【正文】 25. 基本計算數(shù)據(jù)（見表11） 3二、主梁作用效應計算 6（一）.邊梁作用效應計算 6（二）.中梁永久作用效應計算 8（三）.跨中荷載橫向分布系數(shù) 13（四）.可變作用效應計算 17三、 預應力鋼筋面積的估算及鋼束布置 21 21 22 25 25四、計算主梁截面幾何特性 28 28 31 36五、主梁截面承載力與應力驗算 37（一）持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算 37（二）持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算 41（三）持久狀況構件應力驗算 48（四）短暫狀況構件應力驗算 58預應力混凝土T形梁橋設計一、 設計基本資料及構造布置：后張預應力混凝土T形梁橋設計(1)跨度和橋面寬度 1)標準跨徑：25m(墩中心距) 2)計算跨徑： 3)主梁全長： 4)橋面寬度(橋面凈空)：凈7+(2)技術標準 1)設計荷載：公路——Ⅱ級，汽20，掛100，人群荷載3kN/ 2)環(huán)境標準：Ⅰ類環(huán)境 3)設計安全等級:二級(1)混凝土：梁體為C40混凝土，容重為25kN/m； 橋面鋪裝：10cm防水混凝土+6cm瀝青混凝土，容重分別為23kN/m 和21kN/m； 欄桿、人行道為C25混凝土；(2)鋼材 1)預應力鋼筋：：單根鋼絞線的公稱截面積為139，抗拉強度標準值為1860MPa，=1395MPa；2)普通鋼筋：主要采用熱軋HRB33HRB400鋼筋；設計規(guī)范： 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG—2004 《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTG D60—2004 《公路工程技術標準》JTG B01—2003 其他相關規(guī)范5. 基本計算數(shù)據(jù)（見表11） 表11名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強度MPa40彈性模量MPa軸心抗壓標準強度MPa軸心抗拉標準強度MPa軸心抗壓設計強度MPa軸心抗拉設計強度MPa短暫狀態(tài)容許壓應力MPa容許拉應力MPa持久狀態(tài)標準荷載組合容許壓應力MPa容許主壓應力MPa短暫效應組合容許拉應力MPa0容許主拉應力MPa1．44鋼絞線標準強度MPa1860彈性模量MPa抗拉設計強度MPa1260最大控制應力MPa1395持久狀態(tài)應力標準荷載組合MPa1209材料重度鋼筋混凝土25．0瀝青混凝土23．0鋼絞線78．5鋼束與混凝土彈性模量比—5．65a)b) c) d) 預應力混凝土T形梁結構尺寸(尺寸單位：cm)a)橫斷面 b)內(nèi)梁立面 c)外梁立面 d) II剖面圖 T形梁跨中截面尺寸圖(尺寸單位cm) T形梁端部截面尺寸圖(尺寸單位cm)二、主梁作用效應計算（本例選4號梁）主梁的作用效應計算包括永久作用效應和可變作用效應。主梁彎矩M和剪力V的計算公式分別為 永久作用效應計算見表表211 邊梁永久作用效應計算表作用效應跨中四分點變化點支點C=1/6C=0一期0二期00跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積Ai（cm2）分塊面積形心至上緣距離yi（cm）分塊面積對上緣凈矩Si=Aiyi(cm3)分塊面積的自身慣矩Ii(cm4)di=ysyi(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3750281251922460019294913三角承托50018463141849092腹板36001053780009720000241491612134916下三角1904987532284383231719馬蹄1375226690202267618575047959186824小毛截面翼板240018000450001672538516770385三角承托50026387932641571腹板3600105378000972000010427617下三角1904987521271952130476馬蹄1375186682521867541674035450645466注：大毛截面形心至上緣距離: 小毛截面形心至上緣距離：（二） 可變作用效應計算：結構的沖擊系數(shù)μ與結構的基頻f有關，故應先計算結構的基頻，簡支梁橋的基頻可按下式計算 其中，由于，故可由下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為 ，故當車道大于兩車道時，應進行車道折減，本例為四車道，（1）跨中的荷載橫向分布系數(shù)：由于承重結構的寬跨比為：，主梁間設有較多橫隔梁，橫向剛度較大，可用修正的偏心壓力法求荷載橫向分布系數(shù)。車輛荷載：四車道：三車道：兩車道：故可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)為：mcq=人群荷載：(2)支點截面的荷載橫向分布系數(shù)m0 用杠桿原理法計算支點處的荷載橫向分布系數(shù)根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D60—2004)規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。 1) 跨中截面的最大彎矩和最大剪力可變作用（汽車）標準效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用（人群）效應：2) 四分點截面的最大彎矩和最大剪力可變作用（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) 變化點截面最大彎矩和剪力（l/6處）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：4) 支點截面的最大剪力可變作用（汽車）效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用（人群）效應：（三）主梁作用效應組合 本算例按《橋規(guī)》~，根據(jù)可能同時出現(xiàn)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極限狀態(tài)基本組合序號荷 載 類 別跨中截面四分點截面變化點截面支點MQMQM(kN?m)(kN)(kN?m)(kN)(kN?m)(kN)(kN)(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（汽車）公路I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)(8)短期組合=(3)+(4)+(6)(9)極限組合=(3)+ [(4)+(5)]+(6)三、 預應力鋼筋面積的估算及鋼束布置（一）預應力鋼筋截面積估算本算例采用后張法施工工藝，設計時應滿足不同設計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，即承載力、變形及應力等要求，在配筋設計時，要滿足結構在正常使用極限狀態(tài)下的應力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。根據(jù)《公預規(guī)》，在豎直方向可疊置。錨固端截面所布置的鋼束如 圖12 所示。下部鋼束彎起角定為7176。y1=L1sinφ，y2=yy1，x3=x3x2+axiL——計算跨徑（mm）；（一） 截面面積及慣矩計算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幾何特性。表 12 四分點翼緣全寬截面面積和慣矩計算表截面分塊名稱分塊面積Ai(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)全截面重心到上緣距離ys(cm)分塊面積的自身慣矩Ii(cm4)di=ysyi(m)分塊面積對截面形心慣矩Ip=Aidi2(cm4)I=∑Ii+∑Ip(cm4)b1=160cm凈截面毛截面 50645466 扣管道面積(nΔA) 略3146615∑ 50645466b1=250cm換算截面毛截面59186824 62652924鋼束換算面積(αEp1) nΔAp略∑59186824 計算數(shù)據(jù)ΔA=π(cm2) n=5根 αEp= 支點截面計算結果見 表12 。(2) 有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性① 有效分布寬度的計算根據(jù)《公預規(guī)》，對于T形截面受壓區(qū)翼緣計算寬度bf’，應取用下列三者中的最小值：b39。f=20+230+1215=260(cm)此處bh3hh，根據(jù)規(guī)范，取bh=3hh=30cm。在使用階段，換算截面的中和軸（簡稱換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與張拉階段在換軸位置的剪應力疊加。（一）持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算在承載能力極限狀態(tài)下，預應力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能發(fā)生破壞，必須驗算這兩類截面的承載力。截面抗彎承載力有跨中截面正截面承載力滿足要求。斜截面抗剪承載力按下式計算，即式中 其中 ——異號彎矩影響系數(shù)，； ——預應力提高系數(shù)，； ——受壓翼緣的影響系數(shù)，；箍筋選用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，間距，則，故采用全部2束預應力鋼筋的平均值，即。斜截面抗剪承載力按下式計算，即式中 其中 ——異號彎矩影響系數(shù)，； ——預應力提高系數(shù)，； ——受壓翼緣的影響系數(shù)，；箍筋選用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，間距，則，故采用全部2束預應力鋼筋的平均值，即。（二）持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算橋梁預應力混凝土構件的抗裂性驗算，都是