【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 彎矩（KN/m）剪力（KN）基本組合M（KN/m）/Q（KN）短期組合M（KN/m）/Q（KN）長(zhǎng)期組合M（KN/m）/Q（KN）MG1MG2MQVG1VG2VQr0Sud=r0（+）SGik+SGik+跨中00(M)(V)(M)(V)(M)(V)L/4支點(diǎn)000000第五章 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算鑒于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁跨中處的橫隔梁受力最大，通?？芍挥?jì)算跨中橫隔梁的作用效應(yīng)，其余橫隔梁可依據(jù)跨中橫隔梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。本設(shè)計(jì)取AA截面計(jì)算跨中橫隔梁的彎矩,取1號(hào)梁右截面計(jì)算剪力.根據(jù)《橋規(guī)》，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載，下圖示出跨中橫隔梁縱向的最不利荷載位置。 縱向行車輪對(duì)跨中橫隔梁的計(jì)算荷載為:汽超—20級(jí)Poq=ΣPiηi=(1401+140+120+120) = 繪制跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線及荷載組合 由于對(duì)主梁橫向分布系數(shù)的計(jì)算，知其橫向剛度很大，可將兩片梁視為一個(gè)整體，則橫隔梁的作用效應(yīng)影響線如下： 將求得的計(jì)算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載,并計(jì)入沖擊影響(1+μ),則得計(jì)算結(jié)果:彎矩 MAA =(1+μ)ξ PoqΣη=1(+++) =剪力 Q1右=(1+μ)ξ PoqΣη=1(+) =鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力較小，故計(jì)算中忽略不計(jì)。則荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為：Mmax =r0 Sud=（0+）=mQmax =r0 Sud=（0+）=第六章 行車道板內(nèi)力計(jì)算 多跨連續(xù)單向板由于箱梁的抗扭剛度很大，（抗扭慣性矩IT =），板的工作就接近與固定端，如下圖所示，結(jié)余安全距離和護(hù)欄（或防撞欄）的寬度后，外側(cè)翼緣板不會(huì)作用到其他活載作用，所以計(jì)算最不利的內(nèi)側(cè)翼緣板。由于t= h=∵則：m中 = m支 = 恒載內(nèi)力計(jì)算H=+=瀝青混凝土集度： g1 =23=C30 混凝土墊層集度：g2 =24=翼板自重： g3 =（+1）25=合計(jì)： g=g1+g2+g3 = 活載內(nèi)力計(jì)算 對(duì)于汽超—20級(jí)，后軸重P=140KN，著地長(zhǎng)度a2 =，寬度b2 =∴ a1 =a2 +2H=+2== b1 =b2 +2H=+2==b 故受力圖如圖所示：對(duì)于箱梁L=L+t=+=a180。== =140（2，）247。8247。=21，299KNm =m由Q的影響線得：y1 = y2 = 內(nèi)力組合 =+（+）=M0 = + =則：跨中彎矩：M中 = ==m 支點(diǎn)彎矩：M支 = ==m 第七章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算本設(shè)計(jì)選用17，7股模拔鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk =1860MP,混凝土采用C50 水泥。由于σcon ≦ fpk =1860=1395MP假定環(huán)境類別為Ⅰ級(jí)，安全等級(jí)為二級(jí)，即結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0 =1。 預(yù)應(yīng)力鋼束的估計(jì)及其布置 跨中截面鋼束的估算和確定根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各荷載組合作用下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需要的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋。（1） 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 由于標(biāo)準(zhǔn)跨徑d=40m 100m，所以宜采用A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面正截面抗裂要求A類構(gòu)件計(jì)算，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加應(yīng)力： Npe≧Npe——使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永久應(yīng)力的合力；Ms——按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；Ms = MG1 + MG2 + MQS =（正常使用極限狀態(tài)，按作用短期效應(yīng)組和計(jì)算）A——構(gòu)件混凝土全截面面積；A=42850cm178。ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離；全截面重心至梁頂?shù)木嚯x 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面重心距截面下緣的距離為αp =150mm，則預(yù)應(yīng)力的合力作用點(diǎn)到截面重心軸的距離為 ep =yd αp =h yu αp == W——構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩；ftk——混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。所以：由于 σcon ≦ fpk =1860=1395MP ，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為AP 180。=127165=19630mm178。，采用夾片式群錨，Ф70金屬波紋管成孔。（2） 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置① 跨中截面及錨固端截面的鋼筋位置在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能的使鋼束群重心的偏心矩大些，本設(shè)計(jì)采用外徑75mm，內(nèi)徑70mm的預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，管道到梁側(cè)的凈距不應(yīng)小于30mm，及管道直徑的一半。根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，在豎直方向可以疊置，根據(jù)上述規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖所示： ② 對(duì)于錨固端截面，鋼束錨固通?？紤]以下兩方面因素。一：預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心點(diǎn)盡可能的靠近形心，使截面均勻受壓；二：考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。按照錨頭布置的“均勻”“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束數(shù)如圖所示：Δy=αp （）==由于：KS = KX =所以鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。 鋼束彎起角和線形的確定 確定鋼束彎起時(shí)，既要照顧到由彎起產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要照顧到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大，為此，本設(shè)計(jì)將端部錨固端截面分成上下兩部分，上部鋼束的彎起角擬定為12186。（N9 —N12）,下部鋼束的彎起角擬定為7186。（N1 —N8），所有鋼束的線形均為直線加圓曲線，不設(shè)緩和曲線。并且每一束鋼束都處在同一豎平面內(nèi)。如圖所示： 鋼束計(jì)算① 計(jì)算鋼束起晚點(diǎn)到跨中的距離錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離，αxi 為：αx1=αx2 =αx3 =αx4 =αx5 =αx6 =300400tan7186。=αx7 =αx8 =αx9 =αx10 =αx11 =αx12 =300800tan7186。=αx13 =αx14 =αx15 =αx16 =αx17 =100+800tan12186。=鋼束計(jì)算匯總表：鋼束號(hào)yy1y2 l1x3ФRx2x1N1 –N410007186。N5–N810007186。N9N12100012186。② 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算ⅰ 各鋼束重心位置計(jì)算：當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為：ai =a0 +R(1cosα)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：ⅱ 〉計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離αp 各截面的鋼束位置及鋼束群重心位置計(jì)算表：截面鋼束號(hào)X4RCOSαα0 αiαp四分點(diǎn) N1 –N4未彎起N5–N8N9N12直線段yφX5x5 tanφα0αiαp支點(diǎn)N1 –N47176。N5–N87176。N9N1212176。③ 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算：一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度，直線長(zhǎng)度與兩端的工作長(zhǎng)度之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)每根鋼束長(zhǎng)度的計(jì)算，就可以得出一片主梁和一孔橋所需的鋼束總長(zhǎng)度，以利于備料和施工。鋼束長(zhǎng)度計(jì)算匯總表：鋼束號(hào)R(mm)彎起角φ（176。）曲線長(zhǎng)度S(mm)直線長(zhǎng)度x1 (mm)直線長(zhǎng)度L1 （m）有效長(zhǎng)度2（S+ x1 +L1）(mm)鋼束保留長(zhǎng)度（mm）鋼束長(zhǎng)度（mm）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)N1 –N47176。11400N5–N87176。11400N9N1212176。11400其中 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 根據(jù)《公路工程鋼及混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，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)力損失值包括前期預(yù)應(yīng)力損失（鋼束和管道壁的摩擦損失，錨具變形引起的損失，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（鋼絞線松弛，混凝土收縮和徐變引起的預(yù)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，而預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有所差異，分別計(jì)算各個(gè)截面（L/4截面，跨中截面，支點(diǎn)截面）。 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失按照《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》σl1=σcon〔1e（μθ+kx）〕181?！撌c管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管,查《公預(yù)規(guī)》=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)，對(duì)于預(yù)埋波紋管，查《公預(yù)規(guī)》=x——從張拉端到計(jì)算界面的管道長(zhǎng)度，可近似的取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度，則L/4截面管道摩擦損失σl1 計(jì)算表：鋼束號(hào)θ* =Фαx181。θ+kx1e（μθ+kx）σcon〔1e（μθ+kx）〕（186。）（rad）(m)(MPa)N1–N47 186。N5–N87 186。N9N1212 186。 同理可計(jì)算其他各截面的預(yù)應(yīng)力損失σl1鋼束號(hào)θ* =Фαx181。θ+kx1e（μθ+kx）σcon〔1e（μθ+kx）〕186。radm(MPa)支點(diǎn)截面N1–N40186。0N5–N80186。0N9N120186。0跨中截面N1–N47186。N5–N87186。N9N1212186。，鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σl2按照《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)考慮錨后反向摩擦的影響，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》附錄D，σl2 的計(jì)算公式：Lf=ΣL—錨具變形、鋼束回縮值，按《公預(yù)規(guī)》，對(duì)于夾片式錨具，∑△L=6㎜△ σd—單位長(zhǎng)度由管道摩檫引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計(jì)算EP —鋼絞線彈性模量，EP =195000MPa σ0—張拉端錨下控制應(yīng)力，本設(shè)計(jì)采用1395MPa σL—預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩檫損失后錨固端應(yīng)力，即扣除σL1后的鋼筋應(yīng)力； L—張拉端至錨固端的距離，本設(shè)計(jì)采用兩端張拉。則：σl2 =2Δσd (l fx)，其中x為計(jì)算截面距張拉段的距離?？缰?，L/4,支點(diǎn)截面處σl2 計(jì)算匯總表：鋼束號(hào)Δσd (MPa/mm)影響長(zhǎng)度lf （mm）錨固端σ （MPa）距張拉端距離x（mm）σl2 （MPa）跨中N1 –N4lf0N5–N8 lf0N9N12 lf0四分點(diǎn)N1 –N4N5–N8N9N12支點(diǎn)N1 –N4N5–N8N9N12（σl4）混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失取按應(yīng)力計(jì)算需要控制的截面進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于簡(jiǎn)支梁可取L/4截面按《公預(yù)規(guī)》，并將計(jì)算結(jié)果作為全梁各個(gè)截面的預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力損失的平均值，也可以直接按照《公預(yù)規(guī)》附錄E的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：σL4=αE△σpc m——張拉批次數(shù)，本設(shè)計(jì)中在一根主梁內(nèi)，有三根肋板，可以同時(shí)用三隊(duì)千斤頂同時(shí)張拉，（6）、（10）、（5）、（4）、（11）、（12），共分6批次張拉，m=6αEP ——預(yù)應(yīng)力鋼束的彈性模量與混凝土彈性模量之比，αEP =σpc ——全部預(yù)應(yīng)力鋼束（m批）的合力N P 在作用點(diǎn)（全部預(yù)應(yīng)力鋼束的重心點(diǎn)）處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力：式中：N P =(σCON σl1 σl2)A P =() AP =19630= AP ——預(yù)應(yīng)力鋼束的截面積，AP =19630mm178。