預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支t梁(20m)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p>　　工程概況及橋型方案比選</p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　1.1.1 基本條件</p><p>　　本工程位于隆回縣橫板橋鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)橋梁的河床斷面標(biāo)高如表1.1所示。</p><p>　　表1.1 隆回縣東南橋河床斷面標(biāo)高(m)</p>&l

2、t;p>　　1.1.2 地質(zhì)條件</p><p>　　地面以下2.0m為砂卵石層，承載力基本容許值為300KPa，卵石層以下6m為中風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r，承載力基本容許值為2000KPa。設(shè)計(jì)洪水高程為198.50m，常水位高程為196.28m。地震烈度為6度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。</p><p>　　圖1.1 某農(nóng)村渡改橋河床斷面標(biāo)高圖（單位：m）</p>

3、<p>　　1.2 編制方案和擬定橋型圖示</p><p>　　1.2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋</p><p>　　簡(jiǎn)支梁橋是梁橋中應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種橋型。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，最易設(shè)計(jì)成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑胡裝配式結(jié)構(gòu)；施工工序少，架設(shè)方便；造價(jià)比較低，施工周期相對(duì)其它橋梁要短；結(jié)構(gòu)美觀，安全性好；在多孔簡(jiǎn)支梁橋中，由于各跨構(gòu)造和尺寸劃一，可簡(jiǎn)化施工管理工作，降低施工費(fèi)用；因

4、相鄰橋孔各自單獨(dú)受力，橋墩上需要設(shè)置相鄰簡(jiǎn)支梁的兩個(gè)基本點(diǎn)支座；簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造較易處理而常被選用。</p><p>　　簡(jiǎn)支梁橋的靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形等的影響，因而能在地基較差的橋位上建橋。</p><p>　　簡(jiǎn)支梁的設(shè)計(jì)主要受跨中正彎距的控制。在鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋中，經(jīng)濟(jì)合理的常用跨徑在20m以下。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的常用跨徑載40m以下。</p><

5、;p>　　圖1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋</p><p>　　1.2.2 預(yù)應(yīng)力空心板橋</p><p>　　板橋的承重結(jié)構(gòu)是矩形截面的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土板，其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，而且建筑高度較小。對(duì)于高等級(jí)公路和城市立交工程，板橋又以機(jī)易滿足斜、彎、坡及S形、喇叭形等特殊要求的特點(diǎn)而受到重視。</p><p>　　從力學(xué)性能上分析，位

6、于受拉區(qū)域的混凝土材料不但不能發(fā)揮作用，反而增大了結(jié)構(gòu)的自重，當(dāng)跨度稍大時(shí)就顯得笨重而不經(jīng)濟(jì)。板橋大多為小跨徑。從橋梁空心板橋的發(fā)展來看，空心板橋所用水泥相對(duì)較少，所用鋼材比T梁要大，16m至20m都用先張法預(yù)應(yīng)力空心板橋，其高跨比在1/18左右，板寬一般是1m。</p><p>　　板橋跨徑超過一定限度時(shí)，截面的增高使自重加大。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋常用跨徑范圍為8～16m。空心板較同跨徑的實(shí)心板質(zhì)量輕，運(yùn)輸安裝

7、方便，而建筑高度又較同跨徑的T梁小，一般板厚為0.4～0.7m。板橋以它美觀的結(jié)構(gòu)和可靠的安全性，以及較短的施工周期和較少的造價(jià)，從而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)階段的中小橋。</p><p>　　圖1.3 預(yù)應(yīng)力空心板橋</p><p><b>　　石拱橋</b></p><p>　　拱橋的跨越能力大，能充分做到就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比，可以

8、節(jié)省大量的鋼材和水泥；能耐久，而且養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，承載能力大；外形美觀，構(gòu)造較簡(jiǎn)單，尤其是圬工拱橋，技術(shù)容易掌握，有利于廣泛采用。</p><p>　　如果要在地質(zhì)條件不好的地區(qū)修建拱橋時(shí)，就可從結(jié)構(gòu)體系上、構(gòu)造形式上采取措施，或利用輕質(zhì)材料來減輕結(jié)構(gòu)物的自重，或設(shè)法提高地基承載能力等。為了節(jié)約勞動(dòng)力、加快施工進(jìn)度，可采用預(yù)制構(gòu)件及無支架施工。這些措施更加擴(kuò)大了拱橋的使用范圍，提高了拱橋的跨越能力?？傊?，今后拱橋仍將

9、是我國(guó)公路橋梁的一種主要形式。</p><p><b>　　圖1.4 石拱橋</b></p><p>　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和最佳方案的確定</p><p>　　觀橋梁的發(fā)展，從安全考慮石拱橋用的已經(jīng)越來越少；空心板橋安全性比石拱橋要高，但比起梁橋又稍差；連續(xù)梁橋?qū)蛳聝艨找蟾撸靸r(jià)高；預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋在小橋中用途最廣，由于T梁可以預(yù)制，

10、施工速度比同類型橋梁要快等許多優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋。</p><p><b>　　上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料和結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　(1)設(shè)計(jì)跨徑

11、：標(biāo)準(zhǔn)跨徑20.00m（墩中心距離），簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑(相鄰支座中心距離)19.50m，主梁全長(zhǎng)19.96m。</p><p>　　(2)荷載：公路—II級(jí)</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)行車車速：20km/h</p><p>　　(4)坡度：縱坡1%,橫坡2%</p><p>　　(5)設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100</p><

12、p><b>　　(6)航度等級(jí)：無</b></p><p><b>　　(7)材料及工藝：</b></p><p>　　混凝土：主梁采用C40混凝土,橋面鋪裝層采用C40防水混凝土;T梁鉸縫、搭板等構(gòu)件采用C40混凝土;防撞欄桿采用C30混凝土。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束：采用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線,抗拉強(qiáng)度,彈性

13、模量,張拉控制應(yīng)力,單束張拉噸位18.4t。</p><p>　　普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用HRB335,Rbg=335Mpa,小于12mm采用R235,Rbg=235Mpa。</p><p>　　鋼板和角鋼：制作錨頭下支承墊板、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)鋼鋼板。</p><p>　　按后張法工藝制作主梁，采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳

14、素結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具，錐形錨具外徑110mm，高度53mm，錨孔直徑57mm；預(yù)留孔道采用直徑50mm抽拔橡膠管。</p><p><b>　　(8)設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　《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》JTGD62-2004以下簡(jiǎn)稱《公預(yù)規(guī)》。</p><p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004以下簡(jiǎn)

15、稱《橋規(guī)》。</p><p><b>　　橫截面布置</b></p><p>　　(1)主梁間距和主梁片數(shù)</p><p>　　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)ρ很有效，故在許可的條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。但標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要為配合各種橋面寬度，使橋梁標(biāo)準(zhǔn)化而采用統(tǒng)一的主梁間距。由《公預(yù)規(guī)》 第9.9.

16、3條規(guī)定選取主梁間距1.5m(留2 cm工作縫，T梁上翼沿寬度為148cm),片數(shù)為3片。</p><p><b>　　(2)主梁尺寸擬定</b></p><p><b>　?、僦髁焊叨?lt;/b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25，本設(shè)計(jì)取1.24 m。</p&g

17、t;<p><b>　?、谥髁焊拱搴穸?lt;/b></p><p>　　在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板處因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)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。標(biāo)準(zhǔn)圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度80cm。在跨中區(qū)段,鋼束主要布置在梁的下緣,以形成較大的內(nèi)力偶臂,故在梁腹板下部設(shè)置馬蹄,以利數(shù)量較多的鋼束布置,設(shè)計(jì)實(shí)踐表明馬蹄面

18、積與截面面積以10%～20%為宜,馬蹄寬32cm,高18cm。</p><p><b>　　(3)翼板尺寸擬定</b></p><p>　　翼板的高度由主梁間距決定,考慮主梁間必須留工作縫,故取翼板寬度1.48m,施工縫寬2cm。</p><p>　　(4)橫截面沿跨長(zhǎng)度變化</p><p>　　橫截面沿跨長(zhǎng)變化,主要考

19、慮預(yù)應(yīng)力鋼束在梁內(nèi)布置的要求,以及錨具布置的要求,故為配合鋼束的彎起而從四分點(diǎn)開始向支點(diǎn)逐漸抬高,同時(shí)腹板的寬度逐漸加厚。</p><p><b>　　(5)橫隔梁設(shè)置</b></p><p>　　為了增強(qiáng)主梁間的橫向連接剛度，除設(shè)置端橫隔梁外，還設(shè)置3片中橫隔梁，間距為4×4.875m，共5片，采用開洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm，翼板

20、根部加到18cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹板連接和順，在截面</p><p>　　轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角，以減小局部應(yīng)力和便于脫模。</p><p>　　根據(jù)以上擬定的主梁尺寸,見右圖2.1所示,進(jìn)行主梁截面幾何特性計(jì)算,為主梁內(nèi)力計(jì)算做好準(zhǔn)備,跨中</p><p>　　截面幾何特性見表2.1所示。</p><p>　　圖2.1 預(yù)制梁跨

21、中截面圖</p><p>　　表2.1 主梁跨中截面何特性計(jì)算表 </p><p><b>　　主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　主梁的內(nèi)力計(jì)算包括恒載內(nèi)力計(jì)算和活載內(nèi)力計(jì)算。計(jì)算的控制截面右跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)和支點(diǎn)截面。主梁和橫隔梁、混凝土面層的重度均為25，每側(cè)欄桿的重力

22、為1.52。</p><p><b>　　恒載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b>　　(1)恒載集度</b></p><p><b>　　主梁：</b></p><p><b>　　橫隔梁：</b></p><p><b

23、>　　對(duì)于邊主梁 </b></p><p><b>　　對(duì)于中主梁 </b></p><p><b>　　橋面鋪裝層：</b></p><p><b>　　欄桿：</b></p><p>　　作用于邊主梁的全部恒載集度g為：</p><p

24、>　　作用于中主梁的全部恒載集度g為：</p><p><b>　　(2)恒載內(nèi)力</b></p><p>　　計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力，用材料力學(xué)中的公式計(jì)算，各計(jì)算截面的剪力和彎矩值列于表2.2所示。</p><p>　　表2.2 ①號(hào)主梁恒載內(nèi)力</p><p><b>　　活載內(nèi)力計(jì)算</b

25、></p><p>　　由于上述橋梁屬于單車道小橋，不考慮人行道荷載，所以活載內(nèi)力主要由可變荷載中的汽車荷載產(chǎn)生。</p><p>　　主梁活載內(nèi)力計(jì)算分為兩步：第一步求某一主梁的荷載橫向分布系數(shù)m；第二步應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線，將荷載P乘以橫向分布系數(shù)后，在縱向按不利位置的內(nèi)力影響線上加載，求得主梁最大活載內(nèi)力。根據(jù)《橋規(guī)》要求，對(duì)汽車荷載還必須考慮沖擊力的影響。</p>

26、<p>　　支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　如圖2.2所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線進(jìn)行布載，①號(hào)、②號(hào)梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下：</p><p>　?、偬?hào)主梁活載橫向分布系數(shù) 公路—II級(jí)： </p><p>　　②號(hào)主梁活載橫向分布系數(shù) 公路—II級(jí)： </p>&l

27、t;p>　　圖2.2　支點(diǎn)的橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）</p><p>　　(a)橋梁橫截面；（b)①號(hào)梁橫向影響線；（c)②號(hào)梁橫向影響線</p><p>　　(2)跨中的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　由圖2.2可知，此橋設(shè)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為</p><p>　　故可按偏心壓力法來計(jì)算橫向分布

28、系數(shù)，其步驟如下：</p><p>　?、偾蠛奢d橫向分布影響線豎標(biāo)</p><p>　　本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù) n=3，梁間距1.50m，則</p><p>　　則①號(hào)主梁在兩個(gè)邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：</p><p>　　則②號(hào)主梁在兩個(gè)邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：</p><p>　　②繪出荷

29、載橫向分布影響線</p><p>　　在最不利位置布載，如圖2.3，其中Δ為0。</p><p>　　圖2.3　荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）</p><p>　　a)橋梁橫斷面；b)①號(hào)主梁橫向分布影響線</p><p>　　荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至①號(hào)梁位的距離為x,可按比例關(guān)系求得：</p><p>

30、;<b>　　；解得x=2.5m</b></p><p>　　并據(jù)此計(jì)算出對(duì)應(yīng)個(gè)荷載點(diǎn)的影響線豎標(biāo)和。</p><p>　?、塾?jì)算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　在中間橫隔梁剛度相當(dāng)大的窄橋上，在沿橫向偏心布置的汽車荷載作用下，總是靠近汽車荷載一側(cè)的邊主梁受載最大。則①號(hào)梁的最不利布載受載最大。</p><p>　

31、　則①號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)分別計(jì)算如下：</p><p><b>　　汽車荷載 </b></p><p>　　則②號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù) </p><p>　　求得①號(hào)主梁和②號(hào)主梁的各種荷載橫向分布系數(shù)后，就可得到各類荷載分布至該梁的最大荷載值。</p><p>　　橫向分布系數(shù)匯總?cè)绫?.3所示。<

32、;/p><p>　　表2.3　荷載橫向分布系數(shù)匯總</p><p><b>　　(3)計(jì)算活載內(nèi)力</b></p><p>　　在活載內(nèi)力計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎距時(shí)，均采用統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也按不變化的來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中

33、在支點(diǎn)附近而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(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)用與值用直線內(nèi)插法，期于區(qū)段取值。</p><p>　　計(jì)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，計(jì)算公式為：</p><p><b>　　對(duì)于汽車荷載：</b></p><p>　　均布荷載和內(nèi)力

34、影響線面積計(jì)算如表2.4所示</p><p>　　表2.4　均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算</p><p>　?、诠贰狪I級(jí)集中荷載計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算彎距效應(yīng)時(shí)：</b></p><p><b>　　計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：</b></p><p>　　③計(jì)算沖擊

35、系數(shù)和車道拆減系數(shù)</p><p>　　按《橋規(guī)》第4.3.2條規(guī)定汽車荷載在T梁上的沖擊系數(shù)采用1.3。本設(shè)計(jì)按兩車道設(shè)計(jì)，不拆減，則。</p><p>　　④計(jì)算①號(hào)主梁的 、、、，數(shù)據(jù)如表2.5所示。</p><p>　　表2.5　①號(hào)主梁彎距和剪力計(jì)算表</p><p>　　由于①號(hào)主梁和②號(hào)主梁只有跨中的橫向分布系數(shù)不相同，則②號(hào)主

36、梁的彎矩和剪力結(jié)果如下：</p><p><b>　　,。</b></p><p>　?、萦?jì)算支點(diǎn)截面荷載最大剪力</p><p>　　繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖2.4所示。</p><p>　　=1.0=0.833</p><p>　　圖2.4　汽車荷載支點(diǎn)剪力計(jì)

37、算圖示（尺寸單位：m）</p><p>　　(a)主梁縱斷面圖；（b)車輛荷載作用下支點(diǎn)剪力的荷載橫向分布系數(shù)沿跨長(zhǎng)分布圖；（c)車輛集中荷載和均布荷載的布置；（d)支點(diǎn)截面剪力影響線圖.</p><p>　　可知①號(hào)主梁汽車荷載的支點(diǎn)剪力為：</p><p><b>　　=162.28kN</b></p><p>　　

38、可知②號(hào)主梁汽車荷載的支點(diǎn)剪力為：</p><p><b>　　=148.06kN</b></p><p><b>　　主梁內(nèi)力組合</b></p><p>　　為了按各種極限狀態(tài)來設(shè)計(jì)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土梁，需要確定主梁沿橋跨結(jié)構(gòu)各個(gè)截面的計(jì)算內(nèi)力。它就是將各種作用效應(yīng)乘以相應(yīng)的系數(shù)后，按《橋規(guī)》規(guī)定進(jìn)行效應(yīng)組合而得

39、到的內(nèi)力值。</p><p>　　根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載組合時(shí)，基本組合的效應(yīng)組合表達(dá)式為：</p><p>　　式中：、—分別為汽車荷載和人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　?、偬?hào)主梁截面的彎矩 </p><p>　?、偬?hào)主梁截面的彎矩 </p>

40、;<p>　　①號(hào)主梁截面的剪力 </p><p>　?、偬?hào)主梁支點(diǎn)截面的剪力 </p><p>　?、谔?hào)主梁截面的彎矩 </p><p>　?、谔?hào)主梁截面的彎矩 </p>&

41、lt;p>　?、谔?hào)主梁截面的剪力 </p><p>　?、谔?hào)主梁支點(diǎn)截面的剪力 </p><p>　　2.2.4 彎矩和剪力包絡(luò)圖</p><p>　　根據(jù)上述主梁內(nèi)力組合繪制①號(hào)主梁和②號(hào)主梁的彎矩和剪力包絡(luò)圖如圖2.5和2.6所示。</p><p>　

42、　圖2.5 ①號(hào)主梁和②號(hào)主梁的彎矩包絡(luò)圖(單位:)</p><p>　　圖2.6 ①號(hào)主梁和②號(hào)主梁的剪力包絡(luò)圖(單位:)</p><p>　　2.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置</p><p>　　2.3.1 跨中截面鋼束的估算與確定</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度條

43、件。以下就跨中截面在各種荷載組合下，分別按照上述要求對(duì)各主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些鋼束數(shù)的多少確定各梁的配束。</p><p>　　由《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》有：</p><p>　　式中：——混凝土強(qiáng)度安全系數(shù)，?。?.25；</p><p>　　——計(jì)算彎矩，由主梁荷載組合可得＝1871.23,為設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，這里取＝0.76計(jì)算，由此可得：</p>

44、;<p>　　每束為49φs5mm，面積為，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋼束數(shù)為：。</p><p>　　按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)</p><p>　　對(duì)于簡(jiǎn)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(shí)，則得到鋼束數(shù)n的估算公式：</p><p>　　式中：—使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩；</p><p>　　—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

45、，在這里取；</p><p>　　—一根49φs5的鋼束截面積，即。</p><p>　　在主梁內(nèi)力計(jì)算中已經(jīng)計(jì)算出跨中截面，，初估，則鋼束偏心距。</p><p><b>　?、偬?hào)梁</b></p><p><b>　?、谔?hào)梁 </b></p><p>　　按承載能力極限

46、狀態(tài)估算鋼束數(shù)</p><p>　　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)度時(shí)，應(yīng)力圖式呈矩形，預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為：</p><p>　　式中：——經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計(jì)算彎矩；</p><p>　　——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)，在這里??；</p><p>　　——主梁有效

47、高度，即。</p><p><b>　?、偬?hào)梁 </b></p><p><b>　　②號(hào)梁 </b></p><p>　　對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁，希望在彈性階段工作，同時(shí)邊主梁與中間主梁所需的鋼束數(shù)相差不多，為方便鋼束布置和施工，同時(shí)為了更安全，主梁統(tǒng)一確定為3束。</p><p><b>

48、　　預(yù)應(yīng)力鋼束布置</b></p><p>　　確定跨中及錨固端截面的鋼束布置</p><p>　　本例采用直徑5cm波紋管，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，盡可能使鋼束重心偏心距大些。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，在布置鋼束同時(shí)，首先必須滿足構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距≥，梁底凈距≥，梁側(cè)凈距≥，由此可直接得出鋼束群重心到梁底距離為：</p><p&g

49、t;　　為了方便張拉操作，將所有的鋼束都錨固在梁端。對(duì)于錨固端截面，鋼束布置考慮以下兩方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束重心盡可能靠近截面形心，使界面均勻受壓；二是考慮錨頭布置得可能性，以滿足張拉操作方便等要求。按著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，鋼束群重心至梁底距離為：</p><p>　　為檢驗(yàn)上述布置得鋼束群重心位置，可繪制全預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的束界，以確保鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。<

50、/p><p>　　鋼束起彎角和線形的確定</p><p>　　確定鋼束起彎角時(shí)，既要顧到因其彎起所產(chǎn)生的豎向剪力有足夠的數(shù)量，又要考慮到由其增大而導(dǎo)致摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。為此，本例將錨固端截面分成上下兩部分，上部鋼束的彎起角初定為10º，相應(yīng)的鋼束豎向間距為30cm。</p><p>　　為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工，所有鋼束布置得線形均選用兩端為圓弧線中間再加一段直

51、線，并且整根束道布置在同一個(gè)豎直面內(nèi)。</p><p><b>　　鋼束幾何計(jì)算</b></p><p>　　錨固點(diǎn)到支座中線的水平距離，由圖可知求得一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度、直線長(zhǎng)度與兩端張拉的工作長(zhǎng)度之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2.6所示。</p><p>　　表2.6 鋼束長(zhǎng)度</p>

52、<p>　　計(jì)算主梁截面幾何特性</p><p>　　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時(shí)管道尚未壓漿，由預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面（不計(jì)構(gòu)造鋼筋的影響）計(jì)算；在使用階段，預(yù)留管道已經(jīng)壓漿，認(rèn)為管束與混凝土結(jié)合良好，故按換算截面計(jì)算。跨中截面、支點(diǎn)截面、截面的凈截面與換算截面幾何特性列表進(jìn)行計(jì)算，如表2.7所示。</p><p>　　表2.7 主梁截面幾何特性</

53、p><p><b>　　鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算</b></p><p>　　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）與后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絲應(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。</p>

54、<p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁的摩擦損失</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第6.2.2條規(guī)定，計(jì)算公式為：</p><p>　　對(duì)于跨中截面 ， ，，，跨中截面各鋼束摩擦應(yīng)力損失見表2.8所示。</p><p>　　表2.8 跨中截面摩擦應(yīng)力損失的計(jì)算</p><p>　　錨具變形、鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失</p>

55、;<p>　　按《公預(yù)規(guī)》第6.2.3條規(guī)定, 可按平均值計(jì)算</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　其中，由表查得，錐形錨具為6mm，兩端同時(shí)張拉，則；取各鋼束錨固點(diǎn)間的平均長(zhǎng)度計(jì)算，（各束錨固點(diǎn)距支座中心線平均距離為22.34cm），故</p><p>　　2.4.3 分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)

56、力損失</p><p>　　混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失取按應(yīng)力計(jì)算需要控制的截面進(jìn)行計(jì)算。也可直接按簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算，即此項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失，對(duì)于簡(jiǎn)支梁一般可取截面按以下公式進(jìn)行計(jì)算，并以其計(jì)算結(jié)果作為全梁各鋼束的平均值。公式如下：</p><p>　　式中：——張拉批數(shù)；；</p><p>　　——按實(shí)際張拉時(shí)混凝土的標(biāo)號(hào)計(jì)算得。</p><p&g

57、t;<b>　　其中</b></p><p>　　鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第6.2.5.1條規(guī)定, 預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線可按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中： ——張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，；超張拉時(shí)，；</p><p>　　——鋼筋松馳系數(shù),Ⅰ級(jí)松馳(普通松馳),;Ⅱ級(jí)松馳(低松馳)

58、, ;</p><p>　　——傳力錨具時(shí)的鋼筋預(yù)應(yīng)力，對(duì)后張法構(gòu)件；對(duì)先張法構(gòu)件，對(duì)先張法構(gòu)件。</p><p>　　2.4.5 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 </p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第6.2.7-1條規(guī)定，由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失，可按下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中：——構(gòu)

59、件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力（Mpa），應(yīng)按本規(guī)范第6.1.5條和第6.1.6條規(guī)定計(jì)算。此時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失值僅考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固時(shí)(第一批)的損失，普通鋼筋應(yīng)力應(yīng)取為0，值不得大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的0.5倍。計(jì)算時(shí)，可根據(jù)構(gòu)件制作情況考慮自重的影響；</

60、p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量；</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋配筋率；</p><p>　　A——構(gòu)件截面面積，對(duì)先張法，;對(duì)后張法構(gòu)件，。此處，為換算，為凈截面；</p><p>　　I——截面回轉(zhuǎn)半徑，，先張法構(gòu)件取后

61、張法構(gòu)件取, 此處，和分別為換算截面慣性矩和凈截面慣性矩；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心軸的距離；</p><p>　

62、　——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨具齡期為t時(shí)的徐變系數(shù)，其終極值可按《公預(yù)規(guī)》表6.2.7條取用。</p><p>　　預(yù)加內(nèi)力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總</p><p>　　表2.9 各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表</p><p>　　2.5 主梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　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)加應(yīng)力、

63、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個(gè)受力階段，為保證主梁受力可靠并予以控制，應(yīng)對(duì)控制截面進(jìn)行各個(gè)階段的強(qiáng)度及應(yīng)力驗(yàn)算。在以下兩節(jié)中，先進(jìn)行破壞階段的界面強(qiáng)度驗(yàn)算，再分別驗(yàn)算使用階段和施工階段的界面應(yīng)力。至于裂縫出現(xiàn)階段，《公預(yù)規(guī)》根據(jù)公路簡(jiǎn)支梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁在使用荷載作用下，只要截面不出現(xiàn)啦應(yīng)力就不必進(jìn)行抗裂性驗(yàn)算。</p><p>　　2.5.1 計(jì)算截面的確定</p><p

64、>　　由《公預(yù)規(guī)》第4.2.2條規(guī)定T形截面梁的翼緣有效寬度，應(yīng)按下列規(guī)定采用，內(nèi)梁的翼緣有效寬度取下列三者中的最小值：</p><p><b>　?。ㄖ髁洪g距）</b></p><p>　　從上述三個(gè)數(shù)值中取較小的值作為翼緣的有效寬度，因此。</p><p>　　2.5.2 截面受力類型判別</p><p>　

65、　故為第一類T型截面。</p><p>　　2.5.3 配筋計(jì)算</p><p>　　由于主梁的受力鋼筋全部由預(yù)應(yīng)力鋼束提供，對(duì)于普通鋼筋只起構(gòu)造作用，所以不用考慮其承載力，取普通鋼筋18B12 ()。</p><p>　　2.5.4 截面強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　在承載能力極限狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿著正截面和斜截面都有可能破壞，下

66、面則驗(yàn)算這兩類截面的強(qiáng)度。</p><p><b>　　正截面強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p><b>　?、偾笫軌簠^(qū)高度</b></p><p>　　略去構(gòu)造鋼筋的影響，由可求得所需混凝土受壓區(qū)面積為</p><p>　　說明軸位于翼緣板內(nèi)。</p><p>　　翼緣板受壓

67、區(qū)高度， </p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?、隍?yàn)算正截面強(qiáng)度</b></p><p>　　極限狀態(tài)時(shí)，受拉區(qū)全部縱向鋼筋合力作用位置</p><p><b>　　按計(jì)算時(shí)，</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋合力點(diǎn)處

68、混凝土應(yīng)力為零的預(yù)應(yīng)力鋼筋有效應(yīng)力為</p><p><b>　　按計(jì)算時(shí)，，</b></p><p><b>　　所以。</b></p><p>　　由截面法向力的平衡得</p><p>　　取，對(duì)受拉區(qū)全部縱筋合力點(diǎn)取矩，得梁正截面受彎承載力為</p><p>　　故梁正

69、截面受彎承載力滿足要求。</p><p><b>　　斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p>　?、衮?yàn)算是否需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　T形截面梁當(dāng)進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其界面尺寸應(yīng)符合《公預(yù)規(guī)》第5.2.10條規(guī)定，當(dāng)滿足條件時(shí)可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按《公預(yù)規(guī)》第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。<

70、/p><p><b>　　復(fù)核截面尺寸,， </b></p><p>　　由規(guī)范規(guī)定不用進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，只需按構(gòu)造要求配置箍筋，取直徑為A8@200mm。</p><p>　　②斜截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，由于梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束根樹沿梁跨沒有變化，不需要進(jìn)行該項(xiàng)強(qiáng)度驗(yàn)算。</p>&

71、lt;p>　　2.6 主梁截面應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　2.6.1 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　橋梁構(gòu)件的短暫狀況，應(yīng)計(jì)算其在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段混凝土截面邊緣的法向應(yīng)力。預(yù)加應(yīng)力階段指初始加力和主梁自重力共同作用的階段，對(duì)簡(jiǎn)支梁，以跨中截面上、下緣混凝土法向應(yīng)力控制。驗(yàn)算混凝土截面下緣的最大壓應(yīng)力和上緣的最大拉應(yīng)力。</p><p&

72、gt;　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第7.2.8條規(guī)定，施工階段正截面應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：</p><p>　　式中：，——與構(gòu)件制作、運(yùn)輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，本設(shè)計(jì)考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到C40時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，則，；　　　　　　　　</p><p>　　，——預(yù)加應(yīng)力階段混凝土梁跨中截面上、下緣的法向壓應(yīng)力、拉應(yīng)力，按下式計(jì)算：</p>

73、<p><b>　　上緣：</b></p><p><b>　　下緣：</b></p><p><b>　　其中：，；，，</b></p><p><b>　　，代入上式得</b></p><p><b>　　(拉)</b>

74、</p><p><b>　　(壓)</b></p><p>　　預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，故預(yù)拉區(qū)只需配置配筋率不小于0.2％的縱向鋼筋即可。因此就法向應(yīng)力而言，表明在主梁混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度可以開始張拉鋼束。</p><p>　　2.6.2　

75、持久狀況預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　(1)正截面混凝土的壓應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的正應(yīng)力，由于配設(shè)曲線筋束的關(guān)系，應(yīng)取跨中、L/4、L/8、支點(diǎn)及鋼束突然變化處（截?cái)嗷驈澇隽喉數(shù)龋┓謩e進(jìn)行驗(yàn)算。應(yīng)力計(jì)算的作用（或荷載）取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載計(jì)入沖擊系數(shù)。在此僅以跨中截面為例，其他截面均可用同樣方法計(jì)算。</p><p>　

76、　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第7.1.5條規(guī)定，受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力：</p><p><b>　　未開裂構(gòu)件 </b></p><p>　　允許開裂構(gòu)件 </p><p>　　式中：——全預(yù)應(yīng)力混凝土和A類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力； </p><p>　　——由預(yù)加

77、力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，后張法構(gòu)件按《公預(yù)規(guī)》公式（6.1.5-4）計(jì)算。</p><p>　　將數(shù)據(jù)代入上述公式計(jì)算得使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的壓應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第7.1.5條規(guī)定，受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：</p><p&g

78、t;　　未開裂構(gòu)件 </p><p>　　允許開裂構(gòu)件 </p><p>　　式中：——全預(yù)應(yīng)力混凝土和A類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力； </p><p>　　——由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，后張法構(gòu)件按《公預(yù)規(guī)》公式（6.1.5-4）計(jì)算。</p><p>　　預(yù)應(yīng)

79、力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)的普通鋼筋，其使用階段的應(yīng)力很小，可不必驗(yàn)算。</p><p>　　(3)混凝土主壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　一般取變化點(diǎn)截面計(jì)算其上梗肋、形心軸、下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力，應(yīng)滿足的要求。</p><p>　　為荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力</p><p><b>　　，

80、，</b></p><p>　　式中：——在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)加力和按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；</p><p>　　——由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土豎向壓應(yīng)力；</p><p>　　——在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的預(yù)加力和按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的剪力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力；當(dāng)計(jì)算截面作用有扭矩時(shí)，尚應(yīng)

81、計(jì)入由扭矩引起的剪應(yīng)力；對(duì)后張預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)，尚宜考慮預(yù)加力引起的次剪力；</p><p>　　——在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的縱向預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向預(yù)壓應(yīng)力，按《公預(yù)規(guī)》公式(6.1.5-1)或(6.1.5-4)計(jì)算；</p><p>　　——換算截面重心軸至計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)的距離；</p><p>　　——在同一截面上豎向預(yù)應(yīng)

82、力鋼筋的肢數(shù)；</p><p>　　、——豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋、縱向預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力；</p><p>　　——單肢豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；</p><p>　　——豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的間距；</p><p>　　b——計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)處構(gòu)件腹板的寬度；</p><p>　　——計(jì)算截面上同一彎起平面

83、內(nèi)預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的截面面積；</p><p>　　、——計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)以下（或以下）部分換算截面面積對(duì)換算截面重心軸、凈截面面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩；</p><p>　　——計(jì)算截面上預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱軸線的夾角。</p><p><b>　　3號(hào)鋼束</b></p><p><b>　　形心軸處&

84、lt;/b></p><p><b>　　1號(hào)鋼束</b></p><p>　　主壓應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果表明，3號(hào)鋼束的主壓應(yīng)力最大，為小于規(guī)范規(guī)定的限制值，說明預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　梁端錨固區(qū)的局部承壓驗(yàn)算</p><p>　　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的端部，由于錨頭集中力的作用，錨下混

85、凝土將承受很大的局部應(yīng)力，它可能使梁端產(chǎn)生縱向裂縫需進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。在設(shè)計(jì)時(shí)，除了在錨下設(shè)置的鋼束墊板和鋼筋網(wǎng)應(yīng)符合《公預(yù)規(guī)》第9.4.6條的構(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)度和梁端的抗裂計(jì)算。</p><p>　　2.7.1 局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)5束預(yù)應(yīng)力鋼束錨固點(diǎn)的分析，N1~2鋼束的錨固端局部承壓條件最不利，現(xiàn)對(duì)N2錨固端進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。為N

86、1鋼束梁端錨具及間接鋼筋的構(gòu)造布置圖。</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第5.7.1條規(guī)定，配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的截面尺寸應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　　式中：——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取1.2倍張拉時(shí)的最大壓力，本設(shè)計(jì)中，每束預(yù)應(yīng)力筋的截面積為，張拉控制應(yīng)力，則；</p><p>　　——張拉錨固時(shí)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)

87、混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于0.9×C40＝C35，查《公預(yù)規(guī)》表3.1.4可得；</p><p>　　——混凝土局部承壓修正系數(shù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下時(shí)，，本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，故取1.0 ；</p><p>　　——混凝土局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)；</p><p>　　——局部受壓時(shí)的計(jì)算底面積，按《公預(yù)

88、規(guī)》圖5.7.1確定；</p><p>　　，——混凝土局部受壓面積，當(dāng)局部受壓有孔洞時(shí)，為扣除孔洞后的面積，為不扣除孔洞的面積；對(duì)于具有喇叭管并與墊板連成整體的錨具，可取墊板面積扣除喇叭管尾端內(nèi)孔面積。本設(shè)計(jì)采用的此類錨具，喇叭管尾端內(nèi)孔直徑為50mm，所以</p><p>　　——局部受壓計(jì)算底面積；局部受壓面為邊長(zhǎng)為180mm的正方形，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》圖5.7.1所示，局部承壓計(jì)算底面

89、積為</p><p><b>　　則：　</b></p><p>　　則主梁局部受壓區(qū)的截面積尺寸滿足規(guī)范要求。</p><p>　　2.7.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第5.7.2條規(guī)定，配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：</p><p&g

90、t;　　式中：——配置間接鋼筋時(shí)局部抗壓承載力提高系數(shù)，當(dāng)時(shí)，應(yīng)取；</p><p>　　——間接鋼筋影響系數(shù)，按《公預(yù)規(guī)》第5.3.2條取用，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C50及以下時(shí)，取；</p><p>　　——方格網(wǎng)或螺旋形間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核心面積，其重心應(yīng)與的重心重合，計(jì)算按同心、對(duì)稱原則取值；可取局部受壓計(jì)算底面積范圍以內(nèi)的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋得：</

91、p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　——間接鋼筋體積配筋率；對(duì)于螺旋筋：；</p><p>　　——單根螺旋形間接鋼筋的截面面積；</p><p>　　——螺旋形間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)混凝土核心面積的直徑；</p><p>　　——螺旋形間接鋼筋的層距。</p><

92、;p>　　本設(shè)計(jì)采用的間接鋼筋為HRB335的螺旋形鋼筋，，直徑12mm，間距s=50mm，螺旋筋鋼筋中心直徑200mm。則：</p><p>　　C40混凝土。將上述各計(jì)算值代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，可得到：　　　</p><p>　　則局部抗壓承載力計(jì)算通過。</p><p>　　2.8 主梁變形計(jì)算</p><p>　　根據(jù)主

93、梁截面在使用階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁屬于部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，即主梁在使用荷載作用下載面不開裂。</p><p>　　2.8.1 短期荷載作用下主梁撓度驗(yàn)算</p><p>　　主梁計(jì)算跨徑，40號(hào)混凝土的彈性模量，為簡(jiǎn)化計(jì)算，取梁處截面的換算截面慣性矩作為全梁的平均值來計(jì)算。</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第6.5.2條規(guī)定抗彎剛度計(jì)算如下：&l

94、t;/p><p><b>　　已知：</b></p><p>　??； ；</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　2.9 行車道板內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　2.9.1 恒載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　預(yù)

95、應(yīng)力混凝土肋梁橋的橋面板(也稱行車道板)，是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板，它的構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，既保證了梁的整體作用，又將活載傳于主梁。</p><p>　　以縱向1米寬的板條進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　C40號(hào)混凝土面層：=0.15×1.0×25=3.75</p><p><b>　　T形翼緣板自重：</

96、b></p><p>　　合計(jì)：g==+=3.75+3.25=7 </p><p>　　每米寬板條的恒載內(nèi)力：</p><p><b>　　恒載彎矩：</b></p><p><b>　　剪力：</b></p><p>　　2.9.2 荷載產(chǎn)生的內(nèi)力<

97、;/p><p>　　按鉸接板計(jì)算行車道板的有效寬度如圖2.7所示。</p><p>　　由<<橋規(guī)>>可知=0.2m，=0.6m。</p><p>　　橋面鋪裝厚度為15cm，則有：</p><p>　　=+2H=0.2+2×0.15=0.50m</p><p>　　=+2H=0.6+2&

98、#215;0.15=0.90m</p><p>　　荷載對(duì)于懸臂板的有效分布寬度為:=+d+2=0.5+1.4+1.34=3.24m</p><p>　　沖擊系數(shù)采用1+=1.3，</p><p>　　作用為每米寬板條上的彎矩為： </p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p>　　圖2.

99、7　荷載有效分布寬度圖示（cm）</p><p>　　2.9.3 內(nèi)力組合</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合：</p><p>　　2.9.4 截面設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　翼緣板的高度：h=130mm；翼緣板的寬度：b=1000mm；假設(shè)鋼筋截面重心到截面受拉邊緣距離=35mm，則=95mm。</p>

100、<p>　　按<<公預(yù)規(guī)>>第5.2.2條規(guī)定：</p><p>　　解得：x=0.01153m 驗(yàn)算</p><p>　　這時(shí) </p><p>　　查有關(guān)板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表，考慮一層鋼筋為8根由規(guī)范查得可供使用的有8A12（），然后按照構(gòu)造布置構(gòu)造鋼筋。</p><p>

101、　　按<<公預(yù)規(guī)>>第5.2.9條規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，即：</p><p>　　按<<公預(yù)規(guī)>>第5.2.10條規(guī)定：</p><p>　　故不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋。</p><p>　　根據(jù)<<公預(yù)規(guī)>>第9.2.5條規(guī)定,板內(nèi)應(yīng)設(shè)置垂

102、直于主鋼筋的分布鋼筋，直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)小于200mm。因此板內(nèi)A8，間距為200mm的分布鋼筋。</p><p><b>　　承載力驗(yàn)算：　 </b></p><p><b>　　承載能力滿足要求。</b></p><p>　　2.10 橫梁內(nèi)力的計(jì)算</p><p>　　2.10.1

103、 橫隔梁彎距和剪力計(jì)算</p><p>　　(1)確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載</p><p>　　確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8　跨中橫隔梁的受載圖示</p><p>　　縱向一列輪重對(duì)中橫隔梁的計(jì)算荷載為：</p><p><b&g

104、t;　　汽車荷載</b></p><p>　　(2)繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線</p><p>　　在上面已經(jīng)算得①號(hào)主梁和②號(hào)主梁的橫向影響線豎坐標(biāo)值為：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　?、倮L制彎矩影響線</b></p><p>

105、;　　P=1作用在①號(hào)梁軸上時(shí)：</p><p>　　P=1作用在②號(hào)梁軸上時(shí)：</p><p>　　P=1作用在③號(hào)梁軸上時(shí)：</p><p>　　此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置（即所計(jì)算截面的位置），繪出影響線如圖2.9c所示。</p><p>　?、诶L制剪力影響線 </p><p>　　對(duì)于①號(hào)主梁處截面

106、的影響線計(jì)算如下。</p><p>　　P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)： ；</p><p>　　P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)： ；</p><p>　　繪出影響線如圖2.9所示。</p><p>　　圖2.9 中橫隔梁內(nèi)力影響線（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　(3)截面內(nèi)力計(jì)算

107、</b></p><p>　　將所求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響力，則得到如下結(jié)果：</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算可略不計(jì)）：</p><p>　　2.10.2 截面設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　正彎矩配筋

108、</b></p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第5.2.2條規(guī)定，取=8，則。</p><p>　　解方程，得到：，由于太小，則取。</p><p>　　由公式： 取4A10，。</p><p>　　由配筋可知截面抗彎承載力滿足要求。</p><p><b>　　(2)負(fù)彎矩的配筋</

109、b></p><p>　　由于所受彎矩較小，則負(fù)彎矩配筋選用與正彎矩相同的鋼筋，取4A10，。 </p><p><b>　　橫梁正截面含筋率：</b></p><p>　　均大于《公預(yù)規(guī)》第9.1.12條規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋率0.2%。</p><p>　　2.10.3

110、 橫梁的剪力計(jì)算與配筋</p><p>　　考慮汽車組合系數(shù)，并取提高系數(shù)為1.40，則取用的剪力效應(yīng)值為：</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第5.2.9~5.2.10條規(guī)定抗剪承載力驗(yàn)算要求：</p><p>　　計(jì)算剪力效應(yīng)，均滿足條件，橫梁不需要配置抗剪力鋼筋，只需要按構(gòu)造配筋，選取箍筋為雙肢A8，。</p><p><b>

111、　　下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　重力式橋墩設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋。標(biāo)準(zhǔn)跨徑，計(jì)算跨徑。板式橡膠支座，橋面寬度3.5+2×0.5m，設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅱ級(jí)，無人群荷載。蓋梁、防震擋塊和樁基礎(chǔ)均為30號(hào)鋼筋混凝土，支座墊石為40號(hào)鋼筋混凝土。</p><p&

112、gt;<b>　　橋墩尺寸擬定</b></p><p>　　初步擬定橋墩一般構(gòu)造圖如圖SJ—7所示，其中樁的長(zhǎng)度為15m，最低點(diǎn)的標(biāo)高為185.28m。</p><p><b>　　橋墩蓋梁計(jì)算</b></p><p><b>　　外力計(jì)算</b></p><p>　　外力包括

113、上部結(jié)構(gòu)恒載支點(diǎn)反力、蓋梁自重和活載。活載的布置要使各種效應(yīng)組合為橋上最不利情況，求出支點(diǎn)最大反力作為蓋梁的活載。</p><p><b>　　(1)上部構(gòu)造恒載</b></p><p>　　由主梁計(jì)算可知:主梁和橫隔梁的自重，欄桿、橋面鋪裝，那么主梁主梁、橫隔梁、橋面鋪裝和欄桿等每延米重量為，每跨共重922.14kN，那么作用于一個(gè)橋墩所有支座上的反力共計(jì)：＝922

114、.14。</p><p>　　(2)蓋梁、墊石自重</p><p><b>　　(3)車輛荷載</b></p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載，車輛荷載和車道荷載的作用不得疊加。四級(jí)公路上重型車輛少時(shí)，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路—Ⅱ級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以0.8的折減系數(shù)，

115、車輛荷載的效應(yīng)可乘以0.7的折減系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)集中荷載作用在蓋梁中線時(shí)為最為不利</p><p><b>　　(4)汽車沖擊力</b></p><p><b>　　(5)汽車制動(dòng)力</b></p><p>　　汽車制動(dòng)力是汽車在橋上剎車時(shí)為克服其慣性力而在車輪與路面之間發(fā)生滑動(dòng)摩擦力

116、。由《橋規(guī)》第4.3.6條規(guī)定：一個(gè)設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力按車道荷載在加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的10%計(jì)算，公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力不得小于90kN。</p><p>　　取 ；</p><p>　　制動(dòng)力的方向就是行車方向，其著力點(diǎn)在支座底座面上。</p><p><b>　　(6)風(fēng)力</b>&l

117、t;/p><p>　　由于風(fēng)力對(duì)蓋梁的影響非常小，可以忽略不計(jì)，故不考慮。</p><p><b>　　(7)支座摩阻力</b></p><p>　　相鄰兩孔跨徑相等，由溫度產(chǎn)生的支座摩阻力可相互抵消，故不考慮支座摩阻力影響。</p><p><b>　　內(nèi)力計(jì)算</b></p><

118、p>　　公路橋樁柱式墩臺(tái)的蓋梁通常采用雙懸臂式，計(jì)算時(shí)的控制截面選取支點(diǎn)和跨中截面。在計(jì)算支點(diǎn)負(fù)彎矩時(shí)，采用非對(duì)稱布置荷載與恒載的反力；在計(jì)算跨中正彎矩時(shí)，采用對(duì)稱布置活載與恒載反力。橋墩沿縱向的水平力以及當(dāng)蓋梁在沿橋縱向設(shè)置兩排支座時(shí)，上部結(jié)構(gòu)活載的偏心力對(duì)蓋梁將產(chǎn)生扭矩，應(yīng)予以計(jì)入。</p><p>　　橋臺(tái)的蓋梁計(jì)算，一般可不考慮背墻與蓋梁共同受力，此時(shí)背墻僅起擋土墻作用。必要時(shí)也可考慮背墻與蓋梁的共

119、同受力，蓋梁按L形截面計(jì)算。橋臺(tái)耳墻視為單懸臂固端梁，水平方向承受土壓力及活載水平壓力。</p><p>　　由外力計(jì)算的荷載組合可知跨中彎矩：</p><p>　　(1)雙孔滿載：（上部結(jié)構(gòu)重力+蓋梁重力+車輛荷載+沖擊力+制動(dòng)力）</p><p>　　(2)單孔滿載：（上部結(jié)構(gòu)重力+蓋梁重力+車輛荷載+沖擊力+制動(dòng)力）</p><p>&

120、lt;b>　　(3)配筋計(jì)算</b></p><p>　　工程實(shí)踐中常采用鋼筋混凝土蓋梁，其配筋驗(yàn)算方法與鋼筋混凝土梁配筋類同，即根據(jù)彎矩包絡(luò)圖配置受彎鋼筋，根據(jù)剪力包絡(luò)圖配置彎起鋼筋和箍筋。在配筋時(shí)，還應(yīng)計(jì)算各控制界面扭矩所需要的箍筋及縱向鋼筋。</p><p>　　當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋的配置同預(yù)應(yīng)力混凝土梁。</p><p

121、>　　蓋梁計(jì)算跨徑 </p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第8.2.3條規(guī)定取較小者，則；</p><p>　　設(shè)，則蓋梁截面有效高度；</p><p>　　蓋梁截面受壓區(qū)高度；</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第8.2.4條規(guī)定蓋梁內(nèi)力臂</p><p><b>　　選用9B25()。</

122、b></p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第8.2.5條規(guī)定鋼筋混凝土蓋梁的抗剪截面應(yīng)符合下了要求： </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》第8.2.9條規(guī)定鋼筋混凝土蓋梁可不用進(jìn)行撓度驗(yàn)算。</p><p>　　橋墩鉆孔灌注樁的計(jì)算</p><p>

123、<b>　　荷載計(jì)算</b></p><p>　　橋墩樁的外力有上部結(jié)構(gòu)恒載反力、蓋梁的重量以及樁的自重；活載按車輛荷載最不利位置布置進(jìn)行計(jì)算，得到最不利荷載組合。橋墩的水平力有支座摩阻力合汽車制動(dòng)力等。</p><p>　　(1)上部構(gòu)造恒載反力 </p><p>　　(2)蓋梁自重

124、 </p><p>　　(3)系梁自量 </p><p>　　(4)一根灌注樁自重 </p><p>　　每一根灌注樁底面的恒載垂直直力為：</p><p><b>　　(5)可變荷載反力</b></p>&