【正文】 ( , )p csE t t? 7/pnAA??? [(4) (5)]? 1 15 p??? MPal ?? 成橋后四分點(diǎn)截面 4l?’ 計(jì)算表 計(jì)算數(shù)據(jù) , 422 ?????? Epnxnpn acmycmIcmAcmA 鋼束號(hào) 錨 固 時(shí) 預(yù) 加 縱 向 力cospo p poNA??? ( )kN ()pi nx ie y acm?? kNNp ? mNeNM pipp ?? / mNM p ?? / 12 5 6()po con ll l lMPa? ? ?? ? ???? ? ? po pA? ? cos? poN 4 1 3 969908. 2491225. 068 00 68 963 326 35 2 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 施工階段傳力錨固應(yīng)力 0p? 及其產(chǎn)生預(yù)加力： 1． 0 1 2 4p c o n l c o n l l l? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? 2．由 0p? 產(chǎn)生的預(yù)加力 縱向力： 00 co sp p pNA????? 彎矩： 00p p piM N e? 剪力： 00 sinp p pQA????? 式中： ? —— 鋼束彎起后與梁軸的夾角， sin? 與 cos? 的值參見表 10； pA? —— 單根鋼束的截面積， cm?? 。對(duì)于混凝土毛截面，四分點(diǎn)與跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同，即： 27119cmA? ? ? cmu 2222 ???????????? 故： 2Ah u? = 1 87 1 1 92 ?? 設(shè)混凝土收縮和徐變?cè)谝巴庖话銞l件（相對(duì)濕度 75%）下完成，受荷時(shí)混凝土加載齡期為： 20d。 四分點(diǎn)截面 2l? 計(jì)算表 表 1— 16 鋼束號(hào) d? ()MPamm 影響長(zhǎng)度 ()fl mm 錨固端 2l? MPa（ ） 距張拉端距離 ()xmm 2l? 1 2 3 4 后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼筋束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失， 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，計(jì)算公式為： 4l Ep pc? ? ???? 式 中： pc??? —— 在先張拉鋼束重心處，由張拉后批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計(jì)算 00p p p ipcnnN M eAI?? ? ???? 其中： 00ppNM， —— 分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩， pie —— 計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，其中值見表 14 所示，值見表 10。對(duì)于其他截面均可用同樣的方法計(jì)算，它們的計(jì)算結(jié)果均列入鋼束預(yù)應(yīng)力損失及預(yù)加內(nèi)力一覽表內(nèi)（表 1— 15~1— 21）。在每一個(gè)階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都是需要計(jì)算的。 計(jì)算公式如下： 截面積： nA A n A? ? ? 截面慣矩： 2()n js iI I n A y y? ? ? ? 計(jì)算結(jié)果見表 1— 12 2． 換算截面幾何特性計(jì)算 （ 1）整體截面幾何特性計(jì)算 在使用荷載階段需要計(jì)算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面）的幾何特性，計(jì)算公式如下： 截面積： ( 1)O Ep PA A n A?? ? ? ? 截面慣矩： 2( 1 ) ( )O E p P O s iI I n A y y?? ? ? ? ? 計(jì)算結(jié)果見表 1— 12。 2． 鋼束起彎角和線形的確定 圖 在確定鋼束起彎角度時(shí)，既要考慮到由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會(huì)產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大，預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，4N 號(hào)鋼筋彎起角度為 05 ，其他彎起角度為 07 。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖 4— 11a)。 表 17 主梁作用效應(yīng)組合 表 1— 7 序號(hào) 荷載類別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 支點(diǎn) maxM maxV maxM maxV maxV ()kNm? ()kN ()kNm? ()kN ()kN （ 1） 第一期永久作用 0 （ 2） 第二期永久作用 0 （ 3） 永久作用 =（ 1） +（ 2） 0 （ 4） 可變作用（汽車） 公路 — I 級(jí) （ 5） 可變作用（汽車）沖擊 （ 6） 標(biāo)準(zhǔn)組合 = （ 3） +（ 4） +（ 5） （ 7） 短期組合 = （ 3） +? (4) （ 8） 極 限組合=? (3)+? [(4)+(5)] 預(yù)應(yīng)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(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： cmt 1050152301 ????? 馬蹄部分的換算平均厚度： cmt 38253 ??? tI 的計(jì)算見表 1— 4。 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=120mm，所以腹板厚度取 200mm。 經(jīng)濟(jì)性 支架昂貴，維修費(fèi)用高 造價(jià)較低，工期較短 造價(jià)第二，用鋼量大 造價(jià)最高 縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋， T 形鋼構(gòu)橋容易受地震等影響，經(jīng)過(guò)上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁 三 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 橫截面布置 1．主梁間距與主梁片數(shù) 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 。過(guò)去對(duì)橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸，比如南京長(zhǎng)江大橋，其橋下凈空過(guò)小，導(dǎo)致高噸位級(jí)輪船無(wú)法通行，影響長(zhǎng)江上游城市的發(fā)展。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁一旦躍上橋梁建設(shè)的歷史舞臺(tái)，就顯示出它的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，從 50 年代創(chuàng)建突破了 100m 的跨徑紀(jì)錄，經(jīng)過(guò) 30 余年的迅猛發(fā)展，至今已創(chuàng)建了 440m 的跨徑紀(jì)錄。我國(guó)交通行業(yè)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)經(jīng)歷過(guò)了 一個(gè)從無(wú)到有的發(fā)展過(guò)程。 T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從 16m 到 50m 跨徑，都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 T形梁。 北京知魚橋 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋設(shè)計(jì) 摘 要 橋是跨越障礙的通道，隨著我國(guó)城市建設(shè)和高等級(jí)公路、道路建設(shè)的發(fā)展，橋梁的建設(shè)也將成為必然的趨勢(shì)。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。 20 世紀(jì) 60 年代，主要套用過(guò)去蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)圖。目前，在規(guī)劃中的設(shè)計(jì)方案又突破 500m 的跨徑紀(jì)錄的趨勢(shì)。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。 本設(shè)計(jì)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(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（ ib =1700mm）和運(yùn)營(yíng)階段的大截面（ ib =2500mm）。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù) 應(yīng)力鋼束的要求確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面面積的 10%～ 20%為合適。 表 1— 4 tI 計(jì)算表 表 1— 4 ib（ cm） it（ cm） iibt ic 3 3 4( 1 0 )iT i i iI c b t m?? ? ? ? 翼緣板（ 1） 250 腹板（ 2） 20 馬蹄（ 3） 46 ? 其中 ic 的計(jì)算由下表 1— 4— 1 內(nèi)差求得： 表 1— 4— 1 ic 的計(jì)算 表 1— 4— 1 iibt 1 ic 13 計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 ma ? ； ma ? ； ma ? ； ma ?? ； ma ? ； 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 ???? ni ijiaaa12ij n1? 式中： n=5， ? ? cmai 2225 2 ????? 。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)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。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： cma p 194 3422102 ????? （ 2）由于主梁預(yù)制時(shí)為小截面，若鋼束全部在預(yù)制時(shí)張拉完畢，有可能會(huì)在上緣出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力。 3． 鋼束計(jì)算 （ 1）計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離（見圖 1— 13）為： cmacmacmacmaxxxx an9328 an5328 an1328 an252801020304???????????? 圖 1— 14 示出鋼束計(jì)算圖式，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離列表計(jì)算在表 1— 9內(nèi)。 以上式中： I —— 分別為混凝土毛截面面積和慣矩； A? , PA? —— 分別為一根管道截面積和鋼束截面積 ； jsy , Osy —— 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； iy —— 分面積重心到主梁上緣的距離； n —— 計(jì)算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； Ep? —— 鋼束與混凝土的彈性模量比值，由表 1— 1 得 Ep? =。例如，張拉階段和使用階段的截面（圖 1— 15），除了兩個(gè)階段aa 和 bb位置的剪應(yīng)力需要計(jì)算外，還應(yīng)計(jì)算： （ 1）在張拉階段，凈截面的中和軸（簡(jiǎn)稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。 四分點(diǎn)截面管道摩擦損失 1l? 計(jì)算表 表 1— 15 鋼束號(hào) *? ? ??? x kx??? ()1 kxe ????? ()[1 ]kxcon e ??? ??? ?（ ） （ rad） ()cm MPa（ ） 1 0 0 2 3 7 4 5 注： *見表 10 所示，其中α值由表 10 中的 cosα值反求得到。 本設(shè)計(jì)采用逐根張拉鋼束，預(yù)制時(shí)張拉鋼束 N1~N6，張拉順序?yàn)?N5， N6， N1，N4， N2， N3，待現(xiàn)澆接縫強(qiáng)度達(dá)到 100%后，張拉 N7 號(hào)鋼束。 2． 計(jì)算 6l? 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失列表計(jì)算在表 1— 19 內(nèi)。但由于張拉 N7 號(hào)鋼束時(shí)， N1~N6 號(hào)鋼束已經(jīng)灌漿，顧不能考慮該項(xiàng)損失對(duì)混凝土應(yīng)力的影響。 本設(shè)計(jì)為了區(qū)分預(yù)制階段和使用階段的預(yù)應(yīng)力損失，先不考慮 N7 號(hào)束對(duì)其它 N1~N6 號(hào)束的影響，計(jì)算得預(yù)制階段見表 1— 17 由鋼束應(yīng)力松弛引 起的預(yù)應(yīng)力損失 按《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終止值，按下計(jì)算式計(jì)算： 5 0 5 2 0 2 6 )pel p epkf?? ?? ???（ .. 式中： ? —— 張拉系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用一次張拉， ? =； ? —— 鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于底松弛鋼筋， ? =； pe? —— 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力。 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 按《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，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。 因此，對(duì)于每一個(gè)荷載作用階段，需要計(jì)算四個(gè)位置（共 8種）的剪應(yīng)力，即需要計(jì)算下面幾種情況的凈矩： ① aa線（圖 15）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩 ② bb線以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩 ③凈軸（ nn）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩 ④凈軸（ oo）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩 計(jì)算結(jié)果列于表 1— 13。因此表 12 中的抗彎慣矩進(jìn)行折減。 ②計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離 pa （見表 1— 10） （ 3）鋼束長(zhǎng)度計(jì)算 一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度、直線長(zhǎng)度與兩端工作長(zhǎng)度（ 2 70cm）之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按照?qǐng)A弧半徑和彎起角度進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)于錨固端截面鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面受壓均勻；二是考慮錨頭布置的可能性以滿足張拉操作方便的要求。 sk 大毛截面上核心距，設(shè)梁高為 h,sk 為 ? ?? ? ?? ss yhA Ik pe 預(yù) 應(yīng)力鋼束重心對(duì)大毛截面重心軸的偏心距， pspp ayhaye ????? ， pa可預(yù)先假定， h 為梁高， h=170cm。 可變作用（汽車公路 — I