还剩83页未读，继续阅读
本资源只提供10页预览，全部文档请下载后查看！喜欢就下载吧，查找使用更方便
文本内容:
第1章设计总说明书
1.1技术资料
1.
1.1桥面净空净9+2×
1.5（人行道）
1.
1.2设计荷载公路Ⅱ级，人群荷载
3.0KN/m
21.
1.3计算要求设计流量设计水位确定桥长确定桥面最低标高上部结构内力计算下部结构计算
1.2结构形式上部采用30m装配式预应力混凝土T形梁下部采用双柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩，支座采用矩形板式橡胶支座桥位地质剖面图见附图
11.3主要材料
1.
3.1混凝土主梁、人行道、栏杆及铺装层均采用C40号混凝土
1.
3.2预应力钢束采用1×7标准型-
15.2-1860-Ⅱ-GB/T5224—1995钢绞线
1.
3.3普通钢筋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
1.
3.4锚具按后张法施工工艺制作主梁，采用HVM15-9型锚具
1.
3.5基本计算数据材料特性表表1-1名称项目符号单位数据混凝土强度等级CMPa40弹性模量MPa
3.25104轴心抗压标准强度MPa26．8抗拉标准强度MPa2．4轴心抗压设计强度MPa
18.4抗拉设计强度MPa
1.65钢绞线抗拉强度标准值MPa1860弹性模量MPa1．95105抗拉强度设计值MPa1260纵向抗拉普通钢筋抗拉强度标准值MPa400弹性模量MPa
2.0105抗拉强度设计值MPa330箍筋抗拉强度标准值MPa335弹性模量MPa
2.0105抗拉强度设计值MPa
2801.4上部结构说明书
1.
4.1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-
881.
4.2技术标准标准跨径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Ⅱ级，人群荷载
3.0KN/m2桥面净空净-9+
21.
51.
4.3设计要求A为减轻主梁的安装重量，增强桥梁的整体性，在预制T梁上设40cm的湿接缝B设计构件尺寸按规范图C对内梁各截面进行验算
1.
4.4施工要点A支架模板，保证工程构造物的形状，尺寸及各部分相互间位置的正确性B预应力钢束采用超张拉，严格按规程操作C管道或成孔要保证质量，保证孔道畅通D保证混凝土质量
1.5下部结构说明书
1.
5.1各部分尺寸见墩，台一般构造图
1.
5.2质量标准A灌注桩用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定B成孔深度必须符合设计要求C实际浇注混凝土不得小于计算体积D灌注后的桩顶标高必须符合设计要求
1.
5.3施工注意事项A预防塌孔B预防桩孔偏斜C预防钢筋笼变形，保护层不够，深度不符合要求第2章水文计算
2.1设计流量的计算
2.
1.1洪峰流量频率计算表洪峰流量频率计算表表2-1按年份顺序排列按流量递减顺序排列KK2P=m/n+1×%年份流量（m3/s）序号年份流量
197520001199229501.
733.
004.
376210028626001.
532.
348.
777238038025001.
472.
1613.
078217047723801.
401.
9617.
479170058322501.
321.
7521.
780250067821701.
281.
6326.
18160077621001.
231.
5330.
482108087520001.
181.
3834.
883225098719001.
121.
2539.
1841100109518501.
091.
1843.
5851480117917001.
001.
0047.
8862600128816500.
970.
9452.
2871900139615300.
900.
8156.
5881650148514800.
870.
7660.
9891300159113600.
800.
6465.
2901000168913000.
760.
5869.
6911360178411000.
650.
4273.
9922950188210800.
640.
4078.3续表2-1按年份顺序排列按流量递减顺序排列KK2P=m/n+1×%年份流量（m3/s）序号年份流量
93900199410100.
590.
3582.
6941010209010000.
5880.
3587.
095185021939000.
530.
2891.
396153022816000.
350.
1295.7∑
37410222.
1.2绘制经验频率曲线见海森机率格纸附图
22.
1.3绘制理论频率曲线并确定Q、CV、CS三个统计参数CV---离差系数（2-1）CS---偏差系数（2-2）p---设计频率%频率曲线表表2-2P（%）15102050759095理论频率曲线经验频率曲线Q335028502560223516201140830650
（一）Q=1700CV=
0.37CS=
0.74∮
2.
851.
831.
330.79-
0.12-
0.72-
1.18-
1.40Q349328512537219716251247958819
（二）Q=1700CV=
0.37CS=
1.11∮
3.
091.
891.
340.74-
0.18-
0.74-
1.10-
1.28Q3643288925432165158712351008895
（三）Q=1700CV=
0.37CS=
0.80∮
2.
891.
841.
340.78-
0.13-
0.73-
1.17-
1.38Q351828572543219116181241964832通过以上比较，第三组数据与经验频率曲线最接近，所以取CV=
0.37，CS=
0.
82.
1.4设计流量和设计水位取设计频率p=1%，得水面宽度及过水面积计算按形态图，全按河槽计算，假设设计水位为
199.2m时，计算流量见见表2-3水面宽度及过水面积计算表2-3桩号河床标高（m）水深（m）平均水深（m）间距（m）过水面积（㎡）湿周（m）合计K109+
112199.20A=
745.6m2=
119.0m+
117198.
01.
20.
653.
05.1+
125197.
61.
61.
4811.28+
144192.
27.
04.
31981.
719.75+
160190.
68.
17.
816124.
816.08+
186190.
38.
98.
7526227.
526.00+
202189.
010.
29.
5516152.
816.05+
218194.
25.
07.
616121.
616.82+
224197.
61.
63.
3619.
86.9+
228199.
200.
843.
24.3流量流速计算糙率n=，水头梯度J=
0.0005水力半径R=mJ=m/sQ=A×V=
745.6×
4.86=3626m/s即Q=3626m/sV=
3.26m/s满足要求所以取QS=3518m/s，HS=
199.2m
2.2计算桥长1．用经验公式估算桥长次稳定宽滩性河段（单宽流量公式）（2-3）式中（次稳定性河段K=
0.95）（2-4）——设计流量3626/s——河槽平均水深——河槽平均单宽流量=所以=
110.2m2．估算桥孔数，计算桥长n==
3.7取n=4=4×30=120m=120-3×
1.5=
115.5m3．选择墩台中心桩号，进行布孔见表2-44验算实际=
745.6-（
5.4+
8.8+
9.3）×
1.5=
710.35按冲刷系数法计算=（2-5）式中=3626/sP——冲刷系数取
1.2所以=实际满足要求墩台中心桩号表表2-4墩台标号0号台1号墩2号墩3号墩4号台中心桩号K109+108K109+138K109+168K109+198K109+
2282.3计算桥面中心标高（2-6）式中Hmin——桥面最底标高;Δhj——桥下净空高度取
0.5m;ΔhD——桥梁上部结构高度包括桥面铺装高度
2.137m;Hp——设计水位
199.2m;ΣΔh——各种水面升高之和;桥前最大壅水高度不通航=（2-7）式中——水流阻力系数取=
0.05m/s=
4.72m/s所以m一般取m即取ΣΔh=
0.1m=
199.2+
0.1+
0.5+
2.137=
201.9m
2.4冲刷计算
2.
4.1一般冲刷计算利用64-2公式（2-8）---造床流量时的断面最大水深;---桥位断面天然河槽的流量;--建桥后桥下断面河槽部分通过的设计流量;B1---桥位断面天然河槽水面宽度;B2---建桥后桥下河槽的水面宽度m
2.
4.2局部冲刷利用65-2公式（2-9）hb---局部冲刷深度（m）;hp---一般冲刷深度（m）;B0---桥墩计算宽度（m）;---河床泥沙平均粒径（m）粗砂;V0---河床泥沙起动流速（m/s）;V---冲向桥墩的垂线平均流速（m/s）;V0’---墩前泥沙起冲流速（m/s）;---墩型系数（2-10）（2-11）（2-12）当时
2.
4.3总冲刷深度总冲刷深度桥下河槽最低冲刷线高程桥下河槽基底最小埋置高程由《水力学与桥涵水文》书表13-4得，基础埋深安全值第3章方案比较
3.1设计方案根据桥地质剖面图，拟定出两种方案方案
一、钢筋混凝土拱桥桥长120m方案
二、预应力混凝土简支T梁桥4×30mT梁、双柱墩身、桩基础
3.2方案比较说明书
1.造价比较桥面面积=120×12=1440m
23.
2.1对于钢筋混凝土桥造价a.拱桥主要资料（钢材、木材、水泥）用量、劳动力数量木材
3.92+
10.16×12=
168.96m3钢材（
0.59+
0.11+
0.22）×12=
11.04t水泥
57.67×12=
692.04t劳动力3662×12=43944工日人工费12×3662×
25.48=
1133755.2元材料费12×（850×
3.92+1200×
10.16+元机械台班费7740×12=92880元b.总造价1）指标直接费134285×12=1611420元2）直接费＝人工费+材料费＋机械台班费＝1337609元3其它工程费＝（直接费＋指标直接费）4）其它直接费＝（指标直接费＋其它工程费）5）现场经费6）指标直接工程费7）直接工程费8）间接费9）施工技术装备费10）计划利润11）税金12）指标建安工程费13）建安工程费故石拱桥工程总造价为
4358674.909元
3.
2.2对于预应力混凝土T梁桥a.梁桥主要材料用量、劳动力用量木材用量（
0.65+
2.25）×12=
34.8m3钢材用量
3.85+
6.89+
1.75+
2.13×
2.89×12=
1210.109t水泥用量
62.93×12=
755.16t人工费1584×12×
25.48=
484323.273元材料费12×（
0.65×850+
2.25×1200+
3.85×4000+
6.89×4200机械台班费（3278+113079）×12=1396284元b.总造价计算指标直接费=251319×12=
3015828.00元直接费＝人工费＋材料费＋机械台班费＝
3594101.45元其它工程费=（直接费＋指标直接费）其它直接费5）现场经费6）指标直接工程费7）直接工程费8）间接费9）施工技术装备费10）计划利润11）税金12）指标建安工程费13）建安工程费故预应力混凝土T型梁桥总造价为
8715160.364元2．技术比较如下表技术比较表表3-1序号方案类别比较项目第一方案第二方案主桥钢筋混凝土拱桥（桥长120m）无引桥主桥预应力混凝土T梁型桥（桥长30m4）无引桥1桥高
201.9m
201.9m2桥长120m120m3最大纵坡2%2%4工艺技术要求已有成熟的工艺技术经验，需要大量的吊装设备，占用施工场地大，需用劳动力多技术较先进，工艺要求较严格，大批量预制T梁，梁的安装采用高空架设法，工期短，占用场地少5使用效果拱的承载潜力大，伸缩缝较梁桥多，养护较麻烦桥面平整度易受悬臂挠度影响，行车条件稍差，主桥有孔，有两道伸缩缝，养护较麻烦6造价比较工程估算后总造价为
4358674.909元工程估算后总造价为
8715160.364元7用材工程用木材较多，钢材、水泥用量较少工程用木材较少，钢材、水泥用量较多8劳动量43944工日19008工日方案比较图如图3-1所示图3-1综上所述，预应力混凝土T型梁桥和钢筋混凝土拱桥之间，各有优缺点但从安全、经济、适用、美观、有利于环保等五个方面综合考虑，本设计选用跨径为30m的预应力混凝土T型梁桥的第二方案第4章上部结构设计4．1横截面布置
4.
1.1主梁间距与主梁片数如图4-1主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板因该桥采用30m预应力混凝土简支T形梁桥主梁间距均为220㎝T梁的上翼缘宽度为180㎝保留40㎝的湿接缝考虑人行道适当挑出故净-9+2×
1.5m人行道的桥宽采用五片主梁如图4-1所示图4-
14.
1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定A主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/14--1/25之间高跨比约在1/18—1/19之间当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多随跨径增大而取较小值随梁数减少而取较大值本设计取用主梁高度为200㎝B主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求还应考虑是否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求本设计预制T梁的翼板厚度取用20㎝翼板根部加厚到26㎝以抵抗翼缘根部较大的弯矩在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定同时从腹板本身的稳定条件出发腹板厚度不宜小于其高度的1/15因此T梁腹板厚度均取20㎝马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的设计实践表明马蹄面积占截面总面积的10%--20%为合适初拟马蹄宽度54㎝高度29㎝马蹄与腹板交接处做成45度斜坡的折线钝角，以减小局部应力按照以上拟定的外形尺寸就可绘出预制梁跨中截面图如图4-2所示图4-
24.
1.3横截面沿跨长的变化本设计主梁采用等高度形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分和腹板为配合钢束弯起而从第一道内横隔梁开始向支点逐渐抬高尺寸如图4-3所示
4.
1.4计算截面几何特性见表4-1，图示4-4图4-3图4-4跨中截面几何特性计算表4-1分块名称内梁翼板
360010360001200066.421588181915893819三角承托
27622607255254.42817384818344腹板
302095.52884105738252-
19.0810994206837672下三角
289165.3477724640-
88.8822830002287640马蹄
1566185.5290493109751-
109.0818632967187427188751外梁
①
360010360001200065.431541190615423906
②
43822963687653.4312503871251263
③
302095.52884105738252-
20.0712164716954723
④
289165.3477724640-
89.8723341422338782
⑤
1566185.5290493109751-
110.0718972724190824758913672311注内梁截面形心至上缘距离外梁截面形心至上缘距离
4.
1.5检验截面效率指标（希望在
0.45-
0.55之间）内梁上核心距下核心距截面效率指标=外梁上核心距下核心距截面效率指标=表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的
4.
1.6横隔梁的设置在荷载作用处的主梁弯矩横向分布当该处有内横隔梁时它比较均匀否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，四分点处也宜设置内横隔梁本设计在两支座中心线间每隔
4.86m设置一道横隔梁横隔梁采用开洞形式，尺寸见图4-
24.2主梁内力计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点和支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合
4.
2.1恒载内力计算1．恒载集度
（1）预制梁自重内梁a.跨中截面计算，主梁的恒载集度KN/mb.由于马蹄抬高所增加重量折算成恒载集度KN/mc.由于腹板加厚所增加的重量折算成恒载集度主梁端截面=
1.3494m2d.横隔板隔梁体积KN/m端横隔梁体积KN/mKN/m所以，预制梁恒载集度（内梁）=
21.8+
0.214+
2.14+
1.97=
26.06KN/m外梁=KN/m=
0.214KN/m=
2.240KN/m=
0.0398KN/m所以，预制梁恒载集度（外梁）=
22.71+
0.214+
2.24+
0.0398=
25.2KN/m
（2）二期恒载内梁现浇T梁翼板恒载集度=
0.20×
0.4×25=
2.0KN/m外梁现浇T梁翼板恒载集度=
0.20×
0.2×25=
1.0KN/m另外，一侧栏杆和人行道
1.86KN/m桥面铺装层4cm沥青混凝土KN/m
9.7cmC40混凝土KN/m若两侧栏杆，人行道和桥面铺装均平摊给5片主梁，则KN/m所以二期恒载集度内梁=
2.0+
6.311=
8.311KN/m外梁=
1.0+
6.311=
7.311KN/m
2.恒载内力如图4-5所示设x为计算截面离左支座的距离，并令a=x/l则主梁弯矩和剪力的计算公式分别为Md=α1-α12g/2Qd=1-2αlg/2恒载内力见表4-2恒载内力计算图图4-5恒载内力计算表表4-2计算数据内力l=
29.16ml2=
850.306m2项目gMd=α1-α12g/2KNmQd=1-2αlg/2KN跨中四分点变化点h/2处四分点变化点h/2处支点a
0.
50.
250.
1670.
0340.
250.
1670.0340内梁g1KN/m
26.
062769.
82078.
51528.
9354.
5189.
9253.
1352.
9379.9g2KN/m
8.
311885.
5664.
5488.
8113.
360.
780.
9112.
8121.5外梁g1KN/m
25.
22678.
52009.
91478.
5342.
8183.
7244.
7342.
4367.4g2KN/m
99.
779.
2584.
7429.
999.
753.
471.
199.
6106.
94.
2.2活载内力计算（修正刚性梁法）
1.冲击系数和车道折减系数冲击系数结构基频（4-1）注l---结构计算跨径（m）E---结构材料的弹性模量N/m2Ic---结构跨中截面的截面惯矩m4mc---结构跨中处的单位长度质量kg/mG---结构跨中处每延米结构重力N/mg---重力加速度m/s2Hz因为所以车道折减系数双车道不考虑汽车荷载折减，即车道折减系数ξ=
1.
02.计算主梁的荷载横向分布系数
（1）.跨中的荷载横向分布系数mc本桥跨内设有七道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为L/B=
29.16/（5×
2.20）=
2.652所以可按修正刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mca.计算主梁的抗扭惯矩IT对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算=（4-2）式中bi和ti——相应为单个矩形截面的宽度和厚度；Ci——矩形截面抗扭刚度系数；M——梁截面划分成单个矩形截面的个数对跨中截面，IT计算图示如图（4-6），IT计算见表（4-3）IT计算图示图4-6b.计算抗扭修正系数主梁的间距相同，同时将主梁近似看成等截面，则β=（4-3）IT计算表表4-3分块名称内梁翼缘板
①
22021.
40.
1190.
3085.418腹板
②
141.
1200.
1420.
3034.18马蹄
③
5437.
50.
6940.
1905.
89615.49361式中G——材料的剪切摸量，G=
0.425EL——材料的计算跨径，l=
29.16mIT——主梁抗扭惯矩，IT=
0.01549361m4I——截面惯性矩，I内=28507373cm4则β==
0.855c.按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值ηij=+β（4-4）式中n=5=
4.42×2+
2.22×2=
48.4m2计算所得ηij值列表4-4中ηij值列表表4-4梁号Aimηi1ηi
514.
40.542-
0.
14222.
20.
3710.
029300.
20.2d.计算荷载横向分布系数1，2，3号梁的横向影响线和最不利布载，见下图跨中的横向分布系数mc计算图式图4-7对于1号梁汽车荷载mcq==×
0.51+
0.37+
0.27+
0.13=
0.64人群荷载mcr=
0.61对于2号梁汽车荷载mcq==×
0.16+
0.23+
0.28+
0.35=
0.51人群荷载mcr=
0.40对于3号梁汽车荷载mcq==×
0.2+
0.2+
0.2+
0.2=
0.4人群荷载mcr=
0.2
（2）.支点的荷载横向分布系数m0按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，
1、
2、3号梁的横向影响线和最不利不载图示如图4-8支点的横向分布系数m0计算图示图4-8对于1号梁汽车荷载m0q==×（
0.82+0）=
0.41人群荷载m0r=
1.39对于2号梁汽车荷载m0q==×
0.18+
1.0+
0.41=
0.80人群荷载m0r=0对于3号梁汽车荷载m0q==×
0.18+
1.0+
0.41=
0.80人群荷载m0r=0
（3）.横向分布系数汇总活载横向分布系数汇总表表4-5荷载类别梁号mcm01号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车
0.
640.
510.
400.
410.
800.80人群
0.
610.
400.
21.
39002.计算活载内力有多道内横个梁的情况，mc从第一道内横隔梁向m0直线性过渡当求简支梁跨中最大弯距时鉴于横向分布系数沿跨内部分的变化不大为了简化起见通常均可按不变化的mc计算⑴计算跨中截面最大弯矩和最大剪力计算图示如图4-9计算荷载公路Ⅱ级其中集中力PK=277×
0.75=207KN在计算剪力时PK=207×
1.2=248KN均布荷载qk=
10.5×
0.75=
7.875KN/m人群荷载qr=
3.0×
1.5=
4.5KN/m计算公式为（4-5）（4-6）——车辆冲击系数;——车道折减系数;m——主要荷载横向分布系数;pk——车辆荷载的轴重;——影响线面积;y——影响线竖标a.对于集中力、均布荷载内力计算见表4-6跨中截面内力计算表表4-6梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大弯矩pi
2077.
8752077.
8752077.875yi
7.
297.
297.29Ωi
106.
29106.
29106.29mi
0.
640.
510.40Mmax=1832Mmax=1460Mmax=1145续表4-6梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大剪力pi
2487.
8752487.
8752487.875yi
0.
830.
830.83Ωi101010mi
0.
640.
510.40Qmax=222Qmax=177Qmax=139跨中截面计算图示图4-9⑵.四分点截面的最大弯矩和最大剪力计算图示如图4-10四分点截面计算图示图4-10对于集中力、均布荷载内力计算见表4-7四分点截面内力计算表表4-7梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大弯矩
2077.
8752077.
8752077.
8755.
475.
475.
4779.
7579.
7579.
750.
640.
510.40Mmax=1374Mmax=1095Mmax=859梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大剪力
2487.
8752487.
8752487.
8750.
750.
750.
758.
28.
28.
20.
640.
510.40Qmax=196Qmax=156Qmax=196续表4-7⑶变化点截面的最大弯矩和最大剪力计算图示如图4-11变化点截面计算图示图4-11a.对于集中力、均布荷载内力计算见表4-8变化点截面内力计算表表4-8梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大弯矩
2077.
8752077.
8752077.
8754.
054.
054.
055959590.
640.
510.40Mmax=1017Mmax=811Mmax=636最大剪力
2487.
8752487.
8752487.
8750.
830.
830.
831010100.
640.
510.40Qmax=222Qmax=177Qmax=139⑷.支点截面的最大剪力计算图示如图4-12支点截面计算图示图4-12a.对于集中力、均布荷载内力计算见表4-9（4-7）支点截面最大剪力计算表表4-9梁号1号梁2号梁3号梁荷载类别集中力均布荷载集中力均布荷载集中力均布荷载1+μ
1.
221.
221.
221.
221.
221.22最大剪力
2487.
8752487.
8752487.
8750.
831.
01.
014.
5814.
5814.
580.
640.
510.40Qmax=250Qmax=313Qmax=
3064.
2.3主梁内力组合先汇总前面计算所得的内力值，根据集中力和均布荷载，进行内力组合计算，从而求得控制设计的计算内力计算结果见表4-10，表4-11，表4-12基本组合MD=
1.2恒+
1.4MQ1K+
1.12人（4-8）短期组合MS=恒+
0.7MQ1K/（1+μ）+人（4-9）长期组合ML=恒+
0.4[MQ1K/（1+μ）+人]（4-10）1号梁内力组合表表4-10序号荷载类别跨中截面四分点截面变化点截面支点截面MmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNQmaxKN⑴第一期恒载2679020101841478244367⑵第二期恒载77905855343071106⑶总荷载=⑴+⑵3457025942371908315474⑷人群29210219231622748⑸MQ1K183211913741961017222250序号荷载类别跨中截面四分点截面变化点截面支点截面MmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNQmaxKN⑹Md=
1.2恒+
1.4MQ1K+
1.12人704017852825853896720973⑺MS=恒+
0.7MQ1K/（1+μ）+人48007836013722654469665⑻ML=恒+
0.4[MQ1K/（1+μ）+人]41744331323102306399575续表4-102号梁内力组合表表4-11序号荷载类别跨中截面四分点截面变化点截面支点截面MmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNQmaxKN⑴第一期恒载2770020791901529253380⑵第二期恒载88606656148880121⑶总荷载=⑴+⑵3655027432512018334501⑷人群1918144191061826⑸MQ1K1460951095156811177313⑹Md=
1.2恒+
1.4MQ1K+
1.12人6750142498554036766691068⑺MS=恒+
0.7MQ1K/（1+μ）+人48007836013722654470701⑻ML=恒+
0.4[MQ1K/（1+μ）+人]437243328131024164005963号梁内力组合表表4-12序号荷载类别跨中截面四分点截面变化点截面支点截面MmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNMmaxKNMQmaxKNQmaxKN⑴第一期恒载2770020791901529253380⑵第二期恒载88606656148880121⑶总荷载=⑴+⑵3655027432512018334501⑷人群96367753913⑸MQ1K114575859122636139306⑹Md=
1.2恒+
1.4MQ1K+
1.12人6069108456947933716051044⑺MS=恒+
0.7MQ1K/（1+μ）+人44094633033282436423690⑻ML=恒+
0.4[MQ1K/（1+μ）+人]
407026305129422483836074.3预应力钢束的估算
4.
3.1主梁尺寸及截面几何特性（小毛截面）主梁各部分截面尺寸如图4-13，跨中毛截面几何特性见表4-13图4-13跨中毛截面几何特性表4-13分块名称翼板
360010360001200066.421588181915893819三角承托
27622607255254.42817384818344腹板
302095.52884105738252-
19.0810994206837672下三角
289165.3477724640-
88.8822830002287640马蹄
1566185.5290493109751-
109.0818632967187427188751注
4.
3.2估算钢束面积根据“公预规”规定，预应力梁应满足使用阶段的应力要求和承载能力极限状态的强度要求以下就跨中截面在各种荷载组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢丝束数进行估算，并且按这些估算的钢丝束确定主梁的配筋
1.按跨中截面抗裂要求估算钢束数为满足抗裂要求，所需要的有效预加力为根据（4-11）式中——荷载短期效应弯矩组合设计值，取=4800KNm；ep----预应力钢筋重心至截面重心的距离ep=yx-ap假设ap=14cm，ep=
123.58-14=
109.58cm所以拟用钢绞线，面积为，其抗拉强度标准值张拉控制应力取预应力损失按张拉控制应力的20%计算所需钢绞线根数为根（4-12）2．按承载能力估算（4-13）式中r0—混凝土强度安全系数，取r0=
1.0，Md—计算弯矩采用跨中弯矩值，Md=7040KNmh--梁高h=200㎝，α—设计经验系数，取α=
0.76，fpd—预应力钢筋的抗拉设计强度，fpd=1260MPa代入上式得=3676mm2根
3.按施工和使用阶段应力要求估算1按短暂状况（4-14）（4-15）
（2）按持久状况估算上缘（4-16）下缘（4-17）综上，采用27根钢绞线，分3束布置HVM15-9型锚具供给的预应力筋截面积AP=27×139=3753mm
24.
3.3钢束布置
1.跨中截面钢束的布置，如图4-14所示对于跨中截面，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本设计采用直径80金属波纹成孔，预留管道直径87mm根据“公预规”规定，构造要求预留孔道间静距≮40mm;梁底静距≮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图4-142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“均匀”、“分散”等原则，锚固端截面所布置的钢束如图4-14所示钢束群重心至梁底距离为为验核上述布置的钢束群中心位置，需计算锚固端截面几何特性，计算见表4-14锚固端截面几何特性表4-14分块面积AiYiSiIidiIxI翼板
36001036000120000107.7134184511541857115三角承托
17455382834895.81315973431598099腹板
97201101069200262440007.8135933382683733813494110902870292552Ys==Yx=200–
82.187=
117.713㎝故计算得Ks==Kx==△Y=ay-（Yx-Kx）=
116.7-（
117.713-
63.382）=
62.235㎝说明钢束群重心处于截面的核心范围内
4.
3.4其它截面钢束布置及倾角计算
1.钢束弯起形状及弯起角θ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一段直线，并且整根钢束都布置在同一个竖直面内⑴采用圆弧曲线弯起⑵弯起角θ1，2号束采用；3号束采用
2.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4-15图4-15如图4-15示出钢束计算图示，钢束起弯点至跨中的距离x2列表计算，见表4-15钢束起弯点至跨中的距离x2列表表4-15钢束号钢束弯起高度c（㎝）cossinR=c/（1－cos）RsinX2=l/2+axi－RsinN
1148120.
97820.
20796772.
711408.
1362.995N
2110120.
97820.
20795033.
771046.
58435.169N
35060.
99450.
10459127.
24954.
06525.
6373.钢束弯起点及半径计算由R-C=Rcosθ0得，R=（4-18）钢束弯起点k的位置lw=Rsinθ0各截面钢束位置及其倾角计算由钢束弯起布置图4-16可求得计算点i离梁底距离ai=a+ci图4-16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=R1-cosθiR——钢束曲线半径；θi——计算截面i钢束的弯起角（既倾角）；θi=——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见表4-16各钢束弯起点及其半径计算表表4-16钢束号升高值ccmθ0（度）Cosθ0R=cmsinθ0Lw=Rsinθ0支点至锚固点的距离dcm起弯点k至跨中线水平距离xkcmxk=l/2+d-lwN
1156.
4120.
97816772.
7120.
207911408.
113.
1262.995N
252.
1120.
97815033.
7720.
207911046.
623.
75435.169N
336.
160.
99459127.
2440.
10453954.
0621.
69525.
6374.各截面钢束位置（Ai）及其倾角（θi）计算，见表4-17各截面钢束位置（Ai）及其倾角（θi）计算表表4-17计算截面钢束编号（cm）cm度cmcmcm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=729cm
1666.
06772.
75.
64340.
09830.
995133.
1862255.
1862293.
85033.
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=972cm
1909.
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=1458cm
11355.
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.
55.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（2×70㎝）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通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度，以利备料和施工计算结果见表4-18所示钢束长度计算表表4-18钢束号R（㎝）钢束弯起角度曲线长度S=R/180直线长度x2（㎝）钢束有效长度2（S+x2）钢束预留长度（㎝）钢束长度（㎝）N
16772.
71121418.
4762.
992962.
941403102.94N
25.
33.
77121054.
27435.
172978.
881403118.88N
39127.
246955.
80525.
642962.
881403102.88ai
9324.696每孔桥（四片梁）的钢束（9j
15.2）计算长度为
9324.696×5=
46623.5cm
4.4计算主梁截面几何特性及钢束重心位置校核表
4.
4.1主梁截面几何特性截面几何特性的计算需根据不同的受力阶段分别计算各阶段主梁截面见图4-17主梁从施工到运营经历了二个阶段
1.主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉阶段1混凝土浇注并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质为计入了钢绞线束的换算截面，但应扣除预应力筋预留管道的影响该阶段顶板的宽度为180mm
2.二期恒载及活载作用（阶段2）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为220mm，截面几何性质为计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质图4-17毛截面几何特性计算表表4-19截面位置分块名称跨中截面小毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
2.2845491扣除管道面积-
178.34186-
33171.20-
111.86-
22315088572.6635575=42394176大毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
3.3598208混凝土接缝
8001080002666763.073182260钢束换算面积
187.65186349030-
112.
9323929339738.7711650=50280261四分点截面小毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
1.9834307扣除管道面积-
178.
34171.5-
30585.30-
97.06-
16800788572.
6638161.4=42934422大毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
3.62114677混凝土接缝
8001080002666762.83155072钢束换算面积
187.
65171.
532181.980-
98.
718280289738.7708929=5097777变化点截面小毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
1.5824342扣除管道面积-
178.
34152.4-271790-
77.56-
10728148572.66641568=43531721大毛毛截面
875176.
42668746.744580193-
3.99139317混凝土接缝
8001080002666762.433118004钢束换算面积
187.
65152.4285980-
79.
9712000599738.7705345=49064240支点截面小毛毛截面
1349482.19110907253272984-
0.15304扣除管道面积-
178.
3493.5-166750-
11.46-
2342213315.71092397=53249866大毛毛截面
1349482.19110907253272984-
3.84198977混凝土接缝
8001080002666768.353737378钢束换算面积
187.
6593.5175450-
15.1543070144821134617=57279076注跨中大毛截面=
73.07cm；=
126.93cm，小毛截面=
74.14cm；=
125.86cm四分点大毛截面=
72.8cm；=
127.2cm，小毛截面=
74.44cm；=
125.56cm变化点大毛截面=
72.43cm；=
127.57cm，小毛=
74.84cm；=
125.16cm支点大毛截面=
78.35cm；=
121.65cm，小毛截面=
82.04cm；=
117.96cm注预留管道面积钢束换算面积换算截面积:Ao=Ah+nny-1△Ay截面惯矩Io=I+nny-1△Ay（yos-yi）2式中Ah、I———分别为混凝土毛截面面积和惯矩A、△Ay———分别为一根管道截面面积和钢束截面面积yjs、yos———分别为净截面和换算截面到主梁上缘的距离yi———分块面积重心到主梁上缘的距离n———计算面积内所含的管道（钢束）数ny———钢束与混凝土的弹性模量比值，等于6各设计控制截面的净截面、换算截面的几何特性表表4-20计算截面Acm2YscmYxcmEycmIcm4Wcm3Ws=I/ysWx=I/yxWy=I/ey跨中截面净截面
8572.
674.
14125.
86111.8642394176571812336836378993换算截面
9738.
773.
07126.
93112.9350280261688111396126445234四分点截面净截面
8572.
674.
44125.
5697.0642934422576765341943442349换算截面
9738.
772.
80127.
298.749704637682756390760503593变化点截面净截面
8572.
674.
84125.
1677.5643531721581664347809561265换算截面
9738.
772.
43127.
5779.9749064240601018341238544351支点截面净截面
1331582.
04117.
9611.46532498666490724514234646585换算截面
1448278.
35121.
6515.
155727907667964143773035148434.
4.2钢束布置位置（束界）的校核为使计算简化，近似地假定预应力钢筋的合力作用点就是钢束重心的位置根据张拉阶段和使用阶段的受力要求（即不使上下缘混凝土出现拉应力的原则），求出许可布置钢束重心的限制线（即束界）即式中（4-19）钢束重心位置校核见表4-21钢束重心位置校核表表4-21计算截面说明跨中
87515.
723.
3765.
438.
53546.
6277078144111.
8115.6四分点
87515.
773.
4165.
939.
03546.
620785812497.
0676.64变化点
87515.
823.
4866.
539.
83546.
615294311077.
5645.35支点
134946.
494.
5148.
133.
43546.
6004811.460上表表明除跨中钢束重心不在束界范围内，即在使用荷载作用下，跨中梁底边混凝土将可能出现拉应力，其他均在束界范围内
4.5钢束预应力损失计算根据“公预规”规定，当计算主梁截面应力和确定钢束的控制应力时，应计算预应力损失值后张法梁的预应力损失包括前期预应力损失（钢束与管道的摩擦损失，锚具变形、钢束回缩引起的损失，分批张拉混凝土弹性压缩引起的损失）与后期预应力损失（钢丝应力松弛、混凝土收缩和徐变引起的损失），而梁内钢束的锚固应力和有效应力（永存应力）分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失
4.
5.1钢束张拉控制应力（）按《公路桥规》规定采用=
0.75=
18600.75=1395MPa
4.
5.2钢束预应力损失
1.钢束与管边壁间摩擦引起的应力损失（）[1-（4-20）式中μ——钢束与管壁的摩擦系数，对于橡胶管轴芯成型的管边取μ=
0.25θ——从张拉端至计算截面间，平面曲线管边部分夹角之和，以rad计k——管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取k=
0.0015x——从张拉端至计算截面的管道长度（以m计）β——计算系数a.对于跨中截面；该截面见表4-22跨中摩擦应力损失计算表表4-22钢束编号xm（MPa）（MPa）度弧度
1120.
20940.
052414.
710.
02210.
07181395100.
162120.
20940.
052414.
820.
02210.
07181395100.
30360.
10470.
026214.
800.
02220.
0472139565.91平均值
88.79b.对于四分点截面；计算见表4-23四分点截面摩擦应力损失计算表表4-23钢束编号xm（MPa）（MPa）度弧度
16.
35660.
11090.
02777.
420.
01110.
0381139553.
1528.
65360.
15100.
03777.
530.
01130.
0479139566.
8234.
72330.
08240.
02067.
510.
01130.
0314139543.80平均值
54.59c.对于距支点h/2截面；计算见表4-24变化点截面摩擦应力损失计算表表4-24钢束编号xm（MPa）（MPa）度弧度
14.
2860.
07480.
01879.
850.
01480.
0329139545.
8925.
8780.
10260.
025659.
950.
01490.
0397139555.
3833.
7970.
05580.
01399.
940.
01490.
0284139539.62平均值
46.96d.对于支点截面；计算见表4-25支点截面摩擦应力损失计算表表4-25钢束编号xm（MPa）（MPa）度弧度
10.
4590.
00800.
00200.
131210.
0020.
00413955.
5820.
7410.
01290.
00320.
237490.
0040.
003513954.
9530.
390.
00680.
00170.
126940.
0020.
001913952.65平均值
4.39各截面摩擦应力损失值的平均值的计算结果列于表4-26各设计控制截面的平均值表4-26控制截面跨中截面四分点截面变化点截面支点截面平均值（MPa）
88.
7954.
5946.
964.
391.锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失（）反摩擦影响长度lf（4-21）式中:——张拉端锚下控制张拉应力；——锚具变形、钢束回缩值锥形锚具为4mm，——扣除沿途管道摩擦损失后锚固端预拉应力；——张拉端到锚固端之间的距离，=1458+（
13.12+
23.749+
21.694）/3=
1477.5cm当时，离张拉端x处由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的、考虑反摩擦后的预拉力损失为（4-22）当时，表示该截面不受反摩擦的影响锚具变形损失的计算见表4-27及表4-28反摩擦影响长度计算表表4-27钢束号
1231395139513951294.
81294.
71329.
10.
0067790.
0067880.
00446110726.
6610719.
5413223.04锚具变形损失的计算表表4-28截面钢束号123平均值跨中
1477514775147750145.
43145.
53117.71000四分点
74857485748546.
31145.
43145.
53117.
7143.
9543.
9151.08续表4-28截面钢束号123平均值变化点
50555055505575.
50145.
43145.
53117.
7176.
9076.
9072.71支点
195195195133.
88145.
43145.
43117.
71142.
79142.
88115.
973.混凝土弹性压缩引起的损失（）取截面进行计算，其结果作为全梁各钢束的平均值计算公式为4-23式中m——批数，m=3——在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉的各批钢筋产生的混凝土法向应力，张拉顺序1-2-3，取3束的平均值式中m——批数，m=3——在计算截面先张拉的钢筋重心处，由后张拉的各批钢筋产生的混凝土法向应力，张拉顺序1-2-3，取3束的平均值则同理可得跨中截面变化点截面支点截面
4、钢筋松弛引起的预应力损失（）采用超张拉施工对于高强钢丝普通松弛筋按公式:（4-24）式中---超张拉系数，取=
1.0；---钢筋松弛系数，采用低松弛钢绞线，取=
0.3；---传力锚固时钢筋应力，钢筋应力松弛损失见表4-29钢筋应力松弛损失表表4-29钢束截面123123支点
1238.
11238.
81276.
428.
7928.
8733.37变化点
1232.
51231.
31282.
6728.
1428.
0034.14四分点
1240.
21245.
21300.
1229.
0329.
6236.32跨中
1215.
91251.
51329.
126.
2330.
3740.
035.混凝土收缩`徐变引起的预应力损失（）=（4-25）（4-26）（4-27）式中---构件受拉区全部纵向钢筋截面重心处，由预加力和结构自重产生的混凝土法向应力——加载龄期为t0，计算龄期为t时的混凝土徐变系数；预应力钢筋传力锚固龄期为t0计算龄期为t时的混凝土收缩应变；——构件受拉区全部纵向钢筋配筋率，（4-28）——，取跨中和四分点截面的平均值计算（4-29）设混凝土传力锚固龄期及加载龄期均为28天，计算时间t=桥梁所处环境的年平均相对湿度为75%，一跨中截面计算其理论厚度hh=设混凝土收缩和徐变在野外一般条件下相对湿度为75%完成按照上述条件查〈桥规〉知混凝土收缩徐变损失计算结果见表4-30混凝土收缩徐变损失计算表表4-30截面eps跨中
1118.
60.
00443.
534902.
23456.
722.0-
9.
1212.
88123.14四分点
970.
60.
00442.
884845.
72593.
919.41-
5.
8613.
54132.46变化点
775.
60.
00442.
184750.
41908.
616.13-
3.
412.
73131.53支点
114.
60.
00281.
034647.
404.
6704.
6775.
866.各截面钢束应力损失平均值及有效预应力汇总于表4-31各截面钢束应力损失平均值及有效预应力汇总表表4-31工作阶段及应力计算损失项截面预加应力阶段使用阶段123平均值123平均值跨中截面
179.
06143.
565.
91129.
49149.
37153.
51163.
17155.35四分点截面
154.
76149.
7994.
88133.
14161.
49162.
08168.
78164.12变化点截面
162.
45163.
42112.
33146.
07159.
67159.
53165.
67161.62支点截面
156.
89147.
83118.
62141.
11104.
65104.
73109.
73106.
204.6短暂状况应力验算施工阶段构件在预加力和自重作用下的应力限制值，对简支梁，以跨中截面上、下缘混凝土正应力控制对跨中截面进行验算截面上、下缘混凝土正应力上缘（4-30）下缘（4-31）式中－计算结果表明，在预施应力阶段，梁的上缘不出现拉应力，下缘混凝土的压应力满足规范要求
4.7持久状况应力验算按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件，尚应计算其使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力及斜截面的主压应力计算时作用取其标准值，不计分向系数，汽车荷载应考虑冲击系数
4.
7.1跨中截面混凝土法向正应力验算（4-32）
4.
7.2跨中截面预应力钢筋拉应力验算（4-33）是按荷载效应标准值（对后张法构件不包括自重）计算的预应力钢筋重心处混凝土的法向应力（4-34）
4.
7.3斜截面主应力验算一般取变截面点分别计算截面上梗肋、形心轴和下梗肋处在标准值效应组合作用下的主压应力，应满足的要求
1.计算点几何特性按图4-18进行计算图4-18以上梗肋处为例阶段1D=
74.84-20-6=
48.84cm阶段2D=
72.43-20-6=
46.43cm同理可得不同计算点处的面积矩汇总于表4-32面积矩计算表表4-32计算点受力阶段A1×106mm2Yx1mmDmmS1×109mm3上梗肋处阶段
10.
3996636.
2488.
40.254226阶段
20.
4796614.
1464.
30.294522形心轴处阶段
10.
4925564.
624.
10.278043阶段
20.
5725552.
200.316112下梗肋处阶段
10.
20761038.
7791.
60.215634阶段
20.
23201062.
8815.
70.
2465702.公式（4-35）（4-36）（4-37）（4-38）a上梗肋处b）形心轴处c下梗肋处变截面处不同计算点剪应力汇总见表4-33变截面处不同计算点剪应力汇总表表4-33计算点正应力剪应力主拉应力主压应力上梗肋处
4.
500.58-
0.
074.57形心轴处
4.
850.611-
0.
0764.93下梗肋处
3.
320.476-
0.
0673.387最大主压应力这表明使用阶段正截面混凝土法向应力，预应力钢筋拉应力及斜截面主压应力满足规范要求
4.8变形计算
4.
8.1使用阶段的挠度计算使用阶段的挠度值，按短期荷载效应组合计算，并考虑挠度长期影响系数，对C40混凝土，=
1.60，刚度B0=
0.95ECW0预应力混凝土简支梁的挠度计算可忽略支点附近截面尺寸及配筋的变化，近似地按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面尺寸及配筋情况确定，即取B0=
0.95ECW0=荷载短期效应组合作用下的挠度值，可简化为按等效均布作用情况计算（4-39）自重产生的挠度值按等效均布荷载作用情况计算（4-40）消除自重产生的挠度，并考虑挠度长期影响系数后，使用阶段挠度值为计算结果表明，使用阶段的挠度值满足规范要求
4.
8.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置预加力引起的反拱近似地按等截面梁计算，截面刚度按跨中截面净截面确定，即取B0=
0.95ECWn=反拱长期增长系数采用=
2.0预加力引起的跨中挠度为（4-41）简化后（4-42）为跨中截面作用单位力P=1时，所产生的Ml图在半跨范围内的面积（4-43）（4-44），其中，近似取L/4截面的损失值为距支点L/3处的预应力钢束偏心距由预加力产生L/2反拱为将预加力引起的反拱与荷载短期效应影响产生的长期挠度值相比较可知由于预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，所以可以不设预拱度
4.9承载能力极限状态度计算
4.
9.1跨中截面正截面承载力计算计算图式如图4-19图4-
191.确定，按“公预规”第
3.
2.2条规定，对于T形截面受压区翼缘计算宽度，应取下列三者最小值；;因为所以不考虑承托影响故取
2.确定混凝土受压区高度判别中性轴的位置A.B.AB所以，中性轴x位于板翼板内，属于第一类T型计算x所以
3.正截面强度验算以基本组合控制设计，Mj=7040KNm构件抗弯强度Mu有（4-45）故主梁跨中截面满足强度要求，但需配置抗剪钢筋
4.
9.2斜截面抗剪承载力计算以距支点h/2截面和变截面的抗剪强度验算以基本组合控制，箍筋采用R335钢筋，直径8mm，双肢箍，间距Sv=200mm；距支点相当于一杯梁高范围内，箍筋间距Sv=100mm1距支点h/2截面斜截面抗剪强度验算
（1）截面抗剪强度上、下限复核（4-46）式中b——腹板宽度，b＝47cm——斜截面顶端截面的有效高度α2——预应力提高系数为
1.25Vd为验算截面处剪力组合设计值，按内插法得距支点h/2=1000mm处的Vd为所以，本设计主梁的T形截面尺寸符合要求
（2）斜截面抗剪强度验算斜截面抗剪承载力按下式计算（4-47）Vd为斜截面受压端正截面处的设计剪力为混凝土和箍筋共同的抗剪承载力为预应力弯起钢筋的抗剪承载力斜截面水平投影长度C=
0.6mh0m——斜截面受压区顶端正截面处的剪跨比令C=h0=200-
96.8=
103.2cm所以m=1/
0.6=
1.67内插得M=
1603.3KNmQ=
924.8KN实际C=102cm（4-48）式中----异号变矩影响系数，对简支梁，取
1.0----预应力提高系数，取
1.25----受压翼缘影响系数，取
1.1b-----斜截面受压端正截面处截面腹板宽度，距支点的距离为
203.2cm，内插b=
39.8cmP——斜截面内受拉钢筋的纵向配筋率——箍筋配筋率，（4-49）式中----在斜截面受压区端正截面处的预应力弯起钢筋切线与水平线的夹角说明主梁腹板宽度改变后的斜截面抗剪强度满足要求，同时表明上述配筋合理2变化点处斜截面抗剪承载力验算
（1）截面抗剪强度上、下限复核式中b——腹板宽度，b＝20cm——斜截面顶端截面的有效高度所以，本设计主梁的T形截面尺寸符合要求
（2）斜截面抗剪强度验算，说明截面承载力满足要求第5章下部结构设计
5.1确定墩台高度本设计为非通航河流，设计水位为
199.2m，根据标准图桥面标高为
201.9m，河床底部的局部冲刷取
1.27m，一般冲刷取12m桥面纵坡采用
1.5%的双坡以2号墩中心为纵坡的分界线，横坡采用
1.5%，梁高
2.00m，铺装层厚度
13.7cm梁与台之间设5cm伸缩缝，支座采用四氟板式橡胶支座，平面a×b=250×350mm，厚35mm一般冲刷标高Hp=
187.2m最大冲刷标高Hb=
185.93m
5.
1.1桥墩高度桥墩标高表表5-1单位:m墩号计算点1号墩2号墩3号墩盖梁顶标高
200.
13200.
58200.13盖梁底标高
198.
63199.
08198.63承台顶标高
194.
13191.
58191.13承台顶标高
192.
13189.
58189.13桩底标高
175.
13172.
58172.13墩高
6.
09.
09.0桩长
17.
017.
017.
05.
1.2桥台高度桥台标高表表5-2单位:m项台耳墙顶标高H1台帽顶标高H2侧墙顶标高H3承台顶标高H4桩顶标高H5桩底标高H6台高H桩长L左台
201.
78199.
68198.
48195.
78193.
78177.
786.
016.0右台
201.
78199.
68198.
48195.
78193.
78177.
786.
016.
05.2尺寸拟定，如图5-1；5-2（单位cm）
5.
2.1钻孔灌注桩桥台图5-
15.
2.2钻孔灌注桩双柱式桥墩图5-
25.3桩长计算
5.
3.1钻孔灌注桩桥墩（3#墩）
1.桥墩一根基桩顶竖直力地基为中密砂砾，地基土比例系数m=1500，3号墩高9米，所以取桥墩一根基桩顶竖直力p=248×
9.8=
2430.4KN
2.桩自重（设冲刷线以下深度为h）
3.桩的容许承载力（5-1）式中U——桩周长，考虑用旋转式钻机，成孔直径为
1.30m则U=
1.3=
4.08m——桩壁极限摩阻力，——土层深度，=h——考虑桩入土深度影响的修正系数，取=
0.7——考虑孔底沉淀层厚度影响的清底系数，取=
0.8A——桩底截面积A=——桩底土层允许承载力，取=400——深度修正系数，取=
5.0——土层的容重，取
11.8KN/m3已扣浮力——一般冲刷线以下深度，=+
1.27m则=
4.欲使桩的轴向承载力满足要求则令[P]≥Nh即
200.54h+
61.97≥
2520.96+
14.15h解之，得≥
13.20m
5.确定桩长为
13.2+
189.13-
185.93=
13.2+
3.2=
16.4m
6.确定桩底标高=
172.13m
5.
3.2钻孔灌注桩桥台（4#台）
1.桥台一根基桩顶竖直力地基为中密砂砾，地基土比例系数m=1500，4号台高6米，所以取桥墩一根基桩顶竖直力p=236×
9.8=
2312.8KN
2.桩自重（设冲刷线以下深度为h）
3.桩的容许承载力式中U——桩周长，考虑用旋转式钻机，成孔直径为
1.30m则U=
1.3=
4.08m——桩壁极限摩阻力，——土层深度，=h——考虑桩入土深度影响的修正系数，取=
0.7——考虑孔底沉淀层厚度影响的清底系数，取=
0.8A——桩底截面积A=——桩底土层允许承载力，取=400——深度修正系数，取=
5.0——土层的容重，取
11.8KN/m3已扣浮力——一般冲刷线以下深度，=+
1.27m则=
4.欲使桩的轴向承载力满足要求则令[P]≥Nh即
200.54h+
61.97≥
2403.36+
14.15h解之，得≥
12.56m
5.确定桩长为
12.56+
189.13-
185.93=
12.56+
3.2=
15.76m
6.确定桩底标高=
177.78m墩台标高表表5-3细部尺寸0#台1#墩2#墩3#墩4#台帽顶标高（m）
199.
68200.
13200.
58200.
13199.68承台顶面标高（m）
195.
78194.
13191.
58191.
13195.78桩顶标高（m）
193.
78192.
13189.
58189.
13193.78桩底标高（m）
177.
78175.
13172.
58172.
13177.78第六章施工方法桥梁的施工包括选择施工方法，本桥的施工所用的施工方法，充分地考虑了桥位的地形，环境因素、施工的安全性、经济性和施工速度等本桥采用后张法制梁，后张法制梁的步骤是先制作留有预应力筋孔道的梁体，待其混凝土达到规定强度后，再在孔道内穿入预应力筋进行张拉并锚固，最后进行孔道压浆并浇灌梁端封头混凝土
6.1桥梁的基础施工桥梁上部承受的各种荷载，通过桥台和桥墩传至基础，传出地基，基础是桥梁下部结构的重要组成部分左、右两侧桥台施工采取明挖基础至盖梁底端，桩基础采取钻孔灌注桩的施工方式桥梁
1.
2.3号桥墩是在枯水季节，水流速度较小时，以围堰方法，中间放置护筒，下部基础采取钻孔灌注桩的施工方法
6.
1.1钻孔灌注桩采用旋转钻
1.施工步骤1）准备工作准备场地埋设护筒（下埋式）制备泥浆安装钻机、钻架2）钻孔3）清孔及吊装骨架4）灌注水下混凝土5）钻孔桩水下混凝土的质量检验
2.施工工艺在桩位处理设护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用护筒内径应比钻头直径大10cm，埋入土中深度不宜小于
1.0～
1.5m在护筒顶部开设1～2个溢浆口在钻孔过程中，保持护筒内泥浆水位高于地下水位注入的泥浆密度控制在
1.1左右，排出的泥浆密度宜为
1.2～
1.4钻孔达到要求的深度后，测量沉渣厚度，进行清孔采用换浆法清孔，至换出泥浆的相对密度小于
1.15～
1.25时方为合格清孔后，应尽快吊放钢筋笼并水下灌注混凝土而成桩
3.注意事项混凝土必须拌合均匀；混凝土灌注必须连续作业，一气呵成；灌注过程中随时测量和记录孔内混凝土标高和导管入孔长度，提管时保证导管埋入混凝土3～5m的深度；灌注桩顶标高应比设计值预加一定的高度，此范围浮浆混凝土应凿除；水下混凝土强度应不低于设计强度
6.2桥梁墩、台施工
6.
2.1混凝土采用现场拌和，泵送运输
6.
2.2模板和支架模板和支架标志着梁体尺寸的精度，直接影响施工进度和混凝土的浇注质量，而且还影响到施工安全因此，模板和支架应符合下列要求1）具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载2）保证工程构造物的设计形状，尺寸以及部分相互之间位置的准确性3）构造和制作力求简单，装拆既要方便又要尽力减少构件的损伤，以提高周转次数4模板的接缝务必严密，以确保新浇混凝土在强烈振动不致漏浆
6.3装配式T梁的预制
6.
3.1主梁预制步骤
1.模板工作:制作T梁模板，包括底模、侧模、端模
2.钢筋工作:包括钢筋整直、切断、除锈、弯钩、焊接和绑扎成型但对预制装配式桥梁来说，在构件预制时还需设置各种预埋件，包括构件的接缝和接头部分的预埋角钩、预埋钢板、预埋钢筋等和吊点的吊环、预埋零件等，预埋构件需与构件骨架牢固连接
3.混凝土工作:包括混凝土的拌制、运输、浇筑、振捣、养护应保证运输过程中拌和物不离析和灰浆流失，塌落度损失不超过30％
6.
3.2主梁张拉预应力后张法预制工艺
1.高强钢丝束的制备本桥采用9φj
15.2钢绞线作为预应力筋钢绞线预应力筋是以盘条供应的，在使用前应进行预拉，以减少钢绞线的构造变形和应力松弛损失，并便于等长控制
2.孔道形成:抽拔橡胶管，抽拔要在混凝土初凝之后与终凝之前，待其抗压强度达4～5Mpa时方宜在梁体内预应力筋孔道所用的制孔器目前主要有三种，即铁皮管、金属波纹管和橡胶管前两种制孔器按预应力筋设计位置和形状固定在钢筋骨架中，本身便是孔道橡胶管制孔器也按设计位置固定在钢筋骨架中，待混凝土抗压强度达到4~8MPa时，再将制孔器抽拔出以形成孔道为了增加橡胶管的刚度和控制位置的准确，需在橡胶管内设置圆钢筋（又称芯棒），以便在先抽出芯棒之后，橡胶管易于从梁体内拔出对于曲线束筋的孔道，则用两段胶管在跨中对接，对接接头处套一段长为
0.3~
0.5m的铁皮管抽拔时，该段铁皮管留在梁内，橡胶管则从梁的两端抽拔出来
3.穿钢丝束根据穿束使用机具设备的种类，可分为人工穿束，卷扬机穿束，穿束机穿束本工程考虑不占用工期及尽量减少投资，采用人工后穿束法
4.预应力锚具采用HVM15-9型锚具
5.锚垫板:厚度应不小于12mm，施工时应严格控制使锚垫板与道中心线垂直，否则，张拉时垫板将对混凝土产生侧向分力，也使锚下混凝土劈裂
6.张拉设备穿心千斤顶
7.张拉工艺:张拉前需做好千斤顶和压力表的校验，与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量的计算，张拉顺序的确定和清孔、穿束等工作，应对千斤顶和油泵进行仔细检查，以保证各部分不漏油并能正常工作应画出油压表读数和实际拉力的曲线，确定预应力束中应力值和油压表读数之间的直接关系这一施工过程包括孔道检查与清洗穿预应力筋张拉力筋孔道压浆封锚固端混凝土等几道工序到此步骤才能算完成了装配式构件的制作孔道压浆的目的是保护预应力筋不受锈蚀，并使力筋与梁体的混凝土粘结成整体，共同受力，从而也减轻了锚具的受力用混凝土封固端部锚头除了达到防止锈蚀的目的外，还可以保持锚塞或者夹片不因在汽车运营中而被松动，以免造成滑丝的危险采用锥锚式千斤顶张拉其张拉程序是0→初应力（划线作标记）→105%σk持荷5min→σk→顶锚（测量钢丝伸长量及锚塞外露量）→大缸回油至初应力（测量钢丝伸长量及锚塞外露量）→0→给油退楔
8.孔道压浆和封锚孔道压浆是为了保护预应力筋不致锈蚀，并使力筋与混凝土梁体粘结成整体，从而既能减少锚具的受力，又能提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性后张法制作预应力构件基本工艺流程，见图6-1图6-
16.4预应力混凝土梁的运输和安装
1.从工地预制场至桥头处的运输，称为场内运输，通常需要铺设钢轨便道，在预制场地先用龙门吊机或木扒杆将预制构件装上平车后，再用绞车牵引运低桥头当采用水上浮吊架梁时，还需要在河岸适当位置修建临时栈桥（码头），再将钢轨便道延伸到这里，以便将预构件运上驳船，再开往桥孔下面进行架设从预件厂至施工现场的运输称场外运输，通常用大型平板车、驳船或火车等运输工具不论属于哪类运输方式，都要求在运输过程中，构件的放置要符合受力方向，并在构件的两侧采用斜撑和木楔加以临时固定，防止构件发生倾、滑动或跳动造成构件的损坏
2.预制梁的安装是施工中的关键性工序本桥采用联合架桥机法，此法适用于架设中、小跨经的多跨简支梁桥，其优点是不受水深和墩高的影响，并且在作业过程中不阻塞河道联合架桥机架梁操作如下图6-1所示是用联合架桥机架梁的示意图，其架梁操作步骤是
（1）用绞车纵向拖拉导梁就位；
（2）用托架将两个门式吊机移至待架桥孔两端的桥墩上；
（3）由平车轨道运预制梁至架梁孔位，再由门式吊机将它起吊、横移并落梁（图6-1）
（4）将被导梁临时占住位置的预制梁暂放在已架好的梁上；
（5）待用绞车将导梁移至下一桥孔后，再将暂放一侧的预制梁架设完毕如此反复，直到将各孔主梁全部架好为止此法适用于孔数较多和较长的桥梁时才比较经济在桥头拼装钢导架，铺设钢轨，并用绞车纵向拖拉导梁就位；拼装蝴蝶架和门式吊机，用蝴蝶架将两个门式吊机移运至架梁孔的桥墩（台）上；由平车轨道运送预制梁至架梁孔位，将导梁两侧可以安装的预制梁用两个门式吊机起吊、横移并落梁就位将导梁所占位置的预制梁临时安放在已知架设的梁上；用绞车纵向拖拉导梁至下一孔后，将临时安放的梁架设完毕；在已架设的梁上铺接钢轨后，用蝴蝶架顺次将两个门式吊车托起并运至前一孔的桥墩上如此反复，直至将各孔梁全部架设好为止后张法制作预应力构件基本工艺流程，见图6-2图6-2联合架桥机安装预制梁在桥头拼装钢导架，铺设钢轨，并用绞车纵向拖拉导梁就位；拼装蝴蝶架和门式吊机，用蝴蝶架将两个门式吊机移运至架梁孔的桥墩（台）上；由平车轨道运送预制梁至架梁孔位，将导梁两侧可以安装的预制梁用两个门式吊机起吊、横移并落梁就位将导梁所占位置的预制梁临时安放在已知架设的梁上；用绞车纵向拖拉导梁至下一孔后，将临时安放的梁架设完毕；在已架设的梁上铺接钢轨后，用蝴蝶架顺次将两个门式吊车托起并运至前一孔的桥墩上如此反复，直至将各孔梁全部架设好为止
6.5桥台桥后填土桥台背后填土应用透水性土，填土应在接近最佳含水量的情况下分层填筑和夯实，每层压实厚度不超过20～30cm，密实度一般应达到路基施工规范要求，锥坡填土与台背填土应同时进行
6.6桥面附属工程
6.
6.1伸缩缝伸缩缝的位置，构造应按设计规定办，施工时应注意能保证上部结构自由伸缩并能承受车辆荷载作用，经久耐用
6.
6.2泄水管设置的位置应伸出结构物底面10～15cm
6.
6.3人行道必须在人行道梁锚固后方可铺装，无锚固应按照由里向外的顺序铺装
6.
6.4栏杆必须在人行道板铺设完毕后方可安装，安栏杆柱时，必须全栏对直，校正垂直后用水泥砂浆装填缝固定施工流程图见图6-3图6-3参考文献
[1]公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004中国人民共和国行业标准.人民交通出版社，2004年10月
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ021-85人民交通出版社，1985年
[3]公路工程技术标准JTJ01-88人民交通出版社，1988年
[4]叶镇国.水力学与桥涵水文人民交通出版社，2003年6月
[5]姚玲森.桥梁工程人民交通出版社，2004年4月
[6]易建国.混凝土简支梁（板）桥（第二版）人民交通出版社，2001年5月
[7]胡兆同，陈万春.桥梁通用构造及简支梁桥人民交通出版社，2001年3月
[8]叶见曙.结构设计原理人民交通出版社，2003年6月
[9]张树仁.钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理人民交通出版社，2004年
[10]王晓谋.基础工程（第三版）人民交通出版社，2003年8月
[11]刘效尧，朱新实.预应力技术及材料设备人民交通出版社，1998年致谢通过本次桥梁设计，我掌握了相关的桥梁设计步骤对桥梁设计总体概况有了系统性的了解，同时，在这次设计中，我学会了利用资料解决问题，也熟悉了计算机绘图的原理和操作方法，这加深了我对桥梁工程基本理论和重要概念的理解，也让我熟悉具体工程设计的计算内容和步骤，方法等等，使我能把理论和实践能较好较快地结合起来独立完成这次毕业设计，为今后从事桥梁工程施工和管理打下了良好的基础在设计中我遇到了很多的困难，但是在王丽荣老师和路桥系各位老师的热心指导帮助下，我都克服了在此表示衷心的感谢！这次桥梁工程毕业设计的顺利完成锻炼了我的独立分析问题和解决问题的能力同时也增强了我对路桥事业的热爱相信我以后会为我国的桥梁工程建设做出一定的贡献由于本人能力有限，考虑不周，设计当中肯定会有一些错误，请各位老师指导批评附录桥梁结构采用无粘结预应力混凝土之我见龚卓群黑龙江工程学院2005年6月桥梁结构采用无粘结预应力混凝土之我见摘要本论文通过对有粘结预应力混凝土技术和无粘结预应力混凝土技术的比较，绍了无粘结预应力混凝土的性能、强度及受力变形特点分析了无粘结预应力混凝土结构的静载强度、裂缝、挠度、疲劳强度等结构行为从技术的角度讨论了无粘结预应力混凝土结构应用于桥梁工程的可行性在此基础上，通过实例，比较了有粘结预应力和无粘结预应力在桥梁应用中的差别以此突出无粘结预应力混凝土技术在桥梁应用中的优越性从而促进无粘结预应力技术在桥梁工程中的应用关键词桥梁结构；无粘结预应力混凝土；有粘结预应力混凝土；性能Abstract:Thispaperintroducesthepropertyintensionandcharacteristicofdistortionafterforceexertingofunbondedprestressedconcreteincludingcomparingthedifferencebetweenbondedprestressedconcreteandunbondedprestressedconcrete.Basedontheanalysisoftheperformenceofprestressedconcretewithunbondedthefeasibilityofapplyingprestressedconcretewithunbondedtendondstobridgeengineeringisanalysedsothattheuseofprestressedconcretewithunbondedtendondsisspreaded.Besidesthisthispaperalsocomparesthedifferencebetweenbondedprestressedconcreteandunbondedprestressedconcreteonusingtobridgeengineeringthroughexampleinordertodisplaytheoutstandingofunbondedprestressedconcrete.Thentheunbondedprestressedconcretetechniquewillbepromotedinbridgeengineering.Keywords:bridgeengineering;unbondedprestressedconcrete;bondedprestressedconcrete;performance一概述随着科学技术的发展和现代预应力混凝土结构理论的逐步完善、土建业技术水平的提高，许多新技术、新工艺已逐步应用到土建施工中来这些新技术、新工艺的应用，不仅使得施工工艺大为简化，同时也使得许多复杂的结构难题得以解决，后张无粘结预应力混凝土技术就是我国近十多年发展起来的一项新技术基于无粘结预应力混凝土结构在材料、工艺、施工机具、设计理论及方法方面都取得极大的进展，目前无粘结预应力混凝土结构已被日益广泛地应用于土木工程各个领域，其优良的结构性能适应了现代结构形式多样性和复杂性的发展趋势二无粘结预应力混凝土的发展概况无粘结部分预应力混凝土，集部分预应力混凝土性能和无粘结预应力技术为一体，是一种施工方便、经济合理的新的预应力形式也是我国结构工程重点推广的科学技术项目之一近年来，国内外对无粘结预应力技术的研究十分重视，从理论上和实践中都证明了无粘结部分预应力混凝土不仅可以用于高层、超高层、大跨度房屋建筑，也可以应用于桥梁工程因此，目前世界上已有许多国家和地区的设计规范中都纳入了无粘结预应力技术的内容虽然我国《公路桥梁设计规范》还未列入此项技术，但全国交通部门对该项技术在公路桥梁中的应用研究十分活跃工程实践证明，无粘结预应力混凝土技术在桥梁工程中的应用具有广阔的前景早在20世纪20年代德国的R·Farber就提出了采用无粘结预应力筋的概念并取得了专利但当时并未推广直到40年代后期才开始用于桥梁结构现在，在桥梁工程中，国外较为盛行的是应用无粘结预应力混凝土逐孔拼装施工工艺建造连续梁特别是体外无粘结预应力混凝土桥梁更是首选桥梁结构型式近十年多来，后张无粘结预应力技术在我国发展迅速，并正在获得越来越多的应用
[1]目前，在我国高等级公路和城市道路建设中，中等跨度桥梁建筑占有相当大的比重据有关资料统计，16m、20m、25m跨度桥梁占60%以上例如，北京至塘沽高速公路，修建桥梁58座，16m到25m跨度的桥梁占90%；河南省开封至洛阳高速公路，全长近200km10m、16m、20m、跨度的桥梁占60%以上；福建厦门至漳州48km高速公路，全部采用16m、20m空心板，共计桥梁34座，长度达3209延米；郑州柳林立交桥投资近2个亿，跨度仍采用20m空心板连构体系
[2]在众多的中等跨度桥梁中，其基本结构体系多采用有粘结全预应力混凝土空心板和T型简支梁加桥面连续虽然这些结构极大地改善了混凝土结构的抗裂性能提高了构件的刚度并且使高强度材料得到了充分的发挥，具有施工技术熟练、实用性强、节省造价等优点，但同时也存在如下不足1预应力混凝土结构高强材料用量多，破坏性视为脆性破坏；2预应力混凝土板梁施加预应力大，结构反拱度大，特别是在混凝土徐变、收缩性影响下，反拱度继续增大影响桥面铺装和桥梁的使用性能有时由于过大预应力常导致构件沿钢丝方向产生不闭合的纵向裂缝和锚下混凝土裂缝甚至是构件遭到破坏3有粘结预应力施工会因灌浆工艺的不完善、缠丝施工，由于钢丝布置过密导致喷浆与混凝土两层皮，而引起预应力钢筋锈蚀而导致对预应力混凝土结构耐久性的担忧4先张法预应力混凝土板用于大批量生产是经济的，当桥梁梁数不多时，采用先张法施工工艺，则需要花费相当数量的资金建造大型张拉台座和吊装设备，增加桥梁造价5后张预应力混凝土板梁需要预留孔道、穿束、张拉、灌浆，施工工艺复杂，同时为了满足预留孔道和梁端锚固的需要，增加了板的自重和厚度6实践证明，预应力混凝土空心板高强材料用量多，经济指标偏高，预应力混凝土T梁建筑高度高，梁体自重大，桥梁安装困难，增加了路基填土高度综合分析预应力混凝土板梁的优缺点，为了更广泛的推广高效预应力混凝土的新技术、新材料、新工艺，节省公路建设中桥梁的总体造价，交通部门各界人士学者，根据空心板建筑高度低、施工方便和T型梁翼板宽、节省材料等特点，运用部分预应力混凝土、无粘结预应力技术等最新成果，开展了无粘结部分预应力混凝土在公路桥梁中的研究这种研究对新技术的推广和应用于实际起到很大的作用
[3]，
[4]三无粘结预应力混凝土性能的介绍无粘结部分预应力混凝土，它作为一种新技术，其工艺不同于有粘结预应力的以往做法无粘结部分预应力混凝土指的是采用无粘结预应力钢筋经涂抹防锈油脂、用聚乙烯材料包裹制成专用的无粘结预应力筋和普通钢筋混合配筋的部分预应力混凝土施工时无粘结预应力钢筋可如同非预应力钢筋一样按设计要求铺放在模板内然后浇筑混凝土待混凝土达到设计要求强度后再张拉锚固此时无粘结预应力钢筋与混凝土不直接接触不能形成一个均匀的整体形成无粘结状态在外荷载作用下该结构中预应力筋束与混凝土横向、竖向存在线变形协调关系在纵向可以相对周围混凝土发生纵向滑移无粘结预应力混凝土指的是采用无粘结预应力钢筋和普通钢筋混合配筋的预应力混凝土结构其设计理论与有粘结预应力混凝土相似增设的普通受力钢筋是为了改善其结构的性能避免构件在极限状态下发生集中裂缝无粘结部分预应力混凝土是继有粘结预应力混凝土和部分预应力混凝土之后又一种新的预应力形式大量实践研究表明无粘结部分预应力混凝土结有如下优点1使用性能好在使用荷载作用下容易做到挠度和裂缝的控制减少预应力构件的反拱度在极限状态下由于采用无粘结预应力筋束和普通构件混合配筋避免较大集中裂缝出现具有与粘结部分预应力混凝土相似的力学性能2结构自重减轻后张无粘结预应力混凝土结构不需要预留孔道减薄结构底板和腹板尺寸自重轻有利于减轻下部支承结构墩台、基础的荷载和降低造价3施工简便速度快施工时无粘结预应力钢筋同非预应力钢筋一样按实际要求铺设在模板内然后浇筑混凝土待混凝土达到一定强度后进行张拉、锚固、封堵端部它无需预留孔道、穿筋、灌浆等复杂工序简化了施工工艺加快了施工进度同时它可以预制也可以现浇特别适应于构造比较复杂的曲线布筋构件和运输不便、施工场地狭小的桥梁建筑4抗腐蚀能力强涂有防腐油脂外包塑料套管的无粘结预应力筋束具有双重抗腐能力5防火性能可靠现浇后张平板结构的防火试验和火灾灾害表明只要具有适当的保护层厚度与板的厚度防火性能是可靠的一些国际标准与规范对板的最小厚度与最小保护层厚度都做了规定6抗震性能好试验和实践表明在地震火灾作用下无粘结部分预应力后张结构承受大幅度位移时无粘结预应力筋一般始终处于受拉状态不像有粘结预应力筋可能由受拉转为受压无粘结预应力筋承受的应力变化幅度较小可将局部变形均匀地分布到钢筋全长上使无粘结筋的应力保持在弹性阶段并且部分预应力构件中配置的非预应力普通钢筋使结构的能量消耗能力得到保证并仍保持良好的挠度恢复性能7应用广泛无粘结预应力体系可广泛用于简支板梁、连续梁、预应力拱桥、高速公路高架桥、桥梁下部结构、灌注桩墩台中也可应用于城市桥梁建筑和旧桥加固工程中鉴于无粘结预应力混凝土的以上优点，它很适合板式结构，所以在桥梁板式和箱式桥中也显示出强大的生命力四有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土的比较
1.静载强度
[5]，
[6]构件的强度是工程技术人员最为关心的结构性能指标，通常在设计时均需对正截面强度、斜截面强度进行设计和校核对于无粘结预应力混凝土来说，由于无粘结预应力筋与混凝土之间可以产生相对滑动，预应力筋的应变沿长度方向是均匀分布的，理论分析和试验研究均已证明这一点，由于这一特点，当构件破坏时，预应力筋一般达不到其条件流限，故抗弯强度比有粘结预应力梁要低一些，强度约低10%~25%但对于无粘结部分预应力混凝土梁，因其采用无粘结预应力筋和普通钢筋混合配筋，改善了无粘结预应力混凝土梁的破坏特性，具有与有粘结部分预应力混凝土梁相似的性能无粘结部分预应力混凝土梁配置一定数量非预应力粘结筋，且两种配置的非预应力受拉钢筋在极限状态下的拉力，不低于预应力筋和非预应力筋在极限状态下拉力之和的25%，这对改善无粘结梁的使用性能非常有利的这种混合配筋的无粘结部分预应力混凝土梁与同条件有粘结梁相比，其变形和裂缝开展情况相似在纯弯曲阶段，裂缝细而密，达到极限状态时，普通有粘结钢筋屈服，受压区混凝土应变达极限压应变时，梁呈弯曲破坏特征当无粘结部分预应力混凝土梁采用无粘结预应力钢绞线和有粘结钢绞线混合配筋时，在相同条件下，无粘结部分预应力混凝土梁与有粘结部分预应力混凝土梁相比，其工作性能、强度和延性相同或者更好，加在无粘结梁上非预应力钢筋的最小面积的
0.4%，非预应力粘结钢筋将保证满足无粘结梁的工作性能，并保证梁在开裂后仍为受弯构件而不是矮系杆拱对于斜截面来说，由于无粘结预应力筋与梁体分开，梁的整体性减弱，无粘结预应力筋的销栓作用比有粘结预应力筋小，对斜裂缝的约束也不如有粘结预应力筋，所以无粘结梁的抗剪强度也要低一些，但研究表明，大约比有粘结梁抗剪强度低17%这一不足，在必要时也可通过适当配置有粘结普通钢筋来弥补
[7]以上分析表明，无论是正截面强度还是斜截面强度，无粘结预应力梁均与有粘结预应力梁相差不多，并且预应力结构在一般情况下由正常使用极限状态控制设计，故静载强度稍低于有粘结预应力梁，对无粘结预应力的应用影响并不大当无粘结预应力混凝土配置有粘结钢筋时，具有与有粘结部分预应力混凝土梁相似的性能
[8]
2.裂缝的出现及发展
[9]，
[10]众所周知，混凝土的裂缝问题是一个比较复杂的问题，其原因之一就是影响裂缝宽度的因素较多，且各影响因素带有较大的随机性裂缝的出现和发展也是结构行为的重要方面无粘结筋和有粘结普通钢筋混合配筋的无粘结部分预应力混凝土结构与有粘结部分预应力混凝土结构的区别就在于，无粘结预应力筋与周围的混凝土不粘结，在荷载作用下，无粘结筋可以相对混凝土发生滑移因此，在构件弯曲变形中，截面的整体变形不符合平面协调该构件就像在普通的钢筋混凝土内部增设一个预应力拉杆，由于其预应力的存在，无粘结部分预应力混凝土与钢筋混凝土相比，其抗裂性能有显著的提高在有粘结部分预应力混凝土梁中，随着截面弯矩的增长，梁体下缘的应力变成拉应力，然后，受拉区应力塑性发展形成近似于矩形的应力分布图当梁体的使用弯矩大于构件的开裂弯矩时，出现开裂无粘结部分预应力混凝土构件与有粘结部分预应力混凝土相比，由于无粘结筋的存在将削弱构件截面，减少抵抗矩但只要非预应力钢筋配置适当，其裂缝的发展过程与相同条件的有粘结梁相比并无明显差异，裂缝较细小分布较均匀同时，无粘结部分预应力混凝土采用的无粘结预应力筋内部涂敷防腐润滑脂，外层有高密度聚乙烯套保护，而且还有一定厚度的配置了有粘结非预应力筋的混凝土保护层，其保护措施优越于有粘结部分预应力混凝土梁为确保结构安全，可以采用有粘结部分预应力混凝土梁的裂缝宽度限制条件3疲劳强度
[11]，
[12]a.正截面疲劳强度正截面疲劳破坏是由主筋疲劳断裂引起的由于无粘结预应力筋的应力沿长度方向是均匀分布的，在破坏截面处，无粘结预应力筋的应力变化幅度小于有粘结预应力筋，所以，从理论的角度来分析，二者的疲劳强度应该是相近的，但由于无粘结梁中普通钢筋的疲劳强度比有粘结梁中预应力筋的疲劳强度低一些，无粘结梁的疲劳强度要略低一些，锚具一般也不会发生疲劳破坏无粘结预应力结构的疲劳问题并不会比有粘结梁严重，正截面疲劳不控制设计，疲劳荷载的作用也不会影响构件的静载强度b.斜截面疲劳强度:无粘结预应力混凝土梁的疲劳破坏是由箍筋的疲断引起的，其疲劳强度较低，仅约为静载强度的一半左右，在使用中有可能发生疲劳破坏有两条途径可解决这个问题，其一，在进行斜截面设计时，以疲劳来控制设计;其二，通过主应力验算，确保结构在使用中不发生斜裂缝，从而避免发生疲劳破坏
[13]
[14]可见，只要措施得当，斜截面疲劳强度较低的缺点是可以克服的，而正截面疲劳本来就不控制设计，因此，疲劳问题不会成为无粘结预应力混凝土结构应用于桥梁工程的障碍
4.预应力损失预应力损失的大小是影响预应力混凝土结构性能的重要因素，也是应力验算中的重要内容研究表明
[15]，无粘结预应力混凝土梁的预应力损失并不比有粘结预应力混凝土大很多，现已有相应的规范条文可为设计计算提供依据预应力筋的松弛损失可导致梁开裂，且锚下混凝土的徐变比其他部分大，为此会加速钢筋的松弛就这一问题讨论如下:首先松弛损失在无粘结预应力筋和有粘结预应力筋中都存在，并非无粘结预应力筋所特有，以此作为影响无粘结预应力混凝土推广的重要原因似为不妥;其次，松弛损失是有一定限度的，对于无粘结梁来说，松弛损失约为
0.05бK，在整个预应力损失中所占的比例约为10%~20%，笔者认为只要设计得当，
0.05бK这样大的预应力损失不会导致主梁开裂;第三，锚下混凝土的高应力区较小，由圣文南原理可知，沿梁长方向，一般不会超过梁高，即使该区域内混凝土的徐变比其他部分大一些，也不至于会对预应力损失产生较大影响五方案比较
[16]
[17]在这次毕业设计中，本人为了对无粘结预应力混凝土性能有更深的了解，在进行有粘结预应力桥梁设计的同时，我还对所设计的桥采用了不同的设计方案，在导师的指导下，我尝试了无粘结预应力混凝土在桥梁设计中的应用，在对同一座桥采用两个不同设计方案的过程中，使我对有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土在桥梁设计中的应用有了比较性的理解使我发现有粘结预应力作为一种认可的技术，固然有其优势，但无粘结部分预应力混凝土，作为一种新技术，在经过不断的研究和实践，完全有其独特之处下面，我就把设计中对有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土进行比较所得的结论写在下面同时也来谈一下我在学习过程中对无粘结预应力混凝土的认识首先，先介绍一下所设计桥梁的概况1设计资料
（1）桥面净空净-9附2×
1.5m人行道
（2）设计荷载公路Ⅱ级人群荷载
3.0KN/m2
（3）主要结构尺寸标准跨径Lb=30m（墩中心距离），主梁全长为
29.96m计算跨径Lf=
29.16m，主梁高度h=2000mm主梁间距S=2200mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1800mm现浇段宽为400mm全桥由5片梁组成2主梁横断面形式为了便于比较，有粘结于无粘结T梁截面相同，如图所示跨中截面
3.结构设计
[18]1钢束估算与布置无粘结部分预应力T梁在计算时，采用名义拉应力法，，全跨采用24束无粘结预应力筋，均为7Φj
15.2的钢绞线，其中中间6根弯起，角度均为12o，其余18根直线配筋在无粘结筋下布置14ф20的普通粘结钢筋有粘结预应力T梁全跨采用27根7Φj
15.2的钢绞线分3束放置，弯起角度分别为12o、12o、6o2截面强度
1.正截面强度验算无粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土
2.斜截面抗剪承载力无粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土从上述比较中可以看出，有粘结预应力混凝土T梁的跨中截面承载力确实大于无粘结预应力混凝土T梁，同时，斜截面抗剪承载力也大于无粘结预应力混凝土T梁，但是由于在无粘结预应力混凝土梁中配置了粘结钢筋，改善了梁的抗弯和抗剪性能，其差值并不是很大，而且，无粘结预应力混凝土T梁在减少预应力筋的同时，在承载能力极限状态验算时同样满足了要求，这对节省桥梁的工程造价方面是很有利的3截面应力验算
1.持久状况应力验算a.跨中混凝土法向正应力无粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土b.跨中预应力筋拉应力有粘结预应力混凝土满足要求有粘结预应力混凝土c.斜截面主应力验算无粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土在持久状况应力验算中，无粘结预应力混凝土T梁跨中混凝土法向应力比有粘结预应力混凝土T梁跨中混凝土法向应力大约1MP，而对于跨中预应力钢筋的拉应力却相差无几
2.短暂状况应力验算无粘结预应力混凝土上缘混凝土下缘混凝土有粘结预应力混凝土上缘混凝土下缘混凝土在短暂状况应力验算中，无粘结预应力混凝土T梁上下缘混凝土的应力均和有粘结预应力混凝土T梁一样，未超过规定范围结语通过以上的比较，可以看出，对于目前使用的混合配筋的无粘结预应力混凝土梁来说，其结构行为和使用性能与相同条件下的有粘结梁相比并无太大差异，在各项检验指标方面都满足了技术标准要求虽然某些指标还不如有粘结预应力那样完善，还存在一些缺点，但都可通过适当的构造措施来避免而且无粘结预应力作为一种新技术，施工简便，有其独特的优势，有良好的技术经济效益，是一种值得大力推广的结构相信在不久的将来，无粘结预应力混凝土技术能广泛运用到桥梁结构中参考文献
[1]肖长礼.无粘结部分预应力混凝土技术回顾与展望河南交通科技，1991年1期
[2]肖长礼.无粘结部分预应力混凝土低高度箱梁设计计算书科技鉴定文件，1996
[3]肖长礼.后张无粘结部分预应力混凝土公路桥人民交通出版社，1995
[4]陶学康.无粘结预应力混凝土设计与施工地震出版社，1993
[5]中国土木工程学会.部分预应力混凝土设计建议中国铁道出版社，1985
[6]肖光宏，江炳章，郭健.有粘结部分预应力混凝土梁与无粘结部分预应力混凝土梁斜抗剪强度的比较重庆交通学院学报，1996
[7]江炳章.无粘结部分预应力混凝土梁的斜截面抗裂能力重庆交通学院学报，1991
[8]DesignofprestressedconcretesN.nilson，1987
[9]AdditionedstrainsinunbondedtendonsduringloodinglvanyiGMagazineofconcreteresearchvol37No130，1985
[10]GotthardFranzKonstruktionslehredesStahlbeton Spring-VerlagBerlin1964
[11]车惠民.无粘结部分预应力混凝土梁抗弯设计准则桥梁建设，1992
[12]江炳章.无粘结部分预应力混凝土梁斜截面抗剪强度的试验研究重庆交通学院学报，1991
[13]文明秀，赵国潘，陈晓宝.无粘结部分预应力混凝土梁裂缝宽度的试验研究建筑结构学报，1991
[14]江炳章，龚尚龙.无粘结部分预应力混凝土梁的疲劳抗剪强度试验研究重庆交通学院学报，1996
[15]刘灿晖.无粘结部分预应力混凝土梁斜截面疲劳强度的试验研究重庆交通学院硕士论文，1995
[16]王丽荣.公路无粘结预应力混凝土技术应用研究哈尔滨建筑大学交通学院，1998
[17]无粘结预应力设计规程中国建筑工业出版社，1993
[18]无粘结预应力混凝土结构技术规程中国计划出版社，1993致谢由于本人水平有限，经验不足，因此很难在短时间内完成一篇有水平的论文，但是我还是竭尽全力来撰写此篇论文在论文撰写的过程中，我遇到了很多困难，导师王丽荣和土木工程系的各位老师都给了我很大的帮助，在此表示感谢PAGE85。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
