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1、 设计说明书1、设计资料 桥面净空 净9+21.5（人行道），设计荷载 公路级，人群荷载3.0KNm2 ，上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁，主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土。预应力钢束采用17标准型-15.2-1860-GB/T 52241995钢绞线。纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用HVM15-9型锚具。2、设计参数标准跨径：30m计算跨径：29.16m主梁全长：29.96m支点距端顶：0.40m梁高：2.00m设计荷载： 公路级 ，人群荷载3.0KNm2桥面净空： 净-9+21.53、设计要求为减轻
2、主梁的安装重量，增强桥梁的整体性，在预制T梁上设40cm的湿接缝设计构件尺寸按规范图对内梁各截面进行验算上部结构设计T梁桥上部结构横断面图横隔梁大样1、跨中截面几何特性计算分块名Ai(cm2）Yi(cm)si=Aiyi(cm3)Ii(cm4)di=ys-yi(cm)Ix=Aidi2(cm4)I=Ii+Ix(cm4)內梁翼板3600 10 36000 120000 65 15297271 15417271 三角承托480 22 10560 960 53 1357811 1358771 腹板3020 96 288410 5738252 -20 1246203 6984455 下三角289 166
3、47830 4640 -90 2357252 2361892 马蹄1566 186 290493 109751 -110 19056862 19166613 8955 5973603 45289001 外梁翼板4000 10 40000 133333 65 16996967 17130300 三角承托540 22 11880 1080 53 1527537 1528617 腹板3020 96 288410 5738252 -20 1246203 6984455 下三角289 166 47830 4640 -90 2357252 2361892 马蹄1566 186 290493 109751
4、-110 19056862 19166613 9415 5987056 47171877 注：内梁截面型芯至上缘距离ys=SiAi=75外梁截面型芯至上缘距离ys=SiAi=72 2、检验界面效率指标（希望在0.450.55之间）內梁 上核心距 KS=IAiYx=452890018955125=40cm下核心距 Kx=IAiYs=45289001895575=67cm截面效率指数 =KS+KXh=0.5350.5边梁 上核心距 KS=IAiYx=47171877941572=39cm下核心距 Kx=IAiYs=45289001941572=70cm截面效率指数 =KS+KXh=0.5450.5
5、表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。内力计算1、恒载内力计算预制梁自重中梁：g=0.895525=22.4kN/m边梁：g=0.941525=23.538kN/m腹板加厚折成恒载g=(1.3618+0.8955)(0.4+4.86/2)225/29.96=2.202kN/m主梁端部截面面积为1.3618m2每块横隔板体积V=1.510.99-(0.71+0.91)0.59/2-0.172/2-0.80.06/20.17=0.166m3边梁横隔梁折成恒载：0.166725/29.96=0.970kN/m中梁横隔梁折成恒载：0.1661425/29.96=1.939kN/m二期恒载湿接缝折合成
6、恒载：中梁：0.20.425=2.0kN/m边梁:2.00.5=1.0kN/m栏杆和人行道折合成恒载： 3.02/5=1.2kN/m4cm沥青混凝土（0.049.023）/5=1.656kN/m9.7cmC40混凝土垫层0.5（0.03+0.097）9.0241/5=2.743kN/m边梁全部荷载：g=23.538+2.202+0.970+1.0+1.2+1.656+2.743=33.309kN/m中梁全部荷载：g=22.4+2.202+1.939+2.0+1.2+1.656+2.743=34.14kN/m恒载内力计算图恒载内力计算表剪力弯矩边梁(kN)中梁(kN)边梁(kN)中梁(kN)x=
7、0485.6497.800x=l/4242.8248.92655.12721.7x=l/2003540.43628.72、活载内力计算横向系数杠杆原理法杠杆原理法各梁内力影响线对1、5号梁：moq=0.818/2=0.409 mor=1.386对2、4号梁：moq=1/2(0.409+1+0.182)=0.7955 mor=0对3号梁：moq=1/2(0.409+1+0.182)=0.7955 mor=0偏心压力法11=R11=I1i=15Ii+a12I1i=15ai2Ii=46841700468417002+452803083+2.222468417002.222468417002+2.22
8、452803082+0=0.60715=R51I1I5=I1i=15Ii-a1a5I1i=15ai2Ii=46841700468417002+452803083-2.222468417002.222468417002+2.22452803082+0=-0.19921=R12I2I1=I2i=15Ii+a1a2I2i=15ai2Ii=45290308468417002+452803083+2.24.4468417002.222468417002+2.22452803082+0=0.39225=R52I2I5=I2i=15Ii-a1a2I2i=15ai2Ii =45290308468417002+
9、452803083-2.24.4468417002.222468417002+2.22452803082+0=0.00331=R13I3I1=I3i=15Ii-a1a3I3i=15ai2Ii=45290308468417002+452803083=0.19735=R53I3I5=I3i=15Ii-a1a3I3i=15ai2Ii=45290308468417002+452803083=0.197偏心原理发各梁内力影响线1、5号梁：mcq=1/2（0.57+0.406+0.286+0.12+0.003-0.162）=0.6125 mcr=0.6852、4号梁：mcq=1/2（0.374+0.293
10、+0.235+0.154+0.096+0.015）=0.5835 mcr=0.433号梁：mcq=1/2（0.1976）=0.591 mcr=0.197冲击系数和车道折减系数f1=2l2EIcMc=3.14229.1623.2510100.458064953.48103=3.819Hz=0.1767lnf-0.0157=0.221则（1+）=1.221=1 qk=10.5kN/m pk=276.64kN3、活载的计算各梁横向系数汇总表梁号荷载位置公路级人群荷载1、5跨中mc0.6130.685G.M法支点mo0.4091.386杠杆原理法2、4跨中mc0.5840.430G.M法支点mo0.7
11、650杠杆原理法3跨中mc0.5910.197G.M法支点mo0.7960杠杆原理法跨中最大弯矩=l2/8=29.162/8=106.29m2y=l/4=29.16/4=7.29m1、5号梁：M1/2 q=(1+)mcq(qk+pky) =1.22110.613(10.5106.64+276.647.29)=2344.78KNmM1/2 R=mcrqk=0.6853.01.5106.29=327.39 KNm2、4号梁：M1/2 q=2233.85 KNm M1/2 R=205.67 KNm3号梁： M1/2 q=2260.63 KNm M1/2 R=94.23 KNm跨中最大剪力 仍然用mc
12、q=0.50.529.160.5=3.6451、5号梁： q1/2 q=(1+)mcq(qk+1.2pky)=1.22110.613(10.53.645+1.2276.640.5)=152.88KNq1/2 R=mcrqk=0.6853.01.53.645=11.24KN2、4号梁：q1/2 q=145.65KN q1/2 R=7.05KN3号梁： q1/2 q=147.39KN q1/2 R=3.23KN支点最大剪力横向系数变化区段a=4.86m=29.1610.5=14.58m21、5号梁： y=(29.16-4.863)29.161=0.944 QA=1+mca2mo-mcqky+mo-
13、mc1.2pky =1.22114.86/2(0.409-0.613)10.5y+(0.409-0.613)1.2276.641 =-88.69kNQOQ=(1+)mcq(qk+1.2pky)+ QA=274.36KNQOR=mcpr+（a/2）（mo-mc）pry =52.1kN2、4号梁：QOQ=438.04kN QOR=23.77kN3号梁： QOQ=439.15kN QOR=10.89KNl/4出弯矩剪力弯矩 =3l2/16=79.72 y=3l/16=5.471、5号梁：m1/4 q=1.22110.613(0.579.72+276.645.47)=1759.12kNmm1/4 r=
14、0.6853.01.579.72=245.74kNm2、4梁： m1/4 q=1675.9kNmm1/4 r=154.26kNm3梁：m1/4 q=1697.14kNm m1/4 r=70.67kNm剪力=29.160.750.50.25=2.73 y=0.751、5梁：Q1/4 q=207.81kN Q1/4 r=8.42kN2、4梁：Q1/4 q=197.98kN Q1/4 r=5.28kN3梁： Q1/4 q=200.35kN Q1/4 r=2.42kN隔梁计算中横隔梁弯矩影响线1、弯矩由前面计算知11=0.607；15=0.-0.199；21=0.392；25=0.003；31=0.1
15、97；35=0.19713=0.204；35=0.204；P=1作用在1号梁上时2,31m=111.5d+210.5d-11.5d =0.6071.52.2+0.3920.52.2-11.52.2=-0.8657P=1作用在5号梁上时2,35m=151.5d+250.5d =-0.1991.52.2+0.0030.52.2=-0.6534P=1作用在3号梁上时2,33m=131.5d+230.5d =0.2041.52.2+0.2040.52.2=0.8976中横隔梁弯矩影响线2、剪力由上图知，P=1作用在计算截面以右时Q1右=R1 即1i右=1iQ1右=R1 -1 即1i右=1i-1POq=
16、12piyi=121401+1400.712=119.84kNM2-3=1+poq=1.2211119.84(1.285+0.651+0.193-0.442 =246.85kN.mQ1右=1+poq=1.2211119.84(0.589+0.424+0.305+0.14+0.0-0.144=195.34kNPOr=porla=1.53.04.86=21.87kNM2-3=1+poq=1.221121.871.42=37.92kN.mQ1右=1+poq=1.221121.870.069=1.84kN鉴于横隔梁的恒载内力甚小，计算中可略去不计，则按极限状态设计的计算内力为：汽车：MMAX2-3=0
17、+1.4246.85=345.59kN mQmax.e右=0+1.4195.34=273.476kN m人群：MMAX2-3=0+1.437.92=53.09kN mQmax.e右=0+1.41.84=2.576kN m行车道板计算沥青混凝土4cm混凝土垫层9.7cma2=0.2m b2=0.6ma1= a2+2H=0.2+0.274=0.474mb1=b2+2H=0.6+0.274=0.874m1、单向板l=2.2m ,d=1.4m,p=140.kN,跨中有效宽度：a=a1+d+l/3=0.474+1.4+2.2/3=2.61m支点出：a=a1+t=0.474+0.23=0.704m恒载：g
18、1=0.041.023=0.92kN, g2=0.097241.0=2.328kNmG=g1+g2=0.92+2.328=3.248kNmMog=18gl2=183.2482.22=1.97kNmMop=1+p8al-b12=1.314082.612.2-0.8742=15.37kNmt/h=0.23/2=0.1150.25则有：MO=Mop+Mag=15.37+1.97=17.34kNm跨中弯矩：M中=+0.5MO=+8.67kNm支点弯矩：M支=-0.7MO=-12.14kN剪力：A1=Pb1=P/2a=140/2/2.61=26.82kN y1=0.782A2=P(a-a)2/(8ab1
19、)=140（2.61-0.704）2/82.610.7040.874=39.59 y2=0.841Q支=gl2+1+A1y1+A2y2=73.8kN2、悬臂板 A1=0.474 b1=0.874 a=a1+2lo+d=0.474+1.02+1.4=3.874m恒载：Mag=-12gl02=-123.2481.02=-1.624kNmQag=gl0=3.6241.0=3.624kN汽车：Map=-1+p4ab1l02=-1.314043.874.8741.02=-13.44kNmQap=1+2p4a=1.3214043.874=23.49kN组合：恒载+汽车荷载Ma=Mag+Map=-1.624
20、+-13.44=-15.064kNmQa=Qag+Qap=3.624+23.49=27.114KNm荷载组合1、基本组合osud=oi=1mGiSGik+Q1SQ1K+Cj=2nQjSQjk其中 Gi=1.2 Q1=1.4 C=1.4 Qj=0.8 o=1.02、短期组合ssd=i=1mSGik+j=1n1jSQjk其中 汽车1=0.7 人群1=1.03、长期组合sld=i=1mSGik+j=1n2jSQjk其中 汽车2= 人群2=0.44、活载各截面内力计算表内力剪力弯矩1、5梁2、4梁3梁1、5梁2、4梁3梁恒载x=0485.6497.8497.8000x=l/4242.8248.9248
21、.92655.12721.72721.7x=l/20003540.43628.73628.7活载x=0274.36438.04439.15000x=l/4207.81197.98200.351759.121675.91697.14x=l/2152.88145.65147.392344.782233.852260.63人群x=052.1823.7710.89000x=l/48.425.282.42245.74154.2670.67x=l/211.247.053.23327.39205.6794.23一号梁各截面组合内力表一号梁跨中l/4支点弯矩剪力弯矩剪力剪力恒载3540.402655.1242
22、.8485.6汽车2344.78152.881759.12207.81274.36人群327.3911.24245.748.4252.18基本组合7897.849226.62085924.117591.72441025.266短期组合5509.136118.2564132.224396.687729.832长期组合4609.26865.6483457.044329.292616.216二号梁各截面组合内力表二号梁跨中l/4支点弯矩剪力弯矩剪力剪力恒载3628.702721.7248.9497.8汽车2233.85145.651675.9197.98438.04人群205.677.05154.2
23、65.2823.77基本组合7712.18211.8065785.071581.76561237.238短期组合5398.065109.0054049.09392.766828.198长期组合4604.50861.083453.764330.204682.524三号梁各截面组合内力表三号梁跨中l/4支点弯矩剪力弯矩剪力剪力恒载3628.702721.7248.9497.8汽车2260.63147.391697.14200.35439.15人群94.233.2370.672.4210.89基本组合7624.86209.96365721.186581.88041224.367短期组合5305.37
24、1106.4033980.368391.565816.095长期组合4570.64460.2483428.824330.008677.816预应力筋计算根据公式NpeMsW-0.7ftk(1A+epW) 式中MS=5509.136kN m设预应力钢筋截面重心距截面上缘为140mm，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为ep=yb-ap=1248mm,A2=895500mm2,A1=941500mm2。I2=4.5289E+11，I1=4.7171877E+11，W2=I1/yb=,3.62892628E+8，W1=3.77979783E+8则 Npe1MsW-0.7ftk1A+epW=3
25、289012 Npe2MsW-0.7ftk1A+epW=3165400预应力钢筋的张拉控制应力为con=0.75fpk=0.751860=1395MPa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为AP=AP=Npe（1-0.2）con=32890120.81395=2947.143mm2采用3束6j15.2钢绞线，预应力钢筋的面积为AP=36139=3336mm2钢束布置1、跨中截面钢束的布置对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。设计采用直径80金属波纹成孔，预留管道直径87mm。规定，构造要求：预留孔道间静距40mm;梁底静
26、距50mm;梁侧静距35mm。图中布置均满足要求。所以 跨中截面钢束布置图 2、锚固面钢束布置为了方便张拉操作将所有钢束都锚固在梁端。对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便等要求。按照上述锚头布置的原则，锚固端截面所布置的钢束如图所示。钢束群重心至梁底距离为： 3、其它截面钢束布置及倾角计算钢束弯起形状及弯起角确定钢束起弯角时，既要照顾到因其弯起所产生的竖向预剪力有足够的数量，又要考虑到由其增大而导致摩擦预应力损失不宜过大。为简化计算和施工，所有钢束布置的线形均选用两端为圆弧线中间再加
27、一段直线，并且整根钢束都布置在同一个竖直面内。采用圆弧曲线弯起弯起角：1，2号束采用；3号束采用 钢束计算A 计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点到支座中线的水平距离见图 钢束起弯点至跨中的距离2列表计算 钢束起弯点至跨中的距离x2列表钢束号钢束弯起高度c（）fcosfsinfR=c/（1cosf）R sinfX2 =l/2+ axiR sinfN1148120.97820.20796772.711408.1362.995N2110120.97820.20795033.771046.58435.169N35060.99450.10459127.24954.06525.637钢束弯起点及半径计算由R
28、-C=Rcos0得，R= 钢束弯起点k的位置：lw=Rsin0各截面钢束位置及其倾角计算：由钢束弯起布置图可求得计算点i离梁底距离：ai=a+ci式中：ai钢束弯起前其重心至梁底的距离；ci计算截面之钢束位置的升高值，ci=R(1-cosi)R钢束曲线半径；i计算截面i钢束的弯起角（既倾角）；i=计算截面i至弯起点k的水平距离。各钢束起弯点及其半径计算 各钢束弯起点及其半径计算表 钢束号升高值c(cm)0（度）Cos0R=(cm)sin0Lw=Rsin0支点至锚固点的距离d(cm)起弯点k至跨中线水平距离xk(cm)xk=l/2+d-lwN1156.4120.97816772.7120.207
29、911408.113.1262.995N252.1120.97815033.7720.207911046.623.75435.169N336.160.99459127.2440.10453954.0621.69525.637各截面钢束位置（Ai）及其倾角（i）计算， 各截面钢束位置（Ai）及其倾角（i）计算表 计算截面钢束编号（cm） (cm)(度)(cm)(cm)(cm)跨中截面Xi=01为负植钢束尚未弯起001022（同左）210310平均倾角001钢束截面重心14截面Xi=729cm1666.06772.75.64340.09830.995133.1862255.1862293.8503
30、3.83.34640.05840.99838.5571018.5573203.49127.21.27670.02230.99981.8251011.825平均倾角3.41670.05410.9977钢束截面重心28.5变化点截面Xi=972cm1909.06772.77.71330.13420.990961.2792283.2792536.85033.86.12200.10660.994328.7071038.7073446.49127.22.80310.04890.998810.9211020.921平均倾角5.54330.09510.9947钢束截面重心47.6支点截面Xi=1458cm1
31、1355.06772.711.54100.20010.9798136.93122158.9312982.85033.811.25920.19520.980896.88010106.883892.49127.25.61070.09780.995243.7281053.728平均倾角9.46670.16260.9862钢束截面重心106.5钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端张拉的工作长度（270）之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角度进行计算。钢束长度计算表钢束号R（）钢束弯起角度f曲线长度S=pfR/180直线长度x2（）钢束有效长度2（S+ x2）钢束预留长度（）钢束
32、长度（）N16772.71121418.4762.992962.941403102.94N25.33.77121054.27435.172978.881403118.88N39127.246955.80525.642962.881403102.88ai9324.696 技术标准和技术规范公路桥涵设计通用规范 JTGD60-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ021-89公路工程技术标准 JTJ01-88参考文献1中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）.北京：人民交通出版社，2004年9月2中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
33、涵设计规范（JTG D622004）.北京：人民交通出版社，2004年11月3姚玲森.桥梁工程.北京：人民交通出版社，1985年12月4邵旭东.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2004年1月5邵旭东.桥梁工程.武汉：武汉理工大学出版社，2000年5月6刘夏平，于天来，王岚.桥梁工程.北京：科学出版社，2005年9月7范立础.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2003年1月8张树仁，郑绍珪，黄侨，鲍卫刚.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理.北京：人民交通出版社，2004年9月9贾艳敏，高力.结构设计原理.北京：人民交通出版社，2004年8月10胡兆同，陈万春.桥梁通用构造及简支梁桥.北京：人民交通出版社，2001年3月11公路桥涵设计手册(梁桥)上册.北京：人民交通出版社12易建国.混凝土简支梁（板）桥.北京：人民交通出版社，2002年3月 27 / 27