裝配式預應力混凝土簡支T形梁

1、. . . . 大學橋梁畢業(yè)設計（裝配式預應力混凝土簡支T形梁）目錄第一部分   前言第二部分  設計任務書第三部分  上部結構  一   設計資料  二   橫截面布置  三   主梁力計算  四   預應力綱束的估算與布置  五   主梁截面幾何特性  六   承載能力極限狀態(tài)計算七   預應力損失計算八   抗裂性驗算九 

2、  持久狀況應力驗算十   短暫狀態(tài)應力驗算十一 行車道板計算使二 橫隔梁計算十三 支座計算第四部分  下部結構設計一  設計資料二  蓋梁計算三  橋墩墩柱計算四  鉆孔灌注樁計算第五部分  主要參考資料第六部分  對設計的評價與心得體會 27 / 27前 言一、 設計簡介：本設計主要依據(jù)設計任務書完成，因橋位橫斷面與地質資料不明，故本橋采用假設地質資料。二、 工程地質：水文地質條件（本設計為假設條件）；地基土上層為硬塑性粘土，土層厚度為8米，其地基土的比例系數(shù)m

3、=15000KN/m4，樁周土極限摩阻力 =60Kpa,容許承載力0=260Kpa；中層為硬塑性亞粘土，土層厚度為7米，其地基比例系數(shù)m=18000KN/m4，樁周土極限摩阻力 =70Kpa，容許承載力0=300Kpa；下層為中密粗沙加礫石，土層厚度為12米，其地基土的比例系數(shù)m=35000KN/m4，樁周土極限摩阻力 =120Kpa，容許承載力0=450Kpa。三、 設計要點：設計荷載：汽-20，掛-100；地震基本烈度為7度橋梁設計寬度：橋面凈寬：9+2×1.5m ；上部構造：預應力混凝土T型梁橋；下部構造：柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎；標準跨徑：40m ；計算跨徑：39.96m；孔

4、徑長3+3×35+3 m，橋梁全長126m；     鋼筋：預應力鋼筋：15.24（75.0）鋼鉸線，后法施工。非預應力鋼筋：鋼筋和級螺紋鋼筋混凝土：T梁為C40砼；橋面鋪裝為C30瀝青砼；欄桿、人行道采用C30號砼;蓋梁用C30砼，墩柱、系梁與鉆孔樁用C25砼。四、 設計符號采用公路鋼筋混凝土與預應力混凝土橋涵設計規(guī)（JTJD62-2004）與公路橋涵通用設計規(guī)（JTJD60-2004）。五、 本設計下部構造設計采用手算與電算程序結合的方法。電算程序采用樁柱式橋墩、橋臺CAD系統(tǒng)。   

5、60;大學橋梁畢業(yè)設計裝配式預應力混凝土簡支T形梁畢業(yè)設計一 設計的任務與容（論文需闡述的問題）1 從國計民生對交通發(fā)展的要求上闡述建橋的必要性與可行性。2 按適用、經(jīng)濟、安全、美觀的原則，至少選擇3個可比性橋型方案，主要從工程材料數(shù)量、工程概算、投資來源、施工與養(yǎng)護難易程度和施工力量等方面綜合分析比較，推薦一種橋型方案。3 對推薦方案進行結構設計。選擇合理可行的建筑材料，擬訂結構與構件的幾何尺寸，并作出配筋設計（鋼筋砼結構、預應力鋼筋砼結構）或橋面系的結構設計（拱橋、鋼橋）。4 對一跨或一個受力單元進行受力分析，計算各種作用荷載與非荷載因素所

6、產(chǎn)生的力，并進行荷載組合。5 按照荷載效應不超過結構抗力效應的原則，驗算結構構件的強度、剛度與穩(wěn)定性。如不符合要求，則需修改設計或提出修改設計的措施。6 根據(jù)橋梁所處位置、環(huán)境和施工力量的配備情況，選擇合理可行的施工方案與方法，以與主要的施工程序。（?？粕灰螅┒?#160;設計原始資料（試驗研究方案）1 路等級：                   二級  

7、60;                 2 橋面凈寬：凈9+2×1.5人行道或凈11+2×0.5砼防撞護欄3 橋下凈空：                  1.0     

8、;               4 設計荷載：        汽-20級    掛-100               5 地震烈度：    

9、;              7                      6 設計水位：            

10、60;   622.50                   7 最低水位：                         &#

11、160;               8 沖刷深度：一般沖刷線低于河床1m，最大沖刷線低于河床2m。9氣溫：年最高月平均溫度      °C，最低溫度      °C。10河床地質與常水位：見地質剖面圖三設計（論文）完成后應提交的文件和圖表（一）、計算說明部分：1 目錄；2 建橋意義；3 

12、橋型方案比較；4 擬定結構構件尺寸；5 配筋設計（鋼筋砼結構、預應力鋼筋砼結構）或橋面系結構設計（拱橋、鋼橋）；6 結構構件力計算和荷載組合；7 強度、剛度與穩(wěn)定性驗算；8 施工方案；（專科生不要求）9 對設計的評價與心得體會；（二）、圖紙部分1 方案比較；2 推薦方案總體圖（三視）；3 配筋圖（鋼筋砼結構、預應力鋼筋砼結構）；4 橋面系（拱橋、鋼橋）；5 施工程序。（?？粕灰螅┧?、主要參考資料1 公路工程技術標準；2 公路橋涵設計規(guī)；3 公路橋涵標準

13、圖；4 公路橋涵設計手冊；5 橋梁計算示例；6 其它有關圖紙與資料。五、畢業(yè)設計容與要求1 依據(jù)畢業(yè)設計任務書的要求，以與橋址河床斷面，地質資料和有關特殊條件等資料，選擇至少兩座以上橋型方案，進行方案比較。對各方案分別擬定主要尺寸，繪制草圖（裝訂在計算機中的草圖），并計算上、下部結構的主要材料工程數(shù)量（砼、鋼、木三大材料），說明材料的施工方法。然后根據(jù)“適用、經(jīng)濟、安全、美觀”的原則，敘述各方案的優(yōu)、缺點，最后確定一個推薦方案，進行各部分的詳細設計。2 上部結構設計與計算依據(jù)“橋規(guī)”與有關資料，對上部結構各部分尺寸進行詳細擬定。根據(jù)設計荷載與驗

14、算荷載進行上部結構計算和配筋，并繪制裝訂在計算書中的上部結構和配筋草圖。結構計算一般要求采用手算，若具有橋梁結構電算程序和電算條件，可以采用電算來完成上部結構計算和配筋，但在計算書中必須說明該程序的框圖和功能、輸入和輸出項目，它的適用性，對電算結果應逐項加以說明，并且要求對主要截面進行手算，手算與電算結果進行相互校核。無手算容不得參加畢業(yè)答辯。3 下部結構設計與計算根據(jù)地質資料和“橋規(guī)”等有關資料，擬定下部結構詳細尺寸，繪制裝訂在計算書中的結構草圖。選擇一個橋墩或一個橋臺進行下部結構基礎部分的詳細計算。要求采用手算，若采用電算，要求與上部結構設計一樣。4 施工方案選擇根據(jù)橋

15、型方案選擇時，對推薦橋型方案所敘述的施工方案進行仔細分析、并按施工程序對于采用的主要施工設備和施工工藝進行論述。并繪制裝訂在計算書中的施工程序草圖。5 繪圖繪制45圖紙以上（本科5以上，專科4以上），圖框型號不得超過兩種以上。必須繪制橋型圖一（幾相橋型方案必須繪在一圖紙上，主要繪立面和側面圖）；推薦方案結構總體圖一（立面、平面、側面圖必須繪在一圖紙上）；上部結構配筋圖12；施工工藝流程圖一。其它繪圖容，學員與指導教師協(xié)商確定，圖紙要求手工繪制。6 要求計算書和圖紙整潔。計算書整理成冊進行裝訂，計算書容除上述設計與計算（包括草圖）容之外，應包括目錄、前言、設計任務書（含原件）

16、、結束語（體會）、主要參考書等容。電算打印資料不裝訂計算書，作為計算書附件放入畢業(yè)設計資料袋中，計算書至少50頁以上。7 路線設計不作為本次設計的容，但要求學員必須掌握以下容：（1） 公路技術等級的確定（2） 公路平面設計（紙上定線）（3） 公路縱斷面設計（4） 公路橫斷面設計（5） 公路排水或防護工程設計（6） 路面設計（7） “技術標準”的指標選擇與計算8 所有設計容都采用A3紙按標準裝訂成冊 裝配式預應力混凝土簡支T形梁畢業(yè)設計一、 設計資料1. 橋梁跨徑與橋寬標準跨徑

17、：40m（墩中心距離）主梁全長：39.96m計算跨徑：39.00m橋面凈空：凈92×1.5人行道=12m橋面橫坡：2.0%2. 設計荷載公路-I級3.材料與施工工藝混凝土：主梁用40號混凝土，欄桿與橋面鋪裝用30號混凝土，橋梁墩臺與基礎用25號混凝土。預應力鋼筋采用1×7（7股）鋼絞線，標準強度fpk =1860Mpa;普通鋼筋采用HRB335級和R235級鋼筋；鋼板：錨頭下支撐墊板.支座墊板等均采用普通A3碳素鋼。按后法施工工藝制作主梁，采用70mm的波紋管和OVM錨具。4.材料性能參數(shù)：（1）混凝土強度等級為C40，主要強度指標：強度標準值：fck=26.8MPa，ft

18、k=2.4MPa強度設計值：fcd=18.4MPa，ftd=1.65MPa彈性模量  ：Ec=3.25×104 MPa（2）預應力鋼筋采用1×7標準型15.2-1860-GB/T 52241995鋼絞線抗拉強度標準值：fpk=1860MPa       抗拉強度設計值：fpd=1260MPa彈性模量：Ep= 1.95×105  MPa相對界限受壓區(qū)高度：a=0.4，pu=0.2563（3）普通鋼筋 a.縱向抗拉與構造普通鋼筋采用HRB335，其強度指標抗拉強度指標：fsk=3

19、35MPa        抗拉強度設計值：fsd=280MPa彈性模量：Es =2.0×105  MPa     b.采用的R235鋼筋，其強度指標抗拉強度指標：fsk=235MPa        抗拉強度設計值：fsd=195MPa彈性模量：Es =2.1×105  MPa5設計依據(jù)結構設計原理葉見曙主編，人民交通橋梁計算示例集（梁橋）易建國主編，人民交通橋梁工程（1985）

20、玲森主編，人民交通公路橋涵標準圖公路橋涵標準圖編制組，人民交通公路橋涵設計規(guī)（合訂本）(JTJ021-85)人民交通公路磚石與混凝土橋涵設計規(guī)（JTJ022-85）二、橫截面布置1. 主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟,同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效,故在許可條件下應適當加寬T梁翼板。本設計主梁翼板寬度為2200mm，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：預施應力、運輸、吊裝階段的小截面（上翼板寬度1600mm）和運營階段的大截面（上翼坂寬度2200mm）橋面為凈92×1.5人行

21、道=12m米，橋面橫向布置采用5片主梁（如圖1-1）。2. 主梁跨中截面主要尺寸擬定（1）主梁高度    預應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之間，標準設計中高跨比約在1/181/19。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因一增大梁高可以節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，本設計中取用2300mm的主梁高度是比較合適的。  圖1- 1 （尺寸單位：mm）（2）主梁截面細部尺寸主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，還應考慮能否滿足主梁

22、受彎時上翼板抗壓強度的要求。本設計預制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到260mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。                   圖1- 2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）在預應力混凝土梁中腹板主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制管道的構造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板的厚度不宜小于其高度的1/15。本設計腹板厚度取200mm。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定，初擬馬蹄寬度

23、為560mm，高度260mm，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度140mm，以減少局部應力。（3）計算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計算見表1-1 跨中截面幾何特性計算表                  表1-1分塊名稱 分塊面積Aicm2 分塊面積形心至上緣距離yicm 分塊面積對上緣凈矩Si=Aiyicm4 分塊面積的自身慣矩Iicm

24、4 d=ys-yicm 分塊面積對截面形心的慣矩I=Aidi2cm4 I=Ii+Ixcm4   =×   =×2 =+ 大毛截面翼板 3300 7.5 24750 61875 78.21 20185453 20247328三角承托 770 18.67 14373.59 5176.111 67.043 3460968 346614

25、4腹板 3780 109.5 413910 11252115 -23.79 2139344 13391459下三角 252 199.333 50231.9 2744 -113.623 3253366 3256110馬蹄 1456 217 315952 82021.33 -131.29 25097165 25179186 9558  819217.5 

26、;I=65540227小毛截面翼板 2400 7.5 18000 45000 85.95 17729766 17774766三角承托 770 18.67 14373.59 5176.111 74.78 4306223 4311399腹板 3780 109.5 413910 11252115 -16.05 973737 12225852下三角 252 199.333&#

27、160;50231.9 2744 -105.88 2825065 2827809馬蹄 1456 217 315952 82021.33 -123.55 22225261 22307282 8568  809092.5 I=59447108注：大毛截面形心至上緣距離ys=Si/Ai=85.71cm;小毛截面形心至上緣距離ys=Si/Ai=93.45cm       （4）檢驗截面

28、效率指標（希望在.以上）上核心距：ks=I/Ayx=65540227/9558×(230-85.71)=47.52cm下核心距：kx=I/Ays65540227/9558×85.71=80.00cm                = (ks+kx)=(47.52+80)/230=0.55>0.5表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的。（5）橫截面沿跨長的變化如圖1-1所示，本設計采用等高形式，橫截面的梁翼板厚度沿跨長不變

29、，馬蹄部分配合鋼束彎起而從四分點附近開始向支點逐漸抬高。梁端部分段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端7800mm圍將加厚到與腹板同寬。變化點截面（腹板開始加厚處）到支點的距離為 2800mm，其中還設置一段長為500mm的腹板加厚過渡段。（6）橫隔梁的設置為減小對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設置一道中橫隔梁當跨度較大時，還應在其它位置設置較多的橫隔梁。本設計在橋跨中點和四分點、支點處共設置五道橫隔梁，其間距為9.75m。考慮脫模，端橫隔梁高度為2300mm，厚度簡化計算為160mm；中橫隔梁高度為2040mm，厚度為上部180mm，下部1

30、40mm，簡化計算為160mm。見圖1-1。三、主梁力計算（一） 恒載力計算1 恒載集度（1） 預制梁自重a.按跨中截面計，主梁的恒載集度：g(1)=0.8658×25=21.645KN/mb.由于馬蹄抬高形成四個橫置的三棱拄，折算成恒載集度為：g(2)4×(0.73-0.26)×0.18×5.25×25/39.96=0.56KN/mc.由于腹板加厚所增加的重量折算成恒載集度為：g (3)2×（1.4858-0.8658）×（1.98+0.25）×25/39.96=1.73 KN/md

31、.中橫隔梁體積：0.16×（0.8×1.89-0.5×0.077-0.5×0.14×0.18-0.5×0.45×0.7-0.64×0.35）=0.1727 m3端橫隔梁體積： 0.16×（0.62×1.89-0.5×0.52×0.008）=0.184m3故：g（4）=（3×0.1727+2×0.184）×25/39.96=0.554 KN/me.預制梁恒載集度：    g1=21.645+0.56+1.73

32、+0.554=24.489 KN/m (2)二期恒載a.現(xiàn)澆T梁翼板恒載集度：   g(5) =0.15×0.6×25=2.25 KN/mb.橫隔梁現(xiàn)澆部分體積：一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.16×0.2×0.55=0.0176m3一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.16×0.2×1.89=0.06048m3     故： g(6) =（3×0.0176+2×0.06048）×25/39.96=0.11KN/m  &#

33、160;   c.鋪裝       10cm混凝土鋪裝：0.1×15×24=25.2KN/m        8cm瀝青鋪裝：0.08×10.5×23=19.32KN/m        若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則          

34、60;  g(7) =（25.2+19.32）/5=8.904KN/m      d.若將兩側防撞攔均攤給五片主梁，則               g（8）=2×2/5=0.8 KN/m      e二期恒載集度：          

35、60;   g2=2.25+0.11+8.904+0.8=12.06KN/m            2 恒載力如圖1-3所示，設x為計算截面離左支座的距離，并令=x/l。                       &#

36、160;      圖1-3   恒載力計算圖主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：   M=0.5(1-)l2g;Q=0.5(1-2)lg;       恒載力計算見表1-2（二）活載力計算（修正剛性橫梁法）1.沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定，對于汽2011（1.31.0）/（45-5）×（45-39）1.1781+=1.178按“橋規(guī)”第2.3.5條規(guī)定，平板掛車不計沖擊力影響，對于掛100荷載1+=1.192。按橋規(guī)

37、第2.3.1規(guī)定兩車道車道折減系數(shù)為1。按“橋規(guī)”第4.3.1條規(guī)定，車輛單向行駛，取二車道設計，車道折減系數(shù)為1.0。恒載力計算表                         表1-2 跨中 四分點 支點 =0.5 =0.25 =0.0邊梁 一期 MG1K 

38、60;   （KNm） 2471.91 1896.32 0  VG1K  （KN） 0 92.60 496.37 二期 MG2K     （KNm） 1314.32 733.8 0  VG2K    （KN） 0 94.66 103.95  MGK    &#

39、160; （KNm） 3786.23 2630.12 0  VGK     （KN） 0 187.26 600.12中梁 一期 MG1K     （KNm） 2500.06 1367.37 0  VG1K    （KN） 0 107.24 452.32 二期 MG2K  

40、;  （KNm） 1463.21 1423.42 0  VG2K    （KN） 0 90.99 182.86  MGK   （KNm） 3963.27 2790.79 0  VGK     （KN） 0 198.23 635.1752.計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)（1）跨中的荷載恒載橫向分布系數(shù)mc如前所述，本設計橋跨

41、采用設五到橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結構的長寬比為：l/b=39.00/11>2, 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線并計算橫向分布系數(shù)mc。a.計算主梁抗扭慣矩IT圖1-4   It計算圖示  （尺寸單位：mm） 圖1-4示出了IT的計算圖示，IT的計算表見表1-3。對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算：IT式中：bi和ti相應為單個矩形截面的寬度和高度；ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)；m 梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：  t1 18.9cm馬蹄部分的換算平均厚度：t3 33c

42、mIt計算表                              表1-4分塊名稱 bi ti bi/ti ci ITci bi ti3*10-3 （m4）翼緣板220 18.9 11.6711 1/3 4.911

43、74腹板178.15 20.0 8.9075 0.310 4.41812馬蹄56.0 33.0 1.6970 0.2098 4.22217 It =13.55203b.計算抗扭修正系數(shù)本設計主梁的間距一樣，同時將主梁近似看成等截面，則得：式中：G=0.4E；l=39.00m； IT=0.06776015m4；I=0.65540227m4；計算得：=0.8957。            &

44、#160;                                     表1-5梁號 i1 i2 i3 i4 i51 0.5583 0.3791 0

45、.200 0.021 0.15832 0.3791 0.2896 0.200 0.104 0.02093 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200d.計算荷載橫向分布系數(shù)1-3號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖1-5所示（以號梁為例）。車輛荷載：一號梁：汽20 mcq =1/21i1/2×（0.5868+0.4402+0.3344+0.1878）=0.6901掛100mcq =1/41i1/2×（0.3210+0.2992+0.2550

46、+0.2368）=0.3965二號梁：汽20  mcq =1/2×（0.3503+0.2969+0.2584+0.2051）=0.5554掛100 mcq =1/4×（0.2310+0.1982+0.1633+0.1120）0.2867三號梁：汽20  mcq =1/2×（0.2466+0.2199+0.2006+0.1740）=0.4206掛100 mcq =1/4×（0.200×4）=0.2     圖1-5  跨中的橫向分布系數(shù)計算圖示   

47、;     （尺寸單位：mm） (2)支點截面的荷載橫向分布系數(shù)mo如圖1-7所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載                           圖1-6    杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線  

48、60;     一號梁：汽20 moq =1/21imo=1/2×（1.1591+0.3409）=0.75掛100moq =1/41i1/2×（0. 615+0.261）=0.438二號梁：汽20  moq =1/2×（0.1818+1.000+0.4091）=0.795掛100 moq =1/4(0.575+0.616+0.435+0.215)=0.306三號梁：汽20  moq =1/2×（0.1818+1.000+0.4091）=0.795掛100 moq =1/4(0.575+

49、0.616+0.435+0.215)=0.306 (3) 荷載橫向分布系數(shù)匯總                       荷載 跨中1/4跨mc 支點mo 1 2 3 1 2 3汽20 0.7746 0.4500 0.4206 0.750

50、0 0.7950 0.7950掛100 0.3965 0.2867 0.2 0.438 0.306 0.3063.計算活載力荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化：以一號梁為例汽車荷載沖擊系數(shù)1+=1+0.3×(45-39)/(45-5)=1.178。（以一號梁為例）（1）計算荷載的跨中截面力彎矩汽20     M=(1+)mipiyi =2512.91KN.m掛100    M=(1+)mipiyi =4323.57 KN.m剪力汽20&#

51、160;    Q=(1+)mipiyi =192.36KN.m掛100    Q=(1+)mipiyi =279.64 KN.m   （2）計算荷載的1/4截面力彎矩汽20     M=(1+)mipiyi =1886.12KN.m掛100    M=(1+)mipiyi =3242.68 KN.m   （3）計算荷載的支點截面力彎矩汽20     M=(1+)mi

52、piyi =0KN.m掛100    M=(1+)mipiyi =0KN.m剪力汽20     Q=(1+)mipiyi =422.84KN.m掛100    Q=(1+)mipiyi 718.37KN.m圖1-10     支點力計算圖示 力組合按“公預規(guī)第4.1.2”條規(guī)定進行，恒載產(chǎn)生的效應與活載產(chǎn)生的效應同號時：則  荷載組合  S=1.2SG+1.4SQ荷載組合  S=1.2SG+1.1SQ式中：SG恒載重

53、力產(chǎn)生效應荷載力計算結果                                荷載力計算結果               

54、0;         表1-7序號 荷載類型 M Q  端點 1/4L 1/2L 端點 1/2L1 恒   載 0 2790.79 3963.27 635.175 02 汽車荷載 0 1886.12 2512.91 422.84 192.363 掛車荷載 0 

55、3242.68 4323.57 718.37 279.646 1.2×恒載 0 3564.94 4755.92 762.21 07 1.4×汽 0 2640.56 3518.08 619.97 269.318 1.1×掛 0 3700.94 4860.90 790.21 307.69 組合 0 6205.50 8274

56、.00 1382.18 269.3110 組合 0 7133.89 9511.85 1552.42 307.611 7/9  51% 50% 51% 10012 8/10  53% 52% 47% 10013 提高后的組合 0 6391.67 8522.22 1423.65 269.3114 提高后的組合 0 

57、;7276.57 9702.09 1583.47 307.6控制設計的計算力  7276.57 9702.09 1583.47 307.6四、預應力鋼束的估算與布置（一）鋼束的估算與布置1按照使用階段的應力要求估算鋼束數(shù)首先根據(jù)跨中截面正截面的抗裂要求，確定預應力鋼筋數(shù)量，為滿足抗裂要求，所需的有效預應力為：             MS為跨中設計控制力，由表1-7查得MS=9702.0

58、9KNm，估算鋼筋數(shù)量時，可近似采用毛截面幾何性質。查表1-1：AC=0.8658×106mm2,ycs=934.5mm, ycx=1365.5mm,Jc=0.5945×1012mm4,Wx=Jc/ycx=0.4354×109mm3,ep為預應力鋼筋重心至毛截面重心的距離， ep=ycx-ap,假設ap=150mm，ep=1365.5-150=1215.5mm 由此可得擬采用j15.2鋼絞線，單根鋼絞線的公稱面積Apl=139mm2,抗拉強度標準值fpk=1860Mpa，拉控制應力取con=0.75fpk=0.75×1860=1395Mpa，預

59、應力損失按拉控制應力的20%計算。所需預應力鋼絞線的根數(shù)為：               取45根采用5束9j15.2預應力鋼筋束，OVM型錨具，供給的預應力截面面積Ap =45*139=6255mm22. 預應力鋼筋布置（1）跨中截面與錨固端截面的鋼束布置     對于跨中截面，在保證布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群的重心到截面的偏心距大些。本設計采用徑80mm，外徑85mm的預埋鐵皮波紋管，跨中截面的

60、細部構造如圖1-11所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： 圖1-11     支點力計算圖示          a）跨中截面                           &#

61、160;    b）錨固端截面（2）對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預應力束合力重心進可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足拉操作的方便。按照上述錨頭布置的“均勻”“分散”原則，錨固端截面鋼束布置如圖1-11b）所示。鋼束群重心至梁底距離為： 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。圖1-13示出計算圖式，錨固端截面特性計算見表1-8所示。             

62、;                                               表1-8分塊名稱 Ai 

63、yi Si Ii di=ys-yi Ix=Aidi2 I=Ii+Ix cm2 cm cm3 cm4 cm cm4 cm4 1 2 3=1×2 4 5 6 7=4+6翼板 3300 7.5 24750 61875 84.19 23390255.1 23452130.1三角承托 426.4 17.73 

64、7560.07 1592.84 73.96 2332442.89 2334035.63腹板 11581 118.4 1371166.72 46379083.3 -26.71 8262021.82 54641105.2 15307 - 1403476.79 =80427271  說明鋼束群重心處于截面核心圍。（二）.鋼束起彎角和線形的確定本設計將錨固端截面分成上.下兩部分（見圖1-14所示），上部鋼束的彎起角定為15°

65、；下部鋼束的彎起角定為7°鋼筋豎向距離為45厘米。為簡化計算和施工，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豎平面。鋼束計算圖1-13 封端混凝土塊尺寸圖    圖1-14   鋼束計算圖式（尺寸單位：mm）                     ： 圖1-14示出鋼束計算圖式，計算如下 

66、0;                 各鋼束起彎點與其半徑計算表                   表1-9鋼束號 升高值C（cm） 0(度) cos0 R(cm) sin0 支點至錨固點距離d（c

67、m） 起彎點k至跨中線水平距離  xk（cm）1，2 46 15 0.9659 6171.3 0.2588 12.3 1210.23,4 102.5 15 0.9659 3008.1 0.2588 38.7 1210.15 161.5 7 0.9925 4740 0.1219 19.9 743.1      

68、        各截面鋼束位置（ai）與其傾角（i）計算值               表1-10計算截面 鋼束編號 li （cm） R（cm） i （°） sin0 cos0 ci （cm） a（cm） ai （cm）跨中截面xi=0 1

69、,2 li 為負值，鋼束尚未彎起 0 0 1 0 9 9 3,4      17.5 17.5 5      28.5 28.5L/4截面xi=975cm 1,2 鋼束尚未彎起     9  3,4      17.5&

70、#160; 5 231.9 4740 2.8043 0.0489 0.9988 5.7 28.5 34.2變截面xi=1670cm 1,2 739.8 6171.3 4.2728 0.0745 0.9972 103.5 33.0 136.5 3,4 739.9 3008.0 8.7943 01529 0.9882 66.4 24.5

71、60;90.9 5 1206.9 4740 11.2768 01955 0.9807 13.0 12.0 25.0支點截面xi=1950cm 1,2 459.8 6171.3 6.885 0.1199 0.9928 17.3 9 53.5 3,4 459.9 3008.0 14.2391 0.246 0.9693 35.5 17.5

72、60;109.9 5 926.9 4740 14.7511 0.2546 0.9670 91.5 28.5 184.7五、主梁截面幾何特性1凈截面幾何特性計算在預加應力階段，只需要計算小截面的集合特性，計算公式： 現(xiàn)澆頂板600mm連接板時，頂板寬度仍為160cm?？缰薪孛婷娣e和慣性矩計算表       表1-11-1I=Ii+Iy（cm4） 55201182 63976491 70505043 

73、A=/4d2 =3.14×8.52/4=56.716cm2                                    n=4        

74、0;             ny=6Iy=Aidi2（cm4） 142013 -4387939 -4245926 156385 4372998 4529383 159887 4804929 4964816 di=ys-yi（cm） -4.05 -124.3  4.25 -118.2  4.09 -

75、123.9  分塊面積的自身慣矩Ii（cm4） 59447108 略 59447108 59447108 略 59447108 65540227 略 65504227 全截面重心到上緣距離ys(cm) 89.4 97.6 89.8 分塊面積對上緣靜矩Si(cm3) 809090 -60690.8 748399.2 809090 66888 875978 819216&

76、#160;66888 886104 分塊面積中心至上緣距離yi（cm） 93.45 213.7  93.45 213.7  85.71 213.7  分塊面積Ai(cm2) 8658 -284 8374 8658 313 8971 9558 313 9871 分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（nA）  毛截面 鋼束換算面積（ny-

77、1）nAy  毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy  截面 階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段 階段3：二期荷載、活載 計算數(shù)據(jù) b1= 160 cm b2= 160 cm b3= 220 cm L/4截面面積和慣性矩計算表       表1-11-2I=Ii+Iy（cm4） 55201182 63976491 70505043 A=/4d2 =3

78、.14×8.52/4=56.716cm2                                    n=4          &

79、#160;           ny=6Iy=Aidi2（cm4） 142013 -4387939 -4245926 156385 4372998 4529383 159887 4804929 4964816 di=ys-yi（cm） -4.05 -124.3  4.25 -118.2  4.09 -123.9

80、0; 分塊面積的自身慣矩Ii（cm4） 59447108 略 59447108 59447108 略 59447108 65540227 略 65504227 全截面重心到上緣距離ys(cm) 89.4 97.6 89.8 分塊面積對上緣靜矩Si(cm3) 809090 -60690.8 748399.2 809090 66888 875978 819216 6688

81、8 886104 分塊面積中心至上緣距離yi（cm） 93.45 213.7  93.45 213.7  85.71 213.7  分塊面積Ai(cm2) 8658 -284 8374 8658 313 8971 9558 313 9871 分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（nA）  毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy

82、0; 毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy  截面 階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段 階段3：二期荷載、活載 計算數(shù)據(jù) b1= 160 cm b2= 160 cm b3= 220 cm 變截面面積和慣性矩計算表       表1-11-3I=Ii+Iy（cm4） 57527719 61421762 75968030 A=/4d2 =3.14×8.

83、52/4=56.716cm2                                    n=4            

84、          ny=6Iy=Aidi2（cm4） 65476 -1984865 -1919389 65476 1909178 1974654 74400 2304193 2378593 di=ys-yi（cm） -2.75 -83.6  2.75 -78.1  2.79 -75.9  分塊面積的自身慣矩

85、Ii（cm4） 59447108 略 59447108 59447108 略 59447108 78346628 略 78442108 全截面重心到上緣距離ys(cm) 90.7 96.2 88.5 分塊面積對上緣靜矩Si(cm3) 809090 -49501 759589 809090 54556 863646 81926 54556 873772 分塊面

86、積中心至上緣距離yi（cm） 93.45 174.3  93.45 174.3  85.71 174.3  分塊面積Ai(cm2) 8658 -284 8374 8658 313 8971 9558 313 9871 分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（nA）  毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy  毛截面 鋼束換算面

87、積（ny-1）nAy  截面 階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段 階段3：二期荷載、活載 計算數(shù)據(jù) b1= 170 cm b2= 170 cm b3= 230 cm 支點截面面積和慣性矩計算表       表1-11-4I=Ii+Iy（cm4） 73491952 73860189 81845643 A=/4d2 =3.14×8.52/4=56.716cm2 &

88、#160;                                  n=4               

89、60;      ny=6Iy=Aidi2（cm4） 3602 -219487 -215885 5187 223135 22833 25869 1392503 1418372 di=ys-yi（cm） -0.5 -27.8  0.6 -26.7  1.3 -66.7  分塊面積的自身慣矩Ii（cm4） 73707837 略

90、60;73707837 73707837 略 73707837 80427271 略 80427271 全截面重心到上緣距離ys(cm) 94.2 95.3 55.3 分塊面積對上緣靜矩Si(cm3) 1364362 -34648 1329713 1364362 38186 1402548 825968 38186 864154 分塊面積中心至上緣距離yi（cm） 94.7&#

91、160;122  94.7 122  54 122  分塊面積Ai(cm2) 14407.2 -284 14123.2 14407.2 313 14720.2 1307.2 313 15620.2 分塊名稱 毛截面 扣除管道面積（nA）  毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy  毛截面 鋼束換算面積（ny-1）nAy 

92、0;截面 階段1:鋼束灌漿錨固前 階段2:現(xiàn)澆600mm連接段 階段3：二期荷載、活載 計算數(shù)據(jù) b1= 170 cm b2= 170 cm b3= 230 cm 截面幾何性質的計算需根據(jù)不同的受力階段分別計算。本設計中，主梁從施工到運營經(jīng)理了如下幾個階段：（1）主梁混凝土澆筑，預應力筋束拉（階段1）     混凝土澆筑并達到設計強度后，進行預應力筋束的拉，但此時管道尚未灌漿，因此，其截面幾何性質應扣除預應力筋預留管道的影響。該階段頂板的寬度為170cm。 

93、0;  （2）灌漿封錨，吊裝并現(xiàn)澆頂板600mm的連續(xù)段（階段2）預應力筋束拉完成并進行管道灌漿、封錨后，預應力筋束就已經(jīng)能夠參與全截面受力。再將主梁吊裝就位，并現(xiàn)澆頂板600mm的連接段十，該段的自重荷載由上一階段的截面承受，此時，截面幾何性質應為計入了預應力鋼筋的換算截面性質，該階段頂板的寬度仍為160cm。     （3）二期恒載與活載作用（階段3）     該階段主梁截面全部參與工作，頂板的寬度為220cm，截面幾何性質為計入了預應力鋼筋的換算截面性質。      各階段截幾何性質的計算結果列于表1-13。