【文章內(nèi)容簡介】 N12777N23801N3482600200N12777N23801N34826第4章 ：主梁截面幾何特性計算 截面面積及慣矩計算本設(shè)計中的T形梁從施工到運營經(jīng)歷了如下三個階段。第一階段：主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋階段主梁混凝土設(shè)計強(qiáng)度達(dá)到90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面的截面特性計算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T形梁翼板寬度為1600mm。第二階段：灌注樁封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆600mm濕接縫階段當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后進(jìn)行管道注漿工作，封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝完成后現(xiàn)澆250mm濕接縫，但濕接縫還沒參與截面受力，這時的截面特性計算采用計入預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T形翼板有效寬度為1600mm。第三階段：橋面、欄桿及人行道施工和營運階段橋面濕接縫達(dá)到強(qiáng)度后，此時主梁就變成全截面參與工作。此時截面特性計算計入預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算面積。T形翼板有效寬度為2200mm。凈截面幾何特性計算在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計算小截面的幾何特性。計算公式為：凈截面積 （41） 凈截面慣性矩 （42） 式中：—分別為混凝土毛截面面積和慣矩； —分別為一根管道截面積和鋼束截面積； —分別面積重心到主梁上緣的距離； —計算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； —鋼束與混凝土的彈性模量比值，本設(shè)計=。第一階段跨中截面的截面幾何特性計算見表41。表41 跨中截面（b=160cm）幾何特性分塊名稱混凝土全截面181870002300017098000預(yù)留孔道面積略1112000 －18187000—1089000計算數(shù)據(jù)：換算截面幾何特性計算在使用荷載階段需要計算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面）的幾何特性，計算公式：換算截面積： （43） 換算截面慣性矩： （44） 第三階段跨中截面的截面幾何特性計算見表42。表42 跨中截面（b=185cm）幾何特性分塊名稱混凝土全截面19617000400020127000預(yù)留孔道面積略506000 －19617000510000 截面靜矩計算 在張拉階段，凈截面的中性軸位置產(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。 在使用階段，換算截面的中性軸位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。 故對每一個荷載作用階段，需要計算四個位置的剪應(yīng)力，即需要計算下面幾種情況的靜矩：（1）aa線以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩；（2）bb線以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩；（3）凈軸（n n）以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩；（4）換軸（o o）以上（或以下）的面積對中性軸的（凈軸和換軸）靜矩。計算結(jié)果見表43。圖41 靜矩計算圖（尺寸單位：cm）表43 跨中截面對重心軸靜矩計算分塊名稱及序號小毛截面 b=160cm,ys=分塊名稱及序號小毛截面 b=184cm,ys=靜矩類別靜矩類別翼板?翼緣板部分對凈軸靜矩2880翼板?翼緣板部分對換軸靜矩三角承托?420三角承托?肋部? 120肋部? 下三角④馬蹄部分對凈軸靜矩下三角④馬蹄部分對換軸靜矩馬蹄⑤1125馬蹄⑤1125肋部⑥200肋部⑥200管道或鋼束管道或鋼束 翼板?凈軸以上凈面積對凈軸靜矩2880翼板?換軸以上凈面積對換軸靜矩三角承托?420三角承托?肋部? 肋部? 翼板?換軸以上凈面積對凈軸靜矩2880翼板?換軸以上凈面積對換軸靜矩三角承托?420三角承托?肋部? 肋部? 截面幾何特性匯總（表44）表44（1） 小毛截面（b=160cm）幾何特性匯總表計算截面跨中截面 17098000截面抵抗矩上緣下緣對凈軸靜矩鋼束群重心到凈軸距離表44（2） 大毛截面（b=185cm）幾何特性匯總表計算截面跨中截面 20127000截面抵抗矩上緣下緣對凈軸靜矩對凈軸靜矩鋼束群重心到凈軸距離鋼束群重心到截面下緣距離第5章 ：鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失 計算公式： （51）式中：；；。對于跨中截面： （52）為錨固點到支點中線的水平距離。，各鋼束摩擦力損失值的計算結(jié)果見表51。同理，可計算出其他控制截面處的值。表51（1） 跨中截面各鋼束摩擦應(yīng)力損失值鋼束號度radN110N210N310合計 錨具變形、鋼束回縮引起的應(yīng)力損失根據(jù)《公橋規(guī)》附錄D，的計算公式如下：首先計算反向摩擦影響長度，即 （53） 式中：—為錨具變形，鋼束回縮值（mm），對于夾片錨=6mm； —為單位長度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下式計算： （54） 式中：—為張拉端錨下控制應(yīng)力，； —為預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿摩擦損失后錨固端應(yīng)力，即跨中截面扣除后鋼筋應(yīng)力； —張拉端至錨固端距離，=18960mm。 （55）張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失： （56） 在反向摩擦影響長度內(nèi)，距張拉端處的錨具變形、鋼束回縮損失： （57） 在反向摩擦影響長度外，錨具變形、鋼束回縮損失：。將各束預(yù)應(yīng)力鋼筋反向摩擦影響長度列于表52。鋼束號N11395N21395N31395表52 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋反向摩擦影響長度求得后可知三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線均滿足要求，所以距張拉端為的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的應(yīng)力損失，即： （58） （59） 若，則表示該截面不受反摩阻影響。將各控制截面的計算列于表53。表53 錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失表截面鋼束編號跨中截面N17900截面不受反摩阻力影響0N27900N37900L/4截面N14025N24025N34025截面不受反摩阻力影響0支點截面N1150N2150N3150 預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失后張法梁當(dāng)采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，計算公式如下： （510）式中： （511） 其中：、—分別是鋼束錨固時預(yù)加的縱向力和彎矩； —為計算截面上重心到截面凈軸的距離。本設(shè)計采用逐根張拉鋼束，張拉順序為NNN3，計算時應(yīng)從最后張拉時的一束逐步向前推進(jìn)。下面是各截面分別張拉時混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失的計算見表54。表54 分批張拉時混凝土彈性壓縮引起跨中截面的預(yù)應(yīng)力損失截面 鋼束號計算應(yīng)力損失的鋼束號合計N37254172547254N2N21N1N11 鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失對于超張拉工藝的低松弛及鋼絞線，鋼絞線由松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失的終極值，計算公式如下： （512）式中：—張拉系數(shù)。一次張拉時，=；超張拉時，=。 —鋼筋松弛系數(shù)。I級松弛（普通松弛），=；II級松弛（低松弛），=。 —傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力。對于后張拉法構(gòu)件；對于先張拉構(gòu)件：。各截面鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失見表55。表55 跨中截面鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失截面鋼束號跨中截面N1N2N3 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失可按下式計算： （513） （514） 由于混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成，即設(shè)橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度為75%，受荷時混凝土的加載齡期=28天，計算時間。按上述條件，查《公橋規(guī)》：。各截面混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失見表56，同理，也可計算出其他截面。表56 跨中截面混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失計算數(shù)據(jù)（1）（2）（3）=（1）+(2)(4)(5)% 預(yù)加力計算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總施工階段傳力錨固應(yīng)力及其產(chǎn)生的預(yù)加力： （515） 由產(chǎn)生的預(yù)加力縱向力： （516） 彎矩： （517） 剪力： （518） 計算結(jié)果見表57。表57 鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總表截面 鋼束號跨中截面N10N2N3第六章：主梁截面承載能力與應(yīng)力驗算 持久狀況下截面承載能力極限狀態(tài)的驗算 正截面承載能