預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)

大連星海大橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)摘要橋是跨越障礙的通道，隨著我國(guó)城市建設(shè)和高等級(jí)公路、道路建設(shè)的發(fā)展，橋梁的建設(shè)也將成為必然的趨勢(shì)。預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)在我國(guó)公路上修建很多。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁、墩柱及蓋梁的設(shè)計(jì)和計(jì)算，具體計(jì)算方法包括荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算法、容許應(yīng)力法。施工組織包括鉆孔樁施工、T型梁的預(yù)制和架設(shè)、支座和伸縮縫施工、以及橋面鋪裝和欄桿施工以及附屬結(jié)構(gòu)的施工等。設(shè)計(jì)中參考了《橋梁計(jì)算示例集—混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋》、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》、《橋梁工程》、《橋梁施工組織管理》等課內(nèi)外有關(guān)資料。關(guān)鍵詞：橋梁，設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力，混凝土T梁AbstractBridgeacrossobstaclescorridors,withoururbanconstructionandthehigh-gradehighway,roadconstruction,bridgebuildingwillalsobecometheinevitabletrend.Pre-stressedConcreteTbridgedesignteamsintheconstructionofmanyofourroads.ThedesignelementsforPre-stressedConcretegraduatedfromTbridgedesign,structuraldesign,includingextensionsofPre-stressedConcrete,andculvertdesignandcalculation,thespecificmethodologyincludinghorizontaldistributionofloadfactorcalculations,allowingstresslaw.Constructionorganizations,includingboredpileconstruction,anderectionofprefabricatedTbridgedesign,secureandjointsconstruction,deckingandrailingsanddeckconstructionandconstructionsubsidiarystructure.Specificreferenceinthedesignofthe"bridgeofexamplesCollection-concreteextensions(board)Bridge,"and"Highwaydesignofreinforcedconcreteandpre-stressednorms","roadtunnelsdesignedgenericnorms","bridgeproject","bridgeconstructionorganizationandmanagement"classesandoutsideinformation.Keywords:bridge，design，pre-stress，concrete，Tbridge目錄摘要 IAbstract Ⅱ一緒論 1二方案比選 32.1方案編制 32.2推薦方案 4三上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 53.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置 53.1.1設(shè)計(jì)資料 53.1.2橫截面布置 73.1.3橫截面沿跨長(zhǎng)的變化 113.1.4橫隔梁的設(shè)置 113.2主梁作用效應(yīng)計(jì)算 113.2.1永久作用集度 113.2.2可變作用效應(yīng)計(jì)算 143.2.3主梁作用效應(yīng)組合 223.3預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 233.3.1跨中截面鋼束的估算和確定 233.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置 243.4計(jì)算主梁幾何截面特性 303.4.1截面面積及慣矩計(jì)算 303.4.2截面凈矩計(jì)算 333.4.3截面幾何特性匯總 343.5鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 363.5.1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 373.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 383.5.3混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 393.5.4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 393.5.5混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 413.5.6成橋后張拉N7號(hào)鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 423.5.7預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 433.6主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算 433.6.1持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算 433.6.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 523.6.3持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算 553.7主梁端部的局部承壓驗(yàn)算 643.7.1局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算 643.7.2局部抗壓承載力驗(yàn)算 653.8主梁變形驗(yàn)算 663.8.1計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度 663.8.2計(jì)算由跨中引起的跨中撓度 683.8.3結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算 683.8.4預(yù)拱度的設(shè)置 693.9行車道板計(jì)算 693.9.1懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算 693.9.2連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算 713.9.3截面設(shè)計(jì)、配筋與承載力驗(yàn)算 743.10支座計(jì)算 763.10.1選定支座的平面尺寸 763.10.2確定支座的厚度 773.10.3驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn) 78四下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 804.1基本資料 804.2蓋梁計(jì)算 814.2.1荷載計(jì)算 814.3內(nèi)力計(jì)算 894.4截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核 934.5橋墩墩柱設(shè)計(jì) 974.5.1荷載計(jì)算 974.5.2截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算 1004.6鉆孔樁計(jì)算 1024.6.1荷載計(jì)算 1024.6.2樁長(zhǎng)計(jì)算 1054.6.3樁的內(nèi)力計(jì)算（m法） 1064.6.4樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算（圖2-16） 1084.6.5墩頂縱向水平位移驗(yàn)算 109五施工組織設(shè)計(jì) 1125.1編制說(shuō)明 1125.2編制依據(jù) 1125.3工程概況 1125.4主要工程項(xiàng)目的施工方案 1135.4.1橋下部結(jié)構(gòu)施工 1135.4.2橋上部結(jié)構(gòu)施工 1155.5主要單項(xiàng)工程施工工藝 1205.6編制施工計(jì)劃 1265.7勞動(dòng)力、機(jī)具、材料投入 1275.8雨季的施工安排 1295.9質(zhì)量安全保證體系 1305.10附圖 131結(jié)論 137參考文獻(xiàn) 138謝辭 139一緒論梁式橋種類很多，也是公路橋梁中最常用的橋型，路橋梁常用的梁式橋形式有簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)梁等，梁式橋跨徑大小是技術(shù)水平的重要指標(biāo)，一定程度上反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)、交通、橋梁設(shè)計(jì)和施工各方面的成就。80年代以來(lái)，我國(guó)公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡(jiǎn)支T型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開(kāi)封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達(dá)到62m，吊裝重220t。T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從16m到50m跨徑，都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢(shì)為：采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨，混凝土標(biāo)號(hào)40～60號(hào)；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。其最大跨徑以不超過(guò)50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。目前的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支“準(zhǔn)連續(xù)“。隨著交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，大量的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁被廣泛應(yīng)用，其中的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)起到了重要作用。我國(guó)交通行業(yè)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)經(jīng)歷過(guò)了一個(gè)從無(wú)到有的發(fā)展過(guò)程。20世紀(jì)60年代，主要套用過(guò)去蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)圖。20世紀(jì)70年代由交通部組織交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)院編制了裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁標(biāo)準(zhǔn)圖JT/GQB-025-75。20世紀(jì)80年代出版了新的標(biāo)準(zhǔn)圖－裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁JT/GQB-024-83。進(jìn)人20世紀(jì)90年代，交通部先后出版了預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力混凝土I型組合梁標(biāo)準(zhǔn)圖。但預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后，這期間的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁在橋梁建設(shè)中仍占有相當(dāng)?shù)谋壤?，北京市每年有?0%為這種結(jié)構(gòu)形式，而一些新技術(shù)、新工藝、新材料的迅速發(fā)展和應(yīng)用，原有的標(biāo)準(zhǔn)圖已不適用。為此，北京市公路局于1998年向北京市公路設(shè)計(jì)研究院下達(dá)了預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)T梁橋通用圖課題，歷時(shí)2年，于1999年完成了這一課題并通過(guò)了北京市組織的專家鑒定。認(rèn)為該通用圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，完善和提高了國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)水平，有推廣應(yīng)用價(jià)值，為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁一旦躍上橋梁建設(shè)的歷史舞臺(tái)，就顯示出它的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，從50年代創(chuàng)建突破了100m的跨徑紀(jì)錄，經(jīng)過(guò)30余年的迅猛發(fā)展，至今已創(chuàng)建了440m的跨徑紀(jì)錄。目前，在規(guī)劃中的設(shè)計(jì)方案又突破500m的跨徑紀(jì)錄的趨勢(shì)。而在實(shí)際的工程實(shí)踐中，在400m以下的跨徑范圍中，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常為優(yōu)勝的方案。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展，這為我國(guó)修建高質(zhì)量橋梁提供了有力保障。再加上廣大橋梁建設(shè)者的精心設(shè)計(jì)和施工，使我國(guó)建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國(guó)幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟(jì)上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。所以我們要著重抓多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化，編制適用經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)圖，提高施工水平和質(zhì)量，然后抓住跨越大江（河）、海灣的特大型橋梁建設(shè)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建橋。二方案比選2.1方案編制根據(jù)橋所在的地理位置，橋梁水文，地質(zhì)情況等，決定選擇以下三個(gè)方案：第一方案：預(yù)應(yīng)力斜拉橋:5m+80m+10m+80m+5m優(yōu)缺點(diǎn)：斜拉橋就塔墩墩距來(lái)說(shuō)，是大跨徑，可以做到一般型式的橋都難做到的特大跨徑。由于拉索是彈性支承，因而支承剛度(主要決定于拉索面積)是可變的，另外還可對(duì)拉索施加預(yù)應(yīng)力。斜纜索的水平分力對(duì)主梁的軸向預(yù)施壓力可以增強(qiáng)主梁的抗裂性能，節(jié)約高強(qiáng)度鋼材的用量。斜拉橋也是重要的景觀建筑，可以體現(xiàn)一個(gè)城市甚至一個(gè)國(guó)家的建筑技術(shù)，和藝術(shù)品位。但斜拉橋施工工藝和施工控制不是很成熟，且養(yǎng)護(hù)與日常檢查費(fèi)用較高。第二方案：T形剛構(gòu)橋:10m+40m*4+10m優(yōu)缺點(diǎn)：剛構(gòu)橋外形美觀，結(jié)構(gòu)尺寸較小，橋下凈空大，橋上視野開(kāi)闊。但敦梁連接構(gòu)造復(fù)雜，柱腳有水平推力。鋼筋混凝土剛構(gòu)橋混凝土用量少，然而鋼筋的用量較大，且梁柱剛接處易開(kāi)裂。剛構(gòu)橋基礎(chǔ)工程造價(jià)也較高，施工比較困難。第三方案：預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋：6*30m優(yōu)缺點(diǎn)：能最有效的利用現(xiàn)代的高強(qiáng)度材料，減少構(gòu)件截面，顯著降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載比重，跨越能力大。預(yù)應(yīng)力混凝土在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫，故梁的剛度比較大。有利于生產(chǎn)和施工的機(jī)械化。但工程數(shù)量大，造價(jià)高。其截面形式不便于運(yùn)輸，安裝。建筑高度較高，土方量大，引道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，增加了公路造價(jià)。需要有一套專門的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備和材質(zhì)好的、制作精度高的錨具，施工工藝復(fù)雜。2.2推薦方案采用方案三，即預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋，結(jié)構(gòu)形式采用裝配式，優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、整體性好、接頭也方便。預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。三上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置3.1.1設(shè)計(jì)資料1.技術(shù)資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30m；主梁全長(zhǎng)：29.96m；計(jì)算跨徑：29.00m；橋面凈寬：11+2×0.5m(無(wú)人行道)設(shè)計(jì)荷載:公路—Ⅰ級(jí)氣溫：年最高氣溫:43℃最低：2.河床地質(zhì)情況見(jiàn)所給橋位地質(zhì)剖面圖3.材料及工藝混凝土：主梁采用C50，欄桿及橋面鋪裝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(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）的15.2鋼絞線，每束7根，全梁配7束，=1860Mpa。普通鋼筋直徑大于和等于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(jì)依據(jù)及參考用書中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）》北京人民交通出版社;中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ029-85）》;中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，《公路施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）》;范立礎(chǔ)主編，《橋梁工程》（上冊(cè)），北京人民交通出版社，1980；顧安邦主編，《橋梁工程》（下冊(cè)），北京人民交通出版社，1980；葉見(jiàn)曙主編，《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，北京1997；徐光輝主編，《橋梁計(jì)算示例集》，預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋，1995；李廉錕主編，《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，北京教育出版社，1996;陳忠延主編，《土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》，橋梁工程分冊(cè)，北京水利水電出版社，2000;5.基本計(jì)算數(shù)據(jù)表1-1名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度MPa50彈性模量MPa軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa32．4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa2．56軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa22．4軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa1．83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力MPa20．72容許拉應(yīng)力MPa1．757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許壓應(yīng)力MPa6．2容許主壓應(yīng)力MPa19．44短暫效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力MPa0容許主拉應(yīng)力MPa1．59鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa1860彈性模量MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa1260最大控制應(yīng)力MPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合MPa1209材料重度鋼筋混凝土25．0瀝青混凝土23．0鋼絞線78．5鋼束與混凝土彈性模量比—5．653.1.2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(shí)加寬翼板對(duì)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。本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為2400mm，由于寬度較大，為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)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（=1800mm）和運(yùn)營(yíng)階段的大截面（=2400mm）。凈—11+2×0.5的橋?qū)掃x用五片主梁，如圖1—1所示。圖1—12．主梁跨中截面主要尺寸擬訂（1）、主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15～1/25。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時(shí)梁高增大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，主梁高度取1800mm。（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(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。所以預(yù)制T梁翼板的厚度取用160mm，翼板根部加厚到260mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。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)制孔管的構(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=120mm，所以腹板厚度取200mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的要求確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面面積的10%～20%為合適?？紤]到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）》對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為550mm，高度250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過(guò)渡，高度150mm，以減小局部應(yīng)力。按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁的跨中截面圖。如圖1-2所示：計(jì)算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特征列表計(jì)算見(jiàn)表1—2?？缰薪孛鎺缀翁匦杂?jì)算表表1—2分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對(duì)上緣靜矩分塊面積的自身慣矩（cm）分塊面積對(duì)截面形心的慣矩（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（7）=（4）+（6）大毛截面翼板38408307208192054.5511426697.611508617.6三角承托50019.3339666.52777.77843.217933854.54936632.318腹板278085.52376904476031.667-22.951464232.955940264.617下三角262.5150393753281.25-87.452007469.4062010750.656馬蹄1375167.5230312.571614.58-104.9515144940.9415216555.528757.554776435612820.71小毛截面翼板256082048054613.33363.8910449746.1810504359.51三角承托50019.3339666.52777.77852.5571381119.1251383896.903腹板278085.52376904476031.667-13.61514945.2384990976.905下三角262.5150393753281.25-78.111601557.6761604838.926馬蹄1375167.5230312.571614.58-95.6112569249.1412640863.727477.553752431124935.96注：大毛截面形心至上緣距離：小毛截面形心至上緣距離：（4）、檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ（希望ρ在0.5以上）上核心距：===34.62下核心距：截面效率指標(biāo)：表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。3.1.3橫截面沿跨長(zhǎng)的變化如圖1所示，主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端1980mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從六分點(diǎn)附近（第一道橫隔梁處）開(kāi)始向支點(diǎn)逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時(shí)腹板寬度亦開(kāi)始變化。3.1.4橫隔梁的設(shè)置模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。在橋跨中點(diǎn)和交點(diǎn)、1/4點(diǎn)、3/4點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁，其間距為7.375m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部260mm,下部240mm；中橫隔梁高度為1600mm，厚度為上部180mm，下部160mm。3.2主梁作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過(guò)可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。3.2.1永久作用集度1．永久作用集度 （1）預(yù)制梁自重①跨中截面段主梁的自重（四分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)7.25m）：②馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長(zhǎng)5m）：③支點(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng)1.98m）④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：⑤預(yù)制梁永久作用集度（2）二期永久作用①現(xiàn)澆T梁翼板集度②邊梁現(xiàn)澆部分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：③鋪裝9cm瀝青混凝土鋪裝：7cm鋼纖維混凝土鋪裝：若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則④欄桿一側(cè)防撞欄：4.99若將兩側(cè)防撞欄均攤給五片主梁，則⑤邊梁二期永久作用集度：2．永久作用效應(yīng)永久作用效應(yīng)計(jì)算見(jiàn)表1—3。1號(hào)梁永久作用效應(yīng)表1—3作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)N7錨固點(diǎn)支點(diǎn)一期彎矩2411.571808.68344.060剪力0166.315307.99332.63二期彎矩1483.311112.49211.630剪力0102.30189.44204.60彎矩3894.882921.17555.690剪力0268.615497.43537.225如圖1—3所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令。主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：3.2.2可變作用效應(yīng)計(jì)算1．計(jì)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)本設(shè)計(jì)橋跨內(nèi)設(shè)三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為：所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)。eq\o\ac(○,1)計(jì)算主梁抗扭慣矩對(duì)于T行梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算：式中： ——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；m——梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對(duì)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1—4示出了的計(jì)算圖示，的計(jì)算見(jiàn)表1—4。計(jì)算表表1—4翼緣板（1）24018.80.07835.31574腹板（2）128.7200.15540.30043.09292馬蹄（3）55分塊名稱0.59090.21083.98800012.39666其中的計(jì)算由下表1—4—1內(nèi)差求得：的計(jì)算表1—4—<0.10.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.312eq\o\ac(○,2)計(jì)算抗扭修正系數(shù)本設(shè)計(jì)主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得：式中：G=0.4E；l=29.00m；；；；；；；。計(jì)算得：=0.98eq\o\ac(○,3)按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值式中：n=5，。計(jì)算所得的值列于表1—5內(nèi)數(shù)值表1—5梁號(hào)10.5920.3960.20.004-0.19220.3960.2980.20.1020.0040.20.2④計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1號(hào)梁的橫向線和最不利荷載圖式如圖1—5所示?？勺冏饔茫ㄆ嚬贰狪級(jí)）：兩車道：（2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖1—6所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，1號(hào)梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下：可變作用（汽車）：（3）橫向分布系數(shù)匯總（見(jiàn)表1—6）一號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù)表1—6可變作用類別公路—I級(jí)0.81650.70833．車道荷載的取值根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1條，公路—I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：計(jì)算彎矩時(shí)：計(jì)算剪力時(shí)：4．計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)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：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直接過(guò)渡到，其余梁段均取。（1）求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖1-7示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示，計(jì)算公式為：式中：S——所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；——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(hào)區(qū)段的面積；——影響線上最大坐標(biāo)值?？勺冏饔茫ㄆ嚕?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：（2）求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖1—8為四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示?？勺冏饔茫ㄆ嚕?biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：（3）求N7錨固截面的最大彎矩和最大剪力圖1-9為鋼束N7錨固截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示。由于本設(shè)計(jì)中該處有預(yù)應(yīng)力筋錨固，應(yīng)力有突變，是控制截面，位置離支座中心1.4444m。可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：計(jì)算N7錨固截面汽車荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時(shí)，應(yīng)特別注意集中荷載的作用位置。集中荷載若作用在計(jì)算截面，雖然影響線縱坐標(biāo)最大，但其對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)叫小，荷載向跨中方向移動(dòng)，就出現(xiàn)相反的情況。因此，對(duì)應(yīng)兩個(gè)截面進(jìn)行比較，即影響線縱坐標(biāo)最大截面（N7錨固截面）和橫向分布系數(shù)達(dá)到最大值的截面（第一根橫梁處截面），然后取一個(gè)最大的作為所求值。通過(guò)比較，集中荷載作用在第一根橫梁處截面處為最不利情況，結(jié)果如下：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：（4）求支點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖1—10為支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖示。可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：3.2.3主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)按《橋規(guī)》4.1.6—4.1.8條規(guī)定，根據(jù)可能出現(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)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見(jiàn)表1-7。

主梁作用效應(yīng)組合表1—7序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面N7錨固點(diǎn)截面支點(diǎn)（1）第一期永久作用2411.5701808.68166.32344.06307.99332.63（2）第二期永久作用1483.3101112.49102.30211.63189.44204.6（3）永久作用=（1）+（2）3894.8802921.17268.62555.69497.43537.23（4）可變作用（汽車）公路—I級(jí)2548.81167.911909.12275.34287.88316326.29（5）可變作用（汽車）沖擊624.4641.14467.7367.4670.5377.4279.94（6）標(biāo)準(zhǔn)組合=（3）+（4）+（5）7068.15209.055298.02611.42914.10890.85943.46（7）短期組合=（3）+0.7(4)5679.05117.544257.55461.358757.21718.63765.63（8）極限組合=1.2(3)+1.4[(4)+(5)]9116.43292.676832.99802.261168.601147.701213.403.3預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置3.3.1跨中截面鋼束的估算和確定根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。1．按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)對(duì)于剪支梁帶馬蹄的T型截面，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：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，按表1—7取用；——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取用0.565——一股6鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是，故=。在一中已計(jì)算成橋后跨中截面，，初估，，則鋼束偏心距為：。1號(hào)梁：2．按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)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，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)應(yīng)力鋼束也到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為：式中：——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表1—7取用；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.75—0.77，本設(shè)計(jì)取用0.76；——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見(jiàn)表1—1，為1260。計(jì)算得：根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù)n=7。3.3.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置1．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，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.4.9條規(guī)定，水平凈距不應(yīng)小于4cm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖4—11a)。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：（2）由于主梁預(yù)制時(shí)為小截面，若鋼束全部在預(yù)制時(shí)張拉完畢，有可能會(huì)在上緣出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力?？紤]到這個(gè)原因，本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固N(yùn)1—N6號(hào)鋼束，N7號(hào)鋼束在成橋后錨固在梁頂，布置如圖1-11c對(duì)于錨固端截面鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面受壓均勻；二是考慮錨頭布置的可能性以滿足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖11b)所示。鋼束群重心至梁底距離為：為檢驗(yàn)上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特性。圖1—12示出計(jì)算圖示，錨固端截面特性計(jì)算見(jiàn)表1——8所示。其中：故計(jì)算得：說(shuō)明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。2．鋼束起彎角和線形的確定確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到由其彎起產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大。為此，本設(shè)計(jì)將端部錨固端截面分成上、下兩部分（見(jiàn)圖13），上部鋼束的彎起角定為15°，下部鋼束彎起角定為7°，在梁頂錨固的鋼束彎起角定為18°N7號(hào)鋼束在離支座中心線1500mm處錨固，如圖11所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個(gè)豎平面內(nèi)。3．鋼束計(jì)算（1）計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離（見(jiàn)圖1—13）為：圖1—14示出鋼束計(jì)算圖式，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離列表計(jì)算在表1—9內(nèi)。鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離表1—9鋼束號(hào)起彎高度(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)21.012.198.8110099.2572523.94307.591075.4743.312.1931.1110099.2576857.27835.69543.68106.025.8880.1210096.59153525.19912.39471.66123.325.8897.4210096.59154179.651081.77295.57151.630.90120.7010095.11183737.87969.66240.80（2）控制截面的鋼束重心位置計(jì)算①各鋼束的重心位置計(jì)算由圖14所示幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為：當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為：式中：——鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離；——鋼束起彎前到梁底的距離；——鋼束彎起半徑（見(jiàn)表1—10）。②計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離（見(jiàn)表1—10）（3）鋼束長(zhǎng)度計(jì)算一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度、直線長(zhǎng)度與兩端工作長(zhǎng)度（2×70cm）之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按照?qǐng)A弧半徑和彎起角度進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)每根鋼束長(zhǎng)度計(jì)算，就可以得出一片主梁和一孔橋所需的鋼束總長(zhǎng)度，以利備料和施工。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1—11所示。鋼束群重心到梁底的距離表1—10截面鋼束號(hào)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)四分點(diǎn)未彎起2523.94——9.09.016.89未彎起6857.27——16.716.74.683525.190.0013275880.9999999.09.0182.114179.650.0435700.99905016.720.67234.203137.870.0746368970.99721128.437.15N7錨固點(diǎn)231.322523.940.0916503560.9957919.019.6268.12764.336857.270.1114627250.99376916.759.43835.243525.190.2369347470.9715269.0109.381012.674179.650.2422858370.97020516.7141.23支點(diǎn)直線段92.0631.0731.093.829.036.1863.3726.183.2116.776.79146.01529.37.859.0147.15168.31521.265.7016.7179.30鋼束長(zhǎng)度數(shù)值表1—11鋼束號(hào)(cm)鋼束彎起角度曲線長(zhǎng)度(cm)直線長(zhǎng)度(cm)直線長(zhǎng)度(cm)有效長(zhǎng)度(cm)鋼束預(yù)留長(zhǎng)度(cm)鋼束長(zhǎng)度(cm)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）=（6）+（7）2325.947308.361075.471002967.661403107.666857.277837.77543.681002962.91403102.93525.1915922.89471.661002989.11403129.14179.65151094.23295.571002979.61403119.63137.8718985.79240.801002653.181402793.183.4計(jì)算主梁幾何截面特性本節(jié)在求得各驗(yàn)算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對(duì)重心軸、上梗肋和下梗肋的凈矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。3.4.1截面面積及慣矩計(jì)算1．凈截面幾何特性計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計(jì)算小截面的幾何特性。計(jì)算公式如下：截面積：截面慣矩：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1—122．換算截面幾何特性計(jì)算（1）整體截面幾何特性計(jì)算在使用荷載階段需要計(jì)算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面）的幾何特性，計(jì)算公式如下：截面積：截面慣矩：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1—12。以上式中： ——分別為混凝土毛截面面積和慣矩；,——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；——分面積重心到主梁上緣的距離；——計(jì)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，由表1—1得=5.65。跨中翼緣全寬截面面積和慣矩計(jì)算表表1—12截面分塊名稱分塊面積分塊面積至上緣靜矩全截面至上緣靜矩全截面至上緣靜矩分塊面積自身慣矩凈截面毛截面7477.5071.8953752467.6531124935.96-4.24134427.5028174674.12扣管道面積-325.96164.93-53760.58略-97.28-3084689.347151.54—483763.4231124935.96—-2950261.84凈截面毛截面8757.562.5545095.1665.653561280.71-4.243.138391949.55鋼束換算面積273.42164.9345095.16略-99.282694969.269030.92—592859.1635612820.71—2779128.84（2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算根據(jù)《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)加力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計(jì)算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣有效寬度計(jì)算。因此表12中的抗彎慣矩進(jìn)行折減。由于采用有效寬度方法計(jì)算的等效方法計(jì)算的等效法向應(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)算等代法向應(yīng)力時(shí)，中性軸應(yīng)取原全寬截面中性軸。①有效分布寬度的計(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)區(qū)域翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)取用下列三者中的最小值：此處，根據(jù)規(guī)范。故：。②有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣矩也不折減，取全寬截面值。3.4.2截面凈矩計(jì)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(gè)階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一個(gè)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(jì)算的。例如，張拉階段和使用階段的截面（圖1—15），除了兩個(gè)階段a-a和b-b位置的剪應(yīng)力需要計(jì)算外，還應(yīng)計(jì)算：（1）在張拉階段，凈截面的中和軸（簡(jiǎn)稱凈軸）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（簡(jiǎn)稱換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。因此，對(duì)于每一個(gè)荷載作用階段，需要計(jì)算四個(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：①a-a線（圖15）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩②b-b線以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩③凈軸（n-n）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩④凈軸（o-o）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩計(jì)算結(jié)果列于表1—13。3.4.3截面幾何特性匯總其他截面特性值均可采用同樣的方法計(jì)算，下面將計(jì)算結(jié)果一并列于表1—14中?？缰薪孛鎸?duì)重心軸靜矩計(jì)算表1—13分塊名稱及序號(hào)靜矩類別及符號(hào)分塊面積對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及符號(hào)對(duì)換軸靜矩翼板e(cuò)q\o\ac(○,1)256059.65143160384058.15223296三角承托eq\o\ac(○,2)50048.322416050046.3223160肋部eq\o\ac(○,3)20046.65933020044.658930——176650——255386下三角eq\o\ac(○,4)262.582.3528691.25262.584.3522141.88馬蹄eq\o\ac(○,5)137599.85137293.751375101.85140043.75肋部eq\o\ac(○,6)30079.852395530081.8524555管道或鋼束-325.9697.28-31709.39260.4899.2825860.45——158230.61——212601.08翼板e(cuò)q\o\ac(○,1)256059.65143160384058.15223296三角承托eq\o\ac(○,2)50048.322416050046.3223160肋部eq\o\ac(○,3)103325.3826682.39103323.8324616.39——194002.39——271072.39翼板e(cuò)q\o\ac(○,1)256059.65143160384058.75223296三角承托eq\o\ac(○,2)50048.322416050046.3223160肋部eq\o\ac(○,3)143826.8338581.54103324.8335705.54——386895——259233.14主梁截面特性值總表表1—14名稱符號(hào)單位截面跨中四分點(diǎn)N7錨固點(diǎn)支點(diǎn)混凝土凈截面凈面積7151.547151.5411367.8511367.85凈慣矩28174674282533003880156239316927凈軸到截面凈軸到截面上緣距離距離67.6567.6877.3877.85凈軸到截面下緣距離112.35112.32102.62102.15截面抵抗矩上緣41647741754501442505034下緣250776251655378109384894對(duì)凈軸靜矩翼緣部分面積176650176898196646198041凈軸以上面積194002194294341637342420換軸以上面積386895387285533791534003馬蹄部分面積158231158696鋼束群重心到凈軸距離97.2895.3834.510.09混凝土換算截面換算面積9030.929030.9212647.8512647.85換算慣矩38391950382654135310296752482228換軸到截面上緣距離65.6565.6073.5273.17換軸到截面下緣距離114.35114.40106.48106.83截面抵抗矩上緣584797583809672280669054下緣335741334684473357467144對(duì)換軸靜矩翼緣部分面積255386255164280983279472凈軸以上面積271072270784405508404217換軸以上面積259233258992394404393389馬蹄部分面積212601212214鋼束群重心到換軸距離99.2897.5138.3614.77鋼束群重心到截面下緣距離15.0716.8968.1292.063.5鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.1條規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定剛束的控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。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）和后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絞線應(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（永久應(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。預(yù)應(yīng)力損失因梁截面位置不同而有差異，現(xiàn)以四分點(diǎn)截面（既有直線束，又有曲線束通過(guò)）為例說(shuō)明各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法。對(duì)于其他截面均可用同樣的方法計(jì)算，它們的計(jì)算結(jié)果均列入鋼束預(yù)應(yīng)力損失及預(yù)加內(nèi)力一覽表內(nèi)（表1—15~1—21）。四分點(diǎn)截面管道摩擦損失計(jì)算表表1—15鋼束號(hào)70.12227.56090.035780.036450.7870.12227.51180.035710.036450.7814.92390.26057.5430.06340.065591.3712.50290.21827.46260.05480.056378.5413.71960.23955.80560.05660.058281.19注：*見(jiàn)表10所示，其中α值由表10中的cosα值反求得到。3.5.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》6.2.2條規(guī)定，計(jì)算公式為：式中： ——張拉鋼束時(shí)錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.1.3條規(guī)定，對(duì)于鋼絞線取張拉控制應(yīng)力為：μ——鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管取-0.20；θ——從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；k——管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取k=0.0015；x——從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（m），可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度（見(jiàn)圖14），當(dāng)四分點(diǎn)為計(jì)算截面時(shí)，。3.5.2由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條規(guī)定，對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計(jì)算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)附錄《公預(yù)規(guī)》附錄D，計(jì)算公式如下。反向摩擦影響長(zhǎng)度：式中：——錨具變形、鋼束回縮在值（mm），按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條采用，對(duì)于夾片錨?！獑挝婚L(zhǎng)度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計(jì)算：其中：——錨下控制應(yīng)力，本設(shè)計(jì)為：=1395Mpa，——預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應(yīng)力，即跨中截面扣除后的鋼筋應(yīng)力，——張拉端至錨固端的距離。張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失：；在反摩擦影響長(zhǎng)度內(nèi)，距張拉端處的錨具變形、鋼筋回縮損失：；在反摩擦影響長(zhǎng)度外，錨具變形、鋼筋回縮損失：；四分點(diǎn)截面的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1—16。四分點(diǎn)截面計(jì)算表表1—16鋼束號(hào)影響長(zhǎng)度錨固端距張拉端距離0.0037088617761131.75756175.660.0037106717757131.78751276.030.0055222714556169.63754377.460.0055222714556160.76746378.340.0065673113347175.31580699.053.5.3混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼筋束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.5條規(guī)定，計(jì)算公式為：式中：——在先張拉鋼束重心處，由張拉后批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計(jì)算其中：——分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩，——計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，，其中值見(jiàn)表14所示，值見(jiàn)表10。本設(shè)計(jì)采用逐根張拉鋼束，預(yù)制時(shí)張拉鋼束N1~N6，張拉順序?yàn)镹5，N6，N1，N4，N2，N3，待現(xiàn)澆接縫強(qiáng)度達(dá)到100%后，張拉N7號(hào)鋼束。計(jì)算時(shí)應(yīng)從最后張拉的一束逐步向前推進(jìn)。本設(shè)計(jì)為了區(qū)分預(yù)制階段和使用階段的預(yù)應(yīng)力損失，先不考慮N7號(hào)束對(duì)其它N1~N6號(hào)束的影響，計(jì)算得預(yù)制階段見(jiàn)表1—173.5.4由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》6.2.6條規(guī)定，鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終止值，按下計(jì)算式計(jì)算：式中：——張拉系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用一次張拉，=1.0；——鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于底松弛鋼筋，=0.3；——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力。計(jì)算得四分點(diǎn)截面鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值見(jiàn)表1—18。四分點(diǎn)截面計(jì)算表表1—17錨固時(shí)預(yù)加縱向力計(jì)算應(yīng)力損失的鋼束號(hào)相應(yīng)鋼束至凈軸距離1268.1910652.801.00000010652.8010652.8095.6510189401018940103.271.491283.8210784.091.00000010784.0921436.89103.351114536213347695.573.001268.1910652.801.00000010652.8032089.6995.6510189403152416103.274.491283.8210784.091.00000010784.0942873.78103.351114536426695291.606.001238.1210400.210.99905010390.3353264.1191.689525855219537103.277.451226.1710299.830.99999910299.8263563.93103.3510644866284023四分點(diǎn)截面鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值表1—18鋼束號(hào)1198.001255.851268.191207.001088.141115.801247.0826.9334.3235.9728.0414.4317.39混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.7條規(guī)定，由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失，可按下計(jì)算式計(jì)算：式中：——全部鋼束重心處由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值；——鋼束錨固時(shí)，全部鋼束重心處由預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失）產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響；ρ——配筋率；A——本設(shè)計(jì)為鋼束錨固時(shí)相應(yīng)的凈截面面積，見(jiàn)表1—14；——本設(shè)計(jì)即為鋼束群至截面凈軸的距離，見(jiàn)表1—14；i——截面回轉(zhuǎn)半徑，本設(shè)計(jì)為；——加載齡期為、計(jì)算齡期為t時(shí)混凝土徐變系數(shù)；——加載齡期為、計(jì)算齡期為t時(shí)收縮應(yīng)變。1．徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算構(gòu)件厚度的計(jì)算公式為：式中：A——主梁混凝土截面面積；u——與大氣接觸的截面周邊長(zhǎng)度。本設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成，A和u均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)。對(duì)于混凝土毛截面，四分點(diǎn)與跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同，即：故：設(shè)混凝土收縮和徐變?cè)谝巴庖话銞l件（相對(duì)濕度75%）下完成，受荷時(shí)混凝土加載齡期為：20d。2．計(jì)算混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失列表計(jì)算在表1—19內(nèi)。3.5.6成橋后張拉N7號(hào)鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失成橋后張拉N7號(hào)鋼束，此時(shí)將引起混凝土彈性壓縮，這對(duì)已張拉的N1~N6號(hào)鋼束會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表20。但由于張拉N7號(hào)鋼束時(shí)，N1~N6號(hào)鋼束已經(jīng)灌漿，顧不能考慮該項(xiàng)損失對(duì)混凝土應(yīng)力的影響。四分點(diǎn)截面計(jì)算表表1—19計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算（1）（2）（3）=（1）+（2）38.50664.552103.058計(jì)算應(yīng)力損失計(jì)算公式：分子項(xiàng)分母項(xiàng)（4）212．2633939．6653（5）44．853．4021（6）231．4020．82222%1．4203.5.7預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總施工階段傳力錨固應(yīng)力及其產(chǎn)生預(yù)加力：1．2．由產(chǎn)生的預(yù)加力縱向力：彎矩：剪力：式中：——鋼束彎起后與梁軸的夾角，與的值參見(jiàn)表10；——單根鋼束的截面積，?？捎蒙鲜鐾瑯拥姆椒ㄓ?jì)算，計(jì)算結(jié)果一并列入表21內(nèi)。3.6主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁從預(yù)加力開(kāi)始到受荷破壞，需經(jīng)受預(yù)加應(yīng)力、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)階段的計(jì)算。在以下內(nèi)容中，先進(jìn)行持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算，再分別驗(yàn)算持久狀態(tài)抗裂驗(yàn)算和應(yīng)力驗(yàn)算，最后進(jìn)行短暫狀態(tài)構(gòu)件的截面應(yīng)力驗(yàn)算。對(duì)于抗裂驗(yàn)算，《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)力梁在使用階段短期效應(yīng)組合作用下，只要截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力就可滿足?！?.6.1持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破壞，下面驗(yàn)算這兩類截面的承載力。1．正截面承載力驗(yàn)算圖4—16示出正截面承載力計(jì)算圖示。成橋后四分點(diǎn)截面計(jì)算表計(jì)算數(shù)據(jù)鋼束號(hào)錨固時(shí)預(yù)加縱向力計(jì)算應(yīng)力損失的鋼束號(hào)相應(yīng)鋼束至凈軸距離1247.0810475.470.99721110446.2677.280645197.651069.268981.781.0000008981.7897.65877071105.351058.578891.991.0000008891.99105.3593677197.6510168534.401.0000008534.4097.65833384105.351008.118468.121.0000008468.12105.3589211693.6869626.536566701預(yù)加應(yīng)力作用計(jì)算表表1—21截面鋼束號(hào)四分點(diǎn)10110784.0908468.1220110784.0908891.9930110652.8008981.7840110652.8008534.4050.0013280.99999910299.831.36787650.3060.0435700.99905010400.2145.31377857.7870.0746370.9972118827.986356.39346.68156284.023跨中6514.8650.0006528.488N7錨固點(diǎn)6422.302922.5533143.635鋼束預(yù)應(yīng)力損失一覽表表1—22截面鋼束號(hào)預(yù)加應(yīng)力階段正常使用階段錨固前預(yù)應(yīng)力損失錨固時(shí)鋼束應(yīng)力錨固后預(yù)應(yīng)力損失鋼束有效應(yīng)力跨中173．530．0080．401241．0732．38158．6819．161030．85273．530．0026．941294．5339．5819．161077．11373．430．000．001321．5743．418．401101．09473．430．0052．211269．3636．1318．401056．155109．890．00130．951154．1621．719．16954．626109．730．00102．311182．9625．118．40980．787119．960．00——36．90．001079．46四分點(diǎn)150.7875.66146.281122.2826.93162.9619.04913.35250.7875.6627.971240.5934.3219.041024.27350.7876.030.001268.1935.9718.141051.12450.7876.0384.021184.1728.0418.14975.03591.3777.46329.23896.9414.4319.04700.51678.5478.34256.40981.7217.3917.86783.69781.1999.05——33.170．001043．89N7錨固點(diǎn)112．1118．7335．111229．0630．8395．57—1102．66212．1118．7310．61253．5734．02—1123．9836．48119．120．001269．4036．14—1137．6946．48119．1218．781250．6233．63—1121．4259．9141．4726．421217．2129．32—1092．3268．21142．4613．271231．0631．09—1104．40支點(diǎn)10．65129．4427．411237．5031．9285．08—1120．5020．65129．448．171256．7434．44—1137．2230．55129．840．001264．6135．49—1144．0440．55129．8414．551250．0633．56—1131．4250．61157．4017．131219．8629．66—1105．1260．44158．414．921231．2331．11—1115．04確定混凝土受壓區(qū)高度根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，對(duì)于帶承托翼緣板的T形截面：當(dāng)成立時(shí)，中性軸在翼緣板內(nèi)，否則在腹板內(nèi)。根據(jù)這一判別式：左邊右邊左邊〈右邊，即中性軸在翼緣板內(nèi)。設(shè)中性軸到截面上緣距離為x，則：式中：——預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)，按《公預(yù)規(guī)》采用，對(duì)于C50混凝土和鋼絞線，——梁的有效高度，，以跨中截面為例，說(shuō)明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài)。（2）驗(yàn)算正截面承載力由《公預(yù)規(guī)》，正截面承載力按下式計(jì)算：式中：—橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按《公預(yù)規(guī)》取用，取1.1。則上式為：主梁跨中正截面承載力滿足要求。其他截面均用同樣方法驗(yàn)算。（3）驗(yàn)算最小配筋率由《公預(yù)規(guī)》，預(yù)應(yīng)力混凝土受壓構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足下列條件：式中：——受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值——受彎構(gòu)件正截面開(kāi)裂彎矩值，按下式計(jì)算：式中：——全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分截面對(duì)重心軸的面積矩——換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩——扣除全部預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。由此可見(jiàn)，，不需配置普通鋼筋來(lái)滿足最小配筋率要求。2．斜截面承載力驗(yàn)算（1）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力時(shí)，其計(jì)算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用：①距支座中心處截面；②受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面；③錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開(kāi)始不受力處的截面；④箍筋數(shù)量或間距改變處的截面；⑤構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。本設(shè)計(jì)以N7錨固截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。1）復(fù)核主梁截面尺寸T形截面梁當(dāng)進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算時(shí)，其截面尺寸應(yīng)符合《公預(yù)規(guī)》5.2.9條規(guī)定，即：式中：——經(jīng)內(nèi)力組合后支點(diǎn)截面上的最大剪力——支點(diǎn)截面的腹板厚度（mm），——支座截面的有效高度（mm），即——混凝土強(qiáng)度等級(jí)（Mpa）上式右邊所以主梁的T形截面尺寸符合要求。2)截面抗剪承載力驗(yàn)算驗(yàn)算是否需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算.。按《公預(yù)規(guī)》第5.2.10條規(guī)定，若符合下列公式要求時(shí)，則不需進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。式中：——混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa）——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取1.25。對(duì)于N7錨固截面：因此需要進(jìn)行斜截面抗剪