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1、1 香河园路桥 本桥为单跨 20 米，预应力 T 梁桥，17 片主梁，桩接盖梁基础 一、设计资料 1、桥面全宽 3.0m+24.0m+3.0m=30.0m 2、主梁跨径和全长 标准跨径： Lb=20.0m(雉墙前沿之间的距离 ) 计算跨径： L=19.2m(支座中心线之间的距离 ) 主梁全长： L 全=19.96m(主梁预制长度 ) 3、设计荷载 城B，人群荷载3.8925kN/m2 4、材料 钢筋：主筋采用 HRRB335 钢筋，预应力钢绞线17 面积为 15.2mm 2， 其他用 R235钢筋； 混凝土：主梁采用C50 砼，其他采用 C30 砼。 5、计算方法 极限状态法 6、环境类别及安
2、全等级 本桥施工环境为类环境，安全等级为二级。 7、结构尺寸 如图 11 所示，全断面 17 片主梁，设三根横梁。（单位： mm） 2 8、设计依据 (1) 公路桥涵设计通用规范 （JTG D602004） ； (2)公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D6 2004） ； (3)公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D632007） ； (4)城市桥梁设计荷载标准 （CJJ 7798） 。 二、主梁计算 3 （一）主梁荷载横向分布系数 1、跨中荷载弯矩横向分布系数 （考虑 100mm桥面混凝土铺装对主梁 的影响） 。 (1)主梁抗弯及抗扭惯性矩I和 T I 由 CAD 查询
3、得抗弯惯性矩 I=14065631.250（cm4） 主梁跨中竖向截面抗扭惯性矩 Tx I 翼板: b1 = 180（cm ）t1 =26 (cm) 303.0 180 26 052.0 180 26 63.01 3 1 052.063.01 3 1 5 5 1 1 1 1 1 b t b t C 04.95859526180303.0 3 3 1111 tbCI T （cm 4） 马蹄: b2= 50(cm) t2 =25+20 2=35(cm) 189.0 50 35 052.0 50 35 63.01 3 1 052. 063. 01 3 1 5 5 2 2 2 2 2 b t b t
4、C 75.4051683550189.0 3 3 2222 tbCIT(cm 4) 腹板: b3 =130-26-35=69(cm) t3 =20(cm) 2725.0 69 20 052.0 69 20 63. 01 3 1 052.063.01 3 1 5 5 3 3 3 3 3 b t b t C 15042020692725.0 33 3333 tbCIT(cm 4) 79.151418315042075.40516804.958595 321 3 TTTiiiT IIItbCI (cm 4) (2) 求横向抗弯惯性矩： 1 I（中横梁截面） （单位： mm ） 4 利用 CAD 计算
5、图形特性来计算抗弯惯性矩可得: y I=10359133.500(cm 4) 76.10790960/5.10359133/ 11 lII y (cm 3) (3) 求 , 计算值： 该桥的计算跨径为： l = 1920 (cm) b1 =180 cm 50362. 0) 1920 180 ( 79.15141834 .04 5014065631.21 )( 4 2 2 21 2 l b GI EI T 计算值： 主梁之间桥面板净跨度的一半： 1 d=80(cm) 0016.0 76.1079019203 8025.14065631 3 4 34 1 4 3 1 4 Il Id (4)计算荷载
6、弯矩横向分布影响线坐标 通过计算比较布置三个车道时，为最不利荷载布置，布置如图21 所示（单位： mm ） 。 （图 2-1） （5）各梁横向分布系数计算如下： （三列车） 5 33.08.0095.0114.0128.0147.0161.018.0 2 1 8.0 2 1 1车车i m 3068.08.0091.0107.012.0136.0148.0165.0 2 1 8.0 2 1 2车车i m 2832.08 .0086.01.0111.0125.0136.015.0 2 1 8.0 2 1 3车车i m 26.08.0082.0094.0102.0114.0123.0135.0 2
7、1 8.0 2 1 4车车i m 2364.08.0077.0087.0094.0103.011.012.0 2 1 8.0 2 1 5车车i m 212.08.0072.008.0085.0092.0097.0104.0 2 1 8.0 2 1 6车车i m 1884.08 .0068.0073.0076.0081.0084.0089.0 2 1 8.0 2 1 7车车i m 1648.08.0063.0066.0067.007.0072.0074.0 2 1 8.0 2 1 8车车i m 1416.08 .0059.0059.0059.0059.0059.0059.0 2 1 8.0 2
8、1 9车车i m 201.0 1人 m，183. 0 2人 m，166.0 3人 m，148. 0 4人 m，13.0 5人 m， 117. 0005.0112.0 6人 m，126. 0032.0094.0 7人 m， 118. 0041.0077.0 8人 m，118. 0059.0059.0 9人 m （二）作用效应计算（对1 号梁进行计算） 1、永久作用效应 （1）永久荷载 假定桥面铺装构造各部分重力平均分配给主梁承担，计算见表2-1 对上部结构各个部分分别计算，并列入下表； 钢筋混凝土 T 形梁桥永久荷载计算表 2-1 构件名称构件简图尺寸 （尺寸单位：mm） 构件体积及算式（m3）
9、 重度 （ kN/m 3） 重力 （kN） 主梁 0.7171.58+ (0.717+0.523)/2 3.8+0.523 4.6) 2=11.789 26 306.5 6 （2）主梁计算按叠合梁进行计算（叠合截面如下图） 除叠合截面外的二期荷载计算如下： 上部二期荷载总重为： 24.50516+919.752+ （88.738+24.7+309.6+5.18 ）2=2168.268（kN） 单片梁所受到的二期荷载每沿米重为： 二期 q=2168.2681719.96=6.4 （kN/m） （3）永久作用效应计算 横隔梁 （边梁 -中 梁） （ 0.5960.25 2+0.693 0.25 ）
10、 2=0.9425 26 24.505 现浇翼板 0.6 0.16 19.96=1.91626 49.82 桥面铺装 沥青砼： 0.0824 19.96=38.323 C40 砼： 0.1 30 19.96=59.88 24 26 919.752 1556.88 人行道 （单侧）地袱： 0.171 19.96=3.413 缘石：0.0495 19.96=0.988 陶粒砼：0.864 19.96=17.2 钢栏杆： 0.066 26 25 18 78.5 88.738 24.7 309.6 5.18 7 通过 midas 计算，列出永久作用效应表（如表2-2） 永久作用效应计算表表 2-2 项
11、目 作用 2/1 M（kNm ） 4/1 M（kNm ） 4/1 Q（kN） 0 Q（kN） 主梁652.22 493.1 0 146.06 叠合截面330.15 246.2 0 68.89 二期荷载294.43 219.5 0 61.44 总恒荷载1276.8 958.8 0 276.39 2、可变作用效应 （1）汽车荷载冲击系数 简支梁的自振频率为： 车道荷载的冲击系数： 2016.0 2.1980 20 80 20 l 车辆荷载的冲击系数： 2795.02.19log3032.06686.0log3032.06686.0l l简支梁的计算跨径 （2） 城B， 计算弯矩时，车道荷载的均布荷
12、载标准值mkNqM/0.19； 计算剪力时，均布荷载标准值mkNqQ/0.25，所加集中荷载P采用 130kN。 （3）人群荷载 2 /8925.3 20 7.220 5.4 20 20 5.4mkN p mkNq/51.107.28925. 3 人 通过 midas 计算，列出可变作用效应表（如表2-3） 可变作用效应表表 2-3 项目 作用 2/1 M（kNm ） 4/1 M（kNm ） 2/1 Q（kN） 0 Q（kN） 汽车荷载494.14 366.24 0 146.06 汽车记冲击系数593.8 246.2 0 68.89 人群荷载294.43 219.5 0 61.44 8 3、主
13、梁作用效应组合 根据公路桥涵设计通用规范4.1.64.1.8条规定，根据可能同时出 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2-4 主梁作用效应组合表 2-4 序号荷载类别 跨中截面四分点截面支点 max M max V max M max V max V （kNm）(kN) （ kNm）(kN) (kN) （1）第一期永久作用（主梁）652.22 0 493.1 146.06 （2） 第二期永久作用（叠合+二期）624.58 0 465.7 130.33 （3）汽车（城 -B）记入冲击系数593.8 246.2 68.89 （4）人
14、群作用294.43 219.5 61.44 (5) 标准组合 =（1）+（2）+（3）+（4） 2165.03 1424.5 （6） 极限组合 =（ 1）+（2）1.2+（3） 1.4+（4） 1.12 2693.24 （7） 短期组合 =（1）+（2） +（3） 1.2016 0.7+（4） 1917.15 （三）预应力钢束的估算及其布置 1、根据经验钢束的布置图式如下图： （1）跨中截面及锚固端截面的钢束位置（如下图）（单位： mm） 9 （2）预应力钢束在竖直平面上的布置形式如下图： 半预应力钢束图 （四）计算主梁截面几何特性 根据已钢束配置的位置计算净截面和换算截面的几何特性 计算结果
15、见表 4-1 跨中翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表表 4-1 截 面 分 块 名 称 分块面 积 I A （cm2） 分块面 积重心 至上缘 距离 I y （ cm） 分块面 积对上 缘静矩 I S （cm 3） 全截面 重心到 上缘距 离 s y （cm） 分块面积 的自身惯 性矩 I I （cm4） sI yd i y (cm) iip dAI (cm 4) i II pI (cm 4) 净 截 面 毛 截 面 52300 口 管 道 截 面 10 （四）主梁截面承载力与应力验算 预应力混凝土梁从预加力开始到受荷破坏，需经受预加应力、 使 用荷载作用、 裂缝出现和破坏等四个受力阶段，为保证主
16、梁受力可靠 并予以控制，应对控制截面进行各个阶段的验算。在以下内容中，先 进行持久状态承载能力极限状态承载力验算，在分别验算持久状态抗 裂验算和应力验算， 最后进行短暂状态构件的截面应力验算。对于抗 裂验算， 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范根据公路 简支标准设计的经验， 对于全预应力梁在使用阶段短期效应组合作用 下，只要截面不出现拉应力就可满足。 1、持久状态承载能力极限状态承载力验算 在承载能力极限状态下，对主梁正截面承载力验算。 （1）确定混凝土受压区高度 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范5.2.3条规定， 对于带承缘板的 T 形截面：当 hbff cdppd fAf
17、 成立时，中性轴在翼缘 板内，否则在腹板内。 左边=)(65.28951000161391302kNAf ppd 右边=)(8 .4684100016012004.24 kNf hb ff cd 左边右边，即中性轴在翼缘板内。 设中性轴到截面上缘距离为x，则： )(9 .98 12004 .24 161391302 mm f Af x bf cd ppd 三、桥台盖梁计算 （一）计算上部恒载 11 1、根据表 2-1，可得上部恒载总重为： 上恒 G306.517+24.50516+49.8216+919.752+1556.88+ （88.738+24.7+309.6+5.18 ）2=9732.
18、768（kN） 则可得单片梁上部恒载作用下单端支反力为： R=)(258.286217768.9732217kNG上恒 上部恒载在盖梁上布置形式和作用如下图：（单位： mm） 盖梁单元划分截面编号图 恒荷载计算列入下表得：表 3-1 截面号剪力-z (kN) 弯矩 -y (kN m) 6 -447.51 -697.64 11 -61.15 67.01 16 -575.92 -334.62 21 96.69 235.8 26 -529.49 -445.94 31 143.13 237.39 （二）活荷载计算 1、城 B 车辆荷载计算 车辆荷载在梁产生的支反力计算 )(37013022.1925k
19、NR汽表 3-2 截面号 剪力 max(kN) 弯矩 max (kN m) 未记冲击系数记冲击系数未记冲击系数记冲击系数 6 -193.945 -233.044 0 0 12 11 -94.877 -114.0 225.308 270.73 16 -186.57 -224.18 -251.256 -301.91 21 125.11 150.33 176.101 211.6 26 -181.03 -217.53 -228.67 -274.77 31 99.89 120.03 232.84 279.78 2、人群荷载计算 人群荷载在梁端产生支反力)(9.10022 .1951.10kNR人 各梁端
20、受到的人群支反力计算如下： )(281.20201. 09.100 11 kNmRRlr人人 )(465.18183.09 .100 22 kNmRRlr 人人 )(75.16166.09 .100 33 kNmRRlr 人人 )(93.14148.09.100 44 kNmRRlr 人人 )(12.1313. 09.100 55 kNmRRlr 人人 )(8.11117. 09.100 66 kNmRRlr人人 )(7.12126. 09.100 77 kNmRRlr 人人 )(9.11118. 09.100 88 kNmRRlr 人人 )(9.11118. 09.100 99 kNmRRl
21、r 人人 人群荷载作用效应计算如表3-3 表 3-3 截面号剪力 max(kN) 弯矩 max(kNm) 6 -21.55 -40.38 11 -4.8 0.1 16 -20.99 -10.43 21 4.08 8.45 26 -18.58 -15.97 31 5.95 7.85 （三）荷载组合（极限承载能力荷载组合） 13 12. 14. 12 .1人群汽车恒载 d M（荷载组合时记入冲击系数） 荷载组合结果见表3-4 表 3-4 截面号剪力 max(kN) 弯矩 max(kNm) 6 -887.41-882.394 11 -238.356459.546 16 -1028.46-835.9
22、21 331.0596588.664 26 -960.74-937.692 31 346.462685.352 （四）盖梁配筋计算 6、盖梁截面配筋计算 只计算荷载组合值最大的截面26号截面 砼：C30,fcd=13.8mpa；钢筋 :HRB335, fSd=280mpa,h=1100mm h0=h-55=1100-55=1045mm ，b=1400mm ，mkNM d 692.937 ) 2 ( 00 x hbxfM cdd zAfM Ssdd0 )5 .0)(05.075.0( 0 xh h l z (1)盖梁跨中计算 ) 2 1045(14008.1310692.9370 .1 6x x
23、x47.525mm mmz42.1004)7.615.01045)( 1.1 29.5 05.075.0( 2 6 0 3690 42.1004280 1076.10370. 1 mm zf M A sd d s 实际配筋为两排筋：外排：1122（4181.1mm 2），内排 9 20 14 （2827.8mm 2） （2）盖梁支点计算 ) 2 1045(12008.13100 .4810.1 6 x xx28.18mm mmz07.1021)18.285 .01045)( 1 .1 29.5 05.075.0( 2 6 0 5.1682 07.1021280 1003.4810 .1 mm zf M A sd d s 实际配筋为两排筋：外排：1122（4181.1mm 2），内排 9 20 （2827.8mm 2）