【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和最大剪力計(jì)算 N6 錨固截面的最大彎矩和最大剪力采用直線(xiàn)加載求可變作用效山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23應(yīng)，圖 311 示出 1 號(hào)梁 N6 錨固截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：計(jì)算 N6 錨固截面汽車(chē)產(chǎn)生的彎矩和剪力時(shí)，應(yīng)特別注意集中荷載的作用位置。集中荷載若作用在計(jì)算截面，雖然影響線(xiàn)縱坐標(biāo)最大，但kP其對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動(dòng)，就出現(xiàn)相反的情況。因此應(yīng)對(duì)兩個(gè)截面進(jìn)行比較，即影響線(xiàn)縱坐標(biāo)最大截面（N6 錨固截面）和橫向分布系數(shù)達(dá)到最大值的截面（第一根橫隔梁處截面） ，然后取一個(gè)最大的作為所求值。圖 311 1 號(hào)梁 N6 錨固截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式通過(guò)比較，集中荷載作用在第一根橫隔梁處為最不利情況，結(jié)果如下： ..(.).(kN)M??????? ????山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 max1 () (..8))V?????????可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)： (kNm)M?????2865V④求 1 號(hào)梁支點(diǎn)截面的最大剪力圖 312 示出支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖式圖 312 支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖式可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：.().(.8.).)V?????????可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：(kN)V?????山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25（2）同樣可得 2 號(hào)梁和 3 號(hào)梁可變作用效應(yīng)計(jì)算值 主梁作用效應(yīng)組合匯總 本設(shè)計(jì)按《橋規(guī)》～ 條規(guī)定，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，見(jiàn)表 3339。表 37 1 號(hào)主梁作用效應(yīng)組合跨中截面 四分點(diǎn)截面 N6 錨固點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面序號(hào) 荷載類(lèi)型 maxMaxVmaxMaxVmaxMaxVmax(1) 第一期永久荷載 0 (2) 第二期永久荷載 0 (3) 總永久荷載=(1)+(2) 0 (4) 可變作用（汽車(chē)）公路I 級(jí) (5) 可變作用（汽車(chē)）沖擊 (6) 標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5) (7) 短期組合=(3)+(4) (8) 基本組合=(3)+[(4)+(5)] 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26表 38 2 號(hào)主梁作用效應(yīng)組合跨中截面 四分點(diǎn)截面 N6 錨固點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面序號(hào) 荷載類(lèi)型 maxMaxVmaxaxVmaxMaxVmax(1) 第一期永久荷載` (2) 第二期永久荷載 (3) 總永久荷載=(1)+(2) (4) 可變作用（汽車(chē)）公路I 級(jí) (5) 可變作用（汽車(chē)）沖擊 (6) 標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5) (7) 短期組合=(3)+(4) (8) 基本組合=(3)+[(4)+(5)] 表 39 3 號(hào)主梁作用效應(yīng)組合跨中截面 四分點(diǎn)截面 N6 錨固點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面序號(hào) 荷載類(lèi)型 maxMaxVmaxMaxVmaxMaxVmax(1) 第一期永久荷載 (2) 第二期永久荷載 (3) 總永久荷載=(1)+(2) (4) 可變作用（汽車(chē)）公路I 級(jí) (5) 可變作用（汽車(chē)）沖擊 (6) 標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5) (7) 短期組合=(3)+(4) (8) 基本組合=(3)+[(4)+(5)] 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算極其布置 跨中截面的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(mǎn)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。一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)主梁所需的鋼筋束數(shù)進(jìn)行估算，并按照這些估算的鋼筋束數(shù)的多少確定主梁的配束。 對(duì)于簡(jiǎn)支梁帶馬蹄的 T 型截面，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) n 的估算公式：k1psp()MnCAfe???式中： M—持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按主梁作用效應(yīng)組合表中值取用； C1—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路—I 級(jí)，C 1=； —一股 6φ 鋼絞線(xiàn)截面積，一根鋼絞線(xiàn)的截面積是pA? ，故 =6 = 。2cmp2cm2 在前已計(jì)算出成橋后跨中截面 ， ks= ， =15cm，xy?pa則鋼束偏心距為： －15=（cm ） 。pxpeya??1 號(hào)梁: )(??????n2 號(hào)梁: 3465712. .. (..)?3 號(hào)梁: .. (..)??? ???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)cdf力圖式呈矩形，同時(shí)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ，則鋼束數(shù)的估算公式：pdf山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28dpMnhfA?????式中： —按承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎距，按表取用；d —經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 ～，本設(shè)計(jì)取用 ； —預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見(jiàn)表，為 1260MP；pdf計(jì)算得：1 號(hào)梁: ?????n2 號(hào)梁: 36486. .. .?3 號(hào)梁: .. .????根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，綜合考慮預(yù)制和施工的方便，取鋼束數(shù)你n＝6。 預(yù)應(yīng)力鋼束位置（1）對(duì)于跨中截面，在保證布置預(yù)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(shè)計(jì)采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm 的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)不應(yīng)小于3cm 及管道直徑的 1/2。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，水平凈距不應(yīng)小于4cm 及管道直徑的 倍，在豎直方面可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)布構(gòu)造如圖 313a 所示，由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：pa?3()(cm)???由于主糧預(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?？紤]到這個(gè)原因，本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固 N1～N5 號(hào)鋼束，N6 號(hào)鋼束在成橋后錨固在梁頂，山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29布置如圖 31c。a) 跨中截面 b) 錨固截面 c) N6 號(hào)鋼束縱向布置圖 313 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）對(duì)于錨固截面，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，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿(mǎn)足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置“均勻” 、 “分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖 313 b）所示。鋼束群重心至梁底距離為： pa?2(401)892(cm)5???為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特性。圖314 示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見(jiàn)表 310。表 310 鋼束錨固截面幾何特性計(jì)算表iAiyiSiIisidy??2xiIAdixI??2(cm)3(c)4(cm)(c)4(m)4(c)分塊名稱(chēng)（1） （2） （3）=（1）（2） （4） （5） （6） （7）=（4）+（6）翼板 3375 三角承托 腹板 11825 27 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30∑ 其中： (cm)SyA???xs3134h?圖 314 鋼束重心位置復(fù)核圖式 圖 315 封錨端混凝土塊尺寸圖（尺寸單位：mm） （尺寸單位：mm）故計(jì)算得：(cm)IkAy????px()9()(cm)yak?????說(shuō)明鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到由其彎起產(chǎn)生足夠的豎向預(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。為此，本設(shè)計(jì)將端部錨固端截面分成上、下兩部分（見(jiàn) 315 圖） ，上部鋼束的彎起角定為 15176。，下部山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31鋼束的彎起角定為 7176。，在梁頂錨固的鋼束彎起角定為 18176。N6 號(hào)鋼束在離支座中心線(xiàn) 1400 處錨固，如圖 313 c）所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線(xiàn)形均為直線(xiàn)加圓弧，并且整根鋼束的布置在同一個(gè)豎直面內(nèi)。（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(xiàn)的距離 （見(jiàn)圖 315）為：xiax12()(cm)a????342x5t5.()?（見(jiàn)圖 313c）6(10sin8/134.(c)a??圖示出鋼束計(jì)算圖式，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 列表計(jì)算在表 3111x內(nèi)。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32圖 316 鋼束計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）表 311 鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離計(jì)算表 鋼束號(hào) 起彎高度 (cm)y12(c)y1mL3(c)x?R 2(cm)x1N1（N2) 31 100 7 N3（N4) 100 7 N5 171 100 15 N6 100 18 （2）控制界面的鋼束重心位置的計(jì)算①各鋼束重心位置計(jì)算由圖 316 所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線(xiàn)段時(shí)，計(jì)算公式為：i0(1cos)aR????x4sn當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線(xiàn)段時(shí)，計(jì)算公式為： ?tan50yai???式中： ——鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離；i——鋼束起彎前到梁底的距離；0——鋼束起彎半徑（見(jiàn) 312 表）R②計(jì)算鋼束群重心到梁底距離 （見(jiàn) 312 表）pa表 312 各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面 鋼束號(hào)4(cm)xRx/sin4??cos0(cm)aip(c)aN1（N2) 未彎起 — — 9 N3（N4) 未彎起 — — N5 9 四分點(diǎn) N6 N1（N2) 9 N3（N4) N6錨固點(diǎn) N5 9 直線(xiàn)段 y?5x?tan5x0iaN1（N2) 31 9 支點(diǎn) N3（N4) 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33N5 171 9 （3）鋼束長(zhǎng)度計(jì)算一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線(xiàn)長(zhǎng)度、直線(xiàn)長(zhǎng)度與兩端工作長(zhǎng)度（270cm）之和，其中鋼束的曲線(xiàn)長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)每根鋼束長(zhǎng)度計(jì)算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長(zhǎng)度，以利備料和施工。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 313 所示。表 313 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算表R鋼束彎起角度 ?曲線(xiàn)長(zhǎng)度 )(cmRS?180?直線(xiàn)長(zhǎng)度 1()x直線(xiàn)長(zhǎng)度 1cL有效長(zhǎng)度 12()mSx?鋼束預(yù)留長(zhǎng)度(c)鋼束長(zhǎng)度()鋼束號(hào)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)=(6)+(7)N1(N2) 7 100 140 N3(N4) 7 100 140 N5 15 100 140 N6 18 100 140 計(jì)算主梁截面幾何特性在求得各驗(yàn)算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性距及梁截面分別對(duì)重心軸、上梗肋與下梗肋的凈距，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算數(shù)據(jù)。 截面面積及慣性矩計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段。只需要計(jì)算小截面的幾何特性。計(jì)算公式如下：截面積: nA????截面慣性矩: 2njsi()Iy?計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 314。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34表 314 跨中翼緣全寬截面面積和慣性矩計(jì)算表截面 分塊名稱(chēng)分塊面積 i2(cm)A分塊面積重心至上緣距離 i(c)y分塊面積對(duì)上緣靜距 i3)S全截面重心至上緣距離 s(cm)y分塊面積自身慣距 i4()Iisi(cm)dy??2pi4(c)IAdipII???毛截面 57248299 148187扣管道面積 )(An? 略 4422057?1b160cm凈截面∑ — 57248299 — 4273870毛截面 96027鋼束換算面積 Ep(1)n?? 略 38157231b225cm換算截面 ∑ — — 3911750計(jì)算數(shù)據(jù) ΔA=π( ) n=7 =?（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： 0Ep(1)AnA?????山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35截面慣性矩：0Ep0si(1)()InAy??????其結(jié)果列于 314 表。以上式中： , I——分別為混凝土毛截面面積和慣性矩；， ——分別為一根管道截面面積和鋼束截面積；p， ——分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離；jsy0s——分面積重心到主梁上緣的距離；i——計(jì)算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)；n——鋼束與混凝土的彈性模量比值，由表得 。Ep? 65.??（2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算