目录第1章设计资料及构造布置 (2)（一）设计资料 (2)（二）横截面布置 (3)（三）横截面沿跨长的变化 (6)（四）横隔梁的设置 (6)第2章主梁作用效应计算 (6)（一）永久计算集度 (6)（二）可变作用效应计算 (7)（三）主梁作用效应组合 (11)第3章预应力钢束估算及其布置 (14)（一）跨中截面钢束的估算 (14)（二）预应力钢筋的布置 (15)（三）钢束的计算 (17)第4章主梁截面几何特性计算 (19)第5章钢束预应力损失估算 (21)σ计算 (21)（一）钢束张拉控制应力con（二）钢束应力损失计算 (21)σ计算 (21)1钢束与管边壁间摩擦引起的应力损失1lσ计算 (23)2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失2lσ计算 (23)3混凝土弹性压缩引起的损失4lσ计算 (25)4钢筋松弛引起的预应力损失5lσ计算 (27)5总预应力损失6l第6章主梁截面承载力和应力验算 (30)（一）持久状况承载能力极限状态承载力验算 (30)（二）持久状态构件的应力验算 (33)（三）短暂状况构件的应力验算 (39)第7章设计小结 (40)第8章参考书目 (41)第1章 设计资料及构造布置一、 设计资料 1．标准跨径及桥宽标准跨径：30m （墩中心距离） 主梁全长：29.96m 计算跨径：29.16m桥面净空：净-10附2⨯0.5人行道2．设计荷载：公路—Ⅱ级，车速80Km/h ，人群荷载32/kN m ，每侧栏杆、人行道重量的作用力分别为1.52/kN m 和3.6/kN m 。

3．材料及工艺混凝土：主梁用C50号，人行道、栏杆及桥面铺装用C30；预应力钢束：采用符合冶金部YB225-64标准的s φ5mm 碳素钢丝，每束有24丝组成； 普通钢筋：直径大于和等于12mm 的用16Mn 钢或其它Ⅱ级热扎螺纹钢筋；直径小于12 mm 的均用Ⅰ级热扎光圆钢筋；钢板及角钢：制作锚头下的支承垫板、支座垫板等均用普通s A 碳素钢，主梁间的连接用16Mn 低合金结构钢钢板。

主梁施工工艺：按后张法工艺制作主梁，采用45号优质碳素结构钢的锥形锚具和直径50mm 抽拔橡胶板。

4.设计依据(1).交通部颁《公路工程技术指标》（JTG B01-2003）； (2).交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； (3).交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.*注：'0.925.2b ba a R R MPa == '0.9 2.34b bl l R R MPa ==二、横截面布置1.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ρ很有效，故在许可条件下适当加宽T梁翼板。

本设计中翼板宽度为220cm，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。

净一10=⨯2+的桥宽选用5片主梁，如图1-1所示：mmm115.0图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）2.主梁跨中截面主要尺寸拟定（1）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1/15-1/25之间，标准设计中高跨比约在1/18-1/19之间。

本课程设计采用200cm的主梁高度。

（2）主梁截面细部尺寸T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，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制T梁的翼板厚度为12cm，翼板根部加厚到22cm，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，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定。

同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，因此取腹板厚度为20cm。

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，马蹄的总面积占总面积的10%-20%为宜。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为40cm，高度为28cm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度10cm，以减小局部预应力。

按照以上拟定的外形尺寸，就可以绘出预应力梁的跨中截面图（见图1-2）图1-2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm ）（3） 计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，见表1-2：名称分块面积)(A 2cm i（1）分块面积形心至上缘距离i y()cm（2）分块面积上缘静钜)(3cm y A S i i i =（3）=（1）×（2）分块面积的自身惯性矩Ii （4）距离)(cm y y d i n i -=（5）分块面积对截面形心惯性矩x I（6）=（1）×（5）x i I I I +=（7）=（4）+（6）翼缘 2616 6 15696 31392 80.5 16952334 16983726 三角承托 990 15.3 15180 5500 71.2 5018745.65024245.6 腹板 3104 92 294400 68266666.7-5.5 96800 6923466.7 下三角 100 168.7 16866.7 555.6 -82.2 675684 6923466.7 马蹄1120 216208320 73173.3-99.51108828011161453.3 ∑8026550462.740785442.3注：大毛截面形心至上缘距离：cm ASy ii n 6.6880267.550462===∑∑（4） 检验截面效率指标ρ（希望ρ在0.5以上） 上核心距：cm yA Ik sis 77.44)5.86200(80263.40785442=-⨯==∑∑下核心距：cm yA I k six75.58==∑∑截面效率指标： 5.0518.0>=∑+=∑hK KK x sx表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。

三、 横截面沿跨长的变化如图1-1所示，本设计主梁采用等高形式。

横截面的T 梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢筋束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高。

为布置锚具的需要，在距离梁端一倍梁高范围内（200cm ）将腹板加厚到与马蹄同宽。

四、 横隔梁的设置为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁。

本设计在桥跨中点和四分点设置5道横隔梁，其间距为7.29m ，横隔梁高度为182cm ，厚度为上部16cm ，下部14cm 。

详见图1-1所示。

第2章 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过可变荷载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求出各主梁控制截面（一般取跨中，四分点，变化点截面和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。

一、 永久荷载效应计算 1． 恒载集度（1） 预制梁自重a ． 按跨中截面计，主梁的恒载： G(1)=0.8026x25.0=20.065kN/mb ． 由于过渡段所引起的横载集度：G(2)=2x[(1.1026-0.8026)x2+(0.8822-0.8026)x5.72/2]x25/29.96=1.760kN/mc ． 内横隔梁体积：[2.18x2-0.8026-0.18x2.18+0.4x0.18]x0.15=0.4856m 3端横隔梁体积：[2.18x2-1.1026-0.18x2.18+0.4x0.18]x0.15=0.4406m 3G(3)=(0.4856x3+0.4406x2)x25/29.96=1.9509kN/m d ． 第一期恒载边主梁的恒载集度：m kN i g g i /7757.239509.17598.1065.20)(331=++==∑=（2） 第二期恒载一侧栏杆：1.52kN/m 一侧人行道：3.60kN/m; 桥面铺装（见图2-1）：0.1x10x23+0.08x7x24=36.44kN/m将两侧栏杆、人行道和桥面铺装层恒载均摊给五片梁，则：m kN g /336.9]44.36)60.352.1(2[512=++⨯=2． 恒载内力计算 恒载内力计算见表2-1二、可变作用效应计算1、冲击系数和车道折减系数按《桥规》4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。

简支梁的基频可采用下列公式计算：Hz m EI l f c c 843.4362.20454079.01045.329214.321022=⨯⨯⨯==π式中：)/(362.204581.910258026.03m kg g G m c =⨯⨯== 根据桥梁规范，本桥的基频满足：HZ f ZH 145.1<<，可计算出汽车荷载的冲击系数为：263.00157.0ln 17671.0=-=f μ。

2、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c m如前所述，本设计桥跨内设五道横隔板，具有可靠的横向联系，且桥的宽跨比2651.22.2516.29≥=⨯=B l 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c m 。

1）计算主梁抗扭惯性矩T I对于T 形梁，抗扭惯性矩可近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之和∑==mi i i i T t b c I 13式中：i i t b ,——相应位单个矩形截面的宽度和厚度；i c ——矩形截面抗扭刚度系数，根据b t 比值计算；m ——梁截面划分成单个进行截面的块数。

对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：cm t 17222121=+=； 马蹄部分的换算平均厚度：cm t 33238282=+=如图2-2所示为T I 的计算图示，T I 的计算见表2-2图2-1T I 计算图示表2-2 IT 计算表分块名称 )(cm b i )(cm t i i i b t / i C)10(433m t b c I i i i Ti -⨯=翼缘板① 220 17 0.0773 0.3333 3.603 腹板② 170 20 0.1176 0.3088 4.1929 马蹄③ 40 33 0.8250 0.1670 2.4006 ∑10.1972）计算抗扭修正系数β对于本设计主梁的间距相同，并将主梁计算看成等截面，则有：91.0)1016.29(4079.0010197.0425.0042.111)(1122=⨯⨯+=+=E E B l EI GI T ξβ3）按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：∑=+=5121i i i ij a e a nβη 梁数n=5，梁间距为2.2m ，则：22222225215124.48)2.2()4.4(02.24.4....m a a ai i =-+-+++=++=∑=计算所得i j η列于下表2-3表2-3 梁 号()e m1i η4i η5i η1 4.4 0.564 0.018 -0.1642 2.2 0.382 0.109 0.0183 00.20.20.2a ． 计算荷载横向分布系数 （1）计算c m1、2、3号主梁的横向影响线和最不利布载图式如图2-2所示。