橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)---預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過(guò)程,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),可以將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)重溫回顧,對(duì)疑難知識(shí)再學(xué)習(xí),對(duì)提高個(gè)人的綜合知識(shí)結(jié)構(gòu)有著重要的作用。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),使我們?cè)谫Y料查找、設(shè)計(jì)安排、分析計(jì)算、施工圖繪制、口頭表達(dá)等各個(gè)

2、方面得到綜合訓(xùn)練,具備從事相關(guān)工作的基本技術(shù)素質(zhì)和技能。</p><p>　　目前，我國(guó)橋梁建筑中仍以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，其材料鋼筋和混凝土造價(jià)較低，材料來(lái)源豐富，且可以澆筑成各種復(fù)雜斷面形狀，節(jié)省鋼材，承載力也不低，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)可以獲得較好的抗震性能。今后幾十年，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍將活躍在我國(guó)的建筑史上?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)是平面布置比較靈活，能提供較大的室內(nèi)空間，對(duì)于辦公樓是最常用的結(jié)構(gòu)體系。&l

3、t;/p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)，除了要根據(jù)橋面高度、承載要求等合理選擇結(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系外，要特別重視橋梁截面形式和橋梁的總體布置。橋梁截面形式是指橋梁的平面和立面；橋梁的總體布置指橋梁的平面布置和豎向布置。橋梁截面形式和橋梁的總體布置對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的各方面性能有決定性的作用。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過(guò)查閱資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫(xiě)以及

4、圖紙繪制，加深了對(duì)規(guī)范等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高了綜合分析、解決問(wèn)題的能力。并熟練掌握了AutoCAD和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件橋梁大師，基本上達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求。</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過(guò)程中以手算為主，后面采用建筑結(jié)構(gòu)軟件橋梁大師進(jìn)行電算,并將電算結(jié)果與手算結(jié)果進(jìn)行了誤差分析對(duì)比。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 </p>

5、<p><b>　　2方 案 比 選</b></p><p>　　2.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（錐型錨具）</p><p><b>　　2.1.1方案簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本方案采用四跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25m，計(jì)算跨徑為24.2m，橋梁總長(zhǎng)100m。T型主梁梁高1.75m，其高跨比為1.

6、75/25=1/14.3,主梁間距為2.2m,共4片主梁,其具體尺寸見(jiàn)圖紙。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)中,將整個(gè)橋面分為單幅,橋墩采用較為簡(jiǎn)單的雙柱式鉆孔灌注樁輕型橋墩,其細(xì)部尺寸見(jiàn)圖紙。</p><p>　　2.1.2 基本構(gòu)造布置</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)資料</b></p><p><b&g

7、t;　　1、橋梁跨徑及橋?qū)?lt;/b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)跨徑：25m（墩中心距）</p><p>　　全橋共：100m，分4跨</p><p>　　主梁全長(zhǎng)：24.96m</p><p>　　橋面凈空：凈—7m，2×1.0人行道</p><p>　　計(jì)算跨徑：24.2m</p>

8、<p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)荷載</b></p><p>　　1．公路一級(jí)，人群荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為1.0 kN/m和4.0kN/m。</p><p><b>　　2．材料及工藝</b></p><p>　　本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；</p><p&

9、gt;　　混凝土：主梁采用40號(hào)混凝土，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)混凝土；</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB—64標(biāo)準(zhǔn)及《公預(yù)規(guī)》規(guī)定的6φs15.2鋼絞線(xiàn)，每束7根。</p><p>　　3.縱橫斷面構(gòu)造：4片主梁間距2.2m，6道橫隔板，間距5.0m.T型梁尺寸如表2.1 </p><p>　　表2.1 T型梁尺寸表</p><

10、p>　　4．鋼筋、混凝土用量見(jiàn)表2.2</p><p>　　表2.2 鋼筋.混凝土用量表</p><p>　　5．主要工程量見(jiàn)表2.3</p><p>　　表2.3 主要工程量表</p><p>　　6.斷面構(gòu)造圖見(jiàn)圖2.4：</p><p>　　圖2.4 斷面構(gòu)造圖</p><p>

11、;　　7.主梁截面沿縱向的變化示例見(jiàn)圖2.5</p><p>　　圖2.5主梁截面沿縱向的變化示例圖</p><p>　　簡(jiǎn)直梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且沒(méi)有平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會(huì)出現(xiàn)行車(chē)不穩(wěn)的情況</p><p>　　2.2方案二：鋼筋混凝土箱形梁橋</p><p>

12、;<b>　　2.2.1方案簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本方案為鋼筋混凝土等截面箱形梁橋。全橋分4跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑25m。橋墩為重力式橋墩，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)。</p><p><b>　　（2）尺寸擬定</b></p><p>　　本橋擬用凈跨徑為25.0m。橋面行車(chē)道寬7m,兩邊各設(shè)1.0m的人行道。主梁截面采

13、用多箱多室閉合箱，全寬9m，由6個(gè)拱箱組成，高為1.2m。</p><p>　　箱形截面尺寸擬定如圖2.6</p><p>　　圖2.6 箱形截面尺寸圖</p><p>　　a.截面寬度：由構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130～160cm。取140cm。</p><p>　　b.箱壁厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼

14、筋保護(hù)層和插入式震動(dòng)棒的要求，一般需有10cm，若采用附著式震搗器分段震搗，可減少為8cm,取8cm。</p><p>　　c.相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力部分，一般用10～16cm，這里取16cm。</p><p>　　d.底板厚度：6～14cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。這里取10cm。</p><p>

15、　　e.蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度6～8cm,這里取8cm。</p><p>　　f.現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。</p><p>　　g.橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板，厚6～8cm，間距3.0～5.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護(hù)。這里取厚6cm。</p><p>　?。?）橋面鋪裝及縱橫坡度<

16、/p><p>　　橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為2.0%。為了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和φ10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實(shí)腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為1.5%。</p><p><b>　?。?）施工方法</b></p><p>　　采用無(wú)支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。采用裝配——整體式結(jié)構(gòu)型式，分

17、階段施工，最后組拼成一個(gè)整體。 </p><p><b>　　2.3方案比選 </b></p><p>　　2.3.1方案比選見(jiàn)表2.7</p><p><b>　　表2.7方案比選表</b></p><p>　　2.3.2方案比較說(shuō)明</p><p>　　T型簡(jiǎn)支梁橋?qū)儆陟o

18、定結(jié)構(gòu)，且相鄰橋孔各自單獨(dú)受力。我國(guó)擬定了標(biāo)準(zhǔn)跨徑為10m、、13m、16m、20m的四種跨徑的簡(jiǎn)支混凝土T型梁橋，其主要用于小跨經(jīng)。預(yù)應(yīng)力混凝土T型諒解構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確，節(jié)省材料，架設(shè)方便，跨越能力較大的優(yōu)點(diǎn)。目前預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋采用全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后拱偏大，影響橋面線(xiàn)性，帶來(lái)鋪裝加厚。為了改善這些不足，宜預(yù)制時(shí)在臺(tái)座上設(shè)反拱，反拱值采用預(yù)施應(yīng)力后裸梁拱值的1/2—1/3。簡(jiǎn)支梁橋長(zhǎng)采用的架設(shè)方法有①陸地架設(shè)法包括自行架梁

19、，跨墩門(mén)式吊車(chē)架梁，擺動(dòng)排架架梁②浮吊架設(shè)法包括：浮吊船架設(shè)、固定式懸臂浮吊架設(shè)。③高空架設(shè)法包括聯(lián)合架橋機(jī)架設(shè)，閘門(mén)式架橋機(jī)、自行式架橋機(jī)架梁，寬傳巷式架橋機(jī)架梁.</p><p>　　T型梁翼板構(gòu)成梁橋的行車(chē)道板，又是主梁的受壓翼緣，肋梁式外形簡(jiǎn)單，制造方便，橫向有橫隔梁聯(lián)接，整體性較好，主梁構(gòu)件輕，橋面板整體性和平整性較好</p><p>　　方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡(jiǎn)直梁的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)

20、單，受力的點(diǎn)明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計(jì)用，因此我選裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T型簡(jiǎn)支梁橋。</p><p>　　3總 體 布 置 及 主 梁 的 設(shè) 計(jì)</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置</p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　橋梁跨徑及橋?qū)?lt;/b><

21、;/p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)跨徑：25m（墩中心距）.</p><p>　　全橋共：100m，分4跨</p><p>　　主梁全長(zhǎng)：24.96m</p><p>　　橋面凈空：凈—7m，2×1.0人行道</p><p>　　計(jì)算跨徑：24.2m. </p><p><b>　　2、設(shè)

22、計(jì)荷載</b></p><p>　　公路一級(jí)，人群荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為1.0 kN/m和4.0kN/m。</p><p><b>　　3．材料及工藝</b></p><p>　　本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；</p><p>　　混凝土：主梁采用40號(hào)混凝土，人行道、欄桿

23、及橋面鋪裝用20號(hào)混凝土；</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB—64標(biāo)準(zhǔn)及《公預(yù)規(guī)》規(guī)定的6φs15.2鋼絞線(xiàn)，每束7根。</p><p>　　普通鋼筋直徑≥12的 用16Mn 鋼或其他級(jí)熱軋螺紋鋼筋，直徑＜12的均用級(jí)級(jí)熱軋光圓鋼筋</p><p>　　鋼板及角鋼制錨頭下支撐墊板，支座墊板等均用普通As碳素鋼，主梁間的連接用16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼板.<

24、/p><p>　　案后張法工藝制作主梁，采用45號(hào)伏質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具和直徑50mm抽把橡膠管.</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（簡(jiǎn)稱(chēng)《橋規(guī)》）</p><p>　　《公路預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱(chēng)《公預(yù)規(guī)》）</p><p>　　

25、5.基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.1</p><p>　　表3.1 基本數(shù)據(jù)表</p><p><b>　?。ǘM截面布置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖25米跨徑的定型設(shè)計(jì)，因此主要尺寸已經(jīng)大致定下，以下為初步選定截面尺寸。</p><p>　　1.主梁間距與主梁片數(shù)</p><p>

26、;　　對(duì)于常用的等截面簡(jiǎn)支梁，其高跨比可以在1/15－1/25內(nèi)選取，對(duì)于本方案來(lái)說(shuō)，跨徑為25m，故梁高可以取1.75m。全橋單幅寬9m，主梁間距2.2m（T梁上翼緣寬度為218cm，留2cm施工縫），因此共設(shè)4片主梁。</p><p>　　2.主梁截面細(xì)部尺寸</p><p>　　T型梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車(chē)輪局部荷載的要求，本設(shè)計(jì)翼板端部取15cm，到根部加厚到21cm。&

27、lt;/p><p>　　在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中，腹板厚度不宜小于高度的1/15,故取腹板為16cm是合適的。</p><p>　　馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，馬蹄面積占全截面的10％－20％為宜。馬蹄寬為肋厚的2－4倍，馬蹄高度為梁高的0.15－0.25倍。初擬馬蹄寬度為40cm，高度為20cm，此時(shí)馬蹄面積約占整個(gè)面積的18％。</p><p>　　主梁采用

28、等高形式，橫截面的翼板沿跨長(zhǎng)不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)開(kāi)始向支點(diǎn)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，也因?yàn)椴贾缅^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(diǎn)到支點(diǎn)的距離為135cm，中間設(shè)置一長(zhǎng)為30cm的腹板過(guò)渡段。</p><p><b>　　詳細(xì)布置見(jiàn)表3.2</b></p><p>　　圖 3.2詳細(xì)布置

29、圖</p><p>　　2. 計(jì)算截面幾何特性見(jiàn)圖表3.3</p><p>　　圖表3.3 計(jì)算截面幾何特性</p><p>　　截面形心距離梁上表面的高度cm</p><p><b>　　檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ</b></p><p><b>　　上核心距 : </b>&

30、lt;/p><p><b>　　下核心距 : </b></p><p>　　截面效率指標(biāo) ρ= </p><p>　　表明以上初擬主梁跨中截面尺寸合理。</p><p>　　2、橫截面沿跨長(zhǎng)的變化，該梁的翼板厚度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。</p>&

31、lt;p><b>　?。ㄈM隔梁的布置</b></p><p>　　由于主梁很長(zhǎng)，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個(gè)四分點(diǎn)及梁端。 </p><p><b>　　3.2主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p><

32、;b>　　1.恒載集度 </b></p><p><b>　　a. 主梁自重</b></p><p>　　邊主梁的恒載集度為：</p><p>　　g1=0.706×25=17.65kN/m.</p><p>　　中主梁的恒載集度為：</p><p>　　g1=0.70

33、6×25=17.65kN/m</p><p><b>　　b.橫隔梁自重</b></p><p><b>　　中間橫隔梁的體積：</b></p><p><b>　　端橫隔梁的體積 </b></p><p>　?。?）邊梁橫隔梁折算成線(xiàn)荷載</p>&l

34、t;p>　?。?）中梁的橫隔梁折算成線(xiàn)荷載為</p><p>　　(3) 由于馬蹄抬高和梁腹板加寬所增加的恒載折算為恒荷載，經(jīng)過(guò)估算為</p><p><b>　　2.第二期恒載</b></p><p>　　欄 桿：g（1)=1.52 kN/m </p><p>　　人行道：g(2)=3.71 kN/m<

35、/p><p><b>　　橋面鋪裝層:</b></p><p>　　1號(hào)梁:(0.06+0.0795) ×1.3×1/2×23=2.086 kN/m</p><p>　　2號(hào)梁(0.0795+0.1125) ×2.2×1/2×23=2.124 kN/m</p><p&g

36、t;　　3.2.2恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　設(shè)x為計(jì)算位置距左側(cè)支座的距離，并令α＝x/l，如圖3.4所示，彎矩影響線(xiàn)的面積為</p><p>　　剪力影響線(xiàn)的面積為 </p><p>　　圖3.4剪力、彎矩求解示意圖</p><p>　　如圖3.4所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離并令則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：</p&

37、gt;<p>　　主梁恒載乘以相應(yīng)的影響線(xiàn)面積，就得到主梁的相應(yīng)的恒載內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.5</p><p>　　表3.5恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表</p><p><b>　?。ǘ┗钶d內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　1.沖擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)公路一級(jí)，1+u=1.156,其他活載不計(jì)。</p><p>

38、　　以下為荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算：</p><p>　?。?）跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)mc</p><p>　　本橋跨內(nèi)有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： 所以可選用偏心壓力法來(lái)繪制橫向影響線(xiàn)和計(jì)算橫向分布系數(shù)mc</p><p>　　a.計(jì)算主梁抗扭慣矩IT</p><p><b>　　對(duì)于T梁截面<

39、/b></p><p>　　式中bi和ti—相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度；</p><p>　　ci—矩形截面抗扭剛度系數(shù)（可查《橋梁工程》表2-5-2）；</p><p>　　圖3.6 截面尺寸圖</p><p><b>　　cm</b></p><p><b>　　主梁抗彎

40、慣矩T:</b></p><p>　　對(duì)于翼板： 查表 </p><p><b>　　對(duì)于梁肋： 查表</b></p><p>　　對(duì)于馬蹄： 查表</p><p><b>　　故主梁抗扭慣矩為</b></p><p>　　b.計(jì)算抗扭修正系數(shù)β</

41、p><p>　　其中 －與主梁有關(guān)的系數(shù)</p><p><b>　　B－橋?qū)?lt;/b></p><p><b>　　L－計(jì)算跨徑</b></p><p>　　有以上計(jì)算結(jié)果及查《橋梁工程》表2-5-1，n=4時(shí)，ξ=1.067，</p><p>　　c.按偏心壓力法計(jì)算橫向影響線(xiàn)

42、豎標(biāo)值</p><p><b>　　式中：n=4, </b></p><p><b>　　1#： </b></p><p><b>　　2#： </b></p><p>　　d.計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)見(jiàn)圖3.7</p><p>　　圖3.7

43、 荷載橫向分布系數(shù)圖</p><p>　　1#: 汽車(chē)荷載： </p><p>　　人群荷載： </p><p>　　2#: 汽車(chē)荷載： </p><p><b>　　人群荷載： </b></p><p>　　支點(diǎn)截面的橫向荷載分布系數(shù)計(jì)算，該截面用杠桿原理法計(jì)算，繪制

44、荷載橫向影響線(xiàn)并進(jìn)行布載見(jiàn)圖3.8</p><p>　　圖3.8荷載橫向影響線(xiàn)布載圖</p><p><b>　　1＃：汽車(chē)荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　2＃：汽車(chē)荷載：</b></p><p&g

45、t;<b>　　人群荷載： </b></p><p>　　橫向荷載分布系數(shù)匯總見(jiàn)圖表3.9</p><p>　　圖表3.9 橫向荷載分布系數(shù)匯總圖</p><p>　　3.2.3活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　活載的內(nèi)力計(jì)算主要考慮的是最不利荷載布置時(shí)的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時(shí)的截面內(nèi)力值

46、,計(jì)算主梁彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于橫向分布系數(shù)沿跨內(nèi)部分的變化不大，為簡(jiǎn)化計(jì)算均采用不變的 ， 計(jì)算。</p><p>　　公路I級(jí)車(chē)道荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10.5kN/m,公路I級(jí)車(chē)道集中荷載，跨徑為25m時(shí)，可用插入法求得為</p><p>　　1）跨中截面最大彎矩相應(yīng)剪力最大剪力和相應(yīng)彎矩圖3.9示出其計(jì)算圖式 </p><p>　　圖3.9跨中截

47、面最大彎矩、最大剪力計(jì)算圖式</p><p><b>　　1#號(hào)梁:</b></p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Mmax=0.5×0.660×24.2×10.5×6.05-1/2(0.660-0.455)×4.6×1.5×0.76×2

48、+256.8×0.660×6.05=1542.6 kN</p><p>　　Vmax=0.5×0.660×12.1×0.5×10.5-0.5(0.660-0.455)×4.6×10.5×0.0634+308.16×0.5×0.660=122.97kN</p><p>　　可變荷載（

49、汽）沖擊效應(yīng)：M=Mmax=240.64 kN.m V= Vmax=19.18kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Mmax=24.2×6.05×3.5×0.748×1/2+2×0.767×4.6×3.5×(1.318-0.748)1/2=198.69 kN.m</p

50、><p>　　Vmax=0.748×3.5×0.5×12.1×1/2+(1.318-0.748) ×4.6×3.5×0.0634×1/2=8.21kN</p><p><b>　　同理可得其它梁：</b></p><p><b>　　2#號(hào)梁:</b&g

51、t;</p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： Mmax=1203.72kN.m Vmax=96.03kN</p><p>　　可變荷載（汽）沖擊效應(yīng)： M=Mmax=187.78 KN.m V= Vmax=14.98kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： Mmax=74.62 kN.m Vmax=3.08kN

52、</p><p>　?。?)1/4截面的彎矩和剪力，圖3.10示出其計(jì)算圖式</p><p>　　圖3.10 1/4截面的彎矩和剪力計(jì)算圖式</p><p><b>　　1#號(hào)梁:</b></p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Mmax=0.660×4.5

53、375×24.2×10.5×1/2-(0.66-0.455)×10.5×4.6×(1.15+0.383) ×1/2+0.66×256.8×4.5375=1141.94 kN.m</p><p>　　Vmax=0.66×12.1×0.75×10.5×1/2-0.66×4.6&#

54、215;10.5×0.0634×1/2+308.16×0.66×0.75=198.71kN</p><p>　　可變荷載（汽）沖擊效應(yīng)：M=Mmax=178.14kN.m V= Vmax=31.00kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Mmax=24.2×4.5375×

55、3.5×0.748×1/2+(1.15+0.383)×4.6×3.5×(1.318-0.748) ×1/2=150.77 kN.m</p><p>　　Vmax=0.748×3.5×0.75×12.1×1/2+0.57×4.6×3.5×0.0634×1/2=18.11 kN&

56、lt;/p><p><b>　　同理可得其它梁：</b></p><p><b>　　2#號(hào)梁:</b></p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： Mmax=904.72kN.m Vmax=156.15kN</p><p>　　可變荷載（汽）沖擊效應(yīng)： M=Mmax=141.14kN

57、.m V= Vmax=24.36kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： Mmax=58.82kN.m Vmax=7.29kN</p><p>　　3.)支點(diǎn)截面的剪力，圖3.11示出其計(jì)算圖式</p><p>　　圖3.11 支點(diǎn)截面的剪力計(jì)算圖式</p><p><b>　　1#號(hào)梁:</b&

58、gt;</p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Vmax =0.660×24.2×10.5×1/2-(0..660-0.455)×10.5×4.6×(0.9366+0.063) ×1/2+308.16×0.81×0.66=243.64kN</p><p&g

59、t;　　可變荷載（汽）沖擊效應(yīng)： V= Vmax=38.01kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　Vmax =24.2×3.5×0.748×1/2+(1.318-0.748)×4.6×3.5×(0.9366+0.063) ×1/2=36.27kN</p><p&g

60、t;<b>　　同理可得其它梁：</b></p><p><b>　　2#號(hào)梁:</b></p><p>　　可變荷載（汽）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： Vmax =199.03kN</p><p>　　可變荷載（汽）沖擊效應(yīng)： V= Vmax=31.05kN</p><p>　　可變荷載（人）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

61、Vmax =60.94kN</p><p>　　4）各截面內(nèi)力匯總見(jiàn)表3.12</p><p>　　圖3.12 各截面內(nèi)力匯總表</p><p>　　3.2.5內(nèi)力匯總及組合</p><p>　　將以上計(jì)算的恒載活載內(nèi)力數(shù)據(jù)整理成表的內(nèi)力組合，以作為設(shè)計(jì)依據(jù)。計(jì)算如下表；</p><p>　　1號(hào)梁內(nèi)力匯總數(shù)據(jù)見(jiàn)表3

62、.13</p><p>　　表3.13 1號(hào)梁內(nèi)力匯總數(shù)據(jù)表</p><p>　　2號(hào)梁內(nèi)力見(jiàn)表3.14</p><p>　　表3.14 2號(hào)梁內(nèi)力匯總表</p><p>　　4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置</p><p>　　4.1跨中截面鋼束的估算與確定</p><p>　　4.1.1鋼束

63、數(shù)量的估算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿(mǎn)足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需要的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按照這些估算的鋼束數(shù)確定主梁。</p><p>　　1．按正常使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)</p><p>　　式中：M—使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩</p>

64、;<p>　　C1—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 對(duì)于公路Ⅰ級(jí)，取C1=0.56；</p><p>　　—鋼束截面積，即：=8.4cm2</p><p>　　--鋼絞線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，=1860MPa；</p><p>　　ks—上核心距，在前以算出ks=66cm；</p><p>　　ey—鋼束偏心距，初估ay=15cm，則ey=yx-

65、ay=106.32cm</p><p>　　對(duì)（恒+汽+人）荷載組合</p><p><b>　　1#： </b></p><p><b>　　2#： </b></p><p>　　2．按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)</p><p>　　式中：Mj—經(jīng)荷載組

66、合并提高后的跨中計(jì)算彎距</p><p>　　C2—估計(jì)鋼束群重心到混凝土合力作用點(diǎn)力臂長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，</p><p><b>　　C2 =0.76；</b></p><p>　　h0—主梁有效高度，即h0=h-ay=1.75-0.125=1.625m</p><p><b>　　對(duì)于荷載組合</b&g

67、t;</p><p>　　1#： </p><p><b>　　2#： </b></p><p>　　由以上計(jì)算及荷載為公路一級(jí)，偏遠(yuǎn)全考慮及為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為6束。</p><p>　　4.1.2確定跨中及錨固截面的鋼束位置</p><p>　　1、 （

68、1）對(duì)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，有《公預(yù)規(guī)》相關(guān)規(guī)定選用直徑5cm抽拔橡膠成型的管道，取管道凈距4cm，至梁底凈距5cm（2）對(duì)于錨固截面，為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿(mǎn)足張拉要求，也要使預(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。祥圖見(jiàn)圖4.1</p><p>　　圖4.1 鋼束布置祥圖<

69、/p><p>　　由上圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋為6根，布置在主梁的不同截面上，其中2根最終拉倒上翼緣。</p><p>　　由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離：=3(17+8)/6=12.5 (cm)</p><p>　　對(duì)于錨固端截面，考慮下述兩方面：一預(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；二考慮錨固頭布置的可能性。</p><p>

70、　　鋼束群重心至梁底距離:</p><p>　　=[]/6=64.3（cm）</p><p>　　為驗(yàn)算上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特征.</p><p>　　=/=/=62.4（cm）</p><p><b>　?。╟m） </b></p><p><b>　　故：

71、 </b></p><p><b>　　=/（cm） </b></p><p>　　=/=49.3(cm)</p><p>　　表4.2 錨固端截面幾何特征表</p><p><b>　　cm</b></p><p>　　說(shuō)明鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。&

72、lt;/p><p>　　鋼束群重心位置復(fù)核圖見(jiàn)圖4.3</p><p>　　圖4.3鋼束群重心位置復(fù)核圖</p><p>　　2、鋼束彎起角和線(xiàn)性的確定</p><p>　　（1）彎起角度的確定：</p><p>　　確定鋼束彎起角時(shí)，既要照顧到與其彎起產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大，為此將端部

73、錨固截面劃分為上下兩部分。</p><p>　　上部：150 </p><p><b>　　下部：70</b></p><p><b>　　3. 鋼束計(jì)算</b></p><p>　?。?）計(jì)算鋼束彎起點(diǎn)至跨中的距離</p><p>　　錨固點(diǎn)到制作中心線(xiàn)的水

74、平距離</p><p>　　A1=A2=25-27.3×tan7=21.65cm</p><p>　　A3=A4=25-52.3×tan7=18.58cm</p><p>　　A5=25-11.1×tan15=23.65 A6=18.74cm</p><p>　　有圖示可得在彎起點(diǎn)x1 R-c=R*cos

75、a</p><p>　　則;R=c/(1-cosa)</p><p>　　L1=l/2 +d1-Rsinθ</p><p>　　鋼束計(jì)算圖式見(jiàn)圖4.4</p><p>　　圖4.4 鋼束計(jì)算圖式</p><p>　　鋼束彎起點(diǎn)及彎起半徑計(jì)算見(jiàn)表4.5，單位：（cm）</p><p>　　圖表4

76、.5鋼束彎起點(diǎn)及彎起半徑計(jì)算表</p><p>　　2．計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離</p><p>　　驗(yàn)算截面鋼束位置計(jì)算見(jiàn)表4.6（ｃｍ）</p><p>　　表4.6 驗(yàn)算截面鋼束位置計(jì)算表</p><p>　　鋼束坐標(biāo)計(jì)算見(jiàn)表4.7（cm）</p><p>　　表4.7 鋼束坐標(biāo)計(jì)算表</p>

77、<p><b>　　3．鋼束長(zhǎng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　鋼束長(zhǎng)度＝s＋ </b></p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.8</b></p><p>　　表4.8 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算表</p><p>　　4.2．計(jì)算主梁的截面幾何特性</

78、p><p>　　在求得各演算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積，慣性矩及梁截面分別對(duì)重心軸，上梗肋和下梗肋的凈矩，最后匯成截面特性總表，為各個(gè)受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算數(shù)據(jù)</p><p>　　4.2.1截面面積及慣矩計(jì)算</p><p>　　1．凈界面幾何特征計(jì)算</p><p>　　在預(yù)加力階段，只需計(jì)算小截面

79、的幾何特征計(jì)算公式如下：</p><p>　　凈截面面積 截面慣性矩 </p><p>　　跨中截面面積及慣矩計(jì)算見(jiàn)表4.9</p><p>　　表4.9 跨中截面面積及慣矩計(jì)算表</p><p>　　1/4截面面積及慣矩計(jì)算見(jiàn)表4.10</p><p>　　表4.10 1/4截面面積及慣矩計(jì)算表</p

80、><p>　　支點(diǎn)截面面積及慣矩計(jì)算見(jiàn)表4.11</p><p>　　表4.11 支點(diǎn)截面面積及慣矩計(jì)算表</p><p>　　1.換算截面幾何特征計(jì)算</p><p>　　在使用荷載階段需計(jì)算結(jié)構(gòu)整體化后的截面幾何特征，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　換算截面面積 </b></p

81、><p><b>　　換算截面慣性矩 </b></p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果列于上表。</b></p><p>　　式中：A,I--分別為混凝土毛截面面積和慣矩</p><p>　　ΔA, ΔAP--分別為一根管道面積和鋼束截面積</p><p>　　yis yos --

82、分別為凈截面和換算截面重心島主梁上緣距離</p><p>　　yi --分塊面積重心到主梁上緣距離</p><p>　　n--計(jì)算截面內(nèi)所含的管道數(shù)</p><p>　　--鋼束與混凝土彈性模量比 =5.65</p><p><b>　　(二)截面靜矩計(jì)算</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋

83、混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪力，這兩個(gè)階段的剪應(yīng)力應(yīng)該相疊。靜矩計(jì)算圖式見(jiàn)圖4.12</p><p>　　圖4.12 靜矩計(jì)算圖式</p><p>　?。?）在張拉階段，凈截面的中和軸（凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪力應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加</p><p>　　（2）在使用階段，換算截面中和軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段再換位置剪應(yīng)力疊加&

84、lt;/p><p>　　因此，對(duì)于每個(gè)荷載作用階段，需計(jì)算四個(gè)階段剪應(yīng)力</p><p>　　A線(xiàn)以上（以下）的面積對(duì)中性軸靜矩</p><p>　　b-b線(xiàn)以上（以下）的面積對(duì)中性軸靜矩</p><p>　　n-n線(xiàn)以上（以下）的面積對(duì)中性軸靜矩</p><p>　　o-o線(xiàn)以上（以下）的面積對(duì)中性軸靜矩</p&g

85、t;<p>　　跨中截面對(duì)重心軸靜矩計(jì)算見(jiàn)表4.13</p><p>　　圖表4.13 跨中截面對(duì)重心軸靜矩計(jì)算表</p><p><b>　　4.3截面特性匯總</b></p><p>　　截面特性匯總見(jiàn)表4.14</p><p>　　表4.14截面特性匯總表</p><p>　

86、　4.4鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》6.2.1條規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定綱束的控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值，后張法的預(yù)應(yīng)力損失包括前期預(yù)應(yīng)力損失和后期預(yù)應(yīng)力損失。而梁內(nèi)綱束的錨固應(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。</p><p>　　4.4.1預(yù)應(yīng)力綱束與管道壁之間的摩擦損失</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》6.2

87、.2規(guī)定，計(jì)算公式為 </p><p>　　式中：－張拉鋼束時(shí)的控制應(yīng)力，對(duì)于鋼鉸線(xiàn)取張拉控制應(yīng)力為</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　μ—鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于橡膠管抽芯成型的管道取</p><p><b>　　μ=0.55；</b></p>

88、<p>　　θ—從張拉端到計(jì)算截面曲線(xiàn)管道部分切線(xiàn)的夾角之和，以rad計(jì)；</p><p>　　k—管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取k=0.0015；</p><p>　　x—從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（以m計(jì)），可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度（見(jiàn)圖15所示），當(dāng)四分點(diǎn)為計(jì)算截面時(shí)，x=axi+l/4；</p><p>　　四分點(diǎn)截面管道摩擦損失計(jì)算見(jiàn)

89、表4.15 </p><p>　　表4.15 四分點(diǎn)截面管道摩擦損失計(jì)算表</p><p>　　4.4.2錨具變形，鋼束回縮引起的損失</p><p>　　錨具變形，鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失的公式為</p><p>　　錨固端變形值 ，按兩端張拉考慮</p><p>　　4.4.3砼彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失<

90、;/p><p>　　后張法梁采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼束由于后張拉鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起預(yù)應(yīng)力損失，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.5規(guī)定，計(jì)算公式為</p><p>　　式中：－在計(jì)算截面先張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束產(chǎn)生的砼法向力，可以按下式計(jì)算</p><p>　　其中，，－分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩</p><p>　?。?jì)算截面

91、上鋼束重心到截面凈軸的距離，</p><p>　　錨具變形，鋼束回縮引起的損失計(jì)算見(jiàn)表4.16</p><p>　　砼彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算見(jiàn)表4.17</p><p>　　表4.16錨具變形、鋼束回縮引起的損失計(jì)算表</p><p>　　表4.17 砼彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表</p><p>　　4.4

92、.4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（σ了5）</p><p>　　按規(guī)范，對(duì)于作超張拉的鋼絲束由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值，按下式計(jì)算：</p><p>　　σ了5=0.045σk=0.045×1395=62.775MPa</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》6.2.6條規(guī)定，鋼鉸線(xiàn)由松弛引起的損失終極值，按下式計(jì)算</p><p>　

93、　式中：－張拉系數(shù)，本設(shè)計(jì)一次張拉，取1.0</p><p>　?。摻钏沙谙禂?shù)，對(duì)于低松弛鋼筋，取0.3</p><p>　?。瓊髁﹀^固時(shí)的鋼筋應(yīng)力</p><p>　　以四分點(diǎn)截面鋼束應(yīng)力松弛引起的應(yīng)力損失為例進(jìn)行闡述計(jì)算見(jiàn)表4.18。</p><p>　　表4.18 四分點(diǎn)截面鋼束應(yīng)力松弛引起的應(yīng)力損失計(jì)算表</p>&

94、lt;p>　　4.4.5砼收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　規(guī)定可知，縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失可以按下式計(jì)算</p><p>　　式中：－由于砼收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　?。撌^固時(shí)，全部鋼束重心處由于預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的損失）產(chǎn)生的砼法向應(yīng)力</p><p><b>　?。浣盥?&l

95、t;/b></p><p>　　A－本設(shè)計(jì)為錨固時(shí)的凈截面積</p><p>　?。撌褐匦牡浇孛鎯糨S的距離</p><p><b>　?。孛婊剞D(zhuǎn)半徑，</b></p><p>　?。虞d齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)砼的徐變系數(shù)</p><p>　?。虞d齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)砼的收縮應(yīng)變&l

96、t;/p><p>　　4.4.6徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算</p><p>　　構(gòu)件理論厚度計(jì)算公式 </p><p>　　式中：A－主梁砼截面面積</p><p>　　u－與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度</p><p>　　本設(shè)計(jì)考慮收縮徐變大部分在成橋之前完成，A和u均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)，對(duì)于砼毛截面與跨中截面，上述數(shù)

97、據(jù)完全一樣，即</p><p>　　故： =17.5cm</p><p>　　設(shè)混凝土收縮和徐變?cè)谝巴庖话銞l件下完成，受荷時(shí)砼加載齡期為20d，按照上述條件，查《公預(yù)規(guī)》6.2.7，得到＝1.86，＝0.23</p><p>　　下面以四分點(diǎn)為例計(jì)算四分點(diǎn)砼收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算見(jiàn)表4.19</p><p>　　4.4.7計(jì)算

98、 </p><p>　　表4.19 四分點(diǎn)砼收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表</p><p>　　4..4.8預(yù)加力的計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力匯總</p><p>　　施工階段傳力錨固應(yīng)力及其產(chǎn)生的預(yù)加力</p><p><b>　　1. </b>

99、;</p><p><b>　　2．由產(chǎn)生的預(yù)加力</b></p><p><b>　　縱向力 </b></p><p><b>　　彎矩 </b></p><p><b>　　剪力 </b></p><p>　　式中

100、： －鋼束彎起后與梁軸的夾角</p><p>　?。摻罱孛娣e ＝3.84</p><p>　　預(yù)加內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表4.20</p><p>　　表4.20 預(yù)加內(nèi)力計(jì)算表</p><p>　　各個(gè)控制截面的鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總計(jì)算見(jiàn)表4.21</p><p>　　表4.21 各個(gè)控制截面的鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總計(jì)算表<

101、;/p><p>　　4.5主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　4.5.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算</p><p><b>　　一截面承載力驗(yàn)算</b></p><p>　　1．確定混凝土受壓區(qū)高度</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》5.2.3條規(guī)定，當(dāng)成立，中性軸在翼板內(nèi)。左邊<

102、;/p><p><b>　　右邊KN</b></p><p>　　故中性軸在翼板內(nèi)，設(shè)中性軸到上緣距離為，則</p><p>　　式中：－預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)</p><p><b>　?。旱挠行Ц叨?，</b></p><p>　　正截面強(qiáng)度計(jì)算圖見(jiàn)圖4.22</p&

103、gt;<p>　　圖4.22 正截面強(qiáng)度計(jì)算圖</p><p>　　2．驗(yàn)算正截面承載力</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》5.2.2條，正截面承載力按下式計(jì)算</p><p><b>　　右邊（跨中）</b></p><p><b>　　3．驗(yàn)算最小配筋率</b></p>

104、<p>　　由《公預(yù)規(guī)》9.2.12條，預(yù)應(yīng)力混凝土受壓構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：</p><p>　　－受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值，＝9905.54kN</p><p>　　－受彎構(gòu)件正截面開(kāi)裂彎矩值，按下式計(jì)算：</p><p>　　式中： ——換算截面重心軸以上對(duì)軸的凈矩</p><p>　　——換算截面抗裂邊緣的彈

105、性抵抗矩</p><p>　　——扣除全部預(yù)應(yīng)力損失在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓力</p><p>　　故 ，尚需配置普通鋼筋來(lái)滿(mǎn)足最小配筋率的要求 </p><p><b>　?。?）計(jì)算壓區(qū)高度</b></p><p><b>　　整理得到 </b></p><p>&

106、lt;b>　　求得 </b></p><p><b>　　（2）計(jì)算普通鋼筋</b></p><p>　　即在梁底配置8φ20，，滿(mǎn)足最小配筋率的要求。</p><p><b>　　二抗剪承載力驗(yàn)算</b></p><p>　　1．斜截面抗剪承載力</p><

107、p>　?。?）主梁截面尺寸，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.10條規(guī)定</p><p><b>　　上式右邊</b></p><p>　　故主梁的T形截面尺寸符合要求。</p><p>　?。?）抗剪承載力驗(yàn)算</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》5.2.10規(guī)定，若符合下列公式時(shí)，則不進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算： </p&

108、gt;<p><b>　　上式右邊</b></p><p>　　故需要進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算。</p><p>　　由下列公式設(shè)計(jì)抗剪鋼筋</p><p>　　式中： －斜截面受拉縱向鋼筋的配筋率</p><p>　　m－剪跨比,,支點(diǎn)截面，</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用箍筋直徑為4肢

109、，其間距，則配箍率為。</p><p>　　將數(shù)值代入上式，得到</p><p><b>　　滿(mǎn)足抗剪要求。</b></p><p>　　2斜截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　由于鋼束均勻錨固于梁端，數(shù)量上沿跨長(zhǎng)方向沒(méi)有變化，且彎起角度緩和，斜截面抗彎強(qiáng)度一般不做為控制設(shè)計(jì)，故不再驗(yàn)算。</p><

110、;p>　　4.5.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算</p><p>　　一．正截面抗裂驗(yàn)算 正截面抗裂驗(yàn)算見(jiàn)表4.23</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》6.3.1條，對(duì)于預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列</p><p><b>　　要求：</b></p><p><b>

111、;　　， ，</b></p><p>　　式中：－在短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣砼的法向拉應(yīng)力</p><p>　　表4.23 正截面抗裂驗(yàn)算表</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　二．斜截面抗裂驗(yàn)算</b></p><p>　

112、　《公預(yù)規(guī)》6.3.1條，對(duì)于預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件，在作用短期組合下，斜截面混凝土的主拉應(yīng)力，應(yīng)符合下列要求：</p><p>　　式中：－由短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的砼主拉應(yīng)力，按下式計(jì)算</p><p>　　式中：－在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的砼法向應(yīng)力</p><p>　?。谟?jì)算主應(yīng)力點(diǎn)由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的砼剪應(yīng)力</p&

113、gt;<p>　　圖4.24 截面驗(yàn)算節(jié)線(xiàn)點(diǎn)</p><p><b>　　計(jì)算見(jiàn)表4.25</b></p><p>　　表4.25 計(jì)算見(jiàn)表</p><p><b>　　計(jì)算見(jiàn)表4.26 </b></p><p>　　表4.26 計(jì)算表</p><p>&

114、lt;b>　　計(jì)算見(jiàn)表4.27</b></p><p><b>　　表4.27 計(jì)算表</b></p><p><b>　　都符合 </b></p><p>　　4.5.3持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　一截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　

115、　《公預(yù)規(guī)》7.1.5條，使用階段正截面應(yīng)力符合下列要求</p><p>　?。瓨?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下混凝土的法向壓應(yīng)力</p><p>　?。A(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力</p><p><b>　?。瓨?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合彎矩</b></p><p>　　二．預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》7

116、.1.5條，使用階段預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力應(yīng)符合下列要求</p><p>　?。鄢款A(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力</p><p>　?。瓨?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的拉應(yīng)力，按下式計(jì)算</p><p>　?。謩e為鋼束重心到截面凈軸和換軸的距離，即</p><p><b>　　，</b></p><p&g

117、t;　　－標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土的法向拉應(yīng)力</p><p>　　正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算見(jiàn)表4.28</p><p>　　表4.28正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算表</p><p>　　計(jì)算上緣最大壓應(yīng)力時(shí)，為荷載標(biāo)準(zhǔn)值的最大彎矩組合，計(jì)算下緣最大應(yīng)力時(shí)，為最小彎矩組合，即活載效應(yīng)為0。由表可知，，符合規(guī)范要求</p><p>　　預(yù)應(yīng)力

118、筋拉應(yīng)力驗(yàn)算見(jiàn)表4.29</p><p>　　表4.29預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗(yàn)算表</p><p>　　由表計(jì)算可知，，都符合規(guī)范要求。</p><p>　　三．預(yù)加應(yīng)力階段驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》7.2.8條，施工階段正截面應(yīng)力應(yīng)符合： </p><p>　　式中： --預(yù)加力階段混凝土的法向壓應(yīng)力，拉應(yīng)

119、力</p><p>　　下表示出預(yù)加力階段混凝土法向應(yīng)力的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.30</p><p>　　表4.30 預(yù)加力階段混凝土法向應(yīng)力的計(jì)算表</p><p>　　4.30 預(yù)加力階段混凝土法向應(yīng)力的計(jì)算表</p><p>　　4.6主梁端部的局部承壓驗(yàn)算</p><p>　　后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁的端部，由于錨頭集

120、中力的作用，錨下混凝土將承受很大的局部應(yīng)力，它可能使梁端產(chǎn)生縱向裂縫。設(shè)計(jì)時(shí)，除了在錨下設(shè)置鋼墊板和鋼筋網(wǎng)符合構(gòu)造要求外，還應(yīng)驗(yàn)算其在預(yù)應(yīng)力作用下的局部承壓強(qiáng)度并進(jìn)行梁端的抗裂計(jì)算。</p><p>　　4.6.1局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　錨下鋼墊板布置見(jiàn)圖4.31</p><p>　　圖4.31 錨下鋼墊板布置圖</p><p&g

121、t;　　如圖所示，在錨固端設(shè)置兩塊厚20mm的鋼墊板，即在的上部2根鋼束錨下設(shè)置200×962mm的墊板1；在下部的4根鋼束下設(shè)置350×766mm的墊板2。在墊板下等于梁高（230cm）的范圍內(nèi)并且布置21層φ8的間接鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的間距為10cm，根據(jù)錨下鋼墊板的布置情況，分上、下兩部分各自驗(yàn)算混凝土局部承壓強(qiáng)度。計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　式中：</b&g

122、t;</p><p>　　Nc—局部承壓時(shí)的縱向力，在梁端鋼墊板中，考慮除最后張拉的一束為控制應(yīng)力外，其余各束均為傳力錨固應(yīng)力，可計(jì)算出墊板的Nc各為1171800N</p><p>　　β—混凝土局部承壓時(shí)的縱向力，按下式計(jì)算：</p><p><b>　　β=</b></p><p>　　Ad—局部承壓的計(jì)算底面積（

123、扣除孔道面積）；</p><p>　　Ac—局部承壓（扣孔道）面積；</p><p>　　βhe—配置間接鋼筋時(shí)局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)，按下式計(jì)算：</p><p>　　Ahe—包羅在鋼筋網(wǎng)配筋范圍內(nèi)的混凝土核心面積；</p><p>　　Ra—混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，對(duì)于40號(hào)混凝土，Ra=23.0MPa，考慮在主梁混凝土達(dá)到90%強(qiáng)度時(shí)開(kāi)始張拉

124、鋼束，所以=0.9 Ra=20.7MPa；</p><p>　　Rg—間接鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，對(duì)于Ⅰ級(jí)鋼筋Rg=240MPa；</p><p>　　μt—間接鋼筋的體積配筋率，對(duì)于方格鋼筋網(wǎng)</p><p>　　n1、aj1和n2、aj2—鋼筋網(wǎng)分別沿縱橫方向的鋼筋數(shù)即單鋼筋的截面積；</p><p><b>　　s—鋼筋網(wǎng)的間距。&

125、lt;/b></p><p><b>　　對(duì)于鋼墊板</b></p><p><b>　　508.15cm2</b></p><p>　　=151.20cm2</p><p>　　=388.08cm2</p><p><b>　　強(qiáng)度系數(shù)為：</b>

126、;</p><p>　　間接鋼筋體積配筋率：</p><p>　　把計(jì)算數(shù)值代入上述公式得：</p><p>　　公式右邊==572760.7kN>Nc，符合要求。</p><p>　　4.6.2梁端局部承壓的抗裂驗(yàn)算</p><p><b>　　計(jì)算公式如下：</b></p>

127、<p>　　Nc≤0.09α(ARl+45Ag)</p><p>　　式中：Nc—考慮局部承壓時(shí)的縱向力（KN），數(shù)值與前節(jié)計(jì)算的相同；</p><p>　　α—系數(shù)，按下式計(jì)算：</p><p>　　V—與墊板形式及構(gòu)件相對(duì)尺寸有關(guān)的系數(shù)，取V=2；</p><p>　　λ—局部承壓板垂直于計(jì)算截面（受剪面）方向的邊長(zhǎng)與間接配筋

128、之比；</p><p>　　A—梁端部區(qū)段沿荷載軸線(xiàn)切割的計(jì)算截面積,其中應(yīng)扣除孔道沿荷載軸線(xiàn)的截面面積（cm2）；</p><p>　　Ag—通過(guò)計(jì)算截面A的間接鋼筋截面積（cm2）；</p><p>　　R1—混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa），考慮40號(hào)混凝土達(dá)90%強(qiáng)度時(shí)張拉鋼束，則：</p><p><b>　　對(duì)于鋼墊板<

129、;/b></p><p><b>　　A=708cm2</b></p><p><b>　　代入計(jì)算公式：</b></p><p>　　右邊=0.09α(AR1+45Ag)=544514.1kN>Nc</p><p><b>　　符合要求。</b></p>

130、;<p><b>　　4.7主梁變形驗(yàn)算</b></p><p>　?。ㄒ唬?gòu)件在短期荷載作用下的撓度</p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p>　　式中：：構(gòu)件截面開(kāi)裂彎矩</p><p>　　其中受彎構(gòu)件邊緣的有效預(yù)壓力，r 為受拉區(qū)砼塑性系數(shù)</p&g

131、t;<p>　　M盤(pán) =M/1+μ=1497.96kN.M M盤(pán)1= MK + M盤(pán)=1497.96kN.m</p><p>　　Mg+p1=3639.28 kN.M </p><p>　　由前面計(jì)算出的結(jié)果則：=42.05Mpa r=1.717</p><p>　　=2347681000(42.05+1.7172.6)=10921