T型梁橋結(jié)構(gòu)計算畢業(yè)設(shè)計

1、摘要目前，為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土被更廣泛的應(yīng)用，以此緩解交通給人們生產(chǎn)生活帶來的不便。根據(jù)安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的橋梁設(shè)計原則，并在施工、造價等方面對裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板連續(xù)梁橋及裝配式箱型梁橋三種梁橋形式進(jìn)行了比選，從而確定了預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋為設(shè)計方案。在本次梁橋方案設(shè)計中，著重對預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋資料設(shè)計、構(gòu)造的布置、方案繪圖、結(jié)構(gòu)計算進(jìn)行了全面的介紹。結(jié)構(gòu)計算包括對橫截面主要尺寸的擬定、可變作用效應(yīng)計算、預(yù)應(yīng)力損失值估算、持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算、主梁變形計算還有行車板道的計算。本設(shè)計依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響、人們的需求，道路的建設(shè)等

2、方面的綜合考慮，進(jìn)行了大橋的總體布局及橋梁的設(shè)計與計算，而預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋恰好的具備了適用性強(qiáng)，就地取材，耐久性好，美觀的各種優(yōu)點。橋梁是城市道路的重要組成部分，對當(dāng)?shù)卣?、?jīng)濟(jì)、文化、國防等意義重大，加上其施工充分技術(shù)的先進(jìn)性，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋?qū)⒔o城市增色不少。而今，又由于材料性能的不斷改進(jìn)，設(shè)計理論革新創(chuàng)造，施工工藝日趨完善，使得預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋地位日益重要，本設(shè)計根據(jù)各方面條件，確定橋型為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土; T型梁橋; 結(jié)構(gòu)計算；設(shè)計方案Abstract At present, in order to adapt to the economic

3、 development of China, the prestressed concrete is more widely used, in order to ease traffic production and living of inconvenience to the people. According to the safe, applicable, economic, beautiful bridge design principles, and in such aspects as construction, the construction cost of prefabric

4、ated prestressed concrete simply supported T beam bridge, prestressed concrete hollow slab continuous girder bridge and prefabricated box girder bridge three bridge form has carried on the comparison, thus determine the prestressed concrete simply supported T beam bridge design. In the bridge design

5、, design of prestressed concrete simply supported T beam bridge data, structure layout, plan drawing, structural calculation has carried on the comprehensive introduction. Structural calculation including the main dimensions of cross-section, variable effect calculation, loss of prestress value esti

6、mation and lasting condition bearing capacity limit state of bearing capacity calculation, calculation and driving plate girder deformation calculation. This design according to the local environment, peoples demand, the influence of road construction and other aspects of the comprehensive considera

7、tion, the bridge of the overall layout and the design and calculation of the bridge, and prestressed concrete simply supported T beam bridge just have strong applicability, local materials, good durability, various advantages, beautiful. Bridge is an important part of city road, to the local politic

8、al, economic, cultural, national defense and so on is of great significance, and its construction technology of advanced fully, prestressed concrete simply supported T beam bridge will give city graces many. Now, due to the constant improvement of the material performance, innovation creates design

9、theory, construction technology is increasingly perfect, make prestressed concrete simply supported T beam bridge position is becoming more and more important. Key words: prestressed concrete; T girder bridge; structural calculation; design scheme 目 錄摘要IAbstractII第1章 設(shè)計資料及構(gòu)造布置11.1 設(shè)計資料11.1.1 橋梁跨徑及橋?qū)?/p>

10、11.1.2 設(shè)計荷載11.1.3 材料及工藝11.1.4 設(shè)計依據(jù)11.1.5 基本計算數(shù)據(jù)11.2 橫截面布置21.2.1 主梁間距和主梁片數(shù)的確定21.2.3 主梁跨中截面主要尺寸擬定31.3 橫截面沿跨長的變化71.4 橫隔梁的設(shè)置7第2章 主梁作用效應(yīng)計算82.1 永久作用效應(yīng)計算82.1.1 永久作用集度82.1.2 永久作用效應(yīng)92.2 可變作用效應(yīng)計算102.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)102.2.2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)102.2.3 車道荷載的取值152.2.4 計算可變作用效應(yīng)162.3 主梁作用效應(yīng)組合213.1 跨中截面鋼束的估算和確定233.1.1 按正常使

11、用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)233.1.2 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)233.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置233.2.1 跨中截面及錨固端截面的鋼束位置243.2.2 鋼束起彎角和線形的確定273.2.3 鋼束計算28第4章 計算主梁截面幾何特性324.1 截面面積及慣矩計算334.1.1 凈截面幾何特性計算334.1.2 換算截面幾何特性計算334.2 截面凈距計算354.3 截面幾何特性匯總37第5章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算385.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間引起的預(yù)應(yīng)力損失395.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失395.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失415.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力

12、損失425.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失435.6 成橋后張拉N7號鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失445.7 預(yù)加力計算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總45第6章 主梁截面承載力與應(yīng)力驗算486.1 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗算496.1.1 正截面承載力驗算496.1.2 斜截面承載力驗算516.2 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算556.2.1 正截面抗裂驗算556.2.2 斜截面抗裂驗算556.3 持久狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗算596.3.1 正截面混凝土壓應(yīng)力驗算596.3.2 預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算596.3.3 截面混凝土主壓應(yīng)力驗算626.4 短暫狀態(tài)構(gòu)件的應(yīng)力驗算636.4.1預(yù)加應(yīng)

13、力階段的應(yīng)力驗算636.4.2 吊裝應(yīng)力驗算67第7章 主梁端部的局部承壓驗算687.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算697.2 局部抗壓承載力驗算70第8章 主梁變形驗算718.1 計算由預(yù)加力引起的跨中反拱度728.2 計算由荷載引起的跨中撓度758.3 結(jié)構(gòu)剛度驗算768.4 預(yù)拱度的設(shè)置76第9章 橫隔梁計算769.1 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用779.2 跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線779.2.1 繪制彎矩影響線789.2.2 繪制剪力影響線799.3 截面作用效應(yīng)計算809.4 截面配筋計算82第10章 行車道板計算8210.1 懸臂板荷載效應(yīng)計算8310.1.1 永久作用8310

14、.1.2 可變作用8410.1.3 承載能力極限狀態(tài)作用基本組合8410.2 連續(xù)板荷載效應(yīng)計算8510.2.1 永久作用8510.2.2 可變作用8610.2.3 作用效應(yīng)組合9010.3 截面設(shè)計、配筋與承載力驗算90第11章 支座的設(shè)計及驗算9211.1 選定支座的平面尺寸9311.2 確定支座的厚度9311.3 驗算支座的偏轉(zhuǎn)9411.4 驗算支座的抗滑穩(wěn)定性9511.5橡膠支座的選配95第12章 橋梁的下部結(jié)構(gòu)的計算9512.1設(shè)計資料9612.1.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造9612.1.2.水文地質(zhì)條件9612.1.3.材料9612.1.4 水文地質(zhì)條件9612.1.5 材料9612.1

15、.6 設(shè)計依據(jù)9612.2 蓋梁計算9712.2.1 荷載計算9712.2.2 內(nèi)力計算10312.2.3 截面配筋設(shè)計與承載力校核10512.3 橋墩墩柱設(shè)計10612.3.1 荷載計算10712.3.2 截面配筋設(shè)計及應(yīng)力驗算10912.4 鉆孔樁設(shè)計11112.4.1 荷載計算11112.4.2 樁長計算11212.4.3 樁的內(nèi)力計算（法）11312.4.4 樁身截面配筋與承載力驗算11512.4.5 墩頂縱向水平位移驗算116第13章 結(jié) 論118參考文獻(xiàn)118致 謝119第1章 設(shè)計資料及構(gòu)造布置1.1 設(shè)計資料1.1.1 橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：34m；主梁全長：33.96m；計

16、算跨徑：33m；橋面凈空：凈3.53+20.25+1.5=12.5m。1.1.2 設(shè)計荷載公路級，人群荷載3.0 kN/ m2，兩側(cè)人行欄、防撞欄重力的作用力分別為2.5kN/m和8.0kN/m。1.1.3 材料及工藝混凝土：主梁用C50混凝土，欄桿以及橋面鋪裝用C30的防水混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼筋全部采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋函設(shè)計規(guī)范(JTG D622004)的s15.2鋼絞線，每束6根，全梁配7束，pk=1860MPa。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。普通鋼筋主要采用HRB400級鋼筋，剩下的均采用R235鋼筋。1.1.4 設(shè)計依據(jù)(1)

17、交通部頒布公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B012003)，簡稱標(biāo)準(zhǔn)；(2)交通部頒布公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D602004)，簡稱橋規(guī)；(3)交通部頒布公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTGD622004)，簡稱公預(yù)規(guī)。1.1.5 基本計算數(shù)據(jù)(見表11)表11 基本計算數(shù)據(jù)名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度fcu,kMPa50彈性模量EcMPa3.45軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fckMPa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftkMPa2.65軸心抗壓設(shè)計強(qiáng)度fcdMPa22.4軸心抗拉設(shè)計強(qiáng)度ftdMPa1.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力0.7f/ckMPa20.72容許拉應(yīng)力0.7f/tkMPa1.757

18、持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許壓應(yīng)力0.5fckMPa16.2容許主壓應(yīng)力0.6fckMPa19.44短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力st-0.85pcMPa0容許主拉應(yīng)力0.6ftkMPa1.59s15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpkMPa1860彈性模量EpMPa1.95抗拉設(shè)計強(qiáng)度fpdMPa1260最大控制應(yīng)力con0.75fpdMPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合0.65fpkMPa1209材料重度鋼筋混凝土1kN/ m325.0瀝青混凝土2kN/ m323.0鋼絞線3kN/ m378.5鋼束與混凝土的彈性模量比EP無量綱5.651.2 橫截面布置1.2.1 主梁間距和主梁片數(shù)的確定主梁翼板寬度設(shè)計為25

19、00mm，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，因此主梁工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面(bi1600mm)和使用階段的大截面(bi2500mm)。凈3.53+20.25+1.5=12.5m的橋?qū)掃x五片主梁。見圖1-1半剖面圖半跨圖圖1-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖 （尺寸單位：cm）1.2.3 主梁跨中截面主要尺寸擬定(1)主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁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。本設(shè)計中質(zhì)量高度取用2100mm，在高跨比標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)。(2)主梁截面的細(xì)部尺寸本設(shè)計預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm

20、，翼板根部加厚到250mm來抵抗翼緣根部較大彎矩。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。腹板厚度取180mm。馬蹄尺寸是由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條對鋼束間距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，進(jìn)行配筋設(shè)計，初擬馬蹄寬度為550mm，高度為230mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度為150mm。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁的跨中截面圖(見圖1-2)。圖1-2 跨中截面尺寸圖(尺寸單位：cm)(3)計算截面幾何特性將主梁跨中截面劃分成

21、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。(4)檢驗截面效率指標(biāo)上核心距:下核心距： 截面效率指標(biāo)：=（合乎標(biāo)準(zhǔn)）證明以上的初步擬定的主梁跨中截面是合理的。注：大毛截面形心至上緣距離 ：ys=cm小毛截面形心至上緣距離： 1.3 橫截面沿跨長的變化本設(shè)計主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板的厚度不變。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，也為了布置錨具的需要，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第一道橫隔梁處開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度也開始變化。1.4 橫隔梁的設(shè)置本橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為34m，應(yīng)設(shè)置七道橫隔梁，其間距為

22、5.5m，兩端間距33m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部260mm，下部240mm；中橫隔梁的高度為2050mm，厚度為上部180mm，下部160mm。表1-2 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積 (cm2)分塊面積形心至上緣距離yi (cm)分塊面積對上緣靜矩 Si=Aiyi (cm3)分塊面積的自身慣矩Ii(cm4)di=ys-yi (cm)分塊面積對截面形心的慣矩Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix(cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6)大毛截面翼板37507.52812570312.568.73.38.88三角承

23、托50018.3391652777.7857.9.78腹板3096100-23.77.94.94下三角277.5200555003281.25-123.77.08.33馬蹄1265217.5.571614.58-141.27.32.98888.5.5.83小毛截面翼板24007.5180004500081.03.16.16三角承托50018.3391652777.7870.2.78腹板3096100-11.47.55.55下三角277.5200555003281.25-111.47.15.4馬蹄217.5217.5.571614.58-128.97.04.627538.5.5.51第2章 主梁

24、作用效應(yīng)計算2.1 永久作用效應(yīng)計算2.1.1 永久作用集度(1)預(yù)制梁自重跨中截面段主梁的自重：G(1)=0.75385255.52=207.30875(kN)馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重：G(2)= (0.75385+1.)（5.5-1.98）25/2=91.79(kN)支點段梁的自重(長1.98m)：G(3)= 1.251.98=65.95(kN)邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積為：0.17(1.720.710.50.50.10.50.1850.15)=0.198(m3)端橫隔梁體積為：0.25(1.950.71-0.50.0630.315)=0.(m3)故半跨內(nèi)橫隔梁重力為：G(4) =(2

25、.50.198+10.)25=18.7125(kN)預(yù)制梁的永久作用集度：g1=(207.31+91.79+65.95+18.71)/16.5=23.56(kN/m)(2)二期永久作用現(xiàn)澆T梁翼板的集度：g(5)=0.150.925=3.38(kN/m)邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁現(xiàn)澆部分體積：0.170. 451.72=0.13158(m3)一片端橫隔梁現(xiàn)澆部分體積：0.250.451.95=0.(m3)得：g(6)=(50.13158+20.)25/33.96=0.8073(kN/m) 橋面鋪裝9cm混凝土鋪裝：0.0910.525=30 (kN/m)6cm混凝土鋪裝：0.0610.52

26、5=15.75(kN/m)若將橋面鋪裝平均分布給五片主梁，則：g(7)=(23.625+15.75)/5=7.875（kN/m) 欄桿一側(cè)人行欄：2.5kN/m一側(cè)防撞欄：8.0kN/m若將兩側(cè)人行欄、防撞欄平均分?jǐn)偨o五片主梁，則：g(8) =（2.5+82）/5=3.7(kN/m) 邊梁二期永久作用集度：g2=3.38+0.8073+7.875+3.7=15.76(kN/m)2.1.2 永久作用效應(yīng)如圖2-1所示，設(shè)為計算截面離左支座的距離，并令。圖2-1 永久作用效應(yīng)計算圖主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： （2-1） （2-2） 永久作用效應(yīng)計算見表2-1。表2-1 1號梁永久作用效應(yīng)作用

27、效應(yīng)跨中 =0.5四分點 =0.25N7 錨固點=0.03704支點 =0.00一期彎矩(kNm)3207.112405.33457.560剪力(kN)0194.37359.94388.74二期彎矩(kNm)2145.331609.00306.080剪力(kN)0130.02240.78260.04彎矩(kNm)5352.444014.33763.640剪力(kN)0324.39600.72648.782.2 可變作用效應(yīng)計算2.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。基頻的計算可采用下列公式估算：其中：mc=kg/m 根據(jù)本

28、橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：=0.1767lnf-0.0157=0.247 按橋規(guī)4.3.1條，當(dāng)車道大于兩車道時，需進(jìn)行車道折減，三車道折減系數(shù)0.78，二車道折減系數(shù)1.0。2.2.2 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)mc本設(shè)計橋跨內(nèi)共設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：所以可以按照修正偏心壓力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于T形梁截面，抗扭慣矩可以近似按照下列計算： = （ 2-3） 對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：cm馬蹄部分的換算平均厚度： cm 所以由圖示得： 由可以查表得出Ci計算圖示見下圖2-2

29、，換算結(jié)果見表格2-2：圖2-2 計算圖示表2-2 IT計算表名稱()翼緣板25017.214.5351/34.24腹板162.3189.0170.312.93馬蹄5530.51.8030.20983.27410.444 計算梁的抗扭修正系數(shù) = (2-4)式子中：G=0.4E =50.=0.05222 l=33m 計算得：=0.95359 按修正偏心壓力法計算橫向分布系數(shù) (2-5)1號梁的橫向影響線和最不得布載圖式如圖2-2所示。 圖2-3 跨中的橫向分布系數(shù)mc計算圖式(尺寸單位：mm)表2-3 跨中的橫向分布系數(shù)i1i2i3i4i510.580.390.200.01-0.1820.39

30、0.2950.200.1050.0130.200.200.200.200.2040.390.2950.200.1050.0150.580.390.200.01-0.18（5.022.52)262.5(m2)可變作用（三車道折減0.78 二車道折減1.0）三車道： =0.467二車道：=0.635故取可變作用(汽車)的橫向分布系數(shù)為0.635可變作用(人群)： Mcr0.19/2.5（7.63+0.25）=0.600(2)支點截面的荷載橫向分布系數(shù)mo如圖2-3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號梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計算如下：可變作用(汽車)：m=0.50.504=0.

31、25圖2-4 支點的橫向分布系數(shù)mo計算圖式(尺寸單位：)可變作用(人群)：m=1.1表2-4橫向分布系數(shù)匯總可變作用類別mcMo公路級0.6350.25人群0.6001.102.2.3 車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路級的均勻荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk為：qk=10.5(kN/m)計算彎矩時：Pk=433+160= 292（kN）計算剪力時：Pk=2921.2= 350.4（kN）2.2.4 計算可變作用效應(yīng) (1)求跨中截面的最大彎矩和最大剪力：計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2-5示出跨中截面作用效應(yīng)計算圖示，計算公式為：圖2-5 跨中截面作用

32、效應(yīng)計算圖式 (2-6)可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：=2416.94 （kNm）=138.14 （kN）可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)：M=2416.940.247=596.98 （kNm）V=138.140.247=34.12 （kN）可變作用(人群)效應(yīng)：q=3.0kN/m（kNm）（kN）(2)求四分點截面的最大彎矩和最大剪力：圖2-6為四分點截面作用效應(yīng)的計算圖式可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： =1807.65 （kNm） =228.40（ kN ） 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)：M=1807.650.247=446.49 （kNm） V=228.400.247=56.41 （kN）可變作用(人群)效

33、應(yīng)： =191.32 （kNm）圖2-6 四分點截面作用效應(yīng)計算圖式 =16.94 （kN）(3)求N7錨固截面的最大彎矩和最大剪力圖2-7為鋼束N7錨固截面作用效應(yīng)的計算圖式。由于本設(shè)計中該處有預(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1.444m。圖2-7 N7錨固點截面作用效應(yīng)計算圖式可變作用(汽車)效應(yīng)：通過比較，集中荷載作用在第一根橫隔梁為最不利情況，結(jié)果如下： =352.61（kNm） =279.60（kN）可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)：M=352.610.247=87.09（ kNm)V=279.600.247=69.06( kN)可變作用(人群)效應(yīng)：=45.60 (kN

34、m) =29.53 (kN) (4)求支點截面的最大剪力： 圖2-8為支點點截面作用效應(yīng)的計算圖式可變作用(汽車)效應(yīng)： =284.3 (kN)可變作用(汽車)沖擊效應(yīng)：V=284.300.247=70.22 (kN)可變作用(人群)效應(yīng)： =33.83 (kN)圖2-8 支點截面最大剪力計算圖式 2.3 主梁作用效應(yīng)組合根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不理效應(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，見表2-3。序號荷載類別跨中截面四分點截面N7錨固截面支點MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)(

35、kN)(1)第一期永久作用3207.1102405.33194.37457.56359.94388.74(2)第二期永久作用2145.3301609.00130.02306.08240.78260.04(3)總永久作用5352.4404014.33324.39763.64600.72648.78(4)可變作用(汽車) 公路I級2416.94138.141807.65228.40352.61279.60284.30(5)可變作用(汽車) 沖擊荷載596.9834.12446.4956.4187.0969.0670.22(6)可變作用(人群)252.597.65191.3216.9445.6029

36、.5333.83(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5)+(6)8618.95197.916459.79626.141248.94978.911037.13(8)短期組合=(3)+0.7(4)+(6)7279.89104.355471.01501.211056.07825.97881.62(9)極限組合=1.2(3)+1.4(4)+(5)+1.12(6)10925.32249.378187.27814.511583.021242.061312.75表2-5 主梁作用效應(yīng)組合第3章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置3.1 跨中截面鋼束的估算和確定3.1.1 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)對于簡支梁

37、帶馬蹄的T形截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到鋼束數(shù)n的估算公式： (3-1)計算得：=210-79.7=130.3,=55.16 估得=15cm 則鋼束偏心距為：=-=130.3-15=115.3cm1號梁計算： 3.1.2 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)根據(jù)極限狀態(tài)應(yīng)力計算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度后，應(yīng)力圖式呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到了設(shè)計強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為： (3-2)式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表2-3取用； 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.75-0.77，取0.75； 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強(qiáng)度，見表1-1，為1260MPa 。計算得：根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，綜合

38、取鋼束數(shù)n=7。3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置3.2.1 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。本設(shè)計采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預(yù)規(guī)9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑1/2。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3-1所示。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)制時為小截面，若鋼束全部在預(yù)制時張拉完畢，有可能會在上緣出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力?？紤]到

39、這個原因，本設(shè)計預(yù)制時在梁端錨固N(yùn)1-N6號鋼束，N7號鋼束在成橋后錨固在梁頂，布置如圖3-1。對于錨固端截面，鋼束布置通常考慮下述兩個方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；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3-1所示。鋼束群重心至梁底距離為：圖3-1鋼束布置圖(尺寸單位：mm)a) 跨中截面； b) 錨固截面為驗核上述布置的鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特性。錨固端截面特性計算見表3-1所示。其中： 同理得：=92.17 故計算得： 表3-1鋼束錨固截面幾何特性計算表大毛截面

40、分塊名稱AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ai+Ix(2)()(3)(4)()(4)(4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板37507.52812570312.576.88.5三角承托198.4517.13393.50218.7967.28.45.24腹板10725112.512.6562.5.75-28.12.44.1914673.4.04.93 小毛截面翼板24007.51800070312.584.67.36.86三角承托198.4517.13393.50218.7975.07.95.74腹板10725112.5.5.75-20

41、.33.95.713323.45.3 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。圖3-2 鋼束群重心位置復(fù)核圖式(尺寸單位：cm)3.2.2 鋼束起彎角和線形的確定確定鋼束起彎角時，即要照顧到由其彎起產(chǎn)生足夠的豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。為此，將端部錨固端截面分成上，下兩部分(見圖3-3)上部鋼束的彎起角為15o，下部鋼束彎起角定為7o。在梁頂錨固的鋼束彎起角定位18 o。 圖3-3 封錨端混凝土塊尺寸圖(尺寸單位：cm)N7號鋼束在離支座中心線1500mm處錨固，如圖3-4所示。圖3-4 N7號鋼束縱向布置(尺寸單位：cm)3.2.3 鋼束計算(1)計算鋼束起彎點至跨中的

42、距離錨固點到支座中心線的水平距離(見圖3-3)為：圖3-5示出鋼束計算圖式，鋼束起彎點至跨中的距離x1列表計算在表3-2內(nèi)。圖3-5 鋼束計算圖式(尺寸單位：mm) 表3-2 鋼束計算表鋼束號起彎高度y1y2L1X3RX2X1N1(N2)3112.1918.8110099.2572523.94307.591274.25N3(N4)63.312.1951.1110099.2576856.86835.64741.29N5126.032.6193.3910096.59152740.79709.37876.02N6148.338.38109.9210096.59153225.90834.92742.4

43、3N7166.651.48115.1210095.11182352.10726.84683.61(2)控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算由圖3-5所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計算截面在曲線端時，計算公式為： (3-3) (3-4)當(dāng)計算截面在近錨固點的直線段時，計算公式為： (3-5)計算鋼束群重心到梁底距離ap見表3-3表3-3 各計算截面鋼束位置及鋼束群重心位置截 面鋼束號x4 (cm)R (cm)sin=x4/Rcosa0 (cm)ai (cm)ap (cm)四 分 點N1(N2)未彎起2523.94-9.09.015.98N3(N4)83.716856.860.0.16.717.21N

44、5未彎起2740.79-9.09.0 N682.573225.900.0.16.717.76 N7141.392352.100.0.28.432.65N7錨固點N1(N2)231.311181.940.0.9.019.6258.11N3(N4)764.276856.860.0.16.759.43N5629.542740.790.0.9.082.28N6763.133225.900.0.16.7108.26支 點鋼束號X5(cm)a0 (cm)ai (cm)ap (cm)N1(N2)31.00731.093.829.036.1885.16N3(N4)63.3726.183.2116.776.79

45、N5126.01531.988.579.0126.43N6148.31523.946.4116.7158.59(3)鋼束長度計算一根鋼束的長度為曲線長度，直線長度與兩端工作長度（270cm）之和，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，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度。計算結(jié)果見表3-4所示。表3-4 鋼束計算表鋼束號R (cm)鋼束起彎角曲線長度S=/180R (cm)直線長度x1(見表3-2)(cm)直線長度L1(cm)有效長度2(S+x1+L1) (cm)鋼束預(yù)留長度(cm)鋼束長度(cm)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+

46、(7)N1(N2)2523.947308.361274.251003365.221403505.22N3(N4)6856.867837.72741.291003358.021403498.02N52740.7915717.54876.021003387.121403527.12N63225.9015844.54742.431003373.941403513.94 N72352.1018738.93683.611003045.081403185.08 第4章 計算主梁截面幾何特性本設(shè)計在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗算準(zhǔn)備計算數(shù)據(jù)。4.1 截面面積及慣矩計算4.1.1 凈截面幾何特性計算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計算小截面的幾何特性。計算公式如下：截面積： (4-1)截面慣矩： (4-