自重中国矿业大学届本科生毕业设计第页支点段梁的自重④边主梁的横隔梁中横隔梁体积端横隔梁体积故半跨内横梁重力为预制梁永久作用集度二期永久作用现浇梁翼板集度边梁现浇部分横隔梁片中横隔梁体积片端横隔梁体积故铺装混凝土铺装沥青铺装若将桥面铺装均摊给四片主梁，则④栏杆侧人行栏侧防撞栏若将两侧人行栏，防撞栏均摊给四片主梁，则边梁二期永久作用集度中国矿业大学届本科生毕业设计第页永久作用效应如图所示，设为计算截面离左支座的距离，并令主梁弯矩和剪力的计算公式分别为永久作用效应计算见表三剪力影响线号梁永久作用效应作用效应跨中四分点支点期弯矩剪力二期弯矩剪力弯矩中国矿业大学届本科生毕业设计第页剪力二可变作用效应计算修正刚性梁法冲击系数和车道折减系数按桥规条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此首先要计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算其中根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为按桥规条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减，四车道折减，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结构。本算例按四车道设计，因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。计算主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数如前所述，本例桥跨内设五道横隔梁，具可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数计算主梁抗扭惯矩对于梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算式中相应为单个矩形截面的宽度和高度矩形截面抗扭刚度系数梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度马蹄部分换算成平均厚度图四示出了的计算图示，的计算见表四中国矿业大学届本科生毕业设计第页图计算图示尺寸单位计算表分块名称翼缘板腹板马蹄计算抗扭修正系数对于本算例主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得中国矿业大学届本科生毕业设计第页式中。计算得按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中,计算所得的值列于表内。梁号④计算荷载横向分布系数号梁的横向影响线和最不利荷载图式如图所示。中国矿业大学届本科生毕业设计第页④汽车人群群人号梁图跨中的横向分布系数计算图式尺寸单位可变作用双车道故取可变作用的横向分布系数为支点截面的荷载横向分布系数如图所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布系数影响线并进行布载，号梁可变作用的横向分布系数可计算如下中国矿业大学届本科生毕业设计第页人群汽车④号梁图支点的横向分布系数计算图式尺寸单位可变作用汽车横向分布系数汇总见表号梁可变作用横向分布系数表可变作用类别公路级车道荷载取值根据桥规条，公路级的均布荷载标准值和集中荷载标准值为计算弯矩时计算剪力时可变作用效应在可变作用效应计算中，本算例对于横向分布系数的取值作如下考虑，支点处横向分布系数取，从支点至第根横段梁，横向分布系数从直线过渡到，其余梁段取。中国矿业大学届本科生毕业设计第页求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用采用直接加载求可变作用效应，图示出跨中截面作用效应计算图式，计算公式为汽剪力影响线弯矩影响线图跨中截面作用效应计算图式式中所求截面汽车标准荷载的弯矩和剪力车道均布荷载标准值车道集中荷载标准值影响线上同号区段的面积影响线上最大坐标值可变作用汽车标准效应中国矿业大学届本科生毕业设计第页可变作用汽车冲击效应求净截面毛截面扣管道面积换算截面毛截面混凝土接缝钢束换算面积计算数据根中国矿业大学届本科生毕业设计第页跨中截面对重心轴静距计算表表分块名称及序号净截面换算截面静距类别及符号分块面积分块至全截面重心距离对净轴静距静距类别及符号分块面积翼板翼缘部分对净轴静距翼缘部分对净轴静距三角承托肋部下三角④马蹄部分对净轴静距马蹄部分对换轴静距马蹄肋部管道或钢束翼板净轴以上净面积对净轴静距换轴以上换算面积对换轴静距三角承托肋部翼板换轴以上换算面积对换轴静距净轴以上净面积对净轴静距三角承托肋部中国矿业大学届本科生毕业设计第页截面几何特性汇总其他截面均采用同样方法计算，结果均列于表中。主梁截面特性值总表表名称符号单位截面跨中四分点支点混凝土净截面净面积净惯矩净轴到截面上缘距离净轴到截面下缘距离截面抵抗矩上缘下缘对净轴静距翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积钢束群重心要净轴距离中国矿业大学届本科生毕业设计第页混凝土换算截面换算面积换算惯矩换轴到截面上缘距离换轴到截面下缘距离截面抵抗矩上缘下缘对换轴静距翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积钢束群重心到换轴距离钢束群重心到截面下缘距离中国矿业大学届本科生毕业设计第页主梁截面几何特性根据公预规规定，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钢束与管道壁的摩擦损失，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和后期预应力损失钢绞线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。预应力损失值因梁截面位置不同而有差异，以四分点截面既有直线束，又有曲线束通过说明各项应力损失。预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失按公预规条规定，计算公式为式中张拉钢束时锚下的控制应力根据公预规条规定，对于钢绞线取张拉控制应力为钢束与管道壁的摩擦系数，对于预埋波纹管取从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取从张拉端到计算截面的管道长度，可近似取其在纵轴上的投影长度，当四分点为计算截面时，中国矿业大学届本科生毕业设计第页四分点截面管道摩擦损失计算表表钢束号跨中截面管道摩擦损失计算表表钢束号中国矿业大学届本科生毕业设计第页由锚具变形钢束回缩引起的预应力损失按公预规条，对曲线预应力筋，在计算锚具变形钢束回缩引起的预应力损失时，应考虑锚固后反向摩擦的影响。根据公预规附录，的计算公式如下式中锚具变形钢束回缩值，按公预规条采用对于夹片锚具单位长度由管道摩擦引起的预应力损失，按下列公式计算其中张拉端锚下控制应力，此设计中为，预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后锚固端应力，即跨中截面扣除后的钢筋应力，张拉端至锚固端距离。张拉端锚下预应力损失在反摩擦影响长度内，距张拉端处的锚具变形钢筋回缩损失在反摩擦影响长度外，锚具变形钢筋回缩损失四分点截面的计算结果见表中国矿业大学届本科生毕业设计第页四分点截面的计算表表钢束号影响长度锚固端距张拉端距离中国矿业大学届本科生毕业设计第页预应力混凝土简支形梁桥夹片锚具设计资料及构造布置桥梁跨径及桥宽标准跨径墩中心距离主梁全长计算跨径桥面净空净设计荷载公路级，人群荷载，每侧人行栏，防撞栏重力的作用力分别为和材料及工艺混凝土主梁采用，栏杆及桥面铺装用。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的钢绞线，每束六根，全梁配七束，。普通钢筋直径大于和等于的采用钢筋，直径小于的均用钢筋。按后张法施工工艺要求制作主梁，采用内径，外径的预埋波纹管和夹片锚具。设计依据交通部颁公路工程技术标准，简称标准交通部颁公路桥涵设计通用规范,简称桥规交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范基本计算数据见表二横截面布置主梁间距与主梁片数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很有效,故在许可条件下应适当加宽梁翼板本桥主梁翼板宽度为,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种预施应力,运输,吊装阶段的小截面和运营阶段的大截面净的桥宽采用四片主梁,如图所示中国矿业大学届本科生毕业设计第页基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗压标准强度,短暂状态容许压应力容许拉应力持久状态标准荷载组合容许压应力容许主压应力短期效应组合容许拉应力容许主拉应力钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力持久状态应力标准荷载组合材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线钢束与混凝土的弹性模量比无量纲注本示例考虑混凝土强度达到时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则，。中国矿业大学届本科生毕业设计第页主梁跨中截面尺寸拟订预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在，标准设计中高跨比约在。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多，综上所述，本桥梁取用的主梁高度是比较合适的。主梁截面细部尺寸梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，要应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本算例预制梁的翼板厚度取用，翼板根部加厚到以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度般由布置预制孔管的构造决定，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。本算例腹板厚度取。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，马蹄面积占截面面积的为合适。本算例考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置，层最多三束，同时还根据公预规条对钢束净矩及预留管道的要求，初拟马蹄宽度为，高度，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度，以减少局部应力。按照以上拟订的外形尺寸，就可以绘出预制梁的跨中截面图见图二图跨中截面尺寸图尺寸单位计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成两个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表二跨中截面几何特性计算表中国矿业大学届本科生毕业设计第页分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘的静矩分块面积自身惯矩分块面积对截面形心的惯矩大毛截面翼板三角承托腹板下三角马蹄小毛截面翼板三角承托腹板下三角马蹄中国矿业大学届本科生毕业设计第页注大毛截面形心至上缘距离小毛截面形心至上缘距离检验截面效率指标希望在以上上核心距下核心距截面效率指标表明以上初拟的主梁跨中