【正文】 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 形梁橋（夾片錨具） 一 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置 橋梁跨徑及橋?qū)? 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 40m（墩中心距離） 主梁全長(zhǎng)： 計(jì)算跨徑： 橋面凈空：凈 +2 =11m 設(shè)計(jì)荷載 :汽車(chē)：公路 — ? 級(jí)，人群： 設(shè)計(jì)時(shí)速： 80km/h 橋面寬度： 凈（ 8+ (n+1)） +2 （人行道） 橋面橫坡： ％ 環(huán)境 ：橋址位于野 外一般地區(qū)，Ⅰ類(lèi)環(huán)境條件，年平均相對(duì)濕度 75％； 施工方法：主梁采用后張法，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型，兩端同時(shí)張拉。 預(yù)應(yīng)力種類(lèi)：按 A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì) 混凝土：主梁采用 C50，橋面鋪裝用瀝青混凝土。 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》（ JTG D62— 2022）的? ，每束六根，全梁配七束， pkf =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。 按后張法施工工藝要求制作主梁，采用內(nèi)徑 70mm，外徑 77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。 （ 1）交通部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B01— 2022），簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》 （ 2）交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 (JTG D602022),簡(jiǎn)稱(chēng)《橋規(guī)》 (3)交通部頒《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》 (JTG B62— 2022) (4)基本計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表一 (二 )橫截面布置 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 .本橋主梁翼板寬度為 2750mm,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 ( 1700ib mm? )和運(yùn)營(yíng)階段的大截面( 2750ib mm? ).凈 +2 ,如圖一所示 . 基本計(jì)算數(shù)據(jù) 名稱(chēng) 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)度 軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 ,cukccktkcdtdfEffff aaaaaaMPMPMPMPMPMP 50 410? 短暫狀態(tài) 容許壓應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 ` ` aMP aMP 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 pctkf??? aMP aMP aMP aMP 0 ? 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 con? pkppdpkfEff aaaaMPMPMPMP 1860 10? 1260 1395 持久狀態(tài)應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)荷載組合 pkf aMP 1209 材料重度 鋼筋混凝土 瀝青混凝土 鋼絞線 1r 2r 3r 333k///NmkNmkNm 鋼束與混凝土的彈性模量比 Epa 無(wú)量綱 注：本示例考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到 C45 時(shí)開(kāi)始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。 `ckf 和 `tkf 分別表示鋼束張拉 時(shí)混凝土的抗壓，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，則： `ckf = aMP ， `tkf = aMP 。 2．主梁跨中截面尺寸擬訂 （ 1）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，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在 1/18~1/19。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，本橋梁取用 2300mm的主梁高度是比較合適的。 （ 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(chē)輪局部荷載的要求，要應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本算例預(yù)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(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。本算例腹板厚度取210mm。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面面積的10%~20%為合適。本算例考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多三束，同時(shí)還根據(jù)《公 預(yù)規(guī)》 ，初擬馬蹄寬度為 600mm，高度 250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過(guò)渡，高度 150mm，以減少局部應(yīng)力。 按照以上擬訂的外形尺寸，就可以繪出預(yù)制梁的跨中截面圖（見(jiàn)圖二） 圖 2 跨中截面尺寸圖 （尺寸單位： mm） （ 3）計(jì)算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成兩個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見(jiàn)表二 跨中截面幾何特性計(jì)算表 分 塊 名 稱(chēng) 分塊 面積 iA （ 2cm） 分塊面積形心至上緣距離 iy （ cm ） 分塊面積對(duì)上緣的靜矩 i i iS Ay?（ 3cm ） 分塊面積自身慣矩 iI （ 4cm ） i s id y y??（ cm ） 分塊面積對(duì)截面形心的慣矩 2x i iI Ad?（ 4cm ） xiI I I?? （ 4cm ） （ 1） （ 2） （ 3） =（ 1）*（ 2） （ 4） （ 5） （ 6） =（ 1）* 2(5) （ 7） =（ 4） +（ 6） 大 毛截面 翼板 4125 三角承 托 500 腹板 3990 110 438900 12022250 下三角 200 58500 馬蹄 1500 326250 187500 ? 863754 小毛截面 翼板 2550 19125 47812 三角承托 500 腹板 3990 110 438900 12022250 下三角 200 58500 馬蹄 1500 326250 187500 ? 注：大毛截面形心至上緣距離： is iSy A???? 863754/= 小毛截面形心至上緣距離： is iSy A???? （ 4）檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) ? （希望 ? 在 ） 上核心距 ? ?71926711 .52 4 7 .0 11 0 4 0 7 .5 2 3 0 8 2 .9 9s iIk c mAy? ? ?? ? ??? 下核心距 61320204 .21 = 7 1 .9 78 8 3 2 .5 9 6 .4 6x sIk c mAy?????? 截面效率指標(biāo)： 17sxkkh? ??? 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的 (三 )橫截面沿跨長(zhǎng)的變化 如圖一所示 ,本設(shè)計(jì)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局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端 1999mm 的范圍內(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)附近開(kāi)始向支點(diǎn)逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時(shí)腹板的寬度亦開(kāi)始變化。 （四）橫隔梁的布置 模型實(shí)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。為減少對(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，本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和三分點(diǎn)，六分點(diǎn)，支點(diǎn)出設(shè)置七到橫隔梁，其間距為 。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部 280mm，下部 260mm，中橫隔梁高度為 2050mm，厚度為上部 180mm，下部 160mm，見(jiàn)圖一 二．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，可分別求得主梁控制截面的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后在進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。 （一） 永久作用效應(yīng)計(jì)算 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 (1 ) 80 25 25 13 28 8G K N? ? ? ? ② 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重 ( 2 ) (1 .4 4 3 6 2 5 0 .8 8 0 2 5 ) 5 2 5 / 2 1 4 2 .3 4G KN? ? ? ? ? ③ 支點(diǎn)段梁的自重 ( 3 ) 1 .4 4 3 6 2 5 2 5 1 .9 9 7 1 .8 2G KN? ? ? ? ④ 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： ? ? ? ?30 .1 7 1 .9 0 .7 0 .5 0 .1 0 .5 0 .1 5 0 .1 7 5 0 .2 1 9 6 cm? ? ? ? ? ? ? ? 端橫隔梁體積 ? ? 30 .2 7 2 .1 5 0 .5 2 5 0 .5 0 .0 6 5 0 .3 2 5 0 .3 0 1 m? ? ? ? ? ? 故半跨內(nèi)橫梁重力為 ? ?( 4 ) 2 .7 5 0 .2 1 9 6 1 0 .3 0 1 2 5 2 2 .6 2G K N? ? ? ? ? ? ⑤ 預(yù)制梁永久作用集度 ( 28 6. 08 14 2. 34 71 .8 2 22 .6 2) / 19 .9 9 26 .1 6 /KN m? ? ? ? （ 2） 二期永久作用 ① 現(xiàn)澆 T梁翼板集度 ( 5 ) 5 25 8 /g K N m? ? ? ? ② 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁體積 30. 17 0. 45 1. 9 0. 14 53 5 m? ? ? 一片端橫隔梁體積 30. 27 0. 45 2. 15 0. 26 12 m? ? ? 故： ? ?( 6 ) 2 0 .1 4 5 3 5 2 0 .2 6 1 2 2 5 / 3 9 .9 8 0 .5 0 8 /g KN m? ? ? ? ? ? ③ 鋪裝 10cm混凝土鋪裝： 14 25 35 /K N m? ? ? 5cm瀝青鋪裝 14 23 /K N m? ? ? 若將橋面鋪裝均攤給 四片主梁，則 ( 7 ) ( 35 16 .10 ) / 4 12 .77 /g K N m? ? ? ④ 欄桿 一側(cè)人行欄： 一側(cè)防撞欄： 若將兩側(cè)人行欄，防撞欄均攤給四片主梁，則： ( 8 ) (1. 52 4. 99 ) 2 / 4 3. 25 /g KN m? ? ? ? ⑤ 邊梁二期永久作用集度 2 8 08 12. 77 5 19. 88 /g KN m? ? ? ? ? 如圖 3所示，設(shè) x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令 /xl?? 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： 21 12M l g? ??? ? ? ? 1 122Q l g? ??? ? ? ? 永久作用效應(yīng)計(jì)算見(jiàn)表三 剪力影響線 1號(hào)梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 ? = 四分點(diǎn) ? = 支點(diǎn) ? = 一期 彎矩 ()KNm? 0 剪力 ()KN 0 二期 彎矩 ()KNm? 0 剪力 ()KN 0 ? 彎矩 ()KNm? 0 剪力 ()KN 0