【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)力要求估算鋼束數(shù)對(duì)于簡(jiǎn)支梁帶馬蹄的T形截面，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：式中：——持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表410中第（5）項(xiàng)取用；——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路Ⅰ級(jí)，；——,故= 。前已計(jì)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(hào)梁）計(jì)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(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，受壓區(qū)呈矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為：式中：——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，；——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為1260MPa 。計(jì)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(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。本算例采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預(yù)留鐵皮波紋管，根據(jù)《公橋規(guī)》，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)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(xì)部構(gòu)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(duì)于錨固端截面，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，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(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai(㎝2)（1）yi（cm）（2）分塊面積對(duì)上緣靜矩Si(㎝3)(3)=(1)(2)di=ysyi（cm）（4）分塊面積對(duì)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(jì)算得： ＞0說(shuō)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(shí)，即要照顧到由其起彎產(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。本設(shè)計(jì)中鋼束彎起角度θ和相應(yīng)的彎曲半徑R見(jiàn)表412.為簡(jiǎn)化計(jì)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(jì)算：(1)計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)和彎止點(diǎn)分別至跨中的水平距離 ，由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離，由確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為，則彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為：彎止點(diǎn)沿著切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的距離相等，所以彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為，則彎止點(diǎn)到跨中的水平距離為。由此可計(jì)算出各鋼束的控制點(diǎn)位置， 各鋼束的控制參數(shù)表鋼束號(hào)升高值（mm）彎起角（。）彎起半徑R（mm）支點(diǎn)至錨固點(diǎn)平距d（mm）彎起點(diǎn)至跨中平距（mm）彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)平距（mm）彎止點(diǎn)到跨中平距（mm）N1300650000150N2600845000150N39001035000150N411001225000150N513001415000150 鋼束計(jì)算圖 （2）各截面鋼束位置及其傾角的計(jì)算鋼束上任一點(diǎn)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(diǎn)所在的計(jì)算截面處鋼束的升高值。首先要判斷i點(diǎn)所在的區(qū)段，后計(jì)算yi和i，當(dāng)（xixk）0時(shí)，i點(diǎn)位于直線段還未彎起，yi=0、ai=a、i=0；當(dāng)0（xixk）lb1+lb2時(shí)，i點(diǎn)位于圓弧段，此時(shí)，當(dāng)（xixk）lb1+lb2時(shí)，i點(diǎn)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(jì)算值計(jì)算截面鋼束編號(hào)xk（mm）lb1+lb2（mm）（mm）iyi（mm）ai=a+yi（mm）跨中截面 xi=0N1負(fù)值未彎0100N2100N3100N4200N5300l/4截面xi=7165mmN1負(fù)值未彎0100N2圓弧段N3圓弧段N4圓弧段N5負(fù)值未彎0300支點(diǎn)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(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、慣性矩及梁截面分別對(duì)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(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算數(shù)據(jù)。 后張法預(yù)應(yīng)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(jì)算。本設(shè)計(jì)中T梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷三個(gè)階段。第一階段：主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力階段主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，截面特性計(jì)算扣除預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋參與截面受力。主梁間濕接縫還沒(méi)參加截面受力，此時(shí)截面的特性計(jì)入預(yù)應(yīng)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(yíng)運(yùn)階段主梁全截面工作，截面特性計(jì)入預(yù)應(yīng)力筋的換算截面，翼緣寬2200mm。（1）凈截面幾何特性計(jì)算在預(yù)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： 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(duì)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(jì)算數(shù)據(jù)。 ⊿A=，n=5，αEp=（2）換算截面幾何特性計(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：換算截面積 換算截面慣矩 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，這兩個(gè)階的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一個(gè)階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都是需要計(jì)算的。例如，張拉階段和使用階段的截面（），除了兩個(gè)階段aa和bb位置的剪應(yīng)力需要計(jì)算外，還應(yīng)計(jì)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(duì)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(jiǎn)稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。（2）在使用階段，換算截面的中和軸（簡(jiǎn)稱換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置的剪應(yīng)力疊加。因此，對(duì)于每一個(gè)荷載作用階段，需要計(jì)算四個(gè)位置（共八種）的剪應(yīng)力，即需要計(jì)算下面幾種情況的靜矩：①aa線（）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（靜軸和換軸）的靜矩；②bb線以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（兩個(gè)）的靜矩；③靜軸（nn）以上（或以下）的面積對(duì)稱中性軸（兩個(gè)）的靜矩；④換軸（oo）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（兩個(gè)）的靜矩；。 圖 靜力矩計(jì)算圖 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法梁的預(yù)應(yīng)力包括前期預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力損失（鋼絞線應(yīng)力松弛、混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力（永存應(yīng)力）分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失。按《公預(yù)規(guī)》，計(jì)算公式為：式中：σ——張拉鋼束時(shí)錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，對(duì)于鋼絞線取張拉控制應(yīng)力為：σ==1860=1395（MPa）181。——鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管取181。=；θ——從張拉端到計(jì)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(duì)摩擦的影響系數(shù)，取k=；x——從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（m），可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度，例如當(dāng)跨中為計(jì)算截面時(shí)。，可計(jì)算其他控制界面的值。 跨中截面各鋼束摩擦應(yīng)力損失值鋼束號(hào)θμθx（m）Kx(m)(MPa)度radN1N2N3N4N5總計(jì)、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按《公預(yù)規(guī)》，對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計(jì)算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》附錄D，計(jì)算公式如下。反向摩擦影響長(zhǎng)度：式中：——錨具變形、鋼束回縮值（mm），按《公預(yù)規(guī)》；對(duì)于夾片錨有頂壓采用=6mm；——單位長(zhǎng)度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計(jì)算：其中 ——張拉端錨下控制應(yīng)力，本設(shè)計(jì)為1395Mpa；——預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應(yīng)力，即跨中截面扣除后的鋼筋應(yīng)力，——張拉端至錨固端距離。本設(shè)計(jì)取13960mm。張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失：；在反摩擦影響長(zhǎng)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(zhǎng)度外，錨具變形、鋼筋回縮損失：。. 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋反向摩擦影響長(zhǎng)度鋼束號(hào)=σ（MPa）（MPa）=（MPa）l(mm)(MPa/mm)lf(mm)N1N2N3N4N5