指南預(yù)應(yīng)力簡支t形梁橋

1、摘 要預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋在我國橋梁建筑上占我重要的地位，在目前，對于中小跨徑的永久性橋梁，無論是公路橋梁或者城市橋梁，都在盡量采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，因為這種橋梁具有就地取材，工業(yè)化施工，耐久性好，適應(yīng)性強(qiáng)，。整體性好以及美觀等多種優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計采用裝配式簡支T梁結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)由主梁、橫隔梁、行車道板，橋面部分和支座等組成，顯然主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件。其主梁通過橫梁和行車道板連接成為整體，使車輛荷載在各主梁之間有良好的橫向分布。橋面部分包括橋面鋪裝、伸縮裝置和欄桿等組成，這些構(gòu)造雖然不是橋梁的主要承重構(gòu)件，但它們的設(shè)計與施工直接關(guān)系到橋梁整體的功能與安全，這里在本設(shè)計中也給予了詳細(xì)的說明。本

2、設(shè)計主要受跨中正彎矩的控制，當(dāng)跨徑增大時，跨中由恒載和活載產(chǎn)生的彎矩將急劇增加，是材料的強(qiáng)度大部分為結(jié)構(gòu)重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本設(shè)計采用27m標(biāo)準(zhǔn)跨徑，合理地解決了這一問題。在設(shè)計中通過主梁內(nèi)力計算、應(yīng)力鋼筋的布置、主梁截面強(qiáng)度與應(yīng)力驗算、行車道板及支座、墩臺等等設(shè)計，完美地構(gòu)造了一座裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋，所驗算完全符合要求，所用方法均與新規(guī)范相對應(yīng)。本設(shè)計重點(diǎn)突出了預(yù)應(yīng)力在橋梁中的應(yīng)用，這也正體現(xiàn)了我國橋梁的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力，簡支T梁，后張法，應(yīng)力驗算AbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupi

3、es my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local mate

4、rials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge fl

5、oor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions an

6、d so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This desig

7、n mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standa

8、rd span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed

9、concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country br

10、idge trend of development.Key word: Pre-stressed， Simple support T beam，Tensioning，Stress checking calculation目 錄摘要 1Abstract 2前言 5第1章 橋型設(shè)計方案 6 1.1方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）6 基本構(gòu)造布置 6 設(shè)計荷載 61.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋7方案簡介7尺寸擬定7橋面鋪裝及縱橫坡度8施工方法8總結(jié)81.3 橋型方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案（比較方案）8第2章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 2.1 計資料及結(jié)構(gòu)布置 9 2.1.1設(shè)計資料9 2.

11、1.2橫截面布置9 橫截面沿跨長變化 12 橫隔梁的布置 13 2.2 主梁作用效應(yīng)計算 13 永久效應(yīng)計算 13 可變作用效應(yīng)計算 15 主梁作用效應(yīng)組合 25 2.3預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置 26 2.3.1跨中截面鋼束的估算和確定 26 2.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置 272.4 計算主梁截面幾何特征 31 2.4.1 截面面積及慣矩計算 31 2.4.2 截面靜矩計算 33 2.4.3 截面幾何特性匯總 34 2.5 預(yù)應(yīng)力損失計算 34 2.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 37 2.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失 37 2.5.3 混凝土彈性收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失

12、 38 2.5.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的損失39 2.5.5 混凝土收縮和徐變引起的損失41 2.5.6 預(yù)加力計算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總42 2.6 主梁截面承載力與應(yīng)力驗算45 2.6.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算45 2.6.2 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算48 2.6.3 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗算49 2.6.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算56 2.7 主梁端部的局部承壓驗算56 2.7.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算56 2.7.2 局部抗壓承載力驗算59 2.8 主梁變形驗算59第3章 基礎(chǔ)的設(shè)計 62 3.1 蓋梁的計算62 3.1.1荷載計算 623.1.2 內(nèi)力計算 69

13、 3.2 橋墩墩柱計算 70 3.2.1 荷載計算 70 3.2.2 截面配筋計算及應(yīng)力驗算 72 3.3 鉆孔灌注樁計算 74 3.3.1荷載計算 74 3.3.2 樁長計算 75結(jié)論 77致謝 78參考文獻(xiàn) 79前 言公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國從“七五”開始，公路建設(shè)進(jìn)入了高等級公路建設(shè)的新階段，近幾年隨著公路等級的不斷提高，路橋方面知識得到越來越多的應(yīng)用，同時，各項規(guī)范也有了較大的變動，為掌握更多路橋方面知識，我選擇了28m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁設(shè)計這一課題。本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)

14、的規(guī)定，選定裝配式預(yù)應(yīng)力T形截面簡支梁橋，該類型的梁橋具有受力均勻、穩(wěn)定，且對于小跨徑單跨不產(chǎn)生負(fù)彎矩，施工簡單且進(jìn)度迅速等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計內(nèi)容包括擬定橋梁縱,橫斷面尺寸、上部結(jié)構(gòu)計算，下部結(jié)構(gòu)計算，施工組織管理與運(yùn)營，施工圖繪制,各結(jié)構(gòu)配筋計算，書寫計算說明書、編制設(shè)計文件這幾項任務(wù)。在設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計算著重分析了橋梁在施工及使用過程中恒載以及活載的作用力，采用整體的自重荷載集度進(jìn)行恒載內(nèi)力的計算。按照新規(guī)范公路I級車道荷載進(jìn)行布置活載，并進(jìn)行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度，正應(yīng)力及主應(yīng)力的驗算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的墩柱，

15、并分別對橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計算和驗算。主要依據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D062-2004）,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ 024-85、,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（簡稱預(yù)規(guī)）JTG D602004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（簡稱通用規(guī)范）在本次設(shè)計過程中，新舊規(guī)范的交替，電腦制圖的操作，都使我的設(shè)計工作一度陷入僵局。在指導(dǎo)老師王老師及本組其他組員的幫助下，才使的這次設(shè)計得以順利完成。在此，對老師和同學(xué)們表示衷心的感謝。由于公路橋梁工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，加之本人能力所限，設(shè)計過程中的錯誤和不足再所難免，敬請各位老師給予批評指正。第1章

16、橋型設(shè)計方案根據(jù)現(xiàn)橋位地形、水文條件，并綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)性和施工難易程度，本橋橋跨布置的單跨跨徑宜在30m以上，因此選定簡支T型梁、連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)橋這三種橋型方案來進(jìn)行方案比3×30簡支粱結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計1.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具） 基本構(gòu)造布置設(shè)計資料 橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：28m（墩中心距），全橋共：84米，分3跨，主梁全長：27.96m，橋面凈空：凈13m+20.5m=14m；計算跨徑：27m。1).上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁，梁高1.7 m；下部構(gòu)造為柱式墩身，肋板式橋臺，樁基礎(chǔ)；采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工。2).預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁是目前公路橋梁中經(jīng)濟(jì)合

17、理的橋型之一。橋型能適應(yīng)橋位環(huán)境，施工工藝成熟、安全可靠；采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)橋型，橋面連續(xù)，行車舒適，施工方便，工期較短。上部結(jié)構(gòu)施工較連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)要簡單，材料用量和費(fèi)用較少。能有效控制投資規(guī)模，造價最省。圖1.1橋梁立面圖 設(shè)計荷載公路I級，兩側(cè)防撞欄桿重量分別為2.99kN/m。材料及工藝本橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用50號混凝土，橋面鋪裝用30號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束，=1860MPa。簡支梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計計算簡單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且

18、沒有平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況1.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋方案簡介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無鉸拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺為U型橋臺。尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24，凈跨徑為60.0m，矢跨比為1/8。橋面行車道寬9.0m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬11.2m，由8個拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1.1圖1.1箱梁尺寸擬定（1）拱箱寬度：由構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取140cm。（2）拱壁厚度：

19、預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護(hù)層和插入式震動棒的要求，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。（3）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1016cm，這里取16cm。（4）底板厚度：614cm。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。（5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度68cm,這里取8cm。（6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。（7）橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板，厚68cm，間距3.05.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護(hù)。這里

20、取厚6cm。橋面鋪裝及縱橫坡度 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10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實(shí)腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為0.6%。施工方法 采用無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，分階段施工，最后組拼成一個整體?？偨Y(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁也是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一。結(jié)構(gòu)受力合理，變形??；橋面連續(xù)，行車舒適；較T型梁增加了施工的難度和工期；材料用量和費(fèi)用較T型梁要多一些。上部構(gòu)造施工采用移動支架一次性投入費(fèi)用要高；且由于增加了大噸位支座，日后維護(hù)費(fèi)用要增加。1.3 橋型方

21、案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)方案（比較方案）橋梁全長：90m （1）上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土變高度箱梁，根部高4.5m，跨中高2.0m；下部構(gòu)造為空心矩形截面墩身、肋板式橋臺，樁基礎(chǔ)；采用掛籃懸臂澆筑施工。（2）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋外型美觀，是目前公路大跨徑橋梁中經(jīng)常采用的橋型之一，尤其是墩身高度很高時,更能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。該橋型連續(xù)，行車舒適；但上部結(jié)構(gòu)施工工序較T型梁和連續(xù)梁要多、周期較長，造價較高。鑒于橋位處的地形條件，河流斷面寬約70m，橋墩高28m左右，且由于連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度較高，如采用該方案需要提升橋面標(biāo)高，增加橋頭引道長度。結(jié)合投資規(guī)模、和考慮施工的難度，本橋不適合于

22、修建連續(xù)剛構(gòu)橋。方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡直梁的設(shè)計較簡單，受力的點(diǎn)明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計用，因此我選著了方案一。第2章 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 計資料及結(jié)構(gòu)布置 設(shè)計資料（1）橋梁跨徑及橋?qū)?標(biāo)準(zhǔn)跨徑：28m（墩中心距離）； 主梁全長：27.96m； 計算跨徑：27m； 橋面凈空：凈13m+20.5m=14m；（2）設(shè)計荷載 公路I級，每側(cè)防撞欄重力的作用力為2.99KN/m。（3）材料及工藝 混凝土：主梁用C50，橋面鋪裝用C30。 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）的15.2鋼絞線，每束6根，全梁配6束，=1860MPa。普通鋼筋直徑大

23、于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。（4）設(shè)計依據(jù) （1）交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003） （2）交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004） （3）交通部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）（5）基本計算數(shù)據(jù)（見表2.1） 橫截面布置（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，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。翼板的寬度為2000mm,由于寬度較

24、大，為了保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（b1=1200mm)和運(yùn)營階段的大截面（b2=2000mm)。凈13m+20.5m的橋款選用七片主梁，如圖2.1所示。表2.1基本計算數(shù)據(jù)（2）主梁跨中主要尺寸擬定 1）主梁高度 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋的主要高度與其跨徑之比通常在1/151/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中高跨比約在1/181/19。本橋采用1700的主梁高度比較合適。 2）主梁截面細(xì)部尺寸 T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強(qiáng)度要求。預(yù)置T梁的翼板厚度取用110mm，翼板跟

25、部加厚到200mm以抵抗翼緣跟部較大的彎矩。 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)置孔道的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。圖2.1結(jié)構(gòu)尺寸圖 按照以上擬訂的外形尺寸就可以繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見圖2.2）圖2.2跨中截面圖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，截面幾何特征列表計算見表1.2。表2.2跨中截面幾何特征計算表4）檢查截面效率指標(biāo)（希望在0.5以上） 上核心距： 下核心距： 截面效率指標(biāo)： 表明以

26、上初擬的主梁跨中截面是合理的。 橫截面沿跨長變化橫截面沿跨長的變化，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。 橫隔梁的布置由于主梁很長，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、兩個四分點(diǎn)及梁端，其間距為6.75m。2.2 主梁作用效應(yīng)計算 永久作用效應(yīng)計算（1）永久作用集度 1）預(yù)制梁自重 跨中截面段主梁的自重 馬蹄抬高與腹板寬度段梁的自重（長6.75m) 支點(diǎn)段梁的自重 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： 端橫隔梁體積： 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為： 預(yù)制梁永久作用集度2）二期永久作用 現(xiàn)澆T梁翼板集度 邊梁現(xiàn)澆部分

27、橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 故： 鋪裝 8cm混凝土鋪裝： 5cm瀝青鋪裝： 若將橋面鋪裝均攤給七片主梁，則： 欄桿 兩側(cè)防撞護(hù)欄分別為4.99KN/m 若將兩側(cè)防撞欄均攤給七片主梁，則： 邊梁二期永久作用集度：（2）永久效應(yīng)如圖1.3所示，設(shè)x為計算截面離左支座的距離 主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：圖2.3主梁彎矩和剪力圖表2.3永久作用效應(yīng)計算表 可變作用效應(yīng)計算（1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按橋規(guī)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)的頻率。簡支梁橋的頻率可采用下列公式估算： 其中： 根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系

28、數(shù)為：按橋規(guī)條，當(dāng)車道大于兩車道時，需進(jìn)行車道折減，三車道折減22%，四車道折減33%，但折減后不得小于用兩行車隊布載的計算結(jié)果。（2）計算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 1）跨中的荷載橫向分布系數(shù) 本橋跨中內(nèi)設(shè)悟道橫隔梁，具有可靠地橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 因此采用G-M法： 主梁的抗彎及抗扭慣性矩和 =21806914=2.806914 對于T形梁截面，抗扭慣性矩可以近似按下式計算：式中：相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度矩形截面抗扭剛度系數(shù) 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： 圖2.4式出了的計算圖示，的計算見表2.4圖2.4的計算

29、圖表2.4的計算 單位抗彎及抗扭慣矩： 橫梁抗彎及抗扭慣矩 翼板有效寬度計算： 橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據(jù)比值可查橋梁工程（上冊）附表II1 求得 求橫梁截面重心位置：橫梁的抗彎和抗扭慣矩： =0.000912375+0.018069259+0.050625+0.05132592=0.131 故 單位彎矩及抗扭慣矩Jy 和JTy： 計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù) 式中：為橋?qū)挼囊话?為計算跨徑 按第條，取G=0.425E，則: 計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo) 已知，查G-M圖表，可得表中數(shù)值，如表2.5。表2.5 G-M圖表值用內(nèi)插法求各梁位處值： 1號、7號梁： 2號、6號梁： 3號

30、、5號梁： 4號梁 ：（系梁位在o點(diǎn)的k值）列表計算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值：（如下表2.6）繪制橫向分布影響線圖（如下圖2.5所示），求橫向分布系數(shù).對號梁：兩車道 三車道 對號梁：兩車道 三車道 四車道 對號梁：四車道 對號梁：四車道 +0.224+0.2032+0.1799）=0.6396取最大值：圖2.5 跨中荷載橫向分布系數(shù)計算圖2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理方法計算，首先繪制橫向影響線圖（如下圖2.6所示），在橫向按最不利荷載布置。表2.6 橫向分布影響線坐標(biāo)圖2.6 支座處荷載橫向分布系數(shù)計算圖對于號梁： 對于號梁： 號、號、號、號梁的橫向分布系數(shù)和號梁一樣對于號梁

31、： 3）橫向分布系數(shù)匯總，下表2.7：表2.7 橫向分布系數(shù)匯總（3）車道荷載的取值 根據(jù)橋規(guī)條、公路I級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)公路-I級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q=10.5KN/m 根據(jù)規(guī)范 28米跨徑時P=268KN，計算剪力時， （4）計算可變作用效應(yīng) 主梁活載彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)m,鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部。故也按不變的m來計算，求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面 活載剪力時，由于主要荷重集中在支點(diǎn)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(diǎn)到四分之一之間，橫向分布系數(shù)用m, m直線插入其區(qū)段均取m值。 1）跨中截面計算（如圖2.7所示）：

32、式中：S所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力圖2.7跨中截面車道均布荷載標(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 y影響線上最大坐標(biāo)值 可變作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) 可變作用沖擊效應(yīng)：2）求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（如圖2.8所示）可變作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：圖2.8四分點(diǎn)截面圖可變作用沖擊效應(yīng)： 3）求變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（如圖2.9）圖2.9變化點(diǎn)截面 通過比較，集中荷載作用在第一根橫梁處為最不利情況，如下： 可變作用沖擊效應(yīng)： 4）求支點(diǎn)截面的最大剪力（如下圖2.10）圖2.10支點(diǎn)截面可變作用沖擊效應(yīng)： .主梁作用效應(yīng)組合按橋規(guī)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

33、：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（如下表2.8所示）表2.8 主梁作用效應(yīng)組合2.3.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置跨中截面鋼束的估算和確定（1）按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 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 C1與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路I級，取用0.51 一股鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積的面積是1.4，故為8.4。 ks上核心距，在前以算出ks=35.85cm； 鋼束偏心距，初估=15cm，則 對號梁：（2）按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.750.77，取0.76 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強(qiáng)度

34、，1260MPa根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)取鋼束數(shù)n=6預(yù)應(yīng)力鋼束布置（1）跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 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，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預(yù)規(guī)條例規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的1/2。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： 2）預(yù)制時在梁端錨固N(yùn)1N6號鋼束，對于錨固截面，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。圖2.11跨中預(yù)應(yīng)力鋼束布置 圖2.12錨固點(diǎn)

35、預(yù)應(yīng)力鋼束布置錨固端截面所布置的鋼束如圖2.12所示。鋼束群重心至梁底的距離為： 為驗核上述布置得鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特征（如表2.9），如圖1.13示出了計算圖示。表2.9鋼束錨固截面幾何特征計算 其中： 故計算得：說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。（2）鋼束彎起角和線形的確定 確定鋼束起彎角時，要考慮到其因彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，同時要考慮到由其增大而導(dǎo)致磨擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。故將錨固端截面分為上、下兩部分，如圖2.15所示暫定上部鋼束彎起角為15°；下部鋼束彎起角暫定為7°，所有鋼束線型均先用兩端為圓弧線中間再加一段直線，且整根鋼束管道

36、都布置同一豎直平面內(nèi)。圖2.13 錨固端鋼束群位置圖 圖2.14錨固到支座中心線的水平距離（3）鋼束計算 1）計算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固到支座中心線的水平距離（見圖2.14）為：下圖示出了鋼束計算圖式（如圖2.15），鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離列表計算（表2.10）表2.10 鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離圖2.152）控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算（如下表2.11） 由圖示的幾何關(guān)系，當(dāng)計算截面在曲線段時，計算公式為： ，當(dāng)計算截面在近端錨固點(diǎn)的直線段時，計算公式為：式中：鋼束彎起后，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

37、計算鋼束群重心到梁底距離表2.11 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置3）鋼束長度計算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，就可以得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度。如表2.12所示：表2.12鋼束長度計算2.4 計算主梁截面幾何特征： 截面面積及慣矩計算（1）凈截面幾何特征計算。 在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計算小截面的幾何特征（如下表2.13跨中截面）。 計算公式如下： 截面積 截面慣矩 （2）換算截面幾何特征計算 1）整體截面幾何特征計算 在使用荷載階段需要計算大截面的幾何特性，計算公式如下： 截面積 截面慣矩 式中：、分別為混凝土毛截面面積和慣矩； 、分

38、別為一根管道截面積和鋼束截面積； 、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，得=5.65。 2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 根據(jù)公預(yù)規(guī)條，預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時，預(yù)加力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計算。 有效分布寬度的計算 根據(jù)公預(yù)規(guī)條，對于T形截面受壓翼緣計算寬度，應(yīng)取用下列三者中的最小值： 故：=200cm 有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全截面值。表2.13

39、跨中翼緣全寬截面面積和慣矩計算表 截面靜矩計算 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，這兩個階段的剪力應(yīng)該疊加。在每一個階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都是需要計算的，張拉階段和使用階段的截面(如圖2.16），除了兩個階段a-a和b-b位置的剪力需要計算外，還應(yīng)計算：（1）在張拉階段，凈截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。 （2）在使用階段，換算截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置的剪應(yīng)力疊加。 因此，對于每一個荷載作用階段，需要計算四個位置的剪應(yīng)力，即需要計算下面幾種情況的靜矩：圖2.16張拉階段和使用階段的截面 a-a線以上（或以下）的面積對中性軸的靜矩； b-b線以上（或以下）的面積對中性軸的靜矩； 凈軸（n-n）以上（或以下）的面積對中性軸的靜矩； 換軸（o-o)以上（或以下）的面積對中性軸的靜矩； 計算結(jié)果列于下表2.14。.截面幾何特性匯總 其它截面特性值均可用同樣方法計算，下面將計算結(jié)果