【正文】 計算得： ?????n 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù) n。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鋼束數(shù)進行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。圖 10 支點截面剪力計算圖式可變作用（汽車）效應： ?? ??????? ??kN9可變作用（汽車）沖擊效應： 4..13?可變作用（人群）效應： ?? ?????V ??? 主梁內(nèi)力組合本設計按《橋規(guī)》～ 條規(guī)定，根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應應選擇了三種最不利效應組合：短期效應組合、標準效應組合和能力極限狀態(tài)基本組合，見表 7：表 7 主梁作用效應組合跨中截面 四分點截面 N7 點截面 支點Mmax Vmax Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax序號 荷載類別(kN可變作用（汽車）效應：計算 錨固截面汽車荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時，應特別注意集中荷載 的作用位7 kp置。圖 5　跨中的橫向分布系數(shù) mc 計算圖式（尺寸單位： mm）1 號梁橫向影響線和最不利布載圖式如圖 45 所示。?a452a6?. 46830Ii計算得： 。m) 0∑ 剪力（kN） 0 可變作用效應計算（修正剛性橫梁法） 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》 條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。2gMlgVl??????永久效應計算見表 3。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。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從六分點附近開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦開始變化?？鐝街芯€圖 2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位： mm） 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，截面的幾何特性列表計算見表 2。本題腹板厚度 200mm。綜上所述，本題中取用 2300mm 的主梁高度時比較合適的。本例主梁翼板寬度為 2500mm，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（上翼板寬度 2500mm） 。（4） ．基本計算數(shù)據(jù)表 1 基本計算數(shù)據(jù)表名　稱 項　　目 符　　號 單　位 數(shù)　據(jù)立方強度 kcuf,MPa 50彈性模量 EMPa 104軸心抗壓標準強度 ckfMPa 軸心抗拉標準強度 tMPa 軸心抗壓設計強度 cdfMPa 軸心抗拉設計強度 tMPa 容許壓應力 階段 容許拉應力 tMPa 標準荷載組合：容許壓應力 混凝土 使用荷載作用階段容許主壓應力 6MPa 短期效應組合：容許拉應力 ?pcMPa 0混凝土 使用荷載作用 階段容許主拉應力 標準強度 pMPa 1860彈性模量 EMPa 105抗拉設計強度 pdfMPa 1260最大控制應力 1395()tcpcMpa???鋼絞線持久狀態(tài)應力標準荷載組合 pfMPa 1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線 1?233/KNm 33/鋼束與混凝土的彈性模量比 Epa無量綱 注：考慮混凝土強度達到 45 號時開始張拉預應力鋼束。50C30C預應力鋼筋束：采用 17Ⅱ級低松弛鋼絞線。2 設計資料及構(gòu)造布置 設計目的通過設計，全面掌握公路預應力公路橋梁的設計過程，培養(yǎng)和運用所學專業(yè)知識的能力。預應力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少；4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較?。?）可采用預制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標準化，進而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；7）預應力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預應力混凝土梁式橋所采用的預應力技術為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預應力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進一步擴大了裝配式結(jié)構(gòu)的應用范圍。行車道板設計：本設計中行車道板的受力圖示為單向板。根據(jù)計算得出的各種內(nèi)力組合確定設計控制內(nèi)力進而對預應力鋼束數(shù)進行估算。鄭州大學畢業(yè)設計題 目： 40m 預應力混凝土簡支 T 型梁橋設計 （凈14+2 人行道） 指導教師： 職稱： 學生姓名： 學號： 專 業(yè)： 院 （ 系 ） ： 完成時間： 年月 日摘要 本設計從最基本的設計方法入手，重點進行了主梁的設計，掌握了主梁的設計方法，其它部分的設計就可以仿照主梁設計進行。恒載內(nèi)力由結(jié)構(gòu)力學可求出，而活載內(nèi)力計算時要利用按修正偏心壓力法計算得出的荷載橫向分布系數(shù)。鑒于橋梁跨中處橫隔梁受力最大，只計算跨中橫隔梁內(nèi)力，其余橫隔梁可依據(jù)中橫隔梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。其中，板式、肋梁式截面構(gòu)造簡單，施工方便，適用于中小跨徑橋梁；箱形截面具有良好抗彎和抗扭性能，是大中跨徑預應力混凝土連續(xù)梁橋的主要截面。 本文設計主要內(nèi)容本文主要設計 40m 跨徑預應力混凝土 T 型梁橋，包括縱橫截面布置，主梁設計，橫隔梁設計，行車道板設計等。/KN（3） ．材料及工藝：混凝土：主梁用 ，人行道、欄桿及橋面鋪裝用 。工藝：按后張工藝制作主梁，采用直徑 70mm 的波紋預埋管和 OVM 錨。?? ? 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。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(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。在預應力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制孔管的構(gòu)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。按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預制梁的跨中截面布置圖（見圖 2） 。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(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。本設計在橋跨中合三點、六分點、支點處共設置七道橫隔梁，七間距為 6500mm。 永久作用效應計算 永久作用集度（1）預制梁自重①跨中截面主梁的自重（六分點截面至跨中截面，長 13 米）： ( )???）（ KN②由于馬蹄抬高形成四個橫置的三棱柱，折算成自重為：( )????）（③由于腹板加厚所增加的重量折算成梁的自重為： ( ) ???）（④邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積： ? ??.. ?????端橫隔梁體積： . ?故： ????kN79G4??）（⑤預制梁永久作用集度： ?）（（2）二期永久作用①現(xiàn)澆 T 梁翼板恒載集度： ??..5???）（②邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： ????一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： ??32485..4502.??故： ? ??mkN76..213g6?）（③鋪裝8cm 混凝土鋪裝： ??.5cm 瀝青鋪裝： 163?????????）（④欄桿：一側(cè)欄桿： ； mkN5人行道板： ；若將兩側(cè)人行道板、欄桿均攤給七片主梁，則： ????????）（⑤邊梁二期永久作用集度： ）（ 永久作用效應如圖 3 所示，設 x 為計算截面離左支座的距離，并令 .xal?圖 3 永久作用計算效應計算圖主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： ????211。m) 0二期 剪力（kN） 0 彎矩(kNm對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： ?? ????馬蹄部分的換算平均厚度： ??.4t3圖 4 示出了 的計算圖式， 的計算見表 4TITI 圖 4　 計算圖式（尺寸單位：mm）TI 表 4 計 算 表　　 　分塊名稱 (cm)ib (cm)ititbic??43iiTi m10tbcI???翼緣板① 250 1/3 腹 板 ② 20 馬 蹄 ③ 55 ∑ ②計算抗扭修正系數(shù) ? 主梁間距相同，同時將主梁近似的看成等截面，則得： 21iGlITE?????? 式中: ； ； ； ； ；??； ； ； ； ； 。 ij?表 5 豎向影響線豎坐標值 ij?梁 號 1i 2i3i?4i5i6i?7i1 2 3 4 ④計算荷載橫向分布系數(shù)。由于本設計中該處有預應力鋼筋錨固，應力有突變，是控制截面，位置離支座中心 。通過比較，集中荷載作用在第一橫梁處為最不利情況，結(jié)果如下： ???????? ... ? ??kN9 .. ????????V?? ????可變作用（汽車）沖擊效應： m??..59M ??kV74.圖 9　 N7 錨固截面作用效應計算圖式可變作用（人群）效應： ??????? ...0 ??kN?7 ?????? ????（4）求支點截面的最大剪力圖 10 示出支點截面最大剪力計算圖示。m) (kN) (kN)（1） 第一類永久作用 0 （2） 第二類永久作用 0 （3） 總永久作用=（1）+（2） 0 （4） 可變作用（汽車） （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) 預應力鋼束的估算及其布置 跨中截面鋼束的估算和確定 根據(jù)《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。??1 號梁： )(?????n (2).按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 根據(jù)極限狀態(tài)的應力計算圖式，受壓區(qū)混凝土達到極限強度 fcd，應力圖式呈矩形，同預應力鋼束也達到設計強度 fcd，則鋼束數(shù)的估算公式為： PpdAfhaMn???? 式中： —承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 47 取用；dM a—經(jīng)驗系數(shù)，一般采用 ～，本算例取用 ； —預應力鋼絞線的設計強度，見表 41，為 1260MPa。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細部構(gòu)造如圖 11a）所示。按照上述錨頭布置的“均勻” 、 “分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖 11b）所示。 鋼束起彎角及線形的確定確定鋼束起彎角時，既要照顧到由其彎起產(chǎn)生足夠的豎向預剪力，又要考慮到所引起的摩擦預應力損失不宜過大。 N7 號鋼束在離支座中心線 1500mm 處錨固，如圖 11c）所示。通過每根鋼束長度計算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束得總長度，以利備料和施工。 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征。因此表 中的抗彎慣矩應進行折減。 故： ?39。例如，張拉階段和使用階段的截面，除了兩個階段 aa 和 bb 位置的剪應力需要計算外，還應計算：（1）在張拉階段，凈截面的中和軸位置產(chǎn)生的最大剪應力，與使用階段在凈截面的扣管道面積 70059 略 5030331? — 726670 57248299 — 4833643毛截面 806854 66283353 170075鋼束換算面積 68561 略 5197790b1=250cm換算截面 — 66283353 — 536786471651217計算截面 7?n根 ?????? 65.?Ep?中和軸（簡稱凈軸）位置產(chǎn)生的剪應力疊加；（2）在使用階段，換算截面的中和軸（簡稱換軸）產(chǎn)生的最大剪應力，與張拉階段在換軸位置的剪應力疊加。 預應力損失值因梁截面位置不同而有差異，現(xiàn)以四分點截面（既有直線束，又有曲線束通過）為例說明各項預應力損失的計算方法。根據(jù)《公預規(guī)》附錄 D， 2l?計算公式如下： 反向摩擦影響長度： Pfdll??????式中： —— 錨具變形、鋼束回縮值（mm） ，按《公預規(guī)》 條采用；對于夾片??l錨具 。nxyia 本設計采用逐根張拉鋼束，預制時張拉鋼束 N1～N6 ，張拉順序為N5，N6，N1，N4，N2 , N3,待現(xiàn)澆接縫強度達 100%后，張拉 N7 鋼束。pe? 計算得四分點截面鋼鉸線由松弛引起得應力損失得終極值見表 1