【文章內容簡介】 n?? 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁????2113ian??汽車荷載布置見下圖： 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，設影響線零點離 1 號梁軸線的距離為 x，則： ??? 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁解得：x＝根據《公路橋涵設計通用規(guī)范》本設計的橋面凈寬度 W＝ ，車輛單向行駛時在 ，??W車道數(shù)為 3 車道。計算荷載得橫向分布系數(shù)：（1） 一車道加載時：圖 一車道加載 )].().[(.3021)(21)(211 ?????????qqqcq xm??＝（2） 二車道加載時： 二車道加載＝][)(21)(211 ????????qqqcq xm?? 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁（3） 三車道加載時：圖 三車道加載 ][)(21)(211 ?????????qqqcq xm??＝ 活載因子的計算橋梁結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結構之間的關系。不管橋梁的建筑材料、結構類型是否有差別，也不管結構尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結構的基頻相同，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算，對于連續(xù)梁結構，當無更精確方法計算時，也可采用下列公式估算： （）?? （） （）/cGg?式中 —結構的計算跨徑（ ） ；l m —結構材料的彈性模量（ ） ；E2/N —結構跨中截面的截面慣矩（ ） ；cI 4 —結構跨中處的單位長度質量（ ） ，當換算為重力計算時，其單m/kg位應為（ ） ；2/Ns 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁—結構跨中處延米結構重力（ ） ；G/Nm—重力加速度， 。()gs?計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用 ；計算連續(xù)梁的1f沖擊力引起的負彎矩效應時，采用 。2f因邊垮跨度小 按照最不利效應計算法則 取 l＝26m，查得 Ic=防撞墻、護欄荷載：q=鋪裝層荷載：q=中跨單元：Ac= q=25= kN/mmc=(++)/10=26599 ?????f .1..μ 值可按下式計算： 當 ＜ 時， μ= 當 ≤ ≤14Hz 時， μ= lnf 當 ＞14Hz 時， μ=式中 ——結構基頻（Hz） 。求得：正彎矩效應： ?1?負彎矩效應： 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 FACTOR1=311=EX: 二車道加載時 FACTOR2=311=EX: 三車道加載時 FACTOR3=31=經比較選取二車道加載時的最大值 計算 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 計算結果本設計中采用 BSAS 軟件進行該內力計算，現(xiàn)僅將對稱結構控制截面的一半結果列于下表。表 活載內力計算結果（公路一級）截面號 MaMIN MaMAX Mamin對應Q Mamax對應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 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁第 4 章 預應力鋼束的估算與布置 力筋估算 計算原理根據《預規(guī)》 （JTG D622022）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。一、 按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求： 預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。，所需預應力筋數(shù)量按下式計算：如圖：， （）??0NpdcdfnAbxf? ， （）PM)2/(0hP?解上兩式得：受壓區(qū)高度 （）bfMxcdP20?預應力筋數(shù) （）)/(0xhfAnpd?或 （）???????bffbcdppdPc20式中 —截面上組合力矩。PM—混凝土抗壓設計強度；cdf—預應力筋抗拉設計強度；ph0xNdfcd 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁—單根預應力筋束截面積； pA b—截面寬度，需配雙筋的，可據截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力筋數(shù)量。這忽略實際上存在的雙筋影響時（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預應力筋）會使計算結果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。二、 使用荷載下的應力要求規(guī)范（JTJ D622022）規(guī)定，截面上的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為 ） ，意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。寫成計算式為：對于截面上緣 （）0min??上上 WMp? （）?上上對于截面下緣 （）0max??下下p? （）?下下其中， —由預應力產生的應力，W—截面抗彎模量， —混凝土軸心抗壓標準強p? ckf度。 Mmax、 Mmin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，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 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數(shù)的最小值)。公式（）變?yōu)? （）上上 WMpmin???公式（）變?yōu)? （）下下pax 由預應力鋼束產生的截面上緣應力 和截面下緣應力 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 以抵抗正負彎矩，由力筋 Np 上 和 Np 下 在截面上下緣產生的壓應力分別為： （）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—每束預應力筋的面積；—預應力筋的永存應力(可取 ~ 估算)；e?pdf 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁e—預應力力筋重心離開截面重心的距離；K—截面的核心距；A—混凝土截面面積，取有效截面計算。 W上下 ?AWK下上 ?b. 當截面只在下緣布置力筋 Np 下 以抵抗正彎矩時 當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （）peeMn?1min???下下下 當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （）peAKax???上下下c. 當截面中只在上緣布置力筋 N 上 以抵抗負彎矩時： 當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時 （）peeMn?1min??下上上 當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時 （）peAKax???下上上當按上緣和下緣的壓應力的限制條件計算時(求得預應力筋束數(shù)的最大值)。可由前面的式（）和式（）推導得： （）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需調整束數(shù)，當截面承受負彎矩時，如果截面下部多配 根束，則上部束39。下n也要相應增配 根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應力，同理，當截面承受正彎矩時，如果39。上截面上部多配 根束，則下部束也要相應增配 根。其關系為：39。上n39。下n當承受 時， miM39。39。 下上下 下下上 ekK???當承受 時， ax 39。39。 上下上 上上下 nn 預應力鋼束的估算對于連續(xù)梁體系，或凡是預應力混凝土超靜定結構，在初步計算預應力筋數(shù)量 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁時，必須計及各項次內力的影響。然而，一些次內力項的計算恰與預應力筋的數(shù)量和布置有關。因此，在初步計算預應力時，只能以預估值來考慮，本設計用 BSAS 輸出組合彎矩值來進行設計，此項估算是非常粗略的。用于計算的具體彎矩數(shù)值見表。具體計算如下：預應力鋼束采用 7φ5 型號，采用 YM1515。有關參數(shù)為：Ap=1514010－6 =(m2) 而預應力抗拉設計強度為 fpd=1860(MPa),本設計在估算預應力鋼筋時，預應力筋的永存應力取為：σ pe=1860=930(MPa)1. 僅在上緣布置預應力鋼束取第 17 號邊墩支座截面為例，計算如下：（1） 按正常使用狀態(tài)計算：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） 按承載能力極限計算時有：h0 =he==(m),fcd=,b=10m,Mp=(KN?m)受壓區(qū)高度為： =?? 武漢理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁=21)2/(0xhfAMnpdP??比較以上兩種情況，取 31 束鋼筋。2. 僅在下緣布置預應力鋼束以中跨跨中 29 號截面為例（1） 按正常使用階段計算有：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???下下下當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時： 由式(—18)有：=24peAKen?1max???上下下（2） 由承載能力極限狀態(tài)計算得：h0 =he==(m),fcd=,b=14m,Mp=(KN?m)受壓區(qū)高度為： =?? =17)/(0hfAnpdP? 綜上計算可以得 29 號截面需 24 根鋼束. 3. 上、下緣均布置預應力鋼束 以邊跨 9 號截面為例：（1） 按正常使用狀態(tài)計算有：查截面特性，有：I = (m4)，A =(m 2)， yS =(m)，y X =(m)，W 上 =(m3),W 下 =(m3),