【文章內(nèi)容簡介】 汽車荷載（記μ）0（3）汽車荷載（不記μ）0（4）人群荷載0（5）短期效應(yīng)組合（1）+*（3）+1*（4）0（6）長期效應(yīng)組合（1）+*(3)+*(4)0③（1）結(jié)構(gòu)自重00（2）汽車荷載（記μ）0（3）汽車荷載（不記μ）0（4）人群荷載00（5）短期效應(yīng)組合（1）+*（3）+1*（4）0（6）長期效應(yīng)組合（1）+*(3)+*(4)0 預(yù)應(yīng)力鋼束的計(jì)算及其布置：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A41697a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（17標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa，公稱面積140mm2,彈性模量Ep=105MPa。錨具采用夾片式群錨。非預(yù)應(yīng)力筋HRB400級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330MPa。箍筋采用HRB335級鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=335MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280 MPa。鋼筋彈性模量均為ES=105MPa、跨中預(yù)應(yīng)力鋼束截面積估算按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量對于(A類)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為：式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由內(nèi)力組合表，以彎矩最大的②號梁跨中荷載為參考，查得：Ms=m設(shè)跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為a=100mm, 則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為；鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計(jì)算，由表得跨中截面全截面的面積，全截面對抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗彎矩為； 所以有效預(yù)加力合力為：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：采用6束鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為。采用夾片式群錨，金屬波紋管成孔。、 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置、跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合《公路橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求。按《公路橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求，對跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置。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)規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于3cm和管道直徑的1/2,，在豎直方向可疊置。、錨固面鋼束布置為使施工方便，全部6束預(yù)應(yīng)力鋼筋均固于梁端。這樣布置符合均勻分?jǐn)?shù)的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且可以提供較大的預(yù)剪力。本設(shè)計(jì)中將端部錨固端截面分成上、下兩部分，上部鋼束的彎起角定為15176。，最終彎到梁的上翼緣，下部鋼束彎起角定為7176。鋼束彎起點(diǎn)至跨中的距離鋼束號起彎高度y1y2L1x3ψRx2x1(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)N1(N3)451007N4(N6)1007N29510015N51551001控制截面的鋼束重心位置計(jì)算(1)、各鋼束的重心位置計(jì)算當(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)算截面處鋼束重心到梁底的距離；—鋼束起彎前到梁底的距離；—鋼束彎起半徑。(2)、計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離a各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號x4Rsina=x4/Rcosa(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)四分點(diǎn)N1(N3)未彎起——N4(N6)未彎起——N2——N5支點(diǎn)直線段yψx5x5tana0aiN1(N3)217N4(N6)7N215N51非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載力極限狀態(tài)的要求來確定。其中= ，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底端的距離為a=80mm，則有先假設(shè)為第一類T形截面，由公式，計(jì)算受壓區(qū)高度x，即 10＝2100x（1920－x/2）求得x= mm則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為:,（該值為負(fù)值）說明預(yù)應(yīng)力鋼筋足夠,非預(yù)應(yīng)力鋼筋只需按構(gòu)造要求配置即可.采用5根直徑為18mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面積A=。在梁底布置成一排，其間距為75mm，鋼筋重心到底邊距離為，混凝土保護(hù)層厚度為4518/2=36mm大于規(guī)范規(guī)定的30mm，并大于最大鋼筋的直徑，故滿足構(gòu)造要求、主梁截面幾何特性計(jì)算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。從施工到運(yùn)營經(jīng)歷了二個(gè)階段：（1）、主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，所以其截面特性未計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計(jì)算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T翼板寬度為2100mm。（2）、灌漿封錨，主梁吊裝就位，橋面、欄桿施工和營運(yùn)階段預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進(jìn)行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。此時(shí)的主梁即為全截面參與工作，截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T翼板寬度為2100mm。各階段控制截面幾何特性見下表各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表受力階段計(jì)算截面A（mm2）Yu(mm)Yb(mm)Ep(mm)I(mm4)W(mm3)Wu=I/yuWb=I/ybWp=I/ep階段1孔道壓漿前跨中截面L/4截面支點(diǎn)截面階段2管道結(jié)硬后，全截面參與工作跨中截面L/4截面支點(diǎn)截面、持久狀況截面承載力極限狀態(tài)計(jì)算 、正截面承載力計(jì)算（荷載檢驗(yàn)時(shí)取2100mm）一般取最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算。(1) 求受壓區(qū)高度x先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x，即受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確實(shí)是第一類T形截面梁。(2) 正截面承載力計(jì)算跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離為所以由內(nèi)力組合表知，梁跨中截面組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎承載力由公式得： 故跨中截面正截面承載力滿足要求。、 斜截面承載力計(jì)算(1) 斜截面抗剪承載力計(jì)算以支點(diǎn)處截面的斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。首先，根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，這里；為混凝土強(qiáng)度等級，這里；b=400mm；為相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度，即縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)（包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋）至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)距截面下緣的距離為，所以 為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，；代入上式得 計(jì)算表明，截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，但需按計(jì)算配置抗剪鋼筋（箍筋設(shè)計(jì)）。斜截面抗剪承載力由公式得，式中 其中 ——異號彎矩影響系數(shù)，；——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，； ——受壓翼緣的影響系數(shù)。箍筋選用雙肢直徑為12mm的HRB335鋼筋，間距，則，故 計(jì)算所得出的箍筋配筋率大于（HRB335時(shí)的最小配筋率）=1000mm和400mm ,滿足構(gòu)造要求。同時(shí)根據(jù)構(gòu)造要求，在支座中心向跨中長度方向的一倍梁高范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距；而后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取采用全部梁端6束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即。所以 跨中截面處斜截面抗剪滿足要求。非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲備，未予考慮。(2) 斜截面抗彎承載力由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不另行驗(yàn)算。、鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力按橋規(guī)規(guī)定采用、鋼束應(yīng)力損失(1)、應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失由公式: 對于跨中截面：；d為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離；分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時(shí)，查表得，；為從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過的角度，這里所有鋼筋都只有豎彎,其中NNNN6彎起角度為7176。，NN5彎起15176?？缰薪孛娓麂撌Σ翍?yīng)力損失見下表：跨中截面摩擦應(yīng)力計(jì)算鋼束編號X（m）kx（Mpa）（Mpa）（176。）弧度NN371395NN671395N2151395N5151395平均值1/4截面摩擦應(yīng)力計(jì)算 鋼束編號X（m）kx（Mpa）（Mpa）（176。）弧度NN30001395NN61395N21395N51395平均值支點(diǎn)截面摩擦應(yīng)力計(jì)算 鋼束編號X（m）kx（Mpa）（Mpa）（176。）弧度NN30001395NN60001395N20001395N50001395平均值各截面摩擦應(yīng)力損失值計(jì)算結(jié)果如下表各設(shè)計(jì)控制截面平均值 截面跨中L/4支點(diǎn)平均值（Mpa）(2)、錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失（σl2）計(jì)算錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先計(jì)算反摩阻影響長度，即 式中為張拉端錨具變形值，夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm，為單位長度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，為張拉端錨下張拉控制應(yīng)力，為扣除沿途管道摩察損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力，；為張拉端至錨固端的距離，這里的錨固端為跨中截面。將各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩阻影響長度列表計(jì)算如表：反摩阻影響長度計(jì)算表 鋼束編號(MPa)(MPa)L（mm）(MPa/mm)(mm)NN313951220911175NN61395122739980N21395123299996N513951239410013求得后可知三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線均滿足，所以距張拉端為x處的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失，即 =式中的為張拉端由錨具變形引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失。若則表示該截面不受反摩阻影響。所以將各控制截面的計(jì)算列于表中：錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表 截面鋼束編號X(mm)Lf(mm)(MPa)(MPa)各控制截面平均值(MPa)跨中截面NN31220911175X Lf截面不受反摩阻影響0NN6122739980N2123299996N51234710013l/4截面NN3615911175NN662239980N262799996N5632710013支點(diǎn)截面NN310911175NN61739980N22299996N524810013(3)、預(yù)應(yīng)力鋼