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'桥梁设计咸旬高速泾河大桥结构设计学生:马亮专业班级:土木111指导教师：张鹏摘要：预应力混凝土连续箱梁桥结构刚度大，动力性能好，而且主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车，连续梁在活载作用下时，因主梁连续会产生支点负弯矩，对跨中正弯矩也会有卸载作用，其弯矩分布较合理。现阶段在公路桥梁工程中应用非常广泛。通过得到的数据，本设计首先根据桥址处原始资料以及道路等级进行桥型方案设计，我决定采用了连续小箱梁桥、梁拱桥、变截面连续梁桥等三个方案进行桥型方案的比选，继而本着结构受力合力、安全舒适、经济美观的原则，最终选择连续小箱梁桥作为推荐方案。我推荐方案采用简支转连续的施工方法，首先预制主梁后吊装施工成连续梁，在主梁上采用等高度变截面的箱形梁，我打算跨径设计为30米。主桥分六等跨，引桥分四等跨，全长260米。在此次设计计算中，我首先拟定主要构件的截面尺寸；继而计算主梁截面的几何特征值和控制截面的设计内力及其在承载能力极限状态下相应的内力组合值；接下来进行配筋计算，我的方案是采用后张法预应力钢束施工的施工工艺，接着估算预应力钢束的数量并对其进行布置。然后根据规范要求，进而进行预应力损失的计算得到有效预应力值。在最后，将按照正常使用极限状态进行截面强度验算和应力验算；经过验算结果表明，该桥强度、应力等均满足规范限值要求，全桥结构和安全可靠。关键词：预应力；连续箱梁；方案比选 XIANXUNHIGHSPEEDJINGHERIVERBRIDGESTRUCTUREDESIGNStudent:MaLiangProfessionalGrade:Civil111Instructor:ZhangPengAbstract:prestressedconcretecontinuousboxgirderbridgestructurestiffness,dynamicperformancegoodanddeformationofmainbeamdeflectioncurveisgentle,isconducivetohighspeeddriving,continuousbeamunderliveload,becauseofthecontinuousgirderwillproducethefulcruminthenegativemoment,onthecrossinthepositivemomentwillalsouninstall,themomentdistributionmorereasonable.Atpresent,theapplicationofhighwaybridgeengineeringisveryextensive..Throughthedataobtained,thefirstaccordingtothebridgesiteattherawmaterialsandthegradeoftheroadbridgedesign,Idecidedtobridgeschemeselection,thenthepurposeofstructurestressforce,safetyandcomfort,aesthetic,economicprinciples,thefinalchoiceofcontinuousboxgirderbridgeisrecommendedbythecontinuousboxgirderbridge,LiangGongqiao,variablecross-sectioncontinuousgirderbridgewiththethreeschemes.Irecommendschemebysimplysupportedcontinuousconstructionmethod,firstprecastgirderhoistingconstructionascontinuousbeam,onthemainbeamwithhighlyvariablecross-sectionboxbeam,Iintendtodesignspanof30meters.Thesixcross,fourspanbridge,atotallengthof260meters.InthedesignandcalculationoftheIfirstproposedthesectionsizeofthemaincomponents;thencalculatethegeometriccharacteristicsofthemaingirdercross-sectionvaluesandthecontrolsectionoftheinternaldesignandinthestateofultimatebearingcapacityvalueofthecombinationofinternalforceofthecorresponding;thenextreinforcementcalculation,myplaniscollectedintheconstructionprocessofposttensionedprestressedsteelbeamconstruction,thenestimatesthenumberofprestressedsteelbeamandthelayout.Andthen,accordingtothespecification,theprestresslossiscalculated..Inthelast,accordingtothenormaluselimitstateweresectionstrengthcalculationandstresscheck;afterthecheckingresultsindicatethat,thestrengthofthebridge,stresscouldmeetthestandardlimitrequirements,thefullbridgestructureandsafeandreliableKeywords:prestressedconcrete,continuousboxgirder,schemecomparisonandselection 第3页咸旬高速泾河大桥结构设计第一章绪论咸旬高速公路，这条高速路是陕西省规划建设的“2367”高速公路网中六条辐射线之一，也是关中—天水经济区重大基础设施项目之一，不仅是咸阳市第一次建设高速公路，而且是咸阳有史以来投资规模最大、建设里程最长、建设规格最高的大型基础设施项目中文名咸旬高速公路外文名Xianyang-XunyiExpressway别名咸旬高速所属地区陕西关中目录1.咸旬高速公路概况咸旬高速创造了两个第一：第一个第一是把旬邑融入西安2小时生活圈，第二个第一：咸旬高速公路是陕西省规划建设的“2637”高速公路网中六条辐射线之一，它起于咸阳市秦都区马庄镇福银高速互通式立交，经泾阳县桥底镇、兴隆镇、口镇，淳化县石桥乡、大店乡至淳化县城，沿县城西北升坡上塬，经润镇、十里塬乡、胡家庙乡，旬邑县土桥镇、排厦乡，止于该县赤道乡，与306省道相接，全长94.615公里。它在马庄镇至口镇段采用设计速度100公里/小时，六车道高速公路标准，路基宽度26米；口镇至赤道段设计速度80公里/小时，路基宽度24.5米。沿途要建设44座桥梁、16条隧洞、8处互通式立交，设1处服务区、2处停车区、6处匝道收费站。咸旬高速公路项目估算总投资57.91亿元。此工程连接了秦都、泾阳、淳化、旬邑4县区，穿越了咸阳南、中、北三大产业带，在对于完善咸阳市公路网结构、加快沿线城镇化进程、促进旅游业发展和矿产资源开发，带动山区群众脱贫致富都具有深远的影响和重大的战略意义。2.咸旬高速公路规划全国政协委员、省政协副主席、民革陕西省委会主委李晓东，他在全国政协十一届三次会议上，建议国家交通运输部将咸旬高速公路工程列入国家高速公路网规划 第3页咸旬高速泾河大桥结构设计。李晓东说，咸旬高速公路是陕西省规划建设的“2637”高速公路网中六条辐射线之一的西旬线的重要路段。咸旬高速公路向西在陕西彬县与福银高速公路相连，可成为福银高速彬县至西安、咸阳的第二通道；向北在陕甘界与国道211相接，经甘肃省庆阳市至银川，可成为福银高速西安、咸阳至银川的第二通道。咸旬高速公路的建设，对于完善陕西省高速公路网、缓解区域交通压力、加速商品流通、加快煤炭、旅游等资源开发，促进区域经济快速发展意义重大。咸旬高速公路起于陕西咸阳秦都区马庄镇福银高速互通式立交，经咸阳渭城区、礼泉县、泾阳县、淳化县，止于旬邑县赤道乡，与西省道306相接，全长94.615公里。按双向四车道高速公路标准设计，马庄至口镇段采用设计速度100km/h，路基宽度26米；口镇至赤道段采用设计速度80km/h，路基宽度24.5米。工程采取政府投资和银行贷款建设，计划投资62.69亿元，其中资本金15.67亿元，银行贷款47.02亿元。通过多方努力，目前陕西省咸阳市已落实资本金近6亿元，尚有近10亿元缺口。将咸旬高速公路工程列入国家高速公路网规划，对于咸旬高速公路向甘肃方向延伸，连接了福银高速、G312、G211、咸北路、关中环线、S306等6条主要公路，与规划中的西咸北环线、大凤高速、合凤高速及对接甘肃的4条高速公路相连，咸旬高速对旬邑进一步融入大西安经济圈，促进区域经济全面、迅速协调发展，完善陕西省高速公路网，缓解区域交通压力具有重要意义3.咸旬高速公路预计建成2013年3月咸旬高速建设项目移交陕西省交通厅，为该项目在更大范围内融资、更高层面推动、更快速度建设创造了非常重要的条件。预计于2014年底通车。咸旬高速创造了两个第一咸旬高速全长94.615公里，桥隧总长17.377公里，其中的三水河（旬邑境内）特大桥墩高183m，是中国连续钢构桥第一高墩，比2009年底完工的四川省雅（安西昌）高速公路腊八斤沟特大桥182.5m的桥墩高0.5m，该桥全长1688m，全桥共计混凝土239500m，钢材38786吨。咸旬高速优化了渭北交通运输结构，有利于加快建设全国统一市场，对适应区域经济社会发展，加快“关中—天水经济区”的形成、扩大关中城市群的辐射带动范围、带动相关产业发展和缓解交通运输的“瓶颈”制约都具有十分重要的作用旬邑将融入西安2小时生活圈通车后，咸阳到旬邑约需一个小时，西安到旬邑需要一个多小时。至此，旬邑融入西安2小时生活圈。高速通车不但让旬邑告别了无高速通达的历史，而且实现了旬邑至西安高速全连接，进一步密切了旬邑与大西安、咸阳的联系，有助于渭北经济实现突破发展。咸旬高速与规划中的西咸北环线、大凤高速、合凤高速及对接甘肃的4条高速公路相连，到2015年，西咸北环线、大凤高速、合凤高速和对接甘肃的4条高速公路也将完全通车，届时，旬邑也将实际融入关中——天水经济圈。4.毕业设计的目的与意义这次 第3页咸旬高速泾河大桥结构设计毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工作。设计过程中提高学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。本次设计为(3×30)m装配式预应力混凝土连续梁（三跨一联），呈双幅布置，单幅桥面宽度12m，设计时只考虑单幅的设计。梁体采用由四片梁组成的单箱单室箱型截面。5.设计时注意的事项（1）在运用锚固张拉体系，尽量避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层就难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。（2）在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。（3）充分利用时间的时间价值，尽量采用先简支后连续的施工方法，这样可以大大的加快工程的施工进度。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计第二章设计原始资料2.1设计依据1.公路工程技术标准（JTGB01-2014）；2.公路桥涵设计通用规范（JTGD60—2004）；3.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62—2004）；4.公路桥涵地基与基础设计（JTJ024-85）；2.2设计内容①、根据设计资料，选择至少3种可行的桥型方案，拟定桥梁结构主要尺寸，根据技术经济比较，推荐最优方案进行上部结构设计，拟定上部结构的细部尺寸。②、根据推荐方案桥型确定桥梁施工方案。对推荐桥梁方案进行施工及运营阶段的内力计算，并进行内力组合、配筋计算，最后进行结构的强度、刚度、稳定性等验算。③、绘制上部结构的总体布置图、一般构造图、钢筋构造图及施工示意图。④、编写设计计算书。2.3主要材料1.混凝土：预应力混凝土主梁采用50号混凝土；[1]2.预应力钢绞线：采用符合ASTMA416-92a的低松弛高强钢绞线，直径为15.24mm，截面积为139mm,标准强度R=1860MPa,弹性模量E=1.95×10MPa。[2]3.普通钢筋：Ⅰ、Ⅱ级钢筋采用符合GB13013-91和GB1499-98的规定，直径≥12mm者均采用Ⅱ级20MnSi热轧螺纹钢，直径＜12mm者均采用Ⅰ级A3热轧圆钢筋。4.钢板：采用符合GB700-79规定的A3钢板；5.锚具：预制箱梁采用OVM15型系列锚具及其配套设备；墩顶负弯矩钢束采用OVM体系的BM15型扁锚及其配套设备；6.预应力管道：采用钢波纹圆、扁管成型； 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计7.支座：采用圆板坡型橡胶支座YPQ和YPQF4系列产品，其性能应符合交通部行业标准JT/T4-93的规定。8.伸缩缝：采用毛勒伸缩缝；9.焊缝：对于A3钢采用T420型焊条，20MnSi钢采用T500型焊条。表2-1基本数据名称项目符号单位数值主梁混凝土立方体强度标准值50弹性模量轴心抗压强度标准值32.4轴心抗拉强度标准值2.65轴心抗压强度设计值22.4轴心抗拉强度设计值1.83短暂状态极限压应力20.72极限拉应力1.757持久状态压应力极限值：极限压应力16.2极限主压应力19.44拉应力极限值1.855 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计短期效应组合极限主拉应力1.855长期效应组合极限拉应力0钢绞线标准强度1860弹性模量抗拉设计强度1260最大张拉控制应力1395持久状态应力标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土25.0沥青混凝土23.0钢绞线78.5钢弹性模量与混凝土弹性模量之比5.56第三章桥梁方案比选3.1桥梁设计原则 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计1．适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修.2．舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3．经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。4．先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。5．美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。3.2桥梁设计方案图根据桥址处的地质水文情况，结合桥梁所在的道路等级等情况，我提出以下三个桥梁方案进行方案比选。[3]1.等截面连续小箱梁跨径布置为主桥：30*6，引桥：20*4，全长260m。采用先简支后连续的施工方法。基础采用桩柱式墩台基础。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图3-1等截面连续小箱梁1.梁拱桥跨径布置为主桥：主桥：40+100*2+40，引桥：20*2，全长280m。施工中已有成熟的工艺技术经验，需要大量的吊装设备。基础采用桩柱式墩台基础。图3-2梁拱桥2.变截面连续梁桥跨径布置为主桥：主桥：主桥：100+60*2，引桥：20*2，全长260m。施工技术先进，工艺要求严格，所需设备较少，占用场地少。基础采用桩柱式墩台基础。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图3-3变截面连续梁桥3.3桥型综合评估及推荐方案确定表3-1方案比较表容指标内型桥等截面连续小箱梁桥梁拱桥变截面连续梁桥桥长260280260桥跨布置主桥：30*6引桥：20*4主桥：20+100*2+20引桥：20*2主桥：100+60*2引桥：20*2截面形式单箱单室单箱双室单箱双室桥长（m）260280260工艺技术要求技术先进，工艺要求严格，所需设备较少，占用场地少，施工起来比变截面简单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，需要劳力多技术先进，工艺要求严格，所需设备较少，占用场地少使用效果属于超静定结构，受力较好。计算起来比变截面更容易主桥桥面连续，无伸缩缝，行车道条件好，养护容易拱的承载潜力大。线形美观，能充分发挥材料的性能，跨越能力大。伸缩缝多，养护较麻烦。属于超静定结构，受力较好。主桥桥面连续，无伸缩缝，行车道条件好，养护容易结论推荐方案比选方案比选方案 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计经过比较，我们选择先简支后连续的小箱梁桥作为此桥的设计方案。第四章上部结构内力计算4.1主要构件尺寸拟定本设计经方案比选后采用三跨一联预应力混凝土等截面连续梁结构，全长260m,跨径定为30m。4.1.1横截面梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计当横截面的核心距较大时，轴向压力的偏心可以愈大，也就是预应力钢筋合力的臂愈大，可以充分发挥预应力的作用。箱形截面就是这样的一种截面。此外，箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁尤为有利；同时，因其都具有较大的面积，所以能够有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；箱形截面具有良好的动力特性；再者它收缩变形数值较小，因而也受到了人们的重视。总之，箱形截面是大、中跨预应力连续梁最适宜的横截面形式。常见的箱形截面形式有：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等等。单箱单室截面的优点是受力明确，施工方便，节省材料用量。拿单箱单室和单箱双室比较，两者对截面底板的尺寸影响都不大，对腹板的影响也不致改变对方案的取舍；但是双室式存在一些缺点：施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。本设计是一座公路连续箱形梁，采用的横截面形式为单箱单室。4.1.2梁高和细部尺寸根据经验确定，预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度与其跨径之比通常在1/15—1/20之间，而跨中梁高与主跨之比一般为1/30—1/50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，因为增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，却能显著节省预应力钢束用量。箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底板还要承受很大的压应力，一般来讲：支座的底板厚度比跨中的大。确定梁高1.6m，梁宽2.40m；跨中截面细部尺寸：顶板厚度18cm，底板厚度，腹板厚度；支座截面细部尺寸：顶板厚度18m，底板厚度25cm，腹板厚度25cm。具体尺寸见图横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。因此本设计只在支点处设置实心横隔梁。由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计跨中截面支座截面 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计4.1梁横截面详图表4-0截面几何特性计算结果截面位置截面积A()截面惯矩I()中性轴高度()预制梁跨中1.07150.3840761.28549支点1.17470.4513941.21326成桥梁跨中1.18130.5279931.35421支点1.28450.63494521.285494.2主梁内力计算根据梁跨结构纵断面的布置，并通过对移动荷载作用最不利位置，确定控制截面的内力，然后进行内力组合，画出内力包络图。4.2.1恒载内力计算(1)各个细部面积计算：(a)中跨梁面积；（其中支座处底板厚度为25，距中支座263处到跨中底板厚度为18）。底板厚度为18的面积：[4](2)底板厚度为25的面积：1284.5(b)横隔梁的厚度为20；跨中横隔梁1/2面积:(3)内力计算 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计(a).第一期恒载(结构自重)中主梁：边主梁：=29.61边主梁：中主梁：则：中主梁边主梁(b).第二期恒载(栏杆等附属结构自重)桥面铺装层：桥面板间接头：边主梁：中主梁：栏杆按8.5kN/m计算：则：边主梁中主梁取 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计(a).恒载内力1)第一期恒载作用计算，计算简图如图4-2第一期恒载作用下的弯矩图如图4-3：表4-1第一期恒载作用下截面内力内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------10.00000000451.0500000.000000000.00000000375.8750001033.6562520.00000000375.8750001033.656250.00000000300.7000001879.3750030.00000000300.7000001879.375000.00000000225.5250002537.1562540.00000000225.5250002537.156250.00000000150.3500003007.0000050.00000000150.3500003007.000000.0000000075.17500003288.9062560.0000000075.17500003288.906250.000000000.000000003382.8750070.000000000.000000003382.875000.00000000-75.17500003288.9062580.00000000-75.17500003288.906250.00000000-150.3500003007.0000090.00000000-150.3500003007.000000.00000000-225.5250002537.15625 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计100.00000000-225.5250002537.156250.00000000-300.7000001879.37500110.00000000-300.7000001879.375000.00000000-375.8750001033.65625120.00000000-375.8750001033.656250.00000000-451.0500000.00000000130.00000000451.0500000.000000000.00000000375.8750001033.65625140.00000000375.8750001033.656250.00000000300.7000001879.37500150.00000000300.7000001879.375000.00000000225.5250002537.15625160.00000000225.5250002537.156250.00000000150.3500003007.00000170.00000000150.3500003007.000000.0000000075.17500003288.90625180.0000000075.17500003288.906250.000000000.000000003382.87500190.000000000.000000003382.875000.00000000-75.17500003288.90625200.00000000-75.17500003288.906250.00000000-150.3500003007.00000210.00000000-150.3500003007.000000.00000000-225.5250002537.15625220.00000000-225.5250002537.156250.00000000-300.7000001879.37500230.00000000-300.7000001879.375000.00000000-375.8750001033.65625240.00000000-375.8750001033.656250.00000000-451.0500000.00000000250.00000000451.0500000.000000000.00000000375.8750001033.65625260.00000000375.8750001033.656250.00000000300.7000001879.37500270.00000000300.7000001879.375000.00000000225.5250002537.15625280.00000000225.5250002537.156250.00000000150.3500003007.00000290.00000000150.3500003007.000000.0000000075.17500003288.90625300.0000000075.17500003288.906250.000000000.000000003382.87500310.000000000.000000003382.875000.00000000-75.17500003288.90625320.00000000-75.17500003288.906250.00000000-150.3500003007.00000330.00000000-150.3500003007.000000.00000000-225.5250002537.15625340.00000000-225.5250002537.156250.00000000-300.7000001879.37500350.00000000-300.7000001879.375000.00000000-375.8750001033.65625360.00000000-375.8750001033.656250.00000000-451.0500000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力合力支座----------------------------------------------------------------------------------结点水平竖直力矩大小角度力矩-----------------------------------------------------------------------------------------------370.00000000451.0500000.00000000451.05000090.00000000.00000000250.00000000902.1000000.00000000902.10000090.00000000.00000000130.00000000902.1000000.00000000902.10000090.00000000.0000000010.00000000451.0500000.00000000451.05000090.00000000.00000000-----------------------------------------------------------------------------------------------将第一期恒载在特殊截面数据列于表4-2： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计表4-2第一期恒载作用下特殊截面内力截面位置剪力弯矩端部451.050.001/4跨截面225.5252537.15625边跨跨中截面0.0003382.87500支座截面-451.0500000.00中跨跨中截面0.003382.875001)二期恒载作用计算，计算简图如图4-4[5]图4.4第二期恒载作用计算简图第二期恒载作用下的弯矩图如图4-5：图4.5第二期恒载作用下的弯矩 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计内力计算表4.3第二期恒载作用下的各个截面内力内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------10.00000000228.1200000.000000000.00000000180.595000510.89375020.00000000180.595000510.8937500.00000000133.070000902.97500030.00000000133.070000902.9750000.0000000085.54500001176.2437540.0000000085.54500001176.243750.0000000038.02000001330.7000050.0000000038.02000001330.700000.00000000-9.505000001366.3437560.00000000-9.505000001366.343750.00000000-57.03000001283.1750070.00000000-57.03000001283.175000.00000000-104.5550001081.1937580.00000000-104.5550001081.193750.00000000-152.080000760.40000090.00000000-152.080000760.4000000.00000000-199.605000320.793750100.00000000-199.605000320.7937500.00000000-247.130000-237.625000110.00000000-247.130000-237.6250000.00000000-294.655000-914.856250120.00000000-294.655000-914.8562500.00000000-342.180000-1710.90000130.00000000285.150000-1710.900000.00000000237.625000-1057.43125140.00000000237.625000-1057.431250.00000000190.100000-522.775000150.00000000190.100000-522.7750000.00000000142.575000-106.931250160.00000000142.575000-106.9312500.0000000095.0500000190.100000170.0000000095.0500000190.1000000.0000000047.5250000368.318750180.0000000047.5250000368.3187500.000000000.00000000427.725000190.000000000.00000000427.7250000.00000000-47.5250000368.318750200.00000000-47.5250000368.3187500.00000000-95.0500000190.100000210.00000000-95.0500000190.1000000.00000000-142.575000-106.931250220.00000000-142.575000-106.9312500.00000000-190.100000-522.775000230.00000000-190.100000-522.7750000.00000000-237.625000-1057.43125240.00000000-237.625000-1057.431250.00000000-285.150000-1710.90000250.00000000342.180000-1710.900000.00000000294.655000-914.856250260.00000000294.655000-914.8562500.00000000247.130000-237.625000270.00000000247.130000-237.6250000.00000000199.605000320.793750280.00000000199.605000320.7937500.00000000152.080000760.400000290.00000000152.080000760.4000000.00000000104.5550001081.19375300.00000000104.5550001081.193750.0000000057.03000001283.17500310.0000000057.03000001283.175000.000000009.505000001366.34375320.000000009.505000001366.343750.00000000-38.02000001330.70000 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计330.00000000-38.02000001330.700000.00000000-85.54500001176.24375340.00000000-85.54500001176.243750.00000000-133.070000902.975000350.00000000-133.070000902.9750000.00000000-180.595000510.893750360.00000000-180.595000510.8937500.00000000-228.1200000.00000000370.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000-----------------------------------------------------------------------------------------------反力计算约束反力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------结点约束反力合力支座----------------------------------------------------------------------------------结点水平竖直力矩大小角度力矩-----------------------------------------------------------------------------------------------370.00000000228.1200000.00000000228.12000090.00000000.0000000010.00000000228.1200000.00000000228.12000090.00000000.00000000130.00000000627.3300000.00000000627.33000090.00000000.00000000250.00000000627.3300000.00000000627.33000090.00000000.00000000-----------------------------------------------------------------------------------------------将第二期恒载在特殊截面数据列于表4-4：表4-4第二期恒载作用下特殊截面内力截面位置剪力弯矩端部228.1200000.001/4跨截面85.54500001176.24375边跨跨中截面-57.03000001283.17500支座截面-237.625000-1057.43125中跨跨中截面0.00427.725000第一期恒载和第二期恒载进行组合进行内力计算，计算简图如图4-6 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图4-6第一期恒载和第二期恒载组合计算简图第一期恒载和第二期恒载组合作用的弯矩图如图4-7将第一期恒载和第二期恒载组合后在特殊截面数据列于表4-6：表4-6自重和第二期恒载组合作用内力截面位置剪力弯矩端部679.170.001/4跨截面311.073713.4边跨跨中截面-57.034666.05支座截面-688.675-1057.43125中跨跨中截面0.003810.64.2.2活载内力计算(1)横向分布系数计算 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计荷载位于支座处时，应按杠杆原理计算荷载横向分布系数，首先绘制①、②、③号梁的荷载横向影响线如图4.8所示根据《桥规》（JPG60）的规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。图中Pq、Por相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的栏杆荷载集度：和为对应于汽车车轮和人群荷载集度的影响线坐标。由此可得荷载横向分布系数为①号梁：汽车荷载：②号梁：汽车荷载：(a).荷载位于跨中时，由于此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的跨宽比为：，故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数。本桥各主梁的横截面均相等，梁数，梁间距为3.2m，则 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计由式可得：①号梁横向影响线的坐标值为：由和绘制的①号梁横向影响线见图4-9，图中还按照《桥规》（JPG60）的规定，确定了汽车荷载的最不利荷载位置。设横向影响线的零点至①号梁位的距离为，则；解得根据几何关系，左侧第一个轮重对应的影响线坐标为（以表示影响线零点至汽车轮重的横坐标距离）：同理可得各轮重和栏杆荷载集度对应的影响线坐标分别为：于是，①号梁的活载横向分布系数可计算如下：按三车道布置荷载： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计折减后：按两车道布置荷载：所以，按两车道布置荷载：②号梁横向影响线的坐标值为：由和绘制②号梁横向影响线见图2，汽车荷载最不利位置如图所示。求得横向影响线的零点至①号梁位的距离为m，根据几何关系，求得各轮重和栏杆荷载集度对应的影响线坐标分别为：于是，②号梁的活载横向分布系数可计算如下：按三车道布置荷载：折减后：按两车道布置荷载：所以，按二车道布置荷载： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计②号梁横向影响线的坐标值为：将各个横向影响系数汇总如表3-7所示：表3-7、汇总活载梁号支座跨中汽车0.8651.0201.2880.8031.各主梁在各控制截面的弯矩和剪力（1）公路Ⅰ级中均布荷载：根据《公路工程技术标准（JTGB01-2014）》可知，（2）公路Ⅰ级中集中荷载计算：根据《公路工程技术标准（JTGB01-2014）》可知，桥涵计算跨径小于或等于5m时，，桥涵计算跨径大于或等于5m时，， 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计桥涵计算跨径大于5m、小于于50m时值采用直线内插求得计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数故，计算弯矩效应时：计算剪力效应时：冲击系数计算：根据《公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)》可知，可直接取横向折减系数：根据《公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)》可知，设计车道数为2时，横向折减系数取。（3）由结构力学求解器可得边跨跨中、支点、中跨跨中处的弯矩和剪力影响线面积计算如表3-8所示:表4-8均布荷载和内力影响线计算表4-8均布荷载和内力影响线计算内力公路-Ⅰ级荷载标准值（）影响线面积（或）10.5100.2610.5122.3710.5-147.7110.591.9710.515.81 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计10.58.4910.57.0810.521.5810.56.99(a).各个截面的弯矩影响线和剪力影响线图示：图4-101/4边跨剪力影响线图4-111/4边跨剪力影响线 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图4-12边跨跨中弯矩影响线图3-13边跨跨中剪力影响线图4-14支点弯矩影响线 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图4-15支点剪力影响线图4-16中跨跨中弯矩影响线图4-17中跨跨中剪力影响线 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计图4-18端点剪力影响线(a).荷载的跨中作用效应计算：车道均布荷载作用下①号梁跨中弯矩为：车道集中荷载作用下①号梁跨中弯矩为：则活载作用在①号梁跨中弯矩为：表3-9车道荷载弯矩值截面位置梁号()()弯矩①1.31.02010.5100.263305.156253652.192②1.30.80310.5100.263305.156252875.206①1.31.02010.5122.373306.004329.238②1.30.80310.5122.373306.003408.213 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计①1.30.86510.5-147.71330-3.00-2857.304②1.31.28810.5-147.71330-3.00-4254.575①1.31.02010.591.973305.253577.793②1.30.80310.591.973305.252816.635表4-10车道荷载剪力值截面位置梁号()()剪力①1.30.86510.5-15.81396-1.00-631.975②1.31.28810.5-15.81396-1.00-941.021①1.31.02010.5-8.49396-0.31250-282.036②1.30.80310.5-8.49396-0.31250-222.241①1.31.02010.57.083960.60413.632②1.30.80310.57.083960.60325.634①1.30.86510.521.583961.00700.102②1.31.28810.521.583961.001042.465①1.31.02010.56.993960.50359.869②1.30.80310.56.993960.50283.3094.2.3内力组合及包络图1.按承载能力极限状态设计[7]（1）对结构承载不利时 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计弯矩：剪力：表4-11弯矩组合`截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①3713.403652.19210526.06②3713.402875.2069329.505①4666.054329.23812826.21②4666.053408.21311407.83①-1057.431-2857.304-5796.057②-1057.431-4254.575-7947.83①3810.63577.79310539.79②3810.62816.6359366.82表4-12剪力组合截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①679.17-631.97576.74 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计②679.17-941.021-552.668①311.07-282.036-237.23②311.07-222.241-68.10①-57.03413.632561.714②-57.03325.634426.197①-688.675700.102-169.106②-688.6751042.465696.345①0359.869554.198②0283.309436.296绘制基本组合的弯矩包络图，见图4-19：（2）对结构承载有利时弯矩： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计剪力：将弯矩内力组合计算列于表3-13中，剪力内力组合计算列于表3-14中：表4-13弯矩组合`截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①3713.403652.1929709.116②3713.402875.2068512.557①4666.054329.23811799.682②4666.053408.21310381.303①-1057.431-2857.304-5563.42②-1057.431-4254.575-7715.22①3810.63577.7939701.46②3810.62816.6358529.28表4-14剪力组合截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①679.17-631.97565.16②679.17-941.021-702.08 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计①311.07-282.036-92.158②311.07-222.241-74.14①-57.03413.632574.26②-57.03325.634438.743①-688.675700.102-220.61②-688.6751042.465847.85①0359.869554.198②0283.309436.296图4-20内力包络图2.按正常使用极限状态设计（1）作用短期效应组合MsdVsd 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计将弯矩内力组合计算列于表3.15中，剪力内力组合计算列于表4.16中：表4-15弯矩组合`截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①3713.403652.1926269.93②3713.402875.2065726.04①4666.054329.2387696.52②4666.053408.2137051.80①-1057.431-2857.304-3057.54②-1057.431-4254.575-4035.63①3810.63577.7936315.05②3810.62816.6355782.24表4-16剪力组合截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①679.17-631.975236.79②679.17-941.02120.46①311.07-282.036113.64 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计②311.07-222.241155.5①-57.03413.632232.51②-57.03325.634170.91①-688.675700.102-198.60②-688.6751042.465-41.05①0359.869251.91②0283.309198.32图4-21内力包络图（2）长期作用效应组合为MsdVsd将弯矩内力组合计算列于表3.17中，剪力内力组合计算列于表3.18中：表4.17弯矩组合 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计`截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①3713.403652.1925174.28②3713.402875.2064863.48①4666.054329.2386397.75②4666.053408.2136029.33①-1057.431-2857.304-2200.35②-1057.431-4254.575-2759.26①3810.63577.7935241.72②3810.62816.6354937.25表4-18剪力组合截面位置梁号恒载内力车道荷载基本组合①679.17-631.975426.38②679.17-941.021302.76①311.07-282.036198.25②311.07-222.241222.17①-57.03413.632108.39 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计②-57.03325.63473.22①-688.675700.102-408.63②-688.6751042.465-271.69①0359.869143.95②0283.309113.32图4-22内力包络图 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计第五章配筋计算5.1钢束的估算采用部分预应力混凝土设计，钢束估算的原理与方法：根据《公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)》规定，预应力梁应按正常使用阶段的应力要求和承载能力极限状态的强度要求来估算钢束数量。5.2正弯矩配筋估算根据上表可知，跨中弯矩最大，取，则有(4.1)(4.2)取，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，则所需要的预应力钢筋面积为(4.3)选用6束+2束钢绞线，采用OVM锚固，波纹管成孔 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计5.3负弯矩配筋计算根据上表可知，在第3支点处有最大的负向弯矩，取，由式（4.1）、（4.2）、（4.3）可得：取，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，则所需要的预应力钢筋面积为（5.4）选用5束钢绞线，，采用OVM锚固，波纹管成孔5.4钢束的布置连续梁钢束的布置除满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)》的相关规定外，还应考虑以下原则： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计(1)应选择适当的预应力束筋的布筋与锚具形式，对不同的跨径的梁桥结构，要选用预加大小适当的预应力束筋，以达到合理的布置形式。避免因预应力钢筋的布置不当或者锚具的选择不当而使截面的尺寸加大。当预应力筋选的截面过小时，造成跨中布束过多时，而因结构尺寸布置不下时，可以增大束筋的截面。(2)预应力束筋的布置要考虑施工的方便，不能像普通钢筋一样随意的截断，否则将导致使用过多的锚具，由于每根束筋都是一根巨大的集中力，这样锚下应力区受力复杂，因而在构造上必需加以保证。(3)预应力束筋的布置既要符合受力要求，又要注意在超静定结构中不至于引起太大的次内力。(4)预应力束筋的布置要考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择有密切关系。(5)预应力束的布置应尽量避免多次反向曲率的连续束，否则将引起很大的摩阻损失，降低预应力束筋的效益。(6)预应力束筋的布置不仅要考虑正常使用阶段弹性受力的要求，而且不要考虑到结构在破坏阶段的需要。本桥为简支变连续梁桥，主梁在简支状态下承受自重产生的正弯矩和预加应力的作用，因此在正弯矩束的布置时应满足简支状态下的受力要求。其次截面上缘负弯矩处的钢束不仅用来承担二期荷载、活载负弯矩及结构的次内力，同时又是结构体系转换的有效助手段，因此在负弯矩处的布置应注意这一点。综合以上原则，结合全梁桥的施工特点，钢束的计算示意图如图3.15，钢束计算表见表5-19图5.15刚束计算示意图 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计表5-19钢束计算表钢束号起弯高度(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)145.0034.0066.36207.20974.89530.306500.007.50100.5022.0057.55438.42817.25464.305500.007.5060.0010.0048.97707.88619.73398.074000.007.5014.0610.003.941496.90.00229.283000.000.005.5确定跨中及锚固截面的钢束位置（1）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。（2）为了方便张拉操作，本设计将所有正弯矩均锚固于梁端。对于锚固截面通常要使预应力钢束重心尽量靠近截面重心，并考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便等要求。依据上述原则，跨中与锚固截面的钢束布置如下图所示。锚固截面跨中截面 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计钢束布置图5-24 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计第六章截面验算6.1主梁截面几何特性计算计算截面A(cm2)ys(cm)yx(cm)ey(cm)I(cm4)W(cm3)Ws=I/ysWx=I/yxWy=I/ey跨中截面净截面1085372.24104.7686.4376.8231055.3481053.6701054.474105换算截面1174375.3100.780.4417.6321055.5671054.3611055.345105支点截面净截面1263159.4108.696.8286.4621054.4411052.8201053.343105换算截面1384166.7106.9291.6348.1241055.5021053.4161053.790105后张法预应力混凝土梁，在张拉钢束时管道尚未压浆，由预加力引起的力按构件混凝土净截面(不计构件钢筋的影响)计算；在使用阶段，预留管道已压浆，认为钢束和混凝土结合良好，故按换算截面计算。跨中截面的净截面和换算截面几何特性计算，列表进行，见表6-1。表6-1各控制截面的几何特性同理，可求得支点截面的净面积和换算截面的几何特性，见表6.2 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计6-2跨中截面的几何特性截面类别分块名称()()()()()()()净截面毛截面1181375.05897342408.993105-2.50.76662105预留管道面积-420158.7-679140-78.6-23.947105混凝土净截面1082571.24833466408.993105-22.131105381.862105换算截面钢束换算面积358160.7578290-74.118.316105毛面积1181375.39902256408.9931052.00.42292105换算截面面积1223177.3954287408.99310517.466105424.459105注：钢束换算面积= 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计:混凝土净截面面积;:分块面积;:重心至梁顶距离:对梁顶变的面积矩:自身惯性矩：截面惯性矩6.2预应力损失计算预应力钢筋在张拉过程中、在预加应力阶段中以及在长期的使用过程中，由于材料的性能、张拉工艺和锚固等原因，均可能引起预加应力的减小，即所谓发生了“预应力损失”。在预应力混凝土设计中主要考虑以下六项预应力损失。此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温差引起的应力损失不予考虑。所以只考虑五项预应力损失。(1)预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失式中:——由于摩擦引起的应力损失（）；——钢筋（锚下）控制应力（）；——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（）；χ——从张拉端至计算截面的管道长度（）；——钢筋与管道壁之间的摩擦系数，查表采用；——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数，查表采用。由规范查表可知，管道类型为金属波纹管时，取，取。取值为跨中截面到张拉端的距离，。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计计算过程(其中)：(1)锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失式中——由于锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（）；——预应力钢筋的有效长度（）；——锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩值（）。采用夹片式GVM15锚具，则根据规范查表可知，＝4，接缝压缩值＝1。计算过程：(2)混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温差引起的应力损失不予考虑。(3)混凝土弹性压缩引起的应力损失在后张法结构中，由于一般预应力筋的数量较多，限于张拉设备等条件的限制，一般都采用分批张拉、锚固预应力筋。在这种情况下，已张拉完毕、锚固的预应力筋，将会在后续分批张拉预应力筋时发生弹性压缩变形，从而产生应力损失。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计式中：——由于混凝土的弹性压缩引起的应力损失()；——在先行张拉的预应力钢筋重心处，由于后来张拉一根钢筋而产生的混凝土正应力；对于连续梁可取若干有代表性截面上应力的平均值()；——在所计算的钢筋张拉后再张拉的钢筋根数。经推导可得公式其他形式为：——表示预应力筋张拉的总批数；——在代表截面的全部预应力钢筋形心处混凝土的预压应力（预应力筋的预拉应力扣除和后算得）。——所有预应力筋预加应力（扣除相应阶段的应力损失和后）的内力；——预应力筋预加应力的合力至混凝土净截面形心轴的距离；、——混凝土的净截面面积和截面惯性矩。计算过程：根据截面特性列表可知： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计则取，则(1)预应力筋松弛引起的应力损失对预应力钢筋，仅在传力锚固时钢筋应力的情况下，才考虑由于钢筋松弛引起的应力损失，其终极值：式中——由于钢筋松弛引起的应力损失（）；——传力锚固时预应力钢筋的应力，按规范的规定计算（）；——松弛系数，对钢绞线，级松弛时，按采用，级松弛时，按采用。计算过程：取0.08则 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计(1)混凝土收缩和徐变引起的应力损失由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失终极值按下列公式计算：式中——由收缩、徐变引起的应力损失终极值（），——传力锚固时，在计算截面上预应力钢筋重心处，由于预加力(扣除相应阶段的应力损失)和梁自重产生的混凝土正应力；对连续梁可取若干有代表性截面的平均值（）；——混凝土徐变系数的终极值；——混凝土收缩应变的终极值；——梁的配筋率换算系数；——非预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；、——预应力钢筋及非预应力钢筋的截面面积（）；——梁截面面积，对后张法构件，可近似按净截面计算（）；——预应力钢筋及非预应力钢筋重心至梁截面重心轴的距离（）；——截面回旋半径()； 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计——截面惯性矩，对于后张法构件，可近似按按净截面计算（）；其中，、值可查表采用。取，取。根据截面特性列表可知：计算过程：取支座和跨中处分析，求根据公式：在支座处：在跨中处：由上可知，在预应力损失后所剩余的有效预应力为： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计6.3截面强度计算(1)正截面承载能力计算由平衡条件可写出如下方程：沿纵向力的方向平衡条件：对受拉区钢筋（预应力筋和非预应力筋）合力作用点力矩平衡条件：式中——混凝土弯曲抗压强度设计值；——预应力筋抗拉强度设计值；——非预应力筋的抗拉强度设计值；——非预应力筋的抗压强度设计值；——受压预应力筋的计算应力；、——分别为受拉区预应力筋和非预应力筋截面面积；、——分别为受压区预应力筋和非预应力筋截面面积：——受压区混凝土截面面积；——受压区混凝土截面对受拉区钢筋合力作用点的净矩； 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计、——分别为受压区预应力筋合力作用点和非预应力筋合力作用点至截面受压边缘的距离；、——受压区预应力筋和非预应力筋合力作用点至截面受压边缘和受拉边缘的距离，；、——分别为受压区预应力筋和非预应力筋合力点至截面受拉边缘和受压边缘距离；——截面弯矩承载能力；——截面弯矩设计值。其中假设受压高度,即在翼板内，则：受压区预应力筋的应力：式中——受压区预应力钢筋与混凝土弹性模量之比；——预应力筋抗压强度设计值，按规范查表取值；——合力处由预应力所产生的混凝土应力；——受压区预应力筋在荷载作用前已存在有效预应力。(a).取边跨1/4跨截面处验算：此处 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计根据规范查表，钢筋强度取值为：代入公式：得：则检验：(符合要求)(a).取边跨跨中处验算：此处 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计代入公式：得：则检验：(符合要求)(a).取支座处检算：此处代入公式：得： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计则检验：(符合要求)(1)斜截面抗剪承载力斜截面抗剪承载力计算公式为：式中：——斜截面剪力设计值；——斜截面抗剪承载能力；——斜截面上混凝土和箍筋提供的抗剪承载力；、——构件的宽度和有效高度；——箍筋抗拉强度设计值；——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；——箍筋间距；——斜截面上弯起钢筋提供的抗剪承载力。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计因没有非预应力弯起钢筋，则、——分别为与检算的斜截面相交的非预应力弯起钢筋和预应力弯起钢筋的全部截面面积；、——分别为弯起的非预应力筋和预应力筋的切线倾角。计算过程：(a).支座处：取已知：则(b).跨中处：取 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计已知：则经上述检算可知，斜截面抗剪承载内力满足要求6.5梁斜截面主拉应力和主压应力预应力混凝土受弯构件，在剪力和弯矩的共同作用下，可能由于主拉应力达到极限值，而出现自构件腹板中部开始的斜裂缝，随着荷载的增加而逐渐向上、下斜方向发展，导致构件的破坏，因而必须验算其主拉应力和主压应力。(1)计算公式主拉应力：主压应力：其中：式中：——预加力和使用荷载在计算的主应力点产生的混凝土截面正应力；——由竖向预应力筋引起的混凝土竖向压应力；——竖向预应力筋的有效预应力； 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计——单肢竖向预应力筋的截面面积；——由使用荷载和弯起的预应力筋在计算主应力点产生的混凝土剪应力；——计算主应力处构件截面的宽度；——竖向预应力筋的间距；——计算纤维处至换算截面重心轴的距离（）；——换算截面惯性矩（）；——计算弯矩（）。(1)验算过程(a).取跨中截面： 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计(a).取1/4跨截面:(b).取支座截面：根据规范：经检算满足要求。 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计第七章总结我的设计首先根据已有的桥址地形图和水文地址状况初步确定了三个方案进行方案比选，方案一是等截面的连续小箱梁桥，主桥布置采用30m，三跨一连，全长260m。采用简支转连续的施工方法。方案二是梁拱桥，主桥布置采用20m+100m，桥长280m，拱采用单箱双室等高度箱梁，上部采用T梁。方案三是变截面连续梁桥，主桥：60m2+100m预应力混凝土变截面连续梁，桥长260m，采用单箱双室变截面箱梁。本着结构受力合力、安全舒适、经济美观的原则，最终我选择连续小箱梁桥作为推荐方案。第二步在拟定好主梁尺寸后，进而计算梁截面面积，然后进行恒载计算，其中包括一期恒栽和二期恒栽，下面进行活载计算，最后进行承载力极限状态和正常使用极限状态的内力组合。经过我的计算在极限状态下的各控制截面内力组合值为1/4跨截面剪力-237.23.弯矩为10526.06；边跨跨中截面剪力561.714，弯矩为12826.21；支座截面剪力-169.106，弯矩为-7947.83；中跨跨中截面剪力251.91，弯矩10539.79。配筋计算分两部分进行，第一是正弯矩区预应力钢束估算，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，所需要的预应力钢筋面积为，选用6束+2束钢绞线，总共34根钢束。第二是负弯矩配筋计算，最大的负向弯矩-7620.73，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，则所需要的预应力钢筋面积为，选用5束钢绞线，总共25根钢角线。整个梁共用59根钢角线。在预应力混凝土设计中主要考虑以下六项预应力损失。此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温差引起的应力损失不予考虑，所以本桥设计只考虑五项预应力损失。在预应力损失后所剩余的有效预应力为。最后进行截面的验算，包括了正截面承载能力验算，斜截面抗剪承载力验算，截面正应力验算，梁斜截面主拉应力和主压应力验算，计算结果表明，该桥受力合理，配筋满足受力要求，截面验算满足规范要求参考文献:[1]沈蒲生混凝土结构设计原理高等教育出版社2012:301致谢：感谢我的指导教师张鹏老师以及我的同学魏丽 第61页咸旬高速泾河大桥结构设计君和王维相对我的帮助，在此，我表示衷心的感谢。'