【文章內(nèi)容簡介】 β =。 ③ 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值 ???? 71 21i iiijaean ?? 式中： )()(2,5 222512 mani i ????? ??。 計算所得的 η ij值列于表 5 內(nèi)。 15 表 5 η ij 值計算表 梁號 η 11 η 12 η 13 η 14 η 15 1 2 3 ④ 計算荷載橫向分布系數(shù) 1 號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖 5 所示。 圖 5 跨中橫向分布系數(shù)計算圖式（單位： mm） 可變作用（汽車公路 — I 級）： 兩車道： )(21 ?????cqm 三車道： 6 7 2 )0 7 4 6 6 6 8 0 9 1 1 5 2 (21????????cqm 故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)為： mcq=。 （ 2）支點截面的荷載橫向分布系數(shù) m0 16 如圖 6所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載， 1號梁可變 作用的橫向分布系數(shù)可計算如下： 可變作用（汽車）： 21 ???oqm 圖 6 支點橫向分布系數(shù)計算圖式（單位： mm） （ 3）橫向分布系數(shù)匯總（見表 6） 表 6 1號梁的可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 mc mq 公路 Ⅰ級 17 根據(jù)《橋規(guī)》 條，公路 — I級的均布荷載標準值 qk和集中荷載標準值 Pk為： )/( mkNqk ? 計算彎矩時： )(296180)534(550 180360 kNP k ??????? 計算剪力時： )( 5 9 6 kNPk ??? 在可變作用效應計算中，本設計對于橫向分布系數(shù)額取值作如下考慮：支點處橫向分布系數(shù)取 m0從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m0直線過渡到 mc，其余梁段均取 mc。 （ 1）求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應，圖 7 示出跨中截面作用效應計算圖式，計算公式為： ymPmqS kk ??? 式中： S—— 所求截面汽車標準荷載的彎矩或剪力； qk—— 車道均布荷載標準值； Pk—— 車道集中荷載標準值； Ω —— 影響線上同號區(qū)段的面積； y—— 影響線上最大坐標值。 18 圖 7 跨中截面作用效應計算圖式（單位： mm） 可變作用（汽車）標準效應： )( a xmkNM?????????????? )( a xkNV?????????????? 可變作用（汽車）沖擊效應： )( mkNM ???? )( kNV ??? 19 （ 2）求四分點截面的最大彎矩和最大剪力 圖 8 為四分點截面作用效應的計算圖式。 圖 8 四分點截面作用效應計算圖式（單位： mm） 可變作用（汽車）標準效應： )()( a xmkNM???????????????? )( a xkNV?????????????? 可變作用（汽車）沖擊效應： )( mkNM ???? 20 )( kNV ??? （ 3）求支點截面的最大剪力 圖 9 示出支點截面最大剪力計算圖式。 圖 9 支點截面作用效應計算圖式（單位： mm） 可變作用（汽車）效應： )()( a xkNV??????????????? 可變作用（汽車）沖擊效應： )( kNV ??? （三）主梁作用效應組合 本設計按《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 21 力極限狀態(tài)基本組合，見表 7。 表 7 主梁作用效應組合 荷載類別 跨中截面 四分點界面 支點 Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax KN/m KN KN/m KN KN 一期永久作用 二期永久作用 總永久作用 可變作用公路 Ⅰ級 可變作用汽車沖擊 標準組合 短期組合 極限組合 22 四、 預應力鋼束的估算及其布置 （一）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。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。 的應力要求估算鋼束數(shù) 對于簡支梁帶馬蹄的 T 形截面，當截面混凝土不出現(xiàn)拉應力控制時，則得到鋼束數(shù) n的估算公式： )(1 pspkp k ekfAC Mn ????? 式中： Mk—— 持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按表 7取用； C1—— 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路 — I級， C1取用 ； Δ Ap—— 一股 6φ ，一根鋼絞線的截面積是 ，故 Δ Ap=。 在一中已計算出成橋后跨中截面 yx=， ks=，初估ap=15cm，則鋼束偏心距為： ep=yxap==（ cm）。 1 號梁： )( 64 3 ??????? ?? ?n 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，同時預應力鋼束也達到設計強度 fpd，則鋼束數(shù)的估算公 23 式為： ppdd Afh Mn ????? ? 式中： Md—— 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 7取用； α —— 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用 ～ ，本設計 取用 ； fpd—— 預應力鋼絞線的設計強度，為 1260MPa。 計算得： 46 3 ?????? ?? ?n 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù) n=6。 （二）預應力鋼束布置 （ 1）對于跨中截面，在保證布置預留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本設計采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm的波紋預埋管，根據(jù)《公預規(guī)》 條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應小于3cm 及管道直徑的 1/2。根據(jù)《公預規(guī)》 條規(guī)定，水平凈距不應小于 4cm 及管道直徑的 倍，在豎直方向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細部構(gòu)造如圖 10所示。由此可直接得出鋼束群中心至梁底距離為： )( )(3 cma p ???? （ 2）由于主梁預制時為小截面，若鋼束全部在預制時張拉完畢，有可能會在上緣出現(xiàn)較大的拉應力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應力?？紤]到這個原因，本設計預制時在板翼緣板內(nèi)加配構(gòu)造筋以抵抗部分應力。 對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是壓應力鋼 24 束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要 求。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 11所示。鋼束群重心至梁底距離為： )( 185155)8040(2 cma p ?????? 圖 10 跨中截面鋼束布置圖（單位： mm） 圖 11 錨固截面鋼束布置圖（單位： mm） 為驗核上述布置的鋼束群重心布置，需計算錨固端截面幾何特性。圖 12 示出計算圖式，錨固端截面特性計算見表 8所示。 其中： )( 79 189 cmASyiis ??? ?? )( cmyhy sx ????? 25 表 8 鋼束錨固截面幾何特性 計算表 圖 12 鋼束群重心位置復核圖示（單位： mm） 故計算得： )( cmyA Ikxs??? ?? )( cmyA Iksx??? ?? )()()( cmkyay xxp ???????? 分塊名稱 Ai yi si It di=ynyi Ix=Aidi2 I=Ii+Ix cm2 cm cm3 cm4 cm cm4 cm4 ⑴ ⑵ ⑶ =⑴179。⑵ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ =⑷ +⑹ 翼板 三角承托 腹板 ∑ 26 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 2. 鋼束起彎角和線形的確定 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。為此，本設計將端部錨固端截面分成上下兩部分（見圖 13），上部鋼束彎起角定為 15176。，下部鋼束彎起角定為 7176。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個豎直面內(nèi)。 （ 1）計算鋼束起彎點至跨中的距離 錨固點至支座中心線的水平距離 axi（見圖 13）為： )( a n4036)( 21 cmaa xx ??? ? )()( 43 cmaa xx ??? ? )( a n25365 cma x ??? ? )( a n55366 cma x ??? ? 圖 14 示出鋼束計算圖式，鋼束起彎點至跨中的距離 x1列表計算在表9 內(nèi)。 表 9 鋼束起彎點至跨中距離計算表 鋼束號 起彎高度)(cmy )(1cmy )(2cmy )(1cmL )(3cmx ? )(cmR )(2cmx )(1 cmx N1(N2) 100 7 N3(N4) 100 7 N5 100 15 N6 100 15 27 圖 13 封錨端混凝土塊尺寸（單位： mm） （ 2）控制截面的鋼束重心位置計算 ① 各鋼束重心位置計算 由圖 14 所示的幾何關(guān)系，當計算截面在曲線段時，計算公式為： )co s1(0 ???? Raa i Rx4sin ?? 當計算截面在近錨固點的直線段時，計算公式為： ?tan50 xyaa i ??? 式中： ai—— 鋼束在計算截面處鋼束重心到梁底的距離； a0—— 鋼束起彎前到梁底的距離； 28 R—— 鋼束彎起半徑（ 見表 10）。 圖 14 鋼束計算圖示（單位： mm） ② 計算鋼束群重心至梁底距離 ap（見表 10） （ 3）鋼束長度計算 一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（ 2179。 70cm）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進行計算。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的總長度，以利備料和施工。計算結(jié)果見表 11 所示。 29 表 10 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置 截面 鋼束號 )(4