二級公路m裝配式預應力混凝土簡支梁橋設(shè)計

1、二級公路20m裝配式預應力混凝土簡支梁橋設(shè)計任務書一、 設(shè)計題目二級公路20m裝配式預應力混凝土簡支梁橋。設(shè)計條件：1. 水文條件：橋臺的局部沖刷深度4.7m。2. 下部結(jié)構(gòu)為：多跨簡支梁樁基礎(chǔ)。3. 施工方法：后張法.4. 環(huán)境條件：級。二、 分孔單孔。三、跨徑、橋?qū)捈皹蛎鏅M坡1.標準跨徑20m，計算跨徑19.50m，梁長19.96m。設(shè)計參考值：梁高1.50m。高跨比1/13.30，跨中肋寬18cm，橫隔梁根數(shù)為5.2.橋面凈寬：凈92×1.0m。3.橫坡：1.5%。四、橋面鋪裝1.瀝青混凝土鋪裝5cm。2.混凝土鋪裝10cm，主梁截面強度驗算時計入8cm的鋪裝參與受力。五、設(shè)計

2、荷載汽車荷載公路級，人群荷載3.0KN/。六、材料1.預應力鋼筋采用15.2鋼絞線,標準強度=1860MPa.2.非預應力鋼筋采用HRB335和R235級鋼筋。3.混凝土：主梁采用C40，欄桿及橋面鋪裝用C30.七、地質(zhì)資料地質(zhì)條件：軟粘性粘土。八、提交的成果1.設(shè)計計算書（上、下部結(jié)構(gòu)）2.設(shè)計圖紙：1）橋型布置圖2）主梁結(jié)構(gòu)圖3）主梁配筋圖4) 橋墩構(gòu)造圖5）橋墩蓋梁配筋圖九、參考文獻：1.葉見曙.李國平.結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.北京.人們交通出版社.2005.2.白寶玉.橋梁工程.北京.高等教育出版社.2003.3.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）.北京.人民交通出版社.2004.

3、4.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）.北京. 人民交通出版社.2004.5. 公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）.北京.人民交通出版社.2007.6. 城市橋梁設(shè)計荷載標準（CJJ11-98).北京.中華人民共和國建設(shè)部.1998.7. 易建國.混凝土簡支梁（板）橋（第三版）.北京.人民交通出版社.20018. 胡兆同.橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋.北京.人民交通出版社.2001.9. 王曉謀、趙明華.基礎(chǔ)工程.北京.人民交通出版社.2003.10. 李廉錕.結(jié)構(gòu)力學.高等教育出版社.2004.10、 時間安排2010年2月2010年7月. 設(shè)

4、計內(nèi)容一、設(shè)計資料及構(gòu)造布置 （一）設(shè)計資料1.橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m.主梁全長：19.96m.計算跨徑：19.50m.橋面凈寬：凈9+2×1.0m=11.0m.2. 設(shè)計荷載汽車荷載公路級，人群荷載3.0KN/。3. 材料及工藝 1）預應力鋼筋采用15.2鋼絞線,每束7根，全梁佩3束，標準強度=1860MPa. 2）非預應力鋼筋采用HRB335和R235級鋼筋。3） 混凝土：主梁采用C40，欄桿及橋面鋪裝用C30.4） 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預埋波紋管和夾片錨 具.4.設(shè)計依據(jù) 1）葉見曙.李國平.結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.北京.人們交通出版社.20

5、05.2）白寶玉.橋梁工程.北京.高等教育出版社.2003.3）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）.北京.人民交通出版社.2004.4）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）.北京. 人民交通出版社.2004. 5）公路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）.北京.人民交通出版社.2007. 6）城市橋梁設(shè)計荷載標準（CJJ11-98).北京.中華人民共和國建設(shè)部.1998. 7）易建國.混凝土簡支梁（板）橋（第三版）.北京.人民交通出版社.20018）胡兆同.橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋.北京.人民交通出版社.2001. 9）王曉謀、趙明華.

6、基礎(chǔ)工程.北京.人民交通出版社.2003.10）李廉錕.結(jié)構(gòu)力學.高等教育出版社.20045.設(shè)計基本計算數(shù)據(jù)（見表WGC1）設(shè)計基本計算數(shù)據(jù)表(WGC1） 名稱項目符號單位 數(shù)據(jù)混凝土立方體抗壓強度彈性模量軸心抗壓標準強度軸心抗拉標準強度軸心抗壓設(shè)計強度軸心抗拉設(shè)計強度MPaMPaMPaMPaMPaMPa403250026.82.4018.41.65短暫狀態(tài)容許壓應力容許拉應力MPaMPa16.381.54持久狀態(tài)標準荷載組合：容許壓應力容許主壓應力短期效應組合：容許拉應力容許主拉應力MPaMPaMPaMPa13.416.0801.4415.2鋼絞線標準強度彈性模量抗拉設(shè)計強度最大控制應力M

7、PaMPaMPaMPa186012601395持久狀態(tài)應力：標準荷載組合MPa1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線25.023.078.5鋼束與混凝土的彈性模量比無量綱6.0注：該設(shè)計考慮到混凝土強度達到C35時開始張拉預應力鋼束。 與分別表示施工時（張拉時）混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則：(二)上部結(jié)構(gòu)布置1.主梁間距與主梁片數(shù)主梁的間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁的截面效率指標（，為截面的核心距，為梁截面高度）很有效。所以在條件允許的情況下應適當?shù)募訉扵梁翼板。故擬定主梁翼板寬度為2000mm，由于翼板的寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)

8、澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預施應力、運輸、吊裝階段（160cm）和運營階段（200cm）。即留有40cm的施工縫。橋面凈寬9+2×1.0m，初步擬定選用5片主梁。初步擬定橫截面圖如圖WGC1。 圖WGC1 橫截面圖（單位：cm）2. 主梁跨中截面主要尺寸擬定 （1）主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比一般選用在1/151/25。本設(shè)計高跨比為1/13.30故梁高采用150cm。（2）主梁截面細部尺寸翼板的厚度主要取決于橋面車輛荷載的大小，根據(jù)受力特點翼板通常都做成變厚度的。為了保證翼板與梁肋連接的整體性，翼板的厚度應不小于主梁高的1/10，且當主梁之間采用橫向的

9、整體現(xiàn)澆連接時，懸臂端厚度不應小于14cm。故預制T梁的翼板厚度采用15cm，翼板根部加厚到20cm用來抵抗翼緣根部較大的彎矩?？缰辛豪叩膶挾冉o定18cm，高度130cm。預應力混凝土簡支T梁的梁肋下部通常需要加寬做成馬蹄形，以便鋼絲束的布置和承受較大預應力。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要來確定，實踐表明馬蹄面積占截面面積的1020為合適。考慮到主梁配置3束鋼束，分兩層安排，下層安排2束，3束呈三角形分布。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范條對鋼束的凈距及預留管道的構(gòu)造要求，初步擬定馬蹄形寬度為40cm，高度為20cm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度11cm，以減小局部應力。按

10、照以上擬定的外形尺寸，繪制出跨中截面圖WGC2。 圖WGC2 跨中截面尺寸圖（單位：cm） （3）計算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面集合特性列表計算見表WGC2。 表WGC2.分塊名稱分塊面積 （）分塊面積形心至上緣距離 （cm）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積自身慣矩（） （cm）分塊面積對截面形心的慣矩 （） （） （1） （2）=(3) （4） （5）=（6）=(7)大毛截面翼板30007.5225005625040.6549572685013518翼板變厚35516.6675916.7493.131.48351869352362腹板207072.515007

11、52281312.5-24.3512273503508662下三角121124.515064.5406.7-76.35705348705755馬蹄80014011200026666.7-91.85674913867758056346305556.216356102小毛截面翼板24007.5180004500044.8948362694881269翼板變厚35516.6675916.7493.135.723453027453520腹板207072.51500752281312.5-20.118371333118446下三角121124.515064.5406.7-72.1162918262958

12、9馬蹄80014011200026666.7-87.61614041061670775746301056.215249901 注：大毛截面形心至上緣的距離：=小毛截面形心至上緣的距離：=(4) 檢驗截面效率指標（希望在0.5以上） 上核心距： 下核心距： 截面效率指標： 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。（3） 橫截面沿跨長的變化 如圖WGC3所示，本設(shè)計的主梁采用等高的形式，橫截面的T梁翼板的厚度沿跨長方向不作變化。梁的端部區(qū)段由于預應力錨頭集中力的作用而引起的較大的局部應力，也為了布置錨具的需要，在近梁端173cm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分也配合鋼束的起彎而從四分點附近（第一

13、道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度也隨著變化。 (四)橫隔梁的設(shè)置在荷載作用處的主梁彎矩的橫向分布，當該處有橫隔梁時比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為了減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道中橫隔梁；當跨度較大時，應設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計在跨中點和四分點、支點設(shè)置5道橫隔梁，其間距4.875m。為了預制時方便脫模將橫隔梁做成“上寬下窄”的楔形。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部20cm，下部18cm；中橫隔梁高度為130cm，厚度為上部18cm，下部16cm。詳見圖WGC3。 (五)人行道、欄桿（護欄）設(shè)置人行道一般高出行車道0.250.

14、35m，該設(shè)計采用0.30m。由于該設(shè)計人行道板為懸臂式，人行道高出行車道板30cm，所以可不設(shè)置防撞護欄。欄桿是橋上的安全設(shè)施，高度一般為80120cm，采用110cm的標準設(shè)計高度，10cm深入板內(nèi)，板上高度100cm。欄桿的間距為160270cm，該設(shè)計同樣采用250cm的標準設(shè)計間距。共設(shè)9根欄桿，8個間距。 圖WGC3 主梁（橫隔梁）斷面圖（單位：cm） 二、主梁作用效應計算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)橫縱截面的布置，并通過可變作用的梁橋荷載橫向分布計算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、變化點截面和支點截面）的永久作用和最大可變作用效應，然后再進行主梁作用效應組合。 （一）永久作用效應計

15、算 1.永久作用集度 （1）預制梁自重（第一期恒載） 跨中截面段主梁的自重(第一中橫梁截面至跨中截面，全長4.875m）： =0.5746×25×4.875=70.03（KN） 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長3.375m）： （0.80535+0.5746）×3.375×25/2=58.22（KN） 支點段梁的自重（長1.73m）： =0.80535×25×1.73=34.83（KN）邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積： 0.17×0.7927=0.1348（） 端橫隔梁體積： 0.19×0.7974=0.1515（）故

16、半跨內(nèi)橫隔梁重力為： =（1.5×0.1348+1×0.1515）×25=8.84（KN）中主梁的橫隔梁 中橫隔梁的體積： 0.17×0.7927×2=0.2696（） 端橫隔梁體積： 0.19×0.7974×2=0.3030（） 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為： =（1.5×0.2696+1×0.3030）×25=17.68（KN）預制梁永久作用集度： 邊主梁： =（70.03+58.22+34.83+8.84）/9.98=17.23（KN/m） 中主梁： =（70.03+58.22+34.83+17.

17、68）/9.98=18.11（KN/m）(2)二期永久作用現(xiàn)澆T梁翼板集度 =0.15×0.4×25=1.5（KN/m）邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 0.17×0.20×1.15=0.0391（）一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 0.19×0.20×1.35=0.0513（）故： =（3×0.0391+2×0.0513）×25/19.96=0.2754（KN/m）中主梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 0.17×0.40×1.15=0.0782 （） 一

18、片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 0.19×0.40×1.35=0.1026（）故： =（3×0.0782+2×0.1026）×25/19.96=0.5508（KN/m）鋪裝8cm混凝土鋪裝： 0.08×9×25=18.00（KN/m）5cm瀝青鋪裝： 0.05×9×23=10.35（KN/m）若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則： =（18.00+10.35）/5=5.67（KN/m）欄桿一側(cè)人行欄桿體積： 0.09×0.13×2×（2.5×8+2××9

19、）+0.18×0.14×1.0×9=0.6719（）一側(cè)人行欄桿集度：0.6719×23/19.96=0.774（KN/m）所以：將兩側(cè)人行欄桿均分給5片主梁， =2×0.774/5=0.3096（KN/m）人行道板 一側(cè)人行道板集度： 0.2×23×19.96/19.96=4.6（KN/m） 將兩側(cè)的人行道板荷載均攤給5片主梁： =2×4.6/5=1.84（KN/m）邊梁的二期永久作用集度： =1.5+0.2754+5.67+0.3096+1.84=9.342（KN/m） 中主梁的二期永久作用集度： =1.5+0

20、.5508+5.67+0.3096+1.84=9.8704（KN/m）2. 永久作用效應 如圖WGC4所示，設(shè)x為計算截面離開左支座的距離，并令。主梁彎矩和剪力的計算公式： 圖WGC4 永久作用效應計算圖永久作用計算見表WGC3。 表WGC31（5）號梁永久作用效應作用效應跨中第一中橫梁變截面處支點一期彎矩（KNm）818.96614.22232.540剪力（KN）084.00142.16167.99二期彎矩（KNm）444.04333.03126.080剪力（KN）045.5477.0891.08彎矩（KNm）1263.00947.25358.620剪力（KN）0129.54219.2425

21、9.072（3、4）號梁永久作用效應一期彎矩（KNm）860.79645.59244.420剪力（KN）088.29149.42176.57二期彎矩（KNm）469.15351.86133.210剪力（KN）048.1281.4496.24彎矩（KNm）1329.94997.45377.630剪力（KN）0136.41230.86272.81（2） 可變作用效應計算（修正偏心壓力法） 1.沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按橋規(guī)條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可以采用下式估算：其中， 根據(jù)該橋的基頻，可以算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：按橋規(guī)條，當車道數(shù)大于2車道時

22、采用車道橫向折減系數(shù)，由于該設(shè)計橋?qū)?m故采用雙車道，不采用車道折減系數(shù)。即橫向折減系數(shù)為1.00.大跨徑的橋梁應考慮汽車荷載的縱向折減。當跨徑大于150m時考慮縱向折減系數(shù)。本設(shè)計跨徑20m，因此無需考慮汽車荷載的縱向折減。2. 計算主梁荷載的橫向分布系數(shù)（1） 跨中荷載的橫向分布系數(shù) 如前所述，該設(shè)計采用5片橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 接近于2.00。故可以按照修正偏心壓力法來繪制主梁的橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。 計算主梁抗扭慣性矩、抗彎慣矩 對于T型梁截面，抗扭慣矩可以近似按下式計算： 其中，相應為單個矩形截面的寬度和高度； 矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)的比值查

23、規(guī)范； 梁截面劃分為單個矩形截面的個數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：馬蹄部分的換算平均厚度：圖WGC5示出了的計算圖，計算表見表WGC4。 圖WGC5 的計算圖示 計算表 表WGC4分塊名稱（cm）（cm）翼緣板20016.77511.92251/33.14700腹板110.2186.12220.3001.92806馬蹄4023.0251.73720.2131.040016.11507計算抗扭修正系數(shù)對于該主梁的間距相同，并將主梁近似等截面的，則得：式中，計算得，。按修正的偏心壓力法計算橫向影響線豎坐標值其中，。計算所得的值列于表WGC5內(nèi)。 值 表WGC5梁號10.5760.3880

24、.2000.012-0.17620.3880.2940.2000.1060.01230.2000.2000.2000.2000.200計算荷載橫向分布系數(shù)1號梁的橫向影響線和最不利布載圖示如圖WGC6所示。 可變作用（汽車荷載公路級）： 可變作用（人群荷載）：同理，其他主梁的橫向分布系數(shù)記于表WGC6. 圖WGC6 跨中的橫向分布系數(shù)計算圖示（單位：cm） 各梁可變作用橫向分布系數(shù) 表WGC6梁號可變作用類型汽車荷載公路級0.69150.550人群荷載0.6701.500汽車荷載公路級0.54550.725人群荷載0.4350.000汽車荷載公路級0.4000.723人群荷載0.4000.00

25、0(2) 支點截面的橫向分布系數(shù) 如圖WGC7所示，支點截面按照杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載。1號梁的橫向分布系數(shù)計算如下：可變作用（汽車荷載公路級）： 可變作用（人群荷載）：同理，其他主梁橫向分布系數(shù)記于表WGC6. 圖WGC7 支點截面橫向分布系數(shù)的計算圖示3. 車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)條，汽車荷載公路級的均布荷載標準值和集中荷載標準值為： =0.75×10.5=7.875（KN/m）計算彎矩時：計算剪力時: 4. 計算可變作用效應在可變作用效應計算中，該設(shè)計對橫向分布系數(shù)的取值如下考慮：支點處截面取，由支點截面到第一片中橫隔梁處橫向分布系數(shù)取到的直線過度，其余梁段取

26、。（1） 求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應,圖WGC8示出跨中截面作用效應計算圖示，計算公式為：所求截面的活載內(nèi)力（剪力或彎矩）； 汽車荷載的沖擊系數(shù)； 多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)，本設(shè)計取1； 彎矩或剪力影響線的面積；車道荷載的集中荷載對應的內(nèi)力影響線最大峰值。 圖WGC8 跨中截面作用效應計算圖示號梁的跨中彎矩：號梁跨中剪力：(2) 第一片中橫隔梁處截面的最大彎矩和最大剪力 圖WGC9為該截面作用效應的計算圖式。 圖WGC9 第一片中橫隔梁處基面作用效應計算圖式號梁在該截面的彎矩：號梁在該截面的剪力：（3） 腹板全寬變截面處的最大彎

27、矩和最大剪力 圖WGC10為該截面的作用效應計算圖式。號梁在該截面的彎矩：號梁在該截面的剪力： 圖WGC10 腹板全寬變截面處的作用效應計算圖式（4） 支點截面的最大剪力圖WGC11 示出支點截面最大剪力計算圖式。 圖WGC11 支點截面剪力計算圖式 支點截面的最大剪力計算公式為：其中，支點截面活載內(nèi)力（剪力）； 支點截面荷載橫向分布系數(shù)； 荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度； 變化區(qū)段附加三角形重心處的影響線坐標。號主梁支點處的最大剪力：同理，其他各主梁的各截面最大剪力和彎矩如下表WGC7。 各主梁的各截面最大剪力和彎矩 表WGC7梁號荷載類型跨中截面第一中橫梁變截面處支點汽車荷載1164.27

28、118.30873.20164.06284.11163.640228.21人群荷載95.544.9071.653.6750.422.59025.16汽車荷載918.4593.32688.84129.42320.46184.580271.21人群荷載62.033.1846.522.384.980.2609.81汽車荷載673.4768.43505.1094.90298.46171.900198.52人群荷載57.042.9342.782.194.980.2609.02(3) 主梁的作用效應組合 該設(shè)計按照橋規(guī)規(guī)定，根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應選著了三種最不利的效應組合，標準效應組合、短期效應組合和承載

29、能力極限狀態(tài)基本組合，見下表WGC8. 三、預應力鋼束的估算及其布置 （一）跨中截面鋼束的估算和確定 根據(jù)公預規(guī)規(guī)定，預應力梁應滿足正常使用極限狀態(tài)的應力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。以下就跨中截面在各種作用效應組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。1. 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算鋼束數(shù) 對于簡支梁帶T形截面，當截面混凝土不出現(xiàn)拉應力控制時，則得到的鋼束數(shù)n的計算公式為：其中，持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按表WGC8采用； 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路級，采用0.565； 一股鋼絞線截面面積，一根鋼絞線的截面面

30、積， 故。 在上面已經(jīng)算出成橋后跨中截面初估則鋼束偏心矩為：。 主梁作用效應組合 表WGC8、號主梁序號荷載類型跨中截面第一中橫梁變截面處支點（1）永久作用1263.000947.25129.54358.62219.240259.07（2）汽車荷載1164.27118.30873.20164.06284.11163.640228.21（3）人群荷載95.544.9071.653.6750.422.59025.16（4）標準組合2522.81123.21892.1297.27693.15385.470512.44（5）短期組合1568.1126.201176.08162.74460.18251.

31、290325.31（6）基本組合3241.12170.522430.83323.18878.52494.770655.54、號主梁（1）永久作用1329.940997.45136.41377.63230.860272.81（2）汽車荷載918.4593.32688.84129.42320.46184.580271.21（3）人群荷載62.033.1846.522.384.980.2609.81（4）標準組合2310.4296.51732.81268.21703.07415.70553.83（5）短期組合1557.2919.981167.96162.09440.29264.340331.44（6

32、）基本組合2943.79133.832207.84347.26906.78535.700716.88號主梁（1）永久作用1329.940997.45136.41377.63230.860272.81（2）汽車荷載673.4768.43505.1094.90298.46171.900198.52（3）人群荷載57.042.9342.782.194.980.2609.02（4）標準組合2060.4571.361545.33233.5681.07403.020480.35（5）短期組合1508.2015.251131.15155.68436.33262.060317.56（6）基本組合2326.44

33、98.731949.86298.74875.98517.950614.32注：.標準效應組合：（4）=（1）+（2）+（3）；.短期效應組合：（5）=（1）+0.18×（2）+（3），其中（5）中的系數(shù)0.18為： ，其中0.7為短期效應組合汽車荷載（不計沖擊力）的頻 遇值系數(shù)。.基本效應組合：（6）=1.2×（1）+1.4·（2）+（3），其中（6）中系數(shù)1.2與1.4為 基本效應組合下永久作用及汽車荷載效應（計沖擊力）的分項系數(shù)。 號梁：2. 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)目 根據(jù)極限狀態(tài)的應力計算圖式，受壓區(qū)混凝土達到極限強度，應力圖式呈矩形，同時預應力鋼束也

34、達到了設(shè)計強度，則鋼束數(shù)的估算公式為：其中，承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表WGC8采用； 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.750.77，該設(shè)計采用0.76； 預應力鋼絞線的設(shè)計強度，見表WGC1，為1260MPa。號梁：根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取n=3.因其余主梁的跨中彎矩均小于號梁的跨中彎矩，因此全采用號梁的鋼束數(shù)偏安全。（二）預應力鋼束布置 1.跨中截面及錨固端截面的鋼束位置（1） 對于跨中截面，在保證布置預留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束重心的偏心矩愈大些。該設(shè)計采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預規(guī)條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)的凈距不應小于30mm及管道內(nèi)徑的1/2。根據(jù)

35、公預規(guī)條規(guī)定，水平凈距不應小于4cm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細部結(jié)構(gòu)如圖WGC12a）所示。由此可直接得出鋼束重心至梁底距離為：（2） 對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置“均勻”、“分散”原則，錨固端截面的鋼束布置如圖WGC12b）所示。 a）跨中截面 b）錨固截面 圖WGC12 鋼束布置圖（單位：cm） 鋼束重心至梁底的距離為：。為驗核上述布置鋼束重心位置，需計算錨固端截面幾何特性。圖WGC13示出了計算圖式，錨固端

36、特性計算見表WGC9所示。 鋼束錨固截面幾何特性計算表 表WGC9分塊名稱(1)(2)(4)(5)(6)大毛截面翼板30007.5225005625047.0666439316700181變厚25416.414168.125238.15369677369929腹板540082.54455008201250-27.944215475124167258654472168.119486835小毛截面翼板24007.5180004500050.5761375806182580變厚25416.414168.125238.15369677369929腹板540082.54455008201250-27.9

37、44215475124167258054467668.118969234 其中：大毛截面：小毛截面：故大毛截面計算得：說明鋼束重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 圖WGC13 鋼束群重心位置的復核圖式 圖WGC14 封錨端混凝土塊尺寸圖2. 鋼束起彎角和線形的確定 確定鋼束起彎角時，既要照顧到由其彎起產(chǎn)生足夠的豎向預剪力，又要考慮到所引起的摩擦預應力損失不宜過大。為此，本設(shè)計將錨固端部截面分成上下兩部分（圖WGC14），上部鋼束的彎起角定為：，下部彎起角定為：。為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一豎直面內(nèi)。3. 鋼束計算（1） 計算鋼束起彎點至跨中的距離 錨固

38、點到支座中心線的水平距離（見圖WGC14）為：圖WGC15示鋼束計算圖式，圖中各數(shù)據(jù)記錄于表WGC10. 表WGC10鋼束號起彎高度y（cm）(cm)N1（N2）32.1513.0119.14149.27148.7052500218.72621.08N383.1520.9762.18120.76118.93102000352.65516.89 圖WGC15 鋼束計算圖式（2） 控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算由圖WGC15的幾何關(guān)系，當計算截面在曲線段時，計算公式為：當計算截面在近錨固點的直線段時，計算公式為：式中，鋼束在計算基面處鋼束重心到梁底的距離； 鋼束起彎前到梁底的距離；

39、鋼束彎起半徑（見表WGC10）.截面鋼束號R第一橫梁N1（N2）未彎起25007.857.8510.85N3未彎起200016.8516.85變截面點N1（N2）203.9225000.0815680.996677.8516.17524.36N3308.1120000.1540550.9880616.8540.73支點直線段y58.42N1（N2）32.15513.501.187.8538.82N383.151013.472.3816.8597.62計算鋼束重心到梁底的距離（表WGC10） 表WGC10 （3） 鋼束長度計算 一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（2×70

40、cm）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進行計算。通過每根鋼束長度計算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，以利備料和施工。計算結(jié)果見表WGC11. 表WGC11鋼束號R曲線直線長度直線長度有效長度鋼束預留長度（cm）鋼束長度（cm）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）=（6）+（7）N1（N2）25005218.17621.08149.271977.041402117.04N3200010349.07516.89120.761973.441402113.444、 計算主梁截面幾何特性（1） 截面面積及慣性矩計算1. 凈截面幾何特性計算在預加應力階段，只需要計算小

41、截面的幾何特性。計算公式如下：截面積： 截面慣性矩： 計算結(jié)果見表WGC12.2. 換算截面幾何特性計算（1） 整體截面幾何特性計算 在使用荷載階段需要計算大截面的幾何特性，計算公式如下：截面積： 截面慣矩： 結(jié)果列于表WGC12.以上式中，分別為混凝土毛截面面積和慣矩； 分別為一根管道截面面積和鋼束截面面積； 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； 分面積重心到主梁上緣的距離； 計算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； 鋼束與混凝土的彈性模量比，由表WGC1知為6.0. 翼緣全寬各截面面積和慣性矩計算表 表WGC12跨中截面截面分塊名稱面積面積重心至上緣對上緣靜矩全截面至上緣自身慣性矩凈截面毛

42、截面574652.39301056.250.2315249901-2.162680914172135扣除管道-139.70139.15-19439略-88.92-11045755606.30281617.215249901-1077766換算截面毛截面634648.15305556.250.21163561022.062693017545850鋼束換算147139.1520455略-88.9411628186493326011.2163561021189748支點處截面凈截面毛截面805458.0746769657.4818969234-0.59280418809593扣除管道-139.709

43、1.58-12794略-34.1-1624457914.345490218969234-159641換算截面毛截面865454.564721625506332719684931鋼束換算14791.5813462略-36.4194769880148562419486835198096變截面截面凈截面毛截面805458.0746769656.8818969234-1.191140518320146扣除管道-139.70125.64-17552略-68.76-6604937914.345014418969234-649088換算截面毛截面865454.5647216255.75194868351.191225520217128鋼束換算147125.6418469略-69.89718038880149063119486835730293計算數(shù)據(jù) n=3根 （2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算根據(jù)公預規(guī)條規(guī)定，預應力混凝土梁在計算預應力引起的混凝土應力時，預加力作為軸向力產(chǎn)生的應力按實際翼緣板全寬計算，由預加力偏心引起的