南广线某连续梁桥设计毕业设计.doc

南广线某连续梁桥设计 所属系部： 机电系 专业 ： 路桥技术 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 提交时间： 目 录第1章 绪论3第2章 原始资料42.1 基本资料42.1.1 线路资料42.1.2 设计荷载：42.1.3 桥址处基本资料：42.1.4 桥址地形地貌特征42.2 主要设计技术标准62.2.1 砼62.2.2 纵、横向预应力体系62.2.3 竖向预应力体系62.2.4 设计依据62.3 设计内容和成果7第3章 方案比选93.1 方案一：（51+104+110+104+51）m五跨混凝土连续梁桥93.1.1 全桥立面布置93.1.2 上部结构尺寸93.1.3下部结构尺寸103.2 方案二：（60+312+60）m系杆钢管混凝土箱梁拱桥103.2.1 全桥立面布置103.2.2 上部结构尺寸113.2.3 下部结构尺寸113.3 方案三：(112.65+232.00+112.65)m双塔斜拉混凝土箱梁桥123.3.1 全桥立面布置123.3.2上部结构尺寸123.3.3 下部结构尺寸133.4 方案比选与确定133.4.1 方案比选133.4.2 方案确定14第4章 结构尺寸和施工方案拟定154.1 梁体总体布置154.1.1 孔径布置154.1.2 桥梁截面形式154.1.3 桥梁细部尺寸164.2 施工方案拟定164.2.1 施工方法选择164.2.2 全桥施工节段划164.2.3 施工工序174.2.4 施工过程174.3 本桥所用主要材料及其特性184.3.1 砼184.3.2 纵、横向预应力体系18第5章 一次成桥内力计算195.1 主梁单元划分195.1.1划分依据195.1.2 单元划分结果195.2 一次成桥内力计算205.2.1 恒载内力205.2.2 活载内力225.2.3 自定义荷载组合内力26第6章 主梁的预应力钢筋估算与设计286.1 预应力钢筋估算的依据286.2配筋估算结果316.3 预应力筋的布置326.3.1 各种材料用具参数336.3.2 钢筋在梁中实际空间位置336.3.3 考虑施工工序的问题336.3.4 考虑合理受力336.3.5 截面钢束布置示意图34第7章 主梁结构检算357.1 检算依据357.2 施工阶段应力检算357.3 强度检算367.4 使用阶段应力检算387.4.1 短期效应组合下截面检算397.4.2 长期效应组合下截面检算397.5 钢束应力检算397.6 梁体结构变形检算40湖南网络工程职业技术学院第1章 绪论 随着国民经济的高速发展，我国的铁路交通运输行业也日渐壮大，并且在技术上跻身于世界各国前列。近年来我国的高速铁路快速发展，在短短的几年内攻克了多种技术难题，在世界上产生了较大的影响力。其中桥梁工程也是发展的相当快，近年来各个工程师、科研人员取得的诸多重大成果令人瞩目。桥梁的作用是供车辆、行人等跨越河流山谷等障碍物的构筑物。桥梁设计施工复杂。尽管目前桥梁的各方面技术已经相当的成熟，工程经验也很丰富，我国也已经有了很多桥梁标准设计，但是对于一些大跨度或新型结构桥梁的设计施工，难度还是相当大的。因此，对于桥梁进行更多的深入研究是很有必要的。目前我国的高速铁路线多采用高架桥形式，这也为我国的桥梁工程发展提供了良好的环境。 本次通过对在建南广铁路（客货共线）大跨度PC连续梁桥的初步设计，目的在于了解铁路桥梁的特点，掌握桥梁设计的主要内容、设计程序与基本技能，熟练掌握结构设计与内力计算，构件截面强度、刚度、稳定性以及动力等验算内容与方法，掌握桥梁施工组织设计基本内容和方法，熟悉桥梁设计所需标准、规范、规程、指南等，熟悉桥梁方案图或施工图的内容与绘制以及相关信息的图示方法，熟悉设计计算说明书的编制，培养独立的设计思想与综合判断能力，以及独立工作的能力。设计全过程包括了拟定多个桥式方案；拟定各方案的上/下部结构尺寸；方案比选及评价并确定推荐方案；拟定推荐方案的施工方案。完成推荐方案上部结构内力分析，绘制内力包络图。对推荐方案进行配束（筋）设计，并绘制预应力钢束配置图。在设计过程中也遇到了很多问题，但是在老师和同学们的帮助下都得到了解决。 39湖南网络工程职业技术学院第2章 原始资料2.1 基本资料2.1.1 线路资料 南广铁路是南宁到广州最便捷的铁路通道，正线数目为双线，线间距为4.6m，线路标高0.5m，客货共线，设计速度：客车200km/h，货车120km/h。2.1.2 设计荷载：（1）恒载： 梁体自重、二期恒载（183.3kN/m）、支座不均匀沉降（相邻支点沉降1cm）。（2）活载：“ZK活载”，双线按90%计；竖向动力系数。（3）附加力：制动力或牵引力、风力、温度荷载。（4）特殊荷载：列车荷载、施工荷载、地震力等；（5）荷载组合：分别以主力、主力+附加力进行组合，取最不利组合进行设计，并对特殊荷载进行验算。2.1.3 桥址处基本资料： 包括水文、纵断面、地质及道路资料见图纸。桂平郁江双线特大桥位于郁江贵港至桂平河段上，下游距桂平航运枢纽约11.5km，上游距贵港航运枢纽约99km，桥位处规划为II级航道，并为远景建设成为通航3000t级船舶的I级航道留有余地。2.1.4 桥址地形地貌特征本设计原形来自实际工程，该桥为南广铁路郁江大桥。从卫星地图可以初步的对当地的地形地貌作初略的了解，以便桥梁的设计，如图2.4.1：如图2.4.1 桥址地形地貌卫星图2.2 主要设计技术标准2.2.1 砼 (1)梁体：C50高性能混凝土 (2)封端：C50无收缩混凝土 2.2.2 纵、横向预应力体系 (1)产品符合GB/T5224-2003的标准，标准强度fpk =1860Mpa，公称直径15.2mm，公称面积140mm2；弹性模量1.95105 Mpa，锚固体系为夹片锚锚固体系；管道形成采用金属波纹管（参考值：975波纹管内径85mm，1275波纹管内径90mm，1975波纹管内径100mm）。 (2)预应力损失计算参数： a.锚下张拉控制应力：con=0.75fpk； b.金属波纹管成孔： =0.2 k =0.002； c.预应力钢束松弛率：0.025； d.一端锚具变形，钢束回缩及垫板压实值6mm。2.2.3 竖向预应力体系竖向预应力采用25预应力混凝土用螺纹钢，其标准强度fpk =830Mpa，Ey=2.0105Mpa，锚下最大张拉控制应力k=705 Mpa，采用35mm的铁皮管制孔，单端张拉。2.2.4 设计依据 1.桥涵设计基本规范（TBJ10002.1-2005） 2.桥梁钢结构设计规范（TBJ10002.2-2005） 3.桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TBJ10002.3-2005） 4.桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TBJ10002.4-2005） 5.桥涵地基和基础设计规范（TBJ10002.5-2005） 6. 新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定（铁建设函2005285号） 7. 混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2005157号）以及“局部修订条纹”（铁建设2007140号） 8.内河通航标准（GB50139-2004） 9其它有关设计规范2.3 设计内容和成果2.3.1 设计内容 1.拟定多个桥式方案，完成其桥长确定、主跨结构型式选择、分孔布置、墩台型式选择及施工方案的选择。各方案可以是悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续体系梁桥和简支梁桥。结构材料可以是钢桥，也可以是普通混凝土及预应力混凝土桥。拟定各方案的上/下部结构尺寸； 2.方案比选及评价并确定推荐方案； 3.拟定推荐方案的施工方案； 4.成推荐方案上、下部结构内力分析，绘制内力包络图； 5.对推荐方案方案进行配束（筋）设计，并绘制预应力钢束配置图。工程数量统计； 2.3.2 提交成果 1.第一方案桥梁立面布置图； 2.第二方案桥梁立面布置图； 3.第三方案桥梁立面布置图（可选）； 4.连续体系桥梁主跨上部结构图。湖南网络工程职业技术学院第3章 方案比选 该桥位于南广铁路郁江段，桥下有较高的通航要求，因此该桥设计必须是大跨度的。目前大跨度桥梁主要有悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续刚构桥、连续梁桥。然而悬索桥的刚度较小，铁路桥特别是高速铁路桥梁不适合采用该桥型。结合当地的地理环境和人文条件，综合考虑了安全、适用、经济、美观和有利于环保，本设计给出斜拉桥、拱桥、连续梁桥三个备选方案。具体分别为（51+104+110+104+51）m五跨混凝土连续梁桥、（60+312+60）m系杆钢管混凝土箱梁拱桥、(112.65+232.00+112.65)m双塔斜拉混凝土箱梁桥。3.1 方案一：（51+104+110+104+51）m五跨混凝土连续梁桥3.1.1 全桥立面布置（如图3.1.1.1） 1.全桥长420m，主跨110m，边跨51m，第二跨104m； 2.主桥一号桥墩高21m，二号桥墩高28m，三号桥墩52m； 3.采用1.4m钻孔桩； 4.边跨与主跨之比。图3.1.1.1 全桥立面布置图3.1.2 上部结构尺寸（如图3.1.2.1-图3.1.2.4） 1.边跨支点梁高；第二跨支点梁高；中跨支点梁高；跨中梁高；跨中顶板厚0.8m，底板厚0.8m，腹板厚度为0.6m；支座顶底板0.8m，底板厚0.8m，腹板厚0.8m； 2.支点梁高与跨度之比； 3.支点梁高与跨中梁高之比； 4.桥面宽12.2m。 图3.1.2.1 C号墩处箱梁横断面 图3.1.2.2 D号墩处箱梁横断面 图3.1.2.3 边跨支座处箱梁横断面 图3.1.2.4 CD、DE、EF跨中箱梁横断面3.1.3下部结构尺寸 1.B墩采用圆端形空心重力式桥墩；墩顶11m3m，墩底11m3m，墩高21m； 2.C墩采用圆端形空心重力式桥墩；墩顶11.2m3.2m，墩底12m4m，墩高28m； 3.D墩采用圆端形空心重力式桥墩；墩顶11.6m3.6m，墩底13.6m5.6m，墩高52m； 4.采用矩形承台； 5.采用1.4m钻孔灌注桩，桩端到达硬质基岩。3.2 方案二：（60+312+60）m系杆钢管混凝土箱梁拱桥3.2.1 全桥立面布置如图3.2.1.1 1.全桥长432m，主跨，边跨； 2.主跨矢高74.5，矢跨比0.24； 3.边跨矢高12.5m，矢跨比0.21； 4.采用2.5m钻孔桩； 5.边跨与主跨之比。图3.2.1.1 全桥立面布置图3.2.2 上部结构尺寸（如图3.2.2.1-图3.2.2.2） 1.采用单箱双室截面，全桥等截面梁高；顶板厚0.3m，底板厚0.3m；外腹板厚0.4m，中间腹板厚0.3m； 2.支点梁高与跨度之比； 3.支点梁高与跨中梁高之比； 4.桥面宽18.8m，其中留有3m为主拱位置； 5.主拱采用外包钢管混凝土形式，单边由5跟钢管混凝土组成，直径为1m，中间有横连接，横杆直径0.6m； 6.挂杆间距5m。图3.2.2.1主跨箱梁截面图图3.2.2.2 主拱钢管混凝土截面图3.2.3 下部结构尺寸 1.1号墩采用矩形空心重力式桥墩；墩顶15.2m6m，墩底15.2m6m，墩高4m； 2.2号墩采用圆端形空心重力式桥墩；墩顶23.9m19.4m，墩底23.9m19.4m，墩高20m； 3.采用矩形承台； 4.采用2.5m钻孔灌注桩，桩端到达硬质基岩。3.3 方案三：(112.65+232.00+112.65)m双塔斜拉混凝土箱梁桥3.3.1 全桥立面布置（如图3.3.1.1） 1.全桥长457.3m，主跨，边跨； 2.主塔高，主塔固结于承台； 3.拉索为顶端辐射型，间距8m； 4.采用2.5m钻孔桩； 5.边跨与主跨之比； 6.塔梁连接构造为塔梁分离式，主梁悬浮； 7.塔高与跨度比。3.3.1.1全桥立面构造图3.3.2上部结构尺寸（如图3.3.2.1，图3.3.2.2） 1.采用单箱单室截面，全桥等截面梁高，顶板厚0.3m，底板厚0.3m，外腹板厚0.4m； 2.主塔总高度64.4m，且桥面以下部分42m，主塔为变截面形式，上端有横撑； 3.桥塔在主梁下方有横梁，提高桥塔整体稳定性，也作为主梁施工时临时支撑构件； 4.桥面宽14.2m，其中两边各留有1m为拉索布置位置； 5.拉索下端固定在主梁腹板处。 图3.3.2.1 主塔立面图 图3.3.2.2 主梁断面图3.3.3 下部结构尺寸 1.1号墩采用矩形空心重力式桥墩；墩顶16.2m6m，墩底16.2m6m，墩高17.2m； 2.1号墩采用矩形承台，承台尺寸29.6m5.1m5m； 3.2采用矩形承台，一次变截面，尺寸分别为21.2123m、39.8m19.5m5m； 4.采用2.5m钻孔灌注桩，桩端到达硬质基岩。3.4 方案比选与确定3.4.1 方案比选 桥梁方案比选主要考虑安全性、经济性、适用性和环境保护等。斜拉桥和拱桥的优点是跨的大，对通航的干扰少和河流的水文影响也小。但是，由于斜拉桥和拱桥设计施工难度都比较大，且后期的养护工程量也是比连续梁桥大得多，斜拉桥需要考虑定期更换拉索，拱桥这也要对外包钢管进行长期的防锈养护。并且拱桥对基础的要求较高，尤其是下承式拱桥在竖向荷载作用下桥墩会产生很大的水平推力，需要对桥墩位移进行严格的控制，这对设计施工要求都很高。同样，斜拉桥在施工过程中主梁的线形控制难度较大，由于受力体系不断转化对拉索索力的调整比较的复杂。连续梁桥也能满足一定的大跨度要求，形式简洁、整体性好、刚度大，技术成熟，且比斜拉桥拱桥更加经济。再者桥址上部为一个码头，轮船通航繁忙。采用悬臂对称施工连续梁对下方正常通航影响很小。引桥采用的是32m标准梁，大大提高了施工的效率。连续梁桥经久耐用，后期养护工程量很小，这可以很大程度的节约成本。3.4.2 方案确定铁路对桥梁的高度要求较高，要求桥梁要有较好的整体性，受力性能好。综合了桥址地形地貌人文环境，河流水文、通航，重点考虑了结构的受力性能、工程的经济成本、设计施工简便性，同时也兼顾了环境保护的原则，确定了最终的推荐方案为（51+104+110+104+51）m五跨混凝土连续梁桥。湖南网络工程职业技术学院第4章 结构尺寸和施工方案拟定4.1 梁体总体布置 该桥为420m五跨预应力连续梁桥，采用单箱单室变截面梁，桥梁主体结构按使用年限 100 年设计。4.1.1 孔径布置（如图4.1.1.1）全桥长484m，其中主桥全长420m五跨连续梁，两边各有引桥为32m标准梁。主桥分五跨，全桥关于中心线左右对称，分别为（51+104+110+104+51）m，主跨与边跨之比。图4.1.1.1 全桥立面布置图4.1.2 桥梁截面形式 桥梁立面布置由于在大跨度连续两种各个截面的内力不同，在跨中主要是受正弯矩较大、下缘受拉，在支座附近受较大的剪力和负弯矩、上缘受拉。参考了现有多座桥梁，将本桥设计为变高度梁。除零号块和跨中合拢段外，下缘为二次抛物线形。 桥梁横截形式选择 桥面宽12.2m，梁底宽度8m。 桥梁的梁高初设 其中边跨支点梁高；第二跨支点梁高；中跨支点梁高；跨中梁高；支点梁高与跨度之比；支点梁高与跨中梁高之比。4.1.3 桥梁细部尺寸（如图4.1.3.1）顶板采用0.6m，其中C墩、跨中附近处加厚为0.8m，在边跨底部预留直径0.8m的维修孔道；底板为0.6m，其中C墩、跨中附近处加厚为0.8m,D墩处为0.6m；腹板为0.6m，其中C墩处加厚为0.8m；顶板倒角为0.4m0.8m，底板倒角为0.80.8m；只在支座处设置横隔板，C墩处横隔板厚度为1m，D墩处横隔板为2m，在横隔板底部预留维修孔道；在边跨出伸缩缝预留0.1m伸缩缝；（7）悬臂板悬臂长度为长度为2.1m，内侧厚度为0.6m，向外1.1m处厚度为0.3m，外端厚度为0.2m，厚度都为线性渐变。 图4.1.3.1 C、D号墩处箱梁横断面4.2 施工方案拟定4.2.1 施工方法选择 连续梁的施工方法有很多，有满堂支架施工、顶推施工、悬臂浇筑施工、还有悬臂拼装等等。由于下方通航要求且水位较高，因此不合适用满堂支架施工方法；顶推施工适用于等高梁，这里是变高度连续梁同样不适用；悬臂拼装需要较大的起重设备和运梁工具。相比之下，采用悬臂对称浇筑法是最佳的，该方法技术成熟，体系完善。采用对称悬臂对下方通航影响很少，且不受水流的影响；施工过程中受力明确，便于监控。4.2.2 全桥施工节段划图4.2.2.1 梁段划分图 分如图4.2.2.1 C、D、E、F支座处个设置6m零号块，B、G边跨支座处为1m零号块；BC、CD、DE、EF、FG中间各有一段2m的中间合拢段；其余梁段长度均为3m。4.2.3 施工工序 在第2施工阶段进行零号块施工。接下来以安装挂篮移动模板、浇捣梁段、张拉钢筋孔道灌浆三个阶段为一个小循环依次对悬臂段施工。在第53个阶段对边跨零号块进行施工；在接着合拢边跨。在第56阶段合拢第2、5跨；第60阶段合拢中跨，撤出多余约束，体系转化为五跨连续梁。4.2.4 施工过程（1）零号梁段的施工，采用满堂支架施工方法；（2）对零号块进行临时支撑措施，桥墩两侧设置临时支架或托架，支座两侧设置混凝土块作为临时支座，设置千斤顶，以防止在悬臂施工时放生倾覆侧翻；（3） 挂篮安装，采用后支点挂篮设备，移动模架；（4） 布置普通钢筋、波纹管、线路管道，进行梁段浇捣；（5） 穿筋、张拉钢束、锚固钢筋、孔道灌浆；（6） 浇捣完C最后一个悬臂段后进行边跨零号块施工，采用满堂支架施工边跨零号块；（7） 采用挂篮进行BC边跨合拢段施工；（8） 采用挂篮进行CD跨中合拢段施工；（9） 采用挂篮进行中跨跨中合拢段施工；（10） 完成梁底钢束的张拉、锚固、灌浆；（11） 拆除临时支撑，体系转化。4.3 本桥所用主要材料及其特性4.3.1 砼（1）梁体：C50高性能混凝土（2）封端：C50无收缩混凝土 4.3.2 纵、横向预应力体系 （1）产品符合GB/T5224-2003的标准，标准强度fpk =1860Mpa，公称直径15.2mm，公称面积140mm2；弹性模量1.95105 Mpa，锚固体系为夹片锚锚固体系；管道形成采用金属波纹管（参考值：975波纹管内径85mm，1275波纹管内径90mm外径97，1975波纹管内径100mm）；采用OVM15系列锚具。 （2）预应力损失计算参数： a.锚下张拉控制应力：con=0.75fpk；b.金属波纹管成孔： =0.2 k =0.002； c.预应力钢束松弛率：0.025； d.一端锚具变形，钢束回缩及垫板压实值6mm。湖南网络工程职业技术学院 第5章 一次成桥内力计算5.1 主梁单元划分 本次结构内力分析，首先需要对桥梁进行离散化，将主梁分成有限个并排的单元。5.1.1划分依据 其计算原理是将桥梁这个整体划分为多个小单元，考虑单元之间的协调关系记性内力计算。划分单元的合理性对计算的结果准确程度有一定影响。一般的划分准则是，支座连两侧需要划分成两个单元；变截面连两侧需要划分单元；合拢段也需要划分一个单元；单元划分不宜过大，也不能太小。如果一个单元截断很长，计算误差比较大；反之，如果单元划分的比较小，那样子对会使得计算的时间加长很多，是没有必要的。5.1.2 单元划分结果（如图5.1.2.1-图5.1.2.2）通过一定的分析，考虑了结构的实际受力情况，并且尽量的简化工作量，统一悬臂施工梁段与计算单元的长度，最终将主梁分成153个单元。其中边跨支座零号块为两个单元，共计1m；中间支座处零号块都分成4个关于支座中心对称的单元，共计6m；边跨与跨中合拢段单元为2m；其余单元都为3m等长度单元。图5.1.2.1 全桥单元外形图5.1.2.2 全桥三维模型5.2 一次成桥内力计算完成对全桥的建立后，我们设定了相关的参数，包括恒载、活载，不均匀温度、支座沉降等。设定了总体信息后进行了结构内力计算，计算模型如图5.2 图5.2 一次成桥计算模型一次成桥模型为一连续杆件，长度为420m。桥梁在中跨合拢并解除多余约束后发生了体系的转化。在一次成桥阶段，第三个支座为水平竖向双向刚性约束，其余四个支座只有竖向刚性约束。5.2.1 恒载内力一次成桥状态的恒载内力包括了两个来源，其中一个是一期恒载，另外一个为二期恒载。一期恒载为主梁的自身重量，这一项由桥梁博士程序自动提取，二期恒载为一些附属设备重量，本次给定值为183KN/m。一次成桥内力如图5.2.1.1 -5.2.1.6所示： (1) 弯矩图 图5.2.1.1 一期恒载弯矩图 单位：kN.m图5.2.1.2 二期恒载弯矩图 单位：kN.m图5.2.1.3 一次成桥弯矩图 单位：kN.m (2) 剪力图 图5.2.1.4 一期恒载剪力图 单位：kN 图5.2.1.5 二期恒载剪力图 单位：kN图5.2.1.6 一次成桥剪力图 单位：kN5.2.2 活载内力 本次设计线路为客货共线高速铁路，采用的活荷载类型为ZK活载。通过在使用信息中对每一个单元添加ZK活载达到加载目的，计算得出活载内力包络图如图5.2.2.1-图5.2.2.2所示：图5.2.2.1 一次成桥活荷载弯矩包络图 单位：kN.m图5.2.2.2 一次成桥荷载剪力包络图 单位：kN.m5.2.3 自定义荷载组合内力铁路设计规范中荷载的组合形式主要包括了主力、主力+附加力、主力+附加力+特殊荷载等。本设计考虑了桥梁自重产生的一期恒载、附属设施产生的二期恒载、不均匀沉降、温度应力收缩徐变、ZK活载、预应力等。各种荷载组合根据叠加原理共同再桥梁中产生效应，下面对定义的几个组合形式的内力进行了对比参考，见图5.2.5.1-图5.2.5.4： (1) 组合主力 5.2.5.1 主力组合弯矩包络图 单位：kN.m 5.2.5.2 主力组合剪力包络图 单位：kN (2) 组合主力+附加力 5.2.5.3 主力+附加力组合弯矩包络图 单位：kN.m 5.2.5.4 主力+附加力组合剪力包络图 单位：kN湖南网络工程职业技术学院第6章 主梁的预应力钢筋估算与设计6.1 预应力钢筋估算的依据估算预应力钢筋面积是主要考虑了两个方面：（1）该桥设计为全预应力混凝土构件，要求在各种组合下混凝土不出现拉应力；（2）混凝土的最大压应力不超过容许值。 如果是在单侧配筋时，由于预应力给梁一个偏心压力，整个梁段类似于一个偏心受压杆件。预应力偏心产生弯矩的弯矩使得配筋的一侧存在较大的压应力，而另一侧产生较大的拉应力。这种情况是配筋是需要得以考虑，需要在另一侧配适当的预应力钢筋于此抵消。由于估算配筋时有一些因素未考虑，实际情况需要的预应力筋会比估算阶段的大，因此在估算配筋面积是设定了20%预应力损失。相关的计算公式如下6.1.1-6.1.4: （6.1.1） （6.1.2）移项后得到如下： （6.1.3） （6.1.4） A.y上、y下分别为为预应力筋在截面上、下缘产生的应力； b.W上、W下截面上、下缘的抗弯截面模量； c.Mmax、Mmin效应最不利组合情况下计算截面弯矩（带正负号）。综上考虑，布置的预应力钢筋的类型主要有三类：a.考虑截面受正弯矩时在底缘布置钢筋；b.考虑截面受负弯矩时在梁顶缘布置钢筋；c.考虑截面上下缘最小正应力不低于容许值0，在梁的顶缘和底缘同时布置钢筋。计算公式如下： (1) 截面上、下缘同时布置预应力钢筋截面上、下缘由预应力筋预压力 N 上及 N 下产生的应力依次为 （6.1.5） （6.1.6）容易得到 （6.1.7） （6.1.8）将方程（6.1.7）、（6.1.8）代入方程（6.1.5）、（6.1.6）可以得到 （6.1.9） （6.1.10）其中： a.e上、e下分别表示截面上缘和下缘的预应力钢筋的中心到截面重心的距离； b.A为混凝土截面的毛截面积； c.n上n下分别为截面上缘和下缘预应力钢筋的数量； d.K上、K下分别表示截面上缘和下缘的的核心距，,； e.fy为每束预应力钢筋的面积； f.为扣除预应力损失后的预应力筋应力。再将方程（6.1.3）、（6.1.4）代入到方程（6.1.9）（6.1.10）中，得到上缘、下缘最小的配筋值分别为、： （6.1.11） （6.1.12） (2)仅在截面下缘布置预应力钢筋预应力钢筋对梁的上下缘产生的应力为: （6.1.13） （6.1.14）将（6.1.8）代入（6.1.13）、（6.1.14）可以得到 （6.1.15） （6.1.16）将（6.1.3）代入（6.1.15）求得当底缘混凝土不出现拉应力时，顶缘配筋数目NX： （6.1.17） (3) 仅梁的顶缘布置预应力筋预应力对顶缘底缘产生的应力分别为： （6.1.18） （6.1.19）将方程（6.1.7）代入方程（6.1.18）、方程（6.1.19）得到 （6.1.20） （6.1.21）将方程（6.1.3）代入（6.1.20）求得当底缘混凝土不出现拉应力时，顶缘配筋数目NS： （6.1.22） (4) 预应力刚筋的布置主要值用来抵抗截面弯矩的，但是也不能完全根据截面上是否存在弯矩来确定是否配筋。首先对于采用悬臂施工的桥梁必须根据构造在顶缘布置两根钢筋。其次可以根据下述公式进行判别： a.只在上缘布置钢筋的条件 （6.1.23） b.只在下缘布置钢筋的条件 （6.1.24） c.如果方程（6.1.23）、方程（6.1.24）都不满足则需要同时对上下缘进行布置钢筋。6.2配筋估算结果 设定相关参数后，采进行了截面配筋估算。首先假定都采用型号为1975的钢束，计算出波纹管根数如表6.2.1所示：表6.2.1 估算配筋结果单元号节点号配筋面积 （mm2）波纹管数 (根)上缘下缘上缘下缘1 1 100 100 0 0 2 200 100 0 0 2 2 200 100 0 0 3 1600 2500 1 1 3 3 1700 4420 1 2 4 3400 7937 1 3 4 4 3400 7937 1 3 5 7800 15070 3 6 5 5 7800 15070 3 6 6 13400 19660 5 7 6 6 13400 19660 5 7 7 20000 21730 8 8 7 7 20000 21730 8 8 8 26900 21350 10 8 8 8 26900 21350 10 8 9 35330 19800 13 7 9 9 35330 19800 13 7 10 43980 16900 17 6 10 10 43980 16900 17 6 11 52480 12700 20 5 11 11 52480 12700 20 5 12 60660 7800 23 3 12 12 60660 7800 23 3 13 68340 2400 26 1 13 13 68340 2400 26 1 14 75410 0 28 0 14 14 75410 0 28 0 15 81870 0 31 0 15 15 81870 0 31 0 16 87720 0 33 0 16 16 87720 0 33 0 17 93110 0 35 0 17 17 93110 0 35 0 在实际的配筋过程中，考虑了施工方便对钢束进行了微调。进行初次全桥结构安全验算后，我们再利用桥梁博士自带的调束工具进行调束，使得最终状态下各项指标合格，得到了最终的配束结果。在最后的配束中有一部分钢束采用了12-75型号。6.3 预应力筋的布置 在布置预应力筋的时候不仅仅围绕程序验算是否合格，还要考虑实际施工过程中的许多问题，配出的钢束才能在现实中得以实现。6.3.1 各种材料用具参数 (1) 19-75型号的钢束 波纹管直径为100mm；考虑波纹管外侧混凝土的最小保护层厚度同时兼顾了施工方便，波纹管中心线到混凝土最外侧边缘距离取105mm；波纹管间距最小值为170mm；锚垫板尺寸为310mm310mm；锚垫板中线间距为390mm。 (2) 12-75 波纹管直径为90mm；考虑波纹管外侧混凝土的最小保护层厚度同时兼顾了施工方便，波纹管中心线到混凝土最外侧边缘距离取100mm；波纹管间距最小值为160mm；锚垫板尺寸为270mm270mm；锚垫板中线间距为310mm；6.3.2 钢筋在梁中实际空间位置 在计算过程中是将其看作二维问题。因此，如果钢筋的空间位置布置不正确的时候即便验算合格，在实际工程中也是难以实现的。需要特别注意钢束之间的间距问题，尤其是当在一个截面上需要锚固多根钢束的时候，竖弯要做到先后有序错开。其次，要给锚垫板预留足够的位置，在设计过程中曾有多次因为忽视了锚垫板尺寸导致临近的钢束不能顺利通过。6.3.3 考虑施工工序的问题 顶缘钢筋一般设为没浇捣一段梁就张拉对应的一批钢束，锚固点可以直接设置在顶板和腹板截面内。底板钢筋则不一样。许多底板束为跨中合拢之后才进行一次性张拉，所以底板束的锚固点不能设置在底板或腹板截面内。我们对底板锚固的解决方法即设置齿块。边跨顶板束同样是在边跨合拢之后进行张拉的，靠近支座的一端可以直接锚固在梁段截面上，另外一端则需要设置顶板的尺块。6.3.4 考虑合理受力上面提到，计算特点是将桥梁作为二维问题进行计算。实际情况下，钢束的横向分布会影响梁的内力分布，很显然将钢束适当布置在靠近腹板的位置是有利于受力的。根据材料力学可以看出，偏离腹板较远的顶板钢束需要通过顶板的剪应力来抵抗截面弯矩，这对梁的受力是不利的。此外，由于横竖弯曲会产生很大的孔道摩擦力，造成钢束的预应力损失，所以要尽量减少横竖弯曲的数目。如果在某些位置必须设置弯起的时候，也要处理好去起点和曲线段，以尽量减少预应力损失。6.3.5 截面钢束布置示意图如下图6.3.5.1和6.3.5.2给出了C号墩处和跨中截面钢束布置示意图