IⅡThisdesignisofthesamesectionaboutthePrestressedm.ThesuperstructureisvariableBoxshapedsupportedbeambridThisessayfocuseanoverallstructuredesignoftThemainpointsofthedesignareasthefollows.2.Thearrangementofthebridgetypes;3.Theunitspartitionofthestructure;4.Thecalculationoftheinternalforceofdeadload;5.Thecalculationoftheinternalforceofmovableload;6.Thecombinationofeverykindofload;7.Thearrangementofprestressedreinforcingbar;Keywords:Prestressedconcrete;Box-shapedsupportedbeambridge;摘要 I Ⅱ前言 1第1章原始資料、設計要求及方案比選 2 21.2原始資料 21.3設計要求 21.4方案比選 3第2章設計資料及構造布置 62.1設計資料 62.1.1橋面跨徑及橋寬 62.1.2設計荷載 62.1.3材料及工藝 62.1.4設計依據 62.2構造布置 62.2.1主梁間距與主梁片數 62.2.2主梁尺寸擬定 72.2.3橫截面沿跨長改變 72.2.4橫隔梁設計 72.2.5橋面鋪裝 82.2.6橋梁橫斷面圖 82.3主梁毛截面幾何特性計算 82.3.1計算截面幾何特性 82.3.2檢驗截面效率指標 第3章主梁內力計算 3.1恒載內力計算 3.1.1第一期恒載(主梁自重) 3.1.2第二期恒載(主梁現澆濕接縫) 3.1.3第三期恒載(防撞墻、橋面鋪裝) 3.1.4恒載集度匯總 3.2恒載內力 第4章荷載橫向分布計算 4.1支點截面橫向分布系數計算 4.2跨中截面橫向分布系數計算 4.2.1計算主梁抗彎慣性矩1 4.2.2計算主梁截面抗扭慣性矩I 4.2.3計算主梁截面抗扭剛度修正系數 4.2.4跨中截面橫向分布系數計算 4.3荷載截面橫向分布系數匯總 第5章活載影響下主梁內力計算 5.1沖擊系數和車道折減系數的確定 5.2活載內力計算 5.2.11號梁活載內力計算 5.2.22號梁活載內力計算 5.3荷載內力組合 5.4繪制內力包絡圖 第6章配筋計算 6.1預應力鋼束面積估算 6.2預應力鋼筋布置 6.2.1跨中截面預應力鋼筋的布置 6.2.2錨固面剛束布置 6.3其他截面剛束位置及傾角計算 6.3.1剛束彎起形狀、彎起角0 6.3.2鋼束各控制點位置的確定 6.3.3剛束平彎段的位置及平彎角 6.4非預應力鋼筋截面面積估算及布置 6.4.1受力普通鋼筋 6.4.2箍筋設計 6.4.3水平縱向鋼筋 6.4.4架立鋼筋 6.4.5堵頭板鋼筋 6.5主梁截面幾何特性計算 6.6持久狀況截面承載能力極限狀態計算 6.6.1正截面承載能力計算 V6.6.2斜截面承載能力計算 6.7預應力損失估算 6.7.1預應力鋼筋與管道壁間摩擦引起的預應力損失。,計算 6.7.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應力損失 6.7.3預應力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的預應力損失 6.7.4鋼筋松弛引起的預應力損失 6.7.5混凝土收縮、徐變引起的損失 6.7.6預應力損失組合 6.8應力驗算 6.8.1短暫狀況的正應力驗算 6.8.2持久狀況的正應力驗算 6.9抗裂性驗算 6.9.1作用短期效應組合作用下的正截面抗裂驗算 6.9.2作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算 6.10主梁撓度計算 6.11錨固區局部承壓計算 6.11.1局部受壓區尺寸要求 6.11.2局部抗壓承載力計算 第7章橫隔梁內力計算 7.1作用在橫梁上的計算荷載 7.2橫隔梁的內力影響線 7.2.1荷載P=1位于截面的左側時 7.2.2荷載P=1位于截面的右側時 7.2.3繪制剪力影響線 7.3截面內力計算 7.4內力組合(鑒于橫隔梁的結構自重內力甚小，計算中可略去不計) 第8章行車道板內力計算 8.1恒載內力計算 8.2活載內力計算 8.3承載能力極限狀態內力組合 第9章行車道板配筋計算 9.1行車道板的配筋 9.2行車道板復核 9.3現澆濕接縫鋼筋 第10章附屬設施設計 10.1橋面鋪裝 10.2伸縮縫設計 10.2.1伸縮量的計算 10.2.2伸縮縫的選取 10.3橋面排水設施設計 10.3.1泄水管的類型對比 10.3.2泄水管的選擇與設計 10.3.3泄水管的驗算與校核 10.4防撞墻設計 第11章軟件應用 11.1截面幾何特征計算 11.2橫向分布系數計算(桿杠原理法) 參考文獻 前言二十世紀以來，公路交通有很大發展。在內陸，需要在更多的河流、峽谷之上建橋。在城市中，以及在各種交通線路相交處，需要建造立交橋。在沿海，既需在大船通航的河口、海灣、海峽修建特大跨度橋梁，又需在某些海島與大陸之間修建長橋。隨著經濟的發展，橋梁的重要性日益可見，許多橋梁工作者已經充分認識到這是一個難得的機遇。橋梁工程始終在生產發展與各類科學技術進步的綜合影響下，遵循適用、安全、經濟與美觀的原則，不斷的向前發展。根據使用任務、性質和所在線路的遠景發展需要，結合該橋所在地平山的地形、氣候和水文地質以及交通情況，按照安全、適用、經濟、先進和適當照顧美觀的原則進行多方案比較，最后選擇了預應力混凝土簡支箱型梁橋。冶河位于平山縣西門外，距石家莊40公里。它不但是省會去革命圣地西柏坡的交通咽喉，而且是石家莊至平山清水口公路通往晉冀交界的閻莊干線的必經之地。本設計全橋長135米，分3跨，跨徑45米，為預應力鋼筋混凝土簡支箱橋梁上部結構內力設計是下面進行的配筋設計及下部結構設計的前提，對于整座橋梁也是極其重要的部分。本設計按照相關橋梁規范規定，對主梁尺寸擬定、主梁內力的計算、橫隔梁內力的計算、行車道板內力的計算以及附屬設施和概算的設計進行編制。在此過程中，主要參考了橋梁工程、結構力學、材料力學、專業英語等相關的國內外書籍和文獻。綜合考慮了材料以及結構的強度、剛度、穩定性等綜合性能。充分考慮了橋梁設計的“安全、適用、經濟、美觀”的原則。設計的內容還包括配筋設計。其中包括：預應力鋼束面積的估算即鋼束的布置；非預應力鋼筋面積的估算與布置；截面幾何特性的計算；持久狀況截面承載能力極限狀態的計算；預應力損失的計算；短暫狀況及持久狀況的應力驗算；短期效應組合作用下的的截面抗裂性驗算；主梁變形(撓度)計算；錨固區局部承壓計算；行車道板的配筋設計。設計還包括附屬設施防撞墻的設計，工程概預算、施工組織設計及對橋梁先簡支后連續一些理論及技術的學習。作為一名道路橋梁專業的學生，畢業后將從事路橋的設計及施工，由于個人興趣及對今后工作的考慮，此次畢業設計我選擇了橋梁設計，并以此提高橋梁設計能力、計算能力、計算機應用能力以及應用中外文獻資料的能力，文字表達能力，提高獨立分析問題和解決問題的能力，使之以后能成為能夠解決大、中橋梁的設計和施工問題的高級應用型人才，為今后從事橋梁工作奠定基礎。2第1章原始資料、設計要求及方案比選冶河位于平山縣西門外，距石家莊40公里。它不但是省會去革命圣地西柏坡的交通咽喉，而且是石家莊至平山清水口公路通往晉冀交界的閻莊干線的必經之地。若該橋通車后，不僅支援了晉煤外運，又為平山縣西部山區人民的省會石家莊市40公里，距首都北京260公里。全縣地貌屬山地類型，有亞高山、中山、低山、丘陵、平原5個亞類，并兼有階地、崗坡、谷地、凹地等多種地貌括了河北全省的氣候類型特點，由東至西可分為5個氣候區。這5個區可歸納為3個類型，即：暖溫半干旱區，暖溫半濕潤區和溫涼濕潤區。其主要特點是：四是7月，平均氣溫26.3℃;最冷月份是1月，平均氣溫—8.2℃。年較差29.5℃。各月平均氣溫除最熱的7月和最冷的1月外，其余10個月可以7月為軸分為對稱的5對近似月。太陽年總輻射量131～136千卡/平方厘米每年。無霜期平均140-180天。境內地形復雜，西高東低，海拔高度120米～2281米，相對高差大。低山、丘陵、河谷面積約占平山縣總面積的70%,坡度在25度以下的土地面積約占40%。由于歷史原因造成該區植被稀少，土層較薄，水土流失嚴重，流失面積是平山縣總國土面積的68.6%,一般侵蝕模數為1450噸/年.平方公里。土壤主要以褐土為主，褐土面積占平山縣土地面積的88%,其它土壤主要是和頁巖分布。河流為獨流水域，流量隨季節變化大，平均水深1米左右，洪期水深2米左右，地下水類型為第四系空隙潛水，水位埋深4.5米左右。河北聯合大學輕工學院畢業設計3《公路鋼筋混凝土及預應混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)(以下簡稱《公礎設計規范》(JTGD63-2007)要求，按A類即部分預應混凝土構件設計此梁。方案一：預應力混凝土箱型拱橋(重力式墩臺)。圖1-1預應力混凝土箱型拱橋(重力式墩臺)圖1-2預應力混凝土連續箱梁橋1)孔徑布置：預應力混凝土變截面先簡支后連續梁橋，分7跨，每跨17米，全長共120m。2)主梁結構構造：主梁為預制預應力鋼筋混凝土箱型梁。主梁間距174cm,采用等截面梁高100cm,跨中截面頂板厚度10cm,頂板與腹板相交處設置三角承托。腹板水平厚度24.7m,底板20m,腹板與底板相接處設置下三角承托。4東西邊墩(橋臺)采用剛性擴大基礎。采用梯形蓋梁。圖1-3預應力混凝土簡支箱型梁橋Fig.1-3Theprestressedconcretebox-girde1)孔徑布置：預應力混凝土變截面先簡支后連續梁橋，分五跨，每跨40米，全長共120m。2)主梁結構構造：主梁為預制預應力鋼筋混凝土箱型梁。主梁間距312cm,采用等截面梁高160cm,跨中截面頂板厚度10cm,頂板與腹板相交處設置三角承托。腹板水平厚度24.7cm,底板20cm,腹板與底板相接處設置下三角承托。由10cm增加到20cm,腹板水平寬度由24.7cm增加到49.4cm,底板由20cm增加到40cm,梁高保持不變。主梁間預留20cm后澆注。東西邊墩(橋臺)采用剛性擴大基礎。采用梯形蓋梁。4)施工方案：現場預制預應力混凝土預應力梁，采用閘門式加橋機施工，構穩定，施工方便對地基的強度不過分依賴，對于本設計的亞粘土-粉沙地形尤5煩，但是造價低廉勞動力耗用少，工作量小，經濟，中小型橋尤其適用。度小，造價低，工期短，適合中小型橋梁。所以，方案三是最佳選擇。第2章設計資料及構造布置6第2章設計資料及構造布置2.1設計資料標準跨徑：總體方案選擇的結果，采用裝配式預應力混凝土箱型梁，跨度主梁長：伸縮縫采用4cm,預制梁長39.96m。單側橋橫向布置：0.5×2(護欄)+3.75×2(二車道)+1(左路肩)+3(右路肩)=12.5m1)水泥混凝土：主梁、欄桿、橋面鋪裝采用C50號混凝土?？箟簭姸葮藴手?=32.4MPa,抗壓強度設計值?=22.4MPa,抗拉強度標準值fa=2.65MPa抗拉強度設計值f=1.83MPa,E。=3.45×10'MPa。2)預應力鋼筋采用(ASTMA416—97a標準)低松弛鋼絞線1×7標準型?？估瓘姸葮藴手?=1860MPa,抗拉強度設計值f=1260MPa,公稱直徑15.2mm,公稱面積139mm2,彈性模量E,=1.95×10?MPa。2)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規2.2構造布置2.2.1主梁間距與主梁片數河北聯合大學輕工學院畢業設計7以吊裝的范圍內，整橋橫向按8片預制箱梁布置，設計主梁間距均為3.12m,邊主梁寬3.02m,中主梁寬2.92m,主梁之間留0.2m后澆段，以減輕吊裝重量，同2.2.2主梁尺寸擬定1)主梁高：根據預應力混凝土簡支梁的截面尺寸設計經驗梁高跨比通常為1/15-1/25,本設計取1/25,即梁高h=1.60m。2)頂板寬度與厚度：頂板寬度在橋面寬度和主梁片數確定以后，就已經確定：3.12m;厚度與其受力有關，此處采用變厚度，懸臂遠端10cm,在20cm處開始逐漸變厚，與腹板相交處厚度為16cm,由腹板向內依然采用相同的變厚度。3)底板寬度與厚度：底板寬度取100cm,厚度既要滿足受力要求，又要考慮到預應力鋼筋孔道的布置，因此厚度取20cm。4)腹板厚度：除了要滿足抗剪及施工要求外，腹板厚度選取時還應考慮到預應力鋼筋的布置和彎起，此處取24cm(注：水平厚度24.7cm)。2.2.3橫截面沿跨長改變局部應力，也因布置錨具的要求，在端頭附近做成鋸齒形，截面厚度在距支座2.2.4橫隔梁設計一處設置三片中橫隔梁，共計五片。橫隔梁厚度為20cm,為了減輕吊裝質量、主梁跨中、支點截面以及橫隔梁尺寸見圖2-1、圖2-2所示： 圖2-1箱梁跨中橫截面Fig.2-1Thecross-sectionofmid-spanboxbeam第2章設計資料及構造布置8 采用厚度為8cm水泥混凝土墊層，表面7cm的瀝青混凝土，橋面橫坡為2.3主梁毛截面幾何特性計算本設計采用分塊面積法，因為只在距支點1m處開始變截面，為簡便計算，毛截面慣性距計算移軸公式：河北聯合大學輕工學院畢業設計9式中A,——分塊面積；y,——分塊面積重心至梁頂的距離；y,——毛截面重心至梁頂的距離；s,——各分塊對上緣的的面積距；1,——各分塊面積對其自身重心的慣性距。利用以上公式，分別計算邊主梁、中主梁預制時和使用時跨中截面的幾何特性，將結果列入一下各表中。表2-1邊梁的截面幾何特性計算表(使用前)Tab.2-1Thecalculationofthegeometrica分塊號頂板5上三角承托腹板下三角承托底板Z其中：矩形自身慣性矩三角形自身慣性矩分塊號頂板5上三角承托腹板下三角承托第2章設計資料及構造布置底板Z分塊號頂板5上三角承托腹板下三角承托底板2根據設計經驗，一般截面效率指標取0.45～0.55,且較大者較經濟。上述計算表明，初擬的主梁截面是合理的。第3章主梁內力計算第3章主梁內力計算3.1恒載內力計算3.1.1第一期恒載(主梁自重)第一期恒載集度：g=30.2+1.196=31.396kN/m3.1.2第二期恒載(主梁現澆濕接縫)3.1.3第三期恒載(防撞墻、橋面鋪裝)1)防撞墻：2)橋面鋪裝：gi=(3.12-0.5)×(0.08×25+0.07×23)=9.46kNmg=3.12×(0.08×25+0.07×23)=11.26kNm第三期恒集度：gs=8.64+9.46=18.1kN/m3.1.4恒載集度匯總表3-1主梁恒載匯總表Tab.3-1Thecollectionofthedeadloadofmainbeam荷載梁第一期荷載g第二期荷載g第三期荷載g總和g邊主梁中主梁3.2恒載內力設x為計算截面至支撐中心的距離，并令a=x/l圖3-1恒載內力計算圖Fig.3-1ThediagramofconstantQ=(1-2α)Lg/2第3章主梁內力計算則邊主梁和中主梁的恒載內力計算如下表表3-2恒載內力表g跨中四分點變化點四分點變化點支點一期恒載邊主梁中主梁二期恒載邊主梁中主梁二期恒載邊主梁中主梁總恒載邊主梁中主梁第4章荷載橫向分布計算第4章荷載橫向分布計算4.1支點截面橫向分布系數計算本設計應用杠桿法計算支點截面的橫向分布系數。杠桿法忽略了主梁之間橫向結構的聯系作用，假設橋面板在主梁上斷開，把橋面板看作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或簡支單懸臂梁，主要適用于雙肋式梁橋或多梁式橋支點截面。本橋為多梁式橋，當橋上荷載作用在靠近支點處時，荷載的絕大部分通過相鄰的主梁直接傳至墩臺。雖然端橫隔梁連續于幾根主梁之間，但是其變形極其微小，荷載主要傳至兩個相鄰的主梁支座。因此，偏于安全的用杠桿原理法來計算荷載在支1)對于1號梁，首先繪制1號梁反力影響線，如圖4-1。2)對于1號梁，首先繪制1號梁反力影響線，如圖4-2。由于高速公路，無人群荷載，所以根據對稱性，3號梁與2號梁支點的橫向分布系數相同，4號梁與1號梁的橫向分布系數相同。河北聯合大學輕工學院畢業設計圖4-22號梁橫向分布系數圖4.2跨中截面橫向分布系數計算本設計應用修正偏心壓力法計算跨中截面的橫向分布系數。修正偏心壓力法是當橋主梁間具有可靠連接時，在汽車荷載作用下，中間橫隔梁的彈性撓曲變形與主梁的變形相比很小，因此可假定中間橫隔梁像一根無窮大的剛性梁一樣保持直線形狀。本設計因除了設置端橫隔梁外，還分別在跨中、四分之一處設置了橫隔梁，并且主梁之間預留20cm后澆注，所以在本設計中，主梁之間具有可靠的連接，固選用修正偏心壓力法計算跨中橫向分布系數。4.2.1計算主梁抗彎慣性矩1由前面截面幾何特性計算可知1=38150621.36cm?=0.3815m?4.2.2計算主梁截面抗扭慣性矩/t對于本設計箱形截面，空室高度大于截面高度0.6倍(即0.81>0.6),所以屬于薄壁閉合截面。對于單室箱型截面，其抗扭慣性矩可分為兩部分：兩邊懸出的開口部分和薄壁部分。由于本設計截面采用的是變厚度，所以計算前把截面轉化成兩個矩形和一個閉口槽型，它們的厚度采用轉換后的厚度，如圖4-3:懸出部分可按實體矩形截面計算：(4.1)其中：b,——矩形長邊長度t,——矩形短邊長度c,——矩形截面抗扭剛度系數n——主梁截面劃分為單個矩形的塊數第4章荷載橫向分布計算(注：公式中具體尺寸見下圖)新梁跨中截面轉換前箱梁跨中薇面轉換后圖4-3截面轉換圖1)計算懸臂部分抗扭慣性矩I,t/b=11.7143/70=0.1673表4-1矩形截面抗扭剛度系數表Tab.4-1rectangularsectiontorsionalstiffnesscoefficienttable1C由t/b通過查表(內插法)可得，懸臂部分抗扭剛度系數c=0.2978672)計算閉口薄壁部分抗扭慣性矩!,河北聯合大學輕工學院畢業設計3)薄壁箱型截面頂板換算厚度：圖4-4抗扭計算簡圖4.2.3計算主梁截面抗扭剛度修正系數抗扭修正系數：第4章荷載橫向分布計算1——主梁抗彎慣性矩E——材料的彈性模量；1,——主梁抗扭慣矩；1)1號梁。計算考慮抗扭修正系數的橫向影響線豎標值由橫向影響線的豎標值繪制各梁的橫向影響線，并確定荷載的最不利位置。1梁的橫向影響線和布載圖式如圖4-5:設影響線零點離1號梁軸線的距離為x,則：則汽車荷載橫向分布系數為：河北聯合大學輕工學院畢業設計計算考慮抗扭修正系數的橫向影響線豎標值由橫向影響線的豎標值繪制各梁的橫向影響線，并確定荷載的最不利位置。2梁的橫向影響線和布載圖式如圖4-6:設影響線零點離2號梁軸線的距離為x,則：x=136則汽車荷載橫向分布系數為：由于高速公路，無人群荷載，所以根據對稱性，3號梁與2號梁支點的橫向分布系數相同，4號梁與1號梁的橫向分布系數相同。4.3荷載截面橫向分布系數匯總由以上計算將荷載橫向分布系數匯總到表4-2第4章荷載橫向分布計算表4-2橫向分布系數匯總表梁號荷載位胃公路1級荷載作用橫向分布系數備注1支點截面按“杠桿原理法”計算跨中截面按“修正偏心壓力法”計算2支點m,3支點m?？缰衜。4第5章活載影響下主梁內力計算第5章活載影響下主梁內力計算5.1沖擊系數和車道折減系數的確定當f<1.5μ時，μ=0.05;當f>14H時，μ=0.45,本計算1.5H≤f≤14B。河北聯合大學輕工學院畢業設計5.2活載內力計算5.2.11號梁活載內力計算圖5-11號梁跨中彎矩計算圖第5章活載影響下主梁內力計算集中荷載：P=318kN均布荷載：q=10.5kNm車道荷載作用下1號梁跨中彎矩：跨中截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-2,跨中截面剪力計算采用不變的橫向分布系數m。?？缰屑袅τ绊懢€的最大坐標值：跨中剪力影響線的面積：集中荷載：1.2P=381.6kN均布荷載：q?=10.5kNm車道荷載作用下1號梁跨中剪力：=(1+μ)5(m1.2Py+m。q?Q)河北聯合大學輕工學院畢業設計2)1號梁1/4處截面彎矩和剪力計算1/4處截面彎矩影響線及橫向分布系數見圖5-3,1/4截面彎矩計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m,支點~1/4段橫向分布系數按直線變化。1/處彎矩影響線的面積：車道荷載作用下1號梁1/4處彎矩：=(1+0.11)×1×[0.8186x318×7.406+0.8186x101/4處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-4,114截面剪力計算需考慮荷第5章活載影響下主梁內力計算圖5-41號梁1/4處剪力計算圖河北聯合大學輕工學院畢業設計車道荷載作用下1號梁變化點處彎矩：=(1+0.11)×1×[0.9253x318×4.32+0.81變化點處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-6,變化點截面剪力計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m。,支點~1/4段橫向分布系數按直線變化。車道荷載作用下1號梁變化點處剪力：4)1號梁支點處截面剪力計算支點處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-7,支點截面剪力計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m。,支點~1/4段河北聯合大學輕工學院畢業設計車道荷載作用下1號梁支點處剪力：5.2.22號梁活載內力計算1)2號梁跨中截面彎矩和剪力計算跨中截面彎矩影響線及橫向分布系數見圖5-8,跨中截面彎矩計算采用不變第5章活載影響下主梁內力計算車道荷載作用下2號梁跨中彎矩：=(1+μ)ξ(mPy+m.q?Ω?)跨中截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-9,跨中截面剪力計算采用不變日1④河北聯合大學輕工學院畢業設計2)2號梁1/4處截面彎矩和剪力計算114處截面彎矩影響線及橫向分布系數見圖5-10,1/4截面彎矩計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m,支點~114段第5章活載影響下主梁內力計算車道荷載作用下2號梁1/4處彎矩：M?=(1+μ)≤Em,p,y1/4處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-11,1/4截面剪力計算需考慮車道荷載作用下2號梁1/4處剪力：河北聯合大學輕工學院畢業設計3)2號梁變化點處截面彎矩和剪力計算變化點處截面彎矩影響線及橫向分布系數見圖5-12,變化點截面彎矩計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m。,支點~114段橫向分布系數按直線變化。變化點處彎矩影響線的面積：均布荷載：q=10.5kN/m車道荷載作用下2號梁變化點處彎矩：第5章活載影響下主梁內力計算變化點處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-13,變化點截面剪力計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m。,支點車道荷載作用下2號梁1.2P=381.6KN河北聯合大學輕工學院畢業設計4)2號梁支點處截面剪力計算支點處截面剪力影響線及橫向分布系數見圖5-14,支點截面剪力計算需考慮荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化，支點截面取m。,114至1取m,支點~114段橫向分布系數按直線變化。三角荷載合力作用點處影響線坐標值：y=0.875m集中荷載：1.2P?=381.6kN車道荷載作用下2號梁支點處剪力：由于高速公路，無人群荷載，所以根據對稱性，3號梁與2號梁支點的橫向分布系數相同，4號梁與1號梁的橫向分布系數相同。5.3荷載內力組合表5-1荷載內力組合表Tab.5-1loadcombinationofinternal荷載類別彎矩/kNm變化點變化點支點①恒載0②汽車荷載③1.2恒0④1.4汽⑤⑥5.4繪制內力包絡圖沿梁軸的各個截面處，將所采用的計算內力值按適當的比例尺繪成縱坐標，下所產生的內力。內力包絡圖主要為在主梁內配置預應力筋、縱向主筋、斜筋和箍筋提供設計依據，并進行各種驗算。本橋簡支梁主梁內力包絡圖如圖5-15。圖5-15內力包絡圖第6章配筋計算第6章配筋計算6.1預應力鋼束面積估算根據跨中正截面抗裂要求，確定預應力鋼筋數量，為滿足抗裂性要求，所需M,=Mo?+Mo?+Mos+M=6266.64+99.8+3612.76+4246.950.7=12952.07kNw——全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩。由表有e,——預應力鋼筋合力作用點到毛截面重心軸的距離。設預應力鋼筋截面重心距截面下緣為a,=100mm,則應力損失按張拉控制應力的20%估算，則可得需要預應力鋼筋的面積為根據估算結果，采用8束9φ*15.2的預應力鋼絞線；提供的預應力鋼筋截面河北聯合大學輕工學院畢業設計積為A,=8×9×139=10008mm2,采用夾片式群錨，φ70金屬波紋管道成孔。6.2預應力鋼筋布置后張法預應力混凝土受彎構件的預應力布置應符合《公路橋規》中的有關構造要求的規定。參照有關設計圖紙并按《公路橋規》中的規定，對跨中截面預應力束的初步布置如圖6-1:錨固面剛束布置如圖6-2:6.3其他截面剛束位置及傾角計算采用直線段中接圓弧段的方式彎起；為使預應力鋼筋的預加力垂直作用于錨墊板，N、N,。、N,的彎起角為6。N,升高值為40mm,N,。的升高值為490mm,N,的升高值為940mm。各鋼束的彎起半徑分別為15000mm、第6章配筋計算6.3.2鋼束各控制點位置的確定圖6-3曲線預應力鋼筋計算圖(尺寸單位/cm)對于Nsθ=6°,R=30000mm河北聯合大學輕工學院畢業設計x+l+1=13642+1563+15對于N,θ=6°,R=45000mmx?+l?+1=8501+2358+2C0Rθd號度666即第6章配筋計算表6-2鋼束位置及其傾角計算表Table6-2Justbeampositionan計算截面鋼束編號xθ跨中截面為負值，鋼束尚未彎起000000截面0000變化點截面006支點截面666.3.3剛束平彎段的位置及平彎角圖6-4:河北聯合大學輕工學院畢業設計6.4非預應力鋼筋截面面積估算及布置6.4.1受力普通鋼筋按極限承載力確定普通鋼筋數量。在確定預應力鋼筋數量后，非預應力鋼p,簡支梁的跨中截面翼緣有效寬度的計算系數，可按《公路橋規》第6章配筋計算b',=2(b+b+b)=2×(247+700+613)=3其中b為梁腹板寬度所以河北聯合大學輕工學院畢業設計h,為截面受壓翼緣厚度(0.5×103)f?bh?=0.5×103×1.83×494×1457.5=658.8kNh?=h-a,=1600-511.75=1088(0.5×103)f?bh?=0.5×103×1.83×988×1088.25=983.8kN故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段按計算配置箍筋。第6章配筋計算線r?V?。V,=r?Y=(0.5×103)fbh。=658.8kN的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖比例求得，為同時，根據《公路橋規》規定，在支座中心線附近n/2=800mm范圍內箍筋的間距最大為100mm。距支點中心線h/2處的計算剪力值v'按剪力包絡圖按比例得其中混凝土和箍筋承擔全部剪力計算值為v'。箍筋采用直徑為12mm的HRB335鋼筋，箍筋截面積A=n=2×跨中截面：河北聯合大學輕工學院畢業設計,箍筋間距s,為確定箍筋間距的設計值還應考慮《公路橋規》的構造要求。所以，在支座中心向跨徑長度方向的1600mm范圍內，設計箍筋間距s,=100mm,而后到跨中截面的箍筋間距為250mm。水平縱向鋼筋的作用主要是在梁側面發生混凝土裂縫后，可以減小混凝土的裂縫寬度。水平縱向鋼筋為構造鋼筋，此箱梁腹板跨中到距支點一倍梁高處配置6對水平縱向鋼筋，間距200mm。距支點一倍梁高范圍內配置12對水平縱向鋼筋，間距100mm。根據《公路橋規》的規定及截面尺寸選用直徑為12mm的架立鋼筋。根據預制箱梁堵頭板的行狀及截面尺寸，橫向采用12根直徑8mm鋼筋，間距10cm,縱向采用12根直徑8mm鋼筋間距10cm。個別間距及鋼筋長度依截面尺寸而定。6.5主梁截面幾何特性計算后張法預應力混凝土梁主梁截面幾何特性應根據不同的受力階段分別計算。本設計中的箱型梁從施工到運營經歷了如下三個階段。(1)梁預制并張拉預應力鋼筋主梁混凝土達到設計強度的90%后，進行預應力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預應力鋼筋影響(將非預應力鋼筋換算成混凝土)的凈截面，該截面的截面特性計算中應扣除預應力管道的影響，箱梁翼板寬度為(2)灌漿封錨，主梁吊裝就位并現澆200mm濕接縫預應力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預應力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊張就位現澆200mm濕接縫但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時截面特性計算采用計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板寬度仍為2800mm。(3)橋面、欄桿施工和營運階段橋面濕接縫結硬后，主梁即為全截面參與工作，此時截面特性計算采用計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面，箱梁翼板有效寬度為3000mm3]。求得其他受力階段控制截面幾何特征如表分塊名稱分塊面積到梁頂距離對梁頂邊截面慣性矩混凝土全截面非預應力鋼筋換算面積0000000預留管道面積凈截面面積河北聯合大學輕工學院畢業設計表6-4截面幾何特征表Table6-4Cross-sectionalgeometriccharacteristicstable受力階段計算截面A中軸到上邊距離y。中軸到下邊距離y,預應力鋼筋重心到中軸距離IW階段1孔道壓漿前跨中變化點支點階段2管道結硬后至濕接縫結硬前跨中變化點支點階段3濕接縫結硬后跨中變化點支點6.6持久狀況截面承載能力極限狀態計算6.6.1正截面承載能力計算取彎距最大的跨中截面進行正截面承載力的計算。求受壓區高度x第6章配筋計算將x=510.82代入下式計算截面承載力。=18523.96kNm>r,M=1.0×18431.58=計算結果表明，跨中截面的抗彎承載力滿足要求。斜截面抗剪承載能力計算按照《公路橋規》的規定，對以下截面進行驗算：距支點h/2截面斜截面抗剪承載力的計算首先，根據公式進行截面抗剪強度上、下限復核，即v,——驗算截面處剪力組合設計值，按內插法，在這v=1994.7kN;h。計算截面處縱向鋼筋合力點至截面上邊緣的距離，在變截面處預應力河北聯合大學輕工學院畢業設計計算結果表明，截面尺寸滿足要求。斜截面抗剪承載能力按下式計算：V斜截面內混凝土和箍筋共同的抗剪承載設計值；V與斜截面相交的預應力彎起鋼筋抗剪承載設計值a,——預應力提高系數，取a,=1.25;a,受壓翼緣的影響系數，本題a,=1.1;J斜截面受壓端正截面處截面腹板寬度，b=741mm;P斜截面縱向受拉鋼筋配筋百分率；第6章配筋計算V=0.75×103F~Asinθ,=0.75×103×1260×10008×0.0479=說明變截面抗剪承載力是足夠的。(2)變截面點處(也是箍筋間距改變處)變截面點處斜截面抗剪承載力的計算首先，根據公式進行截面抗剪強度上、下限復核，即v=1572.1kN,腹板厚度，在這b=494mm;h。計算截面處縱向鋼筋合力點至截面上邊緣的距離，在變截面處預應a?——預應力提高系數，取a?=1.25則0.50×10a?/?bh。=0.河北聯合大學輕工學院畢業設計 =0.75×101×1260×10008×0.0479=第6章配筋計算6.7預應力損失估算μ——預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數；河北聯合大學輕工學院畢業設計表6-5跨中截面摩擦應力損失σ計算鋼束編號θXβ弧度6表6-6L/4截面摩擦應力損失σ計算鋼束編號θxβ弧度6鋼束編號0xβσ弧度6000第6章配筋計算Table6-8Pivotsection鋼束編號θβ弧度表6-9各設計控制截面σ平均值表跨中變化點支點6.7.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應力損失。計算錨具變形、鋼絲回縮引起的應力損失，后張法曲線布筋的構件應考慮錨固后反摩阻的影響。E,一預應力鋼筋的彈性模量，查表得Aσ?一單位長度由管道摩阻引起的預應力損失o?！獜埨隋^下張拉控制應力，河北聯合大學輕工學院畢業設計σ;—扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預拉應力，1—張拉端至錨固端的距離，這里錨固端為為跨中截面將各束預應力鋼筋的反摩阻影響長度列表計算于表表6-10反摩阻影響長度(錨固端為跨中截面)計算表Table6-10counter-frictionalre鋼束編號1Aσ=2△σl,”式中：Aa一張拉端由錨具變形引起的考慮反摩阻后的預應力損失當x>1,時，表示該截面不受反摩阻影響(2)當t,≥1時，預應力鋼筋的全長均處于反摩阻影響長度以內，扣除管道摩阻和鋼筋回縮等損失后的預應力后，距張拉端x'處考慮反摩阻后的預應力損失Ao(o)為Table6-11anchoragedistortionandthesteelwir截面鋼束編號x各控制截面σ,平均值第6章配筋計算跨中截面01/4截面變化點截面支點截面f=0.9×C50=C45查附表1-2得E=3.35×10'Mpa,故σ——全部預應力鋼筋的合力v,在其作用點(全部預應力鋼筋重河北聯合大學輕工學院畢業設計6.7.4鋼筋松弛引起的預應力損失。對于采用超張拉工藝的低松弛級鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預應力損失為L/4截面的應力值作為全梁的平均值計算，故有σ=0-n-σ-σ=1395-63.984-26.663—65.6.7.5混凝土收縮、徐變引起的損失。混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區預應力鋼筋的應力損失可按下式計算，即第6章配筋計算向非預應力鋼筋，為簡化計算不計構造鋼筋影響)截面重心處，由M。,M。;按徐變系數變小乘以折減系數。()/(,20)。計算N和M。引N?=(σ-σn)A,=(1395-94.442-0-65.023)×10008=12365.23kNN=(o-σ?)A,=(1395-63.984-26.663-65.023)×10008=12403.215KN河北聯合大學輕工學院畢業設計所以式中：p——構件受拉區全部縱向鋼筋配筋率，(未計構造鋼筋影響)a預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量；取跨中與L/4截面的平均值計算，則有e構件受拉區預應力鋼筋和普通鋼筋截面重心至構件截面重心軸的距離所以所以第6章配筋計算6.7.6預應力損失組合表6-12各截面鋼束預應力損失平均值及有效應力匯總表Table6-12Thecross-sectionalaveragelossoftheste工作階段預加應力階段使用階段鋼束有效預應力應力損失預加力階段使用階段跨中截面0截面變化點截面支點截面6.8應力驗算6.8.1短暫狀況的正應力驗算河北聯合大學輕工學院畢業設計和自重作用下的截面邊緣混凝土的法向壓應力應符合式?！?.7/要求4](2)預應力混凝土結構按短暫狀態設計時，應計算在制造、運輸及安裝、施工階段，由預加力(扣除相應的應力損失)構件自重及其它施工荷載引起的截面應力。對簡支梁，以跨中截面上、下緣混凝土正應力控制。短暫狀況下(預加力階段)梁跨中截面上、下緣的正應力4]截面特性取用第一階段的截面特性。代入上式得=16.769MPa(壓)<0.7/(0.7×29.6=20.72MPa)需配置配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋即可。(3)支點截面或運輸、安裝階段的吊點截面的應力驗算，其方法與此相同，6.8.2持久狀況的正應力驗算a截面混凝土的正應力驗算對于預應力混凝土簡支梁的正應力，由于配設曲線1/4、1/8、支點及鋼束突然變化處(截斷或彎出梁頂處等)分別進行驗算。應力計算的作用(荷載)取標準值，汽車荷載計入沖擊系數。根據《橋規》(JTGD62-2004)中第7.1.5條規定：未開裂構件受壓區混凝土的最大壓應力應滿足σ+0g≤0.5f第6章配筋計算跨中截面驗算M+M?=3612.76+4714.12=83Nm=GnA,-σjA?=1096.757×10008=10976.34kN持久狀況下跨中截面混凝土正應力驗算滿足要求。b持久狀況下預應力鋼筋的應力驗算由二期恒載及活載作用產生的預應力鋼筋重心處的混凝土應力為所以鋼束應力為河北聯合大學輕工學院畢業設計計算表明持久狀態下預應力鋼筋應力驗算滿足要求。c持久狀況下的混凝土主應力驗算本設計取剪力和彎矩都有較大的變化點截面進行計算。具體需要時可增加驗按圖3-5進行計算。其中計算點分別取上梗肋a-a處、第三階段截面重心對以第一階段截面梗肋a-a以上面積對凈截面重心軸x。-x,的面積矩s。計算同理可得不同計算點處的面積，現匯總于表6-13第6章配筋計算表6-13面積距計算表Table6-13Areafromthecalcul截面類型第一階段凈截面對其重心軸第二階段凈截面對其重心軸第三階段凈截面對其重心軸計算點位置面積矩符號SSS面積矩(1)主應力計算所以有正應力河北聯合大學輕工學院畢業設計主應力表6-14變化點截面主應力計算表計算纖維力力主應力第一階段凈截面第二階段凈截面第三階段凈截面rσσ第6章配筋計算(3)主壓應力的限制值主應力驗算6.9抗裂性驗算正截面抗裂驗算取跨中截面進行。(1)預加力產生的構件抗裂驗算邊緣的混凝土預壓應力的計算跨中截面Nn=OpmA,-σj?A,=1096757×1000=10976.344KN(3)正截面混凝土抗裂驗算河北聯合大學輕工學院畢業設計對于A類部分預應力混凝土構件，作用荷載短期效應組合作用下的混凝土由以上計算知。-σ=29.71-32.31=-2.6MPa(壓),說明截面在作用(或荷載)短期效應組合作用下沒有消壓，計算結果滿足《公路橋規》A類部分預應力構件按作用短期效應組合計算的抗裂要求。同時，A類部分預應力混凝土構件還必須滿足作用長期效應作用的抗裂要求。所以構件滿足《公路橋規》中A類部分預應力混凝土構件的作用長期效應組合的抗裂要求。6.9.2作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算斜截面抗裂驗算應取剪力和彎矩均較大的最不利區段截面進行，這里仍取剪力和彎矩均較大的變化點截面進行計算。主應力計算(1)對上梗肋處a-a的主應力進行計算剪應力正應力第6章配筋計算主壓應力同理可的到x。-x。截面及下梗肋b-b截面的主應力如表6-15計算纖維面積矩/mm剪應力T正應力σ主拉應力第一階段凈截面第二階段換算截面第三階段換算截面作用短期效應組合下抗裂驗算的混凝土的主拉應力限值為從表中可以看出，以上主拉應力均符合要求，所以變化點截面滿足作用短期效應組合作用下的斜截面抗裂驗算要求。河北聯合大學輕工學院畢業設計6.10主梁撓度計算對于一座預應力混凝土橋梁，除了要對主梁進行持久狀況承載能力極限狀態的強度計算或應力驗算，以確定結構具有足夠的強度安全儲備外，還要對正常使用極限狀態下梁的變形(裂縫和撓度)進行驗算，以確保結構具有足夠的剛度。若橋梁發生過大的變形，不但會導致高速行車困難，加大車輛的沖擊作用，引起橋梁的劇烈震動，而且可能使橋面鋪裝和結構的輔助設備遭致損壞，甚至危及橋短期荷載作用的撓度可根據給定的構件剛度，用材料力學方法計算。按規范規定，驗算主梁的變形時荷載不計入恒載，汽車不計入沖擊力，計算公式[131:其中：M——汽車荷載在跨中產生的彎矩；6.11錨固區局部承壓計算經過分析，以N5鋼束的錨固端進行局部承壓驗算。N5鋼束梁端錨具及間接鋼筋的構造布置圖如下。第6章配筋計算6.11.1局部受壓區尺寸要求根據《公路橋規》中的計算方法，局部承壓計算底面為寬480mm、長300mm的矩形(如圖),此時N5和N6的局部承壓計算底面有重疊(陰影部分)。河北聯合大學輕工學院畢業設計所以1.3n,βf?A=1.3×1.0×2.372×20.5×21752由計算表明，局部承壓區尺寸滿足要求。6.11.2局部抗壓承載力計算配置間接鋼筋的局部受壓構件，其局部抗壓承載力計算公式為A..——混凝土核心面積，可取局部受壓計算底面積范圍以內的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋，得k——間接鋼筋影響系數；混凝土強度等級為c50及以下時，取k=2.0;p,——間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區配置直徑為12mm的HRB335鋼筋，單根鋼筋截面積為113.1mm2,所以凝f=20.5Mpa;將上述計算值代入局部抗壓承載力計算公式，可得F=0.9(n,βfu+kp,βfn)A故局部抗壓承載力計算通過。所以N5鋼束錨下局部承壓計算滿足要求。同理可對鋼束進行局部承壓計算。第7章橫隔梁內力計算第7章橫隔梁內力計算為了保證各主梁共同受力和加強結構的整體性，橫隔梁本身或其裝配式接頭應具有足夠的強度。對于具有多根內橫隔梁的橋梁，通常就只要計算受力最大的跨中橫隔梁的內力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設計。下面是應用偏心壓力法原理計算橫隔梁的內力。7.1作用在橫梁上的計算荷載對于跨中的橫隔梁來說，除了直接作用在其上的輪載外，前后的輪重對它也有影響。在計算中可以假設荷載在相鄰橫隔梁之間按杠桿原理法傳載如圖所示。 圖7-1因此，縱向一列汽車車道荷載輪重分布給該橫隔梁的計算荷載為計算彎矩時Ω—按杠桿原理法計算的縱向荷載影響線面積河北聯合大學輕工學院畢業設計標值，為1。7.2橫隔梁的內力影響線7.2.1荷載P=1位于截面的左側時7.2.2荷載P=1位于截面的右側時e—荷載p=1至所求截面的距離；第7章橫隔梁內力計算P=1作用在4號梁軸上時=0.2766對于1號主梁處截面的g影響線可計算如下：P=1作用在計算截面以右時P=1作用在計算截面以右時圖7-2河北聯合大學輕工學院畢業設計7.3截面內力計算將求得的計算荷載p。在相應的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計入沖擊影響力(1+μ),則得到表所示的結果。彎矩w,W,y=(1+μ)·ξ·pEn=1.11×1×212×(1.5463+1.174)=640.1公路一級剪力ge?-(1+μ)·ξ·p2n=1.11×7.4內力組合(鑒于橫隔梁的結構自重內力甚小，計算中可略去不計)承載力極限狀態內力組合(表)表7-2基本組合正常使用極限狀態內力組合(表)短期效應組合Q第8章行車道板內力計算第8章行車道板內力計算本橋行車道板類型為鉸接懸臂板，最大彎矩在懸臂根部。在計算活載彎矩M時，最不利的荷載位置是把車輪荷載對中布置在鉸接處，本設計行車道板的跨徑內可進入2個車輪，在有效分布寬度a內，總軸重為P,輪重P/2,將鉸接懸臂板視為板段自由的懸臂梁，以一片梁作為研究對象，每片梁分擔P/4,每半寬板為P/4a(a為板有小工作寬度),其合力作用點至懸臂根部之距為則每米寬板條的活載彎矩為：8.1恒載內力計算1)每延米板上的恒載2)每延米板上的恒載內力8.2活載內力計算公路—I級車輛荷載縱、橫向布置如圖7-1所示：公路—I級車輛荷載的兩個140KN軸重的后輪，沿橋梁的縱向，作用于鉸縫軸線上為最不利荷載。由《橋規》查得重車后輪著地長度為a?=0.2m,著地寬度b?=0.6m,車輪在板上的布置及其壓力分布圖形如圖8-2所示，鋪裝層總厚度河北聯合大學輕工學院畢業設計b?=b?+2H=0.06+2×0.15=0由圖8-1可知：重論后軸兩輪的有效分布寬度重疊，重疊的長度為：則鉸縫處縱向兩個車輪對于懸臂根部的有效分布寬度：沖擊系數：1+μ=0.281)作用于每米寬板條上彎矩為：2)相應于每米寬板條活載最大彎矩時的每米寬板條上的剪力：=26.35KN8.3承載能力極限狀態內力組合按承載能力極限狀態設計，考慮作用效應組合并根據《橋規》規定求得計算內力。本設計為恒載與活載產生內力的情況，其計算內力為：第8章行車道板內力計算M=1.2M+1.4M=1.2×(-有了計算內力，就可按鋼筋混凝土或預應力混凝土結構設計原理和方法來設計板內的鋼筋和進行相應的驗算。第9章行車道板配筋計算第9章行車道板配筋計算9.1行車道板的配筋f=22.4Mpa,fm=1.83Mpa,解得x=4.smm板的分布鋼筋直徑是10mm,其間距為200mm河北聯合大學輕工學院畢業設計9.2行車道板復核保護層厚度c=20mm大于鋼筋公稱直徑d=10mm所以滿足要求。求受壓區高度所以不會發生超筋現象求矩形截面板的抗彎極限承載力故滿足設計要求抗彎承載力復核截面尺寸滿足要求。由驗算結果表明，尺寸不必修改滿足要求，不需要配置箍筋。9.3現澆濕接縫鋼筋寬度為40cm的現澆濕接縫鋼筋采用直徑為18cm的HRB335鋼筋，鋼筋間距與行車道板采用相同的間距為10cm。第10章附屬設施設計第10章附屬設施設計橋面鋪裝的作用是保護橋面板不受車輛輪胎(或履帶)的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蝕，并能對車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用。因此，所設計的橋面鋪裝層應具有抗車轍、抗滑、不透水和與橋面板結合良好等特點。橋面鋪裝部分在橋梁恒載中占有較大比重，特別是小跨徑的橋梁尤為明顯，因此應盡量設法減輕橋面鋪裝的重力，避免因恒重增加而降低橋梁承載能力。為了迅速排除橋面雨水，通常除使橋梁設有縱向坡度外，尚應將橋面鋪裝沿橫向設置雙向的橋面橫坡。本橋設計橫坡坡度為1.5%,用三角墊層實現橫坡度，的混凝土三角墊層和70mm厚的瀝青混凝土表面處理。在混凝土鋪裝層中鋪設直徑為10mm的HRB335鋼筋網；瀝青混凝土采用的是《橋規》中的長安大學的雙面層鋪裝，上面層是30mm細粒式玄武巖石料的彈性瀝青，下面層40mm中粒式瀝青混凝土，對于本設計能夠滿足要求。77cm瀝青混凝土面層8cm水泥混凝土三角墊層圖10-1橋面鋪裝示意圖Fig.10-1Thediagramofdeckpavement橋梁伸縮裝置是橋梁結構中的薄弱部位，由于直接承受車輪的反復荷載，很小的不平整就會使其承受很大的沖擊，因而是橋梁結構中最易損壞的部分。對于伸縮裝置的設計和構造處理一定要慎重，因為在設計和施工上的任何缺陷，不僅會直接使通行者感到危險和不舒適，也將影響橋梁結構的壽命。因此，本設計在伸縮縫的設置中，主要根據以下要求進行設計：1)伸縮裝置的設置考慮橋梁的類型；2)考慮伸縮量的使用范圍；3)考慮伸縮裝置的耐久性；4)伸縮裝置應耐沖擊，當車輛駛過伸縮裝置時應平順，無跳躍和噪聲；5)伸縮裝置要防止雨水滲入和垃圾堵塞；6)伸縮裝置應當構造簡單、施工容易、安裝方便，且維護和修理方便。橋梁的伸縮量一般包括橋梁由于溫度升高引起的伸長量△t;,由于溫度下降而引起的收縮量Al,,由于混凝土收縮和徐變影響而產生的收縮Al,和Al,由于荷載作用或梁體上、下部溫差等引起梁端轉角而產生的變形量Al,,以及制造安裝誤差Al,。因此，橋梁伸縮峰裝置的伸1)設計資料溫度變化范圍：河南地區平均氣溫為12.8-15.5℃,歷史最高為43℃。伸縮梁的長度：20m;混凝土徐變系數：φ=2.0;混凝土收縮徐變的折減系數：β=0.6;預應力產生的平均截面應力：σ,=8.0MPa;荷載作用下梁的撓度：8=17.49mm(由前面已經算得)2)溫度引起的收縮量At;和at;第10章附屬設施設計Al,=(Tmx-T)al=(40-15)×10×10?×在15°c安裝后因溫度變化產生的梁體最大縮短量Al,為：3)混凝土收縮與徐變引起的收縮量△l,和△l對于預應力鋼筋混凝土橋必須考慮由于混凝土的收縮和徐變所引起的梁的變形量。由混凝土收縮引起的收縮量一般換算成溫度下降而引起的收縮量計算。通常混凝土的收縮量按相當于溫度下降20°c的情況來計算。而因徐變引起的收縮量，則是根據持續應力作用在梁體上時，由持續應力所產生的彈性變形量乘以安裝伸縮縫時，通常混凝土的收縮和徐變正在進行。這種情況下，如果把混凝土的干燥收縮和徐變，從某一時間算起的收縮量和從開始算起的全部收縮量之比作為遞減系數β;那么由某一齡期算起的殘余收縮量可以用全部收縮量乘上遞減系數β來求得。(這里β取混凝土齡期為1個月對應的β值0.6)則混凝土收縮Al=20×alβ=20×10×10?×20000混凝土徐變引起的梁體縮短量Al.為：4)由梁端轉角引起的變形量Al,對于本設計高速公路，主要是由于可變荷載引起橋梁撓曲變形，這樣使橋梁河北聯合大學輕工學院畢業設計端部產生旋轉變位，從而使橋梁伸縮縫裝置承受垂直、水平及旋轉變位，如圖9-2所示，圖中垂直變位Ab和水平變位Aa由下式計算：式中k值與橋梁的剛度有關，k是根據假設簡支梁變形曲線為二次拋物線而計算出來的其數值見表10-1。θ(弧度)kδ——跨徑中點的撓度；B橋梁端部的轉角(用弧度表示)。由前計算可知撓度δ=17.49mm,查表得o=1/250,k=0.004則水平變位為：所以梁端轉角引起的變形量5)橋梁伸縮裝置總伸縮量Al10.2.2伸縮縫的選取根據伸縮量、橋梁等級等因素對以下幾種伸縮縫進行比較：1)鋅鐵皮伸縮縫鋅鐵皮伸縮縫是一種簡易的縮縫。對于中小跨徑的橋梁，當伸縮量在20~40mm以內時可以采用。U型鋅鐵皮分上、下兩層，上層的彎曲部分應開鑿梅花眼，其上放置石棉纖維繩，然后用瀝青填塞。當橋梁伸縮時U形鋅鐵皮可隨之變形，下層U形鋅鐵第10章附屬設施設計行駛時常有突跳感，因此僅適用于交通量不大的低等級公路橋梁。2)鋼質伸縮縫跨徑50m以下的中、小跨徑橋梁。將專用的特制的彈性材料TST加熱熔溶后，灌入經過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫。碎石用以支持車鋼筋；施工方便快捷，通常施工完成后