預(yù)應(yīng)力混凝土橋畢業(yè)設(shè)計論文

(此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！)優(yōu)秀論文審核通過未經(jīng)允許切勿外傳鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計題目：35m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋設(shè)計（凈-7+2×0.75m人行道）指導(dǎo)教師：李清富職稱：教授專業(yè)：道路橋梁與渡河工程院（系）：水利與環(huán)境學(xué)院完成時間：2012年6月 2012年6月1日 摘要本設(shè)計依據(jù)2004年新規(guī)范設(shè)計一座35米預(yù)應(yīng)力混凝土T形簡支梁橋，設(shè)計中汽車荷載采用公路Ⅱ級設(shè)計，人群荷載取標(biāo)準(zhǔn)值。該橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑35米，計算跨徑33.88米，主梁預(yù)制長度34.96米，橋面寬為凈7+2×0.75m，采用4片主梁，間距2.1m，梁高2.2m，設(shè)5道橫隔梁，翼緣板采用剛結(jié)，預(yù)應(yīng)力筋采用12束24絲5碳素鋼絲，后張法施工，各主梁配筋及布置相同。本設(shè)計書共包括以下內(nèi)容：1.縱橫斷面設(shè)計根據(jù)規(guī)范要求確定主梁間距與主梁片數(shù)和主梁高度及各截面主要尺寸.2.主梁設(shè)計主梁設(shè)計首先進(jìn)行內(nèi)力計算，主要由恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力計算組成.內(nèi)力計算完成后，根據(jù)所算出的內(nèi)力對預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)進(jìn)行估算，進(jìn)行配筋，然后對鋼束進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失計算，最后對主梁進(jìn)行強度,應(yīng)力和變形驗算.3.橫隔梁設(shè)計設(shè)置橫隔梁是為了保證各主梁共同受力和加強結(jié)構(gòu)整體性,本設(shè)計中采用偏心壓力法進(jìn)行橫隔梁計算.鑒于橋梁跨中處橫隔梁受力最大,只計算跨中橫隔梁內(nèi)力,其余橫隔梁可依據(jù)中橫隔梁偏安全選用相同的截面尺寸和配筋.4.行車道板設(shè)計本設(shè)計中行車道板的受力圖式為單向板，經(jīng)過內(nèi)力計算后選擇行車道板尺寸5.支座設(shè)計由設(shè)計的具體條件選擇采用板式橡膠支座。關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土、T型梁、后張法。ABSTRACTThedesignisa35-meterprestressedconcretesimplysupportedT-beambridgebasedonthedesignofthenewrulesin2004,withthemotorvehiclesusingtheroadloadⅡlevel,andthecrowdloadisfromthestandardvalue.Thebridgespandesignedis35meters,andthecalculationlong-spanis33.88meters,themaingirderlengthis34.96meters,theprefabricatedofbridgewideisnet7+2×0.75m.Thebridgeusesfivemaingirderwithspacing1.6m,andthebeamis2.2mthebridge,thebeamflangeplateusesjustguitar,andthepretestingforcemuscleadopts12charcolplainsteelwireφ5,theconstructionusespost-tensioned,themainbeamreinforcementandlayoutisthesame.Atotalofthisdesignincludesthefollowingcontent:1.ThearrangeoflongitudinalsectionandlateralsectionToidentifythemainbeamandgirderspacingandthemainbeamofafewfilmsandamaindimensionsinaccordancewithregulatoryrequirements2.MainbeamsdesignFirstofall,themainbeamdesignisforthecalculationofinternalforces,primarilycalculatedcomposingbycross-containedsetofinternalforcesandinternalforce.afterInternalforcecalculationcompleted,thereinforcementisestimatedaccordingtotheinternalforcescalculatedonthenumberofpre-stressedbeamofsteel,andthenpre-steelbeamStresslosscalculations,finallythemainbeamiscarriedoutonintensity,stressanddeformationcheck.3.CrossingbeamdesigningTomakesurethatallmainbeamsreartheloadtogetherandtoenhancetheglobalityoftheconstruction，thisdesigngoesonthecrossingbeamcalculationwiththemethodofcorrectedeccentricitypressures.WeonlycalculatetheinternalforceofthemiddlecrossingbeambecauseofthemaximumforceisintheplaceofthemiddleofthespanAndtheremainingcross-beamcanbechoosethesameselectionofsizesandreinforcementfromthefollowingcross-beamsideforthesecurity4.Drive-wayplankdesigningInthisdesign,theforcediagramofthedrive-wayplankissingledirectionplank.Andtheboardsizeisoptionsafterthecalculationofinternalforcescarriageway5.BearingDesignElasticbearerisadoptedbythedesignofspecificconditions.Keywords:prestressedconcrete;T-beam;post-tensioned目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IABSTRACT II第一章緒論 1一、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的構(gòu)造特點 1二、發(fā)展概況 1三、本文主要工作 1第二章主梁設(shè)計 1一、設(shè)計資料及構(gòu)造布置 1二、主梁內(nèi)力計算 7三、預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 16四、計算主梁截面幾何特征 24五、鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算 28六、主梁截面承載力與應(yīng)力驗算 36七、主梁端部的局部承壓驗算 54八、主梁變形驗算 57九、橫隔梁計算 62第三章行車道板計算 66一、懸臂板荷載效應(yīng)計算 66二、連續(xù)板荷載效應(yīng)計算 67三、截面設(shè)計、配筋與承載力驗算 72第四章支座設(shè)計 74一、板式橡膠支座的計算 74二、驗算支座橡膠層總厚度 74致謝 76參考文獻(xiàn) 77外文翻譯 78外文資料翻譯譯文 83第一章緒論一、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的構(gòu)造特點預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋截面形式主要有板式，肋梁式和箱形截面。其中，板式、肋梁式截面構(gòu)造簡單，施工方便，適用于中小跨徑橋梁；箱形截面的梁橋具有良好抗彎和抗扭性能，是大中跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用的主要結(jié)構(gòu)形式。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少；4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較??；5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。二、發(fā)展概況 縱貫預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)異性能，特別是二十世紀(jì)五十年代以來，由于材料性能不斷改進(jìn)，設(shè)計理論日趨完善，施工工藝的革新創(chuàng)造，使得用這種新穎材料修建的橋梁獲得了很大發(fā)展，在橋梁工程占有日趨重要的地位。目前，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的最大跨徑已超過76m,連續(xù)剛構(gòu)橋的最大跨徑已超301m。三、本文主要工作本文主要了解橋梁的構(gòu)造形式，設(shè)計35m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋，包括縱橫截面布置，主梁設(shè)計，橫隔梁設(shè)計，行車道板設(shè)計等。介紹了解各種數(shù)據(jù)的來源，了解相關(guān)規(guī)范的規(guī)定等。第二章主梁設(shè)計一、設(shè)計資料及構(gòu)造布置1設(shè)計目的通過設(shè)計，全面掌握公路預(yù)應(yīng)力公路橋梁的設(shè)計過程，培養(yǎng)和運用所學(xué)專業(yè)知識的能力。達(dá)到能適應(yīng)橋梁工程施工、設(shè)計和管理的基本要求水平。2基本資料2.1橋面跨徑及橋?qū)拑艨眨簶?biāo)準(zhǔn)跨徑：=35.00m（墩中心距離）；計算跨徑：=33.88m（支座中心距離）；主梁全長：=34.96m（主梁預(yù)制長度）；橋面凈空：凈—7m+2×0.75m（人行道）2.2設(shè)計荷載：公路－Ⅱ級，人群荷載3.0KNm2，人行道板4.0KNm2，每側(cè)欄桿、防撞欄重力的作用力分別為1.52KNm和4.99KNm2.3材料及工藝：混凝土：主梁用C40，人行道、欄桿及橋面鋪裝用C20。預(yù)應(yīng)力鋼筋束：YB255-64標(biāo)準(zhǔn)的5mm的碳素鋼絲，每束由24絲組成；普通鋼筋：直徑大于等于12mm的用HRB335鋼筋或其它Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋；直徑小于12mm的均用熱軋R235光圓鋼筋。鋼板及角鋼：制作錨頭下支撐墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼，主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼板。施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絲孔道，孔道由直徑50mm抽拔橡膠管形成，錨具采用45號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具。2.4設(shè)計參考文獻(xiàn)：（1）交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60—2004）（2）交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62—2004）（3）葉見曙編，結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，人民交通出版社，1997年4月版（4）姚玲森編，橋梁工程，人民交通出版社，1985年12月版（5）劉齡嘉編，橋梁工程，人民交通出版社，2007年1月版3橫截面布置3.1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),同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，考慮人行道設(shè)計適當(dāng)，根據(jù)設(shè)計資料，采用主梁間距為2100mm,預(yù)制寬度為1600mm，吊裝后鉸縫寬為500mm。凈—7+2×0.75m的橋?qū)拕t選用四片主梁，其橫斷面形式如圖1所示。表1基本計算數(shù)據(jù)表名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強度MPa40彈性模量MPa3.25×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度MPa26.8軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度MPa2.40軸心抗壓設(shè)計強度MPa18.4軸心抗拉設(shè)計強度MPa1.65預(yù)施應(yīng)力階段容許壓應(yīng)力0.70MPa20.72容許拉應(yīng)力0.70MPa1.757使用荷載作用階段標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：容許壓應(yīng)力0.50MPa16.2容許主壓應(yīng)力0.60MPa19.44短期效應(yīng)組合：容許拉應(yīng)力-0.85MPa0容許主拉應(yīng)力0.60MPa1.59φ#5mm消除應(yīng)力光面鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強度MPa1670彈性模量MPa2.05×105抗拉設(shè)計強度MPa1140最大控制應(yīng)力0.75MPa1252.5持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合0.65MPa1209普通鋼筋HRB335鋼筋抗拉設(shè)計強度MPa280標(biāo)準(zhǔn)強度MPa335彈性模量MPa2.0×105R235光圓鋼筋抗拉設(shè)計強度MPa195標(biāo)準(zhǔn)強度MPa235彈性模量MPa2.0×1053.2主梁跨中截面主要尺寸擬定3.2.1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115～125之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中高跨比約在118～119。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，因為增大梁高可以節(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。綜上所述，本題中取用2200mm的主梁高度是比較合適的。3.2.2主梁截面細(xì)部尺寸圖1結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：cm）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抗壓強度的要求。本設(shè)計預(yù)制T梁的翼板厚度取用140mm，翼板根部加厚到230mm以抵抗翼板緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的115。本設(shè)計腹板厚度取160mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定，設(shè)計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10％～20％為合適。本設(shè)計中考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為360mm，高度280mm，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度100mm，以減小局部應(yīng)力。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁的跨中截面布置圖（見圖2）。圖2跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）3.2.3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，截面的幾何特性列表計算見表2。表2跨中截面幾何特性計算表（大毛截面）分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至上緣距離(cm)分塊面積至上緣靜矩=(cm3)分塊面積的自身慣矩(cm4)=-(cm)分塊面積對截面形心的慣矩=(cm4)=+(cm4)①②③=①×②④⑤⑥=①×⑤2⑦=④+⑥翼板29407205804802057.510三角承托6481711016291653.391腹板2848103231544-32.609下三角100158.66715866.7555.6-88.276779265779820.6馬蹄100820620764865856-135.609∑7544－486654.7注：截面形心至上緣距離：跨中截面幾何特性計算表（小毛截面）分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至上緣距離(cm)分塊面積至上緣靜矩=(cm3)分塊面積的自身慣矩(cm4)=-(cm)分塊面積對截面形心的慣矩=(cm4)=+(cm4)①②③=①×②④⑤⑥=①×⑤2⑦=④+⑥翼板224071568036586.763.391三角承托6481711016291653.391腹板2848103231544-32.609下三角100158.66715866.7555.6-88.276779265779820.6馬蹄100820620764865856-135.609∑6844－481754.7注：截面形心至上緣距離： 3.2.4檢驗截面效率指標(biāo)：上核心距 下核心距 截面效率指標(biāo)表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸時合理的。4橫截面沿跨長的變化如圖1所示，本設(shè)計主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從跨徑四分點附近開始向支點逐漸抬高。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點截面（腹板開始加厚處）到支點的距離為1800mm，其中還設(shè)置一段長為500mm的腹板加厚過渡段。5橫隔梁的設(shè)置模型試驗結(jié)果表明，主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，在當(dāng)該位置有橫隔梁時比較均勻，否則主梁彎矩較大。為減少對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時，四分點處也宜設(shè)置內(nèi)橫隔梁。本設(shè)計在橋跨中點和兩個四分點及梁端共設(shè)置五道橫隔梁，其間距為8.47m。橫隔梁的高度取用1.94m，平均厚度為0.15m。二、主梁內(nèi)力計算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計算，可分別求得主梁控制截面（一般取跨中、四分點、變化點截面和支點截面）的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進(jìn)行主梁內(nèi)力組合。恒載內(nèi)力計算1.1預(yù)制梁自重1.1.1預(yù)制梁自重按跨中截面計，主梁恒載集度：1.1.2由于支點段梁增加的重力折算成恒載集度：1.1.3由于馬蹄抬高和腹板加寬所增加的重量折算成恒載集度為：1.1.4邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：端橫隔梁體積：故橫隔梁恒載集度：1.1.5預(yù)制梁恒載集度：1.2二期恒載1.2.1現(xiàn)澆T梁翼板集度1.2.2邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積故：1.2.3鋪裝8cm混凝土鋪裝：5cm瀝青鋪裝：故將橋面鋪裝均攤給四片主梁，則：1.2.4欄桿一側(cè)人行欄：一側(cè)防撞欄：若將兩側(cè)人行欄，防撞欄均攤給四片主梁，則：1.2.5邊梁二期恒載集度：1.3恒載內(nèi)力如圖3所示，設(shè)x為計算截面離左支座的距離，并令,則：主梁彎距和剪力的計算公式分別為：恒載內(nèi)力計算見表3。圖3永久作用效應(yīng)計算圖式表3恒載內(nèi)力(1號梁)計算計算數(shù)據(jù)L=33.88mL2=1147.854項目跨中四分點變化點四分點變化點支點43230.250.0432300.1250.09380.0207——————0.250.45670.5一期恒載(kNm)22.2883220.6162416.750533.334189.448345.553378.896二期恒載(kNm)11.081601.061201.435265.13694.180172.048188.3602活載內(nèi)力計算2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(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)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算： 其中： 根據(jù)本橋的基頻，計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1條，兩車道折減系數(shù)為1，不需要折減，本橋按兩車道設(shè)計，故在計算中活載作用時，不需要進(jìn)行車道折減。2.2主梁的荷載橫向分布系數(shù)2.2.1跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc如前所述，本設(shè)計橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：所以可以按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線并計算橫向分布系數(shù)mca.主梁抗扭慣矩對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算式中：bi和ti———相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度；ci———矩形截面的抗扭剛度系數(shù)；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： 馬蹄部分的換算平均厚度：的計算見表4表４計算表分塊名稱(cm)(cm)翼緣板=1\*GB3①21018.50.08810.33334.43214腹板=2\*GB3②168.5160.09490.33332.30059馬蹄=3\*GB3③36330.91670.15271.97553∑8.70826圖4橫向影響線豎向坐標(biāo)值計算圖示（尺寸單位：mm）b.計算抗扭修正系數(shù)β主梁間距相同，同時將主梁近似的看成等截面，則得：式中:——與主梁片數(shù)n有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)=4時,ξ=1.067;=0.4Eh；=34m；計算得：=0.8557c.按修正的剛性橫梁計算橫向影響線豎向影響線豎坐標(biāo)值：式中：n=4表5計算所得的梁號13.150.7-21.0670.233d.計算荷載橫向分布系數(shù)。1、2號主梁橫向影響線和最不利布載圖式如圖5所示，對于1號梁，則：可變作用（汽車公路–Ⅱ級）:汽車：人群：2.2.2支點截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖5所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載,1號梁活載的橫向分布系數(shù)計算如下：汽車：人群：2.2.3橫向分布系數(shù)匯總(見表6)表6號梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類別公路-Ⅱ級0.6580.500人群0.8041.345圖5支點的橫向分布系數(shù)計算圖式（尺寸單位：mm）2.3計算活載內(nèi)力在活載內(nèi)力計算中，本設(shè)計對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計算主梁活載彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)鑒于跨中和四分點剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部（見圖6），故也按不變的來計算。求支點和變化點截面活載剪力時，由于主要荷重集中在支點附近而應(yīng)考慮支撐條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點到l4,橫向分布系數(shù)與值直線過渡，其余區(qū)段取值。由《橋規(guī)》4.3.1查知：公路－Ⅱ級的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：計算彎矩時：計算剪力時：2.3.1計算跨中截面最大彎距及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎距采用直接加載求活載內(nèi)力,如圖7示出的計算圖式,計算公式：式中：——所求截面汽車（人群）標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；——車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；——車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；——影響線上同號區(qū)段的面積；——影響線上最大坐標(biāo)值——汽車荷載橫向折減系數(shù)，兩車道取=1.0圖6跨中截面作用效應(yīng)計算圖式可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：根據(jù)《橋規(guī)》4.3.5條，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取規(guī)定值的1.15倍。2.3.2求四分點截面的最大彎矩和最大剪力可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：2.3.3求變化點截面的最大彎矩和剪力可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：2.3.4求支點截面的最大剪力可變作用（汽車）效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：可變作用（人群）效應(yīng)：3主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計按《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7表7主梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中截面四分點截面變化點截面支點(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN)⑴第一期恒載3220.61602416.750189.448533.334345.553378.896⑵第二期恒載1601.0601201.43594.180265.136172.048188.360⑶總恒載=⑴+⑵4821.67603618.185283.628798.470517.601567.256⑷可變作用(人群)452.8112.21366.6728.95125.1445.9253.49⑸可變作用(汽車)公路2160.26109.391726.58180.74495.42216.83224.09⑹可變作用（汽車）沖擊462.2923.41369.4938.68106.0246.4047.96(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=⑷+⑸+(3)+⑹7897.04154.016080.93530.001525.05826.75892.80(8)短期組合=⑶+0.7×（5）+(6)6786.6788.785193.46437.101270.40715.30777.61(9)極限組合V=1.2×(3)+1.4×[(4)+(5)]+1.12×(6)9964.73199.607686.99677.731940.341041.071121.49三、預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置1.跨中截面鋼束的估算和確定按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)對于簡支梁帶馬蹄的T形截面，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)n的估算公式：式中——持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，取用0.565——一股鋼筋束截面積，為在一中已經(jīng)計算出橋面跨中截面初估，鋼束偏心距為：1號梁：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)力計算圖示，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強度，應(yīng)力圖示呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計強度，則鋼束數(shù)的估算公式為：式中：——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩——經(jīng)驗系數(shù)，一般取用0.75-0.77，此處取用0.76——預(yù)應(yīng)力鋼束的設(shè)計強度，為1140計算得：根據(jù)上述兩種狀態(tài)，取用鋼束數(shù)為102預(yù)應(yīng)力鋼束布置2.1確定跨中截面及錨固端截面的鋼束位置2.1.1對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些，本設(shè)計采用直徑50mm抽拔橡膠管成型的管道，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于3cm及管道直徑的12。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.4.9條規(guī)定，水平凈矩不應(yīng)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，取管道凈距50mm，至梁底的凈距59mm,跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖8a）所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：2.1.2為了方便張拉操作，將所有的鋼束都錨固在梁端，對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨固布置的可能性，以滿足張拉操作方便等要求。按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”等原則，錨固端截面所布置得鋼束如圖8b)所示。鋼束重心至梁底距離：為驗核上述布置的鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特性。圖7示出計算圖示，錨固端截面特性計算見表8所示。圖7鋼束布置圖（尺寸單位：mm）表8鋼束錨固截面幾何特性計算表分塊名稱(cm2)(cm)(cm3)(cm4)(cm)(cm4)(cm4)⑴⑵⑶=⑴×⑵⑷⑸⑹⑺=⑷+⑹翼板29407205804802075.7三角承托480.516.587966.961603.3466.12腹板7416117867672-34.310836.5—896218.7其中：故計算得：上核心距下核心距說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。2.2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(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。為此，本設(shè)計將端部錨固端截面分成上、下兩部分（見圖8），上部鋼束的彎起角定為12°下部鋼束彎起角定為7°。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均中間為直線兩端加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個豎直面內(nèi)。圖8鋼束群重心位置復(fù)核圖式（尺寸單位：mm） 圖9封錨端混凝土塊尺寸圖（尺寸單位：mm）2.3鋼束計算2.3.1計算鋼束起彎點到跨中的距離錨固點到支座中心線的水平距離（見圖9）為：圖10示出鋼束計算圖示，鋼束起彎點至跨中的距離x2列表計算在表9內(nèi)。圖10鋼束計算圖式（尺寸單位：mm）表9x2計算表鋼束號起彎高度c(cm)（cm）（cm）（cm）N1(N2)24.17°0.992550.121873234.90394.241338.08N3(N4)44.37°0.992550.121875946.31724.671003.96N5（N6）64.57°0.992550.121878657.721055.11669.84N7114.112°0.978150.207915221.971085.71648.16N8129.312°0.978150.207915917.621230.34498.22N9144.512°0.978150.207916613.271374.98348.27N10159.712°0.978150.207917308.921519.61198.322.3.2控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算由圖10所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計算截面在曲線段時，計算公式為：其中：——鋼束在計算截面處鋼束重心到梁底的距離；——計算截面處鋼束的升高值；——鋼束起彎前到梁底的距離；——鋼束彎起半徑（見表10）。表10計算各截面的鋼束位置截面鋼束號(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)四分點N1（N2）鋼束未彎起5.95.9N3（N4）鋼束未彎起15.715.7N5（N6）x1=847-x2180.168657.721.87525.527.375N7201.845221.973.9025.99.802N8351.785917.6210.46515.726.165N9501.736613.2719.06025.544.560N10651.687308.9229.11135.364.411變化點N1（N2）x1=1488-x2181.923234.905.1195.911.019N3（N4）516.045946.3122.43415.738.134N5（N6）850.168657.7241.94325.567.343N7871.845221.9773.2945.979.194N81021.785917.6288.88215.7104.582N91171.736613.27104.63025.5130.130N101321.687308.92120.49435.3155.794支點N1（N2）x1=1694-x2361.923234.9020.3105.926.210N3（N4）696.045946.3140.87815.756.578N5（N6）1030.168657.7261.50725.587.007N71051.845221.97107.0315.9112.931N81201.785917.62123.31715.7139.017N91351.736613.27139.61825.5165.118N101501.687308.92155.93035.3191.230圖11各截面示意圖2.4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（2×70cm）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)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11所示。表11各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置鋼束號鋼束彎起角度曲線長度直線長度鋼束有效長度鋼束預(yù)留長度鋼束長度⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺=⑹+⑸N1（N2）3234.907°395.221338.083466.6070×23606.60×2N3（N4）5946.317°726.481003.963460.881403600.88×2N5（N6）8657.727°1057.74669.843455.161403595.16×2N75221.9712°1093.69648.163483.701403623.70N85917.6212°1239.38498.223475.201403615.20N96613.2712°1385.08348.273466.701403606.70N107308.9212°1530.78198.323458.201403598.2036049.08注：單位為(cm)每孔橋（四片梁）的鋼束計算長度：36049.08×4=1441.96m四、計算主梁截面幾何特征本節(jié)在求得各驗算截面的毛截面特征和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性距及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最后匯總成截面特征植總表，為各受力階級的應(yīng)力驗算準(zhǔn)備計算數(shù)據(jù)。現(xiàn)以跨中截面為例，說明其計算方法，在表15中亦示出其他截面特征值的計算結(jié)果。1截面面積及慣矩計算計算公式如下：a.截面幾何特征計算截面積截面慣矩取用預(yù)制梁截面(翼緣板寬度b1=158cm)計算，計算結(jié)果見表12。b.算截面幾何特性計算截面積截面慣矩以上式中：、——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值；由表1得=6.308表12跨中截面面積和慣矩計算表截面分塊名稱分塊面積（cm2）分塊面積重心至上緣距離（cm）分塊面積對上緣靜矩（cm）全截面重心到上緣距離（cm）分塊面積的自身慣矩（cm4）di=ys-yi(cm)分塊截面對截面形心的慣矩Iy=Aidi2(cm4)I=∑It+∑Iy(cm4)b1=160cm凈截面毛截面(見表2)684470.39481754.766.51-3.88103032.3扣管道面積(n△A)-196.35201.71-39603.8略-135.19∑6647.65—442150.9—b1=210cm換算截面毛截面(見表8)754464.51486654.768.714.2133076.2鋼束換算面積(ny-1)n△Ap238.45201.7248095.4略-132.99∑7782.45—534750.1—計算數(shù)據(jù)n=10根=6.062梁截面對重心軸靜矩計算圖12示出對重心軸靜矩的計算圖式，計算過程見表13圖12靜矩計算圖式（尺寸單位：mm）表13跨中截面對重心軸靜矩計算分塊名稱及序號凈截面b1=160cmys=66.51cm換算截面b1=210cmys=68.71cm靜矩類別及符號分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至全截面重心距離yi(cm)對凈軸*靜矩Si-j=Ai·yi(cm3)靜矩類別及符號Ai(cm2)yi(cm)對換軸*靜矩Si-0(cm3)翼板翼緣部分對凈軸*靜矩224059.51133302.4翼緣部分對換軸靜矩294061.71181427.4三角承托64849.5132082.564851.7133508.1肋部14455.017921.414457.218238.2∑173306.3223173.7下三角④馬蹄部分對凈軸凈矩10092.169216馬蹄部分對換軸靜矩10089.968996馬蹄1008139.49140605.91008137.29138388.3肋部⑥160134.4921518.4160132.2921166.4管道或鋼束-196.35135.19-26544.6238.45132.9931711.5∑135579.7200262.2翼板①凈軸以上凈面積對凈軸凈矩224059.51133302.4凈軸以上換算面積對換軸靜矩294061.71181427.4三角承托②64849.5132082.564851.7133508.1肋部③840.226.2622063.7840.228.4623912.1∑187448.6238847.6翼板①換軸以上凈面積對凈軸凈矩224059.51133302.4換軸以上換面積對換軸靜矩294061.71181427.4三角承托②64849.5132082.564851.7133508.1肋部③875.425.1622025.1875.427.3623950.9∑187410.0238886.43截面幾何特性匯其他截面特性值均可用同樣方法計算，下面將計算結(jié)果列表如下表14主梁截面特性值總表名稱符號單位截面跨中四分點變化點支點混凝土凈截面凈面積Ancm26647.656647.657048.62510586.02凈慣矩Incm4凈軸到截面上緣距離ynscm466.5184.0592.9391.37凈軸到截面下緣距離ynxcm153.49135.95127.07128.63截面抵抗矩上緣Wnscm3561315.6495080.6513680.5566106下緣Wnxcm3243228.2306079.6375669.5402123.2對凈軸靜矩翼緣部分面積Sa-ncm3173306.3208809.6233549.3246990.5凈軸以上面積Sn-ncm3187448.6247311.6283859.9347158.3換軸以上面積So-ncm3187410.0247089.8266931.9347146.8馬蹄部分面積Sb-ncm3135579.7151362.6258016.8—鋼束群重心到凈軸距離encm121.41118.4661.5630.87混凝土換算截面換算面積Aocm27782.457597.0058377.00510914.41換算慣矩Iocm4換軸到截面上緣的距離yoscm468.7188.7695.0692.13換軸到截面下緣的距離yoxcm151.29131.24124.94127.87截面抵抗矩上緣Woscm66806.8517390.3515493.5565863.9下緣Woxcm3303410.3349920.5392210.7407703.5對換軸靜矩翼緣部分面積Sa-ocm3223173.7224652.2242418.2251992.5凈軸以上面積Sn-ocm3238847.4269221.2295795.8354323.3換軸以上面積So-ocm3238886.4268999.3295759.8354311.8馬蹄部分面積Sb-ocm3200262.2180854.1270569.1—鋼束群重心到換軸距離encm3133.63113.7559.4330.11鋼束群重心到截面下緣距離apcm17.6617.4965.5197.76五、鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.1條規(guī)定，當(dāng)計算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時，應(yīng)計算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失包括前期預(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應(yīng)力損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力（永存應(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。1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》6.2.2條規(guī)定，計算公式為：式中：——張拉鋼束時錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.1.3條規(guī)定，對于鋼絞線取張拉控制應(yīng)力：——鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對于預(yù)埋波紋管取μ=0.55；——從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取=0.0015；——從張拉端到計算截面的管道長度（m），可近似取其在縱軸上的投影長度（如圖10），當(dāng)四分點為計算截面時，。表15跨中截面管道摩擦損失計算表截面鋼束號(Mpa)(°)(rad)(m)跨中N1(N2)7.000.1221717.28090.093120.08891111.363N3(N4)7.000.1221717.23180.093040.08885111.279N5（N6）7.000.1221717.28180.086990.0832999.948N712.000.2093317.20910.084000.0809697.152N812.000.2093317.24510.076090.0734888.176N912.000.2093317.20420.069530.0675381.036N1012.000.2093317.19100.064110.15606195.4622由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條，對曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》附錄D，計算公式如下：反向摩擦影響長度：式中：——錨具變形、鋼束回縮值（mm），按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條采用；對于夾片錨具;—單位長度有管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計算：其中——張拉端錨下控制應(yīng)力，本設(shè)計為1252.5Mpa，——預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應(yīng)力，——張拉端至錨固端距離。表16反摩阻影響長度計算表鋼束號Σ(Mpa)(Mpa)(Mpa)L(mm)(Mpamm)(mm)N1(N2)1252.5111.3631141.1418081.140.00615914132N3(N4)1252.5111.2791141.2218081.220.00615414137N5（N6）1252.5195.7171056.7817996.780.01087510635N71252.5195.591056.9117996.910.01086810638N81252.5195.4621057.0417997.040.01086110642N91252.5195.3211056.2617997.230.01085610648N101252.5195.5671056.28717997.510.01084510652當(dāng)時，離張拉端x處由錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的考慮反摩擦后預(yù)拉力損失為：張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失：當(dāng)時，表示該截面不受反摩擦的影響。表17錨具變形變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計算表截面鋼束號(m)(mm)(Mpa)(Mpa)各控制截面平均值(Mpa)跨中N1(N2)18081.1414132174.076截面不受反摩阻影響0N3(N4)18081.2214137174.01N5（N6）17996.7810635231.313N717996.9110638231.237N817997.0410642231.16N917996.5910646231.14N1017997.6510650231.12四分點N1(N2)8810.8914132174.07665.54555.39471N3(N4)8761.7714137174.0166.163N5（N6）8811.7710635231.31339.656N7865110642231.1643.247N88758.1510654231.2542.625N98654.8410662231.5244.210N108845.0210657231.9242.215變化點N1(N2)2400.8914132174.076144.503160.2093N3(N4)2351.7714137174.01145.063N5（N6）2401.7710635231.313179.074N7224110642231.16182.482N82556.0110684231.54181.625N92354.2110629231.92180.947N102512.9410616231.841179.684支點N1(N2)340.8914132174.076169.877193.8936N3(N4)291.7714137174.01170.419N5（N6）341.7710635231.313223.879N7261.3810638231.237225.555N818110642231.16227.229N926510646231.263226.652N10320.1510638231.195227.6473混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失后張法梁當(dāng)采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的引力損失，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.5條規(guī)定，計算公式為：式中：——在先張拉鋼束中心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計算：其中，——分別為鋼束錨固時預(yù)加的縱向力和彎矩；——計算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，本設(shè)計采用逐根張拉鋼束，預(yù)制時張拉鋼束按鋼束編號依次進(jìn)行，計算時應(yīng)從最后張拉的一束逐步向前推算。表18—1跨中截面計算表計算數(shù)據(jù)N101095.12545032.895414962.2354985.321118.51576521.4N91054.26584965.02114865.3444356.956128.51565988.5N81057.36524899.32114869.0214536.987118.51542655.6N71057.0384978.64914978.6494978.649108.51540233.2N61042.85714911.85714911.8579890.506118.51582104.18N51026.27524833.756214833.756214724.262128.51621186N41097.03385167.029115167.029119891.291118.51612344.62N31081.51855093.95215093.95224985.243118.51603684.26N21061.64045000.326215000.326229985.57128.51642591.92N11044.74834920.764514920.764534906.334128.51632367.44表19四分點截面計算表計算數(shù)據(jù)N101059.894895.32570.9998434865.9543918.811286.3211425989.96N91085.654759.98560.9987455055.25744245.023489.321444788.30N81054.984856.88540.9756544956.55644563.045191.3256465566.62N71073.925058.16320.9969975042.97355042.973594.1263474676.44N61046.3544928.32540.9987464922.14529965.1188113.20521557212.49N51010.0444757.30680.9999064756.859614721.978128.11035609402.94N41047.3894933.202314933.202319655.181118.45584337.81N31032.6114863.596214863.596224518.777118.45576092.96N21014.3254777.471914777.471929296.249128.45613666.27N1998.22474701.638414701.638433997.887128.45603925.45表20變化點截面計算表計算數(shù)據(jù)N101045.3684936.20150.9564234956.24573594.2125-14.8456-60558.54N91021.5684926.65210.9995654839.21053895.5412-12.2654-58564.85N81065.9654896.23650.9856544968.32644568.5627-10.5857-54256.23N71033.064865.71260.9773054755.28534755.2853-8.6737-41245.92N61025.1924828.65430.9791134727.79829483.083522.2071104990.69N51014.844779.89490.9813914690.945914174.02952.65976247024.08N41069.6755038.1710.9955885015.942619189.97272.55311363922.24N31062.2535003.21070.9955884981.136524171.10972.55311361396.95N21032.14861.19290.9977644850.323229021.432109.81603532643.24N11020.5664806.86580.9977644796.117633817.549109.81603526690.6表21支點截面計算表計算數(shù)據(jù)N101036.5985021.26590.9956214659.84594975.641-75.5984N91026.3594956.36540.9875444998.02155697.568-69.2654N81042.6524765.21770.9564214665.56855645.025-65.2517N71022.2894814.98120.9669344655.7694655.769-56.5793N61018.4534796.91520.9675784641.38969297.1586-24.4754N51016.0754785.71530.9684234634.596813931.7557.592135186.322N41073.0015053.83690.9929675018.293318950.04952.12772261592.19N31068.3475031.91310.9929674996.523723946.57252.12772260457.39N21060.2764993.90010.9934744961.309928907.88292.66236459726.69N11052.1224955.49470.9934744923.155133831.03792.66236456191.174鋼筋應(yīng)力松弛損失根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.5條規(guī)定，計算公式為：式中：——張拉系數(shù)，取0.9——鋼筋松弛系數(shù)，取——傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力；；值見表23鋼筋的應(yīng)力損失計算表見表22表22鋼束號截面12345678910跨中1044.7481061.6401081.5191097.0341026.2751042.8571057.0381065.6521098.2011086.247四分點998.22471014.3251032.6111047.3891010.0441046.3541073.921023.95997.3251025.56變化點1020.5661032.11062.2531069.6751014.841025.1921033.061056.8641023.2101054.025支點1052.1221060.2761068.3471073.0011016.0751018.4531022.2891054.9651026.6561045.021表23鋼束號截面12345678910跨中18.423020.228622.414824.167316.503418.223919.731921.256418.024623.0218四分點13.698215.292217.155318.702114.864118.592621.571216.584317.529619.5842變化點15.921717.102520.295021.104215.343916.392617.201819.021018.201521.5684支點19.205320.081020.958721.469915.468015.707816.096717.895118.987417.02345混凝土收縮與徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失計算公式為：；式中：——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼束截面重心處，由預(yù)加力和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；——預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為，計算齡期為t時的混凝土收縮應(yīng)變；——加載齡期為，計算齡期為t時的混凝土徐變系數(shù)；——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率，。設(shè)混凝土傳力錨固齡期及加載齡期為28d，計算時間，橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度為75%。以跨中截面計算其理論厚度h：查表可得：=0.21×10-3；=1.86，混凝土收縮徐變損失的計算結(jié)果見表24表24混凝土收縮徐變損失的計算表跨中四分點變化點支點(cm2)7268.6257268.6258048.62510586.025(cm4)571166.8572481.4593099.1488616.9(cm2)32973297329732970.0045360.0045360.0040960.003114(cm)1214.11184.6615.6308.73.580753.4512191.6389551.1950321306.6226281822.2263651507.5218741096.1337388.6239.8656.1463.85093.803103.34186.12770.6096預(yù)應(yīng)力損失組合上述各項預(yù)應(yīng)力損失組合情況列于表：表25—1第一階段損失（MPa）鋼束號跨中四分點變化點支點N1111.363162.317186.41175.913N2207.7517254.2753231.934200.378N3190.7756238.7078202.7216189.679N4170.9815219.8894190.2472184.1533N5239.9042256.02243.8746237.3625N6226.0978222.3171231.5793235.6776N7209.5149191.1064223.047233.7727N8186.3215186.2158209.3258208.3296N9205.3265211.2684197.0251204.1576N10214.8952208.6589225.2658195.0214平均193.7698206.3194209.1706208.9365表25-2第二階段損失（MPa）鋼束號跨中四分點變化點支點N1112.226117.0392102.048789.8143N2114.0316118.6332103.229590.69N3116.2178120.4963106.42291.5677N4117.9703122.0431107.231292.0789N5110.3064118.2051101.470986.077N6112.0269121.9336102.519686.3168N7113.5349124.9122103.328886.7057N8112.3654123.2365103.215487.3215N9114.2565124.2154102.236588.3652N10112.5698121.3265103.856289.2562平均113.7591120.4661103.750189.03577表25-3預(yù)應(yīng)力損失總和截面跨中四分點變化點支點193.7698206.3194209.1706208.9365113.7591120.4661103.750189.03577307.5289326.7855312.9207297.9723六、主梁截面承載力與應(yīng)力驗算預(yù)應(yīng)力混凝土梁從預(yù)加力開始到受荷破壞，需經(jīng)受預(yù)應(yīng)力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個受力階段，為保證主梁受力可靠并予以控制，應(yīng)對控制截面進(jìn)行各個階段的驗算。為此先進(jìn)行持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力驗算，再分別驗算持久狀態(tài)抗裂驗算和應(yīng)力驗算，最后進(jìn)行短暫狀態(tài)構(gòu)件的截面應(yīng)力驗算。對于抗裂驗算，《公預(yù)規(guī)》根據(jù)公路簡支梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的經(jīng)驗，對于全預(yù)應(yīng)力梁在使用階段短期效應(yīng)組合作用下，只要截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力就可滿足。1持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力驗算1.1正截面承載力計算一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計算。預(yù)應(yīng)力束到截面底面邊緣距離,,上翼緣厚度為120mm,考慮承托影響，其平均厚度=170mm確定翼緣板的有效寬度：綜上所述取=1600mm判斷截面類型：故，屬于第一類T型截面，按寬度的矩形截面計算計算承載計算混凝土受壓區(qū)高度:，且將=127.67代入下式計算截面承載力所以跨中截面正截面承載力滿足要求。1.2斜截面承載力計算1.2.1斜截面抗剪承載力計算預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁對按規(guī)定需要驗算的各個截面進(jìn)行截面抗剪承載力驗算，以下以變化點截面處的斜截面為例進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗算。首先根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強度上、下限復(fù)核，即：式中：為驗算截面處剪力組合設(shè)計值，這里＝692.355KN；=1；為混凝土強度等級，這里＝40MPa；=200mm；=1.65MPa為相應(yīng)剪力組合設(shè)計值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點至混凝土受壓邊緣的距離，縱向受拉鋼筋合力點距截面下緣的距離為：=65.51cm則=220-65.51=1544.9mm；為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25；代入上式得：=0.50×10-3×1.25×1.65×200×1544.9=318.64kN≤＝692.355kN=0.51×10-3××200×1544.9=996.62≥＝692.355kN計算表明，截面尺寸滿足要求，但需要配制抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力計算公式：≤式中：=其中：——異號彎距影響系數(shù)，=1.0——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25——受壓翼緣板的影響系數(shù)，=1.1=100×=100×3297÷200÷1544.9=1.067箍筋選用雙直為10mm的R25鋼筋，=195Mpa,間距=20cm,則:=2×0.7854=1.5708cm2箍筋配筋率：=1.5708÷20÷20×100%=0.3927%采用全部10束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即==0.06452則：=1.0×1.25×1.1×0.45×10-3×200×1544.9=2174.2kN=0.75×10-3×1140×3297×0.06452=181.877kN+=2174.2+181.887=2356.077kN＞＝692.355kN變化點截面處抗剪滿足要求。非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲備，未予考慮。1.2.2斜截面抗彎承載力由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強度一般不控制設(shè)計，故不另行驗算2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算長期以來，橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗裂驗算，都是以構(gòu)件混凝土的拉應(yīng)力是否超過規(guī)定的極限值來表示的，分為正截面抗裂和斜截面抗裂驗算。2.1正截面抗裂驗算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.3.1條，對預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列要求：式中：σst———在作用短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按下式計算：表27示出了正截面抗裂驗算的計算過程和結(jié)果，可見其結(jié)果符合規(guī)范要求。表26正截面抗裂驗算表應(yīng)力部位跨中下緣四分點下緣變化點下緣支點下緣(0.1)(1)34906.33433997.8933817.5433831.04()(2)(3)7268.637268.6258048.62510586.025Wnx(cm3)(4)305242306079.6375669.5402123.2Wox(cm3)(5)350971.6349920.5392210.7407703.5Mgl(N·m)(6)5879200Ms(N·m)(7)3891.5610NpAn(8)=(1)(3)4.802334.6773484.2016543.195821MpWnx(9)=(2)(4)13.8726413.13165.5778332.725865σpc(10)=(8)+(9)18.6749717.808959.7794885.921686MglWnx(11)=(6)(4)9.5920257.1781591.5649930(Ms-Mgl)Wox(12)=[(7)-(6)](5)6.436119-6.26772.0814090σst(13)=(11)+(12)16.028140.910463.6464020σst-0.85σpc(14)=(13)-0.85(10)-0.03233-14.4052-4.76396-5.092652.2斜截面抗裂驗算此項驗算主要為了保證主梁斜截面具有與正截面同等的抗裂安全度。計算混凝土主拉應(yīng)力時應(yīng)選擇跨徑中最不利位置截面，對該截面的重心處和寬度急劇改變處進(jìn)行驗算。本設(shè)計以1號梁的跨中截面為例，對其上梗肋（a-a，）、凈軸（n-n）、換軸（o-o）和下梗肋（b-b）等四處分別進(jìn)行主拉應(yīng)力驗算，其它截面均可用同樣方法計算。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.3.1條，對預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，斜截面混凝土的主拉應(yīng)力，應(yīng)符合下列要求：≤0.6=1.44式中：——由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力，按下式計算：式中：——在計算主應(yīng)力點，由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；——在計算主應(yīng)力點，由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力。表27示出了的計算過程，表28示出了的計算過程，混凝土主拉應(yīng)力計算結(jié)果見表29，最大主拉應(yīng)力為0.637，可見其結(jié)果符合規(guī)范要求。表27計算表截面應(yīng)力部分(0.1)（1）34906.33434906.33434906.33434906.334跨中（2）()（3）7268.6257268.6257268.6257268.625In(cm3)（4）yni(cm)（5）66.824.830.00-93.18Io(cm3)（6）yoi(cm)（7）61.990.00-4.83-98.01Mg1(N·m)（8）Ms(N·m)（9）NpAn()(10)＝(1)(3)4.804.804.804.80MpyniIn()(11)=(2)×(5)(4)6.820.490.00-9.50()(12)=(10)-(11)-2.014.314.8014.31Mg1yniIn()(13)=(8)×(5)(4)4.710.340.00-6.57(Ms-Mg1)yoiIo(14)=[(9)-(8)]×(7)(6)3.040.00-0.24-4.81()(15)=(13)+(14)7.750.34-0.24-11.38=+(MPa)(16)＝(12)＋(15)5.744.654.572.93四分點4.044.474.505.15變化點3.06支點1.60表28計算表項目荷載腹板寬上梗肋凈軸換軸下梗肋0.1跨中一期恒載020208642247070246837151043標(biāo)準(zhǔn)組合7842248210.19142694710.22952692370.229271812640.15435預(yù)加力0208642247070246837151043標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力7840.19140.22950.229270.15435四分點標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力5208201.28441.53341.532071.00064變化點標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力8231301.35261.64831.617—支點標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力9216401.10941.55981.55972—表39計算表截面主應(yīng)力部位()()()標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合（1）（3）（5）跨中5.740.191443-0.0064.650.229463-0.0114.570.229265-0.0112.930.154352-0.008四分點4.041.284384-0.3744.471.533369-0.4754.51.532069-0.4725.151.000635-0.188變化點3.081.352557-0.5104.