目录
第一章方案比选 (1)
1.1方案选取 (1)
1.11方案一：50+80+50M的变截面箱型连续梁桥 (1)
1.12方案二：4×45M等截面预应力砼连续刚构梁 (2)
1.13方案三：65+115M斜拉桥 (3)
1.2各方案主要优缺点比较表 (4)
1.3.结论 (4)
第二章毛截面几何特性计算 (5)
2.1基本资料 (5)
2.1.1主要技术指标 (5)
2.1.2材料规格 (5)
2.2结构计算简图 (5)
2.3毛截面几何特性计算 (6)
第三章内力计算及组合 (9)
3.1荷载 (10)
3.1.1结构重力荷载 (10)
3.1.2支座不均匀沉降 (11)
3.1.3活载 (11)
3.2结构重力作用以及影响线计算 (11)
3.2.1输入数据 (11)
3.3支座沉降（SQ2荷载）影响计算 (20)
3.5荷载组合 (24)
3.5.1按承载能力极限状态进行内力组合 (25)
3.5.2按正常使用极限状态进行内力组合 (27)
第四章配筋计算 (31)
4.1计算原则 (31)
4.2预应力钢筋估算 (31)
4.2.1材料性能参数 (31)
4.2.2预应力钢筋数量的确定及布置 (31)
4.3预应力筋的布置原则 (37)
第五章预应力钢束的估算及布置 (39)
5.1按正常使用极限状态的应力要求估算 (39)
5.1.1截面上、下缘均布置预应力筋 (39)
5.1.2仅在截面下缘布置预应力筋 (40)
5.1.3仅在截面上缘布置预应力筋 (41)
5.2按承载能力极限状态的强度要求估算 (41)
5.3预应力筋估算结果 (42)
5.4预应力筋束的布置原则 (44)
5.5预应力筋束的布置结果 (45)
第六章净截面及换算截面几何特性计算 (45)
6.1净截面几何特性计算（见表6-1） (46)
6.2换算截面几何特性计算（见表6-2） (46)
第七章预应力损失及有效预应力计算 (47)
7.1控制应力及有关参数的确定 (48)
7.1.1控制应力 (48)
7.1.2其他参数 (48)
σ的计算 (48)
7.2摩阻损失1l
σ的计算 (50)
7.3混凝土的弹性压缩损失4l
σ的计算 (52)
7.4预应力筋束松弛损失5l
的计算 (52)
7.5混凝土收缩、徐变损失6l
7.6预应力损失组合及有效预应力的计算 (53)
第八章强度验算 (56)
8.1基本理论 (56)
8.2计算公式 (56)
8.2.1矩形截面 (57)
8.2.2工形截面 (57)
8.3计算结果 (58)
第九章应力验算 (61)
9.1正常使用极限状态应力验算 (61)
9.2短期效应组合 (62)
9.3长期效应组合 (67)
9.4基本组合 (73)
9.5.承载能力极限状态正截面强度验算 (78)
第十章变形验算 (83)
10.1挠度验算 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
10.2预拱度设置 .................................................................................... 错误!未定义书签。第十一章设计图绘制. (84)
11.1概述 (85)
11.2总体布置图 (85)
11.3主梁一般构造图 (85)
11.4主梁预应力钢束构造图 (85)
第十二章设计总结 (86)
参考文献 (87)
致谢 (88)
第一章方案比选
1.1方案选取及尺寸拟定
鉴于毛利冲地质地形情况，该处地势崎岖，桥全长较长，故比选方案主要采用预应力混凝土连续梁和斜拉桥形式。根据安全、适用、经济、美观的设计原则，初步拟定了三个方案。
1.11方案一：50+80+50m的变截面箱型连续梁桥
本桥上部构造为50+80+50m的变截面预应力砼连续梁，箱梁采用的单箱单室截面，箱梁支点截面梁高5m，跨中截面梁高2.5m,梁宽9m，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。由于该桥桥位较高，为了减少
墩台数量且跨径选择合理。
图2 变截面连续梁桥立面
图3 变截面连续梁剖面图
1.12方案二：4×45m等截面预应力砼连续刚构梁
1.本桥上部构造为4×45m预应力砼连续梁，箱梁采用的单箱单室截面，梁高3m,桥面宽9m, 下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。
图4 等截面连续梁立面
1.13方案三：65+115m斜拉桥
本桥上部构造为65+115m的箱型截面的斜拉桥，由于斜拉桥的多点支撑故可以大大减少主梁的高度，索距为6m，塔高38m。箱梁采用单相单室，梁高1.8m,梁宽9m，下部构造桥墩为薄壁式桥墩或双柱式墩配桩基础；桥台为重力式U型桥台配扩大基础。
图5 斜拉桥立面图
1.2各方案主要优缺点比较表
表2
1.3. 结论
通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一为最佳推荐方案，即50+80+50m的变截面箱型连续梁桥。
第二章毛截面几何特性计算
2.1 基本资料
2.1.1 主要技术指标
桥型布置：50m+80m+50m变截面连续梁桥（图2-1）
桥面净空：净-8m
设计荷载：公路—I级桥面纵坡：0 %
桥面横坡：2%
ⅠⅠ-ⅠⅠ
Ⅰ-Ⅰ
图2-1 主梁横截面图及桥面布置图（单位：cm）
2.1.2 材料规格
主梁： C50号混凝土，容重为27kN/m3，弹性模量取3.45×107 kPa；
桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为10cm，容重为25kN/m3；
人行道、栏杆：C20号混凝土，容重为25kN/m3；
横隔板：C50号混凝土，容重为27kN/m3，弹性模量取3.45×107 kPa。
2.2 结构计算简图
全桥三跨共取52个单元，53个结点，其中1～3、12-19、34-41、50-52号单元长为3m，9-11、20-22、31-33、42-44号单元长为4m，6-8、23-25、28-30、45-47号单元长
5m ，4、5、26、27、48、49号单元长1m 。桥墩简化为活动和固定铰支座。结点x 、y 坐标按各结点对应截面的形心点的位置来确定，结构计算简图，如图2-2所示。
图2-2 结构计算简图
2.3 毛截面几何特性计算
用三角形分块法（GEO2程序）计算主梁截面几何特性，截面编号和坐标系取用，见图2-3。
1(19)
2(12)
17
16y
x
图2-3 截面几何特性计算的三角形分块结点编号图
输入数据文件D2-1-1.DAT ，内容为：
28 1,-5.0,0.0 2,5.0,0.0 3,3.0,0.85 4,1.6,0.85 5,0.4,1.25 6,0.4,3.8 7,1.6,4.2 8,3.0,4.2
9,4.2,3.8 10,4.2,1.25 11,3.0,0.85 12,5.0,0.0 13,5.0,4.1 14,8.0,4.3 15,8.0,4.5 16,-8.0,4.5 17,-8.0,4.3
18,-5.0,4.1 19,-5.0,0.0 20,-3.0,0.85 21,-4.2,1.25 22,-4.2,3.8 23,-3.0,4.2 24,-1.6,4.2 25,-0.4,3.8 26,-0.4,1.25
27,-1.6,0.85 28,-3.0,0.85
以上数据仅为一个结点截面的数据文件，其余结点截面的数据文件省略，其形式与上类同。
计算结果，见“表2-1 结点截面几何特性总表”。
结点截面几何特性和单元几何特性，分别见表2-2和表2-3。
表2-1 结点截面几何特性总表
表2-2 结点截面几何特性表
表2-3 单元几何特性表
第三章内力计算及组合
3.1 荷载
3.1.1 结构重力荷载
（1）桥面系荷载
防撞护栏重：q1 =[（0.3+0.5）×0.2/2+0.2×0.5+0.8×0.2 ]×25×2
=24.5 kN/m
桥面铺装重：q2 =（0.6+0.15）×4/2×25×2 = 21kN/m
合计：q=q1+q2 = 45.5 kN/m
将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上。
（2）主梁自重
按γ=27kN/m3的容重，以计主梁自重的形式计入恒载中。且在每跨l/4截面、l/2截面以及支点截面各设一道横隔梁，其重量按非结点荷载计算。
中跨跨中截面横隔板重：
[(5-0.4×2)×(2.5-0.25-0.4)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.2×27= 26.497 kN
中跨l/4截面横隔板重：
[(5-0.538×2)×(3.362-0.25-0.538)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.4×27= 74.112 kN
中跨支点截面横隔板重：
[(5-0.8×2)×(8-0.25-0.8)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.6×27 =165.184 kN
边跨l/4截面（靠中跨侧）横隔板重：
[(5-0.644×2)×(4.029-0.25-0.644)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.4×27 = 90.705 kN
边跨跨中截面横隔板重：
[(5-0.495×2)×(3098-0.25-0.495)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.4×27 = 66.932 kN
边跨l/4截面（靠桥台侧）横隔板重：
[(5-0.405×2)×(2.51-0.25-0.405)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.2×27= 26.510 kN
边跨边支点截面横隔板重：
[(5-0.4×2)×(2.5-0.25-0.4)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.4×27= 52.984 kN
3.1.2 支座不均匀沉降
支座不均匀沉降应根据各墩位处地质情况以及基础的布置形式和支座反力大小按《基础工程》以及有关规范的规定来计算，这里假定中间两桥墩相对两边桥台下沉20mm。在荷载组合中，此项荷载作为SQ2，SQ2中还可包括温度等荷载效应，应根据设计要求来取用。
3.1.3 活载
汽车：公路I级车道荷载（由均布荷载q k和集中荷载P k组成），q k=10.5kN/m，P k=360kN；计算剪力效应时，P k=432kN。
3.2 结构重力作用以及影响线计算
采用FR2程序计算，关心结点取结点1～53；关心截面取全结构的相关截面。
3.2.1 输入数据
52,53,5,32,1,0,1,1,53,1 （NM,NJ,NS,NGE,NME,NKA,NCA,NTI,NFI,NFY）
1, 1, 2, 1, 1
2, 2, 3, 1, 2
3, 3, 4, 1, 3
……（中间数据省略，其形式与上类同）
50, 50, 51, 1, 3
51, 51, 52, 1, 2
52, 52, 53, 1, 1 ISE(I,J),J=1,2 ,(IMG(I,J),J=1,2),I=1,NM
1, 0.0 ,0.0
2, 3.0 , 0.0
3, 6.0 , 0.0
……（中间数据省略，其形式与上类同）
50, 171, 0.0
51, 174 , 0.0
52, 177 ,0.0 ( I,(XY(I,J),J=1,2) )
1,27.0,3.45E7 ( I,(WE(I,J),J=1,2),I=1,NME )
1, 22.3875 , 61.3615
2, 20.6140 , 58.7755
3, 18.7830 , 55.5940
……（中间数据省略，其形式与上类同）
30, 32.5510 , 328.0000
31, 33.9680 , 355.9750
32, 34.0600 , 356.4700 (I,(AI(I,J),J=1,2),I=1,NGE)
4
1,9999,0.0,9999
16,0.0,0.0,9999
38,9999,0.0,9999
52,9999,0.0,9999 ( ISJ (SXYM(J),J=1,3) )
1,3, 2,3, 3,3, 4,3, 5,3, 6,3, 7,3, 8,3, 9,3, 10,3, 11,3, 12,3, 13,3, 14,3,
……（中间数据省略，其形式与上类同）
50,3, 51,3, 52,3, 53,3, 1,1, 1,2, 2,2, 3,2, 4,2, 5,2, 6,2, 7,2, 8,2,
……（中间数据省略，其形式与上类同）
46,1, 47,1, 48,1, 49,1, 50,1, 51,1, 52,2, ((JFI(I,J),J=1,2),I=1,NFI)
50,52 NLM,NP
1,10,98.5,1.0,1 52,10,98.5,1.0,0
5,NJP
1,2,-53，0
16,2,-165.184
38,2,165.184，0
52,2,- 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, …, …, 49，50，51，52，53. …. 3.2.2 计算结果
（1）文件.OUT（部分结果）
ICA= 1
3.2.3 图形示意：
状态荷载
关心截面内力影响线
左支点内力图
左支点剪力图
左支点弯矩图
左支点1/4截面内力图