預(yù)應(yīng)力混凝土a類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　預(yù)</b></p><p><b>　　應(yīng)</b></p><p><b>　　力</b></p><p><b>　　混</b></p>

2、<p><b>　　凝</b></p><p><b>　　土</b></p><p><b>　　簡</b></p><p><b>　　支</b></p><p><b>　　梁</b></p><p

3、><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　部分混凝土A類簡支梁設(shè)計(jì) -------------------------------------------- 1</p><p>　　1.

4、主梁全截面幾何特性 -------------------------------------------------------- 1</p><p>　　1.1受壓翼緣有效寬度的計(jì)算 ----------------------------------------------- 1</p><p>　　1.2全截面幾何特性的計(jì)算 ----------------------------

5、--------------------- 1</p><p>　　2.預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置----------------------------------- 1</p><p>　　2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定 ------------------------------------------------- 1</p><p>　　2.2普

6、通鋼筋數(shù)量的確定 --------------------------------------------------- 2</p><p>　　2.3預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋的布置 ------------------------------------------ 3</p><p>　　3.主梁截面幾何特性計(jì)算 --------------------------------------

7、--------------- 5</p><p>　　4.承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 ----------------------------------------------------- 5</p><p>　　4.1正截面承載力計(jì)算 ---------------------------------------------------- 5</p><p>　　

8、4.2斜截面承載力計(jì)算 ---------------------------------------------------- 6</p><p>　　5.鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算 ------------------------------------------------------- 7</p><p>　　5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 ----------------

9、-------------- 7</p><p>　　5.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失 ------------------------------------ 8</p><p>　　5.3預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 -------------------- 9</p><p>　　5.4.鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 ----------

10、--------------------------------- 10</p><p>　　5.5混凝土收縮、徐變引起的損失 ------------------------------------------ 10</p><p>　　5.6預(yù)應(yīng)力收縮組合 ------------------------------------------------------ 11</p&g

11、t;<p>　　6.應(yīng)力驗(yàn)算 ----------------------------------------------------------------- 11</p><p>　　6.1短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 ------------------------------------------------ 11</p><p>　　6.2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 -----

12、------------------------------------------- 12</p><p>　　6.2.1跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算 -------------------------------------- 12</p><p>　　6.2.2持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算 -------------------------------- 12</p>&

13、lt;p>　　6.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算 ---------------------------------------- 13</p><p>　　7．抗裂性驗(yàn)算 --------------------------------------------------------------- 14</p><p>　　7.1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算 -----

14、----------------------- 14</p><p>　　8.主梁變形（撓度）計(jì)算 ----------------------------------------------------- 15</p><p>　　8.1使用階段的撓度計(jì)算 -------------------------------------------------- 15</p>&

15、lt;p>　　8.2預(yù)加力引起的反拱計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置 ---------------------------------- 16</p><p>　　9錨固區(qū)局部承壓計(jì)算 -------------------------------------------------------- 16</p><p>　　9.1局部受壓區(qū)尺寸要求 -----------------------

16、--------------------------- 16</p><p>　　9.2局部抗壓承載力計(jì)算 -------------------------------------------------- 17</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的目的 </b>&l

17、t;/p><p>　　課程設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完課程學(xué)習(xí)內(nèi)容后進(jìn)行的一次基本技能訓(xùn)練，是一項(xiàng)綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是培養(yǎng)高級技術(shù)人才的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到下述目的：</p><p>　　1、鞏固、提高、充實(shí)和運(yùn)用所學(xué)過的專業(yè)理論與專業(yè)知識，尤其是無法在考試中實(shí)現(xiàn)的大量設(shè)計(jì)計(jì)算問題；</p><p>　　2、培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力以及分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；

18、</p><p>　　3、提高學(xué)生理解和貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)有關(guān)方針政策的水平；</p><p>　　4、培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想、觀點(diǎn)和方法；</p><p>　　5、在設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)一步提高學(xué)生計(jì)算、繪圖、運(yùn)用科技資料與編寫技術(shù)文件等方面的能力。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求</b></p&

19、gt;<p>　　學(xué)生對課程設(shè)計(jì)工作要嚴(yán)肅認(rèn)真，獨(dú)立思考，刻苦專研，自覺培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)與工作態(tài)度，按時(shí)完成一份完整的課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　1、要以獨(dú)立思考為主，同時(shí)要尊重指導(dǎo)教師的意見；</p><p>　　2、設(shè)計(jì)必須符合2004年新頒布的《公路橋梁規(guī)范》有關(guān)要求；</p><p>　　3、設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠；&l

20、t;/p><p>　　4、設(shè)計(jì)說明書由本人親自編寫，嚴(yán)禁從現(xiàn)有書刊文獻(xiàn)中成段抄寫。書寫文字力求工整，語言簡明、扼要、通順，計(jì)算部分必須寫出公式與完整的計(jì)算過程，并要說明式中符號意義；</p><p>　　5；說明書一律手寫（A4紙），不得復(fù)印。插圖隨文章繪制，插圖要完整且大致符合比例；</p><p>　　6；繪制的圖紙要求大小統(tǒng)一，圖面清晰整潔，要求正確標(biāo)注尺寸、符號

21、及圖例。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p>　　根據(jù)給定的橋梁基本設(shè)計(jì)資料（主要結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算內(nèi)力等）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形主梁。主要內(nèi)容包括：</p><p>　　1．預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置；</p><p>　　2．截面幾何性質(zhì)計(jì)算；</p>&

22、lt;p>　　3．承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（正截面與斜截面承載力計(jì)算）；</p><p>　　4．預(yù)應(yīng)力損失估算；</p><p>　　5．應(yīng)力驗(yàn)算（短暫狀況和持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算）；</p><p>　　6．抗裂驗(yàn)算（正截面與斜截面抗裂驗(yàn)算）或裂縫寬度計(jì)算；</p><p>　　7．主梁變形（撓度）計(jì)算；</p><p&

23、gt;　　8．錨固局部承壓計(jì)算與錨固區(qū)設(shè)計(jì)；</p><p>　　9．繪制主梁施工圖。</p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)</b></p><p>　　通過預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋的一片主梁設(shè)計(jì)，要求掌握設(shè)計(jì)過程的數(shù)值計(jì)算方法及有關(guān)構(gòu)造要求規(guī)定，并繪制施工圖。要求：設(shè)計(jì)合理、計(jì)算無誤、繪圖規(guī)范。</p><p&g

24、t;<b>　?。ㄒ唬┗驹O(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅰ級荷載，人群荷載3.5，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0</p><p>　　2．環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):Ⅱ類環(huán)境</p><p><b>　　3．材料性能參數(shù)</b></p><p><b>　?。?）混凝土</b>

25、;</p><p>　　強(qiáng)度等級為C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：</p><p>　　強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =32.4，=2.65</p><p>　　強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =22.4，=1.83</p><p>　　彈性模量 =3.45</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416—97a標(biāo)準(zhǔn)的

26、低松弛鋼絞線（17標(biāo)準(zhǔn)型），</p><p><b>　　其強(qiáng)度指標(biāo)為：</b></p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =1860</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =1260</p><p>　　彈性模量 =1.95</p><p>　　相對

27、界限受壓區(qū)高度 =0.4，=0.2563</p><p>　　公稱直徑為15.24，公稱面積為140mm2</p><p><b>　　（3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋</b></p><p>　　1）縱向抗拉非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =400</p

28、><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =330</p><p>　　彈性模量 =2.0</p><p>　　相對界限受壓區(qū)高度 =0.53，=0.1985 </p><p>　　2）箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =

29、335</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =280</p><p>　　彈性模量 =2.0 圖1 主梁跨中截面尺寸（尺寸單位：）</p><p><b>　　4．主要結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>　　主梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑=25，梁全長24.96，計(jì)算跨徑=24.3

30、。 </p><p>　　主梁高度=1400，主梁間距=1600，其中主梁上翼緣預(yù)制部分寬為1580，現(xiàn)澆段寬為20，全橋由9片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點(diǎn)截面或錨固截面的梁肋寬度為360mm。</p><p>　　（二）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果摘錄</p><p><b>　　1．恒載內(nèi)力</b></p><p>

31、　?。?）預(yù)制主梁的自重 =11.45</p><p>　　（2）二期恒載（包括橋面鋪裝、人行道及欄桿） =6.51</p><p>　　恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表1。</p><p><b>　　2．活載內(nèi)力</b></p><p>　　汽車荷載按公路—Ⅰ級荷載計(jì)算，沖擊系數(shù)=1.193，人群荷載按3.5計(jì)

32、算。</p><p>　　活載內(nèi)力以2號梁為準(zhǔn)。活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表2。</p><p><b>　　3．內(nèi)力組合</b></p><p>　?。?）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算）</p><p>　　（2）短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算）</p><p>　?。?）長期組合（用于正常使

33、用極限狀態(tài)計(jì)算）</p><p>　　各種情況下的組合結(jié)果見表3。</p><p>　　表1 恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</p><p>　　表2 活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</p><p>　　注：車輛荷載內(nèi)力、中已計(jì)入沖擊系數(shù)=1.193。</p><p>　　表3 荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</p><p>&l

34、t;b>　?。ㄈ┦┕し椒ㄒc(diǎn)</b></p><p>　　后張法施工，采用金屬波紋管和夾片錨具，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉，張拉順序與鋼束序號相同。</p><p><b>　　（四）設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1．方案一：按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。<

35、;/p><p>　　2．方案二：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。</p><p>　　3．方案三：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件（允許裂縫寬度為0.1）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。</p><p>　　※學(xué)生應(yīng)按指導(dǎo)教師要求選擇其中一個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作</p><p&g

36、t;　　1．編制計(jì)算說明書；</p><p>　　2．繪制施工圖（主要包括：主梁支點(diǎn)橫斷面圖、主梁跨中橫斷面圖、主梁鋼束布置圖、主梁混凝土數(shù)量表、主梁鋼束數(shù)量表）。</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</p><p>　　七、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004)，北

37、京：人民交通出版社；</p><p>　　[2]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004),北京：人民交通出版社；</p><p>　　[3]《混凝土簡支梁（板）橋》易建國編，北京：人民交通出版社，2000年；</p><p>　　[4]閆志剛主編.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009</p&

38、gt;<p>　　[5]《橋梁工程》，范立礎(chǔ),北京：人民交通出版社，2000年；</p><p>　　[6]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，葉見曙編著，北京：人民交通出版社，2006；</p><p>　　發(fā)出任務(wù)書日期：2013 年 5 月 22 日 </p><p>　　計(jì)劃完成日期： 2013 年 8 月 26 日 </p>&

39、lt;p>　　指導(dǎo)教師（簽名）： </p><p>　　方案二：部分預(yù)應(yīng)力混泥土A類簡支梁設(shè)計(jì)</p><p>　　1.主梁全截面幾何特性</p><p>　　1.1受壓翼緣有效寬度，的計(jì)算</p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小值：</p><

40、p>　　簡支梁計(jì)算跨徑的l/3，即l/3=24300/3=8100mm；</p><p>　　相鄰兩梁的平均間距，對于中梁為1600mm；</p><p>　　,式中b=160 mm ,= 0 mm ,= (80+180)/2 =130 mm ；</p><p>　　所以， = 160+0+12×130 =1720 mm</p><

41、;p>　　故，受壓翼緣的有效寬度取=1600mm</p><p>　　1.2全截面幾何特性的計(jì)算</p><p>　　這里的主梁幾何特性采用分塊數(shù)值求和法，其計(jì)算式為</p><p><b>　　全截面面積：</b></p><p>　　全截面重心至梁頂?shù)木嚯x：</p><p>　　式中

42、 —— 分塊面積</p><p>　　—— 分塊面積的重心至梁頂邊的距離</p><p>　　如右圖所示，對T形梁跨中截面進(jìn)行分塊分析，分成5大塊進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算它們底面積與性質(zhì)，計(jì)算結(jié)果列于下表。</p><p>　　根據(jù)整體圖可知，變化點(diǎn)處的截面幾何尺寸與跨中截面相同，故幾何特性也相同，主梁跨中截面的全截面幾何特性如表1所示。</p><

43、;p>　　跨中截面與L/4截面全截面幾何特性 表1</p><p>　　2.預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置</p><p>　　2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定</p><p>　　按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量</p><p>　　對于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗

44、裂要求，可得跨中截面所需的有效預(yù)應(yīng)力為</p><p>　　式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由資料得：</p><p>　　= 842.56+480.51+0.7×1342.92/1.193+139.48 = 2250.52 Mpa</p><p>　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為 =120 mm ，則預(yù)應(yīng)力鋼筋

45、的合理作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為=775mm ，Mpa</p><p>　　由表1得跨中截面全截面面積 A =456600，全截面對抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為：109.633×/505 = 122.5 ，所以有效預(yù)加力合力為：</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的張力控制應(yīng)力為1395 Mpa預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為</p>

46、<p>　　擬采用2束7剛絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積則預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為，采用夾片式錨固，金屬波紋管成孔。</p><p>　　2.2普通鋼筋數(shù)量的確定</p><p>　　按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算按非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：</p><p>　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a = 120 mm ，則</p>&

47、lt;p>　　先假定為第一類T形截面，由公式計(jì)算受壓區(qū)高度x，即</p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為</p><p>　　采用5根直徑為20mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面面積為。鋼筋如圖布置，鋼筋重心到截面底邊的距離為設(shè)計(jì)時(shí)采用。</p&

48、gt;<p>　　2.3預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋的布置</p><p>　　按照后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件《公路橋規(guī)》中的要求，參考已有設(shè)計(jì)圖紙，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行布置。</p><p>　　如圖所示，預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的布置截面圖。</p><p>　　跨中截面尺寸要素 鋼束在端部的錨固位置

49、</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋束的曲線要素及有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋束曲線要素表 表2</p><p>　　各計(jì)算截面預(yù)應(yīng)力鋼束的位置和傾角 表3</p><p>　　3.主梁截面幾何特性計(jì)算</p>&

50、lt;p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)環(huán)境與資料，按照要求，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性分為兩個(gè)階段計(jì)算，階段一為施工階段，階段二為使用階段。</p><p>　　計(jì)算結(jié)果如下表所示：</p><p>　　各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表 表4</p><p>　　4.承載能力極限狀態(tài)計(jì)算</p><p

51、>　　4.1.正截面承載力計(jì)算</p><p>　　取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算</p><p><b>　　求受壓區(qū)高度x</b></p><p>　　先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x為</p><p>　　受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明設(shè)計(jì)梁為第一類T形截面梁。</

52、p><p>　　(2)正截面承載力計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理作用點(diǎn)到截面底邊距離為</p><p>　　所以 </p><p>　　根據(jù)資料可知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎承載力可計(jì)算如下， </p><p>　　跨中截面正截面承載力滿足要求

53、。</p><p>　　4.2斜截面承載力計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁應(yīng)對按規(guī)定需要驗(yàn)算的各個(gè)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，以變化點(diǎn)截面的斜截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。</p><p>　　首先，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即</p><p>　　式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，查資料得= 719.92 kN

54、；混凝土強(qiáng)度等級 = 50Mpa；腹板厚度b = 160 mm ；剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度計(jì)算近似取跨中截面的有效高度的計(jì)算值，計(jì)算如下，即；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)；</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　故可知，計(jì)算滿足： </p><p>　　截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋。</p>

55、<p>　　斜截面抗剪承載力計(jì)算，即</p><p>　　式中 </p><p>　　式中：為異號彎矩影響系數(shù)，簡支梁=1.0；</p><p>　　為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25；</p><p>　　為受壓翼緣影響系數(shù)，=1.1；</p><p>　　箍筋采用雙肢直徑為10mm的H

56、RB335鋼筋，=280Mpa，間距=200mm，距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距=100mm。</p><p>　　采用2束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，查表3可得 =，所以</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。</p><p>　　5.鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算</p

57、><p>　　5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失()</p><p>　　摩阻損失分別對支點(diǎn)截面，變化點(diǎn)截面，L/4截面，跨中截面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下，計(jì)算結(jié)果如下表所示： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中： ——預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力，</p><p

58、>　　——摩擦系數(shù)，查得 </p><p>　　k ——局部偏差影響系數(shù)，查得k=0.0015</p><p>　　x ——從張拉端至計(jì)算截面的管道長度（m）</p><p>　　——從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和；計(jì)算時(shí)，由于平彎角度過小，此處計(jì)算忽略不計(jì)，計(jì)算參考表3所得數(shù)據(jù)。</p><p>　　各設(shè)計(jì)控制截面

59、計(jì)算結(jié)果 表5</p><p>　　5.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失()</p><p>　　計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先根據(jù)公式計(jì)算反摩阻影響長度,即</p><p>　　式中的為張拉端錨具變形值，有資料查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；單位長度由管

60、道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算為；張拉端錨下張拉控制應(yīng)力為；扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力；張拉端到錨固端之間的距離；計(jì)算結(jié)果如表6。</p><p>　　若求得的，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的張拉應(yīng)力損失，計(jì)算式如下；</p><p><b>　　； </b></p><p>　　若求得的時(shí) 表示該截面不受

61、反摩擦的影響。</p><p>　　錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表 表6</p><p>　　5.3預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失()</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉順序與編號一致，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，這里取4個(gè)截面計(jì)算，計(jì)算公式如下</p><

62、;p>　　式中：——計(jì)算截面先張拉鋼筋重心處，由后張拉的各批鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量之比，</p><p>　　按照鋼筋張拉順序進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　式中：——第i+1束預(yù)應(yīng)力筋扣除相應(yīng)應(yīng)力損失后的張拉力；</p><p>　　——第i束預(yù)應(yīng)力筋重心到凈截面重心的距離。<

63、;/p><p>　　分批張拉應(yīng)力損失計(jì)算表 表7</p><p>　　5.4.鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失()</p><p>　　這里采用一次張拉工藝的低松弛級鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算</p><p>　　式中： ——張拉系數(shù)，一次張拉取=1.0；</p><p>

64、　　——鋼筋松弛系數(shù)，對于低松弛鋼絞線，取；</p><p>　　——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，=</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如表8所示</b></p><p>　　鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 表8</p><p>　　5.5混凝土收縮、徐變引起的損失()</p

65、><p>　　混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失按下式計(jì)算</p><p><b>　?。?；</b></p><p>　　式中： ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)階段應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混

66、凝土收縮應(yīng)變；</p><p>　　——加載齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土徐變系數(shù)；</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率，</p><p>　　設(shè)混凝土傳力錨固齡期及加載齡期均為28天，計(jì)算時(shí)間，橋梁所在環(huán)境的年平均相對濕度為75%，以跨中截面計(jì)算其理論厚度 </p><p><b>　　查表得： ；</

67、b></p><p>　　混凝土收縮、徐變損失計(jì)算表 表9</p><p>　　5.6預(yù)應(yīng)力收縮組合</p><p>　　各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平局值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表 表10 </p><p><b>　　6.應(yīng)力驗(yàn)算</b></p>

68、<p>　　6.1短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　短暫狀況下梁跨中截面（預(yù)加力階段）上、下緣的正應(yīng)力：</p><p><b>　　上緣：</b></p><p><b>　　下緣：</b></p><p>　　其中，，截面特性去用第一階段的截面特性，代入上式得</p&g

69、t;<p><b>　　（壓）</b></p><p><b>　　<</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%的縱向配筋即可。</p><p>　　6.

70、2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　6.2.1跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用(或荷載)取其標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。</p><p><b>　　查表得</b></p&g

71、t;<p><b>　??；</b></p><p>　　跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為</p><p>　　持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。</p><p>　　6.2.2持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　由二期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為<

72、/p><p><b>　　所以鋼束應(yīng)力為</b></p><p>　　持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿足規(guī)定要求。</p><p>　　6.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主拉應(yīng)力： </p><p>　　荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主壓應(yīng)力： </p&

73、gt;<p>　　現(xiàn)取變截面點(diǎn)分別計(jì)算截面上梗肋、形心和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力，其值應(yīng)滿足的要求，計(jì)算正應(yīng)力與剪應(yīng)力的公式如下</p><p><b>　　正應(yīng)力 </b></p><p><b>　　剪應(yīng)力 </b></p><p>　　根據(jù)已有設(shè)計(jì)與相應(yīng)資料，對截面各面積距與形心進(jìn)行估算

74、，其中應(yīng)力公式如下，進(jìn)行正應(yīng)力計(jì)算與剪應(yīng)力計(jì)算式，先計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下</b></p><p><b>　　上梗肋處 </b></p><p><b>　　② 形心處</b></p><p><b>　?、?下梗肋處</b>

75、</p><p>　　計(jì)算結(jié)果會(huì)匯總于下表</p><p>　　變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表 表11</p><p>　　斜截面最大主壓應(yīng)力 ；</p><p>　　斜截面最大主拉應(yīng)力 ；</p><p>　　故箍筋可按構(gòu)造要求布置。</p>&

76、lt;p><b>　　7．抗裂性驗(yàn)算</b></p><p>　　7.1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　(1)預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　跨中截面</b></p><p><b>　　所以，可得</b

77、></p><p>　　(2)有荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法相拉應(yīng)力的計(jì)算</p><p><b>　　由表6查得： ；</b></p><p>　　(3)正截面混凝土抗裂驗(yàn)算</p><p>　　對于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：</p>

78、<p>　　由上計(jì)算知，說明截面在作用短期效應(yīng)組合作用下沒有消壓，計(jì)算結(jié)果滿足抗裂要求。同時(shí)，A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還必須滿足作用長期效應(yīng)組合的抗裂要求。</p><p><b>　　由下式得</b></p><p>　　所以構(gòu)件滿足《公路橋規(guī)》中A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長期效應(yīng)組合的抗裂要求。</p><p>　　8.主梁變

79、形（撓度）計(jì)算</p><p>　　8.1使用階段的撓度計(jì)算</p><p>　　使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合值計(jì)算，并考慮撓度長期影響系數(shù)。對于C50混凝土，；剛度為，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的撓度計(jì)算近似地按等截面梁計(jì)算，截面剛度按跨中截面尺寸及配筋情況確定。</p><p>　　荷載短期效應(yīng)組合作用下的撓度值為：</p><p>&l

80、t;b>　?。ā?lt;/b></p><p>　　其中為資料所查得，L=24300mm為已知。</p><p><b>　　自重產(chǎn)生的撓度</b></p><p><b>　?。ā?lt;/b></p><p><b>　　其中： </b></p>

81、;<p>　　扣除自重影響后的長期撓度為</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，使用階段的撓度值滿足規(guī)范要求。</p><p>　　8.2預(yù)加力引起的反拱計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置</p><p>　　預(yù)加力引起的反拱近似地按等截面計(jì)算，截面剛度按跨中截面換算截面確定，即取：</p><p>　　反拱長期增長系數(shù)采用；</p>

82、<p>　　預(yù)應(yīng)力引起的跨中撓度為：</p><p><b>　　（↑） </b></p><p>　　式中：——半跨范圍內(nèi)圖重心（距支點(diǎn)L/3處）對應(yīng)的預(yù)加力引起的彎矩圖縱坐標(biāo)，，</p><p>　　由于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度，可不設(shè)預(yù)拱度。</p><p>　　

83、9錨固區(qū)局部承壓計(jì)算</p><p>　　根據(jù)對兩束預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固點(diǎn)的分析，現(xiàn)取N2鋼束的錨固端局部承壓來進(jìn)行驗(yàn)算</p><p>　　9.1局部受壓區(qū)尺寸要求</p><p>　　配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算的要求： </p><p>　　式中

84、——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，這里=1.0</p><p>　　——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，后張法錨頭局壓區(qū)取1.2倍張拉時(shí)的最大壓力，所以局部壓力設(shè)計(jì)值為</p><p>　　=1.2×1395×980=1640.52×103N</p><p>　　——混凝土局部承壓修正系數(shù)，=1.0</p><p>　　——混

85、凝土強(qiáng)度C50查得，=22.4Mpa</p><p>　　——混凝土局部承壓承載力提高系數(shù)</p><p>　　——混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積，根據(jù)之前的數(shù)據(jù)計(jì)算如下</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　= 200×200</b>

86、</p><p>　　——局部受壓計(jì)算底面積；局部受壓面的邊長是200mm的正方形，根據(jù)規(guī)定的計(jì)算方法，局部承壓計(jì)算底面為寬400mm，長480mm的矩形，考慮可能重疊以及規(guī)定的原則，這里的局部承壓計(jì)算底面為400mm×400mm的矩形。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　計(jì)算表明，局部承壓區(qū)尺寸滿足要求。

87、</p><p>　　9.2局部抗壓承載力計(jì)算</p><p>　　配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力計(jì)算公式為</p><p>　　且需滿足： </p><p>　　式中 ——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，=1640.52×103N</p><p&g

88、t;　　——混凝土核心面積，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，直接為230mm，計(jì)算得：</p><p>　　K——間接鋼筋影響系數(shù)；混凝土強(qiáng)度等級為C50及以下是，取k=2.0；</p><p>　　——間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區(qū)配置直徑為10mm的HRB335鋼筋，單根鋼筋截面面積為78.54 mm2，，所以</p><p&