【正文】 第九章 截面正應力計算 預應力混凝土構件在各個受力階段均有不同得受力特點，從施加預應力起，其截面內(nèi)的鋼筋和混凝土就處于高應力狀態(tài)，經(jīng)受著考驗。 計算過程： 1 2 4()p con l l l? ? ? ? ?? ? ? ? 0. 75 18 60 (12 7. 37 9. 75 43 .4 5 )? ? ? ? ? 12 14 .43 pkf?? ? 取 則 5lp? ??? M Pa? ? ? 六．混凝土收縮和徐變引起的應力損失 6l? 。 采用夾片式 JM12 錨具，則根據(jù)規(guī)范表 2? 可知 ， 1L? ＝ 4mm ， 接縫壓縮值 2L? ＝ 1mm 。 其鋼筋配置圖如下圖： 節(jié)點預應力筋布置圖 中 國 橋 梁 網(wǎng) 32 第四章 非預應力鋼筋的布置 一、鋼筋布置圖 由于預應力鋼筋可以完全承擔構造的要求，所以非預應力鋼筋按照構造 配筋。在 9 節(jié)點時，上部彎矩由短索既可以完全承擔，所以一號鋼筋此時也可以彎到下部與 其它鋼筋共同承擔下部逐漸 中 國 橋 梁 網(wǎng) 28 增大的彎矩，在 11節(jié)點采用 51m 半徑， 11節(jié)點時高度為 1640mm ，到 9 節(jié)點時一號預應力鋼筋的高度 870mm 。 計算簡圖如下 解得： 12 R KN?? 中 國 橋 梁 網(wǎng) 16 將數(shù)據(jù)與由 Midas 計算出的結果相比，相差不大，檢算滿足要求。 （一）恒載內(nèi)力計算 1． 第 一期恒載（結構自重） 恒載集度 1 1 2 3( 80 10 10)G A A A ?? ? ? ? ? ? ? 221 m ?? 222A 69 89 95 2c m 99 2 m?? 325 /KN m? ? 2123 5 .5 4 6 8 6 .8 9 9 2 6 .2 2 3 m22AAA ? ?? ? ? 則： 1 ( 468 80 992 10 23 10) 25 143 74. 15K NG ? ? ? ? ? ? ? ? 11 1 4 3 7 4 .1 5 1 4 3 .7 4 /100Gg K N mL? ? ? 2． 第二期恒載 包括結構自重、橋面二期荷載按 65KN/m計。根據(jù)橋下通航凈容要求，主跨徑定為 40m 。 輕型橋墩適用于小跨度、低墩以及三孔以下（全橋長不大于 20m）的公路橋梁。 相比之下，箱型梁抗扭剛度大，整體受力和動力穩(wěn)定性能好，外觀簡潔，適應性強，在直線、 曲線、折返線及過渡線等區(qū)間 段均可采用，且施工技術成熟，造價適中。從預制廠到工地的運輸要求相對較低，運輸費用較低。所以選擇第一方案作為首選。 中 國 橋 梁 網(wǎng) 4 梁拱組合橋鋼筋混凝土簡直梁橋連續(xù)梁橋 方案比選 比較項目 第一方案 第二方案 第三方案 中 國 橋 梁 網(wǎng) 5 主橋跨橋型 預應力混凝土連續(xù) 梁 預應力混凝土簡直 梁 梁拱組合橋 主橋跨結構特點 預應力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。 斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動力性能好的優(yōu)點，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。為此采用大噸位預應力筋以承擔拱的水平推力；預應力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋為基體 ，按各種梁橋的彎矩包絡圖用拱來加強。如在均布荷載 q 的作用下，簡直梁的跨中彎矩為 qL2/8，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的三鉸拱的任何截面彎矩均為零，拱只受軸向壓力。 5． 美觀 一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調(diào)。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。四季分明，冬季寒冷干旱，春季大風頻繁，夏季炎熱多雨，雨量集中，秋季冷暖變化顯著。 第一章 方案比選 一、橋型方案比選 橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。經(jīng)濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。 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）結構造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結構； 3）結構的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少； 4）結構的整體性好，剛度較大，變性較小； 5）可采用預制方式建造，將橋梁的構件標準化，進而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)； 6）結構自重較大，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構提供了最有效的拼裝手段 ，通過施加縱向、橫向預應力，使裝配式結構集成整體，進一步擴大了裝配式結構的應用范圍。對于多跨連續(xù)拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設置單向推力墩以承受不平衡的推力。 斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓， 因此塔、梁均為壓彎構件。從城市美學效果來看，連續(xù)梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭色 不少。這樣可以使橋梁結構輕型化，同時能提高這類橋梁的跨越能力 建筑造型 側面上看線條明晰，與當?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀大方 跨徑一般，線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)。 簡直組合箱梁結構整體性強，抗扭剛度 大，適應性強。 T 型梁結構受力明確，設計及施工經(jīng)驗成熟 ,跨越能力大 ,施工可采用預制吊裝的方法，施工進度較快。 空心橋墩適用于橋長而谷深的橋梁，這樣可減少很大的圬工。 由上面的解釋可 知，柱式橋墩是最合適的墩型，與天津地鐵一號線的要求非常吻合。 （ 2） 細部尺寸 在跨中處頂板厚取 20cm ，底板厚取 30cm ，腹板厚取 60cm ；支座處為便于配置預應力筋，頂板厚取 30cm ，底板厚取 40cm ，腹板厚取 100cm ；端部為了布設錨具，因此將腹板厚度設定為 100cm 。 （四）荷載組合及內(nèi)力包絡圖 首先求出在自重和二期荷載及其共同作用下而產(chǎn)生的梁體內(nèi)力。 根據(jù)輕軌規(guī)范規(guī)定，頂面保護層厚度取 80a mm? ， 則估算 0h h a?? 400fh mm?、 中 國 橋 梁 網(wǎng) 26 預應力筋面積估算公式為： dp ptk pMA fZ? ? 其中： dM —— 彎矩設計值； ptkf —— 預應力筋的抗拉強度設計值 ： 0. 9 0. 9 18 60 16 74ptk pkf f M P a? ? ? ? ? pZ —— 預應力鋼筋重心到受壓合力的距離，近似取用 0 2fp hZh??、 4001 9 2 0 1 7 2 02 mm? ? ? 則 dp ptk pMA fZ? ? 6 25 4 7 0 4 . 7 1 0 1 8 9 9 9 . 4 3 71 6 7 4 1 7 2 0 mm???? 擬定鋼絞線采用 7 5??? ， 其面積為 mm? 則總共所需鋼絞線： 1 8 9 9 9 .4 3 7 1 3 6 .9 81 3 8 .7n ?? 根 取為 140 根，擬定共 18 個預埋金屬波紋管管道，則每個管道至少有鋼絞線為 10 根。 其鋼筋配置圖如下圖： 節(jié)點預應力筋布置圖 節(jié)點預應力筋布置圖 中 國 橋 梁 網(wǎng) 30 分析 9 號節(jié)點的預應力鋼筋布置 其中 1 3 7 3 2 .8M K N m? ? ? 此刻三號預應力鋼筋高度為 130mm ，二號預應力鋼筋高度為 520mm ，一號預應力鋼筋高度為 870mm 。 由規(guī)范表 1? 可知，管道類型為金屬波紋管時， ? 取 ， k 取 。 經(jīng)推導可得公式其他形式為： 4 21l p cm nm???? m —— 表示預應力筋張拉的總批數(shù)； c? —— 在代表截面（如 l/4 截面）的全部預應力鋼筋形心處混凝土的預壓應力（預應力筋的預拉應力扣除 1l? 和2l? 后算得）。 1． 取 14 截面 4 節(jié)點處，此時 0 ? 44 10pAm??? 20pAm?、 10sAm??? 10sAm???、 根據(jù)規(guī)范表 ， 鋼筋強度取值為 ： 5 18 60 39 5pyf M Pa? ? ? MPa? 中 國 橋 梁 網(wǎng) 48 300syf MPa? 300syf MPa?、 代入公式： p y p s y s c m c s y s p pf A f A f A f A A?? ? ? ?、 、 、 、 2 2 216 74 1. 66 44 10 30 0 2. 19 91 10 23 .1 8. 8 30 0 3. 07 88 1 0x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 得 0 .1 2 4 0 .2fx m h m?? 、 ＝ 則 , 0 0( ) ( )u c m c p s s y s s p p pM f S f A h a A h a?? ? ? ? ?、 、 、 、 、 、 6 6 20 . 1 2 42 3 . 1 1 0 8 . 8 0 . 1 2 4 ( 1 . 5 ) 3 0 0 1 0 3 . 0 7 8 8 1 0 ( 1 . 5 0 . 0 6 )2 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?6 2 249 .5 5 10 / 49 55 0 /N m KN m? ? ? 檢驗： 49500 1 .8 6 ( )2 6 6 0 6 .8 1uMM ?? 符合要求 2．取跨中處 7節(jié)點處 此時 0 ? 44 10pAm??? 20pAm?、 10sAm??? 10sAm???、 18 60 16 74pyf M Pa? ? ? MPa? 300syf MPa? 300syf MPa?、 代入公式 p y p s y s c m c s y s p pf A f A f A f A A?? ? ? ?、 、 、 、得 ： 2 2 216 74 1. 66 44 10 30 0 2. 19 91 10 23 .1 8. 8 30 0 3. 07 88 1 0x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 得 0. 12 4 0. 2fx m h m? ? ?、 則 , 0 0( ) ( )u c m c p s s y s s p p pM f S f A h a A h a?? ? ? ? ?、 、 、 、 、 、 中 國 橋 梁 網(wǎng) 49 6 6 20 . 1 2 42 3 . 1 1 0 8 . 8 0 . 1 2 4 ( 1 . 6 8 ) 3 0 0 1 0 3 . 0 7 8 8 1 0 ( 1 . 6 8 0 . 06)2 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10 55740N m K N m? ? ? ? ? 檢算： 55740 1 . 8 ( )3 1 1 7 6 . 1 1uMM ?? 符合要求 3．取支座處 13節(jié)點檢算 此時 0 ? 66 10pAm??? 20pAm?、 224. 46 1 10sAm??? 71 10sAm???、 18 60 16 74pyf M Pa? ? ? MPa? 300syf MPa? 300syf MPa?、 代入公式 p y p s y s c m c s y s p pf A f A f A f A A?? ? ? ?、 、 、 、得 ： 2 2 21674 10 300 10 4 300 10x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 得： 0. 54 6 0. 4fx m h m? ? ?、 因