簡支T梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 密級： 學(xué)號：110206010517 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）頭道江橋簡支T梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 班 級： 11本土木13班 學(xué)生姓名： 汪 俊 峰 指導(dǎo)老師： 彭明/李琪 完成日期： 2學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名（手寫

2、）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于保 密 ， 在 年解密后適用本授權(quán)書。不保密 。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“” ）學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）摘要混凝土簡支T梁橋由于其具有構(gòu)造簡單、受力明確、施工方便

3、等特點(diǎn)，是中小跨橋梁形式的首選方案。預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁是一種簡支T形梁橋結(jié)構(gòu)，具有構(gòu)造簡單，造價低廉，受力明確，便于施工，架設(shè)安裝方便、跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在被越來越多的橋梁建設(shè)所采用。近年來，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋在我國高速公路基礎(chǔ)建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計主要是進(jìn)行一個橋梁的上部設(shè)計與驗(yàn)算，首先得進(jìn)行方案的優(yōu)選，通過不同方案對比來選擇最優(yōu)進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)計過程中的進(jìn)行尺寸的一個擬定，通過擬定尺寸進(jìn)行設(shè)計與內(nèi)力計算，進(jìn)行荷載組合；接著就進(jìn)行鋼束的配置與位置估算，計算鋼束群的重心位置與長度，通過后張拉發(fā)進(jìn)行鋼束張拉；接著計算截面幾何特性；計算各種預(yù)應(yīng)力損失；通

4、過以上計算進(jìn)行主梁的驗(yàn)算，通過各種應(yīng)力驗(yàn)算檢測是否符合各種規(guī)范要求。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力，簡支T梁，應(yīng)力驗(yàn)算，后張法AbstractConcrete beam bridge because of its simple structure, clear force, convenient construction, is the preferred structure of middle and small span bridges. Prestressed concrete T beam is a kind of simply supported T beam bridge structure, w

5、ith simple structure, definite stress, the advantages of material saving, simple construction, erection convenient installation, strong span ability, is now used in bridge construction more and more. In recent years, with the rapid development of China's highway construction, precast prestressed

6、 concrete T beam bridge has been widely used in highway construction in china.This design is mainly the design and calculation of a bridge, the first scheme optimization, through different scheme compared to select the optimal design, a set of dimensions in the design process, according to the size

7、of the design and calculation of internal force, the load combination; then the configuration of steel beam and position estimation, calculate the position of the center of gravity of steel beam and the length of group, after Zhang Lafa steel beam tension; then calculating geometric properties; calc

8、ulation of prestress loss; calculation of beam through the above calculation, through various should force checking detection to comply with various requirements.Key words: Prestressed, simply supported T beam, post tensioning method, the stress checking calculation 目錄第一章 引言11.1概述1第二章 主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計22.1 設(shè)計資

9、料和結(jié)構(gòu)布置22.1.1 原始數(shù)據(jù)資料22.1.2 設(shè)計的基本資料22.1.3 橫截面的結(jié)構(gòu)布置42.1.4 主梁橫截面沿跨長的變化62.1.5 主梁橫隔梁位置的布置72.2 主梁內(nèi)力計算72.2.1 恒載計算72.2.2 活載計算102.2.3主梁荷載作用的效應(yīng)組合202.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置222.3.1 跨中截面鋼束的估算222.3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置222.4 計算主梁截面幾何特性282.4.1 截面面積與慣性矩計算282.4.2 截面靜矩計算302.5 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算352.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失362.5.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力

10、損失362.5.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失372.5.4 鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失392.5.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失402.5.6 預(yù)加力的計算及鋼束的預(yù)應(yīng)力損失匯總41第三章主梁驗(yàn)算423.1 主梁截面承載力和應(yīng)力驗(yàn)算423.1.1 持久狀態(tài)承載力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算423.1.2 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算.463.1.3 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算533.1.4 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算543.2 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算623.2.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算62 3.2.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算.623.3 主梁變形驗(yàn)算633.3.1 計算由預(yù)加力引起的跨中反拱度

11、633.3.2 計算由荷載引起的跨中撓度663.3.3 結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算673.3.4 預(yù)拱度的設(shè)置67第四章 結(jié)論68參考文獻(xiàn)69致謝70第1章 引言1.1 概述在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，根據(jù)最新的橋梁設(shè)計規(guī)范，學(xué)校系統(tǒng)安排定稿，在導(dǎo)師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，本次設(shè)計圓滿的完成了。通過這次設(shè)計，讓我對橋梁有了更深刻的了解，對以后的工作會有更大的幫助。本設(shè)計運(yùn)用了大學(xué)學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識，通過一個漫長的演算過程得出了自己的設(shè)計成果。雖然這次橋梁設(shè)計不是很一個真正的工程設(shè)計，但是就是一次這樣畢業(yè)設(shè)計能夠讓我們了解到真正工程設(shè)計的一些步驟，讓我們能提前感受以后工作的過程。本設(shè)計是進(jìn)行一座橋梁主梁的設(shè)計與驗(yàn)算，

12、在設(shè)計過程中通過對尺寸的擬定，根據(jù)擬定尺寸進(jìn)行內(nèi)力計算以及荷載組合得出梁上的受力情況；然后進(jìn)行鋼束的配置與位置估算，計算鋼束群的重心位置與鋼束的長度，采取后張拉法對鋼束進(jìn)行張拉；然后計算截面幾何特性；計算各種預(yù)應(yīng)力損失；最后對主梁截面承載力和應(yīng)力驗(yàn)算，主梁端部的局部承壓驗(yàn)算，主梁變形驗(yàn)算等，通過各種應(yīng)力驗(yàn)算檢測設(shè)計是否符合各種規(guī)范要求。還有施工圖的繪制以及各結(jié)構(gòu)配筋計算，編寫計算說明書與論文。第2章 主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 設(shè)計資料和結(jié)構(gòu)布置2.1.1 原始數(shù)據(jù)資料設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：1、 公路-級，人群3.5KN/; 2、橋面寬度：凈-7.5+2*0.75m人行道；水文、地質(zhì)條件：橋位附近河道基本順直，河

13、床穩(wěn)定。河床土質(zhì)由表至下為亞粘土和亞砂土。標(biāo)準(zhǔn)凍深2.2m，年降水量540mm。 氣象資料：氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，冬長夏短。1月平均氣溫-20.4，7月平均氣溫22.7，年平均氣溫3.1，標(biāo)準(zhǔn)凍深2.1.2 設(shè)計的基本資料1、橋梁的跨徑橋梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑：2x22m； 橋梁的計算跨徑：2x21.88m；2、主梁的主要設(shè)計依據(jù)1）交通部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004），簡稱橋規(guī)，交通部頒部的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003），交通部頒部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），簡稱公預(yù)規(guī)。2）預(yù)應(yīng)力混凝土、普通鋼筋混凝土、瀝青混凝土重

14、度分別按26KN/m、25KN/m、23KN/m計算，防撞欄桿的重量為7.5KN/m。3）公路2級，人群荷載3.5KN/。4）施工的工藝和施工的各種材料普通的鋼筋：配置普通鋼筋主要采用HRB335鋼筋，小部分采用R235的鋼筋?；炷粒褐髁?、翼緣板、橫隔板、濕接縫均采用的是C50，橋面鋪張使用的是C40。5）橋梁的各種計算的基本數(shù)據(jù)，詳細(xì)見表2.1。表2.1 基本數(shù)據(jù)名稱項(xiàng)目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗壓設(shè)計強(qiáng)度軸心抗拉設(shè)計強(qiáng)度5032.42.6522.41.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力20.72容許拉應(yīng)力1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：容許壓應(yīng)力16.2容許

15、主壓應(yīng)力19.44短期效應(yīng)組合：容許拉應(yīng)力0容許主拉應(yīng)力1.5915.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量抗拉設(shè)計強(qiáng)度最大控制應(yīng)力186012601395持久狀態(tài)應(yīng)力：標(biāo)準(zhǔn)荷載組合1209材料重度鋼筋混凝土25瀝青混凝土23鋼絞線78.5鋼束與混凝土的彈性模量比無量綱5.652.1.3 橫截面的結(jié)構(gòu)布置1、主梁的間距與布置的片數(shù)根據(jù)橋面寬度確定每片主梁的翼板寬度為1.8m,為了保證本設(shè)計的橋梁整體受力性能，需要設(shè)有一定的濕接縫，所以本橋梁設(shè)置了0.3m的現(xiàn)澆混凝土剛性接頭。綜上，本橋梁選用5片主梁，其中大毛截面為1800mm,小毛截面1500mm。如圖2.1所示圖2.1 結(jié)構(gòu)的基本尺寸圖(單位：mm)2、

16、主梁的跨中截面尺寸的擬定1)主梁的高度確定根據(jù)工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),主梁的高跨比一般在1/15到1/25之間，且通過增大梁高的方法可以節(jié)約鋼束的用量，所以本設(shè)計主梁高度為1200mm。2)主梁跨中截面細(xì)部尺寸的擬定由于混凝土腹板的主拉應(yīng)力相對較小，所以腹板厚度設(shè)計為120mm；因T形翼板的厚度要考慮受彎時的強(qiáng)度，所以設(shè)計為100mm，在翼板根部加厚到了200mm；馬蹄尺寸高度為250mm,寬度為350mm，因?yàn)轳R蹄跟腹板交界處會產(chǎn)生局部應(yīng)力，所以加了個三角過渡，高度設(shè)置為100mm。通過以上尺寸的擬定，可以得出主梁的跨中截面簡圖，如圖2.2所示。3、跨中截面的幾何特性計算如圖2.2所示，把主梁跨

17、中截面劃分為5個部分，計算各個部分的幾何特性，見表2.2截面幾何特性表。圖2.2 a主梁跨中尺寸圖 b主梁支座尺寸圖（單位：mm）表2.2 跨中截面的幾何特征表名稱面積分塊形心至上緣距離分塊面積對上緣靜距=分塊面積的自身慣矩 分塊的面積對截面形心的慣性矩123= 1×2457=4+6大毛截面翼緣板1800590001500035.54422740772289077三角承托板30013.33339.9991666.66727.24222132223799主梁腹板108052.556700729000-11.956154382883382下三角9091.6678250.03500-51.

18、123235221235721馬蹄875107.59460345573-66.95639227183968291 4145168053.0297600270小毛截面翼緣板1500575001250038.31822024042214904三角承托版30013.33339.9991666.66729.985269730271397腹板108052.556700729000-9.18291054820054下三角9091.6678250.03500-48.349210386210886馬蹄875107.59406345573-64.18236044133649986 3845166553.0297

19、167227 毛截面的形心至主梁上緣距離：4、檢驗(yàn)跨中的指標(biāo)效率：核心距： 跨中指標(biāo)效率： 則上述初擬的主梁跨中截面合理2.1.4 主梁橫截面沿跨長的變化 主梁采用等高形式，即各截面的翼板厚度沿跨長不變，梁的端部因錨固而產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，所以在距離梁的端部1980mm內(nèi)把腹板加厚，厚度與馬蹄相同且能滿足錨具的要求，腹板厚度從四分點(diǎn)開始逐漸加厚。2.1.5 主梁橫隔梁位置的布置為了防止主梁在荷載作用下的彎矩過大，所以在跨中、四分點(diǎn)和支點(diǎn)設(shè)置3道橫隔梁，具體尺寸見圖2.3。圖2.3 T梁立面和平面圖（單位：mm）2.2 主梁內(nèi)力計算2.2.1 恒載計算1、永久作用一期的永久作用1）主梁跨中截面段

20、自重（四分點(diǎn)至跨中，長4.75m）2）主梁馬蹄提高段的自重（長3.55m) 主梁端部截面面積1.50.1+0.351.1+0.0114=0.5464m²3）主梁支點(diǎn)段的自重 4）橫隔梁自重跨中和四分點(diǎn)截面橫隔梁的自重：中：0.12×（0.85×1.38-0.5×0.3×0.1×2-0.5×0.23×0.1）×25=3.39kN 邊：端橫隔梁的自重：中：邊： 半跨內(nèi)主梁與橫隔梁的重力為：中：邊： 5）預(yù)制梁永久作用：中：邊：二期永久作用：1)現(xiàn)澆翼板2)現(xiàn)澆的橫隔梁跨中和四分點(diǎn)自重：中： 邊：端部自重：中：

21、邊：3)現(xiàn)澆部分集度： 中：邊：三期恒載：1)鋪裝作用：80mm混凝土墊層：40mm瀝青：將橋面鋪裝分?jǐn)偨o5片主梁：2)欄桿作用：每側(cè)人行欄桿為1.52kN/m；每側(cè)防撞欄桿為：4.99kN/m將兩側(cè)防撞欄分?jǐn)偨o5片主梁： 3) 三期的永久作用：2、恒載計算計算跨徑=19m，恒載計算簡圖如圖2.4所示圖2.4 恒載計算簡圖由規(guī)范得出，主梁的彎矩及其剪力的計算公式為：主梁恒載計算如下表：表2.3 主梁恒載計算計算數(shù)據(jù)L=19m，L²=316m²項(xiàng)目跨中四分點(diǎn)支座中邊中邊中邊a0.50.50.250.25001/2a(1-a)0.1250.1250.09380.0938001/

22、2(1-2a)000.250.250.50.5一期M545.11520.29409.05390.4300V0057.3854.77114.76109.54二期M46.0339.7134.5429.8000V004.854.189.698.36三期M294.22294.22220.78220.7800V0030.9730.9761.9461.94M885.36854.22664.37641.0100V0093.2089.92186.39179.842.2.2 活載計算(1)汽車沖擊的系數(shù)與車道折減系數(shù) 按橋梁規(guī)范規(guī)定，對于簡支梁橋簡支結(jié)構(gòu)基頻 式中：-結(jié)構(gòu)的計算跨徑，=19m； Ec-結(jié)構(gòu)材料的

23、彈性模量， I-結(jié)構(gòu)跨中截面慣性矩，I=0.0760； -結(jié)構(gòu)跨中處單位長度質(zhì)量； 則 因?yàn)?.5HZ<6.85HZ<14HZ,所以可得出汽車荷載的沖擊系數(shù)：按照橋梁規(guī)范第2.3.1條規(guī)定，對于雙車道橋梁不考慮汽車荷載折減，所以對于本設(shè)計，車道折減系數(shù)為1.0。 主梁荷載橫向分布系數(shù)計算1)跨中截面荷載的橫向分布系數(shù)由于橋跨內(nèi)設(shè)5道橫隔梁，具有可靠的橫向連接，且承重結(jié)構(gòu)長寬比是 所以可以按修正剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。計算主梁抗扭慣矩對T形簡支梁截面，抗扭慣矩可近似按以下公式計算：式中：-分別為單個矩形截面的寬度與厚度； -矩形截面抗扭剛度系數(shù)， 若t/b<

24、;0.1,取1/3； m-梁截面劃分為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為： 馬蹄的換算厚度為： 詳細(xì)計算見表2.4,的計算簡圖見圖2.5： 圖2.5 的計算簡圖（單位：mm）表2.4 的計算分塊的名稱翼緣板18011.6 70.0651/39.536 腹板78.33120.1530.3014.074 馬蹄35300.8570.16115.215總和28.825計算抗扭的修正系數(shù)其中：則得出的抗扭修正系數(shù)：。按修正剛性橫梁法計算主梁橫向影響線的豎向坐標(biāo)值其中：計算得出的見表2.5：表2.5 值主粱號10.5720.3860.20.014-0.17220.3860.2930.

25、20.1070.01430.20.20.20.20.240.0140.1070.20.2930.3865-0.1720.0140.20.3860.572圖2.6 跨中的橫向分布系數(shù)計算簡圖（單位：mm）計算各梁橫向分布系數(shù)最不利荷載和梁的橫向影響線見圖2.6所示：1號梁： 汽車荷載 人群荷載 2號梁：汽車荷載人群荷載 3號梁： 汽車荷載 人群荷載 2)支點(diǎn)截面荷載橫向分布系數(shù)如圖2.7所示，按杠桿法原理繪制荷載橫向影響線并進(jìn)行分布 圖2.7 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)的計算簡圖（單位：mm）3)可變作用下橫向分布系數(shù)的匯總見表2.6：表2.6 可變作用橫向分布系數(shù)梁號作用的類別1號梁人群0.6131.2

26、2公路級0.5140.3352號梁人群0.4070公路級0.4571.3053號梁人群0.20公路級0.41 (3)車道的荷載根據(jù)橋梁規(guī)范4.3.1條規(guī)定，公路級車道荷載是公路級車道荷載的0.75倍，所以，均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：集中力的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：計算彎矩時：計算剪力時：(4)計算可變作用效應(yīng)計算截面的最大彎矩和最大剪力可采用直接加載法求得可變作用效應(yīng)，計算公式為：式中：-汽車（人群）標(biāo)準(zhǔn)荷載的剪力或彎矩-車道均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 -車道集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 -影響線上的最大坐標(biāo)值 -影響線中同一區(qū)的面積1)主梁跨中截面的最大彎矩與最大剪力計算簡圖見2.8:圖2.8 跨中荷載作用效應(yīng)計算簡圖1號梁:汽

27、車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊：人群作用： 2號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊： 人群作用： 3號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊： 人群作用： 四分點(diǎn)可變作用的最大彎矩和最大剪力計算簡圖見圖2.9：圖2.9 四分點(diǎn)截面荷載作用效應(yīng)計算簡圖1號梁:汽車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊： 人群作用：2號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊： 人群作用： 3號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用: 汽車沖擊： 人群作用： 支點(diǎn)截面荷載作用的最大剪力計算簡圖見圖2.10：圖2.10 支座截面作用效應(yīng)計算簡圖1號梁:汽車標(biāo)準(zhǔn)作用:汽車沖擊：人群作用： 2號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用:汽車沖擊：人群作用： 3號梁：汽車標(biāo)準(zhǔn)作用:汽車沖擊：人群作用： 2.2.3主梁荷

28、載作用的效應(yīng)組合根據(jù)規(guī)范要求，在各種可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選出了最不利的四種效應(yīng)組合：承載能力極限狀態(tài)基本組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合、正常使用長期效應(yīng)組合以及正常使用短期效應(yīng)組合。計算結(jié)果見表2.7。從表2.7可以看得出來：在各種作用效應(yīng)的組合中，都是1號梁最大，所以在下面的截面配筋和應(yīng)力驗(yàn)算部分，都采用1號梁的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)，其他梁都參照1號梁進(jìn)行配筋，這樣對整體都偏于安全。69表2.7 主梁作用效應(yīng)組合1號梁2號梁3號梁序號荷載類別跨中截面四分截面支點(diǎn)跨中截面四分截面支點(diǎn)跨中截面四分截面支點(diǎn)總永久作用854.220641.0189.92179.84885.360664.3793.20186.39885.

29、360664.3793.20186.39可變作用（汽車）公路級609.5163.92455.80103.23116.99571.6858.40435.0793.35122.85496.1750.89376.6081.4882.42可變作用（汽車）沖擊187.1219.62139.9331.6935.91175.5117.93133.5728.6637.71152.3315.62115.6225.0125.30可變作用人群103.295.4479.4511.7125.0658.093.0642.247.2310.0028.551.5020.763.554.92標(biāo)準(zhǔn)組合+1754.1488.981

30、316.19236.55357.801690.6479.391279220.94356.951562.4168.011177.35203.24299.03承載能力基本組合1.2*+1.4*(+)2284.95124.571714.46313.19464.952189.82111.151657.73290.68462.452010.3095.211515.42265.90381.36正常使用短期組合+0.7*+1353.1648.551015.69170.38279.281326.2043.021001.11162.80266.101252.6636.67942.52152.72247.53正常

31、使用長期組合+0.4*(+)1139.3427.74855.11135.90236.661137.2724.58856.79132.97239.531095.2520.96823.31127.21221.332.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置2.3.1 跨中截面鋼束的估算（1）正常使用狀態(tài)下估算鋼束數(shù)根據(jù)規(guī)范要求得出公式：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1754.14KN·M C1-與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于公路級取0.565 Ap-一股鋼絞線（6s15.2）的面積， 一根鋼絞線截面積是1.4cm²。 所以Ap=8.4cm² -預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1

32、860MPa由前面計算可得成橋后跨中截面yz=79.456cm，ks=23.077.初步估算ap=15cm，則鋼束偏心距為ep=yz-ap=79.456-15=64.456cm，則(2)按承載能力狀態(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)混凝土在達(dá)到極限強(qiáng)度fcd時，應(yīng)力圖示呈矩形，此時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度fpd，則鋼束數(shù)的估算公式為：式中：Md-承載能力極限狀態(tài)下跨中的最大彎矩 -經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.750.77，此設(shè)計取0.76 -預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強(qiáng)度，為1260MPa h-梁高，為1.2m 計算得：綜上兩種極限狀態(tài)和處于安全等各種考慮，n=3。2.3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置（1

33、）跨中與錨固端的鋼束位置 1)本橋的鋼束采用后張拉法，預(yù)埋的波紋管采用采用內(nèi)徑60mm，外徑68mm根據(jù)規(guī)范規(guī)定，跨中的鋼束布置見圖2.11a)所示，可得出鋼束群重心距離梁底距離為： 跨中 支點(diǎn) 圖2.11 鋼束布置圖（單位：mm）2)為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端。對于錨固端截面，鋼束的布置通常考慮以下兩個方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓，二是考慮錨具布置的可能性，以滿足張拉操作的方便要求，按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”原則，錨固端截面鋼束群布置如圖2.11b）：鋼束群重心到梁底距離：為了核驗(yàn)上述布置的鋼束群重心位置，需計算錨固端截面的幾何特性，見表

34、2.8；表2.8 鋼束錨固端特征表大毛截面分塊名稱 123=1*24567=4+6翼板1800590001500040.222911767.122926767.12三角承托114.1512.061376.65241.4133.16125517.70125759.11腹板3850652502503882083.33-19.781506306.345388389.675764.15260626.658440915.90 小毛截面分塊名稱 123=1*24567=4+6翼板1500575001250042.422699184.62711684.6三角承托114.1512.061376.65241.4

35、135.36142725.12142966.53腹板3850652502503882083.33-17.581189867.145071950.475464.15259126.657926601.6注： 綜上，說明鋼束群處于截面的核心范圍內(nèi)。(2) 鋼束起彎角確定和線形確定 在確定鋼束起彎角時，既要考慮由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分兩排，N3號鋼筋彎起角度為6度，N1、N2鋼筋彎起角度為12度。為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形都為直線加圓弧形，并且在同一豎直面內(nèi)。 本橋的錨固分上下兩部分見圖2.12,彎起角度N1,N2

36、為12°，N3為6°。圖2.12 封錨端混凝土尺寸圖（單位：mm）各鋼束錨固點(diǎn)到支座中心線水平距離： 鋼束計算1)鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離計算見表2.9，圖2.13示出鋼束計算簡圖表2.9 跨中至鋼束起彎點(diǎn)的距離鋼束起彎的高度N321.510.4511.0510099.4562017.12 210.85654.55N251.520.7930.7110097.81121405.34292.19571.62N181.520.7960.7110097.81122778.18577.62279.82圖2.13 鋼束計算簡圖為靠近錨固端的直線長度，可自行設(shè)計，y為鋼束錨固點(diǎn)到鋼束起彎點(diǎn)

37、的豎直距離，可分別計算如下： 2)各個截面的鋼束群的重心位置 各鋼束重心位置計算詳見表2.10 當(dāng)截面在曲線段時，計算公式為： ，當(dāng)截面在錨固點(diǎn)的直線段時，計算公式為： 式中： -各鋼束在計算截面處鋼束中心至梁底的距離； -鋼束起彎前至梁底的距離； R-鋼束彎起半徑； -圓弧段起彎點(diǎn)至計算點(diǎn)圓弧長對應(yīng)的圓心角。計算鋼束群重心到梁底距離，詳見表2.10表2.10 各計算截面的鋼束群位置與鋼束群重心位置截面鋼束號四分點(diǎn)N3未彎起2017.128.58.514.82N2未彎起1405.348.58.5N1195.182778.180.07030.997520.527.45支點(diǎn)直線段62.28N321

38、.5614.851.568.528.44N251.51211.622.478.557.53N181.5125.251.1220.5100.88注:3）計算鋼束長度一根鋼束的長度等于曲線長度加上直線長度加上兩端工作長度（2×70cm），其中鋼束曲線長度可以按圓弧半徑和彎起角度計算。計算結(jié)果如下表2.11：表2.11 鋼束計算長度鋼束鋼束的彎起角度曲線的長度（）直線長度直線長度有效長度鋼束預(yù)留 長度鋼束長度12345678=6+7N32017.126211.23654.551001931.561402071.56N21405.3412294.33571.621001931.9014020

39、71.90N12778.1812581.86279.821001923.361402063.362.4 計算主梁截面幾何特性2.4.1 截面面積與慣性矩計算(1) 凈截面幾何特性計算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計算小毛截面的幾何特性，計算公式為：截面積：截面慣性矩： 計算結(jié)果見表3.12。（2）換算截面幾何特征計算在正常使用階段需要計算大毛截面的幾何特性計算公式：換算截面面積 換算截面慣性矩 式中 A、I分別是混凝土毛截面面積和慣性矩； 分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； 分塊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

40、性模量之比，為 表2.12.1 跨中翼緣全寬截面面積及慣矩計算表截面名稱面積()分塊面積重心至上緣距離()分塊面積對上緣靜矩()全截面重心到上緣距離()分塊面積的自身慣矩()=150cm凈截面毛截面384543.318166553.02941.457167227-1.86813416.846705293.97扣管道面積（）-108.96107.5-11713.2略-66.05-475349.173736.04154839.8297167227-461933.03=180cm換算截面毛截面414540.544168053.02942.3876002701.83613972.368111157.5

41、6鋼束換算面積117.18107.512596.85略-65.12496915.204262.18180649.8797600270510887.56表2.12.2 四分點(diǎn)翼緣全寬截面面積及慣矩計算表=160cm凈截面毛截面384543.318166553.02941.517167227-1.80812568.786738086.22扣管道面積（）-108.96105.18-11460.413略-63.67-441709.563736.04155092.6167167227-429140.78=250cm換算截面毛截面414540.544168053.02942.3276002701.7761

42、3074.068076366.72鋼束換算面積117.18105.1812324.992略-62.86463022.664262.18180378.0217600270476096.72表2.12.3 支點(diǎn)翼緣全寬截面面積及慣矩計算表=160cm凈截面毛截面5464.1547.42259109.9947.217926601.60-0.21240.977914806.84扣管道面積（）-108.9657.72-6289.17略-10.51-12035.735355.19252820.827926601.60-11794.76=250cm換算截面毛截面5764.1545.22260654.8645

43、.478440915.900.25360.268458860.48鋼束換算面積117.1857.726763.63略-12.2517584.325881.33267418.498440915.9017944.58注： 2.4.2 截面靜矩計算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在張拉階段與使用階段都會產(chǎn)生剪應(yīng)力，所以這兩個階段的剪應(yīng)力應(yīng)該相疊加。在每一階段中，凡是中性軸位置與面積突變處的剪應(yīng)力都需要計算。在張拉階段和使用階段應(yīng)計算的截面為（如圖2.14）。1、在張拉階段，凈截面的中性軸（凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在靜軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力相疊加。2、在使用階段，換算截面的中性軸（換軸）位置產(chǎn)生最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力相疊加。故對每個荷載的作用階段，需