桥梁毕业设计计算书

第1章 绪 论1.1 选题的目的及意义我是黑龙江工程学院土木工程系土木工程专业的应届毕业生。就业的方向主要是桥梁设计与施工方面，所以本次毕业设计我选择桥梁设计。为以后能够快速地适应工作打下了良好的基础。辰清河河段地处孙吴县境内，位于黑龙江省北部边陲，小兴安岭北麓，与俄罗斯的康斯坦丁诺夫卡隔黑龙江相望。桥位所处地段属旅游业发达地区，交通量大，道路等级为二级公路，汽车荷载等级为公路级，考虑孙吴县旅游区及其周边经济的迅速发展，决定在此修建一座桥梁辰清河桥，本桥的修筑对带动孙吴县旅游业的发展有重要意义。将辰清河桥两阶段施工图设计作为毕业设计，是因为该选题能把所学过的基本理论和专业知识综合应用于实际工程设计中，不仅能检验自己所学的各门专业知识是否扎实，而且还为将来从事路桥事业奠定良好而坚实的基础。独立地完成辰清河桥的设计任务，可以使我掌握桥梁设计和施工的全过程，综合训练我应用各种手段查阅资料、获取信息的基本能力，熟悉和理解公路工程技术标准，正确地应用公路桥涵设计规范，熟练绘制和阅读桥梁施工图，提高独立考虑问题、分析问题和解决问题的能力，为今后走向工作岗位，能独立进行桥梁的设计奠定坚实的基础。通过这次设计，把所学过的知识作了系统地总结和应用，使理论与生产实践相结合，提高了工程设计的能力，达到了独立完成一般桥梁设计的目的。1.2 国内外研究概况预应力混凝土T形梁有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。预应力混凝土简支T形梁桥由于其具有外形简单，制造方便，结构受力合理，主梁高跨比小，横向借助横隔梁联结，结构整体性好，桥梁下部结构尺寸小和桥型美观等优点，目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。预应力混凝土梁桥还具有以下特点1：（1）能有效的利用现代高强度材料，减小构件截面，显著降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。（2）与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30%40%，跨径愈大节省愈多。（3）全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载作用下也无裂缝,鉴于能全截面参与工作,梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此,预应力混凝土梁可显著减小建筑高度,使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝,这就扩大了对多种桥型的适应性,并更加提高了结构的耐久性。（4）预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。根据需要，可在纵向、横向和竖向等施加预应力，使装配式结构集整成理想的整体，这就扩大了装配式桥梁的适用范围，提高了营运质量。简支梁桥属静定结构且相邻桥孔各自单独受力。故最易设计成标准跨径的装配式构件。鉴于多孔简支梁桥各跨的构造和尺寸标准化，从而就能简化施工管理工作，并降低了施工费用。连续梁桥由于荷载作用下支点截面产生负弯矩，从而显著减小了跨中截面的正弯矩。相应的减小了跨中的建筑高度，而节省了材料用量，在跨径较大时较明显。截面形式大部分偏向于T梁，与箱形截面相比较，T梁减轻了自重提高了承载力。设计方法均采用规范规定的极限状态设计法。施工方法方面，上部结构一般采用预制装配式，下部结构一般采用明挖法施工。综上，本次设计考虑截面标准化，设计理论创新化，施工方法先进化，采用与国内外先进水平一致的设计理论进行设计。我国预应力技术起步较晚，但发展迅速，应用数量庞大。近年来在土木工程投资方面，建设规模方面均居世界前列2。近二三十年来我国预应力混凝土桥梁发展很快，无论在桥型、跨度以及施工方法与技术已达到国际先进水平。目前无粘结预应力混凝土在国外应用非常广泛，体外预应力在混凝土中的应用是近年来建筑工业发展的方向之一。展望未来，预应力技术的发展主要从材料、预加力的方法、张拉设备等方面着手进行创新。1.3 工程概述辰清河位于孙吴县西南部是黑龙江南岸二级支流。发源于小兴安岭北段西侧，流经德都县北部和孙吴县西南部，在孙吴县城北注入逊河。本河段地质条件较好，河床下为粉质粘土可塑，其下为粉质粘土硬塑，最下层为砂砾，承载力较高。每年11月上旬至次年4月中旬为结冰期。1.4 技术标准和设计依据1.4.1 技术标准公路工程技术标准（JTG B012003）；公路桥涵通用技术规范（JTG D602004）；公路钢筋混凝土和预应力混凝土技术规范（JTG D622004）；公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）；公路桥涵施工技术规范（JTJ 0412000）。 1.4.2 设计依据1、桥面净宽 净9+21.0m（人行道）2、设计荷载 汽车荷载为公路级，人群荷载3.0KN/m23、设计水位 设计水位是99.5m4、技术指标标准跨径：40m 计算跨径：38.86m 主梁全长：39.96m支点距梁端：0.55m 梁高：2.30m1.5 结构形式上部采用40m装配式预应力混凝土简支T梁。下部采用双柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。1.6 主要材料规格1、混凝土主梁采用C40混凝土，人行道、栏杆及铺装层采用C30混凝土。2、预应力钢束采用钢绞线，技术标准符合冶金部YB255-64标准规定。3、普通钢筋采用HRB400、HRB335钢筋。1.7 施工要点1.7.1 上部结构施工要点上部结构采用后张法施工工艺制作主梁，采用70mm的预埋金属波纹管和HVM锚。（1）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。 （2）预应力刚束采用后张法，严格按规程操作。 （3）管道或成孔要保证质量，保证孔道畅通。 （4）主梁翼缘板湿接缝的混凝土表面必须凿毛、冲洗，以保证新老混凝土的结合。1.7.2 下部结构施工要点下部结构采用钻孔灌注桩基础。 （1）预防钻孔坍塌、随时检查泥浆的浓度、封底混凝土厚度的确定。（2）盖梁混凝土浇筑应采取先悬臂后跨中，然后逐次向支点合拢的顺序。 （3）注意基础底面标高的准确性。（4）做好安全防护工作。 第2章 水文计算2.1 已知设计水位求设计流速和流量由辰清河水文断面图知，水流截面面积A1078.23，湿周X127.86，从而求出水力半径38.43。由桥涵水文查表得：=22.22 ，洪水比降0.5。根据谢才曼宁公式3计算： （2.1）由公式（2.1）得：又无河滩 （2.2） 式中：全断面总流量（）；过水断面面积；河槽过水断面面积；河槽水流速度。2.2 桥孔长度计算2.2.1 最小桥孔净长度用桥孔净长度经验公式3计算： （2.3）式中：设计流量（m3/s）； 天然河槽流量，因无滩，故； 河槽宽度，等于123.69m； 反映河床稳定性的系数和指数，本河段为稳定河段，查桥涵水文，取。2.2.2 布置桥孔根据桥孔布置原则3，结合桥位所在处的地形地质条件，确定桥孔布置方案为，标准跨径40m，布置3孔，桥长为340120m。2.2.3 验算 （2.4）式中：墩数，3跨，=2； 墩宽，标准跨径40m，取=1.8m。=34021.8116.40m103.90m 经计算标准跨径40m，桥孔布置三跨的方案是合理的。2.3 桥梁高度的确定桥梁横断面为双向横坡=1.5%，桥面铺装层厚度为 （2.5）式中：设计水位，； 水面升高值总和，本设计取0.5m； 桥下净空安全值4，本河段不通航取0.5m； 桥梁上部构造建筑高度，本设计为2.3m。桥面最低高程： =99.50+0.5+0.5+2.3+0.137=102.937m2.4 冲刷计算2.4.1 桥墩一般冲刷（粘性土） （2.6）式中：单宽流量集中系数，取1.1； 冲刷范围内粘性土液性指数，粉质粘土可塑查规范5取0.6； 桥下河槽通过的流量，； 桥墩河流侧向压缩系数，查规范取0.98； 桥下河槽部分桥孔过水净宽，=123.69-21.8-3.69=116.4m； 最大水深为12.63m； 平均水深， 。=14.51m，冲去=14.51-12.63=1.88m2.4.2 桥墩局部冲刷（粘性土）局部冲刷按下式计算 （2.7）式中：墩形系数，本设计为双柱式墩，取1.0； 墩宽，1.8m； 液性指数，0.6； 流速，2.06m/s。=1.28m桥墩的最低冲刷线高程=99.50-14.51-1.28=83.71m。2.4.3 桥台冲刷（粘性土） （2.8）式中：天然条件下河床平均单宽流量；桥台路堤阻水比；液性指数，粉质粘土硬塑，取0.2；桥台路堤阻水长度，3.69m；挑角系数5，取1.0；桥台形状系数5，本桥台前墙带边坡（埋入式桥台），上下游设锥坡，取 =0.85。=4.64m 桥台最低冲刷线高程为，右槽平均水深为1.84m， =99.50-1.84-4.64=93.02m。2.5 方案确定经以上桥长计算，可确定上部结构采用标准跨径为40m的装配式预应力简支T梁，3跨；经冲刷计算，确定下部结构采用双柱式墩，肋板式台，钻孔灌注桩基础。2.6 本章小结本章通过给定设计水位计算出河道流量、流速等水文要素，进一步的计算出桥长及桥面中心最底标高，同时根据地质水文图确定出桥孔布置方案。根据地质水文条件计算出桥墩的一般冲刷、局部冲刷，从而确定桥墩的一般冲刷线和最大冲刷线；桥台的冲刷，确定桥台的一般冲刷线和最大冲刷线。本章的内容将作为以后设计工作的基础，为第四章的下部基础设计提供了详细的资料和数据。第3章 上部结构设计3.1 设计原则：安全、适用、经济、美观、环保。3.2 上部结构设计3.2.1 设计原始资料标准跨径：40m，计算跨径：38.86m，梁长：39.96。1、设计技术指标 公路等级：二级汽车荷载：公路级，人群荷载为3.0KNm桥面净空：净9+21.0m，不通航结构形式：装配式预应力混凝土简支T梁2、材料技术指标混凝土：主梁强度等级C40预应力钢筋：17标准型-15.2-1860钢绞线6普通钢筋：主梁HRB400；箍筋HRB3353、跨中截面主梁尺寸拟定及主梁上部结构物拟定主梁设9道横隔梁，梁高2.3m，高跨比7：在之间。跨中肋宽200mm；采用5片T梁，主梁间距2.2m；双向横坡ih=1.5%，双向纵坡iz=1.5%。 桥面铺装采用C30防水混凝土，人行道铺装采用C20水泥砂浆。桥面中心铺装厚度为0.137m。人行道块件宽1.0m，高0.33m；栏杆宽0.13m，高1.0m。横隔梁不挖空，采用大湿接缝。图3.1 主梁横断面图3.2.2 跨中截面主梁尺寸拟定如图3.2 跨中截面尺寸图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如下表3.1 截面几何性质分 块名 称分块面积Ai(c)分块面积形心至上缘距离yi(mm)分块面积形心至上缘静矩(mm3)分块面积的自身惯性矩 (mm4) (mm)分块面积对截面形心惯性矩 (mm4) (mm4)（1）104（2）（3）（1）（2）106（4）108（5）（6）（1）（5）108（7）（4）+（6）108大毛截面翼板441004414.66667691.532104.120752118.78692三角承托7.525018.750.9375541.53219.93836220.87586腹板371125416.251055.27-333.47411.456491466.73下 三角2.891993.3357.607330.46400-1201.81417.41404417.87804马蹄13.52175293.6257.03125-1383.472583.897882590.92913104.89830.23233I6815.19727小毛截面翼板351003210.66667780.861951.181961.85三角承托7.525018.750.9375630.86298.48976299.42726腹板371125416.251055.27-244.44220.533181275.8续上表分 块名 称分块面积Ai(c)分块面积形心至上缘距离yi(mm)分块面积形心至上缘静矩(mm3)分块面积的自身惯性矩 (mm4) (mm)分块面积对截面形心惯性矩 (mm4) (mm4)（1）104（2）（3）（1）（2）106（4）108（5）（6）（1）（5）108（7）（4）+（6）108小毛截面下 三角2.891993.3357.607330.46400-1112.47357.66448358.12849马蹄13.52175293.6257.03125-1294.142260.972268.0092.89818.23233I6163.21注：大毛截面形心至上缘距离：，小毛截面形心至上缘距离：根据上表所计算结果，计算截面效率指标7：大毛截面：上核心距：；下核心距：小毛截面：上核心距：；下核心距：又 初拟主梁跨中截面尺寸满足要求。3.2.3 横隔梁沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼缘板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而在四分点附近开始向支点逐渐将马蹄抬高，将腹板逐渐加宽到与马蹄同宽。具体情况见下图图3.3 半跨内横隔梁沿跨长变化示意图3.2.4 横隔梁的设置主梁在荷载作用位置的弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则主梁弯矩较大。本桥在跨中截面开始设置横隔梁，共9道，支点设1道。3.3 主梁作用效应计算3.3.1一期永久作用（预制梁自重）1、跨中截面段主梁的自重边、中梁： 2、马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重边、中梁： 3、支点梁的自重边、中梁： 4、边主梁的横隔梁中横隔梁体积：端横隔梁体积： 半跨内边横隔梁的自重为：5、中主梁的横隔梁6、预制梁永久作用集度边梁： 中梁： 3.3.2 二期永久作用1、现浇T梁翼缘板集度边梁： 中梁： 2、边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积： 一片端横隔梁（现浇部分）体积： 3、中梁现浇部分横隔梁二期恒载集度边梁： 中梁： 3.3.3 三期永久作用1、桥面铺装0.137mC30防水混凝土铺装若将桥面铺装均摊给5片主梁，则2、栏杆设栏杆集度为1.86（KN/m），人行道集度为16.21（KN/m），若均摊给5片T梁，则（KN/m）三期永久作用集度为边、中梁： 3.3.4 永久作用效应如下图，设x为计算截面到支座的距离，并令。主梁弯矩和剪力的计算公式为： (3.1) (3.2)图3.4 弯矩、剪力图主梁恒载内力计算见下表表3.2 1号梁恒截内力计算表 作用点阶段支点截面=0.0距支点h/2截面=0.03L/4截面=0.25跨中截面=0.5一期g1=27.06KN/m弯矩KN.m0595.003833.765111.69剪力KN526.16494.59263.080二期g2=1.91 KN/m弯矩KN.m041.97270.40360.54剪力KN37.1135.6318.560三期g3=8.08 KN/m弯矩KN.m0177.531143.906997.43剪力KN156.99147.5778.500弯矩KN.m0814.505248.0612469.66剪力KN720.26677.79360.140表3.3 2号梁恒截内力计算表 作用点阶段支点截面=0.0距支点h/2截面=0.03L/4截面=0.25跨中截面=0.5一期g1=27.06KN/m弯矩KN.m0616.533972.505296.67剪力KN545.20512.49272.600二期g2=1.91 KN/m弯矩KN.m084.81546.47728.62剪力KN75.0070.5037.500三期g3=8.08 KN/m弯矩KN.m0177.531143.901525.20剪力KN156.99147.5778.500弯矩KN.m0878.875662.877550.49剪力KN777.19730.56388.603.4 活载内力计算（修正刚性横梁法）3.4.1 计算主梁的汽车冲击系数简支梁的结构基频8： (3.3) 式中： =0.1012mm4(见表3.1)； ,； 混凝土的弹性模量，查表知。，在1.5Hz14Hz之间符合要求。汽车冲击系数3.4.2 计算主梁的荷载横向分布系数 本桥跨内设有9道横隔梁，并且具有可靠的横向连接，因为承重结构的长宽比为，所以可按修正的刚性横梁法来绘制影响线，并且计算跨中横向分布系数mc。1、主梁抗扭惯性矩对于T形梁截面，抗扭惯性矩It可近似按下式计算得 (3.4)式中：b，t相应为单个矩形截面得宽度和高度； c矩形截面抗扭刚度系数； 梁截面划分成单个矩形面的个数。跨中截面翼缘板的换算平均厚度： 马蹄部分的换算平均厚度：表3.4 主梁抗扭惯性矩计算表分块名称bi(mm)ti(mm)ciIt=cibiti3(108mm4)翼缘板2200234.090.1060.31186.1129腹板1734.092000.1150.30942.82468马蹄5403350.620.20541.61808170.555662、计算抗扭修正系数本桥主梁间距相同为2.2m，并将主梁近似看成等截面，抗扭修正系数计算公式如下： (3.5)式中：与主梁片数n有关的系数，当n5时为1.042；主梁横向宽度，；取，按表3.4取值。代入计算公式（3.5）求得3、按修正的刚性横隔梁法计算横向影响线竖坐标值计算公式如下： (3.6)式中：n为主梁片数，n=5；。将计算所得的结果列于下表 表3.5 各号梁影响线竖标汇总表梁号10.5520.3760.20.024-0.15220.3760.2880.20.1120.02430.20.20.20.20.24、计算荷载横向分布系数根据表3.5计算所得数据绘制各号梁的横向影响线，按横向最不利布置车轮荷载。1号梁跨中荷载横向分布系数的计算图3.5 1号梁跨中、支点影响线图（单位：m）1号梁支点的荷载横向分布系数计算 由上图可求得：跨中： 汽车荷载： 人群荷载：支点： 汽车荷载： 人群荷载：2号梁跨中荷载横向分布系数计算图3.6 2号梁跨中、支点影响线图（单位：m）2号梁跨中的荷载横向分布系数：跨中： 汽车荷载： 人群荷载：支点： 汽车荷载：人群荷载：表3.6 荷载横向分布系数汇总表梁号作用类别1汽车0.6480.409人群0.61.2732汽车0.5240.796人群0.403.4.3 活载内力计算计算跨中截面最大弯矩及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯矩，采用直接加载求活载内力。公路级车道均布荷载=0.7510.5=7.875 KN/m，集中荷载为，桥梁计算跨径为38.86m，所以内插法求得=，计算剪力时为。 汽车荷载作用下的内力计算公式如下： (3.7)式中：汽车荷载作用下的截面的弯矩和剪力； 汽车荷载的冲击系数； 汽车荷载的横向折减系数； 汽车荷载的横向分布系数； 车道荷载的集中荷载标准值； 弯矩或剪力影响线的面积； 车道荷载的均布荷载标准值； 与车道荷载的集中荷载对应的内力影响线竖标值。人群荷载作用下的内力计算公式如下： (3.8)式中：人群荷载作用下的截面的弯矩和剪力； 人群荷载的横向分布系数； 人群荷载标准值。1、跨中截面活载内力计算1号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应图3.7 跨中影响线及横向分布系数图2号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应2、四分点（变化点）截面活载内力计算四分点截面作用效应的计算图示如下图3.8 截面影响线及横向分布系数图1号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应 2号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应3、截面处活载内力计算图3.9 截面影响线及横向分布系数图1号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应 2号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应4、支点截面活载内力计算1号梁：可变作用（汽车）标准效应 图3.10 支点截面影响线及横向分布系数图 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应 2号梁：可变作用（汽车）标准效应 可变作用（汽车）冲击效应 可变作用（人群）效应3.4.4 主梁内力组合（1）基本组合： (3.9)（2）短期组合： (3.10)（3）长期组合： (3.11) 表3.7 1号梁内力组合序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0526.16595.00494.593833.76263.085111.6902第二期永久作用037.1141.9735.63270.4018.56360.5403第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004总永久作用=1+2+30720.26814.50677.795248.06360.146997.4305可变作用汽车标准0278.79285.08179.321832.82156.402445.96116.606可变作用汽车冲击050.7451.8832.64333.5728.46445.1621.227可变作用人群042.8945.691.38301.247.75402.1410.358标准组合=4+5+6+701092.681197.15891.137715.69552.7510290.69148.179基本组合=1.24+1.4（5+6）+1.12701375.111501.90112.979678.21700.3512908.46204.5410短期组合=4+0.75+70959.481061.07805.806840.77477.959123.0691.9711长期组合=4+0.4（5+7）0886.90948.13751.186110.18426.388147.9950.78表3.8 2号梁内力组合序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN1第一期永久作用0545.20616.53512.493972.50272.605296.6702第二期永久作用075.0084.8170.50546.4737.50728.6203第三期永久作用0156.99177.53147.571143.9078.501525.2004总永久作用=1+2+30777.19878.87730.565662.87388.607550.4905可变作用汽车标准0233.86230.91170.621495.01126.801990.8394.62续上表序号荷载类别支点截面截面（变化点）截面跨中截面弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN弯矩KN.m剪力KN6可变作用汽车冲击042.5642.0231.05272.0923.08362.3317.227可变作用人群028.4030.370.84197.805.09262.936.768标准组合=4+5+6+701082.011182.17933.077627.77543.5710166.58118.609基本组合=1.24+1.4（5+6）+1.12701352.961472.611161.469502.82682.6712665.36164.1510短期组合=4+0.75+70970.661072.42852.126917.10483.139220.2272.9911长期组合=4+0.4（5+7）0883.46984.92800.436349.91442.048465.2140.553.5 预应力钢筋数量的确定与布置3.5.1 全预应力混凝土梁设计根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力9为： (3.12)式中：荷载短期效应弯矩组合设计值，Ms9123.06KN.m； 毛截面几何性质，； 下核心距，ycx1508.47mm； 上核心距，ycs=791.53mm；截面的惯性矩，；=0.109mm3,为预应力钢筋重心至毛截面重心地距离，假设=150mm 则1508.47-150=1358.47mm。 拟采用j15.2钢绞线，单根钢绞线公称截面面积，抗拉强度标准值，张拉控制应力=0.75fpk=0.751800=1395Mpa。预应力损失按张拉应力的20估算，所需预应力钢绞线的根数为： = (3.13)带入以上数据求得： =39根据题意取42根。采用6束7j15.2预应力钢筋束，HVM15-7型锚具，供给的预应力筋截面面积A0=42139=5838(mm2)采用70金属波纹管成孔，预留管道直径为75mm，预应力筋布置如图：图3.11 预应力筋布置图3.5.2 预应力筋纵向布置1、各钢束起弯点及其半径计算预应力筋采用圆弧加直线，上部按11弯起，下部按8弯起。锚固点至支座中心线的水平距离10为：各钢束起弯点及其半径计算见下表表3.9 各钢束起弯点及其半径计算表钢束号升高值C(mm)（度）(mm)(mm)支点至锚固点的距离d(mm)起弯点k至跨中水平距离61630110.981699456.50.190818977.2273.6726.451220110.981684782.60.190816176.5351.43604.93，469080.990381443.30.139211336.9253.48352.51，242080.9903432990.13926027.2329.713732.5注：2、各截面钢束位置及其倾角计算以各钢束支点截面处为例有： ： 各截面钢束位置及其倾角计算见下表表3.10 各截面钢束位置及其倾角计算表计算截面钢束编号(mm)(mm)（）(mm)(mm)(mm)跨中截面6为负值钢束尚未弯起0010210210580803，42102101，28080平均倾角001钢束截面中心截面68988.699456.55.18530.09040.9959407.01210617.0156110.184782.64.13280.07210.9974220.4680300.463，41362.581443.30.95860.01670.999911.40210221.401，2为负值钢束尚未弯起00108080平均倾角2.24710.03950.9992钢束截面中心253.38续上表计算截面钢束编号(mm)(mm)（）(mm)(mm)(mm)截面617553.699456.510.16570.17650.98431561.322101771.32514675.184782.69.96760.17310.98491279.73801359.733，49927.581443.37.00140.12190.9925607.31210817.311，24547.5432996.02860.10500.9945239.4680319.46平均倾角7.69890.13400.9910钢束截面中心900.76支点截面618703.699456.510.83950.18800.98221774.522101984.52515825.184782.610.75760.18660.98241490.00801570.003，411077.581443.37.81730.13600.9907756.87210966.871，25697.5432997.56120.13160.9913376.4980456.49平均倾角8.72570.15170.9884钢束截面中心1066.873.5.3 计算主梁截面几何性质截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算10。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普通钢筋的换算面积，但应扣除预应力筋预留管道的影响。该阶段顶板的宽度为1600mm。2、灌浆封锚，吊装并现浇顶板600mm的连接段（阶段2）预应力筋束张拉完成并进行管道灌浆、封锚后，预应力束就已经能够参与全截面受力。再将主梁吊装就位，并现浇顶板600mm的连接段时，该段的自重荷载由上一阶段的截面承受，此时，截面几何性质应为计入了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质。该阶段顶板的宽度为1600mm。3、二期恒载及活载作用（阶段3）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为2200mm，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3.12 跨中截面尺寸图（单位：mm）表3.11 跨中截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-37.4313.01393预留管道面积-2.6512155-57.122580-1311.57-455.97762砼净面积90.239843.43761.109746163.21-442.963695720.24631换算界面钢束换算面积2.919215562.904450-1235.32445.44392毛截面92.89880.86818.232336163.2138.6213.99845换算截面面积95.809919.68881.136786163.21459.442376622.65237换算界面钢束换算面积2.919215562.904450-1326.56513.67436毛截面104.89791.53830.232336815.19736.9114.换算截面面积107.81828.44893.136786815.197527.964037343.16130注：1、预留管道面积； 2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，根，所以钢束换算面积。图3.13 L/4截面尺寸图（单位：mm）表3.12 （变化点）截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面92.89880.86818.232336163.21-34.2410.89022预留管道面积-2.6512046.62-54.249760-1200-381.7008砼净面积90.239846.62763.982576163.21-370.810585792.39942换算界面钢束换算面积2.9192046.6259.740840-1130.24372.88545毛截面92.89880.86818.232336163.2135.5211.71966换算截面面积95.809916.38877.973176163.21384.605116547.81511换算界面钢束换算面积2.9192046.6259.740840-1221.11435.25490毛截面104.89791.53830.232336815.19733.9812.11102换算截面面积107.81825.51889.973176815.197447.365927262.56319注：1、预留管道面积；2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，根，所以钢束换算面积。图3.14 h/2截面尺寸图（单位：mm）表3.13 截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面147.28963.731419.437257641.97-7.980.93792预留管道面积-2.6511399.24-37.089650-443.49-52.13486砼净面积144.64955.751382.34767641.97-51.196947590.77457换算界面钢束换算面积2.9191399.2440.843820-427.0553.2343毛截面147.28963.731419.437257641.978.461.05415换算截面面积150.20972.191460.281077641.9754.288457696.25996换算界面钢束换算面积2.9191399.2440.843820-471.8564.98932毛截面159.28918.741463.426798493.808.651.换算截面面积162.20927.391504.270618493.8066.181148559.98145注：1、预留管道面积； 2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，根，所以钢束换算面积。图3.15 支点截面尺寸图（单位：mm）表3.14 支点截面的净截面与换算截面的几何特性计算表截面类别分块名称分块面积重心至梁顶距离对梁顶边的面积矩自身惯性矩截面惯性矩净截面毛截面148.67980.121457.112117665.36-4.60.31579预留管道面积-2.6511233.13-32.686580-257.61-17.砼净面积146.02975.521424.425537665.36-17.296247648.08566换算界面钢束换算面积2.9191233.1335.995060-248.1417.97329毛截面148.67980.121457.112117665.364.870.35259换算截面面积151.59984.991493.107177665.3618.325887683.68778换算界面钢束换算面积2.9191233.1335.995060-313.0628.60812毛截面160.67914.381469.112118529.4665.690.52018换算截面面积163.59920.071505.107178529.46629.12838558.59426注：1、预留管道面积； 2、钢束换算面积，为钢束与混凝土弹性模量比，根，所以钢束换算面积。表3.15 各控制截面各阶段几何特性计算汇总表 截面类别计算截面跨中截面阶段190.2393843.431456.571311.575720.256.782123.927204.36137阶段295.809919.681380.321235.326622.657.201044.797915.36108阶段3107.809828.441471.561326.567343.168.863844.990055.53549截面阶段190.2393846.621453.3812005792.406.841793.985474.82700阶段295.809916.381383.621130.246547.827.145304.732375.79330阶段3107.809825.511474.491211.117262.568.797674.925475.94751截面阶段1144.635955.751344.25443.497590.777.942225.6468517.11600阶段2150.205972.191327.81427.057696.267.916425.7962018.02192阶段3162.205927.391372.61471.858559.986.2362818.14132支点截面阶段1146.016975.521324.48257.617648.087.840015.7744129.68862阶段2151.586984.991315.01248.147683.697.800785.8430630.96513阶段3163.586920.071379.93313