米跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支型梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

50米跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋上部結(jié)構(gòu)第Ⅰ部分：設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置一、設(shè)計(jì)資料1．橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：50m；主梁預(yù)制長(zhǎng)度：49.96m；計(jì)算跨徑：49m；2．設(shè)計(jì)荷載外側(cè)防撞護(hù)欄每延米重量取8.32kN/m，內(nèi)側(cè)波形護(hù)欄每延米重量取5.81kN/m。3．材料及施工工藝混凝土：主梁采用C50，橋面鋪裝采用C40，欄桿采用C30；預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用ASTM270級(jí)15.24低松弛鋼絞線，每束6根；普通鋼筋：直徑大于和等于12mm的采用HRB335或HRB400鋼筋，直徑小于12mm的采用R235鋼筋；鋼板：錨頭下支撐墊板、支座墊板等均采用R235鋼板；施工方法：按后張法施工工藝制作主梁，采用直徑70mm的波紋管和OVM錨。4．設(shè)計(jì)依據(jù)交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJD60－2004)以下簡(jiǎn)稱“橋規(guī)”；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》(JTJB62－2004)以下簡(jiǎn)稱“公預(yù)規(guī)”。交通部頒《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20－2006)以下簡(jiǎn)稱“路線規(guī)范”5．基本計(jì)算數(shù)據(jù)(見表1–1)。二、橋?qū)挸叽绱_定單幅橋?qū)挒椋?3.5m。三、橋梁的橫向布置與尺寸擬定1．主梁間距與主梁片數(shù)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(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故確定主梁間距為2.25m，主梁翼板寬度2250mm，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(翼板寬度1500mm)；運(yùn)營(yíng)階段的大截面(翼板寬度2250mm)，橋?qū)挒?3.5m，橋梁橫向布置選用6片主梁(如圖1–1所示)基本計(jì)算數(shù)據(jù)表表1–1名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度度彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)強(qiáng)度MPa50MPa3.45×1004MPa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)強(qiáng)度MPa2.65軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度MPa22.4軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度MPa1.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力MPa20.72容許拉應(yīng)力MPa1.757混凝土持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許壓應(yīng)力MPa16.2容許主壓應(yīng)力MPa19.44短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力MPa21.0容許主拉應(yīng)力MPa1.5915.24鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa1860彈性模量MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa1488最大控制應(yīng)力MPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合MPa1302材料容重鋼筋混凝土kN/m325.0瀝青混凝土kN/m323.0鋼絞線kN/m378.5鋼束與混凝土的的彈性模量量比無量鋼5.43注：考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到C45時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。和分別表示鋼束張拉時(shí)混凝土的抗壓、抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，和。圖1–1結(jié)構(gòu)尺寸圖(單位：cm)2．主梁跨中截面主要尺寸擬定(1)主梁高度由[橋工]P73，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度按截面形式、主梁片數(shù)及建筑高度要求確定。對(duì)于常用的等截面簡(jiǎn)支梁，其高跨比可在1/15~1/25內(nèi)選取，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/18~1/19之間，考慮橋梁的經(jīng)濟(jì)性，適當(dāng)加大梁高，可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力筋鋼束用量，同時(shí)加大梁高，只是提高主梁腹板高度，所以混凝土的用量增大不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)取用2300mm的主梁高度。(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)考慮是否能滿足主梁受彎時(shí)上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。由[公預(yù)規(guī)]的構(gòu)造要求，預(yù)制T形截面梁翼緣懸臂端的厚度不小于100mm，在于腹板相連處的翼緣厚度，不應(yīng)小于梁高的1/10。當(dāng)由承托時(shí)，承托底坡tanα大于1/3。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300mm以抵抗翼緣根部的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由預(yù)留預(yù)應(yīng)力管道的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，本設(shè)計(jì)取用200mm為腹板厚度。為適應(yīng)預(yù)應(yīng)力筋布置的要求，T梁的下緣一般要擴(kuò)大成馬蹄。從截面效率指標(biāo)分析，馬蹄越是寬而矮越經(jīng)濟(jì)。由[橋工]P74，為了防止在施工和運(yùn)營(yíng)中使馬蹄部分遭受縱向裂縫，馬蹄部分面積應(yīng)占全截面面積的10%~20%，馬蹄寬度約為腹板寬度的2~4倍，馬蹄斜坡宜陡于45°。本設(shè)計(jì)考慮預(yù)應(yīng)力鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時(shí)按[公預(yù)規(guī)]第6.2.26條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為540mm，高度為200mm，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度200mm，以減小馬蹄局部應(yīng)力。按以上擬定的主梁截面細(xì)部尺寸，繪制預(yù)制主梁的跨中截面布置圖。(如圖1–2所示)四、計(jì)算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分為五個(gè)規(guī)則圖形的小單元(如圖1–2所示)，截面幾何特性列表計(jì)算見表1–2。表中：主梁大毛截面形心至上緣距離：主梁小毛截面形心至上緣距離：圖1–2跨中截面尺寸圖(單位：cm)(4)檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ(希望ρ在0.5以上)主梁大毛截面上核心距：主梁大毛截面下核心距：主梁大毛截面截面效率指標(biāo)：跨中截面幾何特性計(jì)算表表1–2分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩(cm33)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板22507.51687542187.5586.6168740110169161998上三角67520135008437.574.137062966.7537147344腹板3900112.5438750123581225-18.413203844136785009下三角340203.3369132.227555.566-109.23340566055.5940641611馬蹄108022023760036000-125.9171188774.81715487758245775857..2555284777主梁大毛截面翼板33757.52587564687.5575.6197179992197826880上三角67520135008437.563.126875866.7526960244腹板3900112.5438750123581225-29.433710044157291229下三角340203.3369132.227555.566-120.23349147855.9949223422馬蹄108022023760036000-136.9202409338.82027693399445784857..2634071113主梁小毛截面上核心距：主梁小毛截面下核心距：主梁小毛截面截面效率指標(biāo)：以上結(jié)論表明初擬的主梁跨中截面尺寸時(shí)合理的。第Ⅱ部分：主梁作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)第一部分橋跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過可變作用下的梁橋橫向分布計(jì)算，可分別求得主梁各控制截面：跨中截面、四分點(diǎn)截面、變化點(diǎn)截面、支點(diǎn)截面的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，之后進(jìn)行作用效應(yīng)組合，最后確定控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力。一、永久作用計(jì)算1．永久作用集度(1)預(yù)制梁自重(一期永久作用)a.按跨中截面計(jì)，主梁的永久作用集度：b.由于馬蹄抬高而形成的四個(gè)橫置的斜三棱柱，折算成的永久作用集度：c.由于腹板加厚所增加的重量折算成的永久作用集度：d.主梁的橫隔板折算成的永久作用集度：一對(duì)中橫隔梁的體積：一對(duì)端橫隔梁的體積：故e.預(yù)制永久作用集度(一期永久作用)：(2)二期永久作用a.現(xiàn)澆T梁翼板永久作用集度：b.現(xiàn)澆橫隔兩部分永久作用集度：一對(duì)中橫隔梁的體積：一對(duì)端橫隔梁的體積：故c.防撞護(hù)欄永久作用集度：d.橋面鋪裝永久作用：鋪裝層為：8㎝厚30號(hào)防水混凝土+（6㎝+4㎝）厚瀝青混凝土；e.二期永久作用集度：(4)永久作作用集度匯匯總(見表2–1)永久作用用集度匯總總表2–1梁號(hào)一期永久作用集集度g1二期永久作用集集度g21、723.91kNN/m18.52kNN/m42.43kNN/m2～624.73kNN/m18.69kNN/m43.42kNN/m2．永久作用效應(yīng)應(yīng)由[橋工]P146公公式，分別別計(jì)算跨中中截面、四四分點(diǎn)截面面、變化點(diǎn)點(diǎn)截面、支支點(diǎn)截面的的永久作用用效應(yīng)，其其中x為計(jì)算截截面到支點(diǎn)點(diǎn)的距離，計(jì)計(jì)算結(jié)果匯匯總于表22–2。二、可變作用效效應(yīng)計(jì)算1．沖擊系數(shù)與車車道折減系系數(shù)按[橋規(guī)]第4.3.2條規(guī)規(guī)定，預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土橋應(yīng)計(jì)算算汽車的沖沖擊作用：：主梁永久久作用效應(yīng)應(yīng)計(jì)算表表2–2梁號(hào)1、72~6計(jì)算跨徑一期永久作用gg1kN/m二期永久作用gg2kN/m∑kN/m一期永久作用gg1kN/m二期永久作用gg2kN/m∑kN/ml=4923.9118.5242.4324.7318.6943.42支點(diǎn)剪力kN466.2455277.8755744.1200482.2355281.1900763.4255彎矩kN·m000000變化點(diǎn)剪力kN418.4255249.3755667.8000432.7755252.3500685.1255彎矩kN·m884.6700527.25001411.9220915.0100533.54001448.5550四分點(diǎn)剪力kN233.1233138.9388372.0600241.1188140.5955381.7133彎矩kN·m3409.41172031.96615441.37783526.34432056.20025582.5445跨中剪力kN000000彎矩kN·m4545.88892709.28817255.17704701.79912741.60037443.3994基頻:44規(guī)定，當(dāng)當(dāng)車道數(shù)多多于兩車道道時(shí)，需進(jìn)進(jìn)行折減.2．計(jì)算主梁的荷荷載橫向分分布系數(shù)(1)跨中的的荷載橫向向分布系數(shù)數(shù)mc本設(shè)計(jì)的主梁設(shè)設(shè)有七道橫橫隔梁，具具有可靠的的橫向聯(lián)系系，且長(zhǎng)寬寬比為：圖2––1IT的計(jì)算圖圖示(單位：cm)所以可按修正的的剛性橫梁梁法來繪制制橫向影響響線，并計(jì)計(jì)算橫向分分布系數(shù)mc。a.計(jì)算主梁抗扭慣慣矩IT按[橋工]P112公公式2-5--41計(jì)算算，列表計(jì)計(jì)算(見表2–3)式中：bi和tti——相應(yīng)的單單個(gè)矩形截截面的寬度度和高度；；ci——矩形截面抗扭剛剛度系數(shù)，查[橋工]P112表2-5-2m——梁截面劃分的單單個(gè)矩形截截面?zhèn)€數(shù)對(duì)于跨中截面，翼翼緣板的換換算平均厚厚度：馬蹄的換算平均均厚度：IT計(jì)算表表2–3分塊名稱(cm)(cm)(cm4)翼緣板①225180.0780.333441035腹板②182.05200.1100.310451484馬蹄③54300.5560.218317844∑12103633b.計(jì)算抗扭修正系系數(shù)β按[橋工]P112公公式2-55-40′′計(jì)算式中：G=0..425EE;ll=49.000m;;∑=6×0..0121103633=0.0084733m4;a1=5.6255m;a2=3..375mm;aa3=1..125mm;aa4=-11.1255m;a5=-33.3755m;a6=--5.6625m;IIi=0.63440701113mm4。計(jì)算得：0.997c．按修正的剛性橫橫梁法計(jì)算算橫向影響響線豎標(biāo)值值：式中：；。計(jì)算所得的ηiij值列于于表2–4各主梁梁跨中計(jì)算算表表2–4梁號(hào)e1=5.625e2=3.375e3=1.125e4=-1.1255e5=-3.375e6=-5.6251a1=5.6250.45460.35070.24680.14290.0389-0.065002a2=3.3750.35070.28140.21210.14290.07360.00433a3=1.1250.24680.21210.17750.14290.10820.07364a4=-1.12550.14290.14290.14290.14290.14290.14295a5=-3.37550.03890.07360.10820.14290.17750.21216a6=-5.6255-0.065000.00430.07360.14290.21210.2814d．計(jì)算主梁的荷載載橫向分布布系數(shù)車道荷載跨中橫橫向分布系系數(shù)計(jì)算公公式為：圖2–2mc計(jì)算算圖示：(單位：cm)車道荷載支點(diǎn)橫橫向分布系系數(shù)計(jì)算公公式為圖2–2為mc的橫向影響線和和最不利布布載圖式：：圖2–3mo計(jì)算算圖示：(單位：cm)圖2–3為m0的橫向影響線和和最不利布布載圖式：：列表2–5計(jì)算主梁荷載橫橫向分布系系數(shù)mc、m0，計(jì)算結(jié)結(jié)果匯總見見表2–6。主梁荷載橫向分分布系數(shù)mc、m0計(jì)算表表2–5梁號(hào)跨中mc支點(diǎn)m02車道3車道4車道10.46140.38010.32130.24000.18130.09990.0412-0.040111.06520.28261.40280.70141.68400.65681.68510.56450.673920.35520.30100.26180.20760.16850.11420.07510.02010.21741.00001.12560.56281.40830.54921.50350.50370.43480.826130.24910.22190.20240.17520.15570.12850.10900.08180.21741.00000.84860.42431.13280.44181.32360.44340.43480.8261注：跨中截面荷荷載橫向分分布系數(shù)mc最大值，支支點(diǎn)截面荷荷載橫向分分布系數(shù)m0已用下劃劃線標(biāo)出主梁的荷荷載橫向分分布系數(shù)匯匯總表2–6作用類別1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁mcmomomomcmo公路I級(jí)0.70140.67390.56280.82610.44340.82612．計(jì)算可變作用用效應(yīng)(1)計(jì)算算各主梁跨跨中截面最最大彎矩和和最大剪力力，圖2–4所示作用用效應(yīng)計(jì)算算圖式：圖2–4跨中截面面作用效應(yīng)應(yīng)計(jì)算圖式式(單位：cm)1號(hào)梁:2號(hào)梁:3號(hào)梁:圖2–5四分點(diǎn)截截面作用效效應(yīng)計(jì)算圖圖式(單位：cm)(2)計(jì)算各各主梁四分分點(diǎn)截面最最大彎矩和和最大剪力力，圖2–5所示作用用效應(yīng)計(jì)算算圖式：1號(hào)梁:2號(hào)梁:3號(hào)梁:圖2–6變化點(diǎn)截截面作用效效應(yīng)計(jì)算圖圖式(單位：cm)(3)計(jì)算各各主梁變化化點(diǎn)截面最最大彎矩和和最大剪力力，圖2–6所示作用用效應(yīng)計(jì)算算圖式：1號(hào)梁:2號(hào)梁:3號(hào)梁:(4)計(jì)算各各主梁支點(diǎn)點(diǎn)截面最大大彎矩和最最大剪力，圖2–7所示作用效應(yīng)計(jì)算圖式：圖2–7支點(diǎn)截面面作用效應(yīng)應(yīng)計(jì)算圖式(單位：cm)1號(hào)梁:2號(hào)梁:3號(hào)梁:(4)可變作作用效應(yīng)匯匯總(見表2–13)主梁可變作用效效應(yīng)匯總表2–7截面位置作用效應(yīng)一號(hào)梁二號(hào)梁三號(hào)梁跨中彎矩M(kN··m)3559.1992876.9772279.577剪力Q(kN))136.35109.9586.96四分點(diǎn)彎矩M(kN··m)2668.8992161.6001716.755剪力Q(kN))280.21225.38177.90變化點(diǎn)彎矩M(kN··m)691.01683.46623.35剪力Q(kN))374.65376.33343.21支點(diǎn)彎矩M(kN··m)0.000.000.00剪力Q(kNN)398.22437.48417.10注：相應(yīng)的最大大值由下劃劃線標(biāo)出。三、主梁內(nèi)力組組合按[橋規(guī)]第4.1.6~44.1.88條規(guī)定，根根據(jù)可能同同時(shí)出現(xiàn)的的作用效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行作用用效應(yīng)組合合。匯總結(jié)結(jié)果見表2–8。主梁內(nèi)力組合表2–8序號(hào)作用類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面彎矩M剪力Q彎矩M剪力Q彎矩M剪力Q剪力Q(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN)1一期永久作用4701.79910.0003526.3443241.1188915.0100432.7755482.23552二期永久作用2741.60030.0002056.2002140.5955533.5400252.5400281.19003總永久作用7443.39940.0005582.5445381.71331448.5550685.3155763.42554可變作用3559.1990136.35002668.8990280.2100691.0100376.3300437.48005可變作用沖擊值值654.891125.088491.076651.559127.146669.24580.4966標(biāo)準(zhǔn)組合11657.4475161.43888742.5111713.48222266.70061130.89901281.40017作用短期效用組組合9934.822795.4457450.7668577.86001932.2557948.74661069.66618作用長(zhǎng)期效用組組合8867.077054.5406650.1001493.79771724.9554835.8477938.41779基本組合14831.779226.014411123.001922.53222883.67781446.18831641.2777第Ⅲ部分：預(yù)應(yīng)力鋼鋼束的估算算及其布置置一、預(yù)應(yīng)力鋼束束面積估算算按構(gòu)構(gòu)件正截面面抗裂性要要求估算預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋數(shù)量按A類部分預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)，根據(jù)跨跨中截面抗抗裂要求，由由《結(jié)設(shè)》公公式（13-1123）科的跨中中截面所需需有效預(yù)應(yīng)應(yīng)力為：Ms為作用短期效用組組合由表；；設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截截面重心距距截面下緣緣距離為：：；預(yù)應(yīng)力鋼筋的合合力作用點(diǎn)點(diǎn)至截面重重心軸的距距離：；截面性質(zhì)近似取取全截面性性質(zhì)計(jì)算由由表；全截面對(duì)抗裂驗(yàn)驗(yàn)算邊緣的的彈性抵抗抗矩為：有效預(yù)加應(yīng)力合合預(yù)應(yīng)力鋼筋的張張拉控制應(yīng)應(yīng)力為：預(yù)應(yīng)力損失按張張拉控制應(yīng)應(yīng)力的20%估算，則則所需預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的的面積為：：采用5根715.2鋼絞線線，每束715.2鋼絞線截截面積為980mmm2：采用內(nèi)徑70mmm，外徑77mm的預(yù)埋波波紋管和夾夾片錨。二、鋼束布置1．跨中截面及錨錨固端截面面的鋼束布布置對(duì)于跨中截面，在在保證布置置預(yù)留管道道構(gòu)造的前前提下，盡盡可能使鋼鋼束群重心心到截面形形心的偏心心距大些。根根據(jù)[公預(yù)規(guī)]第6.2..26條規(guī)規(guī)定，管道道水平距離離不應(yīng)小于于4cm，至至梁底凈距距不應(yīng)小于于5cm，至至梁側(cè)凈距距不應(yīng)小于于3.5ccm?？缰兄薪孛娴匿撲撌贾萌缛鐖D3–1所示。由由此可直接接得出鋼束束群重心至至梁底距離離為：圖3–1鋼束布置置圖(單位：cm)對(duì)于錨固端截面面，鋼數(shù)布布置通?？伎紤]兩個(gè)方方面：預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束合合力重心盡盡可能靠近近截面形心心，使截面面均勻受壓壓；滿足張張拉操作的的要求。錨錨頭布置按按照均勻、分分散的原則則。錨固端端截面的鋼鋼束布置如如圖3–2所示，鋼鋼束群重心心至梁底距距離為：為驗(yàn)算上述布置置的鋼束群群重心位置置許計(jì)算錨錨固截面幾幾何特性。圖3–2鋼束群重重心位置復(fù)復(fù)核圖式(單位：cm))圖3–2為計(jì)算圖式，錨錨固點(diǎn)截面面幾何特性性見表3–1：錨固點(diǎn)截面幾何何特性計(jì)算算表表3–1分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩(cm33)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)大毛截面翼板33757.52587564687.5587.32263054999.288263701886.788三角承托261.318.14729.5331263.37776.7215380000.9315392644.3腹板11610122.514222255447226887.5-27.6888953777.6644536180665.166∑15321.3314528299.53815275116.244說明鋼束群重心心處于截面面核心范圍圍內(nèi)。鋼束彎起角和線線性的確定定圖3–3封端混凝凝土尺寸圖圖(單位：mm)圖3–4鋼束計(jì)算算圖式確定彎起角度時(shí)時(shí)，考慮到到由其產(chǎn)生生足夠的豎豎向預(yù)應(yīng)力力，及其引引起的預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失。本本設(shè)計(jì)確定定N1、N2、N3為7°N44、N5為15°。如圖3–3所示。為為簡(jiǎn)化計(jì)算算，所有鋼鋼筋布置的的線形均為為直線加圓圓弧。2．鋼束計(jì)算(1)計(jì)算鋼鋼束彎起點(diǎn)點(diǎn)至跨中距距離錨固點(diǎn)到支座中中心線的水水平距離aaxi，如圖3–3所示：圖3–4為鋼束計(jì)算圖式式，鋼束彎彎起點(diǎn)至跨跨中的距離離x1列表計(jì)算算在表3–2中:鋼束圓弧部分的的水平投影影長(zhǎng)度x2計(jì)算公式式為：鋼束圓弧部分彎彎起半徑R計(jì)算公式式為：鋼束計(jì)算算表表3–2鋼束號(hào)axi(cm)y(cm)y1(cm)y2(cm)L1(cm)x3(cm)R(cm)x2(cm)x1(cm)N1、N230.473412.1921.8110099.2572926.000356.681524.544N326.796412.1951.8110099.2576950.777847.301030.244N425.28146.325.88120.4210096.59153534.055914.61964.08N515.9173.625.88147.7210096.59154335.2551121.966747.35(2)控制截截面的鋼束束重心位置置計(jì)算a.各鋼束重心位置置計(jì)算由圖3–5所示的幾何關(guān)系系，當(dāng)計(jì)算算截面在曲曲線段時(shí)，計(jì)計(jì)算公式為為：當(dāng)計(jì)算截面在近近錨固點(diǎn)的的直線段時(shí)時(shí)，計(jì)算公公式為：b.計(jì)算鋼束群重心心到梁底距距離ay，見表3–3，圖3–5為計(jì)算圖圖式：(3)鋼束長(zhǎng)長(zhǎng)度計(jì)算一根鋼束的長(zhǎng)度度為曲線長(zhǎng)長(zhǎng)度、直線線長(zhǎng)度與兩兩端工作長(zhǎng)長(zhǎng)度cm之和，其其中鋼豎的的曲線長(zhǎng)度度根據(jù)圓弧弧與彎起角角計(jì)算。預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋布置如圖圖3–4所示，計(jì)計(jì)算結(jié)果見見表3–3：圖3–5ay計(jì)算圖式式(單位：cm)控制截面鋼束位位置、鋼束束群重心位位置計(jì)算表表表3–3截面鋼束號(hào)x4（cm）R（cm）a0（cm）a1（cm）ay（ccm）跨中N1、N2未彎起2926.000————11.0011.0015.62N3未彎起6950.777————11.0011.00N4未彎起3534.055————18.7018.70N5未彎起4335.255————26.4026.40四分點(diǎn)N1、N2未彎起2926.000————11.0011.0016.82N3未彎起6950.777————11.0011.00N410.923534.0550.00309900.999999518.7018.72N5227.654335.2550.05251110.998622026.4032.38變化點(diǎn)N1、N2225.462926.0000.07705540.997022711.0019.7067.78N3719.766950.7770.10355510.994622411.0048.37N4785.923534.0550.22238850.974955918.70107.20N51002.6554335.2550.23127780.972888826.40143.94支點(diǎn)直線段yx5（cm）a0（cm）a1（cm）101.64N1、N234730.473.7411.0041.26N364726.793.2911.0071.71N4146.31525.286.7718.70158.23N5173.61515.94.2626.40195.74鋼束長(zhǎng)度計(jì)算表表表3–4鋼束號(hào)R（cm）鋼束彎起角度曲線長(zhǎng)度（cm）直線長(zhǎng)度x1（cm）直線長(zhǎng)度L1（cm）有效長(zhǎng)度2（S+x1+L1）（cm）鋼束預(yù)留長(zhǎng)度（cm）鋼束長(zhǎng)度（cm）N1、N22926.0007357.481524.5441003964.0441404104.044N36950.7777849.201030.2441003958.8771404098.877N43534.05515925.21964.081003978.5881404118.588N54335.255151134.977747.351003964.6331404104.633三、非預(yù)應(yīng)力鋼鋼束面積估估算既布置置按構(gòu)件承載能力力極限狀態(tài)態(tài)要求估算算非預(yù)應(yīng)力力鋼筋數(shù)量量。設(shè)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和和非預(yù)應(yīng)力力鋼筋的合合力點(diǎn)到截截面底邊的的距離為880mm，則則有：假定為第一類TT形截面，由由公式計(jì)算算受壓區(qū)高高度x:求得：則根據(jù)正截面承承載能力要要求計(jì)算需需要的非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋面積為：：圖3–4普通鋼筋筋布置采用6根直徑為32mmm的HRB4400鋼筋提供供的鋼筋截截面積為48266mm2。鋼筋重重心到底邊邊距離為52mm。布置如如圖3–6所示。圖3–4普通鋼筋筋布置預(yù)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的合力力點(diǎn)到截面面底邊的距距離為：保護(hù)層厚度為：：50mm。第Ⅳ部分：計(jì)算注梁梁截面幾何何特性求得各驗(yàn)算截面面的毛截面面特性(跨中、四四分點(diǎn)毛截截面幾何特特性見表1–2；變化點(diǎn)點(diǎn)毛截面幾幾何特性見見表4–1；支點(diǎn)毛毛截面幾何何特性見表表4–2)和鋼束位位置(見表3–3)的基礎(chǔ)上上，計(jì)算主主梁凈截面面和換算截截面的面積積、慣性矩矩及梁截面面分別對(duì)重重心軸、上上梗肋與下下梗肋的凈凈矩，為各各受力階段段的應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)。變化點(diǎn)截面幾何何特性計(jì)算算表表4–1分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩(cm33)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板22507.51687542187.55100.43226939116227361004三角承托67520135008437.587.935218887752273255腹板290087.52537505081042220.431210416662914588下三角340153.3352132.227555.566-45.4700794..4708350馬蹄378019573710015435000-87.07286568779302003779∑994510733577651636115主梁大毛截面翼板33757.52587564687.5589.62277095118.2277742006三角承托67520135008437.577.1240145588.7240229966腹板290087.5253750508104229.62268378..7653494200下三角340153.3352132.227555.566-56.2110742511.7910818077馬蹄378019573710015435000-97.88362142668.8377577669∑1114510823577759861999一、主梁截面幾幾何特性計(jì)計(jì)算后張法預(yù)應(yīng)力混混凝土主梁梁截面幾何何性質(zhì)根據(jù)據(jù)不同的受受力階段分分別計(jì)算支點(diǎn)截面幾何特特性計(jì)算表表分分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩(cm33)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板22507.51687542187.5594.74201952552.1202374339.6三角承托261.318.14729.5331263.37784.1418498833.697718511477.0677腹板11610122.514222255447226887.5-20.2647655288.8366494882116.344∑14121.3314438299.53715768003主梁大毛截面翼板33757.52587564687.5587.32263054999.288263701886.788三角承托261.318.14729.5331263.37776.7215380000.9315392644.3腹板11610122.514222255447226887.5-27.6888953777.6644536180665.166∑15321.3314528299.53815275116.244管道面積：非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積：：預(yù)應(yīng)力鋼筋換算算面積：二、主梁預(yù)制并并張拉預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋主梁混凝土達(dá)到到設(shè)計(jì)強(qiáng)度度的90%%后，進(jìn)行行預(yù)應(yīng)力的的張拉，此此時(shí)管道尚尚未壓漿，所所以截面特特性為計(jì)入入非預(yù)應(yīng)力力鋼筋影響響的凈截面面，該截面面的截面特特性計(jì)算中中扣除預(yù)應(yīng)應(yīng)力管道的的影響，TT梁翼板寬寬度為1550cm。第一階段段幾何特性性計(jì)算表表4–2截面分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩((cm3)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)跨中混凝土全面積824594.1775857..25552847770.27601.06561080005.166非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-130.33339322377.91管道面積-232.833214.38-49914..095440-120822凈截面面積8243.67794.37777961..155555284777579528..16四分點(diǎn)混凝土全面積824594.1775857..25552847770.3742.05561747220.966非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-130.339304277.84管道面積-232.833213.18-49634..6990-118.788-32849225.922凈截面面積8243.67794.40778240..551555284777646243..96變化點(diǎn)混凝土全面積9945107.93107335776516361151.4420621.995676106334.466非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-115.33330791833.56管道面積-232.833162.32-37792..9660-52.95-6527866.05凈截面面積9943.677109.3710875822.0865163611524470199.46支點(diǎn)混凝土全面積14121.33102.2414438299.537157680031.5835252.441748545114.566非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-120.88833826722.07管道面積-232.833128.36-29886..0590-24.54-1402122.93凈截面面積14119.997103.8214659611.5271576800332777111.56注：yun=∑∑Si/∑Ai，由下劃劃線標(biāo)出。三、灌漿封錨，主主梁吊裝就就位并現(xiàn)澆澆80cm濕接縫預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉拉完成并進(jìn)進(jìn)行管道壓壓漿，封錨錨后，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋能能夠參與截截面受力。主主梁吊裝就就位后現(xiàn)澆澆80cm濕接縫，但但濕接縫不不參與截面面受力，此此時(shí)截面特特性為計(jì)入入非預(yù)應(yīng)力力鋼筋和預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋影響的凈凈截面，T梁翼板寬寬度仍為150ccm。第二階段幾何特特性計(jì)算表表表4–3截面分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩((cm3)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)跨中混凝土全面積824594.1775857..25552847776.62361332..178623917007.044非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-123.98835583955.8533預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85214.3848846.44830-113.66629435022.0077凈截面面積8704.355100.72876721..73355528477768632300.0388四分點(diǎn)混凝土全面積824594.1775857..25552847776.59358064..68455623298773.755非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-124.01135601188.1433預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85213.1848573.00630-112.49928832133.9233凈截面面積8704.355100.69876448..31355528477768013966.75變化點(diǎn)混凝土全面積9945107.93107335776516361153.79142850..97455688448221.211非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-112.98829549777.2133預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85162.3236984.66120-50.6583378..026凈截面面積10404.335111.7211623599.6665163611536812066.2133支點(diǎn)混凝土全面積14121.33102.2414438299.537157680032.3678649.9992488751232441.2非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-120.133391588.3155預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85128.3629246.88260-23.76128629..89222凈截面面積14580.665104.6015250944.4171576800335464388.2注：yun=∑∑Si/∑Ai，由下劃劃線標(biāo)出。四、橋面、欄桿桿及人行道道施工的運(yùn)運(yùn)營(yíng)階段濕接縫結(jié)硬后，主主梁全截面面參與工作作，此時(shí)截截面特性為為計(jì)入非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋和預(yù)應(yīng)力力鋼筋影響響的凈截面面，T梁翼板寬寬度為2330cm。第三階段幾何特特性計(jì)算表表表4–4截面分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)分塊面積對(duì)上緣緣靜矩((cm3)分塊面積的自身身慣矩(cm4)(cm)分塊面積對(duì)截面面形心的慣慣矩(cm4)(cm4)跨中混凝土全面積944583.1784857..26340711136.33378450..76055715788553.188非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-135.27742359800.7266預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85214.3848846.44830-124.95535573088.6955凈截面面積9904.35589.43885721..73363407111381717400.1811四分點(diǎn)混凝土全面積944583.1784857..26340711136.3374872..05715108446.022非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-135.342378599.8355預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85213.1848573.00630-123.78834910011.1322凈截面面積9904.35589.40885448..31363407111381037333.0177變化點(diǎn)混凝土全面積1114597.12108235777598619993.82162632..298805530335.633非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-123.76635457788.4544預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85162.3236984.66120-61.38858425..87755凈截面面積11604.335100.9411713599.6675986199945668366.63支點(diǎn)混凝土全面積15321.3394.8214528299.538152751162.3987516.7797733855988552.355非預(yù)應(yīng)力鋼筋換換算面積231.5224.852018.0050-127.49937627311.5733預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積227.85128.3629246.88260-31.15221087..98166凈截面面積15780.66597.2115340944.4181527511640713366.3533注：yun=∑∑Si/∑Ai，由下下劃線標(biāo)出出。五、計(jì)算結(jié)果匯匯總主梁截面特性值值總表表4–9階段名稱符號(hào)單位截面跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)第一階段凈截面積Acm28243.6778243.6779943.67714119.997凈截面形心至上上緣距離yucm94.3794.40109.37103.82凈截面形心至下下緣距離ybcm135.63135.60120.63126.18鋼筋重心至換算算截面形心心距離epcm120.01118.7852.8524.54凈截面慣矩Icm4561080005561747221676106334.5748545114.6截面抗拒上緣Wucm3594553..41595071..20618182..63721002..84下緣Wbcm3413684..33414267..85560479..44593235..97鋼筋重心Wpcm3467527..75472930..8012792922.9930503066.22第二階段換算面積Acm28704.3558704.35510404.33514580.665換算截面形心至至上緣距離離yucm100.72100.69111.72104.60換算截面形心至至下緣距離離ybcm129.28129.31118.28125.40鋼筋重心至換算算截面形心心距離epcm113.66112.4950.5023.76換算截面慣矩Icm4623917007623298774688448221.2751232441.2截面抗拒上緣Wucm3619456..98619027..45616226..47718195..42下緣Wbcm3482609..12482018..98582049..55599068..91鋼筋重心Wpcm3548932..84554092..5713632633.7931617522.58第三階段換算面積Acm29904.3559904.35511604.33515780.665換算截面形心至至上緣距離離yucm89.4389.40100.9497.21換算截面形心至至下緣距離離ybcm140.57140.60129.06132.79鋼筋重心至換算算截面形心心距離epcm124.95123.7861.2831.15換算截面慣矩Icm4715788553715108446805530335.6855988552.4截面抗拒上緣Wucm3800389..73799897..61798028..88880556..04下緣Wbcm3509204..33508611..99624151..83644618..21鋼筋重心Wpcm3572859..97577725..3713145077.7627479566.74鋼束群重心至截截面下緣距距離apcm15.6216.8267.78101.64第Ⅴ部分：鋼束預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失計(jì)計(jì)算根據(jù)[公預(yù)規(guī)]第5..2.5條條規(guī)定，當(dāng)當(dāng)計(jì)算主梁梁截面應(yīng)力力和確定鋼鋼束的控制制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失值值。后張法法梁的預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失包包括前期預(yù)預(yù)應(yīng)力損失失和后期預(yù)預(yù)應(yīng)力損失失，而梁內(nèi)內(nèi)鋼束的錨錨固應(yīng)力和和有效應(yīng)力力分別等于于張拉應(yīng)力力扣除相應(yīng)應(yīng)階段的預(yù)預(yù)應(yīng)力損失失。一、前期預(yù)應(yīng)力力損失計(jì)算算1．預(yù)應(yīng)力鋼束與與管道壁之之間的摩擦擦損失計(jì)算公式為[結(jié)結(jié)設(shè)]P2235公式13–12：式中：——張拉拉鋼束時(shí)錨錨下的控制制應(yīng)力，根根據(jù)[公預(yù)規(guī)]第5.2..1條規(guī)定定：μ——鋼束與管道道壁之間的的摩擦系數(shù)數(shù)，由[結(jié)設(shè)]附表2–5查的其值值為0.25；θ——從張拉端到計(jì)算算截面曲線線管道部分分切線的夾夾角值和；；k——管道每米長(zhǎng)度的的局部偏差差對(duì)摩擦的的影響系數(shù)數(shù)，由[結(jié)設(shè)]附表2–5查的，取取值為0.00015；x——從張拉端到計(jì)算算截面的管管道長(zhǎng)度在在構(gòu)件縱軸軸上的投影影，以m計(jì)。計(jì)算結(jié)果見表55–1。管道摩擦損失計(jì)計(jì)算表表5–1截面鋼束號(hào)(度)(rad)(m)(MPa)跨中N1、N270.122219.804770.06030.058581.57103.98N370.122219.767990.06020.058481.49N4150.261819.752880.09510.0907126.53N5150.261819.6590.09490.0906126.35四分點(diǎn)N1、N270.122210.054770.04560.044662.2280.46N370.122210.017990.04560.044562.14N4150.258710.002880.07970.0766106.84N5150.20939.9090.06720.065090.64變化點(diǎn)N1、N270.04502.30470.01470.014620.3815.89N370.01842.26790.00800.008011.13N4150.03752.25280.01280.012717.69N5150.02842.1590.01030.010314.35支點(diǎn)N1、N270.00000.30470.00050.00050.640.51N370.00000.26790.00040.00040.56N4150.00000.25280.00040.00040.53N5150.00000.1590.00020.00020.33注：φ見表3––2所示，其其中α值由表3–3中的三角角函數(shù)反求求得到。2．由錨具變形、鋼鋼束回縮引引起的損失失計(jì)算由錨具變形形、鋼束回回縮引起的的損失，后后張法曲線線布筋的構(gòu)構(gòu)件應(yīng)考慮慮錨固后反反摩阻力的的影響根據(jù)據(jù)[結(jié)設(shè)]公式13-449計(jì)算反摩摩阻力影響響長(zhǎng)度：式中：——張拉拉端錨具變變形值，夾夾片式錨具具頂壓張拉拉時(shí)為6mm；——單位長(zhǎng)度由管道道摩阻引起起的預(yù)應(yīng)力力損失；——張拉端錨下張拉拉控制應(yīng)力力；——扣除管道摩擦損損失后的錨錨固端預(yù)拉拉應(yīng)力；——張拉端到錨固端端的距離，錨錨固端為跨跨中截面；；計(jì)算結(jié)果如表55–2所示：反摩阻力的影響響長(zhǎng)度計(jì)算算表表5–2鋼束編號(hào)mmmmN1、N2139581.571313.43319804.770.0041118719916854.334N3139581.491313.51119767.990.00412223416846.994N41395126.531268.47719752.880.0064005674413514.883N51395126.351268.655196590.0064227082213492.330求出后可知五束束預(yù)應(yīng)力鋼鋼絞線均滿滿足，所以以距張拉端端為處的截截面變形和和鋼筋回縮縮引起的考考慮反摩阻阻力影響后后的預(yù)應(yīng)力力損失按[結(jié)設(shè)]公式13-550計(jì)算：——張拉端由錨具回回縮引起的的考慮反摩摩阻后的預(yù)預(yù)應(yīng)力按損損，。若，則該該截面不受受反摩阻力力的影響。計(jì)算如表5–33所示錨具變形、鋼束束回縮損失失計(jì)算表表5–3截面鋼束編號(hào)(mm)(mm)(MPa)(MPa)平均值(MPaa)跨中N1、N219804.7716854.334138.840.000.00N319767.9916846.994138.90.00N419752.8813514.883173.140.00N51965913492.33173.430.00四分點(diǎn)N1、N210054.7716854.334138.8456.0150.84N310017.9916846.994138.956.30N410002.8813514.883173.1444.99N5990913492.33173.4346.06變化點(diǎn)N1、N22304.716854.334138.84119.85132.50N32267.916846.994138.9120.20N42252.813514.883173.14144.28N5215913492.33173.43145.68支點(diǎn)N1、N2304.716854.334138.84136.33153.58N3267.916846.994138.9136.69N4252.813514.883173.14169.90N515913492.33173.43171.393．分批張拉時(shí)混混凝土彈性性收縮引起起的損失混凝土彈性收縮縮引起的損損失，對(duì)于于簡(jiǎn)直梁可可取截面按[結(jié)設(shè)]公式13–61進(jìn)行計(jì)算算，并以其其計(jì)算結(jié)果果作為全梁梁各截面預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋應(yīng)力損失失的平均值值。式中：——張張拉批數(shù)為為5；——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性性模量與混混凝土彈性性模量之比比；——全部預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的合力在在其作用點(diǎn)點(diǎn)處所產(chǎn)生生的混凝土土正應(yīng)力；；截面特性按第一一階段取用用；其中：，二、后期預(yù)應(yīng)力力損失計(jì)算算1．由鋼束應(yīng)力松松弛引起的的損失對(duì)于采用超張拉拉工藝的低低松弛鋼絞絞線，由鋼鋼束應(yīng)力松松弛引起的的損失取截面按[結(jié)設(shè)]公式13–64進(jìn)行計(jì)算，并以以其計(jì)算結(jié)結(jié)果作為全全梁各截面面預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋應(yīng)力損損失的平均均值。式中：——張拉拉系數(shù)，超超張拉為0.9；——鋼筋松弛系數(shù)，低松弛鋼絞線取0.3；——傳力錨固時(shí)的應(yīng)應(yīng)力（扣除除預(yù)應(yīng)力損損失）；2．混凝土收縮和和徐變引起起的損失混凝土收縮和徐徐變引起的的損失按[結(jié)設(shè)]公式13–65計(jì)算：式中：、——加載齡期期為時(shí)的混混凝土收縮縮應(yīng)變終和和徐變系數(shù)終終極值；(1)加載齡期期的確定混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度90%的齡期，近近似按標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件件計(jì)算，則則有，則可得，，對(duì)對(duì)于二期恒恒載G2的加載齡齡期，假定為(2)、的計(jì)算算設(shè)橋梁橋位為野野外一般地地區(qū)，相對(duì)對(duì)濕度為75%，構(gòu)件理理論厚度公公式為：2Ac/u，u為主梁與與大氣接觸觸的截面周周邊長(zhǎng)度；；查表12–3，得得，，(3)的計(jì)算位傳力錨固時(shí)在在跨中和四四分點(diǎn)截面面的全部受受力鋼筋（構(gòu)構(gòu)造鋼筋除除外）在截截面重心處處，由NPI、MG1、MG2混凝土正正應(yīng)力的平平均值。MMG2按變小乘乘以折減系系數(shù)。計(jì)算NPI、MG1引起的應(yīng)應(yīng)力時(shí)采用用，第一階階段截面特特性，計(jì)算算MG2引起的應(yīng)應(yīng)力時(shí)采用用，第三階階段截面特特性?？缰校核姆贮c(diǎn)：所以：，跨中：四分點(diǎn)：所以：故：三、預(yù)應(yīng)力損失失匯總預(yù)應(yīng)力損失匯總總表表5–3截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段鋼束有效預(yù)應(yīng)力力跨中103.98053.69157.6725.5841.8467.421237.3331169.911四分點(diǎn)80.4650.8453.69184.9925.5841.8467.421210.0111142.599變化點(diǎn)15.89123.553.69193.0825.5841.8467.421201.9221134.5支點(diǎn)0.51153.5853.69207.7825.5841.8467.421187.2221119.8第Ⅵ部分：主梁截面面強(qiáng)度和應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算一、持久狀況截截面承載能能力極限狀狀態(tài)計(jì)算1．正截面承載力力計(jì)算一般取彎矩最大大的跨中截截面進(jìn)行正正截面承載載力計(jì)算。（1）求受壓區(qū)高度度x先按第一類T形形截面梁，略略去構(gòu)造鋼鋼筋影響，由由式13–125計(jì)算混凝凝土受壓區(qū)區(qū)高度x：按第一類T形截截面梁計(jì)算算。（2）正截面承載能能力計(jì)算跨中截面的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和和非預(yù)應(yīng)力力鋼筋的布布置如圖：：預(yù)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋合力作作用點(diǎn)到截截面底邊距距離a：所以由式13–126計(jì)算截面面抗彎承載載力為：大橋結(jié)構(gòu)重要性性系數(shù)，正截面承載能能力滿足要要求。2．斜截面抗剪承承載力計(jì)算算（1）截面有效高度度計(jì)算跨中:四分點(diǎn):變化點(diǎn):支點(diǎn):（2）截面抗剪強(qiáng)度度上、下限限復(fù)合截面抗剪強(qiáng)度上上限：截面抗剪強(qiáng)度下下限：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)數(shù)：跨中：，四分點(diǎn)：，變化點(diǎn)：，支點(diǎn)：，說明，各截面尺尺寸均滿足足要求，除除跨中截面面外，都需需布置抗剪剪鋼筋。（3）計(jì)算斜截面抗抗剪承載力力按公式13–118計(jì)算：取取變化點(diǎn)截截面，，箍筋選用雙肢直直徑為12mm的HRB3335鋼筋，，間間距，，。采用全部5束預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的平均值值，各截面的剪力荷荷載效應(yīng)均均小于抗力力，所以各各截面的斜斜截面抗剪剪承載力滿滿足要求。3．斜截面抗彎承承載力由于鋼束束均錨固在在梁端，鋼鋼束數(shù)量沿沿跨長(zhǎng)方向向沒有變化化，斜截面面抗彎強(qiáng)度度一般不控控制設(shè)計(jì)。二、短期狀況的的正應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算構(gòu)件在制作、運(yùn)運(yùn)輸和安裝裝等施工階階段，混凝凝土強(qiáng)度等等級(jí)為C45。在預(yù)加加力和自重重作用下的的截面邊緣緣混凝土的的法向正應(yīng)應(yīng)力。計(jì)算算截面上緣緣的和下緣緣的正應(yīng)力力，分別取取跨中、四四分點(diǎn)、變變化點(diǎn)、支支點(diǎn)截面按按[結(jié)設(shè)]公式13–76計(jì)算。上緣：下緣：式中：、——驗(yàn)驗(yàn)算截面上上緣的正應(yīng)應(yīng)力和下緣緣的正應(yīng)力力；計(jì)算結(jié)果見表66–1預(yù)加應(yīng)力階段的的法向應(yīng)力力驗(yàn)算表6–1截面截面部位MG1見表2-15N·mNp見表5-130.1kNNpepn見表5-13N·mAn見表4-9cm2Wnu/Wnbb見表4-9cm3MPaMPaMPaMPa跨中上緣(壓)4701791160629.117727610778243.6775945537.90811117.3546333-12.237793.0247999下緣(壓)413684-11.365577.354633317.58855613.577554.四分點(diǎn)上緣(壓)3526343359290.449704252448243.6775950715.9259227.1922444-11.834481.2834001下緣(壓)414268-8.5122237.192244416.99999215.679994變化點(diǎn)上緣(壓)9150058894.008311255229943.6776181830.14801145.9227771-5.0351.0357884下緣(壓)560479-0.1632255.92277715.553377911.31299支點(diǎn)上緣(壓)058173.7781427585514119.99772100304.1199665-1.982.1399667下緣(壓)59323604.11996652.40643366.5264001截面邊緣混凝土土的法向正正應(yīng)力均小小于，滿足足式13–77要求。預(yù)加應(yīng)力階段混混凝土的壓壓應(yīng)力滿足足應(yīng)力限制制值的要求求；混凝土土的拉應(yīng)力力通過規(guī)定定的預(yù)拉區(qū)區(qū)配筋率來來防止出現(xiàn)現(xiàn)裂縫，預(yù)預(yù)拉區(qū)混凝凝土沒有出出現(xiàn)拉應(yīng)力力，所以只只需配置配配筋率不小小于0.2％的縱向向鋼筋即可可。三、持久狀況的的正應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算1．截面混凝土的的正應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算應(yīng)力計(jì)算的作用用取標(biāo)準(zhǔn)值值，可變作作用計(jì)入沖沖擊系數(shù)，分分別取跨中中、四分點(diǎn)點(diǎn)、變化點(diǎn)點(diǎn)、支點(diǎn)截截面按[結(jié)設(shè)]公式13–82計(jì)算。式中：；；；計(jì)算數(shù)據(jù)見表66–2；Np、Npepn、epn計(jì)算表表表6–2截面epncmMG1見表2-15N·mMG2見表2-15N·mMQ見表2-15N·mNp見表5-130.1kNNpepn見表5-13N·mAn見表4-9cm2Wnu見表4-9cm3W’0u見表4-9cm3W0u見表4-9cm3跨中上緣119.6347017911274160334214081155306.44661630338243.677594553619457800390四分點(diǎn)上緣118.4635263433205620223159966653967.77639301558243.677595071619027799898變化點(diǎn)上緣50.4991501053354081815653571.33270481559943.677618183616226798029支點(diǎn)上緣20.85000528511101943314120721003718195880556計(jì)算結(jié)果見表66–3。正應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算表表表6–3截面MPaMPaMPaMPaMPaMPa跨中上緣6.7089552-11.128827.90811114.42581165.265033513.179772四分點(diǎn)上緣6.5465664-10.743335.9259223.32166683.95046619.0013331變化點(diǎn)上緣5.3874778-4.3754431.4801660.86581191.02522214.383255支點(diǎn)上緣3.7429997-1.5283350002.2146449持久狀況下各截截面混凝土土正應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算均滿足足：2．持久狀況下預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算由二期恒載和活活載作用產(chǎn)產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋截截面重心處處的混凝土土應(yīng)力為：：，鋼束應(yīng)應(yīng)力為：，計(jì)計(jì)算結(jié)果見見表6–4要求：預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算表表表6–4截面MG2見表2-15N·mMQ見表2-15N·mMPaW0p見表4-9cm3MPaMPaMPa跨中27416033421408111169.91157286212.1468.631238.544四分點(diǎn)20562022315996661142.5995777259.0351.031202.655變化點(diǎn)5335408181561134.51363649.9156.021200.444支點(diǎn)001119.8316175220.000.001119.800計(jì)算表明跨中截截面的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋拉拉應(yīng)力超出出了規(guī)范規(guī)規(guī)定，但起起比值，可可以認(rèn)為滿滿足規(guī)定要要求。其他他截面預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋拉拉應(yīng)力均符符合規(guī)范規(guī)規(guī)定。3．混凝土主應(yīng)力力驗(yàn)算（1）面積矩的計(jì)算算通過過對(duì)各控制制截面的兩兩個(gè)腹板變變化點(diǎn)、凈凈截面型心心、換算界界面型心四四處分別進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算?？缰薪孛鎸?duì)重心心軸靜矩計(jì)計(jì)算表6–5分塊名稱及序號(hào)bi=150cmyys=94..37cmmbi=230cmyys=899.43cm靜矩類別及及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)換軸靜矩翼板1翼緣部分對(duì)凈軸靜矩Sa-nn(cm3)225086.87195458翼緣部分對(duì)換軸靜矩Sa-oo(cm3)345081.93282659三角承托267574.375020067569.4346865肋部330071.872156130066.9320079∑————267218————349603下三角4馬蹄部分對(duì)凈軸靜矩Sb-nn(cm3)340108.9637046馬蹄部分對(duì)換軸靜矩Sb-oo(cm3)340113.938726馬蹄51080125.631356801080130.57141016肋部6400105.6342252400110.5744228管道-232.833120.63-28086227.85125.5728611鋼筋換算面積231.5130.4330195231.5135.3731338∑————217087————283919翼板1凈軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩Sn-n(cm3)225086.87195458凈軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩Sn-o(cm3)345081.93282659三角承托267574.375020067569.4346865肋部31594.639.68632741594.634.7455396∑————308931————384920翼板1換軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩So-n(cm3)225086.87195458換軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩So-o(cm3)345081.93282659三角承托267574.375020067569.4346865肋部31488.642637.2155391∑————308402————384915四分點(diǎn)截面對(duì)重重心軸靜矩矩計(jì)算表6–6分塊名稱及序號(hào)bi=150cmyys=94..40ccmbi=230cmyys=899.40cm靜矩類別及及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)換軸靜矩翼板1翼緣部分對(duì)凈軸靜矩Sa-nn(cm3)225086.9195525翼緣部分對(duì)換軸靜矩Sa-oo(cm3)345081.7281865三角承托267574.45022067569.246710肋部319271.91380519266.712806∑————259550————341381下三角4馬蹄部分對(duì)凈軸靜矩Sb-nn(cm3)340108.9337036馬蹄部分對(duì)換軸靜矩Sb-oo(cm3)340114.1338804馬蹄51080125.61356481080130.8141264肋部6400105.642240400110.844320管道-232.833119.91-27919227.85125.1128506鋼筋換算面積231.5130.430188231.5135.631391∑————217193————284286翼板1凈軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩Sn-n(cm3)225086.9195525凈軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩Sn-o(cm3)345081.7281865三角承托267574.45022067569.246710肋部3158839.763044158834.554786∑————308789————383361翼板1換軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩So-n(cm3)225086.9195525換軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩So-o(cm3)345081.7281865三角承托267574.45022067569.246710肋部3148442.362773148437.155056∑————308518————383631變化點(diǎn)截面對(duì)重重心軸靜矩矩計(jì)算表6–7分塊名稱及序號(hào)bi=150cmyys=1099.37cmbi=230ccmys=1000.944cm靜矩類別及及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)換軸靜矩翼板1翼緣部分對(duì)凈軸靜矩Sa-nn(cm3)2250101.87229208翼緣部分對(duì)換軸靜矩Sa-oo(cm3)345093.44322368三角承托267589.376032567580.9454635肋部330086.872606130078.4423532∑————315593————400535下三角4馬蹄部分對(duì)凈軸靜矩Sb-nn(cm3)34043.9614946馬蹄部分對(duì)換軸靜矩Sb-oo(cm3)34052.3917813馬蹄5378085.63323681378094.06355547肋部640040.631625240049.0619624管道-232.83356.64-13187227.8565.0714826鋼筋換算面積231.5115.4326722231.5123.8628674∑————368414————436483翼板1凈軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩Sn-n(cm3)2250101.87229208凈軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩Sn-o(cm3)345093.44322368三角承托267589.376032567580.9454635肋部31887.447438.7573137∑————378580————450139翼板1換軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩So-n(cm3)2250101.87229208換軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩So-o(cm3)345093.44322368三角承托267589.376032567580.9454635肋部31718.851.4883461718.842.9773857∑————377879————450859支點(diǎn)截面對(duì)重心心軸靜矩計(jì)計(jì)算表6–8分塊名稱及序號(hào)bi=150cmyys=1033.82ccmbi=230ccmys=977.21ccm靜矩類別及及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及符號(hào)分塊面積(cm2)分塊面積形心至至上緣距離離(cm)對(duì)換軸靜矩翼板1翼緣部分對(duì)凈軸靜矩Sa-nn(cm3)225096.32216720翼緣部分對(duì)換軸靜矩Sa-oo(cm3)345089.71309500三角承托2261.385.7222399261.379.1120671肋部3502.284.174227039577.5630636∑————281389————360807翼板1凈軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩Sn-n(cm3)225096.32216720凈軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩Sn-o(cm3)345089.71309500三角承托2261.385.7222399261.379.1120671肋部34796.28844.412130034796.28837.8181299∑————452121————511470翼板1換軸以上凈面積積對(duì)凈軸靜靜矩So-n(cm3)225096.32216720換軸以上凈面積積對(duì)換軸靜靜矩So-o(cm3)345089.71309500三角承托2261.385.7222399261.379.1120671肋部34439.34447.712118014439.34441.1182457∑————450920————512628四、計(jì)算結(jié)果匯匯總主梁截面特性值值總表表6–9名稱符號(hào)單位截面跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)對(duì)凈軸靜矩翼緣部分面積Sa-ncm3267218259550315593281389馬蹄部分面積Sb-ncm32170872171933684140凈軸以上面積Sn-ncm3308931308789378580452121換軸以上面積So-ncm3308402308518377879450920對(duì)換軸靜矩翼緣部分面積Sa-ocm3349603341381400535360807馬蹄部分面積Sb-ocm32839192842864364830凈軸以上面積Sn-ocm3384920383361450139511470換軸以上面積So-ocm3384915383631450859512628（2）、主應(yīng)力計(jì)算算a.剪應(yīng)力計(jì)算計(jì)算公式：b.正應(yīng)力計(jì)算計(jì)算公式：其中：應(yīng)力計(jì)算見表66–11，6–12：Np、Npepn、epn計(jì)計(jì)算表表6–10截面σpIIMPaApdcm2cosθpApcmNp0.1kNynb-apcmynb-ascmepncmNpepnN·m跨中1169.91101490055306.339120.01130.43119.6366162800四分點(diǎn)1142.59919600.9993294053952.004118.78130.4118.3563849600變化點(diǎn)1134.549000.9873052865.33052.85115.4350.4626675700支點(diǎn)1119.849000.9819051857.88524.54120.9820.7810778600混凝土剪應(yīng)力計(jì)計(jì)算表表6–10τMPa0.3940.3200.4340.4341.5411.2851.7581.7580.9000.9160.9480.9530.2850.3400.343第三項(xiàng)MPa0.0000.0000.0000.000-0.144-0.120-0.171-0.171-1.846-2.155-2.214-2.210-0.675-1.084-1.081第二項(xiàng)MPa0.3940.320