20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋設(shè)計(jì)

1、南 京 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書作 者： 學(xué) 號： 系 部： 建筑工程學(xué)院建筑工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程（交通土建）土木工程（交通土建） 題 目： 20m 預(yù)應(yīng)預(yù)應(yīng)力混凝土力混凝土簡簡支支 T 形梁形梁橋設(shè)計(jì)橋設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者 評閱者： 2009 年 6 月 南 京目目 錄錄前 言.1第一章 橋梁設(shè)計(jì)總說明 .21.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范 .21.2 技術(shù)指標(biāo) .21.3 主要材料 .21.4 設(shè)計(jì)要點(diǎn) .31.5 施工步驟 .31.6 施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng) .3第二章 橋梁方案設(shè)計(jì)比選說明 .6第三章 截面設(shè)計(jì) .73.1 主梁間距與主梁片段.73.2 主梁跨中截面主要尺寸擬定.7第四章 主

2、梁作用效應(yīng)計(jì)算 .114.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算.114.1.1 永久作用集度.114.1.2 永久作用效應(yīng).124.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算.134.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù).134.2.2 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) .134.2.3 車道荷載的取值 .204.2.4 計(jì)算可變作用效應(yīng) .204.3 主梁作用效應(yīng)組合 .224.4 橋梁博士軟件進(jìn)行內(nèi)力驗(yàn)算.234.4.1 建模 .234.4.2 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力驗(yàn)算.234.4.3 手算結(jié)果與電算結(jié)果比較.32第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置.335.1 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算 .335.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 .34第六章 計(jì)算主梁截

3、面幾何特性 .416.1 截面面積及慣性矩計(jì)算 .41截面靜距計(jì)算 .44截面幾何特性匯總表 .46第七章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 .487.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁間的摩擦損失 .487.2 錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失.497.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 .517.4 由預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失.557.5 混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失.567.6 成橋后各截面由張拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力作用效應(yīng)計(jì)算.607.7 預(yù)應(yīng)力損失匯總及預(yù)加力計(jì)算.63第八章 主梁界面承載力與應(yīng)力計(jì)算 .688.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算.688.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗(yàn)

4、算.748.3 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算.768.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算.79第九章 主梁變形驗(yàn)算 .819.1 計(jì)算由荷載引起的跨中撓度.819.2 結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算.819.3 預(yù)拱度的設(shè)置.81第十章 橫隔梁的計(jì)算 .8210.1 橫隔梁上的可變作用計(jì)算（G-M 法） .8210.2 橫梁截面配筋與驗(yàn)算.8410.3 橫梁剪力效應(yīng)計(jì)算及配筋設(shè)計(jì).85第十一章 行車道板的計(jì)算 .8811.1 懸臂板（邊梁）荷載效應(yīng)計(jì)算.8811.2 連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算.8911.3 行車道板截面設(shè)計(jì)、配筋與承載力驗(yàn)算.92第十二章 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算 .9512.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算.9512.2

5、 局部抗壓承載力驗(yàn)算.96第十三章 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 .9713.1 設(shè)計(jì)資料 .9713.2 橋墩臺尺寸 .9713.3 下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算注意點(diǎn).9913.4 下部結(jié)構(gòu)配筋要求.9913.4.1 蓋梁配筋注意事項(xiàng) .10013.4.2 樁長及樁筋設(shè)計(jì)注意事項(xiàng).10013.4.3 橋臺配筋注意事項(xiàng) .102第十四章 結(jié)論 .104參考文獻(xiàn) .105致 謝.106前 言隨著我國公路事業(yè)的迅速發(fā)展，我國的橋梁建設(shè)亦突飛猛進(jìn)。在理論研究、設(shè)計(jì)施工技術(shù)及材料研究應(yīng)用等方面都取得了快速的發(fā)展和提高，橋梁結(jié)構(gòu)形式也在不斷地被賦予新的內(nèi)容和活力。而簡支梁式橋是工程上運(yùn)用最為廣泛的橋梁，其結(jié)構(gòu)傳力途徑十分

6、明確，設(shè)計(jì)計(jì)算理論已趨于完善。本設(shè)計(jì)所采用的是 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支 T 梁橋。主要依據(jù) 2004 年 10月頒布的 公路混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D622004）簡稱公預(yù)規(guī)和公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTG D602004)簡稱橋規(guī)編寫的。公預(yù)規(guī)是按公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T 502831999）的規(guī)定采用了以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，較舊公預(yù)規(guī)（JTJ 02385）在設(shè)計(jì)理論上有重要改進(jìn)。同時，在內(nèi)力組合、材料取值、結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)以及有關(guān)計(jì)算方法、計(jì)算內(nèi)容等方面都有明顯的變化。本設(shè)計(jì)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，分述了持久狀況承載能力極限狀態(tài)、持

7、久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算以及持久狀況和短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算等構(gòu)件的計(jì)算分析方法及要點(diǎn)，并給出了完整的計(jì)算思路和框圖，以便能夠更好的理解橋梁設(shè)計(jì)的全過程。應(yīng)該著重說明的是，在進(jìn)行公路橋梁結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）設(shè)計(jì)時，計(jì)算分析是很重要的一部分，但還有更重要的一部分是有關(guān)構(gòu)造要求，這或許是更容易被我們忽略的一部分，我們應(yīng)該給予足夠的重視。因?yàn)檫@是根據(jù)多年的工程經(jīng)驗(yàn)以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的。 公預(yù)規(guī)提供了一套豐富、有益的構(gòu)造規(guī)定，設(shè)計(jì)時一定要認(rèn)真閱讀 公預(yù)規(guī)中這方面的有關(guān)內(nèi)容及要求。由于設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)中難免會有一些缺點(diǎn)和錯誤，歡迎給予批評指正。王洪宇2009 年 5 月第一章 橋梁設(shè)計(jì)總說明1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

8、及設(shè)計(jì)規(guī)范1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計(jì)汽車荷載公路級(2)橋面設(shè)計(jì)寬度凈11.5 + 20.5 = 12.5m。2、設(shè)計(jì)采用規(guī)范(1)交通部頒 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTG B012003)；(2)交通部頒 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTG D602004)；(3)交通部頒 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(JTG D622004)；(4)交通部頒 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 (JTJ 0412000)。1.2 技術(shù)指標(biāo)1、12.5m 橋?qū)挷捎梦迤海A(yù)制梁高1.7m，標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)捔洪g距均為 2.5m，橫橋向梁間現(xiàn)澆濕接縫寬度均為0.7m。2、預(yù)制梁長： 19.96m。3、橋面橫坡：2。1.3 主要材料1

9、、橋梁預(yù)制、現(xiàn)澆濕接縫和橋面鋪裝混凝土均采用C50，封錨混凝土也采用 C50。橋面鋪裝 及下部結(jié)構(gòu)采 用 C30。2、預(yù)應(yīng)力 采用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(JTGD622004)中的(2) 鋼絞線，每束 4 根，全梁配 4 束, 2 .15sfpk1860MPa (錨下張拉控制應(yīng)力為 0.75 fpk1395Mpa)。最大松弛率為2.5；預(yù)應(yīng)力束管道 采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm 的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。3、普通鋼筋 ：直徑大于和等于 12mm 的采用 HRB335 鋼筋；直徑小于12mm 的均用 R235 鋼筋。4、水泥：符合國家有關(guān)最新標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥，普通水泥幾礦渣

10、水泥。5、橋面鋪裝：采用厚度為 8cm 的防水混凝土和 8cm 的瀝青混凝土。1.4 設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.本設(shè)計(jì)梁按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A 類構(gòu)件設(shè)計(jì)，采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，橋面鋪裝層考慮參加受力； 每側(cè)防撞欄重力的作用力分別為5kN/m。2.橋梁縱坡處理：梁端在預(yù)制時設(shè)置調(diào)平鋼板，以保證支座支承面順橋向水平。結(jié)構(gòu)連續(xù)位置下設(shè)兜底鋼板，以保證永久支座支承面水平。3.橋梁橫坡處理：預(yù)制 T 形梁腹板均保持豎直，使支座支承面水平。橫坡通過梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調(diào)整。4.橫隔板設(shè)置：為了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度，除設(shè)置端橫隔梁外，還設(shè)置 3 片中橫隔梁，間距為 44.75m，共計(jì) 5 片。端橫隔梁與主梁同高

11、，厚度為 25cm；中橫隔梁高度為 145cm，厚度為 16cm。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土接頭連接。5.永久支座采用盆式橡膠支座。1.5 施工步驟梁片預(yù)制 - 架梁- 現(xiàn)澆濕接縫及橫隔板連接鋼筋 - 澆筑墩頂現(xiàn)澆段連續(xù)結(jié)構(gòu) -澆筑墩頂及墩頂附近橋面板混凝土 -待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90后，張拉結(jié)構(gòu)連續(xù)鋼束 - 澆筑剩余的橋面板混凝土 - 橋面附屬設(shè)施施工 -成橋。1.6 施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)本設(shè)計(jì)有關(guān)施工工藝及質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)按 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 (JTJ 0412000)有關(guān)規(guī)定辦理，另外尚需注意以下幾點(diǎn)：1.施工前應(yīng)對錨下摩阻、預(yù)應(yīng)力管道摩阻等作相關(guān)實(shí)驗(yàn)，保證施工中相關(guān)參數(shù)取值的準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)強(qiáng)

12、度的 90時才能施加預(yù)應(yīng)力 (檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度時注意試件的取樣及養(yǎng)護(hù)條件需與主梁梁體混凝土相符合 )，并且齡期不小于 4 天3.預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)按圖紙的順序進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉采用張拉力和伸長值雙控，具體方法按現(xiàn)行 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 執(zhí)行。4.張拉過程中應(yīng)隨時注意梁體上拱度的變化，張拉時梁的彈性上拱值與計(jì)算值偏差按 15控制，張拉完畢后應(yīng)及時壓漿、封錨。為了減少預(yù)制梁上拱量，預(yù)制梁應(yīng)及時架設(shè)，存梁期不應(yīng)太長。宜按12 個月控制。存梁期應(yīng)注意觀測梁片上拱的發(fā)展，若超出計(jì)算值的30，應(yīng)采取措施。預(yù)制時應(yīng)設(shè)置向下的二次拋物線反拱，跨中最大反拱度值按張拉時上拱度的1.4 倍(與存梁時間有關(guān) )設(shè)

13、置。5.開始預(yù)制的 14 片梁必須有完整預(yù)拱度的記錄分析，根據(jù)現(xiàn)場具體情況調(diào)整反拱度設(shè)置值的大小。6.預(yù)制主梁梁頂、翼緣板及橫隔板橫向端部、結(jié)構(gòu)連續(xù)梁端等現(xiàn)澆混凝土連接處的混凝土表面必須鑿毛、沖洗，以保證新老混凝土的很好結(jié)合。7.主梁架設(shè)就位后必須及時進(jìn)行翼板與橫隔板間的連接和濕接縫混凝土的澆筑。必須待現(xiàn)澆混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到85并采取壓力擴(kuò)散措施后，方可在其上運(yùn)梁。運(yùn)梁設(shè)備在橋上行使時必須使設(shè)備重量落在梁肋上，施工單位應(yīng)按所采用的設(shè)備對主梁及下部構(gòu)造進(jìn)行驗(yàn)算。8.主梁吊運(yùn)按兜托梁底起吊法考慮，不設(shè)吊環(huán)。預(yù)制時應(yīng)在梁底預(yù)留穿索兜底所需的活動段底模，同時在主梁翼板上的對應(yīng)位置預(yù)留穿索孔洞，吊具根據(jù)

14、施工單位的條件自行設(shè)計(jì)。起吊位置不得位于設(shè)計(jì)理論支承線外側(cè)，且不得與設(shè)計(jì)理論支承線相距超過0.5m。9.凡需焊接的受力部位，均應(yīng)滿足可焊接性要求，并且當(dāng)使用強(qiáng)度等級不同的異種鋼材相焊接時所選用焊接材料的強(qiáng)度應(yīng)能保證焊縫及接頭強(qiáng)度高于較低強(qiáng)度等級鋼材的強(qiáng)度。10.為確保梁體在運(yùn)輸過程及安裝就位時的穩(wěn)定性，應(yīng)采取有效的預(yù)防傾倒措施。11.預(yù)制梁及橋面板施工時應(yīng)注意按照 橋梁公用構(gòu)造 預(yù)埋護(hù)欄、伸縮縫、瀉水管、頂板鋼束、槽口鋼筋等構(gòu)件的預(yù)埋件。12.同一孔 5 片梁的生產(chǎn)灌注齡期、終凝期的差異不超過7 天。13、施工現(xiàn)場應(yīng)注意材料保護(hù)，以免生銹。尤其是波紋管應(yīng)妥善保管不致生銹，以免降低有效應(yīng)力。14

15、.應(yīng)采用切割機(jī)截?cái)囝A(yù)應(yīng)力鋼束，嚴(yán)禁氣割、電焊切割。15.其他未盡事宜，均應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行 公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 及公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 中的有關(guān)規(guī)定辦理。第二章 橋梁方案設(shè)計(jì)比選說明橋梁設(shè)計(jì)沒有固定的模式和樣品。每一座橋梁的設(shè)計(jì)都要根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)的地形、地勢條件、公路在交叉點(diǎn)的填土高度、設(shè)計(jì)寬度、當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境等多種因素進(jìn)行綜合考慮，提供多種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行全面的比較，選取最佳設(shè)計(jì)方案。對于本設(shè)計(jì)根據(jù)資料初擬以下兩個方案并列于下表進(jìn)行比較：表表 2 2- -1 1 橋橋梁梁方方案案比比選選說說明明表表第一方案第二方案序號 方 案比較項(xiàng)目主橋：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁橋(620m

16、)引橋：裝配式鋼筋混凝土簡支 T 梁橋（220m +416m）主橋：連續(xù)剛構(gòu)橋(60m +230m)引橋：裝配式鋼筋混凝土簡支 T 梁橋（220m +416m）1橋高(m)2橋長(m)3最大縱坡(%)4工藝技術(shù)要求1、主橋設(shè)計(jì)方案技術(shù)簡單易行，采用等截面形式及一定的構(gòu)造措施更能簡化主梁的構(gòu)造；2、采用預(yù)制 T 梁，便于成批生產(chǎn)，技術(shù)先進(jìn)，工藝成熟，吊裝方便。3、結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，變形小，行車平穩(wěn)舒適。1、技術(shù)先進(jìn)，但工藝要求比較嚴(yán)格 2、施工方便多樣，適應(yīng)于有支架施工，逐孔架設(shè)施工，及頂推法施工等，但均要求施工單位具有較高水平的施工能力；3河床壓縮多，汛期防洪能力較差5使用效果主橋線條簡潔

17、明快，滿足道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建成后對周邊道路影響小主橋線條簡潔，滿足道路現(xiàn)狀及規(guī)劃要求，建成后對周邊道路有一定的影響6造價(jià)及材料造價(jià)及材料均較省造價(jià)及材料均較高7最終結(jié)論采用此方案放棄此方案第三章 截面設(shè)計(jì)3.1 主梁間距與主梁片段主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，放在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬 T 梁翼板。本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為 2500mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（）和運(yùn)營階段的大截面（） 。凈11.5+20.5 的橋?qū)挷蒻m1800ib

18、mm2500ib用五片主梁。3.2 主梁跨中截面主要尺寸擬定（1）主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/151/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比在 1/181/19.當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。本設(shè)計(jì)取用 1700mm 的主梁高度是比較合適的。（2）主梁截面細(xì)部尺寸T 梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 150mm，翼板根部加厚到 250mm 以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)

19、力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。本設(shè)計(jì)腹板厚度取 200mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的 10%20%為合適。本設(shè)計(jì)考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按二層布置，一層最多排兩束，同時還根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9 條對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 460mm，高度為 250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為 130mm，以減少局部應(yīng)力。按照以上擬定的外形尺寸，繪出預(yù)制梁的跨中截面圖，如下圖。18010現(xiàn)澆部分17046131

20、32520505015250圖 3-1 T 形梁跨中截面尺寸圖（單位：cm）147,637377,41546180250圖 3-2 T 形梁梁端截面尺寸圖（單位：cm）（3）計(jì)算截面集合特征將主梁跨中截面劃分為五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見表 3-1。表表 3-13-1 跨中截面幾何特性計(jì)算表跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊面積iA（2cm）分塊面積形心至上緣距離iy（）cm分塊面積對上緣凈距iiiyAS （）3cm分塊面積的自身慣距iI（）4cmisiyyd（）cm分塊面積對截面形心的慣距2iixdAI （）4cmxiIII（）4cm分塊名稱（1）(2)（3）=（1）（2）（4）（5

21、）2)5() 1 ()6(（7）=（4）+（6）大毛截面翼板375028125三角承托5009165腹板260080208000下三角169馬蹄11508169小毛截面翼板2700202550625三角承托5009165腹板260080208000下三角169馬蹄11501811257119大毛截面形心至上翼緣距離iisASy小毛截面形心至上翼緣距離iisASy（4）檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)上核心距：=xsyAIk)1093.55170(816923.27876999下核心距：=sxyAIk1093.55816923.27876999截面效率指標(biāo)：=hkkxs17092.6170.29根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)

22、應(yīng)力混凝土T 形梁在設(shè)計(jì)時，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)取=0.450.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。（5）橫隔梁的設(shè)置本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和四分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁，間距為4.75 米。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度250mm；中橫隔梁高度為 1450mm，厚度為160mm。第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算4.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算4.1.14.1.1 永久作用集度永久作用集度1）預(yù)制梁自重跨中截面段主梁的自重（四分點(diǎn)截面至跨中截面，長4.75m）： 1q（1）=264.75 = 88.66(kN)馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計(jì)算（長2.5m）：22mq（2）=(1.010

23、38+0.7119)26/2 =55.97(kN)）：3q（3）26 = 60.16(kN)邊主梁的橫隔梁4中橫隔梁體積：0.13/2) = 0.161(m3)端橫隔梁體積0.67 0.074/2) =0.2562(m3)故半跨內(nèi)橫梁自重q（4）=（20.161+10.2562）25=14.46（kN）主梁永久作用集度5=21.97(kN/m)98. 9/ )46.1416.6097.5566.88(1q2）二期恒載翼緣板中間濕接縫集度1 q（5）25=2.625（kN/m）邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁20.35=0.0728(m3)(m3)故q（6）=（30.0728+20.135625）25/19.

24、96=0.613（kN/m）橋面鋪裝層 3gVM=(1-)(1-)1-=25=23（kN/m）23=21.16（kN/m）將橋面鋪裝重量均分給五片主梁，則q（7）=（23+21.16）/5=8.832（kN/m） 4將兩側(cè)防撞欄均分給五片主梁，則q（8）=52/5=2（kN/m）邊梁二期永久作用集度 5（kN/m）07.142832. 8613. 0625. 22q4.1.24.1.2 永久作用效應(yīng)永久作用效應(yīng)如下圖所示，設(shè) x 為計(jì)算截面離左支座的距離，并令=x/l。主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：M=(1-) l2g/2（4-1）Q=(1-2) lg/2（4-2）圖 4-1 永久效應(yīng)計(jì)算圖

25、永久效應(yīng)計(jì)算見表 4-1：表表 4-14-1 邊梁永久作用效應(yīng)計(jì)算表邊梁永久作用效應(yīng)計(jì)算表 作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)彎矩(kNm)0一期剪力(kN)0彎矩(kNm)0二期剪力(kN)0彎矩(kNm)0剪力(kN)04.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算4 4. .2 2. .1 1 沖沖擊擊系系數(shù)數(shù)和和車車道道折折減減系系數(shù)數(shù)按橋規(guī)4.3.2 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)，因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算：f = =(Hz)ccmEIl2208.216527877. 01045. 319214. 3102其中：mc = = (kg/m)gG81. 910268169. 03f

26、14Hz，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： = 0.1767f 當(dāng)車道大于兩車道時，應(yīng)進(jìn)行車道折減，三車道折減22%，單折減后不得小于兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。本設(shè)計(jì)分別按兩車道和三車道布載進(jìn)行計(jì)算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。4 4. .2 2. .2 2 計(jì)計(jì)算算主主梁梁的的荷荷載載橫橫向向分分布布系系數(shù)數(shù)1）跨中的荷載橫向分布系數(shù)：cm由于承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為：0.5，故可將其簡化比擬為一66. 0195 .12lB塊矩形的平板，用比擬正交異性板法（ G-M 法）求荷載橫向分布系數(shù)。計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩和1ITI抗彎慣性矩在前面已求得：II4m對于 T 形梁截面，抗扭慣距可近似按下式計(jì)算：31i

27、iimitbcIT（4-3）式中： bi ,ti相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度； ci矩形截面抗扭剛度系數(shù) ,根據(jù)ti /bi比值按表計(jì)算； m梁截面劃分成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：t1=(cm)230105015230馬蹄部分的換算平均厚度：t3= (cm)23825表表 4-24-2 I IT T 計(jì)計(jì) 算算 表表 分塊名稱bi(cm)ti(cm)ti /biciI IT= ci bi ti 3(10-3 m4)翼緣板12501/3腹板220馬蹄346單位寬度抗彎及抗扭慣距：=bIJxx/)/(1011508. 1250/27877. 043cmm=bIJTxT

28、x/250/097. 0)/(108802. 345cmm計(jì)算橫梁抗彎及抗扭慣性矩：2翼板有效寬度計(jì)算橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即：)(105 . 244mbl)(315. 2)16. 079. 4(21mc cmh145cmmb1616. 0cmh17.171232. 010/315. 2/lc根據(jù)比值可查表（P74） ，求得：=0.738，所以：lc/c/)(72. 132. 2738. 0738. 0mc求橫梁截面重心位置：ya=2222111bhhhbhhhay45. 116. 01717. 072. 1245. 116. 02121717. 072. 1222 =0.266（m

29、）橫梁的抗彎和抗扭慣距和：yITyI=yI2321131)2( 121)2(22121yyahhbhbhahh =2323)266. 0245. 1(45. 116. 045. 116. 0121)21717. 0266. 0(1717. 072. 121717. 072. 12121 =)(11013. 04m32223111hbchbcITy=0.04，小于 0.1，所以查表得=1/3，但由于連續(xù)橋面的79. 4/1717. 0/11bh1c單寬抗扭慣距只有獨(dú)立板寬扁板者的翼板，可取=1/6。1c=0.16/（1.45-0.1717）=0.1252，查表可得22/bh307. 02c=Ty

30、I3316. 0)1717. 045. 1 (307. 079. 41717. 061 =331061. 11004. 4 =)(1065. 543m單位抗彎及抗扭慣距和：yJTyJ=bIJyy/)/(1023. 010079. 411013. 043cmm=bIJTyTy/)/(1018. 110079. 41065. 5453cmm計(jì)算抗彎參數(shù)和抗彎參數(shù)3=4yxJJlB4331023. 01011508. 11925. 6式中：橋?qū)挼囊话隑 計(jì)算跨徑lyxcTyTxJJEJJGa2/ )(按公預(yù)規(guī)3.1.6 條，取，則：ccEG4 . 03351023. 01011508. 1210)1

31、8. 18802. 3(4 . 0a141. 0a 計(jì)算荷載橫向分布影響線坐標(biāo)：已知，查 G-M 法計(jì)算用表，可得4488. 0表 4-3 中數(shù)據(jù)。表表 4-34-3 梁位表梁位表荷載位置梁位b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b0b/4b/23b/41Kb0b/4b/23b/40Kb用內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標(biāo)值0b/4b/2b/4b圖 4-2 梁位關(guān)系圖（尺寸單位：cm）1 號、5 號梁： 2 . 0)(4343bbbKKKK =bbKK438 . 02 . 02 號、4 號梁： 4 . 0)(422bbbKKKK =424 . 06 . 0bbKK3 號梁： （系

32、梁位在 0 點(diǎn)的 K 值）0KK 0K列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值表表 4-44-4 各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值值荷載位置梁號計(jì)算式b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-bbbKKK431118 . 02 . 01號bbKKK430008 . 02 . 001KK 0KKa5/aK412114 . 06 . 0bbKKK402004 . 06 . 0bbKKK01KK 0KKa2號5/aK101KK 000KK01KK 00000KKa3號5/aK繪制橫向分布影響線圖求橫向分布系數(shù)。圖 4-3 1 號梁橫向分布影響線（尺寸單位：cm）計(jì)算橫向分布系數(shù)

33、：荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算中包含了車道折減系數(shù)。按5照最不利方式布載，并按相應(yīng)影響線坐標(biāo)值計(jì)算橫向分布系數(shù)。三車道（如下圖）圖 4-4 三車道最不利荷載布置圖（尺寸單位：cm）三車道： 78. 0)0204. 00833. 01649. 03027. 0404. 05473. 0(21cqm兩車道（如下圖）圖 4-5 兩車道最不利荷載布置圖（尺寸單位：cm）)1649. 03027. 0404. 05473. 0(21cqm故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)：7095. 0cqm2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)：如下圖所示，按杠桿原理法繪制支0m點(diǎn)截面荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載， 1 號梁可變作

34、用分布系數(shù)可以計(jì)算如下：圖 4-6 支點(diǎn)截面荷載橫向分布計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）可變作用（汽車）：74. 0)38. 010. 1 (210qm4 4. .2 2. .3 3 車車道道荷荷載載的的取取值值根據(jù)橋規(guī)4.3.1 條，公路 級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中kq荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為kP10.5=7.875（kN/m）kq計(jì)算彎矩時，=177（kN）180)519(55018036075. 0kP計(jì)算剪力時，=212.4（kN）2 . 1177kP4 4. .2 2. .4 4 計(jì)計(jì)算算可可變變作作用用效效應(yīng)應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)

35、取，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡0m0m到，其余梁段均取，本設(shè)計(jì)在計(jì)算跨中截面、四分點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面時，cmcm均考慮了荷載橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。1）計(jì)算跨中截面的最大彎矩和最大剪力：計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直線加載求可變作用效應(yīng)，如下圖所示，可變效應(yīng)為：不計(jì)沖擊)(yPqmSkk（4-4）沖擊效應(yīng))(yPqmSkk（4-5）式中 所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；S 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；kq 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；kP 影響線上同號區(qū)段的面積； 影響線上最大豎坐標(biāo)值；y可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)75. 41777095. 0211975. 43175. 48

36、75. 775. 47095. 074. 0875. 77095. 075. 41921）（汽M =849.5（kNm）5 . 04 .2127095. 021195 . 03175. 4875. 775. 47095. 074. 02121195 . 0875. 77095. 021）（汽V =88.7（kN）可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)=319.4（kNm）汽MM 376. 05 .8490.376=33.4（kN）汽VV 2）計(jì)算四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力：四分點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算式見下圖?？勺冏饔茫ㄆ嚕?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)5625. 31777095. 03167. 09501. 02187

37、5. 775. 47095. 074. 0195625. 3875. 77095. 021）（）（汽M =637.2（kNm）75. 04 .2127095. 0067. 0875. 775. 47095. 074. 021431975. 0875. 77095. 021）（汽V=127.2（kN）可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)0.376=239.6（kNm）汽MM 0.376=47.8（kN）汽VV 3）計(jì)算支點(diǎn)截面的最大剪力：支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見下圖。可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)14 .21274. 0067. 0933. 0875. 775. 47095. 074. 021191875

38、. 77095. 021）（）（汽V =210.8（kN）可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)0.376=79.3（kN）汽VV 4.3 主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)按 橋規(guī)4.1.6-4.1.8 條規(guī)定。根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表 4-5。表表 4-54-5 1 1 號主梁作用效應(yīng)組合號主梁作用效應(yīng)組合 跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxvmaxMmaxvmaxvmax序號荷載類型(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)(1)一 期永 久作 用0(2)二 期永 久作 用0(3)總永久作用(1)+ (2)0(4)（汽車）公路級(

39、5)（汽車）沖擊(6)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5)(7)(4)(8)(4)+(5)4.4 橋梁博士軟件進(jìn)行內(nèi)力驗(yàn)算4 4. .4 4. .1 1 建建模模用橋梁博士軟件劃分單元格，如下：1、工作桿件數(shù)： 40工作桿件號： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 402、橋梁最大跨徑： 19m；3、橋梁最小跨徑： 19m；4、橋面單元數(shù)： 40橋面單元號： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1

40、4 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 404 4. .4 4. .2 2 承承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)內(nèi)內(nèi)力力驗(yàn)驗(yàn)算算用橋梁博士軟件可得出以下圖和表格。圖 4-7 承載能力極限狀態(tài)組合最大彎矩圖圖 4-8 承載能力極限狀態(tài)組合最大剪力圖圖 4-9 承載能力極限狀態(tài)組合最大軸力圖圖 4-10 承載能力極限狀態(tài)組合彎矩包絡(luò)圖表表 4 4- -6 6 承承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)內(nèi)內(nèi)力力組組合合結(jié)結(jié)果果表表 4 4. .4 4. .3 3 手手算算結(jié)結(jié)果果與與電電算算結(jié)結(jié)果果比

41、比較較由表 4-6 中跨中截面桿件可得出最大彎矩為5930 kNm，最小彎矩為2990 kNm，而手算的跨中截面極限狀態(tài)組合下最大彎矩為 3558.032 kNm，滿足要求，四分點(diǎn)截面、支點(diǎn)截面的彎矩和剪力亦滿足要求。故手算的結(jié)果與電算的結(jié)果一致。第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算本設(shè)計(jì)采用后張法施工工藝，設(shè)計(jì)時應(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，即承載力、變形及應(yīng)力等要求，在配筋設(shè)計(jì)時，要滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就以跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)

42、確定主梁的配筋數(shù)量。（1）按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：本設(shè)計(jì)按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，按正常使用極限狀態(tài)組合計(jì)算時，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。對于T形截面簡支梁，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到鋼束數(shù)的估算n公式n=)(1pspkpkekfACM（5-1）式中：Mk 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按 主梁作用應(yīng)組合表取用；C1 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于 公路級，C1 取用 0.565；一束 4 j 鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是2，故 pAAp = 5.6 cm2 。大毛截面上核心距；sk預(yù)應(yīng)力鋼束重心對大毛截面重心軸的偏心距，pe，可預(yù)先假定，為梁高，psppayha

43、yepah。cmh170本設(shè)計(jì)采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為MPa，彈性模量 Ep=1860pkfMPa。51095. 1 （kNm）=（Nm）21.2795kM31021.2795 =29.70（cm）sk假設(shè)=19cm，則pa psppayhaye =95.891（cm）鋼束數(shù)為nn=)(1pspkpkekfACM=)95891. 02970. 0(101860106 . 5565. 01021.2795643（2）按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)，根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)cdf度，鋼束數(shù)的估算公式為pdfnpdpdfAa

44、hMn（5-2）式中 Md 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按 主梁作用應(yīng)組合表取用； 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 0.75-0.77，本設(shè)計(jì)取用 0.77；fpd 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度， 為 1260Mpa 。則：=pdpdfAahMn643101260106 . 57 . 177. 010032.3558據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量在4 根左右，故取鋼束數(shù)。4n5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置（1）跨中截面及錨固端截面的鋼束位置1）在對跨中截面進(jìn)行鋼束布置時，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm，外徑 77mm 的預(yù)埋金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30

45、mm 及管道半徑的一半，另外直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm，且不宜小于管道直徑的 0.6 倍，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如下圖所示，則鋼束群重心至梁底距離為 cmap1943422102圖 5-1 跨中截面鋼束布置圖（尺寸單位：cm）2）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓，而且要考慮錨具布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。在布置錨具時，應(yīng)遵循均勻、分散的原則。錨具端截面布置的鋼束如下圖所示，鋼束群重心至梁底距離為： cmap25.8141401006025圖 5-2 錨固端截面鋼束布置圖（尺寸

46、單位：cm）下面應(yīng)對鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，首先需計(jì)算錨固端截面的幾何特性。錨固端截面幾何特性計(jì)算見表5-1。表表 5 5- -1 1 錨錨固固端端截截面面幾幾何何特特性性計(jì)計(jì)算算表表 分塊面積iA（2cm）分塊面積形心至上緣距離iy（cm）分塊面積對上緣凈距iiiyAS （）3cm分塊面積的自身慣距iI（）4cmisiyyd（）cm分塊面積對截面形心的慣距2iixdAI （）4cmxiIII（）4cm分塊名稱（1）(2)（3）=（1）（2）（4）（5）2)5() 1 ()6(（7）=（4）+（6）翼板3750三角承托腹板7130其中：=62.08（cm）iisASy8 .1115338.69

47、2432 =170-62.08=107.92（cm）sxyhy上核心距： =27.13（cm）xsAyIk92.1078 .1115374.32660051下核心距： =47.17（cm）sxAyIk08.628 .1115374.3266005160.75=xxky pasxky 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)，見圖5-3。圖 5-3 鋼束群重心位置復(fù)核圖（尺寸單位：cm）（2）鋼束起彎角度和線形的確定：在確定鋼束起彎角度時，既要考慮到由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，N4 號鋼筋彎起角度為 5，其他鋼筋彎起角度

48、為 7.為了簡化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，最下排兩根鋼束需進(jìn)行平彎。（3）鋼束計(jì)算1） 計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離：錨固點(diǎn)至支座中心的水平距離（見圖 5-4）。xia=36-25tan5=33.81（cm）4xa=36-13tan7=34.4（cm）3xa=61-28tan7=29.49（cm）2xa=36-93tan7=24.58（cm）1xa支座中心線圖 5-4 錨固端尺寸圖（尺寸單位：cm）鋼束計(jì)算圖式見下圖，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離見表1x計(jì)算點(diǎn)彎起結(jié)束點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)跨徑中心線錨固點(diǎn)圖 5-5 鋼束計(jì)算圖式表表 5 5- -2 2 鋼鋼束束起起彎彎點(diǎn)點(diǎn)至至跨跨中中距距離離計(jì)

49、計(jì)算算表表 鋼束號起彎高度y (cm)y1(cm)y2(cm)L1(cm)x3(cm)R (cm)x2(cm)x1(cm)41510053503007278550711068007上表中各參數(shù)的計(jì)算方法如下：為靠近錨固端直線長度，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，為鋼束錨固點(diǎn)至鋼束起彎1Ly點(diǎn)的豎直距離，如鋼束計(jì)算圖式，根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計(jì)算如下： sin11Ly 12yyy cos13Lx cos12yR sin2Rx xiaxxLx3212式中 鋼束彎起角度（ ）； 計(jì)算跨徑（ cm）；L 錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離（ cm）。xia1） 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算各鋼束重心位置計(jì)算：根據(jù)鋼束

50、計(jì)算圖式所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在1曲線段時，計(jì)算公式為： ，)cos1 (0RaaiRx4sin當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時，計(jì)算公式為： tan50 xyaai式中 鋼束在計(jì)算截面處鋼束中心至梁底的距離；ia 鋼束起彎前到梁底的距離；0a 鋼束彎起半徑；R 圓弧段起晚點(diǎn)到計(jì)算點(diǎn)圓弧長度對應(yīng)的圓心角。計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離，見表 5-3。2pa表表 5 5- -3 3 各各計(jì)計(jì)算算截截面面的的鋼鋼束束位位置置及及鋼鋼束束群群重重心心位位置置截面鋼束號x4(cm)R(cm)sin =x4/ Rcosa0(cm)ai(cm)ap(cm)4未彎起011010310222四分點(diǎn)134直線段y

51、x5x5 tana0ai415510350710支點(diǎn)27872211067342） 鋼束長度計(jì)算一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（270cm）之和，其中鋼束曲線長度可按圓弧半徑及起彎角度計(jì)算。通過每根鋼束長度計(jì)算，就可以得到一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，用于備料和施工。計(jì)算結(jié)果見表 5-4。表表 5 5- -4 4 鋼鋼束束長長度度計(jì)計(jì)算算表表R(cm)鋼束彎起角度曲線長度(cm)S=R180直線長度x1(cm)直線長度L1(cm)有效長度2（S+x1+L1）鋼束預(yù)留長度(cm)鋼束長度(cm)鋼束號(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)45100

52、140373001402755014017800140第六章 計(jì)算主梁截面幾何特性主梁截面幾何特性包括計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩以及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜距，最后列出截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算依據(jù)。6.1 截面面積及慣性矩計(jì)算（1）在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計(jì)算小毛截面的幾何特性，計(jì)算公式如下：凈截面面積AnAAn（6-1）凈截面慣性矩2)(ijsnyyAnII（6-2）計(jì)算結(jié)果見表 6-1。表表 6 6- -1 1 跨跨中中截截面面面面積積和和慣慣性性矩矩計(jì)計(jì)算算表表截面分塊名稱分 塊面 積Ai(cm2)分塊面積重心至上緣距離yi(cm)分塊面積對上

53、緣凈矩 Si(cm2)全截面重心到上緣距離ys(cm)分塊面積的自身慣矩Ii(cm4)di =ysyi(cm)Ip= Aidi2(cm4)I =Ii+Ip(cm4)b1=180 cm凈截面毛 截 面7119扣管道面積151略毛截面8169鋼束換算面積151略b1=250cm換算截面 計(jì) 算數(shù) 據(jù)A =2/(cm2) n=4 根 =5.65 EPa26 . 5 cmAp扣管道面積= nA 鋼束換算面積=(1) nEPapA（2）換算截面幾何特性計(jì)算1）整體截面幾何特性計(jì)算：在正常使用階段需要計(jì)算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面，含濕接縫）的幾何特性，計(jì)算公式如下：換算截面面積PEPAnAA) 1(0

54、（6-3）換算截面慣性矩200)() 1(isPEPyyAnII（6-4）其結(jié)果列于 表 6-1。式中： A ，I 分別為混凝土毛截面面積和慣矩；A， 分別為一根管道截面積和鋼束截面積 ；PA， 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離；jsysy0 分別面積重心到主梁上緣的距離；iybnoabnoa44652231 n 計(jì)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值，由=5.65。EPEP2)有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算：預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計(jì)算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時，預(yù)加應(yīng)力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計(jì)算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計(jì)算。 對于

55、T 形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)取下列三者中的最小值：fb fbcml633319003 （主梁間距）fbcm250 fbcmhbbfh260151230220122此處，為梁腹板寬度，為承托長度，為受壓區(qū)翼板懸出板的厚度。bhbfh本設(shè)計(jì)中由于，則，為承托根部厚度。515010hhbh31cmhbhh303hh故=fbcm250由于實(shí)際截面寬度小于或等于有效分布寬度，即截面寬度沒有折減，故截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全寬截面值。6.2 截面靜距計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，這兩個階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一階段中凡是中性軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都需要計(jì)算。在

56、張拉階段和使用階段應(yīng)計(jì)算的截面如圖6-1 所示。圖 6-1 跨中（四分點(diǎn)）截面靜距計(jì)算圖（尺寸單位：cm）（1）在張拉階段，凈截面的中性軸（稱為凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。（2）在使用階段，換算截面的中性軸（稱為換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。故對每一個荷載作用階段，需要計(jì)算四個位置的剪應(yīng)力，即需要計(jì)算下面幾種情況的靜矩：1）a-a 線以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩。2）b-b 線以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩。3）凈軸（ n - n）以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）

57、靜矩。4）換軸（ o - o）以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩。計(jì)算結(jié)果見表 6-2。表表 6 6- -2 2 跨跨中中截截面面對對重重心心軸軸靜靜距距計(jì)計(jì)算算已知：，cmb1801cmys7436.59cmh170分塊名稱及序號靜距類別及符號分塊面積2/cmAi分塊面積重心至截面重心距離cmyi/對凈軸靜距3/cmyASiii翼板 12700三角承托 2500肋部 3200翼緣部分對凈軸靜距naS下三角 4169馬蹄 5馬蹄部分對凈軸靜距nbS1150肋部 6260管道或鋼束翼板 12700三角承托 2500肋部 3凈軸以上凈面積對凈軸靜距nnS翼板 12700三角承托 25

58、00肋部 3換軸以上凈面積對凈軸靜距noS表表 6 6- -3 3 跨跨中中截截面面對對重重心心軸軸靜靜距距計(jì)計(jì)算算已知：，cmb2501cmys2022.57cmh170分塊名稱及序號靜距類別及符號分塊面積2/cmAi分塊面積重心至截面重心距離cmyi/對凈軸靜距3/cmyASiii翼板 13750三角承托 2500肋部 3200翼緣部分對換軸靜距oaS下三角 4馬蹄部分對換169馬蹄 51150肋部 6260管道或鋼束軸靜距obS翼板 13750三角承托 2500肋部 3凈軸以上換算面積對換軸靜距onS翼板 13750三角承托 2500肋部 3換軸以上換算面積對換軸靜距ooS6.2 截面幾

59、何特性匯總表四分點(diǎn)、支點(diǎn)截面特性值均可同樣方法計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，見表6-4。表表 6 6- -4 4 截截面面幾幾何何特特性性計(jì)計(jì)算算總總表表截面名稱符號單位跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)凈面積nA2cm凈慣性矩nI4cm凈軸到截面上緣距離nsycm凈軸到截面下緣距離nxycm上緣nsW3cm截面抵抗矩下緣nxW3cm翼緣部分面積naS3cm混凝土凈截對凈軸靜凈軸以上面積nnS3cm換軸以上面積noS3cm距馬蹄部分面積nbS3cm鋼束群重心到凈軸距離necm換算面積0A2cm換算慣性矩0I4cm面換軸到截面上緣距離sy0cm截面名稱符號單位跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)換軸到截面下緣距離xy0cm上緣sW03cm截

60、面抵抗矩下緣xW03cm翼緣部分面積oaS3cm凈軸以上面積onS3cm換軸以上面積ooS3cm對換軸靜距馬蹄部分面積obS3cm混凝土換算截面鋼束群重心到換軸距離0ecm鋼束群重心到截面下緣距離pcm19第七章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失值包括前期預(yù)應(yīng)力損失（鋼束與管道壁的摩擦損失，錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絞線應(yīng)力松弛、混凝土收縮和徐變引起的損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失值。7.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁間的摩