學(xué)士預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)三

PAGEPAGE226摘要預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋由于其具有外形簡(jiǎn)單，制造方便，結(jié)構(gòu)受力合理，主梁高跨比小，橫向借助橫隔梁聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)整體性好，橋梁下部結(jié)構(gòu)尺寸小和橋型美觀等優(yōu)點(diǎn)，目前在公路橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)方法選用時(shí)，主梁就選用了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁。在本次設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行了橋型方案的比選，確定簡(jiǎn)支梁橋方案后，就其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：擬定截面尺寸；計(jì)算控制截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力及其相應(yīng)的組合值；估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量并對(duì)其進(jìn)行布置；計(jì)算主梁截面的幾何特征值；計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值；正截面和斜截面的承載力復(fù)核；正常使用極限狀態(tài)下構(gòu)件抗裂性及變形驗(yàn)算；持久狀態(tài)下和短暫狀態(tài)下構(gòu)件截面應(yīng)力驗(yàn)算。接著進(jìn)行了簡(jiǎn)單的施工方法設(shè)計(jì)，包括施工前的準(zhǔn)備，主要分項(xiàng)工程的施工方法設(shè)計(jì)，冬季和雨季的施工安排以及施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)措施等。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力，T形梁，方案比選，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工方法ABSTRACTPrestressedconcreteT-shapedgirderbridgesareofmanyadvantages.Theyhavesimpleoutlinesandcanbefabricatedeasily.Theforcesthatactontheirstructuresarereasonable.Theratioofheightofgirderstospanofgirdersissmall.Inlandscapeorientationthegirdersareconnectedbyintersectinggirders.Thereforethewholestructureisofgoodentirety.Andtherearestillmanyothermerits,suchassmallsizeofinfrastructure,thebeautyofthistypeofbridgeandsoon.BecauseoftheseadvantagesthePCT-shapedgirderbridgesarenowwidelyappliedinhighwaybridgeprojects.Intheprocessofthedesignmethodofthepaper.PosttensioningprestressedconcreteT-shapedgirderischosenasthemaingirderofthebridge.Intheprocessofthedesignofthebridge,thecomparisonofdifferenttypesofbridgeisdonefirstly.Afterthecomfirmationofthetypeofthebridge,thedesignofthestructureisdone,includingconfirmingthesizeofcrosssections,calculatingthedesignforcesofrestrainingsectionsandcombiningthemaccordingtoTheCriterion,estimatingtheamountofprestressedsteelsandarrangingthem,calculatingthegeometricaltraitsofcrosssectionsofgirders,calculatingthelossofprestress,checkingthecarryingcapacityofcrosssections,checkcomputationsoftheanticrackcapacityofthestructureanddeformationintheultimatestateofnormaluse,andthestressofcrosssectionrespectivelyinthestateoflastingloadandinthestateoftemporaryload.Afterallthework,nextisthedesignofconstructionmethod.Itincludesthepreparationbeforeconstruction,thedesignofconstructionmethodofsmallprojects,thearrangementsofconstructionintherainyseasonandinwinter,themeasurementsofprotectingenvironmentintheprocessofconstruction.KEYWORDS:prestress，T-shapedgirder;comparionofdifferentschemes，thedesignofthestructure，constructionmethod目錄第一章編制方案的原則與比選………………111．1基本原則…………………111．2比選依據(jù)……………………111．3簡(jiǎn)支梁橋方案……………111．4T形剛構(gòu)橋方案……………111．5連續(xù)梁橋方案………………111．6方案比較……………………11第二章設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置…………………132．1設(shè)計(jì)資料……………………132．2橫截面布置…………………132．3橫截面沿跨長(zhǎng)的變化………………………162．4橫隔梁布置…………………17第三章主梁作用效應(yīng)計(jì)算……………………173．1永久作用效應(yīng)計(jì)算…………173．2可變作用效應(yīng)計(jì)算（修正剛性橫梁法）…………………183．3主梁作用效應(yīng)組合………………………25第四章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和確定……………264．1跨中截面鋼束的估算和確定……………264．2預(yù)應(yīng)力鋼束布置…………27第五章計(jì)算主梁截面幾何特性………………315．1截面面積及慣矩計(jì)算……………………315．2截面凈矩計(jì)算………………345．3截面幾何特性匯總………………………38第六章鋼束預(yù)應(yīng)力損失值…………………396．1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的磨擦引起的預(yù)應(yīng)力損失……396．2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失………406．3混凝土彈性壓縮引起的損失………………416．4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失……………………476．5混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失……………………476.6成橋后張拉N4號(hào)鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失……………506．7預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總……………………57第七章主梁截面承載力預(yù)應(yīng)力驗(yàn)算…………587．1持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算………………587．2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算…………………607．3持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算………………677．4短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算………………75第八章主梁端部的局部承壓驗(yàn)算…………778．1局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算……………778．2局部抗壓承載力驗(yàn)算……………………78第九章主梁變形驗(yàn)算…………799．1計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度………799．2計(jì)算由荷載引起的跨中撓度……………829．3結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算……………829．4預(yù)拱度的設(shè)置……………82第十章橫隔梁算………………8310．1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用…………………8310．2跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線…………8410.3截面作用效應(yīng)計(jì)…………8610．4截面配筋計(jì)算……………87第十一章行車道板計(jì)算……………………8811．1懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算……………………8811．2連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算……………………9011．3截面設(shè)計(jì)、配筋與承載力驗(yàn)算…………93第十二章支座計(jì)算…………9412．1選用支座的平面尺寸…………………9412．2確定支座的厚度………………………9512．3驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)………………………9512．4驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性………………96第十三章設(shè)計(jì)資料……………9613．1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造…………………9613．2水文地質(zhì)條件（本設(shè)計(jì)系假設(shè)設(shè)計(jì)）…………………9613．3材料………………………9713.4橋墩尺寸…………………9713．5設(shè)計(jì)依據(jù)…………………97第十四章蓋梁計(jì)算……………9714．1荷載計(jì)算…………………9714．2內(nèi)力計(jì)算………………10414．3截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核……………107第十五章橋墩墩柱計(jì)……………………11015．1荷載計(jì)算………………11015．2截面配筋計(jì)算及配筋驗(yàn)算……………112第十六章鉆鉆孔樁計(jì)算算……………………11316．1荷載計(jì)計(jì)算…………………11316．2樁長(zhǎng)長(zhǎng)計(jì)算…………………11516．3樁的的內(nèi)力計(jì)算算（m法）……………111616．4樁身身截面配筋筋與承載力力驗(yàn)算（圖圖44）…………11716．5墩頂頂縱向水平平位移驗(yàn)算算………………119結(jié)論…………………1121致謝…………………1122參考文獻(xiàn)……………………………1123附錄（英文文獻(xiàn)獻(xiàn)及譯文）……………………124前言本設(shè)計(jì)是針對(duì)預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土T梁橋進(jìn)行行的，共分分16章，第1章是方案案比選部分分，分別對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)流量量、橋孔長(zhǎng)長(zhǎng)度、橋面面標(biāo)高進(jìn)行行了計(jì)算。第2、3章根據(jù)水文計(jì)算和規(guī)范規(guī)定擬定橋梁構(gòu)造及內(nèi)力計(jì)算和組合階段。第4章對(duì)橋梁配筋。第5章對(duì)主梁截面特性列表計(jì)算研究。第6章對(duì)各種情況引起的損失分別計(jì)算說(shuō)明。第7、8、9章又對(duì)主梁截面、主梁端部的承壓、預(yù)拱度設(shè)置進(jìn)行了驗(yàn)算。第10章橫隔梁計(jì)算，第11章行車道板計(jì)算。第12章支座計(jì)算，第13-16章按構(gòu)造對(duì)墩及基礎(chǔ)進(jìn)行尺寸擬定。本設(shè)計(jì)主要依據(jù)據(jù)為我國(guó)交交通部頒布布的《公路路橋涵設(shè)計(jì)計(jì)通用規(guī)范范》（JTJ0021-889）和《公路鋼筋混凝凝土及預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土橋涵設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》（JTJ0023-885）。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)書(shū)本設(shè)計(jì)還還對(duì)橋梁的的總體布置置圖、配筋筋圖及一些些附屬設(shè)施施圖進(jìn)行了了繪制。限于本人水平，本本設(shè)計(jì)一定定存在不少少缺點(diǎn)，請(qǐng)請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)和老師給予予批評(píng)指正正。第一章編制方方案的原則則與比選基本原則通航等級(jí)為V--(3)級(jí)航道，通通航凈高8，凈寬30.00。在符合路線基本本走向的同同時(shí)，力求求接線順暢暢，路線短短捷，橋梁梁較短，盡盡量降低工工程造價(jià)。在滿足使用功能能的前提下下，力求橋橋型結(jié)構(gòu)實(shí)實(shí)用、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、安全、美美觀，有利利于環(huán)保。同同時(shí)要根據(jù)據(jù)橋位區(qū)的的地形、地地貌、氣象象、水文、地地質(zhì)、地震震等條件，選選用技術(shù)先先進(jìn)可靠、施施工工藝成成熟、便于于后期養(yǎng)護(hù)護(hù)的橋型方方案。橋孔布置應(yīng)滿足足通航要求求。比選依據(jù) 根據(jù)橋位處河流流的通航要要求，結(jié)合合橋位處的的地形地貌貌、地質(zhì)等等條件，并并著重考慮慮施工的方方便性，對(duì)對(duì)三跨預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土簡(jiǎn)支箱梁梁橋、三跨跨預(yù)應(yīng)力混混凝土T形剛構(gòu)橋橋、三跨預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)梁梁橋等橋式式方案進(jìn)行行比選。簡(jiǎn)支梁橋方案 主梁采用T形截截面，梁高高為等高度度，主梁采采用預(yù)制裝裝配的施工工方法。橋橋墩均采用用雙柱式橋橋墩，橋臺(tái)臺(tái)為框架式式橋臺(tái)，基基礎(chǔ)為鉆孔孔灌注樁基基礎(chǔ)。T形剛構(gòu)橋方案（16＋50＋16）三跨預(yù)應(yīng)力混凝凝土T形剛構(gòu)橋橋，中間掛掛梁跨徑為為18，橋長(zhǎng)82。主梁梁采用箱形形截面，梁梁高為等高高度，主梁梁采用懸臂臂澆筑施工工方法。橋橋墩均采用用雙柱式橋橋墩，邊跨跨靠近路堤堤處需設(shè)平平衡重，基基礎(chǔ)為鉆孔孔灌注樁基基礎(chǔ)。1．5連續(xù)梁橋方案主梁采用箱形截截面，梁高高為等高度度，主梁采采用懸臂澆澆筑施工。橋橋墩均采用用雙柱式橋橋墩，橋臺(tái)臺(tái)為框架式式橋臺(tái)，基基礎(chǔ)為鉆孔孔灌注樁基基礎(chǔ)。1．6方案比較以上三個(gè)方案的的優(yōu)缺點(diǎn)比比較如下表表所示：方案比較表方案簡(jiǎn)支梁橋方案T形剛構(gòu)方方案連續(xù)梁橋方案施工階段施工方案要點(diǎn)及及難易度采用預(yù)制裝配施施工，由于于橋梁跨徑徑不大，節(jié)節(jié)省了大量量施工器材材，改善了了生產(chǎn)條件件，施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，施工工速度快。采用懸臂拼裝法法施工，雖雖然施工階階段的受力力與結(jié)構(gòu)使使用狀態(tài)下下的受力一一致，但是是掛梁的預(yù)預(yù)制、運(yùn)輸輸和安裝以以及邊跨平平衡重的設(shè)設(shè)置使得橋橋梁的施工工邊得相對(duì)對(duì)復(fù)雜。采用懸臂澆筑法法施工，施施工過(guò)程中中需采取臨臨時(shí)墩梁固固結(jié)措施，邊邊跨的一部部分采用懸懸臂施工外外，剩余的的一部分邊邊跨需要在在腳手架上上施工，施施工機(jī)具多多，相對(duì)復(fù)復(fù)雜。工期工期短工期相對(duì)較長(zhǎng)工期相對(duì)較長(zhǎng)營(yíng)運(yùn)階段航運(yùn)和跨越條件件航道寬敞，滿足足通航要求求航道寬敞，滿足足通航要求求航道寬敞，滿足足通航要求求抗震性能靜定結(jié)構(gòu)，抗震震性能好靜定結(jié)構(gòu)，有較較好的抗震震性能超靜定結(jié)構(gòu)，抗抗震性能不不如其他兩兩種方案養(yǎng)護(hù)和維修運(yùn)營(yíng)營(yíng)混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)養(yǎng)護(hù)和維修修費(fèi)用低混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)養(yǎng)護(hù)和維修修費(fèi)用低混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)養(yǎng)護(hù)和維修修費(fèi)用低修復(fù)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，修復(fù)復(fù)容易設(shè)有中間掛梁，修修復(fù)較難修復(fù)難美觀一般一般一般綜上所述，此橋橋跨徑不大大，采用簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁橋既既能滿足功功能要求，施施工又簡(jiǎn)單單，造價(jià)也也低，所以以采用簡(jiǎn)支支梁橋方案案。第二章．設(shè)計(jì)資資料及構(gòu)造造布置2．1設(shè)計(jì)資料2．1．1橋梁跨徑及橋?qū)拰挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：300m（墩墩中心距離離）；主梁全長(zhǎng)：299.96mm；計(jì)算跨徑：299.10mm；橋面凈空：凈——7m+2×1.0mm=9.0m。2．1．2設(shè)計(jì)荷載公路—Ⅱ級(jí)，人人群荷載3.0kkN/m22,每側(cè)人行行欄、防撞撞欄重力的的作用分別別為1.522kN//m2和4.999kN//m2。2．1．3材料及工藝混凝土：主梁用用C40，欄桿及及橋面鋪裝裝用C25。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用用《公路鋼鋼筋混凝土土及預(yù)應(yīng)力力混凝土橋橋涵設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》（JTGD62—2004）的Φ15.2鋼絞線，每每束6根，全梁梁配4束，fpk=18860MPPa的鋼絞線線。普通鋼筋直徑大大于和等于于12mmm的采用HRB3335鋼筋,直徑小于于12mmm的均用R235鋼筋。按后張法施工工工藝制作主主梁，采用用內(nèi)徑700mm,外徑77mmm的預(yù)埋埋金屬波紋紋管成孔和和夾片錨具具。2．1．4設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《公路橋涵設(shè)設(shè)計(jì)通用規(guī)規(guī)范》（JTGD60—2004）（2）《公路鋼筋混混凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土橋涵設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD622—2004）（3）《公路橋涵施施工技術(shù)規(guī)規(guī)范》（JTJ//T0411—2000）實(shí)施手手冊(cè)（4）《公路橋涵設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)》（梁梁橋），人人民交通出出版社，19966（5）《橋梁工程》，邵邵旭東主編編，武漢理理工大學(xué)出出版社，20055（6）《橋梁計(jì)算示示例叢書(shū)》（混混凝土簡(jiǎn)直直梁（板）橋橋），易建建國(guó)主編，人人民交通出出版社（7）《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理》葉見(jiàn)見(jiàn)曙主編，人人民交通出出版社，199992．1．5基本計(jì)算數(shù)據(jù)((見(jiàn)表1)2．2橫截面布置2．2．1主梁間距和主梁梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)應(yīng)隨梁高與與跨徑的增增大而加寬寬為經(jīng)濟(jì)，同同時(shí)加寬翼翼板對(duì)提高高主梁截面面效率指標(biāo)標(biāo)ρ有效，故故可在許可可條件下適適當(dāng)加寬T梁翼板。本本橋主梁翼翼板寬度為為20000mm，由由于寬度較較大，為保保證橋梁的的整體受力力性能，橋橋面板采用用現(xiàn)澆混凝凝土剛性接接頭，因此此主梁的工工作截面有有兩種：預(yù)預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)運(yùn)輸、吊裝裝階段的小小截面（bi=16000mm）和和運(yùn)營(yíng)階段段的大截面面（bi=20000mm）。凈—7m+2××1.0mm的橋?qū)掃x選用五片主主梁,如圖1所示?；居?jì)算算數(shù)據(jù)表1名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù).混凝土立方強(qiáng)度彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)強(qiáng)度軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)強(qiáng)度軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度f(wàn)cu,kEcfckftkfcdftdMPaMPaMPaMPaMPaMPa403.25×100426.82.418.41.65短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力0.7f＇ckk0.7f＇tkkMPaMPa20.721.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：：容許壓應(yīng)力容許主壓應(yīng)力短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力容許主拉應(yīng)力0.5fck0.6fckσst-0.855σpc0.6ftkMPaMPaMPaMPa13.416.0801.44Φ15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度最大控制應(yīng)力σσconfpkEppd0.75fpkkMPaMPaMPaMPa18601.95×100512601395持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合0.65fpkkMPa1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線γ1γ2γ3kN/m2kN/m2kN/m225.023.078.5鋼束與混凝土的的彈性模量量比αEp無(wú)量綱6注：本橋考慮混混凝土強(qiáng)度度達(dá)到C35時(shí)開(kāi)始張張拉預(yù)應(yīng)力力鋼束。ff，，ck和f＇tk分別表表示鋼束張張拉時(shí)混凝凝土的抗壓壓、抗拉標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。2．2．2主梁跨中截面尺尺寸擬定（1）主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)簡(jiǎn)直梁橋的的主梁高度度與跨徑之之比通常在在1/155~1/225,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)中高跨比比約在1/188~1/119。當(dāng)建筑筑高度不受受限制時(shí)，增增大梁高往往往是較經(jīng)經(jīng)濟(jì)的方案案，因?yàn)榧蛹哟罅焊呖煽梢怨?jié)省預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼束束的用量，同同時(shí)梁高加加大一般只只是腹板加加高，而混混凝土用量量增加不多多。綜上所所述，本橋橋取用18800mm的主梁梁高度是較較合適的。（2）主梁截面細(xì)部部尺寸T梁翼板的厚度主主要取決于于橋面板承承受車輪局局部荷載的的要求，還還應(yīng)考慮能能否滿足主主梁受彎時(shí)時(shí)上翼板受受壓的強(qiáng)度度要求。本本橋預(yù)制T梁的翼板板厚度取用用80mm，翼板板根部加厚厚至200mm以抵抗抗翼緣根部部較大的彎彎矩。在預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土梁中腹腹板內(nèi)主拉拉應(yīng)力較小小，腹板厚厚度一般由由布置預(yù)制制孔管的構(gòu)構(gòu)造決定，同同時(shí)從腹板板本身的穩(wěn)穩(wěn)定條件出出發(fā)，腹板板厚度不宜宜小于其高高度的1/15。本橋腹腹板厚度取取150mmm。馬蹄尺寸基本由由布置預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束的的需要確定定的，設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)踐表明明，馬蹄面面積占截面面總面積的的10%~~20%為合適。本本橋考慮到到主梁需要要配置較多多的鋼束，將將鋼束按兩兩層布置，一一層排兩束束，同時(shí)還還根據(jù)《公公預(yù)規(guī)》99.4.99條對(duì)鋼束束凈距及預(yù)預(yù)留管道的的構(gòu)造要求求初擬馬蹄蹄寬度為3300mmm，高度為為250mmm，馬蹄與與腹板交接接處做三角角過(guò)度，高高度100mm，以減減小局部應(yīng)應(yīng)力。按照照以上擬定定的外形尺尺寸，就可可繪出預(yù)制制梁的跨中中截面圖?，F(xiàn)澆部分現(xiàn)澆部分支點(diǎn)斷面跨中斷面尺寸單位：跨跨徑中線(尺寸單位：cm)圖2跨中截尺寸寸圖：（尺尺寸單位：：mm）(3)計(jì)算截截面幾何特特征將主梁跨中截面面劃分成五五個(gè)規(guī)則圖圖形的小單單元，截面面幾何特性性計(jì)算見(jiàn)下下表?？缰薪孛婷鎺缀翁匦孕杂?jì)算表表2分塊名稱Ai(cm2)yi(cm)Si=Aiyi(cm3)Ii(cm4)di=ys-yi(cm)Ix=Aidi2(cm)I=Ii+Ixx(cm4)(1)(2)(3)=(1)××(2)(4)(5)(6)=(1)××(5)22(7)=(4)++(6)大毛截面翼板1600464008533．33356．655134756651432899三角承托8701210440696048.652059136620660966腹板220581．5179707..539706533.75-20.8595856349292177下三角75151．711375.225208.33-91.02621348621556馬蹄750167．512562539062.55-106.8558562692286017555∑5500333547..75213619113小毛截面翼板1280451206826.67760.144629529946363566三角承托8701210440696052.142365164423721244腹板220581．5179707..539706533.75-17.3666452046351744下三角75151．711375.225208.33-87.53574613574821馬蹄750167．512562539062.55-103.3668012467780515300∑5180333547..75202700005注：大毛截面形形心至上緣緣距離600.65((cm)小毛截面形心至至上緣距離離64.114(cm)(4)檢驗(yàn)截面面效率指標(biāo)標(biāo)ρ上核心距：kss===32.554(cm)下核心距：kxx===64..04(cm)截面效率指標(biāo)：：ρ====0.544>0.55表明以上初擬的的主梁跨中中截面是合合理的。2．3橫截面沿跨長(zhǎng)的的變化如圖1所示，本設(shè)計(jì)主主梁采用等等高形式，橫橫截面的T梁翼板厚厚度沿跨長(zhǎng)長(zhǎng)不變。粱粱端部區(qū)段段由于錨頭頭集中力的的作用而引引起較大的的局部應(yīng)力力，也為布布置錨具的的需要，在在距梁端11200mmm范圍內(nèi)將將腹板加厚厚到與馬蹄蹄同寬。馬馬蹄部分為為配合鋼束束彎起而從從六分點(diǎn)附附近（第一一道橫隔梁梁處）開(kāi)始始向支點(diǎn)逐逐漸抬高，在在馬蹄抬高高的同時(shí)腹腹板寬度亦亦開(kāi)始變化化。2．4橫隔粱的布置模型試驗(yàn)結(jié)果表表明，在荷荷載作用處處的主梁彎彎矩橫向分分布，當(dāng)該該處有橫隔隔梁時(shí)較均均勻，否則則直接在荷荷載作用下下的主梁彎彎矩很大。為為減小對(duì)主主梁設(shè)計(jì)起起主要控制制作用的跨跨中彎矩，在在跨中設(shè)置置一道中橫橫隔梁，當(dāng)當(dāng)跨度較大大時(shí)應(yīng)設(shè)置置較多的橫橫隔梁。本本設(shè)計(jì)在橋橋跨中點(diǎn)、三三分點(diǎn)、六六分點(diǎn)、支支點(diǎn)處設(shè)置置七處橫隔隔梁，其間間距為4..85m。端橫隔隔梁的高度度與主梁同同高，厚度度為上部2240mm，下部部220mm；中橫橫隔梁高度度為16000mm，厚度度為上部1160mm，下部140mm。詳見(jiàn)見(jiàn)圖1。第三章．主梁作作用效應(yīng)計(jì)計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)結(jié)構(gòu)縱、橫橫截面的布布置，并通過(guò)可可變作用下下的梁橋荷荷載橫向分分布計(jì)算，可可分別求得得各主梁控控制截面（一一般取跨中中、四分點(diǎn)點(diǎn)、變化點(diǎn)點(diǎn)截面和支支點(diǎn)截面）的的永久作用用和最大可可變作用效效應(yīng)，然后后再進(jìn)行主主梁作用效效應(yīng)組合。3．1永久作用效效應(yīng)計(jì)算3．1．1永久作用集度（1）預(yù)制梁自重①跨中截面段主梁梁的自重（六六分點(diǎn)截面面至跨中截截面，長(zhǎng)99.72mm）G⑴=0.51800×25××9.677=125..23(kN)②②馬蹄抬高高與腹板變變寬段梁的的自重（長(zhǎng)長(zhǎng)3.655m）G⑵=(0.7133931++0.51180)××3.65×25/22=56..21(kN)③③支點(diǎn)段梁梁的自重（長(zhǎng)長(zhǎng)1.63m）G⑶=0.7139331×25×1.63=29.009(kN)④④邊主梁的的橫隔梁中中橫隔梁體體積：0.15×（00.8×1.477－0.5×0.7225×0.12－0.5××0.1××0.0775）=0.16933（m3）端橫隔梁體積：：0.23×（11.72××0.65－0.5×0.10776×0.65）=0.24491（m3）故故半跨內(nèi)橫橫梁重力為為G⑷=（2.5××0.16993+1××0.2491）×25==16.811(kN)⑤預(yù)制梁永久作用用集度g1=（125.23+556.211+29.009+16.881）／14..98=115.188(kN/mm)⑵二期永久作用①邊梁現(xiàn)澆部分橫橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)現(xiàn)澆部分）體體積0.15×0..2×1..47=0..04411(kN/mm)一片端橫隔梁（現(xiàn)現(xiàn)澆部分）體體積0.23×0..2×1..72=0.0079122(kN/mm)故g⑹=（5×0.04441+2××0.079912）×25／29.996=0..32(kN/mm)②鋪裝8cm混凝土鋪裝裝(1.55%橫坡)0.08×7××25=14(kN/mm)6cm瀝青鋪裝裝0.05×7××23=8..05(kN/mm)若將橋面鋪裝均均攤給五片主梁，則則g⑺=（14.00+88.05）／／5=4..41(kN/mm)③欄桿一側(cè)人行欄1..52(kN/mm)，一側(cè)側(cè)防撞欄44.99((kN/mm)若將兩側(cè)人行欄欄、防撞欄欄均攤給四四片主梁則則g⑻=（1.52+4..99）×2／5=2.600(kN/mm)④邊梁二期永久作作用集度g2=0.32+4..41+2.600=7.333(kN/mm)3．1．2永久作用效應(yīng)如圖3所示，設(shè)x為計(jì)計(jì)算截面離離左支座的的距離，并并令α=x／l。主糧彎矩和剪力力的計(jì)算公公式分別為為；永久作用效應(yīng)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表3。1號(hào)梁永久久作用效應(yīng)應(yīng)表3作用效應(yīng)跨中α=0.5四分點(diǎn)α=0.25N4錨固點(diǎn)α=0.037004支點(diǎn)α=0.0一期彎矩(kN·m)1606.8221205.122229.250剪力(kN)0110.43204.51220.87二期彎矩(kN·m)775.89581.92110.700剪力(kN)053.3398.75106.65∑彎矩(kN·m)2382.7111787.044339.950剪力(kN)0163.76303.26327.523．2可變作用效應(yīng)計(jì)計(jì)算（修正正剛性橫梁梁法）2．1沖擊系數(shù)和和車道折減減系數(shù)按《橋規(guī)》4..3.2條條規(guī)定，結(jié)結(jié)構(gòu)的沖擊擊系數(shù)與結(jié)結(jié)構(gòu)的基頻頻有關(guān)，因因此要先計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)的的基頻。簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁橋的的基頻可采采用下列公公式估算：：f=＝＝4.113（Hz）其中mc===1401.663(kg//m)根據(jù)本橋的基頻頻可計(jì)算出出汽車荷載載的沖擊系系數(shù)為：μ=0.17677lnf－0.01157＝0.235按《橋規(guī)》4..3.1條條，當(dāng)車道道大于兩車車道時(shí)，需需進(jìn)行車道道折減，三三車道折減減22%，四車道道折減33%，但折減減后不得小小于用兩行行車隊(duì)布載載的計(jì)算結(jié)結(jié)果。本橋橋按兩車道道設(shè)計(jì)，因因此在計(jì)算算可變作用用效應(yīng)時(shí)不不需進(jìn)行車車道折減。圖3永久作用用效應(yīng)計(jì)算算圖計(jì)算主梁的荷載載橫向分布布系數(shù)⑴跨中的荷載橫向向分布系數(shù)數(shù)mc如前所述，本橋橋橋跨內(nèi)設(shè)設(shè)七道橫隔隔梁，具有有可靠的橫橫向聯(lián)系，且且承重結(jié)構(gòu)構(gòu)的長(zhǎng)寬比比為：L／B=29.100／9.0=33.2>2故可按修正剛性橫橫梁法來(lái)繪繪制橫向影影響線和計(jì)計(jì)算橫向分分布系數(shù)mc。①計(jì)算主梁抗扭慣慣矩IT對(duì)于T形梁截面，抗扭扭慣矩可近近似按下式式計(jì)算：IT=式中：bi,tti——相應(yīng)為單單個(gè)矩形截截面的寬度度和高度；；Ci——矩形截面面抗扭剛度度系數(shù)；m——梁截面劃劃分為單個(gè)個(gè)矩形截面面的個(gè)數(shù)。對(duì)于跨中截面，翼翼緣板的換換算平均厚厚度：t1＝＝12.7（cm）馬蹄部部分的平均均換算厚度度t3＝（cm）圖4示出了的IT計(jì)計(jì)算圖示，IT的計(jì)算見(jiàn)見(jiàn)表4。圖4IT計(jì)算圖式式（尺寸單單位：cm）IT計(jì)算表表4分塊名稱bi(cm)ti(cm)bi／ticiITi=cibitti3(×10-3m44)翼緣板①20012.715.748001/31.365599腹板②137.3159.15330.31051.438822馬蹄③303010.1411.1421∑3.946511②計(jì)算抗扭修正系系數(shù)β對(duì)于本橋主梁的的間距相同同，且主梁梁為等截面面，則得β=式中：G=0..4E，L=29..10m，=5×0.0003946651=0.0199732555m4；，a1=4m，a2=2m，a3=0m，a4=-2m，a5=-4m，Ii=0.2133619113m4計(jì)算得β=0..93888③按修正剛性橫梁梁法計(jì)算橫橫向影響線線豎標(biāo)值ηij=＋ββ式中：n=5，=2×（42+22）=40（m2）計(jì)算結(jié)果列于下下表中。ηij值表5梁號(hào)ηi1ηi2ηi3ηi4ηi510.5755220.3877660.20.012244-0.17555220.3877660.2938880.20.1061220.0122440.20.2④計(jì)算荷載橫向分分布系數(shù)1號(hào)梁的橫向影響響線和最不不利荷載布布置圖式如如圖5所示。圖5跨中的橫橫向分布系系數(shù)計(jì)算圖圖式（尺寸寸單位：mm）可變作用（公路路—Ⅱ級(jí)）：兩車道：mcqq=(0.481164+00.312266+0.199061+0.021633)=0.55033故取可變作用（汽汽車）的橫橫向分布系系數(shù)mcq=0..58755可變作作用（人群群）mcr=0..575552⑵支點(diǎn)截面的荷載載橫向分布布系數(shù)m0如圖6所示，按杠桿原原理法繪制制荷載橫向向影響線并并進(jìn)行布載載，1號(hào)梁可變變作用的橫橫向分布系系數(shù)計(jì)算如如下：圖6支點(diǎn)的橫橫向分布系系數(shù)計(jì)算圖圖式（尺寸寸單位：mm）可變作用（汽車車）moq==0.255可變作用（人群群）mor=1..00⑶橫向向分布系數(shù)數(shù)匯總（見(jiàn)見(jiàn)表6）1號(hào)梁可變作用的的橫向分布布系數(shù)表6可變作用類別mcm0公路—Ⅱ級(jí)0.50330.25人群0.5755221.003.2.3車道道荷載的取取值按《橋橋規(guī)》4..3.1條條，公路—Ⅱ級(jí)的均布布荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值qk和集中荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值Pk為：qk=0.775×100.5=77.8755（kN/m）計(jì)算彎矩時(shí)：PPk=0.775×［×（29.166－5）+180］=2077.3（kN）計(jì)算剪力時(shí)：Pk=2007.3×1.2==248..76（kN）3.2.4計(jì)算算可變作用用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)應(yīng)計(jì)算中，本本橋?qū)τ跈M橫向分布系系數(shù)的取值值作如下考考慮：支點(diǎn)點(diǎn)處橫向分分布系數(shù)取取m0，從支點(diǎn)點(diǎn)至第一根根橫隔梁，橫橫向分布系系數(shù)從m0直線過(guò)渡渡到mc，其余梁梁段均取mc。⑴求跨中截面的最最大彎矩和和最大剪力力圖7跨中截面面作用效應(yīng)應(yīng)計(jì)算圖式式可變作用（汽車車）標(biāo)準(zhǔn)效效應(yīng)：=0.5×0.55033××7.8775×7..275××29.110-(00.50333-0..25)×4.885×7..875××0.8008+0..50333×2077.3×77.2755=11770.755（kN·m）=0.5×0..50333×7.8875×00.5×114.555-0.55×(0..50333-0.225)××4.855×7.8875×00.05556+0..50333×2488.76××0.5==76.755(kN)可變作用（汽車車）沖擊效效應(yīng)：M=1170..75×00.235=2755.13（kN·m）V=76.755×0.2235=18..04(kN)可變作用(人群群)效應(yīng)：Q=1.00×3..0=3..00（kN·m）=0.5×0.5575522×3.000×7..275××29.110+0..424448×4..85×33.00××0.8008=1887.755（kN·m）=0.5×0.5575522×3.000×0..5×144.55++0.5××0.422448××4.855×3.000×0..05566=6.445(kkN)⑵求四分點(diǎn)截面的的最大彎矩矩和最大剪剪力圖8為四分點(diǎn)截面作作用效應(yīng)的的計(jì)算圖示示。圖8四分點(diǎn)截截面作用效效應(yīng)計(jì)算圖圖式可變作用（汽車車）標(biāo)準(zhǔn)效效應(yīng)：=0.5×0.55033××7.8775×5..45633×29..10-00.5×((1.21125+00.4044)×00.25333×4..85×77.8755+0.55033××207..3×5..45633=8766.12（kN·m）=0.5×0.55033××7.8775×0..75×221.8225-0..5×0..25333×4.885×7..875××0.05556+00.50333×2448.766×0.775=1226.077(kN)可變作用（汽車車）沖擊效效應(yīng)：M=876.112×0..235=2055.89（kN·m）V=126.007×0..235=29..63(kN)可變作用(人群群)效應(yīng)：=0.5×0.5575522×3.000×5..45633×29..10+00.5×((1.21125+00.4044)×00.424448×44.85××3.000=1422.06（kN·m）=0.5×0.5575522×3.000×0..75×221.8225+0..5×0..424448×4..85×33.00××0.05556=114.300(kN)⑶求N4錨固點(diǎn)截面的最最大彎矩、剪力力N4錨固截面位置距距支座中心心1.07777m=0.5×7..875××0.50033×229.100×1.00378--0.5××7.8775×1..07777×1.00378××0.23345-00.5×77.8755×0.11970××3.77723×00.99112-0..5×7..875××0.25533×44.85××0.05599+2207.33×0.88981××0.50033=1149.333(kN)=0.5×77.8755×0.55033××0.96630×228.02223-00.5×77.8755×0.11970××3.77723×00.91998-0..5×7..875××0.25533×44.85××0.05556+2248.776×0..83333×0.55033==154..85(kkN)可變作用（汽車車）沖擊效效應(yīng)：M=149.333×0..235==35.009（kN·m）V=154.885×0..235=36..39(kkN)可變作用(人群群)效應(yīng)：=0.5×3..00×00.575552×11.03778×299.10++0.5××3.000×1.00777××1.03378×00.39330+0..5×3..00×00.33002×3..77233×0.99912++0.5××3.000×0.4424488×4.885×0..05999=28..77（kN·m）=0.5×3.000×0..575552×0..96300×28..02233+0.55×3.000×3..77233×0.33302××0.91198+00.5×33.00××4.855×0.4424488×0.00556==25.119(kkN)(4)求支點(diǎn)截截面的最大大剪力圖10支點(diǎn)截面面剪力計(jì)算算圖式可變作用（汽車車）效應(yīng)：：=0.5×7..875××0.50033×11×29..10-00.5×77.8755×0.22533××4.855×(0..94444+0.00556))+2488.76××0.83333×00.50333=157.166(kN))可變作用（汽車車）沖擊效效應(yīng)：V=157.116×0..235==36.993(kNN)可變作用(人群群)效應(yīng)：=0.5×3..00×00.575552×11×29..10+00.5×33.00××0.422448××4.855×（0.94444+00.05556）=28..21(kkN)3.3主梁作用用效應(yīng)組合合本橋按《橋規(guī)》4.1.6~4.1.8條規(guī)定，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載力極限狀態(tài)基本組合，見(jiàn)下表。主梁作用效應(yīng)組組合表7序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面N4錨固點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmaxkN·mkNkN·mkN·mkNkNkN⑴第一期永久作用1606.82201205.122110．43229．25204．51220．87⑵第二期永久作用775.890581.9253．33110．7098．75106．65⑶總永久作用=⑴+⑵2382.71101787.044163．76339．95303．26327．52⑷可變作用（汽車）公路--Ⅱ級(jí)1170.75576.75876.12126．07149．33154．85157．16⑸可變作用（汽車車）沖擊275.1318.04205.8929．6335．0936．3936．93⑹可變作用（人群）187.756.45142.0614．3028．7725．1928．21⑺標(biāo)準(zhǔn)組合=⑶+⑷+⑸+⑹4016.344101.243011.111333．76553．14519．69549．82⑻短期組合=⑶+0.7×⑷++⑹3389.99960.182542.388266．31473．25436．85465．74⑼極限組合=1..2×⑶+1.44×［⑷+⑸］+1.112×⑹5093.766139.933818.377430．51698．35659．86696．35第四章.預(yù)應(yīng)力力鋼束的估估算和確定定4.11跨中截面面鋼束的估估算和確定定根據(jù)《公公預(yù)規(guī)》規(guī)規(guī)定，預(yù)應(yīng)應(yīng)力梁應(yīng)滿滿足正常使使用極限狀狀態(tài)的應(yīng)力力要求和承承載能力極極限狀態(tài)的的強(qiáng)度要求求，以下就就跨中截面面在各種作作用效應(yīng)組組合下，分分別按照上上述要求對(duì)對(duì)主梁所需需的鋼束數(shù)數(shù)進(jìn)行估算算，并且按按這些估算算的鋼束數(shù)數(shù)多少確定定主梁的配配束。1.按正常使使用極限狀狀態(tài)的應(yīng)力力要求估算算鋼束數(shù)對(duì)于簡(jiǎn)支支梁帶馬蹄蹄的T形截面，當(dāng)當(dāng)截面混凝凝土不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)則得得到鋼束數(shù)數(shù)n的估算公公式：式中：Mk———持久狀態(tài)態(tài)使用荷載載產(chǎn)生的跨跨中彎矩標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合值值，按表8取用；CC1——與荷載有有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)對(duì)于公路—Ⅱ級(jí)，取用0.5665；———一股6φs15.2鋼絞線截截面積，一一根鋼絞線線的截面積積是1.44cm22，故=8.4cm2。在一中已計(jì)算出出成橋后跨跨中截面yx=119.335cm,kks=32.544cm,初估ap=15cmm,則鋼束偏偏心距為ep=yx－ap=119..35－15=1004.355cm。1號(hào)梁n===3.01.按承載能能力極限狀狀態(tài)估算鋼鋼束數(shù)根據(jù)極限狀態(tài)的的應(yīng)力計(jì)算算圖示，受受壓區(qū)混凝凝土達(dá)到極極限強(qiáng)度f(wàn)cd，應(yīng)力力圖示呈矩矩形，同時(shí)時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼鋼束也達(dá)到到設(shè)計(jì)強(qiáng)度度f(wàn)pd則鋼束束的估算公公式為：nn=式中：Md———承載能力力極限狀態(tài)態(tài)的跨中最最大彎矩，按按表8取用;α——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)數(shù)，一般采采用0.755~0.777，本橋采采用0.76。fpd——預(yù)應(yīng)力力鋼絞線的的設(shè)計(jì)強(qiáng)度度，見(jiàn)表1，為12600MPaa。計(jì)算得n==3..5根據(jù)以上兩種極極限狀態(tài)，取取鋼束數(shù)44。4．2預(yù)應(yīng)力鋼束布置置4．2．1.跨中截面及錨固固端截面的的鋼束位置置⑴對(duì)于跨中截面在在保證布置置預(yù)留管道道構(gòu)造要求求的前提下下，盡可能能使鋼束群群重心的偏偏心距大些些。本橋采采用內(nèi)徑770mm外外徑77mmm的預(yù)埋埋鐵皮波紋紋管，根據(jù)據(jù)《公預(yù)規(guī)規(guī)》9.11.1條規(guī)規(guī)定，管道道至梁底和和梁側(cè)凈距距不應(yīng)小于于3cm及管管道直徑的的，根據(jù)《公公預(yù)規(guī)》9.4..9條規(guī)定，水水平凈距不不應(yīng)小于44cm及管管道直徑的的0.6倍。在豎豎直方向可可疊置。根根據(jù)以上規(guī)規(guī)定，跨中中截面的細(xì)細(xì)部結(jié)構(gòu)如如圖11所示，由由此可直接接得出鋼束束群重心至至梁底距離離為ap==15.75((cm)⑵由于主梁預(yù)制時(shí)時(shí)為小截面面，若鋼束束全部在預(yù)預(yù)制時(shí)張拉拉完畢有可可能會(huì)在上上緣出現(xiàn)較較大的拉應(yīng)應(yīng)力，在下下緣出現(xiàn)較較大的壓應(yīng)應(yīng)力?？紤]慮到這個(gè)原原因本橋預(yù)預(yù)制時(shí)在梁梁端錨固N(yùn)1~NN4號(hào)鋼束，N5號(hào)鋼束束在成橋后后錨固在梁梁頂。對(duì)于錨固端界面面，鋼束布布置通?？伎紤]以下兩兩個(gè)方面：：一是預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束合合力重心盡盡可能靠近近截面形心心，使截面面均勻受壓壓；二是考考慮錨頭布布置的可能能性，以滿滿足張拉操操作方便的的要求。按按照上述錨錨頭布置的的均勻分散散原則，錨錨固端截面面所布置的的鋼束如圖圖11（b）。鋼束束群重心至至梁底距離離為ap==70（cmm）a)跨中截面b)錨固截面面圖11鋼鋼束布置圖圖（尺寸單單位：mm）為驗(yàn)核上述布置置的鋼束群群重心位置置，需計(jì)算算錨固端截截面幾何特特性，圖12示出計(jì)算算圖示，計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)見(jiàn)表8。鋼束束錨固截面面幾何特性性計(jì)算表表8分塊名稱AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ii+Ixx(cm2)(cm)(cm3)(cm4)(cm)(cm4)(cm4)⑴⑵⑶=⑴×⑵⑷⑸⑹⑺=⑷+⑹翼板1600464008533.33362.9763443533.4463528866.77三角承托699.3111.5981054498.60055.3821447444.8921492433.49腹板516094485040127211220-27.0337700033.84164911223.844∑7459.311499545249932554.1其中：=66..97（cm）yyx=h－ys=113.003（cm）故計(jì)算得ks===29.664（cm）kx==50.003（cm）y=app―(yx―kx)=70―(113.003―50.003)=7（cm）說(shuō)明鋼束群重心心處于截面面的核心范范圍內(nèi)。4．2．2鋼束起彎角和線線形的確定定確定鋼束起彎角角時(shí)，既要要照顧到由由其彎起產(chǎn)產(chǎn)生足夠的的豎向預(yù)剪剪力，又要要考慮到所所引起的摩摩擦預(yù)應(yīng)力力損失不宜宜過(guò)大。為為此，本橋橋?qū)⒍瞬垮^錨固端界面面分成上下下兩部分（見(jiàn)見(jiàn)圖13），上部部鋼束的彎彎起角定為為15°,下部鋼束束彎起角初初定為7°。為簡(jiǎn)化計(jì)算和施施工，所有有鋼束布置置的線型均均選用直線線加圓弧再再加一段直直線，并且且整根束都都布置在同同一個(gè)豎直直面內(nèi)。4．2．3鋼束計(jì)算算（1）計(jì)算鋼束起彎彎點(diǎn)至跨中中的距離錨固點(diǎn)到支座中中線的水平平距離axi（見(jiàn)圖13）為：ax1(ax2))=32－50tann7°=25.866（cm）ax3=32－225tann15°=25..30（cm）ax4=-(1550-366×sinn18o/2)=-1077.77（cm）圖12鋼束群重重心位置復(fù)復(fù)核圖式（尺尺寸單位：：mm）圖13封錨端混凝凝土塊尺寸寸圖（尺寸寸單位：mm）計(jì)算點(diǎn)彎起點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)彎起結(jié)束點(diǎn)跨徑中線αψ錨固點(diǎn)圖14為鋼束計(jì)計(jì)算點(diǎn)彎起點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)彎起結(jié)束點(diǎn)跨徑中線αψ錨固點(diǎn)圖14鋼束計(jì)算算圖式（尺尺寸單位：：mm）表9鋼束號(hào)起彎高度y（ccm）y1（cm）y2（cm）L1（cm）x3（cm）R（cm）x2（cm）x1（cm）N1(N2)4112.1928.8110099.2573865.044471.03910.58N39225.8866.1210096.59151940.477502.23881.48N414330.90112.110095.11182290.400707.77507.68（2）控制截面的鋼鋼束重心位位置計(jì)算①各束重心位置計(jì)計(jì)算由圖14所示的幾何關(guān)系系，當(dāng)計(jì)算算截面在曲曲線段時(shí)計(jì)計(jì)算公式為為：ai=ao+R(11－cosα)sinα=x4//R當(dāng)計(jì)算截面在近近錨固點(diǎn)的的直線段時(shí)時(shí)計(jì)算公式式為：ai=ao+y－xx5tan式中：ai—鋼鋼束在計(jì)算算截面處鋼鋼束重心到到梁底的距距離；aao—鋼束起彎彎前到梁底底的距離RR—鋼束彎起起半徑（見(jiàn)見(jiàn)表10）②計(jì)算鋼束群重心到到梁底距離離ap（見(jiàn)表100）各計(jì)算界面的鋼鋼束位置及及鋼束重心心位置表10截面鋼束號(hào)X4cmRcmsinα=x44/Rcosαaocmaicmapcm四分點(diǎn)N1(N2)未彎起3865．044————9.09.018．39N3未彎起1940．477————18．018．0N4219．822290．4000．09597455020．995383779327．037．57N4錨固點(diǎn)N1(N2)436．653865．0440．11297422510．99359799169．033.7447.4N3465．751940．4770．24001911710．970768114818．074.72支點(diǎn)直線段yX5x5tanaoai65.62N1(N2)41725．863．189．046．82N3921525．306．7818．0103．22（3）鋼束長(zhǎng)度計(jì)算算一根鋼束的長(zhǎng)度度為曲線長(zhǎng)長(zhǎng)度，直線線長(zhǎng)度與兩兩端張拉的的工作長(zhǎng)度度（2×70cm）之和和，其中鋼鋼束的曲線線長(zhǎng)度可按按圓弧半徑徑與彎起角角度進(jìn)行計(jì)計(jì)算。通過(guò)過(guò)每根鋼束束長(zhǎng)度計(jì)算算，就可得得出一片主主梁和一孔孔橋所需鋼鋼束的總長(zhǎng)長(zhǎng)度，以利利備料和施施工。計(jì)算算結(jié)果見(jiàn)表表11所示。分點(diǎn)分點(diǎn)R（cm）鋼束彎起角度曲線長(zhǎng)度（cmm）直線長(zhǎng)度（cmm）x1直線長(zhǎng)度（cmm）L1有效長(zhǎng)度（cmm）鋼束預(yù)留長(zhǎng)度（cm）鋼束長(zhǎng)度（cm）N1(N2)3865．0447472．20910．581002965．5662×703105．566N31940．47715508．01881．481002978．9881403118．988N42290．40018719．55507．681002654．4661402794．466第五章.計(jì)算算主梁截面面幾何特性性在求得得各驗(yàn)算截截面的毛截截面特性和和鋼束位置置的基礎(chǔ)上上，計(jì)算主主梁凈截面面和換算截截面的面積積，慣性矩矩及梁截面面分別對(duì)重重心軸，上上梗脅與下下梗脅的靜靜矩，最后后匯總成截截面特性值值總表，為為各受力階階段的應(yīng)力力驗(yàn)算準(zhǔn)備備計(jì)算數(shù)據(jù)據(jù)。現(xiàn)以跨中截面為為例，說(shuō)明明其計(jì)算方方法，在表表12中亦示示出其他截截面的特性性值的計(jì)算算結(jié)果。5．1截面面積及及慣矩計(jì)算算5．1．1凈截面幾何特性性計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段段只需計(jì)算算小截面的的幾何特性性。計(jì)算公公式如下：：截面積An=AA－n截面慣矩IIn=I－n25．1．2換算截面幾幾何特性計(jì)計(jì)算⑴整整體截面幾幾何特性計(jì)計(jì)算在使用用荷載揭短短需要計(jì)算算大截面（結(jié)結(jié)構(gòu)整體化化以后的截截面）的幾幾何特性，計(jì)計(jì)算公式如如下：截面積A0==A+n(αEp－1)p截面慣慣矩I0=I+n(αEp－1)p以上式中：A,,I—分別為混混凝土毛截截面面積和和慣矩；,,—分別為一一根管道截截面積和鋼鋼束截面積積;—分面積重心到主主梁上緣的的距離；n—計(jì)算面積積內(nèi)所含的的管道數(shù)目目；αEp—鋼束與混混凝土的彈彈性模量比比值，由表表1得αEp=6..0跨跨中翼緣全全寬截面面面積和慣矩矩計(jì)算表表12截面分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)分塊面積重心至至上緣距離離yi(㎝)分塊面積至上緣緣靜矩si（㎝2）全截面重心至上上緣距離yi(㎝)分塊面積的自身身慣矩Ii(㎝4)di=ys-yi(㎝)Ip=Aidi2(㎝4)I=ΣIi+ΣΣIp(㎝4)b1=160㎝凈截面毛截面518064．1433226760.412.0270-3.7372069183336880扣管道面積（nnΔA）-186.2164.25-30593略-103.8-20083994Σ4993.730167421=200㎝換算截面毛截面550060.6533354763.722.13622.8644988231047556鋼束換算面積((αep-1)nΔΔAp168164.2527594略-100.516978555Σ56683611412.136217428433計(jì)算數(shù)據(jù)A=×7.722/4=466.5666cm2,n=4根，=6四分點(diǎn)翼緣全寬寬截面面積積和慣矩計(jì)計(jì)算表表12截面分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)分塊面積重心至至上緣距離離yi(㎝)分塊面積至上緣緣靜矩si（㎝2）全截面重心至上上緣距離yi(㎝)分塊面積的自身身慣矩Ii(㎝4)di=ys-yi(㎝)Ip=Aidi2(㎝4)I=ΣIi+ΣΣIp(㎝4)b1=160㎝凈截面毛截面518064．1433226760.512.0270-3.6368256184344558扣管道面積（nnΔA）-186161.61-30101略-101.1-19038003Σ499430216621=200㎝換算截面毛截面550060.6533354763.64213612.7842506230169881鋼束換算面積((αep-1)nΔΔAp168161.6127150略-97.9716125611Σ566836069821361916550677計(jì)算數(shù)據(jù)A=×7.722/4=466.5666cm2,n=4根，=6N4錨固點(diǎn)翼緣全寬寬截面面積積和慣矩計(jì)計(jì)算表表12截面分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)分塊面積重心至至上緣距離離yi(㎝)分塊面積至上緣緣靜矩si（㎝2）全截面重心至上上緣距離yi(㎝)分塊面積的自身身慣矩Ii(㎝4)di=ys-yi(㎝)Ip=Aidi2(㎝4)I=ΣIi+ΣΣIp(㎝4)b1=160㎝凈截面毛截面713969．7949825268.112.3663-1.6820150229093889扣管道面積（nnΔA）-186132.6-24698略-64.49-7746488Σ69534735542.3663-7544988b1=200㎝換算截面毛截面745966.9749954968.422.49911.3513595256968880鋼束換算面積((αep-1)nΔΔAp168132.622276略-64.18692004Σ76275218262.4991705599計(jì)算數(shù)據(jù)A=×7.722/4=466.5666cm2,n=4根，=6支點(diǎn)翼緣全寬截截面面積和和慣矩計(jì)算算表表表12截面分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)分塊面積重心至至上緣距離離yi(㎝)分塊面積至上緣緣靜矩si（㎝2）全截面重心至上上緣距離yi(㎝)分塊面積的自身身慣矩Ii(㎝4)di=ys-yi(㎝)Ip=Aidi2(㎝4)I=ΣIi+ΣΣIp(㎝4)b1=160㎝凈截面毛截面713969．7949825268.902.3663-0.895655233805882扣管道面積（nnΔA）-139114.38-15978略-45.48-288960Σ69994822732.3663-283305b1=192㎝換算截面毛截面745966.9749954967.762.49910.733975252691336鋼束換算面積((αep-1)nΔΔAp126114.3814411略-47.68273880Σ75855.1392.499277855計(jì)算數(shù)據(jù)A=×7.722/4=466.5666cm2,n=4根，=6（2）有效效分布寬度度內(nèi)截面幾幾何特性計(jì)計(jì)算：根據(jù)《公公預(yù)規(guī)》，4.2.2條，預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計(jì)算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時(shí)，預(yù)加力作為產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計(jì)算，由預(yù)應(yīng)力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計(jì)算。因此表13中的抗彎慣矩應(yīng)該進(jìn)行折剪。由于采用有效寬度方法計(jì)算的等效等效法向應(yīng)力體積和原全寬內(nèi)實(shí)際的法向應(yīng)力體積是相等的，因此用有效寬度截面計(jì)算等式法向應(yīng)力時(shí)，中性軸應(yīng)取原全寬截面的中性軸。①有效分布寬度的的計(jì)算。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》4.2.2條，對(duì)于T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)采取下列三者中的最小值：此處，根據(jù)規(guī)范范，取故=171（cmm）②有效分布寬度內(nèi)內(nèi)截面幾何何特性計(jì)算算。由于截面寬度不不折剪，截截面的抗彎彎慣矩也不不需要折剪剪，取全寬寬截面值。5．2截面凈矩計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝凝土梁在張張拉階段和和使用階段段都要產(chǎn)生生剪應(yīng)力，這這兩個(gè)階段段的剪應(yīng)力力應(yīng)該疊加加。在每一一個(gè)階段中中，凡是中中和軸位置置和面積突突變處的剪剪應(yīng)力都是是需要計(jì)算算的。例如如，張拉階階段和使用用階段的截截面（圖15），除了了兩個(gè)階段段a-a和b-b位置的剪剪應(yīng)力需要要計(jì)算外，還還應(yīng)計(jì)算：：(1)在張拉階階段，凈截截面的中和和軸（簡(jiǎn)稱稱凈軸）位位置產(chǎn)生的的最大剪應(yīng)應(yīng)力，應(yīng)該該與使用階階段在凈軸軸位置產(chǎn)生生的剪應(yīng)力力疊加。（2）在使用階段，換換算截面的的中和軸（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱換軸）位位置產(chǎn)生的的最大剪應(yīng)應(yīng)力應(yīng)該與與張拉階段段在換軸位位置的剪應(yīng)應(yīng)力疊加。因此，對(duì)于每一一個(gè)荷載作作用階段，需需要計(jì)算四四個(gè)位置（共8種）的剪應(yīng)力，即需要計(jì)算下面幾種情況的凈矩：a-a線（圖115）以上（或或以下）的的面積對(duì)中中行軸（凈凈軸和換軸軸）的凈矩矩：b-b線以上（或或以下）的的面積對(duì)中中性軸（兩兩個(gè)）的凈凈矩：凈軸（n-n）以以上（或以以下）的面面積對(duì)中性性軸（兩個(gè)個(gè)）的凈矩矩：換軸（o-o）以以上（或以以下）的面面積對(duì)中性性軸（兩個(gè)個(gè)）的凈矩矩。圖15靜矩計(jì)算算圖式（尺尺寸單位：：mm）計(jì)算結(jié)果列于表表13中?？缰兄薪孛鎸?duì)重重心靜矩計(jì)計(jì)算表13分塊名稱及序號(hào)號(hào)b1=160cmyss=60.411cmb1=200cmys=63.722cm靜矩類別及符號(hào)號(hào)分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至至全截面重重心距離yi(cm)對(duì)凈軸靜矩Sii-j=AAiyi(cm3)靜矩類別及符號(hào)號(hào)Ai(cm2)yi(cm)對(duì)換軸靜矩(cm3)翼板①翼板部分對(duì)凈軸軸靜矩Sa-n(cm3)128056.4172204.88翼板部分對(duì)換軸軸靜矩Sa-o(cm3)160059.5195216三角承托②87048.4142116.7787051.5144814肋部③18046.418353.818049.518912∑————————122675..3————————148942下三角①馬蹄部分對(duì)凈軸軸靜矩Sb-n(cm3)7591.266845馬蹄部分對(duì)換軸軸靜矩Sb-o(cm3)7588.166612馬蹄②750107.0980318750103.9977993肋部③15089.591343915086.4912974管道或鋼束-186.266103.84-19341156.24100.7415740∑③————————81261————————113319翼板①凈軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sb-n(cm3)128056.4172204.88凈軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sb-o(cm3)160059.5195216三角承托②87048.4142116.7787051.5144814肋部③786.1526.2120605.00786.1529.3123042∑————————134297————————163072翼板①換軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sa-n(cm3)128056.4172204.88換軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sa-o(cm3)160059.5195216三角承托②87048.4142116.7787051.5144814肋部③832.6524.6620533832.6527.7623114∑————————134855————————163144四四分點(diǎn)截面面對(duì)重心靜靜矩計(jì)算表表13分塊名稱及序號(hào)號(hào)b1=160cmyss=60.551cmb1=200cmys=63.664cm靜矩類別及符號(hào)號(hào)分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至至全截面重重心距離yi(cm)對(duì)凈軸靜矩Sii-j=AAiyi(cm3)靜矩類別及符號(hào)號(hào)Ai(cm2)yi(cm)對(duì)換軸靜矩(cm3)翼板①翼板部分對(duì)凈軸軸靜矩Sa-n(cm3)128056.5172332.88翼板部分對(duì)換軸軸靜矩Sa-o(cm3)160059.4395088三角承托②87048.514220487051.4344744肋部③18046.51837218049.438897∑————————122909————————148729下三角①馬蹄部分對(duì)凈軸軸靜矩Sb-n(cm3)7591.166837馬蹄部分對(duì)換軸軸靜矩Sb-o(cm3)7588.246618馬蹄②750106.9980243750104.0778053肋部③15089.491342415086.5712986∑③-186.266101.1-18831156.2498.1815340翼板①凈軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sb-n(cm3)————————81673凈軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sb-o(cm3)————————112997三角承托②128056.5172333160059.4395088肋部③87048.514220487051.4344744管道或鋼束787.6526.2620684787.6529.1822984∑————————135221————————162816翼板①換軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sa-n(cm3)128056.5172333換軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sa-o(cm3)160059.4395088三角承托②87048.514220487051.4344744肋部③831.4524.8020620831.4527.7223048∑————————135157————————162880N4錨固點(diǎn)截截面對(duì)重心心靜矩計(jì)算算表13分塊名稱及序號(hào)號(hào)b1=160cmys=68.111cmb1=200cmys=68.422cm靜矩類別及符號(hào)號(hào)分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至至全截面重重心距離yi(cm)對(duì)凈軸靜矩Sii-j=AAiyi(cm3)靜矩類別及符號(hào)號(hào)Ai(cm2)yi(cm)對(duì)換軸靜矩(cm3)翼板①翼板部分對(duì)凈軸軸靜矩Sa-n(cm3)128064.1182061翼板部分對(duì)換軸軸靜矩Sa-o(cm3)160064.32102912三角承托②699.3156.5239525699.3156.7339672肋部③322.854.7317667322.854.9417735∑————————139253————————160319下三角①馬蹄部分對(duì)凈軸軸靜矩Sb-n(cm3)馬蹄部分對(duì)換軸軸靜矩Sb-o(cm3)馬蹄②肋部③∑③翼板①凈軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sb-n(cm3)128064.1182061凈軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sb-o(cm3)160064.32102912三角承托②699.3156.5239525699.3156.7339672肋部③1803.330.06542071803.330.2754586∑————————175793————————197170翼板①換軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sa-n(cm3)128064.1182061換軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sa-o(cm3)160064.32102912三角承托②699.3156.5239525699.3156.7339672肋部③1809.629.95541981809.630.1654578∑————————175784————————197162支點(diǎn)截面對(duì)重心心靜矩計(jì)算算表13分塊名稱及序號(hào)號(hào)b1=160cmys=68.990cmb1=200cmys=67.776cm靜矩類別及符號(hào)號(hào)分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至至全截面重重心距離yi(cm)對(duì)凈軸靜矩Sii-j=AAiyi(cm3)靜矩類別及符號(hào)號(hào)Ai(cm2)yi(cm)對(duì)換軸靜矩(cm3)翼板①翼板部分對(duì)凈軸軸靜矩Sa-n(cm3)128064.9083072翼板部分對(duì)換軸軸靜矩Sa-o(cm3)160063.70101920三角承托②699.3157.3140077699.3156.1139238肋部③322.855.5217922322.854.3217534∑————————141071————————158692下三角①馬蹄部分對(duì)凈軸軸靜矩Sb-n(cm3)馬蹄部分對(duì)換軸軸靜矩Sb-o(cm3)馬蹄②肋部③∑③翼板①凈軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sb-n(cm3)128064.9083072凈軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sb-o(cm3)160063.70101920三角承托②699.3157.3140077699.3156.1139238肋部③182730.4555632182729.2553440∑————————178781————————194598翼板①換軸以上面積對(duì)對(duì)凈軸靜矩矩Sa-n(cm3)128064.9083072換軸以上面積對(duì)對(duì)換軸靜矩矩Sa-o(cm3)160063.70101920三角承托②699.3157.3140077699.3156.1139238肋部③179131.0555611179129.8553461∑————————178760————————1946195．3截面幾何