【文章內(nèi)容簡介】 到所引起的摩擦預應力損失不宜過大。為此，在設計時將端部錨固端截面分成上下兩部分（），上部鋼束彎起角定為15176。，下部鋼束彎起角定為7176。為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形都是圓弧加直線，并且整根鋼束都布置在同一個豎直面內(nèi)。圖43錨固段鋼束群位置圖（單位mm） 鋼束計算（1）計算鋼束起彎點至跨中的距離錨固點至支座中心線的水平距離axi（見圖43）為：圖45示出鋼束計算圖式，鋼束起彎點至跨中的距離x1列表計算在表42內(nèi)。圖44鋼束計算圖式（單位mm）表42鋼束起彎點至跨中距離計算表鋼束號起彎高度N1(N2)10072054N3(N4)1007N510015N610015（2）控制截面的鋼束重心位置計算①各鋼束重心位置計算由圖所示的幾何關系，當計算截面在曲線段時，計算公式為： 當計算截面在近錨固點的直線段時，計算公式為：式中：ai——鋼束在計算截面處鋼束重心到梁底的距離； a0——鋼束起彎前到梁底的距離； R——鋼束彎起半徑（見表43）。②計算鋼束群重心至梁底距離表43 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號四分點N1（N2）未彎起2054——N3（N4）N5N6支點直線段N1（N2）7N3（N4）7N515N615（3）鋼束長度計算一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度和兩端工作長度（270cm）之和，鋼束的曲線根據(jù)可以圓弧半徑和彎曲角度計算得出。通過計算每個鋼束的長度，就會得到一孔橋和一片主梁所需要的施工鋼束總長度。結果示于表44。表44 鋼束長度計算表鋼束號鋼束彎起角度?曲線長度（cm）直線長度直線長度有效長度 鋼束預留長度鋼束長度（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）=（6）+（7）N1（N2）20547100270N3（N4）7100140N515100140N615100140第五章 計算主梁截面幾何特性 截面面積及慣性矩計算 在預加應力階段，只需要計算小截面的幾何特性即可。計算公式如下：截面積 截面慣距 計算結果見表51。（1） 換算截面幾何特性計算①整體截面幾何特性計算在使用荷載階段需要計算大截面的幾何特性，計算公式如下：截面積： 截面慣距： 。式中：——分別為混凝土毛截面面積和慣距； ——分別為一根管道截面積和鋼束截面積； ——分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； ——分塊面積重心到主梁上緣的距離； ——計算面積內(nèi)所含的鋼束數(shù)； ——鋼束與混凝土的彈性模量比值。②有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 據(jù)《公預規(guī)》，預應力混凝土梁，在計算預應力混凝土應力所引起的混泥土應力時，預加力作為軸向應力所產(chǎn)生的應力，其按實際翼緣全寬計算，由預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力計算時按有效翼緣寬度。因此。作為有效寬度的計算方法的等效應力體積和原全寬內(nèi)的實際體積內(nèi)的結果是相等的，因此計算時用一種有效寬度截面的方法代替法向應力時，中性軸應采取原始的全寬度部分的中性軸。1）有效分布寬度的計算根據(jù)《公預規(guī)》，對于T形截面受壓區(qū)翼緣計算寬度bf’,應取用下列三者中的最小值：（主梁間距）此處，根據(jù)規(guī)范，取。故：。2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算 由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣距也不需折減，取全寬截面值。表51 跨中翼緣全寬截面面積和慣距計算表截面分塊名稱分塊面積分塊面積重心至上緣距離分塊面積對上緣靜距全截面重心至上緣距離分塊面積的自身慣距凈截面毛截面7968125724829914847852974548扣管道面積60670略4422229∑—73614257248299—4273751換算截面毛截面804978654045169644769431530鋼束換算面積50891略3929669∑—85586965404516—4026116計算數(shù)據(jù) n=6 扣管道面積 鋼束換算面積 在張拉階段和使用階段預應力混凝土梁有剪切應力，剪應力在這兩個階段應疊加。在每個階段中，所有的面積突變處剪切應力及中和軸位置，都要進行計算的。例如，張拉階段和使用階段的截面（圖51），除了兩個階段剪切應力aa和bb的位置需要計算，我們還必須計算兩個階段：（1）在張拉階段，凈截面的中和軸（簡稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應力疊加。（2）在使用階段，換算截面的中和軸（簡稱換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應力，應該與張拉階段在換軸位置的剪應力疊加。因此，對于每一個荷載作用階段，需要計算四個位置（共8種）的剪應力，即需要計算下面幾種情況的靜距：①aa線（圖51）以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸和換軸）的靜距；②bb線以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜距；③凈軸（nn）以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜距；④換軸（oo）以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜距；圖51張拉階段和使用階段的截面(單位mm)表52跨中截面對重心軸靜矩計算分塊名稱及序號b1=160cm ys=b1=240cm ys=靜距類別及符號分塊面積Ai（cm2）分塊面積重心至全截面重心距離yi(cm)對靜軸靜距Si=Aiyi(cm3)靜距類別及符號分塊面積Ai（cm2）分塊面積重心至全截面重心距離yi(cm)對換軸靜距Si=Aiyi(cm3)翼板①翼緣部分201223翼緣部分288537三角承托②對靜軸nn36505對換軸oo34545肋部③靜距san14268靜距sao13532∑(cm3)251975(cm3)336773下三角④馬蹄部分對凈軸靜距sbn(cm3)28523馬蹄部分對換軸靜距sbo (cm3)29491馬蹄⑤173469178514肋部⑥3184832967管道或鋼束3515030347∑198699210652翼板①凈軸以上凈面積對凈軸靜距snn(cm4)201237凈軸以上凈面積對換軸靜距sno(cm4)288576三角承托②3650534665肋部③5873653198∑296475376389翼板①換軸以上凈面積對凈軸靜距son (cm4)201216換軸以上換算面積對換軸靜距soo (cm4)288576三角承托②3650534665肋部③5869553347∑296417376588 其他截面特性值均可用同樣方法計算，下面將計算結果一并列于表53內(nèi)。表53主梁截面特性值總表 名稱符號單位截面跨中四分點支點混凝土凈截面凈面積Ancm2凈慣距Incm4凈軸到截面上緣距離ynscm凈軸到截面下緣距離ynxcm截面抵抗矩上緣Wnscm3下緣Wnxcm3對凈軸靜矩翼緣部分面積Sancm3凈軸以上面積Snncm3換軸以上面積Soncm3馬蹄部分面積Sbncm3鋼束群重心到凈軸距離encm混凝土凈截面換算面積A0cm2換算慣距I0cm4換軸到截面上緣距離y0scm換軸到截面下緣距離y0xcm截面抵抗矩上緣W0scm3下緣W0xcm3對換軸靜矩翼緣部分面積Saocm3凈軸以上面積Snocm3換軸以上面積Soocm3馬蹄部分面積Sbocm3鋼束群重心到換軸距離e0cm鋼束群重心到截面下緣距離apcm第六章 鋼束預應力損失計算 據(jù)《公預規(guī)》，計算并確定主應力梁截面鋼梁控制壓力的時候，應該計算預應力損失的價值，虧損張拉預應力梁包括前期預應力損失（鋼束和管道壁摩擦損失，造成混凝土彈性壓縮損失批張力）和后期預應力損失（鋼絞線應力松弛，混凝土收縮和徐變損失），而錨固鋼束內(nèi)應力和有效應力（永久應力）是相應的張拉應力損失扣除相應階段的預應力。由于在不同的位置預應力損失值有差異，現(xiàn)在是一個四分點截面（既有直線束通過，又有曲線束經(jīng)過）。對于其他的橫截面可以用同樣的方法來計算，其結果包含在內(nèi)力（）內(nèi)的預應力鋼筋束損失和預加內(nèi)力列表。 預應力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預應力損失按《公預規(guī)》，計算公式為：式中：——張拉鋼束時錨下的控制應力；根據(jù)《公預規(guī)》，對于鋼絞線取張拉控制應力為：——鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對于預埋波紋管?。弧獜膹埨说接嬎憬孛媲€管道部分切線的夾角之和（rad）；——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取k=；——從張拉端到計算截面的管道長度（m），可近似取其在縱軸上的投影長度，當四分點為計算截面時。四分點截面σl1的計算結果見表61。表61 四分點截面管道摩擦損失σl1計算表鋼束號N1(N2)7N3(N4)N5N6 由錨具變形、鋼束回縮引起的預應力損失按照《公預規(guī)》，對于曲線預應力鋼筋，在計算錨具變形和鋼束回縮引起的預應力損失時，應考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)《公預規(guī)》附錄D，σl2計算公式如下。反向摩擦影響長度：式中：——錨具變形，鋼束回縮值（mm），按《公預規(guī)》；對于夾片錨；——單位長度由管道摩擦引起的預應力損失，按下式計算：其中： ——張拉端錨下控制應力，本設計為1395MPa ——預應力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應力，即跨中截面扣除σl1后的鋼筋應力 ——張拉端至錨固端距離。張拉端錨下預應力損失：；在反向摩擦影響長度內(nèi)，距張拉端x處的錨具變形、鋼筋回縮損失值：；在反摩擦影響長度外，錨具變形、鋼筋回縮損失：。鋼束號影響長度錨固端距張拉端距離N1(N2)16333N3(N4)16710N5135277543N614313表62 四分點截面σl2的計算 當混泥土梁采用后張法分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束時產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失，根據(jù)《公預規(guī)》，計算公式為：式中：——在先張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應力，可按下式計算：其中：——分別為鋼束錨固時預加的縱向力和彎矩； ——計算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，。本設計采用逐根張拉鋼束，預制時張拉鋼束N1～N6，張拉順序為N5，N6，N1，N4，N2，N3。 39計算數(shù)據(jù)An= = In=54044639cm4 ynx= =鋼束號鋼束錨固時預加縱向應力 epi=ynxaicm預加彎矩Mp0=N p0 epi計算應力損失的鋼束相應鋼束至靜軸距離 MPa錨固時鋼束應力見表10合計N3