【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 自重產(chǎn)生的撓度值按等效均布荷載作用情況計(jì)算：值由表16可得。消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮長(zhǎng)期影響系數(shù)后，正常使用階段的撓度值為：計(jì)算結(jié)果表明，使用階段的撓度值滿足《公預(yù)規(guī)》要求。㈡ 預(yù)加力引起的反拱度計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置空心板當(dāng)放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)跨中產(chǎn)生反拱度，設(shè)這時(shí)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30,預(yù)加產(chǎn)生的反拱度計(jì)算按跨中截面尺寸及配筋計(jì)算，并考慮反拱長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)=。先計(jì)算此時(shí)的抗彎剛度：放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，設(shè)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30,這時(shí)，則： 換算截面面積：所有鋼筋換算面積對(duì)毛截面重心的靜距為：換算截面重心至毛截面重心的距離為：（向下移）則換算截面重心至空心板下緣的距離：換算截面重心至空心板上緣的距離。預(yù)應(yīng)力鋼絞線至換算截面重心的距離： 普通鋼絞線至換算截面重心的 距離：換算截面慣矩: 換算截面的彈性抵抗矩：下緣：上緣：空心板換算截面幾何特性匯總于表19。由前九、㈠計(jì)算得扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力：則由預(yù)加力產(chǎn)生的 跨中反拱度，并乘以長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)后得：由《公預(yù)規(guī)》，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長(zhǎng)期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長(zhǎng)期反拱度值之差采用。，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度?？缰蓄A(yù)拱度，支點(diǎn)，預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。十、持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)計(jì)算使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)并考慮溫差應(yīng)力。㈠ 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗(yàn)算。跨中截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面的有效預(yù)加力：由表16得標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合則： ㈡ 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉應(yīng)力驗(yàn)算式中：——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的預(yù)應(yīng)力鋼絞線重心處混凝土法向應(yīng)力。有效預(yù)應(yīng)力： 考慮溫差應(yīng)力，則預(yù)應(yīng)力鋼絞線中的拉應(yīng)力為：㈢ 斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算斜截面主應(yīng)力計(jì)算選取支點(diǎn)截面的AA纖維（空洞頂面）、BB纖維（空心板重心軸）、CC纖維（空洞底面）在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合和預(yù)加力作用下產(chǎn)生的主壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力計(jì)算，并滿足的要求。主要公式：（空洞頂面）式中：——支點(diǎn)截面標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；——腹板寬度,；——換算截面抗彎慣矩，；——纖維以上截面對(duì)空心板重心軸的靜距，見九、㈡計(jì)算。式中：——預(yù)加力產(chǎn)生在纖維處的正應(yīng)力，見九、㈡計(jì)算，；——豎向荷載產(chǎn)生的截面彎矩，支點(diǎn)截面；——纖維處的正溫差應(yīng)力，見九、㈡計(jì)算，反溫差應(yīng)力。則纖維處的主應(yīng)力（計(jì)入正溫差應(yīng)力）：計(jì)入反溫差應(yīng)力時(shí)：則：C40混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。式中：——纖維以上截面對(duì)空心板重心軸的靜距，見九、㈡計(jì)算。由前面九、㈡計(jì)算得，（計(jì)入正溫差），（計(jì)入反溫差）。則：（計(jì)入正溫差應(yīng)力）（計(jì)入負(fù)溫差應(yīng)力）則纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）：計(jì)入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。式中：——纖維以上截面對(duì)空心板重心軸的靜距，見九、㈡計(jì)算，；由九、㈡計(jì)算得，（計(jì)入正溫差），（計(jì)入反溫差）。則：（計(jì)入正溫差應(yīng)力）（計(jì)入負(fù)溫差應(yīng)力）則纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）：計(jì)入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓應(yīng)力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。計(jì)算結(jié)果表明使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力和斜截面主壓應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。以上主拉應(yīng)力最大值發(fā)生在纖維處為，按《公預(yù)規(guī)》，在區(qū)段，箍筋可按構(gòu)造設(shè)置。在區(qū)段，箍筋間距按下列公式計(jì)算：式中:——箍筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，由前箍筋采用HRB335，其；——同一截面內(nèi)箍筋的總截面面積，由前箍筋為雙肢；——腹板寬度。則箍筋間距計(jì)算如下：采用。此時(shí)配筋率：按《公預(yù)規(guī)》，對(duì)于HRB335，%，滿足要求。支點(diǎn)附近箍筋間距10cm，其它截面適當(dāng)加大，需按計(jì)算決定，箍筋布置見圖111，即滿足斜截面抗彎要求，也滿足主拉應(yīng)力計(jì)算要求，箍筋間距也滿足不大于板高的一半即，以及不大于400mm的構(gòu)造要求。十一、短暫狀態(tài)應(yīng)力計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀態(tài)計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)算構(gòu)件在制造、運(yùn)輸及安裝等施工階段，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失），構(gòu)件自重及其他施工載荷引起的截面應(yīng)力，并滿足《公預(yù)規(guī)》要求。為此對(duì)本設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)在放松預(yù)應(yīng)力鋼鉸線時(shí)預(yù)制空心板的板底壓應(yīng)力和板頂拉應(yīng)力。設(shè)預(yù)制空心板當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線，這時(shí)，空心板處于初始預(yù)加力及空心板自重共同作用下，計(jì)算空心板板頂（上緣）、板底（下緣）法向應(yīng)力。C30混凝土，，， =， ，由此計(jì)算空心板截面的幾何特性，見表19。放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，空心板截面法向力計(jì)算取胯中，l/4，支點(diǎn)三個(gè)截面，計(jì)算如下。㈠ 跨中截面(由《公預(yù)規(guī)》)；=式中: ——先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力，其值為：其中： ——放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)預(yù)應(yīng)力損失值，由《公預(yù)規(guī)》，則 =、下緣應(yīng)力由表16，空心板跨中截面板自重彎矩，則由板自重產(chǎn)生的截面法向應(yīng)力為：===放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用，空心板上下緣產(chǎn)生的法向應(yīng)力為：=截面上下緣均為壓應(yīng)力，且小于，符合《公預(yù)規(guī)》要求。㈡ 截面 =由表16可知，空心板l/4截面板自重彎矩，則由板自重產(chǎn)生的截面法向應(yīng)力為：===放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用，空心板上下緣產(chǎn)生的法向應(yīng)力為：截面下緣壓應(yīng)力，符合《公預(yù)規(guī)》要求。㈢ 支點(diǎn)截面預(yù)加力產(chǎn)生的支點(diǎn)截面上下緣的法向應(yīng)力為：=，則 =由表16可知，空心板跨中截面板自重彎矩為0，則由板自重產(chǎn)生的截面法向應(yīng)力為0。放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用，空心板上下緣產(chǎn)生的法向應(yīng)力為：=截面下緣壓應(yīng)力，符合《公預(yù)規(guī)》要求?？缰校c(diǎn)三個(gè)截面在放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)板上下緣應(yīng)力計(jì)算結(jié)果匯總于下表：表中負(fù)值為拉應(yīng)力，正值為壓應(yīng)力，壓應(yīng)力均滿足《公預(yù)規(guī)》要求：由上述計(jì)算，在放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，支點(diǎn)截面上緣拉應(yīng)力為：截面：；支點(diǎn)截面：按《公預(yù)規(guī)》，預(yù)拉區(qū)（截面上緣）應(yīng)配置縱向鋼筋，并應(yīng)按以下原則配置：當(dāng)時(shí)，%的縱向鋼筋；當(dāng)時(shí)，%的縱向鋼筋；當(dāng)時(shí)，預(yù)拉曲應(yīng)配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內(nèi)插得：上述配筋率為，為預(yù)拉區(qū)普通鋼筋截面積，A為截面毛截面面。 截面處，時(shí)，%，則。 預(yù)拉區(qū)的縱向鋼筋宜采用帶肋鋼筋，其直徑不宜大于14mm，現(xiàn)采用HRB35鋼筋，則，大于，滿足要求，布置在空心板支點(diǎn)截面上邊緣，見圖113。支點(diǎn)截面上緣拉應(yīng)力過大，采用降低支點(diǎn)截面預(yù)壓力的方法，即支點(diǎn)附近設(shè)置套管，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土局部隔離，以不傳遞預(yù)壓力。設(shè)支點(diǎn)截面附近僅有5根鋼鉸線傳遞預(yù)應(yīng)力，另2根隔離，則此時(shí)空心板上緣預(yù)應(yīng)力將減為： 。按《公預(yù)規(guī)》要求，由內(nèi)插得到，則，可采用鋼筋，顯然也可滿足截面所需及最小配筋率要求。十二、最小配筋率復(fù)核按《公預(yù)規(guī)》，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足下列要求：式中：——受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)值，由七、㈠計(jì)算得；——受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩值，按下式計(jì)算： 其中：——扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋合力在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力，由九、㈠計(jì)算得?！獡Q算截面重心軸以上部分對(duì)重心軸的靜距，其值為： ——換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩，由六（四）計(jì)算得——混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值，C40,。代入計(jì)算式得：，滿足《公預(yù)規(guī)》要求。按《公預(yù)規(guī)》，部分預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件中普通受拉鋼筋的截面面積不應(yīng)小于。本梁普通受拉鋼筋：這里計(jì)算結(jié)果說明空心板等效工字型截面的肋寬，計(jì)算結(jié)果說明滿足《公預(yù)規(guī)》要求。十三、鉸縫計(jì)算㈠ 鉸縫剪力計(jì)算鉸縫剪力（影響線）近似按荷載橫向分布理論計(jì)算。設(shè)鉸縫剪力沿空心板跨長(zhǎng)方向按半波正弦曲線分布，則由鉸縫板橫向分布系數(shù)計(jì)算，可求得鉸縫剪力影響線，參見圖114。鉸縫剪力影響線的計(jì)算表達(dá)式為：當(dāng)單位荷載P=1作用于鉸縫以左時(shí)，鉸縫處的剪力；當(dāng)單位荷載P=1作用于鉸縫以右時(shí)，鉸縫處的剪力。式中：——鉸縫以左各板的橫向分布影響線豎標(biāo)值之和。由表12，得到鉸縫剪力影響線各坐標(biāo)值?？紤]空心板橋橫截面的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，只需計(jì)算鉸縫15的影響線。計(jì)算結(jié)果列于表111。根據(jù)表111，可畫出各鉸縫的剪力影響線。經(jīng)試算比較，鉸縫最大剪力發(fā)生在第3號(hào)板和第4號(hào)板之間，即V3最不利。根據(jù)剪力影響線圖115，得鉸縫V3的橫向分布系數(shù)：無人群荷載。公路—Ⅰ級(jí)車道荷載中的均布荷載沿橋跨縱向展開成半波正弦荷載時(shí)，其表達(dá)式為：，其跨中峰值為：車道荷載中集中荷載展開成半撥正弦荷載時(shí)其表達(dá)式為，跨中峰值為（集中荷載只作用于跨中）。計(jì)算鉸縫剪力時(shí)，沿縱向取1m長(zhǎng)鉸縫考慮，并考慮汽車沖擊系數(shù)及車道折減系數(shù)。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合，其鉸縫剪力效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：㈡ 鉸縫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算按《圬工規(guī)范》，混凝土構(gòu)件直接受剪時(shí)，按下列公式計(jì)算：式中：——鉸縫剪力設(shè)計(jì)值，；——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本梁；——鉸縫受剪截面面積，參見圖116，鉸縫Ⅰ—Ⅰ受剪面積，縱向取1m長(zhǎng)鉸縫，偏安全??；——混凝土抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，由《圬工規(guī)范》，鉸縫C30，；——摩擦系數(shù)，采用；——與受剪截面垂直的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，近似認(rèn)為。則：鉸縫抗剪承載力滿足《圬工規(guī)范》要求。圖116十四、預(yù)制空心板吊頂計(jì)算吊環(huán)預(yù)埋在預(yù)制空心板支座中心位置，板一端設(shè)兩個(gè)。按只有三個(gè)受力計(jì)算。則預(yù)制空心板起吊時(shí)，板跨中截面彎矩為：起吊時(shí)吊環(huán)內(nèi)的總拉力為：故 不需要驗(yàn)算起吊時(shí)預(yù)制空心板截面的強(qiáng)度。吊環(huán)鋼筋直徑的選擇：吊環(huán)選用HRB335普通鋼筋，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由下式：解得:采用d=16mm,即吊環(huán)鋼筋用鋼筋。十五、支座計(jì)算采用板式橡膠支座，其設(shè)計(jì)按《公預(yù)規(guī)》。㈠ 選定支座平面尺寸由橡膠板的抗拉強(qiáng)度和梁端或墩臺(tái)頂?shù)幕炷辆植砍袎簭?qiáng)度來確定對(duì)橡膠板應(yīng)滿足：若選定的支座尺寸，則支座的形狀系數(shù)為:，滿足規(guī)范要求式中：——中間層橡膠片厚度，取= cm橡膠板的平均容許壓應(yīng)力限值為，橡膠支座的剪變彈性模量 (常溫下)，橡膠支座的抗壓彈性模量為：計(jì)算時(shí)最大支座反力為，故：（可以選用）。㈡ 確定支座厚度主梁的計(jì)算溫差取℃溫度變形由兩端的支座均攤，則每一個(gè)支座承受的水平位移為：對(duì)于13m梁，偏安全地取布置一行車，一車道荷載總重：+=,10%=,取制動(dòng)力為90kN。九根梁共18個(gè)支座，沒支座承受的水平力為：按《公預(yù)規(guī)》，橡膠層的總厚度應(yīng)滿足：⑴ 不計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí)：≥⑵ 計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí)：≥⑶ ≥選用6層鋼板，7層橡膠組成橡膠支座。,，則：橡膠片的總厚度：；支座總厚度:，符合規(guī)范要求。㈢ 驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)支座的平均壓縮變形為為：按規(guī)范要求滿足，即： 合格梁端轉(zhuǎn)角為：設(shè)恒載時(shí)主梁處于水平狀態(tài)，已知公路—I級(jí)荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角：驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足：符合規(guī)范要求。㈣ 驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性按《公預(yù)規(guī)》，按下式驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性：計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí)，不計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí)，式中： ——在結(jié)構(gòu)重力作用下的支座反力標(biāo)準(zhǔn)植，=；——橡膠支座的剪切模量，；——由汽車荷載引起的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值，取5kN；——橡膠支座與混凝土表面的摩阻系數(shù)，取=——（計(jì)入沖擊系數(shù)）引起的支座反力；——支座平面毛面積，取360cm2。：：均滿足規(guī)范要求，支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。第二部分：橋墩及鉆孔灌注樁基礎(chǔ)計(jì)算一、橋墩尺寸擬定考慮原有標(biāo)準(zhǔn)圖，選用如圖217所示結(jié)構(gòu)尺寸。圖217二、蓋梁計(jì)算㈠ 荷載計(jì)算。（1/2蓋梁長(zhǎng)度）圖218（尺寸單位：cm）圖218蓋梁自重產(chǎn)生彎矩、剪力效應(yīng)計(jì)算見表213。 則⑴ 可變荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算：荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠桿法，非對(duì)稱布置時(shí)用偏心受壓法。公路—I級(jí)，對(duì)稱布置（圖219）時(shí)：圖219（尺寸單位：cm），對(duì)稱布置（圖220）時(shí)：，圖220（尺寸單位：cm），非對(duì)稱布置（圖221）時(shí)：,.，非對(duì)稱布置（圖221）時(shí)：.圖221（尺寸單位：cm）⑵ 按順橋方向可變荷載移動(dòng)情況，求得支座可變荷載反力的最大值（圖222）。圖223（尺寸單位：cm）公路—I級(jí)雙