【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 n?? 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè)????2113ian??汽車荷載布置見(jiàn)下圖： 圖 汽車荷載布置其中： ＝ 2+0+＝ m 2?ia ＝ ＝???211in???? ＝ ＝??2113ia.?影響線圖如下：圖 影響線圖用剛性橫梁法的橫向分布影響線為直線，設(shè)影響線零點(diǎn)離 1 號(hào)梁軸線的距離為 x，則： ??? 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè)解得：x＝根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》本設(shè)計(jì)的橋面凈寬度 W＝ ，車輛單向行駛時(shí)在 ，??W車道數(shù)為 3 車道。計(jì)算荷載得橫向分布系數(shù)：（1） 一車道加載時(shí)：圖 一車道加載 )].().[(.3021)(21)(211 ?????????qqqcq xm??＝（2） 二車道加載時(shí)： 二車道加載＝][)(21)(211 ????????qqqcq xm?? 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè)（3） 三車道加載時(shí)：圖 三車道加載 ][)(21)(211 ?????????qqqcq xm??＝ 活載因子的計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無(wú)更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算： （）?? （） （）/cGg?式中 —結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（ ） ；l m —結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（ ） ；E2/N —結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（ ） ；cI 4 —結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（ ） ，當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單m/kg位應(yīng)為（ ） ；2/Ns 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè)—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（ ） ；G/Nm—重力加速度， 。()gs?計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用 ；計(jì)算連續(xù)梁的1f沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用 。2f因邊垮跨度小 按照最不利效應(yīng)計(jì)算法則 取 l＝26m，查得 Ic=防撞墻、護(hù)欄荷載：q=鋪裝層荷載：q=中跨單元：Ac= q=25= kN/mmc=(++)/10=26599 ?????f .1..μ 值可按下式計(jì)算： 當(dāng) ＜ 時(shí)， μ= 當(dāng) ≤ ≤14Hz 時(shí)， μ= lnf 當(dāng) ＞14Hz 時(shí)， μ=式中 ——結(jié)構(gòu)基頻（Hz） 。求得：正彎矩效應(yīng)： ?1?負(fù)彎矩效應(yīng)： FACTOR=(1+μ)nηξ 式中 1+μ—沖擊系數(shù)；n—車道數(shù)；η—車道折減系數(shù)；ξ—偏載系數(shù)。EX: 一車道加載時(shí) FACTOR1=311=EX: 二車道加載時(shí) FACTOR2=311=EX: 三車道加載時(shí) FACTOR3=31=經(jīng)比較選取二車道加載時(shí)的最大值 計(jì)算 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 計(jì)算結(jié)果本設(shè)計(jì)中采用 BSAS 軟件進(jìn)行該內(nèi)力計(jì)算，現(xiàn)僅將對(duì)稱結(jié)構(gòu)控制截面的一半結(jié)果列于下表。表 活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果（公路一級(jí)）截面號(hào) MaMIN MaMAX Mamin對(duì)應(yīng)Q Mamax對(duì)應(yīng)Q支座 1/8截面 1/4截面 3/8截面 1/2截面 5/8截面 3/4截面 7/8截面 支座 1/8截面 1/4截面 3/8截面 1/2截面 5/8截面 3/4截面 7/8截面 支座 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè)第 4 章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 力筋估算 計(jì)算原理根據(jù)《預(yù)規(guī)》 （JTG D622022）規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段（即使用階段）的應(yīng)力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強(qiáng)度要求。一、 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求： 預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的安全性是通過(guò)截面抗彎安全系數(shù)來(lái)保證的。，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算：如圖：， （）??0NpdcdfnAbxf? ， （）PM)2/(0hP?解上兩式得：受壓區(qū)高度 （）bfMxcdP20?預(yù)應(yīng)力筋數(shù) （）)/(0xhfAnpd?或 （）???????bffbcdppdPc20式中 —截面上組合力矩。PM—混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；cdf—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；ph0xNdfcd 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè)—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； pA b—截面寬度，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋）會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。二、 使用荷載下的應(yīng)力要求規(guī)范（JTJ D622022）規(guī)定，截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)大于荷載引起的拉應(yīng)力，預(yù)壓應(yīng)力與荷載引起的壓應(yīng)力之和應(yīng)小于混凝土的允許壓應(yīng)力（為 ） ，意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時(shí)截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。寫(xiě)成計(jì)算式為：對(duì)于截面上緣 （）0min??上上 WMp? （）?上上對(duì)于截面下緣 （）0max??下下p? （）?下下其中， —由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，W—截面抗彎模量， —混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)p? ckf度。 Mmax、 Mmin項(xiàng)的符號(hào)當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(shù)值取大小。e上Np下Np上e下Y上Y 下MminnMmax++ + Np下Np上Mmax合成+ Mmin合成 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為簡(jiǎn)便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式（）變?yōu)? （）上上 WMpmin???公式（）變?yōu)? （）下下pax 由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力 和截面下緣應(yīng)力 分為三種情況討論：上p?下p?a. 截面上下緣均配有力筋 Np 上 和 Np 下 以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋 Np 上 和 Np 下 在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為： （）上上 下下下上 上上上 pppWeAeNA???? （）下下 下下下下 上上上 ppp?將式（） 、 （）分別代入式（） 、 （） ，解聯(lián)立方程后得到 （）))((min下上下上 下上下下上 eKMeNmazp ??? （）))((in下上下上 上上下下下 azp令 pepAn?上上 ?pepAN?下下 ?代入式（） 、 （）中得到 （）peeKM1))((minmax ????下上下上 下上下下上 （）peAn ?))((inax ?下上下上 上上上下下式中 A p—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取 ~ 估算)；e?pdf 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè)e—預(yù)應(yīng)力力筋重心離開(kāi)截面重心的距離；K—截面的核心距；A—混凝土截面面積，取有效截面計(jì)算。 W上下 ?AWK下上 ?b. 當(dāng)截面只在下緣布置力筋 Np 下 以抵抗正彎矩時(shí) 當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （）peeMn?1min???下下下 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （）peAKax???上下下c. 當(dāng)截面中只在上緣布置力筋 N 上 以抵抗負(fù)彎矩時(shí)： 當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí) （）peeMn?1min??下上上 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí) （）peAKax???下上上當(dāng)按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計(jì)算時(shí)(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值)?？捎汕懊娴氖剑ǎ┖褪剑ǎ┩茖?dǎo)得： （）pecdAfeKWMen ???????))(( )()minmax 下上下上 下下上下下上下上 （）pecdf?))(( )()(axin 下上下上 上下上下上上下下有時(shí)需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，如果截面下部多配 根束，則上部束39。下n也要相應(yīng)增配 根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當(dāng)截面承受正彎矩時(shí)，如果39。上截面上部多配 根束，則下部束也要相應(yīng)增配 根。其關(guān)系為：39。上n39。下n當(dāng)承受 時(shí)， miM39。39。 下上下 下下上 ekK???當(dāng)承受 時(shí)， ax 39。39。 上下上 上上下 nn 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算對(duì)于連續(xù)梁體系，或凡是預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè)時(shí)，必須計(jì)及各項(xiàng)次內(nèi)力的影響。然而，一些次內(nèi)力項(xiàng)的計(jì)算恰與預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量和布置有關(guān)。因此，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力時(shí)，只能以預(yù)估值來(lái)考慮，本設(shè)計(jì)用 BSAS 輸出組合彎矩值來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此項(xiàng)估算是非常粗略的。用于計(jì)算的具體彎矩?cái)?shù)值見(jiàn)表。具體計(jì)算如下：預(yù)應(yīng)力鋼束采用 7φ5 型號(hào)，采用 YM1515。有關(guān)參數(shù)為：Ap=1514010－6 =(m2) 而預(yù)應(yīng)力抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 fpd=1860(MPa),本設(shè)計(jì)在估算預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力取為：σ pe=1860=930(MPa)1. 僅在上緣布置預(yù)應(yīng)力鋼束取第 17 號(hào)邊墩支座截面為例，計(jì)算如下：（1） 按正常使用狀態(tài)計(jì)算：查截面特性，有 I=(m4)，A=(m 2)，y 1=(m)，y 2=(m)，Ws=,WX=,KS=,KX=,ES=,EX=,Mmax=(KN?m)。Mmin=(KN?m)其中：I—有效截面慣性矩； A—有效截面面積； ys—有效截面中性軸距上緣的距離； yx—有效截面中性軸距下緣的距離。由式(4—19)有：=31(向上取整)peAKeMn?1min????下上上由式(4—20)有：=44（向下取整）peen1max???下上上（2） 按承載能力極限計(jì)算時(shí)有：h0 =he==(m),fcd=,b=10m,Mp=(KN?m)受壓區(qū)高度為： =?? 武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè)=21)2/(0xhfAMnpdP??比較以上兩種情況，取 31 束鋼筋。2. 僅在下緣布置預(yù)應(yīng)力鋼束以中跨跨中 29 號(hào)截面為例（1） 按正常使用階段計(jì)算有：查截面特性，有 I=(m4)，A= (m 2)，y s =(m), yx =(m),WS=,WX=,KS=,KX=,ES=,EX=,Mmax=(KN?m),Mmin=(KN?m)由式(—17)有： =31 peAKeMn?1min???下下下當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： 由式(—18)有：=24peAKen?1max???上下下（2） 由承載能力極限狀態(tài)計(jì)算得：h0 =he==(m),fcd=,b=14m,Mp=(KN?m)受壓區(qū)高度為： =?? =17)/(0hfAnpdP? 綜上計(jì)算可以得 29 號(hào)截面需 24 根鋼束. 3. 上、下緣均布置預(yù)應(yīng)力鋼束 以邊跨 9 號(hào)截面為例：（1） 按正常使用狀態(tài)計(jì)算有：查截面特性，有：I = (m4)，A =(m 2)， yS =(m)，y X =(m)，W 上 =(m3),W 下 =(m3),