【正文】 鋼筋截面積估算 按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量 對(duì)于 A類部分 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，由公式可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為： ???????? ???WeAfWMNptkspe1 式中的 sM 為正常使用極限狀態(tài)按作用（活荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值 ：由前表有： ???? QsGGs MMMM 21 ++1 ? = ( mKN? ) 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面中心距截面下緣為 mmap 125? ，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為 mmaye pbp 3 9??? ；鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來(lái)計(jì)算，由前表可得跨中截面全截面面積 A= 2cm ， 全 截 面 對(duì) 抗 裂 驗(yàn) 算 邊 緣 的 彈 性 抵 抗 拒 為W= 364 1 3 51 6 0 2 5 9 0 0 2 5 mmyI b ????? ；所以有效預(yù)加力合力為： ? ? NWeAfWMNptkspe 6666 74812511 ???????? ??????????????? ??? 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為 apkc o n MPf 1 3 9 51 8 6 ????? ，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 %20 估算，則可得需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為： 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 25 ? ? 26 104658 mmSNA c o npep ?? ???? 采用 3 束 7 ? 鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為22 9 4 01 4 073 mmA p ???? ，采用夾片式群錨， 70? 金屬波紋管成孔。這樣布置符合均勻分散的原則 ，不僅能滿足張拉的要求，而且 N N2 在梁端均彎起較高，可以提供較大的預(yù)剪力。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 28 表 32 各鋼束彎曲控制要素表 (3)各截面 鋼束位置及其傾角計(jì)算 仍以 N3號(hào)束為例，計(jì)算鋼束上任一點(diǎn) i 離梁底距離 ii caa ?? 及該點(diǎn)出鋼束的傾角 i? ，式中 a為鋼束彎起前其重心至梁底的距離， a=100mm； ic 為 i 點(diǎn)所在計(jì)算截面處鋼束位置的升高值。 ? ? 32 t an ?bkii Lxxc ??? 各截面鋼束位置 ia 及其傾角 i? 計(jì)算值詳見下表。本示例中的 T形梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了如下三個(gè)階段。 橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營(yíng)階段 橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為全截面參與工作，此時(shí)截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面， T梁翼板有效寬度為 2200mm。對(duì)于后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失包括前期預(yù)應(yīng)力損失（鋼束與管道壁之間的摩擦損失，錨 具變形、鋼束回縮引起的損失，混凝土彈性壓縮引起的損失）與后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絲應(yīng)力松馳損失，混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失），鋼束的錨固應(yīng)力和永存應(yīng)力（有效應(yīng)力）等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失。d 為錨固點(diǎn)到支點(diǎn) 中線的水平距離； μ、 k 分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋 與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時(shí)，由附表 查得 μ =， k=； θ為 從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過的角度，這里 N１只有豎彎，其角度為 ??? 1511 ??N ， N２和 N3 不僅有豎彎還有平彎，其角度應(yīng)為管道轉(zhuǎn)過的空間角度，其中豎彎角度為 ??72v? ， ??73v? ，平彎角度為 ???? 1 ? ，所以 空間轉(zhuǎn)角為????? vHNN ???? 跨中截面各鋼束摩擦應(yīng)力損失值 1l? 見下 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 35 表 61 跨中 截面管道摩擦 應(yīng)力 損失 11? 計(jì)算表 鋼束號(hào) θ μθ x kx )(1 kxe ??? ?? ]1[)( kxcon e ???? ??? (MPa) 度 弧度 N1 １５ ０． ２６２ ０．０６５ １２．３ １ ０．０１８ 5 ０．０８０１ １１１．７４ N２ １１．５１ ０． ２ ０．０５ １２．２６ ０．０１８４ ０．０６６１ ９２．２１ N３ １１．５１ ０． ２ ０．０５ １２．３１ ０．０６６２ ０．０６６２ ９２．３５ 平均值 ９８．７７ 同理，可算出其他控制截面處的 1l? 值。 反向摩擦影響長(zhǎng)度： dpf Ell ?? ??? ? 式中： ??l —— 錨具變形、鋼束回縮值（以 mm 計(jì)），按《公預(yù)規(guī)》 條采用，對(duì)于夾片錨 具頂壓張拉時(shí) ??l =４ mm； d?? —— 單位長(zhǎng)度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下式計(jì)算： l ld ??? ??? 0 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 。 各設(shè)計(jì)控制界面 1l? 平均值 截面 跨中 4l 支點(diǎn) 11? 平均值（ MPa） ９８．７７ ７８．１２ ０．４９ 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 2l? 按《公預(yù)規(guī)》第 條，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。對(duì)于其它截面均可用同樣方法計(jì)算，我們只把計(jì)算結(jié)果列入鋼束預(yù)應(yīng)力損失及預(yù)加內(nèi)力一覽表內(nèi)（表 51~表 57）。 第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算表 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 32 分塊名稱 分塊面積 ? ?2mmAi iA 重心至梁頂距離? ?mmyi 對(duì)梁頂邊的面積 矩 ? ?3mmiii yAs? 自身慣性矩 ? ?4mmIi ? ?? ?42mmyy iu? ? ?? ?42mmyyAIiuix?? ? ?4mmI IIx i ??矩截面慣性 混凝土全截面 ? ? ? ? 非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積 ? ?3101??? sES Aa ? 0? ? 預(yù)留管道面積 37104/703?????? ? ?? 0? ?? 凈截面面積 310? ?nA ??? ninu Asy 610???is ?? ? 注： 7 9 ????? csES EEa ； cs EE, 值查附表可得。 灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆 300mm濕接縫 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進(jìn)行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為 a=125mm，則有： mmahh o 1 4 7 51 2 51 6 0 0 ????? 先假定為第一類 T形截面， 由公式 ? ?2xhxbfM fcddo ??? ?? 計(jì)算受壓區(qū)高度 x； ?????? ?????? 21 4 7 52 2 0 2 3 4 5 7 6 x 求得： mmhmmx f ???? 則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為： mmf AfxbfA sd ppdfcds 541330 ????????? 采用 4根直徑為 14mm 的 HRB400 鋼筋，提供的鋼筋截面面積為 mmAs ? ，在梁底布置成一排，其間距為 100mm，鋼筋重心到底邊的距離為 mmas 45? 。 當(dāng) ? ? 0?? ki xx 時(shí)， i點(diǎn)位于直線段還未彎起， 0?ic ，故 mmaai 100?? 。 （ 2）鋼束各控制點(diǎn)位置的確定 以 N3 號(hào)束為例，其彎起布置如圖所示 。參考已有的設(shè)計(jì)圖紙并按《公橋規(guī)》中的構(gòu)造要求，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置，見下圖。 表 24 主梁作用效應(yīng)組合 序號(hào) 荷載類別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面 Mmax (KN 采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖 25 示出跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式。 計(jì)算得 , 1511 ??? ?? ，其余 ? 值內(nèi)插可得 (見圖 23) 圖 23 跨中的橫向分布系數(shù) mC計(jì)算圖式（尺寸單位： cm） ③ 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 1號(hào)主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖 5所示。 圖 22 TI 計(jì)算圖式（尺寸單位： cm） 表 22 IT計(jì)算表 分塊名稱 bi (cm) ti (cm) iitb ci ? ITi = ci 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) cm 如前所述，本例橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： ???Bl 所以可按修正剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) mc。 m） 0 剪力（ kN） 0 ? 彎矩（ kN由于篇幅有限，本設(shè)計(jì) 舉 邊主梁作用效應(yīng)計(jì)算為例 永久作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用集度 (1)預(yù)制梁自重 (第一期恒載 ) ①按跨中截面段主梁的自重 (四 分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng) )： G(1)= 25 =(KN) ②馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重 ()： ?)2(G (＋ ) 25/2=(KN) ③支點(diǎn)段梁的自重 (長(zhǎng) )： ?)3(G 25 =(KN) ④邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： ( － － )=( 3m ) 端橫隔梁體積： ( － )=( 3m ) 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為 ： G(4)=( ＋ 1 ) 25=(KN) ⑤預(yù)制梁永久作用集度 ??? 411 i iGg =(+++)/=(KN/m) 二期永久作用 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 12 ①現(xiàn)澆 T 梁翼板集度 ?)5(g 25=(KN/m) ②邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁 (現(xiàn)澆部分 )體積： =( 3m ) 一片端橫隔梁 (現(xiàn)澆部分 )體積： =( 3m ) 故： ?)6(g (2 +3 ) 25/=(KN/m) ③鋪裝 8cm 混凝土鋪裝： 9 25=(KN/m) 5cm 瀝青鋪裝： 9 23=(KN/m) 若將橋面鋪裝均攤給 5片主梁，則 7g =(+)/5=(KN/m) ④欄桿 一側(cè)人行欄： 。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和二分點(diǎn)、四分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁，其間距為 。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，也因布置錨具的需要，在距梁端 1920mm 范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。 按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁跨中截面 (見圖 12)。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 圖 11 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位 cm） 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 (2)主梁截面細(xì)部尺寸 T梁翼板的厚度主要取決于橋面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。ckf 與 0． 70 39。 表 11 基本計(jì)算數(shù)據(jù) 名 稱 項(xiàng) 目 符 合 單位 數(shù)據(jù) 混 凝 立方強(qiáng)度 kcuf, MPa 50 彈性模量 cE