花塘溝II號(hào)中橋設(shè)計(jì)-5第三章 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、.第三章 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)資料橋梁全長(zhǎng)：3*13 跨數(shù)：3 每跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑：13每跨計(jì)算跨徑：12.6每跨預(yù)制梁長(zhǎng)：12.963.2 橋面布置橋面寬度為26，與路基同寬。按照六車(chē)道設(shè)計(jì)，每車(chē)道3.75，分為左右兩幅，加0.5的中間帶。 橋面鋪裝采用12水泥混凝土上加12瀝青混凝土磨耗層。 橋面橫坡一般采用1.5%；，全橋?qū)挷捎?0塊C50的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬1.24m，高70cm，空心板全長(zhǎng)12.96m，采用先張法施工工藝。 0.5防撞護(hù)欄采用鋼筋混凝土墻式護(hù)欄。主梁采用C50混凝土，橋面鋪裝采用C30混凝土。圖3-13.3 空心板毛截面幾何特性計(jì)算 3.3.1 主梁結(jié)

2、構(gòu)尺寸中板邊板圖3-23.3.2毛截面幾何特性計(jì)算表3-1 截面幾何特征計(jì)算表板號(hào)邊板中板幾何特性面積抗彎彈性模量截面重心到底板距離面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離0.54480.03200.36700.46760.02800.34103.3.3空心板截面抗扭剛度計(jì)算 圖3-3計(jì)中在每跨的支點(diǎn)3.4 作用效應(yīng)的計(jì)算3.4.1永久作用的計(jì)算1空心板自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）：中板：=0.467626=12.16 邊板：=0.544626=14.16 2橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）：防撞護(hù)欄重力參照其它橋梁設(shè)計(jì)資料，單側(cè)取8.64kN/m計(jì)算。橋面鋪裝采用厚度12cmC50水泥混凝土+12cm瀝

3、青混凝土，則全橋?qū)掍佈b每延米重力為：12×26×26=67.6kN/m上述自重效應(yīng)在各空心板形成整體后再加至橋板上的，準(zhǔn)確的說(shuō)由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)是不同的。本橋?yàn)橛?jì)算方便，近似地按各板平均分擔(dān)來(lái)考慮，則每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋?3鉸縫自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）：由此得空心板每延米長(zhǎng)總重力g為：邊板： 中板： 由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用（自重）效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-2 邊板 項(xiàng)目作用種類(lèi) 作用（kN/m）計(jì)算跨徑L（m）作用效應(yīng)M（kN·m）作用效應(yīng)V（kN）跨中1/4跨支點(diǎn)1/4跨跨中14.16112.60281.03210

4、.7789.2144.6105.32912.60105.7579.3233.5716.79019.4912.60386.78290.08122.7961.390中板 項(xiàng)目作用種類(lèi) 作用（kN/m）計(jì)算跨徑L（m）作用效應(yīng)M（kN·m）作用效應(yīng)V（kN）跨中1/4跨支點(diǎn)1/4跨跨中12.1612.60241.32180.9976.6138.3005.32912.60105.7579.3233.5716.79017.4912.60347.09260.32110.1955.0903.4.2可變作用的計(jì)算1、沖擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)（1） 沖擊系數(shù)為：=（2）本設(shè)計(jì)為六車(chē)道，所以橫向折減系數(shù)為

5、0.55。（3）車(chē)道荷載的取值：公路-級(jí)：均布荷載=計(jì)算跨徑為，介于至之間，按內(nèi)插法求得：=2、汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算空心板跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計(jì)算，支點(diǎn)至l/4點(diǎn)之間的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插法求得?？缰衛(wèi)/4處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算首先計(jì)算空心板的剛度系數(shù) 由前面計(jì)算： 將上述數(shù)據(jù)代入，得 表3-3=0.0218影響線坐標(biāo)1234567891010-10.2410.1960.1470.1100.0840.0640.0500.0410.0350.03210-20.1960.1920.1600.1200.0910.0690.0540.0440

6、.0380.03510-30.1470.1600.1650.1400.1060.0810.0630.0520.0440.04110-40.1100.1200.1400.1510.1310.1000.0790.0630.0540.05010-50.0840.0910.1060.1310.1450.1280.1000.0810.0690.064由表3.3畫(huà)出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得六車(chē)道情況下的各板橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布系數(shù)影響線及橫向最不利布載見(jiàn)圖3-4。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以只需計(jì)算1號(hào)至5號(hào)板的橫向分布系數(shù)影響線坐標(biāo)值。圖3-4各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如

7、下1號(hào)板 =1/2(0.237+0.169+0.124+0.084)=0.307 =1/2(0.237+0.169+0.124+0.084+0.063+0.0451)=0.3612號(hào)板 =1/2(0.184+0.178+0.136+0.091)=0.295 =1/2(0.184+0.178+0.136+0.091+0.062+0.049) =0.3533號(hào)板 =1/2(0.184+0.178+0.136+0.091+0.062)=0.295 =1/2(0.184+0.178+0.136+0.091+0.062+0.049+0.57)=0.3574號(hào)板 =1/2(0.111+0.130+0.06

8、2+0.049+0.57) =0.261 =1/2(0.111+0.130+0.149+0.131+0.099+0.70) =0.3455號(hào)板=1/2(0.098+0.120+0.131+0.147)=0.225=1/2(0.098+0.120+0.131+0.147+0.126+0.087)=0.332表3-4 各板橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總板號(hào)橫向分布123450.3070.2950.2880.2610.2250.3610.3530.3570.3450.332由表3.4中數(shù)據(jù)可以看出：1.2號(hào)板的橫向分布系數(shù)為最不利，跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)偏安全的取下列數(shù)值：對(duì)于邊板：=0.307

9、 =0.361對(duì)于中板：=0.298 =0.357車(chē)道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)邊板：中板： 表3-5作用位置作用類(lèi)型板號(hào)跨中l(wèi)/4處支點(diǎn)汽車(chē)荷載兩行邊板0.3270.459中板0.295三行邊板0.3610.5中板0.357汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范規(guī)定汽車(chē)荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)， 按結(jié)構(gòu)基頻f的不同而不同，對(duì)于簡(jiǎn)支板橋：當(dāng)f<1.5HZ時(shí)，=0.05；當(dāng)f>14HZ時(shí)，=0.45；當(dāng)1.5HZf14HZ時(shí)，=0.1767-lnf-0.0157式中：l解構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）E結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（）結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣距（）結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（，當(dāng)

10、換算為重力單位是） G結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）g重力加速度，g=9.81由前面計(jì)算 由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范查的C50混凝土的彈性模量E=3.45×MPa代入 則3、可變作用效應(yīng)計(jì)算計(jì)算車(chē)道荷載引起的空心板跨中及l(fā)/4截面的效應(yīng)（彎矩和剪力）時(shí)，均布荷載應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載（或）只作用于一個(gè)最大影響線峰值處邊板跨中截面彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）（計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊：剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊

11、： 計(jì)入沖擊： l/4截面彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）（計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 支點(diǎn)截面剪力兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 中板跨中截面彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）（計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： l/4截面彎矩：（不計(jì)

12、沖擊時(shí)）（計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入汽車(chē)沖擊： 剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （計(jì)入沖擊）兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 支點(diǎn)截面剪力兩行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 三行車(chē)道荷載：不計(jì)沖擊： 計(jì)入沖擊： 由此可以看出，車(chē)道荷載以兩行車(chē)控制設(shè)計(jì)。表3-6 可變作用效應(yīng)匯總截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式計(jì)算式跨中邊板355.48中板339.54邊板264.3691.67中板257.1288.03支點(diǎn)邊板182.28中板196704、作用效應(yīng)組合按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常

13、使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用于不同的計(jì)算項(xiàng)目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合表達(dá)式為：式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)僦袠?1.1效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種組合：作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式：式中：作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值不計(jì)沖擊的汽車(chē)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式：式中：各符號(hào)意義見(jiàn)上面說(shuō)明。公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，即此時(shí)效應(yīng)組合表達(dá)式為： 式中：S標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值、永久作用效應(yīng)、汽車(chē)荷載效應(yīng)（計(jì)入汽車(chē)沖擊

14、力）的標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)計(jì)算得到的作用效應(yīng)，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范各組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，現(xiàn)將結(jié)果匯總于表3.7.1和3.7.2表3-7 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總（邊板）板號(hào)作用分類(lèi)組合計(jì)算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩剪力彎矩剪力剪力永久作用恒載=+482.64 0.00361.9776.60 154.22 581.38 0.00 434.3691.97187.56可變作用269.0443.85 206.42 69.82138.33 354.54 58.82272.16 92.35 182.46 使用階段669.15 29.15 509.76124.96 251.61 1072.92 80.82

15、803.89 220.17 439.02 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表（中板）板號(hào)作用分類(lèi)組合計(jì)算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩剪力彎矩剪力剪力永久作用恒載=+442.64 0.00331.9770.60 144.22 531.38 0.00 398.3684.97173.56可變作用265.9442.85 193.42 66.82148.33 354.54 57.82255.16 88.35 195.76 使用階段629.15 29.45 469.06117.06 245.61 1005.32 78.82 753.89 207.17 443.72 3.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算及布置3.5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)

16、量估算本橋先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式，設(shè)計(jì)時(shí)它應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)具有一定得安全儲(chǔ)備。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本橋采用部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)，首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力 。按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范6.3.1條，A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應(yīng)

17、力，并符合以下條件：在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)該滿足要求。式中：在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力 構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力在初步設(shè)計(jì)時(shí)，和可按下列公式近似計(jì)算 式中：A、w構(gòu)件毛截面面積對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩 預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距，可預(yù)先設(shè)定代入，即可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加應(yīng)力為： 式中：混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)在本橋預(yù)應(yīng)力空心板橋采用C50，由表3.7得空心板毛截面換算面積 =868假設(shè)，則代入得則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積為：式中：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力 全部預(yù)應(yīng)力損失值，按張拉控制應(yīng)力的20%估算本

18、橋采用高強(qiáng)低松弛7股捻制預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑為15.2mm，公稱截面面積，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，現(xiàn)取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%張拉控制應(yīng)力拉估算，則=采用7根1×7股鋼絞線，即15.2鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積為，則，滿足要求。3.5.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置預(yù)應(yīng)力空心板選用7根1×7股鋼絞線布置在空心板下緣，沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，即沿跨長(zhǎng)保持不變，見(jiàn)圖3-5.預(yù)應(yīng)力鋼筋布置應(yīng)滿足公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范要求，鋼絞線凈距不小于25mm，端部設(shè)置長(zhǎng)度不小于150mm的螺旋鋼筋等。圖3-5 空心板跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置（尺寸單位：cm）3.5.3普通鋼筋的估算與布置在

19、預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響?？招陌褰孛婵蓳Q算成等效工字型截面來(lái)考慮：由：得： 解的： 則得等效工字型截面的上翼緣板厚度 等效工字型截面的下翼緣板厚度等效工字型截面的肋板厚度： 圖3-6空心板換算等效工字型截面 （尺寸單位：cm）估算普通鋼筋估算普通鋼筋時(shí)，可先假定，則由下式可求得受壓區(qū)高度x，設(shè)由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，由表3-7，跨中，代入上式：整理后得到：求得且，說(shuō)明中和軸在翼緣板內(nèi)，可用下式求得普通鋼筋面積 = 說(shuō)明按受力計(jì)算需要配置縱向普通鋼筋，普通鋼筋選用HRB335，。

20、按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范故按構(gòu)造要求配置。普通鋼筋采用9ø12，普通鋼筋9ø12布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，鋼筋重心至板下緣40mm處，即=40mm。3.6換算截面幾何特性計(jì)算由前面計(jì)算已知空心板毛截面的幾何特性，毛截面積，毛截面重心軸至1/2板高的距離d=1.33mm（向下），毛截面對(duì)其重心軸慣性矩（1）換算截面面積（2） 換算截面重心位置所有鋼筋換算截面對(duì)毛截面重心的靜矩為： 換算截面重心至空心板毛截面重心的距離為：（向下移）則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為：換算截面重心至空心板截面上緣的距離為：換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離為：

21、換算截面重心至普通鋼筋重心的距離為：（3）換算截面慣性矩 =（4）換算截面彈性體抗拒下緣：上緣：3.7 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算3.7.1跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算 （1）中板跨中截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖3-5。預(yù)應(yīng)力鋼絞線合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離=60mm，普通鋼筋離截面底邊的距離=40mm，則預(yù)應(yīng)力和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為： 采用換算等效工字型截面來(lái)計(jì)算，參見(jiàn)圖3-6，上翼緣厚度，上翼緣板工作寬度，肋寬。首先按公式判斷截面類(lèi)型。所以屬于第一類(lèi)T型截面，應(yīng)按寬度的矩形截面來(lái)計(jì)算其抗彎承載力。由計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x：得 = <<將 代入下列公式計(jì)算跨中截面的抗彎承載

22、力 >計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面抗彎承載力滿足要求。（2）邊板由計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x：得 = < <將 代入下列公式計(jì)算跨中截面的抗彎承載力 >計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面抗彎承載力滿足要求。3.7.2斜截面抗剪承載力計(jì)算（1）截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核選取距支點(diǎn)h/2處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖3-5。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.9條：式中： 驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN），由表3.6得支點(diǎn)處剪力及跨中截面剪力，由內(nèi)插法得到距離支點(diǎn) 處的截面剪力：截面有效高度，由于本橋預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋都是直線

23、布置，有效高度與跨中截面相同，邊長(zhǎng)為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，空心板為C50則=50MPa，=1.83MPab等效工字型截面的腹板寬度，b=395mm代入上式 計(jì)算結(jié)果表明空心板截面尺寸符合要求。按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范第5.2.10條：= 式中：=1.0，1.25是按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.10條，板式受彎構(gòu)件可采用1.25提高系數(shù)。由于 故不需要進(jìn)行斜截面計(jì)算并對(duì)照表3-7中沿跨長(zhǎng)各截面的控制剪應(yīng)力組合值，在l/4至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計(jì)算要求配置抗剪箍筋，其他區(qū)段可按構(gòu)造要求配置箍筋。為了構(gòu)造方便和便于施工，本橋預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)彎起

24、鋼筋，計(jì)算剪力全部由混凝土及箍筋承受，則斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算：式中各系數(shù)值按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.7條規(guī)定取用。異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡(jiǎn)支梁=1.0預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，本橋?yàn)椴糠诸A(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件，偏安全取=1.0受壓翼緣影響系數(shù)，取=1.1b，等效工字型截面的肋寬及有效高度，p縱向鋼筋的配筋率箍筋的配箍率，箍筋選用雙股，則寫(xiě)出箍筋間距的計(jì)算式為： = 箍筋選用HRB335，則MPa。取箍筋間距，并按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取100mm。配箍率：(按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范9.3.13條

25、規(guī)定，HRB335，)在組合設(shè)計(jì)剪力值的部分梁段，可只按構(gòu)造要求配置箍筋，設(shè)箍筋仍選用雙股，配箍率取，則由此求得構(gòu)造配股的箍筋間距：取=200mm，經(jīng)比較和綜合考慮，箍筋沿空心板跨長(zhǎng)布置見(jiàn)圖3-7。圖3-7由圖3-11，選取以下三個(gè)位置進(jìn)行空心板斜截面抗剪承載力計(jì)算：距支座中心h/2=350mm處截面，x=5950mm距跨中位置x=4900mm處截面（箍筋間距變化處）計(jì)算截面的剪力組合值可按表3.8由跨中和支點(diǎn)的設(shè)計(jì)值內(nèi)插得到。計(jì)算結(jié)構(gòu)列于表3.7。表3.8 各計(jì)算截面剪力組合設(shè)計(jì)值截面位置x（mm）支點(diǎn)x= 6300x=5950x=4500跨中x=0剪力組合設(shè)計(jì)值（kN）435.48525.

26、43463.4079.31距支座中心h/2=350mm處截面，即x=5950mm由于空心板的預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋是直線配筋，故此截面的有效高度取與跨中近似相同，其等效工字型截面的肋寬 。由于不設(shè)彎起鋼筋，因此斜截面抗剪承載能力桉下式計(jì)算：式中： ， ，mm，此外，箍筋間距, 代入得 ，抗剪承載力滿足要求。距跨中截面x=1800mm處此處，箍筋間距，斜截面抗剪承載力： 所以，斜截面抗剪承載力滿足要求。計(jì)算表明，各截面均滿足斜截面抗剪承載力要求。3.8 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算本橋預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑為15.2mm的1×7股鋼絞線，,，控制應(yīng)力?。?3.8.1錨具變形固縮引起的應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有

27、效長(zhǎng)度取為張拉臺(tái)座的長(zhǎng)度，設(shè)臺(tái)座長(zhǎng)L=50m，采用一端張拉及夾片式錨具，有頂壓時(shí)l=4mm，則3.8.2加熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板采用加熱養(yǎng)護(hù)的方法，為了減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失，采用分階段養(yǎng)護(hù)措施。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺(tái)座之間的最大溫差=15，則。3.8.3預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失式中： 張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)， 預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛系數(shù)，低松弛 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范6.2.6條，對(duì)于先張法構(gòu)件，代入計(jì)算式，得3.8.4混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失對(duì)于先張法構(gòu)件：式中：預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模

28、量與混凝土彈性模量的比值， 在計(jì)算截面鋼筋重心處，由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向力（）其值為： 其中，預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時(shí)的全部預(yù)應(yīng)力損失，由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范6.2.8條，先張法構(gòu)件傳力錨固時(shí)的損失為：，則 由前面計(jì)算空心板的換算截面面積,則 3.8.5混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失式中：構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋的含筋率，構(gòu)件截面受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心至構(gòu)件重心的距離， 構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑， 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心處由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力，其值為： 傳力錨固時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力，其值為： = = = = = 構(gòu)件受拉

29、區(qū)全部縱向鋼筋重心至截面中心的距離，由前面計(jì)算 預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期，計(jì)算齡期t時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變 加載齡期為，計(jì)算考慮的齡期為t時(shí)的徐變系數(shù) 考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用彎矩由表3-7查得，在全部鋼筋重心處，由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為：跨中：l/4截面：支點(diǎn)截面：公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范6.2.7條規(guī)定，不得大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的0.5倍。設(shè)傳力錨固時(shí)混凝土達(dá)到C40，則， ，則跨中、l/4截面、支點(diǎn)截面全部鋼筋重心處的壓應(yīng)力分別為、，均小于，滿

30、足要求。設(shè)傳力錨固齡期為，計(jì)算齡期為混凝土終極值，設(shè)橋梁所處環(huán)境的大氣相對(duì)濕度為75%。由前面計(jì)算，空心板毛截面面積，空心板與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度為u： 理論厚度：查公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范表6.2.7，直線內(nèi)插法得到把各項(xiàng)數(shù)值代入計(jì)算式中，得跨中：l/4截面：支點(diǎn)截面：3.8.6預(yù)應(yīng)力損失組合傳力錨固時(shí)，第一批損失 傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和 l/4截面：支點(diǎn)截面：各截面的有效應(yīng)力：跨中截面：l/4截面：支點(diǎn)截面：3.9正常使用極限狀態(tài)計(jì)算3.9.1正截面抗裂驗(yàn)算正截面抗裂性計(jì)算是對(duì)構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并滿足路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范6.3條要求。對(duì)于

31、本橋部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件，應(yīng)滿足兩個(gè)要求：第一， 在作用短期效應(yīng)組合下，第二， 在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。式中： 作用短期效應(yīng)組合下，空心板抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力，由表3-7，空心板跨中彎矩，由前面計(jì)算，換算截面下緣彈性抵抗矩，代入得扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力。在構(gòu)件抗裂抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力，其值為： = 空心板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為： 在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，由表3-7，跨中截面，同樣，代入公式，則得由此得 <符合公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)A類(lèi)構(gòu)件的規(guī)定。3.9.2溫差應(yīng)力計(jì)算溫差應(yīng)力計(jì)算按公路鋼筋混凝

32、土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范附錄B計(jì)算，本橋面鋪裝厚度130mm，由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范4.3.10條，由于空心板高為700mm，大于400mm，取A=400mm。對(duì)于簡(jiǎn)支梁板橋，溫差應(yīng)力正溫差應(yīng)力：式中： 混凝土線膨脹系數(shù)， 混凝土彈性模量，C50， 截面內(nèi)的單位面積 單位面積內(nèi)溫差梯度平均值，均以正值代入 y計(jì)算應(yīng)力點(diǎn)至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負(fù)值 換算截面面積和慣矩 單位面積重心至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負(fù)值列表計(jì)算、，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.8。編號(hào)單位面積（）溫度()單位面積重心至換算截面重心軸距離（mm）123 正溫差應(yīng)力：梁頂： 梁底： 預(yù)應(yīng)力

33、鋼筋重心處： 普通鋼筋重心處： 預(yù)應(yīng)力鋼筋溫差應(yīng)力：普通鋼筋溫差應(yīng)力：反溫差應(yīng)力：按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范4.2.10條，反溫差為正溫差乘以-0.5，則反溫差應(yīng)力為：梁頂：梁底：預(yù)應(yīng)力鋼絞線反溫差應(yīng)力：普通鋼筋反溫差應(yīng)力：以上正值表示壓應(yīng)力，負(fù)值表示拉應(yīng)力。設(shè)溫差頻遇系數(shù)為0.8，則考慮溫差應(yīng)力，在作用短期效應(yīng)組合下，梁底總拉應(yīng)力為：則： 滿足部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件條件要求。在作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，梁底的總拉應(yīng)力為：，則 符合部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件構(gòu)件要求。上述計(jì)算結(jié)果表明，本橋在短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，并考慮溫差應(yīng)力，正截面抗裂性均滿足要求3.9.3 斜截面抗裂性驗(yàn)算 部分預(yù)應(yīng)

34、力A類(lèi)構(gòu)件斜截面抗裂性驗(yàn)算是以主拉應(yīng)力控制，采用作用的短期效應(yīng)組合，并考慮溫差作用。溫差作用效應(yīng)可利用正截面抗裂性計(jì)算及表3-10，圖3-12，并選用支點(diǎn)截面，分別計(jì)算支點(diǎn)截面1-1纖維（空洞頂面），2-2纖維（空心板換算截面重心軸），3-3纖維（空洞底面）處主拉應(yīng)力，對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件，應(yīng)滿足 式中： 混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，C50，=2.65MPa 由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)加力引起的混凝土主拉應(yīng)力，并考慮溫差作用 （1）溫差應(yīng)力 1-1纖維正溫差應(yīng)力 2-2纖維正溫差應(yīng)力 3-3纖維正溫差應(yīng)力（2）反溫差應(yīng)力：為正溫差應(yīng)力乘以-0.51-1纖維反溫差應(yīng)力 2-2纖維反溫差應(yīng)力 3-3纖維

35、反溫差應(yīng)力 以上正值表示壓應(yīng)力，負(fù)值表示拉應(yīng)力。（3）主拉應(yīng)力 1-1纖維（空洞頂面）式中：支點(diǎn)截面短期荷載組合效應(yīng)剪力設(shè)計(jì)值，由表3-7， b計(jì)算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬，取 計(jì)算主拉應(yīng)力截面抗彎慣矩，空心板1-A纖維以上截面對(duì)空心板換算截面重心軸的靜矩 則 式中： （計(jì)入正溫差應(yīng)力）式中： 豎向荷載產(chǎn)生的彎矩，在支點(diǎn)=0溫差頻遇系數(shù)，取=0.8計(jì)入反溫差效應(yīng)，則主拉應(yīng)力：=（計(jì)入正溫差應(yīng)力）計(jì)入反溫差應(yīng)力：負(fù)值表示為拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土A類(lèi)構(gòu)件在短期效應(yīng)組合下，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)符合：=0.72.65=1.855MPa，現(xiàn)1-1纖維處（計(jì)入正溫差影響），（計(jì)入反溫差影響），符合要求。2-2纖維（空心

36、板換算截面重心處）參見(jiàn)圖3-12。式中： 2-2纖維以上截面對(duì)重心軸的靜矩 （鉸縫未扣除）（2-2纖維至重心軸距離，=0）同樣， （計(jì)入正溫差應(yīng)力）=-0.336MPa（計(jì)入反溫差應(yīng)力）2-2纖維處，=-0.510MPa（計(jì)入正溫差應(yīng)力），=-0.336MPa（計(jì)入反溫差應(yīng)力），負(fù)值為拉應(yīng)力，均小于MPa，符合公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件斜截面抗裂性的要求。3-3截面（空洞底面）其中 3-3纖維以下截面對(duì)空心板重心軸的靜矩 （計(jì)入正溫差應(yīng)力）（計(jì)入反溫差應(yīng)力）（計(jì)入正溫差應(yīng)力） （計(jì)入反溫差應(yīng)力）負(fù)值為拉應(yīng)力。3-3纖維處的主拉應(yīng)力：=0.102MPa<MPa=0.102MPa<MPa上述計(jì)算結(jié)果表明，本橋空心板滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件斜截面的抗裂性要求。3.10 主梁變形（撓度）計(jì)算根據(jù)主梁截面在各階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁在使用荷載作用下截面不開(kāi)裂。3.10.1荷載短期效應(yīng)作