.1410.0=⨯⨯ 将桥面铺装均分给五片主梁，那么：()()m KN q 254.15502.4025.367=÷+=〔4〕防撞栏：单侧防撞栏线荷载为m KN 5.5 将两侧防撞栏均分给五片梁，那么:()m KN q 2.2525.58=÷⨯= (5)边梁二期永久作用集度()m KN q 78.202.2254.156267.07.2=+++=∏2、永久作用效应：按下列图所示进展永久作用效应计算，设a 为计算截面离左侧支座的距离，并令c a l =,如图3-1图3-1 永久作用效应计算图式主梁弯矩、剪力计算公式为()()21121122c c M c c l qV c ql=-=-永久作用效应计算表见表3-2.表3-2 (1号梁)永久作用效应计算表二、可变作用效应计算(1)冲击系数基频 HZ m EI l f c c 65.8520.3295427613395.01045.36.19214.321022=⨯⨯⨯⨯==πm kg m c 52.329581.91026243425.13=⨯⨯=由于HZ f HZ 145.1≤≤故由下式3655.00157.0ln 1767.0=-=f μ(2)计算主梁的荷载横向分布系数㈠跨中的荷载分布系数按刚接梁法取得 ①计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩 抗弯惯性矩I 已求得4427613.0m I =∑⎰=+Ω=m i i i i T t b c tds I 1324()21785021505.1675.87cm =÷⨯+=Ω51.211892.164225.87205.167=++=⎰t ds510.0.0b t i i =2110.0=∴i c43203.593835542025.392110.0251.21178504cm I T =⨯⨯⨯+⨯=②计算主梁的扭转位移与挠度之比及选壁板挠度与主梁挠度之比0978.0196030003.593835545.427613398.58.5221=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=l b I I T γ0469.020196025.695.4276133939039034331431=⨯⨯⨯==h l Id β ③计算荷载横向分布影响线竖标值，如表3-3表3-3 横向分布影响线竖标值计算表(1)计算各梁的横向分布系数1号梁如图3-2所示图3-2 1号梁的横向分布影响线及最不利布载图示四车道：6408.067.0)0580.00944.01255.01811.02380.03228.03975.004954(21=⨯+++++++=cq m 三车道：6936.078.0)1255.01811.02380.03228.03975.004954(21=⨯+++++=cq m 二车道：7359.0)2380.03228.03975.004954(21=+++=cq m2号梁如图3-3所示图3-3 2号梁的横向分布影响线及最不利布载图示四车道：5948.067.0)100.01297.01752.02332.02761.03017.02886.02711.0(21=⨯+++++++=cq m 三车道：6029.078.0)1752.02332.02761.03017.02886.02711.0(21=⨯+++++=cq m 二车道：5688.0)2761.03017.02886.02711.0(21=+++=cq m3号梁 如图3-4所示四车道三车道1三车道2二车道图3-4 3号梁的横向分布影响线及最不利不再图示布载图示四车道：5789.067.0)1702.0064.02508.02794.02370.02007.02333.01502.0(21=⨯+++++++=cq m三车道(1)5144.078.0)2064.02486.02794.02370.02064.01715.0(21=⨯+++++=cq m 三车道(2)5261.0278.0)1883.02273.02439.0(21=⨯⨯++=cq m 二车道：4855.0)2367.02794.02485.02064.0(21=+++=cq m 横向分布系数取值，可变作用横向分布系数1号梁为最不利，故可变作用横向分布系数取值为(2)支点截面的荷载横向分布系数0m ：如图3-5图3-5 支点截面的横向分布系数计算图示可变作用的荷载横向分布系数： 1号梁：()0584.12167.065.025.121=++=oq m 2号梁：()9834.05667.00.14.021=++=oq m 3号梁：()9834.05667.00.14.021=++=oq m 所以 跨中截面6936.0=c m 支点截面0584.1=q m(3)车道荷载取值：公路I 级的车道荷载标准KN q k 5.10=253'=k p KN计算剪力时6.3032.1253'=⨯=k p KN(4)计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力如图3-6所示图3-6 跨中截面内力影响线及加载图式①弯矩1)不计冲击： ()c k k k k M m q w p y =⨯+汽()m KN M ⋅=⨯+⨯⨯=58.12099.425302.485.106936.0汽 2)冲击效应m 10.442109258.36551209.0⋅=⨯==KN M M 汽μ ②剪力1)不计冲击()c k k k k V m q w p y =+汽所以()KN V 13.1235.06.30345.25.106936.0=⨯+⨯⨯=汽 2)冲击效应KN V V 0.4513.1233655.0=⨯==汽μ(5)计算4l 出截面的最大弯矩和最大剪力 如图3-7所示：图3-7 L/4处截面内力影响线及加载图式①弯矩：不计冲击36..35.2536936（.0）67510015=⨯M⋅907m+KN =182⨯.⨯汽冲击效应μ⨯=.0⋅=M=KNM.58m3655.331182907汽②剪力：不计冲击()KN.0=706210⨯5.⨯⨯+=.0285.V58.57551253036.汽冲击效应KN V V 38.10458.2853655.0=⨯==汽μ(6)支点截面剪力计算如图3-8所示：图3-8 支点截面剪力计算图式()KNV 8.3840584.16.3030625.09375.05.10460.196936.00584.121260.195.106936.0=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯++⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯=）（汽冲击效应 65.1408.3843655.0=⨯==汽V V μ 三、主梁作用效应组合如表3-4所示：表3-4 主梁作用效应组合计算表第四章挠度验算跨中截面主梁自重产生的最大弯矩m KN M G ⋅=4.765k 汽车产生的最大弯矩〔不计冲击力〕为m KN M S ⋅=58.1209mKN m ⋅=⨯⨯⨯=43.87015.360.15.36936.0人KN B 941061.81022.445.38.0⨯=⨯⨯⨯=1、 验算主梁变形()()cmB l M M f GK S 27.36001960cm 69.01061.8486.196.19100043.877.058.120956.14856.192=<=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯+⨯=符合规定2、 判断是否设置预拱度cm Bl M f S 27.316.14856.12<=⨯⨯=应做成平滑曲线，不用设置预拱度。
(完整版)主梁的作用效应计算
3主梁的作用效应计算依据上述梁跨构造纵、横截面的部署，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、 L/4 截面和支点截面）的永远作用效应，并经过可变作用下的梁桥荷载横向散布系数和纵向内力影响线，求得可变荷载的作用效应，最后再进行主梁作用效应组合。
3.1 永远作用效应计算3.1.1 永远作用集度1、预制梁自重（1）跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长13m）G(1)＝0.8990×26×13＝303.86（KN）（2）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m）G(2)≈(1.6155+0.899)× 5× 26/2=117.60(KN)（3）支点段梁的自重（ 1.98m）G(3)＝1.6155×26×1.98＝83.17（KN）（4）中主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17 ×（2.1 ×0.85-0.5 0×.7 ×0.15-0.5 0×.2 ×0.19）＝ 0.2913（m3）端横隔梁体积：0.25 ×（2.3 ×0.66-0.5 0×.51 ×0.1093）＝ 0.3656（m3）故半跨内横梁重力为：G(4 )＝（2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN)（5）预制梁永远作用集度g1＝（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.98＝28.97（KN/m）2、二期永远作用（1）中主梁现浇部分横隔梁：一片中横隔梁体积（现浇）0.17× 0.30× 2.1=0.1071（m3）一片端横隔梁体积（现浇）0.25 ×0.30 ×2.3=0.1071（m3）故： G (5)=（ 5×0.1071+2 ×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m ）（2）铺装12cm 混凝土铺装0.12 ×13×25=39.00（KN/m ）6cm 沥青铺装0.06 ×13×21=16.38（ KN/m ）若将桥面铺装均派给 4 片（中主梁） +2 片（边主梁）G( 6)=（39+16.38）/6=9.23（KN/m）（3）栏杆一侧防撞栏：（0.94 ×0.5-0.5 (0×.555+0.735) 0×.18-0.5 0×.05 ×0.555）×26=5.19KN/m 若将双侧防撞栏均派给 6 片梁G(7 )=5.91×2/6=1.97(KN/m)（ 4）中主梁二期永远作用集度g 2 =0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m ）3.1.2 永远作用效应如图 3—1 所示，设 x 为计算截面离左支座的距离，并令α=X/L主梁弯矩和剪力的计算公式：M =0.5×α-α)(1L2g（3—1）Q =0.5×（1-2×α）Lg（3—2）永远作用计算表（表 3—1）表 3— 1 主梁永远作用效应跨中截面L/4 截面支点截面作用效应（ =0.5）( =0.25)( =0)续上表弯矩（ KN·m）5507.924130.940.00一期剪力（ KN）0.00282.46564.92弯矩（ KN·m）2427.901820.920.00二期剪力（ KN）0.00124.51249.02弯矩（ KN·m）7935.825951.860.00剪力（ KN）0.00406.87813.94图 3— 1永远作用计算图示3.2 可变作用效应计算3.2.1 冲击系数和车道折减系数按《桥规》 4.3.2 条规定，构造的冲击系数与构造的基频相关，所以要先计算构造的基频。
三跨简支变连续T梁桥设计
设计题目：
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独创声明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
经答辩委员会评议，该设计是一个较好的本科毕业设计。
答辩成绩：组长签名：年月日
注：总成绩=指导教师评定成绩（50%）+评阅人评定成绩（20%）+答辩成绩（30%），将总成绩由百分制转换为五级制，填入本表相应位置。
XXXXXXXXXXXXX
XXX
（XXXXX，XXXXXXX，XXXXXX，XXXXXXXXXX）
经审阅，该设计是一个较好的本科毕业设计。评Βιβλιοθήκη 成绩：签名：年月日答辩
小
组
评
语
该学生答辩思路清晰，举止得体。在答辩的过程中很好的回答教师提出的问题，并且表达比较准确。图纸和计算书的编排也都符合相关规范要求。设计书文字通顺，书写整洁，简练明确；图画清楚整洁，构造合理，能很好地表达设计意图，符合国家制图标准，并与计算书一致。
Key words:simply-supportedstructure turns tocontinuous hierarchy;prestressedtendon;prestressedconcretestructure;dr.bridge software
1 前言
改革开放以后，我国的经济发展已是日新月异，经济的发展和人民生活水平的提高都使得人们对交通的要求越来越高，希望出行能够更快捷、方便、舒适。这就推动交通运输业迅猛发展。在庞大的交通运输网络中，桥梁是保证交通顺畅的一个不可或缺的角色，但同时也是交通运输工作中的难点，但我国人民困服了一个又一个难点，使得我国的桥梁事业得以高速发展。
预应力混凝土简支T形梁桥的设计与计算
装配式预应力混凝土简支T形梁课程设计－任务书一、设计资料1．桥梁跨径及桥宽标准跨径：41.4 m（墩中心距离）主梁全长：41.36m（主梁预制长度）计算跨径：40m（每个人的跨径差0.2米，名单附后）桥面净宽：净-14m+2*1.5m=17 m桥面横坡：2.0 %2．设计荷载公路-I级，人群荷载3.5kN/m2。
3．材料及施工工艺混凝土：主梁用C40混凝土，栏杆及桥面铺装用C30混凝土，桥梁墩台及基础用C30混凝土。
预应力钢筋采用1×7（7股）钢绞线，标准强度f pk =1860 Mpa;普通钢筋采用HRB335级和R235级钢筋；钢板：锚头下支撑垫板.支座垫板等均采用普通A3碳素钢。
按后张法施工工艺制作主梁，采用70mm的波纹管和OVM锚具。
4．材料性能参数：（1）混凝土强度等级为C40，主要强度指标：强度标准值：f ck=26.8 MPa，f tk=2.4 MPa强度设计值：f cd=18.4 MPa，f td=1.65 MPa弹性模量：E c=3.25×104 MPa（2）预应力钢筋采用1×7标准型15.2-1860-Ⅱ-GB/T 5224－1995钢绞线抗拉强度标准值：f pk=1860 MPa 抗拉强度设计值：f p d=1260 MPa弹性模量：E p= 1.95×105 MPa相对界限受压区高度：ξa=0.4，ξpu=0.2563（3）普通钢筋a.纵向抗拉及构造普通钢筋采用HRB335，其强度指标抗拉强度指标：f sk=335 MPa 抗拉强度设计值：f sd=280 MPa弹性模量：E s =2.0×105 MPab.采用的R235钢筋，其强度指标抗拉强度指标：f sk=235MPa 抗拉强度设计值：f sd=195 MPa弹性模量：E s =2.1×105 MPa5．设计依据（1）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004 简称“规范”；（2）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004 简称“公预规”；（3）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ 024－85。
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4 主梁作用效应计算先计算永久作用效应，在计算活载作用下的荷载横向分布系数，并求得各主梁控制截面（跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的最大可变效应，最后进行作用效应组合。
4.1永久作用效用计算 4.11永久作用集度（1）预制梁自重（一期恒载） 按跨中截面计，主梁的恒载集度： g(1)=0.7275⨯25=18.14KN/m由于变截面的过渡区段折算成的恒载集度： g （2）=0.35⨯1.3⨯0.5⨯0.15⨯4⨯25 /28.66=0.2KN/m 由于粱端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度： g （3）=0.24⨯2⨯1⨯2.39⨯25/ 28.66=1KN/m中间横隔梁体积：（0.81⨯1.44-0.81⨯0.09⨯0.5）⨯0.15=0.17m 3 端部横隔梁体积：（0.69⨯1.35+0.69⨯0.5⨯0.09）⨯0.15=0.14m 3边主梁的横隔梁恒载集度：g （4）=（3⨯0.17+2⨯0.14）⨯25/28.66=0.69KN/m 中主梁的横隔梁恒载集度：'g （4）=2⨯g （4）=1.38KN/m 边主梁的一期恒载集度：g 1=∑=41i =18.14+0.2+1+0.69=20.03KN/m中主梁的一期恒载集度：∑==41'1i g =18.14+0.2+1+1.38=20.72KN/m（2）二期恒载一侧人行道栏杆1.52KN/m ；一侧人行道3.6KN/m ；桥面铺装层重（图4-1）：1号梁：874.0254.0)0908.0084.0(5.0=⨯⨯+⨯ 2号梁：9345.5252.2)1205.00908.0(5.0=⨯⨯+⨯ 3号梁：447.7252.2)1503.01205.0(5.0=⨯⨯+⨯ 4号梁：083.9252.2)18.01503.0(5.0=⨯⨯+⨯图4-1桥面铺装（尺寸单位：cm ）恒载计算汇总见表4-1。
表4-1 恒载汇总表4.1.2永久作用效应如图4-2所示，设x 为计算截面离支座的距离，并令lx=α，则主梁弯矩和剪力的计算公式为：i g i g g l Q g l M )21(21,)1(212ααα-=-=永久作用效应计算结果见表4-2。
表4-2 永久作用效应计算表图4-2 永久作用效应计算图4.2可变作用效应计算 4.2.1冲击系数和车道折减系数 简支梁结构基频计算：ccm EI l f 22π=式中：l —结构的计算跨径28.66m;E —混凝土弹性模量，C40的E=3.25⨯1010N/m 2; I c =结构跨中截面的惯距，I c =453.52⨯10-3m 4;m c =结构跨中处单位长度质量，m kg m c /5.201281.91000257897.0=÷⨯⨯= 则)(33.55.20121052.4531045.366.2823102HZ f =⨯⨯⨯⨯=-π冲击系数：根据《公路规》中第4.3.2条之5，当1.5HZ ≤f ≤14HZ 时，28.1157.00-33.51767.011,0157.01767.0=+=+-=）（）（则可得：In f μμ按《桥规》4.3.1条，当车道数大于2时，需要进行车道折减。
三车道折减系数为0.78，四车道折减系数为0.67，但折减后的值不得小于两行车队布载时的计算结果。
4.2.2主梁的荷载横向分布系数 （1）跨中的荷载横向分布系数m c本设计桥跨内设有五道横隔梁，承重结构的宽跨比B /l =16.8/28.66=0.5862,认为具有可靠地横向联接，且宽跨比接近0.5，按修正刚性横梁法来计算荷载横向分布系数m c 。
1、计算主梁抗扭惯距I T对于T 形截面，单根主梁的抗扭惯距可近似计算为：∑=mi i i i Ti t b c I 3式中：b i ,t i —为相应单个矩形截面的宽度和高度；ci —为矩形截面抗扭刚度系数，根据t/b 比值按表 计算； m — 为梁截面划分成单个矩形截面的个数。
对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：mm t 205290160160=++=马蹄部分的换算平均厚度：mm t 2902380200'=+=Ti I 的计算图式见图4-3 Ti I 的计算结果见表4-3图4-3 Ti I 计算图式（尺寸单位：cm ）表4-3 Ti I 计算表2、计算抗扭修正系数β对于本设计主梁的间距相同，将主梁看成近似等截面，则得：∑∑+=ii TiI a E I Gl 221211β式中;G=0.4E;l =28.66m;∑=⨯=40848.00106.08m IT i;a 1=-a 8=7.7m;a 2=-a 7=5.5m;a 3=-a 6=3.3m; a 4=-a 5=1.1m;I i =0.45m 3。
计算得：∑∑+=ii TiI a E I Gl 21211β=0.98 3、按修正刚性横梁法计算横向影响线坐标值∑=±=s i i j i ij a a a n121βη 式中：n=8；222228123.203)1.13.35.57.7(2m a i i =+++⨯=∑=计算所得ij η的值见表4-4。
表4-4 ij η值4、计算荷载横向分布系数（图4-4）图4-4 跨中荷载横向分布系数计算图（尺寸单位：cm ）汽车荷载：∑=;21qi cq m η人群荷载：r cr m η= 1号梁2车道：56.0)185.0253.0302.037.0(212=+++=cqm 3车道:51.078.0)068.0136.0185.0253.0302.037.0(213=⨯+++++=cqm 4车道:44.067.0)048.002.0068.0136.0185.0253.0302.037.0(214=⨯--+++++=cq m 荷载横向分布系数应取最大值，因此得一号梁的荷载横向分布系数为：56.0),,max(432==cq cq cq cq m m m m人群：425.0=cr m 。
同样得2号、3号、4号梁的荷载横向分布系数，计算结果见表4-5。
表4-5 荷载横向分布系数计算表（2）支点的荷载横向分布系数m o支点的荷载横向分布系数计算如图4-5所示。
根据杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，则可变作用横向分布系数计算如下：1号梁：1.1;225.045.021==⨯=or cq m m2号梁：0.0;62.0)045.064.055.0(21==++⨯=or cq m m3号梁：0.0;8.0)41.0118.0(21==++⨯=or cq m m4号梁：0.0;8.0)41.0118.0(21==++⨯=or cq m m图4-5 支点的荷载横向分布系数计算图（尺寸单位：cm）荷载横向分布系数汇总（4-6）表4-6 荷载横向分布系数汇总表4.2.3车道荷载的取值公路二级车道荷载的均布荷载标准值q k和集中荷载标准值p k按公路一级车道荷载的0.75倍采用。
公路一级车道荷载的均布荷载标准值q k=10.5KN/m;集中荷载标准值按以下规定选取:桥梁计算跨径小于或等于5m时，p k=180KN/m；桥梁的计算跨径等于或大于50m时，p k=360KN/m；桥梁的计算跨径在5-50之间时，p k值采用直线内插法求得。
计算剪力效应时，上述集中荷载标准值p k应乘以1.2的系数。
经计算得：均布荷载标准值：q k =7.875KN/m 集中荷载标准值：计算弯矩时p k =210KN 计算剪力时p k =210*1.2=252KN 4.2.4计算可变作用效应在可变作用效应计算中，本设计对于荷载横向分布系数沿桥跨的变化，取值时作如下考虑 ：支点处取m o ，跨中处取m c ，m c 从第一根内横隔梁起向mo 直线过度。
（1）计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力可按下式直接加载求得跨中截面的内力，如图4-6所示，即：图4-6 跨中截面作用效应计算图汽车荷载作用下的内力计算公式可表述如下：)()1(i k k cq q y p q m S +Ω+=ξμ式中：S q —汽车荷载作用下截面的弯矩和剪力； （μ+1）—汽车荷载的冲击系数，=+μ1 1.28；ξ—多车道桥涵的汽车荷载横向折减系数，按《标准》表6.0.6—2的规定采用；cq m —汽车荷载的横向分布系数；q k —车道荷载的均不荷载标准值，按《标准》6.0.3条规定采用；Ω—弯矩或剪力影响线的面积，281l =Ω；Pk —车道荷载的集中荷载标准值，按《标准》6.0.3条规定采用； yi —与车道荷载的集中荷载对应的内力影响线竖标值。
人群荷载作用下的内力计算公式可表述为：Ω=or cr r q m S式中：r S —人群荷载作用下截面的弯矩或剪力； cr m —人群荷载的横向分布系数； or q —人群荷载标准值。
人群荷载m KN q or /2.40.34.1=⨯= 内力计算结果见表4-7。
表4-7 跨中截面内力计算表（2）四分点处截面的最大弯矩和最大剪力 内力计算结果见表4-8。
表4-8 四分点截面内力计算表（3）求支点截面最大剪力（图4-7）图4-7 支点截面剪力计算图内力计算结果见表4-9。
表4-9 支点截面内力计算表4.2.5主梁作用效应组合按《桥规》4.1.6--4.1.8条规定，对可能同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表4-10。
表4-10（1）1号梁内力组合表表4-10（2）2号梁内力组合表表4-10（3）3号梁内力组合表表4-10（4）4号梁内力组合表。