1、南京工程學院畢業設計說明書作 者： 卞勛壘 學 號：作4090640系 部：建筑工程學院專 業：土木工程題 目：3X13m 預應力混凝土簡支空心板梁橋設計指導者：陳冬華講師評閱者：臧華副教授2013年6月 南京摘要預應力混凝土空心板橋在我國橋梁建筑上占我重要的地位，在目前，對于中小跨徑的永久性橋梁，無論是公路橋梁或者城市橋梁，都在盡量采用預應力混凝土空心板橋，因為這種橋梁具有就地取材，工業化施工，耐久性好，適應性強，整體性好等多種優點，從而決定了本設計中橋型的選擇，整個計算的方法。本設計采用裝配式預應力簡支梁結構，跨徑組成為 3 13m ，其上部結構由主梁，橋面部分和支座等組成，主梁是橋梁的主

2、要承重構件。橋面部分包括橋面鋪裝和欄桿等組成，這些構造雖然不是橋梁的主要承重構件，但它們的設計與施工直接關系到橋梁整體的功能與安全，這里在本設計中也給予了詳細的說明。下部由蓋梁、橋墩等組成，共同支撐了整個下部結構。在設計中，橋梁上部結構的計算著重分析了橋梁在施工及使用過程中恒載以及活載的作用力，采用整體的自重荷載集度進行恒載內力的計算。按照新規范公路R級車道荷載進行布置活載，并進行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預應力損失，并進行預應力階段和使用階段主梁截面的強度 ，正應力及主應力的驗算。在設計中通過主梁荷載計算、內力計算、應力鋼筋的布置、主梁截面強度與應力驗算、支座等設計，完整地構造了一座

3、裝配式預應力混凝土簡支 梁橋，本設計主要計算主跨結構，邊跨均以構造圖進行設計。關鍵詞：預應力，簡支空心板梁，先張法精選Design of a 31 8m prestressed concrete simply-supportedhollow plate girder bridgeAbstractPrestressed concrete hollow slab bridge in the bridge construction of our country occupies my important status, At present, the permanent bridges for th

4、e medium and small span, Regardless of is the highway bridge or the bridge in the city, as far as possible the use of prestressed concrete hollow slab bridge, Because this kind of bridge has obtain raw material locally, the industrialization construction, the durability is good, adaptability is stro

5、ng, has the advantages of good integrity etc.To determine the design of bridge type selection, the calculation method of.This design uses the assembly type prestressed simply supported beam structure, the span of the bridge is 3 13m , The upper structure is composed of a main beam, bridge floor part

6、 and the support and so on, The girder is the main bearing member of bridge. Bridge floor part composed of bridge deck and railings, These structures although is not the bridge main bearing members, but their design and construction is directly related to the safety of the whole bridge function and

7、here in this design has also given a detailed description of. In the design, calculation of the bridge upper structure focuses on the analysis of the force of bridge in the construction and use of the process of constant load and live load, the dead load the whole set of constant load internal force

8、 calculation. Layout according to the new code for highway grade II Lane load live load, Calculation and beam reinforcement, loss of prestress steel strand was estimated, and prestressed phase and use phase of the girder section strength, is checking calculation of the stress and the principal stres

9、s.In the design of the main girder load calculation, internal force calculation, the stress steel bar arrangement, the main beam intensity and stress checking computations, support he design of the main calculation of main span structure, the side span with structural map design.Keywords: prestresse

10、d, simple hollow board beam, pretensioning method目錄前言0第一章預應力混凝土簡支空心板橋上部結構設計 11.1 設計資料11.2 構造及尺寸選定11.3 空心板毛截面幾何特性計算31.3.1 毛截面面積31.3.2 毛截面重心位置 31.3.3 空心板毛截面對其重心軸的慣性矩 31.4 作用效應計算51.4.1 永久作用效應計算51.4.2 可變作用效應計算61.4.3 作用效應組合計算 151.5 預應力鋼筋數量估算及布置181.5.1 預應力鋼筋數量的估算 181.5.2 預應力鋼筋的布置 201.5.3 普通鋼筋數量的估算及布置201.6

11、 換算截面幾何特性計算221.6.1 換算截面面積231.6.2 換算截面重心位置 231.6.3 換算截面慣性矩241.7 承載能力極限狀態計算241.7.1 跨中截面正截面抗彎承載力計算 241.7.2 斜截面抗剪承載力計算251.8 預應力損失計算301.8.1 錨具變形、回縮引起的應力損失 301.8.2 加熱養護引起的溫差損失301.8.3 預應力鋼絞線由于應力松弛引起的預應力損失301.8.4 混凝土彈性壓縮損失引起的預應力損失311.8.5 混凝土收縮、徐變引起的預應力損失321.8.6 預應力損失組合 341.9 正常使用極限狀態計算351.9.1 正截面抗裂性驗算351.9.

12、2 斜截面抗裂性驗算401.10 變形驗算 451.10.1 正常使用階段的撓度驗算451.10.2 預加應力引起的反拱度及預拱度的設置461.11 持久狀態應力驗算491.11.1 跨中截面混凝土法向壓應力 kc 驗算 491.11.2 跨中截面預應力鋼絞線拉應力 p 驗算 491.11.3 斜截面主應力驗算 501.12 短暫狀態應力驗算541.12.1 跨中截面應力驗算 541.12.2 L/4 截面應力驗算 561.12.3 支點截面應力驗算 571.13 最小配筋率復核591.14 鉸縫計算 611.14.1 鉸縫剪力計算611.14.2 鉸縫抗剪強度驗算641.15 預制空心板吊環

13、計算651.16 欄桿計算 661.16.1 欄桿的構造及布置661.17 支座計算 671.17.1 確定支座的厚度681.17.2 驗算支座的偏轉701.17.3 驗算支座的穩定性71第二章 預應力混凝土簡支空心板橋下部結構計算732.1 設計資料 732.1.1 設計標準及上部構造732.1.2 材料 732.1.3 橋墩尺寸 732.2 蓋梁計算 742.2.1 荷載計算 742.2.2 內力計算 882.2.3 截面配筋設計與承載力校核912.3 、橋墩墩柱設計 962.3.1 作用效用計算962.3.2 截面配筋計算及應力驗算99結論 102參考文獻 104致謝 105精選刖百選擇

14、本課題主要是根據建設單位的對于橋梁的功能要求進行設計，滿足該橋梁的特定功能，同時考慮到建設成本的等眾多因素，橋面上面通行的公路 一R荷載，由于與橋梁連接的道路的等級比較高，既要滿足車輛的通行安全，同時必須考慮汽車等的通行順暢。在接受設計任務時除考慮以上條件，還是需要安全適用，經濟，美觀，環保。設計時首先依照建設單位設計要求和場地的具體情況，進行方案比選， 確定橋梁的整體形式；選取截面形式和具體的尺寸；根據材料的性質，運用 橋梁設計相關軟件（橋梁博士）對橋梁所承受的荷載進行計算；取出截面的 最大設計荷載；用承載能力設計值對構件進行配筋；用正常使用設計值進行 校核計算；再對橋面板，伸縮縫，支座等細

15、部構件進行配筋驗算；最后對下 部結構進行擬定尺寸，配筋計算，抗傾覆，抗滑移等驗算。本設計的上部構造為 3x 13m的預應力混凝土空心板，結構簡單，施工容 易。本設計采用預制安裝（先張法）的施工方法：先張法預制構件的制作工 藝是在澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉，并將其臨時固定在張拉臺座 上，然后按照支立模板一一鋼筋骨架成型一一澆筑及振搗混凝土一一養護及 拆除模板的基本施工工藝，待混凝土達到規定強度，逐漸將預應力筋松弛， 利用力筋回縮和與混凝土之間的黏結作用，使構件獲得預應力。優點：預應力結構通過高強鋼筋對混凝土預壓，不僅充分發揮了高強 材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使結構輕型化，因

16、而預應力混 凝土結構具有比鋼筋混凝土結構大得多的跨越能力。采用空心板截面，減輕 了自重，而且能充分利用材料，構件外形簡單， 制作方便，方便施工，施工工期短，而且橋型流暢美觀。缺點：行車不順，同時橋梁的運營養護成本在后期較高。第一章 預應力混凝土簡支空心板橋上部結構設計1.1 設計資料1、 跨徑：標準跨徑 Lk =13.00m ；計算跨徑 L=12.60m ；2、橋面寬度：7m+0.75mX2;3、設計荷載：汽車荷載：公路 -II級荷載；人群荷載：3.0KN/m2 ;4、環境標準：I類環境；5、材料：預應力鋼筋:1 X 7鋼絞線，直徑 12.7mm；非預應力筋采用HRB335,R235;空心板混

17、凝土采用C40混凝土；錢縫為C30細集料混凝土；橋面鋪裝采用 C40 瀝青混凝土；欄桿采用漢白玉欄桿，人行道板為 C25 混凝土。6、 設計依據及參考書：（ 1）公路橋梁設計通用規范（ JTG D60-2004 ）；（ 2）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（TG D62-2004 ）；（ 3）公路橋涵地基與基礎設計規范（JTG D63-2007 ）；（4）公路工程技術標準（JTG B01-2003 ）；（ 5）公路圬工橋涵設計規范（ JTG D61-2005 ）；（ 6 ）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范條文應用算例，袁倫一，鮑衛剛編著，人民交通出版社， 2005 ；（ 7）鋼

18、筋混凝土及預應力混凝土結構設計原理張樹仁，鄭紹珪等編著，人民交通出版社， 2004 ；（ 8） 公路小橋涵設計示例劉培文， 周衛等編著， 人民交通出版社， 2005 。1.2 構造及尺寸選定本設計橋面凈寬為7m+0.75mX 2,全橋采用9塊C40的預制預應力混凝土空心板， 每塊空心板寬度為 99cm, 高 62cm, 空心板全長12.96m 。 采用先張法施第1 頁工工藝，預應力鋼筋采用1X7股鋼絞線，直徑 12.7mm,截面面積98.7mm2。_5fpk 1860Mpa, fpd 1260Mpa, Ep 1.95 10 Mpa ,預應力鋼絞線延板跨長布置。C40混凝土空心板的 fck 26

19、.8Mpa, fct 18.4Mpa , ftk 2.4Mpa, ftd 1.65Mpa。抗震擔抗震擋d全橋空心板橫斷面布置如圖1-1 ,每塊空心板截面及構造如圖1-2 。橋梁上部結構標準橫斷面圖1-1上部結構橫斷面標準布置圖L空心板構造及尺寸（尺寸單位：cm）圖1-21.3 空心板毛截面幾何特性計算1.3.1 毛截面面積A （參見圖1-2）19211A 99 62 2 38 8 4 2 (- 7 2.5 7 2.5 7 5) 3174.3(cm)2221.3.2 毛截面重心位置全截面對1/2板高處的靜距： 17/7、1/7、S12 2.5 7 (24 -) 7 2.5(24 -)- 7 5(

20、24 -)萬板高 23223=2181.7 (cm3)錢縫的面積：._,1_ _1_ 2、限2 (- 2.57 7 2.5-7 55)87.5cm2)則毛截面重心離1/2板高的距離為：S7 mm （向下移）3174.3彳板局 2181.7 d 0.687 cm 0.7 cm校縫重心對1/2板高處的距離為:2181.787.524.9 cm1.3.3 空心板毛截面對其重心軸的慣性矩I由圖1-3 ,設每個挖空的半圓面積為A'：挖空半圓構造尺寸（尺寸單位：cm）'12122A - d2 -382 567.1(cm2)4d半圓重心軸： y -6884 38 8.06 cm 80.6 m

21、m6半圓對其自身的重心軸O-O錯誤！未指定書簽。的慣性矩' 4I0.00684d0.006844-43814304(cm )則空心板毛截面對其重心軸的慣性矩為:99 623238 83 ,I 99 62 0.7 -2 +381212一 2一8 0.7 - 4 143042-2 567.1 8.06 4 0.7(8.064-0.7)2 87.5 24.920.71520077.25(cm4) 1.5201 106(cm4)1.5201 1010(mm4)（忽略了較縫對自身重心軸的慣性矩）空心板截面的抗扭慣矩I T可簡化為圖1-4的單箱截面來近似計算:計算I t的空心板截面簡化圖（尺寸單位

22、：cm）第51頁圖1-42 222I4b2h24 (99 8)2 (62 8)2T 2h 2b 2 (62 8) 2 (99 8)"T IT 882.6645 106(cm4) 1042.6645 10 (mm )1.4作用效應計算1.4.1 永久作用效應計算1、空心板自重(第一階段結構自重)g1g1 A? 3174.3 10-4 25 7.936 kN/m2、橋面系自重(第二階段結構自重)g2人行道及欄桿自重單側按6.0kN/m計算。橋面鋪裝采用等厚度10cm瀝青混凝土，則全橋鋪裝每延米重力為：0.1 X7X23=16.1(kN/m)上述自重效應是在個空心板形成整體后，再加至板橋上

23、的，精確的說， 由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應應是不一樣的，本設計為計 算方便，近似按各板平均分攤來考慮，則每塊空心板分攤到的每延米橋面系一,6 2+16.1重力為：g23.122 KN /m93.銀縫自重(第二階段結構自重)g3g3 (87.5 1 62) 10-4 24 0.359 KN /m所以空心板每延米總重力g為：gg1 7.936 kN / m (第一階段結構自重)gII g g 3.122 0.359 3.481 KN /m (第二階段結構自重)ggt gI gII 7.936 3.481 11.417 KN / m由此可計算出簡支空心板永久作用(自重效應)，計算結果

24、見下表，即表 1-1永久作用效應匯總表表1-1作用種類 作用g計算跨徑L(m)作用效應M(KN?m)作用效應V (KN)跨中(必_ )821跨網_432支點碎)1 , 11 跨 gg)44跨中gl7.94612.60157. 49118. 125 0.002 5.000g口3.48112.606 9.085 1.812 1.9310.970g=gl+gn11.41712.602 2 6. 5 7169. 937 1.933 5.9601.4.2可變作用效應計算本設計汽車荷載采 用公路-R級荷載，它由車道荷載及車輛 荷載組成。橋規規定橋梁結構整體計算采用車道荷載。公路-R級的車道荷載由q k =

25、0.75 X 10.5=7.875(KN/m) 的 均 布 荷 載 和Pk 180 (360 180)(12.6 5) 0.75 157.8 KN 的集中荷載兩部分組成。在計算(50 5)剪力效應時，集中荷載標準值Pk應乘以1.2的系數，即計算剪力時Pk 1.2Pk 1.2 157.8 189.36 KN按橋規車道荷載的均布荷載應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線峰值處。多車道橋梁上還應考慮多車道折減，雙車道折減系數=1 ,四車道折減系數=0.67，但不得小于兩設計車道的荷載效應。1 .汽車荷載的橫向分布系數計算空心板跨中和 L/4處的荷

26、載橫向分布系數按較接板法計算，支點處按杠桿原理法計算。支點至L/4點之間的荷載橫向分布系數按直線內插求得。(1)跨中及L/4處的荷載橫向分布系數計算首先計算空心板的剛度參數丫 :由前面計算得:1.52011010(mm4)IT2.66451010(mm4)b=100cm=1000mmL=12.6m=12600mm將以上數據代入得:1.5201 10105.8 102.6645 1010100012600)2 0.02084求得剛度系數后即可按其查橋梁工程(第二版人民交通出版社)附錄I較接板荷載橫向分布影響線豎標表中9板的銀接板橋荷載橫向分布影響線表，由丫 =0.02及T =0.03內插得到丫

27、=0.02084時1號至9號板在車道荷載作用下 的荷載分布影響線值，計算結果列于表1-2中。各板荷載橫向分布影響線坐標值表表1-2板號12345678910.2390.1960.1500.1130.0800.0610.0480.0390.03620.1960.1910.1610.1220.0940.0740.0610.030.02630.1470.1610.1650.1420.110.0860.0 710.0610.05640.1130.1220.1420.1530.1350.1060.0860.0740.06950.0870.0940.110.1350.1490.1350.110.0940.

28、087由表1-2畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得兩車道下各板的橫向分布系數，各板的橫向分布影響線及橫向最不利布置見圖1-5,由于橋梁橫斷面結構對稱，所以只需計算1號至5號板的橫向分布影響線坐標值。各板的橫向分布影響線計算如下，(參照圖1-5 )11 號板，車輛何載：mcq 0.196 0.1204 0.0781 0.04930.2219q 2人群荷載：mcr 0.2334 0.036 0.269412 號板，車輛何載：mcq - 0.1929 0.1373 0.0905 0.06230.2415人群荷載：mcr 0.1969 0.0254 0.222313 號板，車輛何載

29、：mcq -(0.1610 0.1466 0.1076 0.0725) 0.24385人群荷載：mcr 0.1488 0.056 0.2048/： n1 ”號 111 2 ”號 3 ii 號4 號 111 5 ”號 6 II 號 7 11 號111 8 11 號 9 ” 號1.1111 I圖1-5:各板橫向分布影響線及橫向最不利布置圖(尺寸單位：cm)圖1-5各板橫向分布影響線及橫向最不利布置4 號板，車輛荷載：mcqcq10.122 0.1508 0.1321 0.0880.246452人群荷載：mcr 0.1142ci0.069 0.18325號板，車輛荷載：mcqcq1一 (0.094

30、0.13 0.1476 0.1125) 0.24205 2人群荷載：mcr 0.0879ci0.087 0.1749由上述所得，汽車荷載橫向分布系數的最大值mcq 0.24645 ,人群荷載的最大值mcr 0.1749。因此，空心板跨中和L/4處的荷載橫向分布系數偏安全的取 mg 0.24645 , mcr 0.1749。 cqci(2)車道荷載作用于支點處的荷載橫向分布系數計算支點處的荷載橫向分布系數按杠桿原理法計算。由圖 1-6,37號板的橫向分布系數計算如下：11 11號1|2|號|31|號|4|號1|5|號|6|號|7"號| 8”號 9”號1車輛荷載圖1-6:支點處荷載橫向分

31、布影響線及最不利布載圖1車輛何載：mcq1 0.5q 2人群荷載：mcr 0空心板的荷載橫向分布系數匯總于表1-4空心板的荷載橫向分布系數表1-4作用種類跨中至L/4處支點汽車柿載0.246450.5人群荷載0.174902、汽車荷載沖擊系數計算1 o橋規規定汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數N按結構基頻f的不同而不同，對于簡支板橋：f 2 Jc212 mc當 f<1.5Hz 時，=0.05 ;當 f>14Hz 時，=0.45 ;當 1.5Hz 三 f 三 14Hz 時, 仙=0.1767 In f - 0.0157式中：1 結構的計算跨徑（ m）;E 結構材料的計

32、算模量（N/m2）I c 結構跨中截面的截面的截面慣矩（m4)mc 結構跨中出的單位長度質量（kg/m ,當換算為重力單位是為22Ns / m ), mc G / g ;G 結構跨中處每延米結構重力(N/m);g 一重力加速度，g 9.8m/s2由前面計算得：G 11.417kN/m 11.417 103N/mL=12.6m3454Ic I 1.5201 10 (cm ) 1520.1 10 m由公預規查的C40混凝土的彈性模量 E 3.25 104Mpa,代入公式得EIc3.25 1 04 1 06 1 520.1 10 52，3 6.45 HzG /g 2 12.6 ；11.417 10

33、/9.8則以=0.1767 In 6.45 0.0157=0.314 , 1+仙=1.3143.可變作用效應計算計算車道荷載引起的空心板跨中及l/4截面的效應(彎矩和剪力)時,均布荷載q k滿布于使空心板產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載P.（或Pk）只作用于一個影響線中一個最大影響線峰值處，見圖1-7Pk'-199.3feK：F WdaL*玷*詞洶Qk=2x 4x4=3.5443L/4 二Qk=2x13l Xl= 32=14.884圖1-7:簡支空心板跨中及L/4截面內力影響線及加載圖跨中截面彎矩：M汽m(qk k pkyk) (不計沖擊時) 車道荷載:不及沖擊M汽1 0.246

34、45 (7.875 19.845 157.8 3.15) 161.02(KN?m)計入汽車沖擊:M 汽(1) m(qk kpkyk) 1.314 0.24645 (7.875 19.845 157.8 3.15) 211.58(KN?m)剪力：不及沖擊：/1、/、V汽m(qk k pk'yk) 1 0.24645(7.875 1.575 189.36 一)26.39( KN)2計入沖擊：/1、,、% (1) m(qk k pk'yk) 1.314 0.24645 875 1.575 189.36 鼻)34.68(KN)L/4截面(參照圖1-7)彎矩：M汽m(qk kPkyJ (

35、不計沖擊時)不及沖擊：M 汽 1 0.24645 (7.875 14.884 157.8 2.36) 120.67(KN ?m)計入沖擊時：M 汽(1) m(qk k Pkyk) 1.314 0.24645 (7.875 14.884 157.8 2.36) 158.56(KN?m)剪力：V汽m(qk kpkyk) (不計沖擊時)不計沖擊時：3、,、V汽m(qk k pk'yk) 1 0.24645 (7.875 3.544 189.36 -) 41.88( KN)4計入沖擊：3、,、V 汽(1) m(qk k pk'yk) 1.314 0.24645 (7.875 3.544

36、 189.36 -) 55.03( KN)4支點截面剪力計算支點截面由于車道荷載產生的效應時，考慮橫向分布系數延空心板跨長的變化，同樣均布荷載標準值應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作于相應影響線中一個最大影響線的峰值處。見圖1-8不計沖擊系數112.6/V汽 1 0.24645 7.875 6.3 一(0.5 0.24645)7.875(0.917+0.083)+189.36 1 0.5 24=110.05(KN)計入沖擊荷載時 V汽1.314 110.05 144.61( KN)(2)人群荷載效應人群荷載是一個均布荷載，其大小根據設計條件取為3.0KN / m2。

37、本設計人行道寬度為凈寬0.75m,因此q人0.75 3 2.25 KN / m。人群荷載效應計算如下(參見圖1-7及圖1-8 )跨中截面彎矩：M人=m人q人 M 0.1749 2.25 14.884 5.86(KN?m)V人=m 人q人 v 0.1749 2.25 1.575 0.62( KN )nnmh4 J T 44,41小wwmu-口川，口 It4/FkZ圖1-8:支點截面剪力計算簡圖；截面 彎矩： M 人 0.1749 2.25 14.884 5.86(KN?m)剪力： V人0.1749 2.25 3.544 1.39( KN)支點截面剪力1 12.6 .V人 0.1749 2.25

38、6.3- (0.1749 0)2.25(0.917 0.083) 1.86( KN)24可變作用效應匯總于表1-5中可變作用效應匯總表表1-5作用種類截面位置作用效用彎矩 M (KN?m)剪力V (KN)彎矩L/4跨中L/4支點車道柿載兩行不計沖擊系數161.02120.6726.3941.88110.05X (1+科)211.58158.5634.6855.03144.61人群荷載7.815.860.621.391.861.4.3作用效應組合按橋規公路橋涵結構設計應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進 行效應組合，并用于不同的計算項目。按承載能力極限狀態設計時的基本組 合表達式為：oSud

39、o(1.2SGk 1.4SQik 0.8 1.4SQjk)式中：0:結構重要性系數，本橋單跨跨徑在 5ms 20m之間，故屬于小橋，0=0.9Sud :效應組合設計值；SGk ：永久作用效應標準值；SQ1k：汽車荷載效應(含汽車沖擊力)的標準值；SQjk :人群荷載效應的標準值。按正常使用極限狀態設計時，應根據不同的設計要求，采用以下兩種效應組合：作用短期效應組合表達式：Ssd SGk 0.7 SQ1k 1.0 SQjk式中：Ssd ：作用短期效應組合設計值；SGk ：永久作用效應標準值；SQ1k :不及沖擊的汽車荷載效應標準值；SQjk :人群荷載效應的標準值；作用長期效應組合表達式：Sid

40、 SGk 0.4 SQ1k 0.4 SQjk式中：各符號的意義見前面的說明。橋規還規定結構構件當需要進行彈性階段截面應力計算時，應采用標準效應組合，即此時各作用效應的分項系數及組合系數應取為1.0。效應組合表達式為：S SGk SQ1k Sjk式中：S:標準效應組合設計值；SGk, SQ1k, SQjk：永久作用效應、汽車荷載效應（計入汽車沖擊力）、人群荷載效應的標準值。根據計算得到的作用效應，按橋規各種組合表達式可求得各效應組合設計值，現將計算匯總于表1-6中。空心板作用效應組合計算匯總表1-6序號作用種類彎矩（kN?m）剪力V (kN)跨中L/4跨中L/4支點作用效永久作gi157.491

41、18.1202550應標準用效應gn69.0851.81010.9721.93值g gi gn226.57169.93035.9671.93可艾作用效應車道柿載不計7中擊SQ1k161.02120.6726.3941.88110.05x (1+w)211.58158.5634.6855.03144.61人群荷載SQ1k7.815.860.621.391.86承載能力極限狀態基本組合Sud1.2SGk (1)271.88203.92043.1586.321.4SQjk (2)296.21221.9848.5577.04202.450.8 19住(3)8.756.560.691.562.08SUd

42、 (1(2)3576.84432.4649.24121.75290.85正常使用極限狀態作用短期效應組合SsdSGk( 4)226.57169.93035.9671.93'0.7SQ1k 5 5)112.7184.4718.4729.3277.04SQ1k( 6)7.815.860.621.391.86Ssd456347.09260.2619.0966.67150.83使用長期效應組合SidSGk226.57169.93035.9671.93一一'0.4SQjk (8)64.4148.2710.5616.7544.020.4SQ1k (9)3.122.340.250.560.7

43、4Sid(8)(9)294.1220.5410.8153.27116.69彈性階段截面應力#算標準效應組合SSGk (10)226.57169.93035.9671.93SQjk( 11 )211.58158.5634.6855.03144.61SQ1k (12)7.815.860.621.391.86S= (10) + (11) + (12)445.96334.3535.392.38218.41.5預應力鋼筋數量估算及布置1.5.1 預應力鋼筋數量的估算本設計采用先張法預應力混凝土空心板構造形式。設計時它應滿足不同設計狀況下規范規定的控制條件要求，例如：承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應力等

44、要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結構在正常使用極限狀態下的使用性能要求和保證結構在達到承載能力極限狀態時具有一定的安全儲備。因此，本設計在預應力混凝土橋梁設計中，首先根據結構在正常使用極限狀態正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預應力鋼筋的數量，再由構件的承載能力極限狀態要求確定普通鋼筋數量。本設計以部分預應力A類構件設計，首先按正常使用極限狀態正截面抗裂性確定有效預加力N Pepe按公預規6.3.1條，A類預應力混凝土構件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應力，并符合以下條件：在作用短期效應組合下，應滿足 st pc 0.7八要求。式中： 一在作用短期效應組合Msd作用下，構件抗裂性驗算邊緣混

45、凝土的法向拉應力;pc：構件抗裂驗算邊緣混凝土的有效壓應力。在初步設計時 st和pc可按下列公式計算:MstWN pe N peeppc A W式中：A, WW構件毛截面面積及對毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩;ep：預應力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距,ep y ap , ap可預先假定。代入st pc 0.7 ftk即可求得滿足部分預應力A類構件正截面抗裂性要求所需Msd的有效預加力為：Npe-W-pe 10.7ftkep式中：ftk:混凝土抗拉強度標準值。本設計，預應力空心板橋采用C40 ,ftk 2.4Mpa1-6Msd 347.09KN ?m 347.09 10N ?M , 空心 板毛截2

46、223174.3cm3174.3 10 mmepI 1520.1 103cm43 363=50.17 10 cm 50.17 10 mm 假丫下（31y ap 310.7)cm0.7 426.3 cm) 263 mmap4 cm帶入得:Npe347.091C6650.17 1013174.31020.7 2.4624163N)26350.17 106則所需預應力鋼筋截面面積Ap為:ApNpeconl式中:con：預應力鋼筋的張拉控制應力;i：全部預應力損失值，按張拉控制應力的20%古算。本設計采用1X7股鋼絞線作為預應力鋼筋,直徑12.7mm,公稱截面面積298.7mm , fpk 1860M

47、pa , fpd 1260Mpa, Ep_ 51.95 10 Mpa0按公預規conW0.75ftk ,現取con 0.7 % ,預應力損失總和近似假定為20%張拉控制應力來估算，則ApNpeNpeconcon 0.2 con6241630.8 0.7 1860599.23 mm2)采用7根1X7股鋼絞線，即s12.7鋼絞線，單根鋼絞線公稱直徑面積98.7mm2,則 Ap 7 98.7 690.9(mm2)滿足要求1.5.2 預應力鋼筋的布置預應力空心板選用7根1X7股鋼絞線布置在空心板下緣，ap 40mm,延空心板跨長直線布置，即沿跨長ap 40mm保持不變，見圖 1-9。預應力鋼筋布置應滿

48、足公預規要求，鋼絞線凈距不小于25mm,端部設置長度不小于150mm的螺旋鋼筋等。1.5.3 普通鋼筋數量的估算及布置在預應力鋼筋數量已經確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態要 求的條件確定普通鋼筋數量，暫不考慮在受壓區配置預應力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響。空心板截面可換算成等效工資性截面來考慮：由 bkhk 382 8 38 1438.115cm2)42/日1438.115cm2得bkhk13-bkh k12338 82 0.00686 384_一_ 2_，4567.1 (8.06 4)195191.53( cm )bk,一 一 21438.115cm 代 入hk1bkh3k 195

49、191.53cm41212hk 40.4cm,bk 38 35.6 cm40.4則得等效工字形截面的上翼緣板厚度h40 4,h f y上3110.8( cm)22等效工字形截面的下翼緣板厚度hfhf y 下員 31 404 10.8 (cm) 22等效工字形截面的肋板厚度：b bf 2bk 99-2 35.6 27.8(cm)等效工字形截面尺寸見圖1-10。圖1-10:空心板換算等效工字形截面 _ J估計普通鋼筋時，可先假定xW hf ,則由下式可求得受壓區高度X,設h0 h ap 62 4 58(cm) 580(mm)。由公預規'八 x、0M udfcdb f x( h02 )0 0

50、.9,C40,fcd 18.4Mpa。Mud 576.84KN ?m576.84N ?mm, b f 990mm ,代入上式得:0.9 576.84 10三 18.4990(580)2整理后得:2 116057000 0求得:'51.4mm hf 108mm,且bh0 0.4h0232mm說明中和軸在翼緣板內，可用下式求得普通鋼筋面積'_fcdb ffpd ApAs fsd18.4 990 51.4 1260 690.92234.89mm2280因此：普通鋼筋選用HRB33a fsd 280Mpa, Es 2 106Mpa。按公預規，As0.003bho 0.003 278 5

51、80 483.72(mm2)普通鋼筋采用5 12,As 5 -(12- 565.5(mm2) 483.72(mm2)4普通鋼筋5 12布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣）,延空心板跨長直線布置，鋼筋重心至板下緣40mm6t,即as 40mm。1.6換算截面幾何特性計算有前面計算已知空心板毛截面的幾何特性。毛截面面積A 317430mm2,毛截面重心軸至 ；板高的距離 d=7mm何下），毛截面對其重心軸慣性矩 I 15201 106 mm4 01.6.1 換算截面面積Ao A ( Ep 1)Ap ( Es 1)AsEPEPEc1.95 1063.25 1046.0;AP 690.9mm2EsEs匚2 1063.25 10426.15;As 565.5mm2A 317430mm2帶入得:A0 317430 (6 1)690.9 (6.15 1)565