【文章內(nèi)容簡介】 對于②號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 對于③號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 3. 計(jì)算支點(diǎn)截面的最大剪力：支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見下圖。(a) 支點(diǎn)截面①號梁可變作用效應(yīng)計(jì)算圖式(b) 支點(diǎn)截面②號梁可變作用效應(yīng)計(jì)算圖式(c) 支點(diǎn)截面③號梁可變作用效應(yīng)計(jì)算圖式對于①號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 對于②號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 對于③號梁：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) 可變作用（人群）效應(yīng) 主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)按《城標(biāo)》，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，、。 1號梁作用效應(yīng)組合 序號荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)（1）第一期永久作用 （2）第二期永久作用 （3）總永久作用=（1）+（2） （4）可變作用（汽車）城市—A級（5）可變作用（汽車）沖擊 （6）可變作用（人群）（7）標(biāo)準(zhǔn)組合 =（3）+（4）+（5）+（6）（8）短期組合=（3）+（4）+（6） （9）極限組合=(3)+[(4)+(5)]+(6) 2號梁作用效應(yīng)組合 序號荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)（1）第一期永久作用 （2）第二期永久作用 （3）總永久作用=（1）+（2） （4）可變作用（汽車）城市—A級（5）可變作用（汽車）沖擊 （6）可變作用（人群） （7）標(biāo)準(zhǔn)組合 =（1）+（2）+（3）+（4）（8）短期組合=（3）+（4）+（6） （9）極限組合=(3)+[(4)+(5)]+(6) 3號梁作用效應(yīng)組合 序號荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)MmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)（1）第一期永久作用 （2）第二期永久作用 （3）總永久作用=（1）+（2） （4）可變作用（汽車）城市—A級（5）可變作用（汽車）沖擊 （6）可變作用（人群） （7）標(biāo)準(zhǔn)組合 =（1）+（2）+（3）+（4）（8）短期組合=（3）+（4）+（6） （9）極限組合=(3)+[(4)+(5)]+(6) 由上表我們可以看出：在各種作用效應(yīng)組合中，都是1號梁最大。因此，在接下來的截面配筋和應(yīng)力驗(yàn)算部分，本設(shè)計(jì)都采用1號梁的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)，其他梁都參照1號梁進(jìn)行配筋。這樣做是偏于安全的，可行的。5 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算本設(shè)計(jì)采用后張法施工工藝，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，即承載力、變形及應(yīng)力等要求，在配筋設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就以跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋數(shù)量。1. 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：本設(shè)計(jì)按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，按正常使用極限狀態(tài)組合計(jì)算時(shí)，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。對于T形截面簡支梁，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到鋼束數(shù)的估算公式： 式中：Mk ——使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按主梁作用應(yīng)組合 表?。? C1 ——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于城市A級，C1 ； ——一束6As ，一根鋼絞線的截面積是 ，故 △Ap = cm2； —— 大毛截面上核心距； —— 預(yù)應(yīng)力鋼束重心對大毛截面重心軸的偏心距，可預(yù)先假定，為梁高。本設(shè)計(jì)采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa，彈性模量Ep=MPa。（kN﹒m）=（N﹒m）=（cm）假設(shè)=15cm，則 = =（cm）鋼束數(shù)為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(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋼束數(shù)的估算公式為式中 Md —— 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按主梁作用 效應(yīng)組合表取用；α —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 ，；fpd —— 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為1260Mpa 。則：==據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算，取鋼束數(shù)。 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置（1）在對跨中截面進(jìn)行鋼束布置時(shí)，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm及管道半徑的一半。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如下圖（1）所示，則鋼束群重心至梁底距離為： 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）（2）為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓，而且要考慮錨具布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求[7]。在布置錨具時(shí)，應(yīng)遵循均勻、分散的原則。錨具端截面布置的鋼束如上圖（2）所示，鋼束群重心至梁底距離為：下面應(yīng)對鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，首先需計(jì)算錨固端截面的幾何特性。 錨固端截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積（cm178。)分塊面積形心至上緣距離(cm)分塊面積對上緣凈距(cm179。)分塊面積的自身慣距di (cm)分塊面積對截面形心的慣距I (1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板3450258751320197613266663三角承托 腹板825080437518717188653284225250029∑39469570 其中：==（cm） ==（cm）上核心距： ==（cm）下核心距： ==（cm）=＜＜=說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。：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)力損失不宜過大。本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，N4號鋼筋彎起角度為5176。，其他鋼筋彎起角度為7176。為了簡化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，最下排兩根鋼束需進(jìn)行平彎。（1）計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離：錨固點(diǎn)至支座中心的水平距離（）。=3630tan5176。=（cm）=3615tan7176。=（cm）=3655tan7176。=（cm） =3695tan7176。=（cm） 錨固端尺寸圖（尺寸單位：mm）鋼束計(jì)算圖式見下圖。 鋼束計(jì)算圖式 鋼束起彎點(diǎn)至跨中距離計(jì)算表鋼束號起彎高度y (cm)y1(cm)y2(cm)L1(cm)x3(cm)φ（186。）R(cm)(cm)(cm)424 100 54000 352 320 73500 277 540 73000 1102 760 72500 上表中各參數(shù)的計(jì)算方法如下：為靠近錨固端直線長度，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，為鋼束錨固點(diǎn)至鋼束起彎點(diǎn)的豎直距離，如鋼束計(jì)算圖式，根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計(jì)算如下： 式中 ——鋼束彎起角度（176。）； ——計(jì)算跨徑（cm）； ——錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離（cm）。（2）控制截面的鋼束重心位置計(jì)算①各鋼束重心位置計(jì)算：根據(jù)鋼束計(jì)算圖式所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： ，當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為： 式中 ——鋼束在計(jì)算截面處鋼束中心至梁底的距離； ——鋼束起彎前到梁底的距離； ——鋼束彎起半徑； ——圓弧段起彎點(diǎn)到計(jì)算點(diǎn)圓弧長度對應(yīng)的圓心角。②計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離。 各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號x4(cm)R(cm)sinα =x4/ Rcosαa0(cm)ai(cm)ap(cm)四分點(diǎn)404000 011010 3 3500 10 2 3000 20 12500 32 支點(diǎn)直線段y φx5x5 tanφa0aiap(cm)4245 10 3527 10 2777 20 11027 32 （3）鋼束長度計(jì)算一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（270cm）之和，其中鋼束曲線長度可按圓弧半徑及起彎角度計(jì)算。通過每根鋼束長度計(jì)算，就可以得到一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，用于備料和施工。 鋼束長度計(jì)算表鋼束號R(cm)鋼束彎起角度φ曲線長度(cm)直線長度x1(cm)直線長度L1(cm)有效長度 2(S+x1+L1)鋼束預(yù)留長度(cm)鋼束長度(cm)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)44000 5 100 140 33500 7 320 140 23000 7 540 140 12500 7 760 140 6 計(jì)算主梁截面幾何特性主梁截面幾何特性包括計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩以及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜距，最后列出截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算依據(jù)。 截面面積及慣性矩計(jì)算1. 在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計(jì)算小毛截面的幾何特性，計(jì)算公式如下： 凈截面面積 凈截面慣性矩。第 157 頁 共 157 頁 (a) 跨中截面面積和慣性矩計(jì)算表截面分塊名稱分塊面積Ai分塊面積重心至上緣距離yi分塊面積對上緣凈矩Si全截面重心到上緣距離ys分塊面積的自身慣矩Iidi =ys–yiIp= Ai?di178。I =∑Ii+∑Ip(cm2)(cm)(cm2)(cm)(cm4)(cm)(cm4)(cm4)b1=160cm凈截面毛 截 面7350482160 28841857 27105054 扣除管道面積162略 ∑––28841857–– b1=230cm換算截面毛截面8400489720 31962066 33611542 鋼束換算面積162略 ∑––31962066–– (b) 四分點(diǎn)截面面積和慣性矩計(jì)算表截面分塊名稱分塊面積Ai分塊面積重心至上緣距離yi分塊面積對上緣凈矩Si全截面重心到上緣距離ys分塊面積的自身慣矩Iidi =ys–yiIp= Ai?di178。I =∑Ii