【正文】 小截面（上翼板寬度1600mm）和運營階段的大截面（上翼板寬度2500mm）。橋寬為凈14+2，橋梁橫向布置選用7片主梁，如圖2所示。圖 2 橫斷面圖 主梁跨中截面尺寸擬定預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1／15～1／25之間。，高跨比1/21. 主梁截面細部尺寸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，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板抗壓強度的要求。本設計將預制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土梁中腹板內主拉應力較小，腹板厚度經常由預應力筋預埋管道的構造決定，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，設計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10～20％為合適。本設計考慮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，同時還根據“公預規(guī)”。初擬馬蹄寬度為550mm，馬蹄高度為250mm（可以根據布置預應力筋的需要調整），馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度為150mm，以減小局部應力，見圖3。圖 3 跨中截面 橫截面沿跨長的變化本設計主梁采用等高形式，橫截面的T形翼板厚度沿跨長不變。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力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端1980mm范圍內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像支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時，腹板寬度亦開始變化。 橫隔梁的設置 本設計在橋跨中點和三分點、六分點、支點處共設置七道橫隔梁。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2050mm，厚度為上部180mm，下部160mm 。 主梁內力計算 一期恒載小毛截面計算 形心至下緣距離： 毛慣性矩為： 跨中段主梁的恒載集度為（六分點截面至跨中長13m）： 馬蹄抬高與腹板變寬的自重（長5m）： 此時面積為 故支點段梁的自重（）： 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：端橫隔梁體積：故半跨內橫梁的重力為：預制梁恒載集度為： 二期恒載二期恒載包括橋而鋪裝、欄桿等荷載，這里直接給出為: 要計算截面恒載內力，可通過恒載集度對影響線加載求得設x為計算截面離左支座的距離，并令，主梁彎矩和剪力的計算公式分別為: 可變作用計算 沖擊系數和車道折減系數按《橋規(guī)》，結構的沖擊系數與結構的基頻有關，因此首先要計算結構的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算: 其中： 根據本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數為： == 按《橋規(guī)》，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，三車道折減22%，四車道折減33%，但折減后不得小于用兩行車隊布載的計算結構。本算例按單向二車道設計，因此在計算可變作用效應時需進行車道折減。 計算主梁的荷載橫向分布系數跨中的荷載橫向分布系數汽車荷載及人群影響線值如下。 , , , , ，,，圖 4 荷載橫向分布系數計算圖式可變作用（汽車公路II級）四車道：三車道： 雙車道： 故取可變作用（汽車） 的橫向分布系數為：可變作用（人群）：(2)支點截面的荷載橫向分布系數(3)橫向分布系數匯總見表2 表 2 1號梁可變作用橫向分布系數可變作用類別公路—Ⅱ級人群根據《橋規(guī)》，公路一I級的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值pk為（公路—Ⅱ。）: 計算彎矩時計算剪力時 計算可變作用效應在可變作用效應計算中，本算例對于橫向分布系數的取值作如下考慮，支點處橫向分布系數取，從支點至第一根橫段梁，橫向分布系數從直線過渡到，其余梁段取。（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采用直接加載求可變作用效應，圖5示出跨中截面作用效應計算圖式，計算公式為:式中：S——所求截面汽車標準荷載的彎矩和剪力；——車道均布荷載標準值；——車道集中荷載標準值；——影響線上同號區(qū)段的面積；y ——影響線上最大坐標值。圖 5 跨中截面作用效應可變作用（汽車）標準效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用(人群)效應:(剪力僅考慮半跨即可)(2)求四分點截面的最大彎矩和最大剪力 圖 6 四分點截面作用效應的計算圖式可變作用汽車標準效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用（人群）效應：(3)求支點截面的最大剪力圖 7 支點截面最大剪力計算圖式可變作用（汽車）效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用（人群）效應：本算例按《橋規(guī)》 ~，根據可能同時出現的作用效應選擇了三種最不利效應組合:短期效應組合，標準效應組合和承載能力狀態(tài)基本組合，見表3表 3 主梁作用效應組合序號荷載類別跨中截面四分點截面支點（1）第一期永久作用0（2）第二期永久作用0（3）總永久作用=（1）+（2）0（4）可變作用公路—Ⅱ級（5）可變作用（汽車）沖擊（6）可變作用（人群）（7)標準組合=（3）+（4）+（5）+（6）140（8）短期組合（9）承載能力組合 預應力鋼束的估算及其布置根據《公預規(guī)》規(guī)定，預應力梁應滿足正常使用極限狀態(tài)的應力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求，以下就跨中截面在各種作用效應組合下，分別按照上述要求對主梁所需的剛束數進行估算，并且按這些估算的鋼束數的多少確定主梁的配束。 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算鋼束數對于簡支梁帶馬蹄的T形截面，當截面混凝上不出現拉應力控制時，則得到鋼束數n的估公式:圖 8 簡支梁帶馬蹄的T形截面式中: 一一持久狀態(tài)使用荷載產生的跨中彎矩標準組合值，按表4取用；一一與荷載有關的經驗系數，對于公路一II級，取用0. 565；一一一股鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積為，故=。成橋后截面性質面積: 888750mm2；質心到下緣1232mm；慣性矩: 在一中已計算出成橋后跨中截面，；初步估計則鋼束偏心距為：1號梁： 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數根據極限狀態(tài)的應力計算圖式，受壓區(qū)混凝上達到極限強度，應力圖式呈矩形，同時預應力鋼束也達到設計強度。則鋼束數的估算公式為:。承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表4采用；經驗系數，一般采用0. 750. 77，本算例取0. 76；預應力鋼絞線的設計強度，見表41，為1260MPa。計算得：。根據上述兩種極限，取鋼束數n=7. 預應力鋼束的布置對于跨中截面，在保證布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些，本算例采用內徑70mm，外徑77mm的預埋鐵皮波紋管，根據《公預規(guī)》，管道至梁底和梁側凈矩不應小于3cm及管道直徑的1/2。根據《公預規(guī)》，水平凈矩不應小于4cm及管道直徑的0. 6倍，在堅直方向可疊置。根據以上規(guī)定，跨中截面的細部構造如前圖9所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底的距離為:圖 9 截面的細部構造對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方而:一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形使截面均勻受壓。二是考慮錨頭布置的可能行，以滿足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置“均勻”“分散”的原則，錨固端截面所布置的剛束如圖11所示。鋼束群重心至梁底距離為:可見其離中和軸很近。 圖 10 支點截面細部構造 計算主梁截面幾何特征在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎上，計算主梁凈截面和換算截面的而積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜距，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應力驗算準備計算數據。下而以跨中截面為例，說明計算方法.在預加應力階段，只需要計算小截面的幾何特征。其計算公式如下:截面積： 截面慣矩： 計算結果見表4。表 4 跨中截面面積和慣性矩計算表截面分塊名稱分塊面積Ai(cm2)分塊面積重心至上緣距離yi(cm)分塊面積對上緣靜距Si(cm)全截面重心到上緣距離ys(cm)分塊面積自身慣矩It(cm4)di=yzyi(cm)(cm)(cm4)160cm凈截面毛截面58340335260000略14659032019291扣管道面積570203387299∑526383352600003240709250cm換算截面毛截面59368540879000略12498044479435鋼束換算面積558