【文章內(nèi)容簡介】 （3）汽車荷載（考慮沖擊）（31）汽車荷載（未考慮沖擊）（4）短期組合=（1）+（31）+（2）（5）標準組合=（1）+（2）+（3）（6）基本組合=（1）+（（3）+（）（2））按正常使用極限狀態(tài)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：式中：——持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按表410中第（5）項取用；——與荷載有關的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路Ⅰ級，；——,故= 。前已計算出成橋后跨中截面 =㎝,初估a=15㎝,則鋼束偏心矩為：ep=yxap==㎝。按最大的跨中彎矩值（1號梁）計算：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，受壓區(qū)呈矩形，同時預應力鋼束也達到設計強度，則鋼束數(shù)的估算公式為：式中：——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩；——經(jīng)驗系數(shù)，；——預應力鋼絞線的設計強度，為1260MPa 。計算得： 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，綜合取鋼束數(shù)=5跨中截面及錨固端截面的鋼束位置對于跨中截面，在保證布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本算例采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預留鐵皮波紋管，根據(jù)《公橋規(guī)》，管道至梁底和梁側凈距不應小于3cm及管道直徑1/2。根據(jù)《公橋規(guī)》，在豎直方向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細部構造如圖（）所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）跨中截面及錨固端截面的鋼束位置對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，是截面均勻受壓；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。鋼束群重心至梁底距離為：。 鋼束錨固截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)（1）yi（cm）（2）分塊面積對上緣靜矩Si(㎝3)(3)=(1)(2)di=ysyi（cm）（4）分塊面積對截面形心貫矩Ix(㎝4)（5）=（1）（4）2分塊面積的貫矩Ii(㎝4)（6）翼板3600932400105105三角承托8402218480105105腹板105001051102500105105∑14940——1153380——105105 ，故計算得： ＞0說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 鋼束起彎角和線形的確定：確定鋼束起彎角時，即要照顧到由其起彎產(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。本設計中鋼束彎起角度θ和相應的彎曲半徑R見表412.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豎直面內(nèi)。鋼束計算：(1)計算鋼束起彎點和彎止點分別至跨中的水平距離 ，由確定導線點距錨固點的水平距離，由確定彎起點至導線點的水平距離為，所以彎起點至錨固點的水平距離為，則彎起點至跨中截面的水平距離為：彎止點沿著切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的距離相等，所以彎止點至導線點的水平距離為，則彎止點到跨中的水平距離為。由此可計算出各鋼束的控制點位置， 各鋼束的控制參數(shù)表鋼束號升高值（mm）彎起角（。）彎起半徑R（mm）支點至錨固點平距d（mm）彎起點至跨中平距（mm）彎起點至導線點平距（mm）彎止點到跨中平距（mm）N1300650000150N2600845000150N39001035000150N411001225000150N513001415000150 鋼束計算圖 （2）各截面鋼束位置及其傾角的計算鋼束上任一點i離梁底距離ai=a+yi及該處鋼束的傾角，a為其彎起前其重心到梁底的距離；yi是i點所在的計算截面處鋼束的升高值。首先要判斷i點所在的區(qū)段，后計算yi和i，當（xixk）0時，i點位于直線段還未彎起，yi=0、ai=a、i=0；當0（xixk）lb1+lb2時，i點位于圓弧段，此時，當（xixk）lb1+lb2時，i點位于靠近錨固段的直線段， 各截面鋼束位置鋼束位置ai及其傾角i計算值計算截面鋼束編號xk（mm）lb1+lb2（mm）（mm）iyi（mm）ai=a+yi（mm）跨中截面 xi=0N1負值未彎0100N2100N3100N4200N5300l/4截面xi=7165mmN1負值未彎0100N2圓弧段N3圓弧段N4圓弧段N5負值未彎0300支點截面xi=14330mmN1近錨直線段6N2近錨直線段8N3近錨直線段10N4近錨直線段12N5近錨直線段14本節(jié)在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎上，計算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應力驗算準備計算數(shù)據(jù)。 后張法預應力混凝土梁主梁截面幾何特性根據(jù)不同的受力階段分別計算。本設計中T梁從施工到運營經(jīng)歷三個階段。第一階段：主梁預制并張拉預應力階段主梁混凝土達到設計強度的90%后，進行張拉，此時管道尚未壓漿，截面特性計算扣除預應力管道影響，翼緣寬為1600mm。第二階段：灌注封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆600mm濕接縫完成管道注漿，預應力筋參與截面受力。主梁間濕接縫還沒參加截面受力，此時截面的特性計入預應力筋影響的換算截面，翼緣有效寬1600mm。第三階段：橋面、欄桿、及日人行道施工和營運階段主梁全截面工作，截面特性計入預應力筋的換算截面，翼緣寬2200mm。（1）凈截面幾何特性計算在預應力階段，只需要計算小截面的幾何特性。計算公式如下：截面積： 截面慣矩： 。 跨中凈截面（b=160cm）分塊名稱分塊面積AiAi重心至梁頂yi對梁頂面積矩Si=Aiyi全截面重心到上緣ys自身貫矩Iidi=ysyiIy=Aidi2截面貫矩I=Ii+Ix砼全截面105105105孔面積n⊿A略105105105計算數(shù)據(jù)。 ⊿A=，n=5，αEp=（2）換算截面幾何特性計算：在使用荷載階段需要計算大截面（結構整體化以后的截面）的幾何特性，計算公式如下：換算截面積 換算截面慣矩 預應力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應力，這兩個階的剪應力應該疊加。在每一個階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應力，都是需要計算的。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： 跨中截面（b=220）幾何特性分塊名稱分塊面積AiAi重心至梁頂yi對梁頂面積矩Si=Aiyi全截面重心到上緣ys自身貫矩Iidi=ysyiIy=Aidi2截面貫矩I=Ii+Ix砼全截面105105105鋼束換算面積略105105105（1）在張拉階段，凈截面的中和軸（簡稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與使用階段在凈軸位置產(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）位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與張拉階段在換軸位置的剪應力疊加。因此，對于每一個荷載作用階段，需要計算四個位置（共八種）的剪應力，即需要計算下面幾種情況的靜矩：①aa線（）以上（或以下）的面積對中性軸（靜軸和換軸）的靜矩；②bb線以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜矩；③靜軸（nn）以上（或以下）的面積對稱中性軸（兩個）的靜矩；④換軸（oo）以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜矩；。 圖 靜力矩計算圖 鋼束預應力損失計算根據(jù)《公預規(guī)》，當計算主梁截面應力和確定鋼束的控制應力時，應計算預應力損失值。后張法梁的預應力包括前期預應力損失（鋼束與管道壁的摩擦損失，錨具變形、鋼束回縮引起的損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預應力損失（鋼絞線應力松弛、混凝土收縮和徐變引起的應力損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應力和有效應力（永存應力）分別等于張拉應力扣除相應階段的預應力損失。按《公預規(guī)》，計算公式為：式中：σ——張拉鋼束時錨下的控制應力；根據(jù)《公預規(guī)》，對于鋼絞線取張拉控制應力為：σ==1860=1395（MPa）181?！撌c管道壁的摩擦系數(shù)，對于預埋波紋管取181。=；θ——從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；k——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取k=；x——從張拉端到計算截面的管道長度（m），可近似取其在縱軸上的投影長度，例如當跨中為計算截面時。，可計算其他控制界面的值。 跨中截面各鋼束摩擦應力損失值鋼束號θμθx（m）Kx(m)(MPa)度radN1N2N3N4N5總計、鋼束回縮引起的預應力損失按《公預規(guī)》，對曲線預應力筋，在計算錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失時，應考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)《公預規(guī)》附錄D，計算公式如下。反向摩擦影響長度：式中：——錨具變形、鋼束回縮值（mm），按《公預規(guī)》；對于夾片錨有頂壓采用=6mm；——單位長度由管道摩擦引起的預應力損失，按下列公式計算：其中 ——張拉端錨下控制應力，本設計為1395Mpa；——預應力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應力，即跨中截面扣除后的鋼筋應力，——張拉端至錨固端距離。本設計取13960mm。張拉端錨下預應力損失：；在反摩擦影響長度內(nèi)，距張拉端x處的錨具變形、鋼筋回縮損失： ；在反摩擦影響長度外，錨具變形、鋼筋回縮損失：。. 跨中截面預應力鋼筋反向摩擦影響長度鋼束號=σ（MPa）（MPa）=（MPa）l(mm)(MPa/mm)lf(mm)N1N2N3N4N