【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 荷載短期效應(yīng)級(jí)會(huì)計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，其值按該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長(zhǎng)期反拱值之差采用。本設(shè)計(jì)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，跨中預(yù)拱度，支點(diǎn)，預(yù)拱度值按順橋向做成平順的曲線。持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)計(jì)算使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力，計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)并考慮溫差應(yīng)力。2,11,1跨中截面的有效預(yù)應(yīng)力跨中截面的有效預(yù)應(yīng)力：跨中截面的有效預(yù)加力：由表6得標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合。則： 2,11,；式中：按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的預(yù)應(yīng)力鋼絞線重心處混凝土法向應(yīng)力。有效預(yù)應(yīng)力：考慮溫差應(yīng)力，則預(yù)應(yīng)力鋼絞線中的拉應(yīng)力為： 2,11,3斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算斜截面正應(yīng)力計(jì)算選取支點(diǎn)截面的AA纖維（空洞頂面）、B纖維（空心板重心軸）、CC纖維（空洞底面）在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合和預(yù)加力作用下產(chǎn)生的主壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力計(jì)算。并滿足的要求。（空洞頂面）式中：支點(diǎn)截面標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，由表6。腹板寬度，；換算截面抗彎慣矩，（見表9）；AA纖維以上截面對(duì)空心板重心軸的靜矩，見九（二）計(jì)算。 式中：預(yù)加力產(chǎn)生在AA截面纖維處的正應(yīng)力。見九（二）計(jì)算。豎向荷載產(chǎn)生的截面彎矩，支點(diǎn)截面；AA纖維處正溫差應(yīng)力，見九（二）計(jì)算，反溫差應(yīng)力，不再贅述。則AA纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）:計(jì)入反溫差應(yīng)力時(shí)：則，C50混凝土主壓應(yīng)力限值為。，符合《公預(yù)規(guī)》要求。式中：BB纖維以上截面對(duì)空心板重心軸的靜矩。見九（二）計(jì)算。由前面九（二）計(jì)算得，（計(jì)入正溫差應(yīng)力），則（計(jì)入正溫差應(yīng)力） （計(jì)入反溫差應(yīng)力）則BB截面纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）。計(jì)入反溫差應(yīng)力：混凝土主壓力限值為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。 式中:CC纖維以下截面對(duì)空心板重心軸的靜矩，由九（二）計(jì)算。同樣由九（二）計(jì)算得，（計(jì)入正溫差應(yīng)力），（反溫差應(yīng)力），則 （計(jì)入正溫差應(yīng)力）（計(jì)入反溫差應(yīng)力）， 則CC纖維處的主應(yīng)力為（計(jì)入正溫差應(yīng)力）：計(jì)入反溫差應(yīng)力時(shí)：混凝土主壓應(yīng)力為，符合《公預(yù)規(guī)》要求。計(jì)算結(jié)果表明使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力和斜截面主壓力均滿足規(guī)范的要求。以上主拉應(yīng)力最大值發(fā)生在AA纖維處為，按《公預(yù)規(guī)》，在區(qū)段，箍筋可按構(gòu)造設(shè)置，在的區(qū)段，箍筋間距按下列公式計(jì)算：， 式中：箍筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，由前箍筋采用HRB335，其；同一截面內(nèi)箍筋的總截面面積，由前箍筋為雙肢。腹板寬度。則箍筋間距計(jì)算如下：，采用。 此時(shí)配箍率：。按《公預(yù)規(guī)》，對(duì)于HRB335，%，滿足要滶。支點(diǎn)附近箍筋間距，其他截面適當(dāng)加大，需按計(jì)算決定，箍筋布置見圖11，既滿足斜截面抗剪要求，也滿足主拉應(yīng)力計(jì)算要求，箍筋間距也滿足不大于板高的一半即：，以及不大于的構(gòu)造要求。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀態(tài)計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)算構(gòu)件在制造、運(yùn)輸及安裝等施工階段，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失），構(gòu)件自重及其它施工荷載引起的截面應(yīng)力，并滿足《公預(yù)規(guī)》要求，為此，對(duì)本設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算在放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)預(yù)制空心板的底壓力和板頂拉應(yīng)力。設(shè)預(yù)制空心板當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到C40時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線，迷時(shí)空心板處于初始預(yù)加力及空心板自重共同作用下，計(jì)算熔心板板頂（上緣），板底（下緣）法向應(yīng)力。C40混凝土，`，=，由此計(jì)算空心板截面的幾何特性，見表9.放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，空心板截面法向應(yīng)力計(jì)算取跨中、支點(diǎn)三個(gè)截面，計(jì)算如下：2,（由《公預(yù)規(guī)》）：式中：先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力，其值為：。其中，放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)預(yù)應(yīng)力損失值，由《公預(yù)規(guī)》，則 、下緣應(yīng)力由表6，空心板跨中截面板自重彎矩，則由板自重產(chǎn)生的截面法向應(yīng)力為：放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用，空心板上下緣產(chǎn)生的法向應(yīng)力為：下緣應(yīng)力：上緣應(yīng)力：截面上下緣均為壓應(yīng)力，且小于，符合《公預(yù)規(guī)》要求。 由表6，截面板自重彎矩，則由板自重在截面產(chǎn)生的板上下緣應(yīng)力為：板放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，由預(yù)加力及板自重共同作用下板上下緣應(yīng)力為：下緣應(yīng)力：上緣應(yīng)力：板上下緣應(yīng)力均為壓應(yīng)力，且小于，符合《公預(yù)規(guī)》要求。/預(yù)加力產(chǎn)生的支點(diǎn)截面上下緣的法向應(yīng)力為： 板自重在支點(diǎn)截面產(chǎn)生的彎矩為0，因此，支點(diǎn)截面跨中法向應(yīng)力為：， 下緣壓應(yīng)力為，跨中、支點(diǎn)三個(gè)截面在放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，板上下緣應(yīng)力計(jì)算結(jié)果匯總于表10.短暫狀態(tài)空心板截面正應(yīng)力匯總表 表10 截面項(xiàng)目 應(yīng)力位 置跨中截面截面支點(diǎn)截面作用種類預(yù)加力板自重00總壓力值壓應(yīng)力限值表中負(fù)值為拉應(yīng)力，正值為壓應(yīng)力，壓應(yīng)力均滿足《公預(yù)規(guī)》要求。由上述計(jì)算，在放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，支點(diǎn)截面上緣拉應(yīng)力為：，按《公預(yù)規(guī)》，預(yù)拉區(qū)（截面上緣）應(yīng)配置縱向鋼筋，并按以下原則配置：當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置的縱向鋼筋配筋率應(yīng)按以上兩者直線內(nèi)插取得。上述配筋率為，為預(yù)拉區(qū)普通鋼筋截面積，為截面毛截面面積，由兩者內(nèi)插得到時(shí)，的縱向鋼筋配筋率為，則。預(yù)拉區(qū)的縱向鋼筋宜采用帶肋鋼筋，其直徑不宜大于，現(xiàn)采用HRB335鋼筋，則，大于，滿足條件。布置在空心板支點(diǎn)截面上邊緣，見圖13。 為防止支點(diǎn)截面上緣拉應(yīng)力過大，還可以采用降低支點(diǎn)截面預(yù)壓力的方法，即支點(diǎn)附近設(shè)置套管，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土局部隔離，以不傳遞預(yù)應(yīng)力。設(shè)支點(diǎn)截面附近僅有4根鋼絞線傳遞預(yù)壓力，另5根隔離，則此時(shí)空心板上緣拉應(yīng)力將減為：，按《公預(yù)規(guī)》要求，%，的縱向普通鋼筋，其值為，則可采用鋼筋。按《公預(yù)規(guī)》，預(yù)應(yīng)力混凝土受變構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足下列要求：，式中：受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)值，由七（一）計(jì)算得。受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩值，按下式計(jì)算：。其中，扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋合力在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力，由九（一）計(jì)算得。換算截面重心軸以上部分對(duì)重心軸的靜矩，其值為： 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩，由六（四）計(jì)算得：?；炷凛S心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值，C50：。，代入，計(jì)算式得：。，滿足《公預(yù)規(guī)》要求。按《公預(yù)規(guī)》，部分預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件和普通受拉鋼筋截面面積不應(yīng)小于。本設(shè)計(jì)普通受拉鋼筋［］。這里采用空心板等效工字形截面的肋寬，計(jì)算結(jié)果說明滿足《公預(yù)規(guī)》要求。 （1）絞縫剪力影響線鉸綖剪力近似按荷載橫向分布理論計(jì)算，設(shè)絞縫剪力沿空心板跨找方向按半波正弦曲線分布，則上鉸接板橫向分布系數(shù)計(jì)算，可求得絞縫剪力影響線，參見圖14. 鉸縫剪力影響線的計(jì)算表達(dá)式：當(dāng)單位荷載作用在鉸縫以左時(shí)，絞縫處的剪力；當(dāng)單位力作用在鉸縫以右時(shí)，鉸縫處的剪力。式中：鉸縫以左各板的荷載橫向分布影響線豎標(biāo)值之和。由表2，得到鉸縫剪力影響線各坐標(biāo)值?？紤]空心板橋橫截面的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，只需計(jì)算絞縫的剪力影響線，計(jì)算結(jié)果列于表11，根據(jù)表11可畫出各鉸縫的剪力影響線。鉸縫剪力影響線計(jì)算表 表11荷載位置項(xiàng)目12345678經(jīng)計(jì)算比較，鉸縫最大剪力了生在第4號(hào)板與第5號(hào)板之間，即最不利?，F(xiàn)畫出剪力影響線（圖15），并在其上布置汽車荷載，得鉸縫的橫向分布系數(shù)： （2）.鉸縫剪力公路—級(jí)車道荷載中的均布荷載，沿板橋縱向展開成半設(shè)正弦荷載時(shí)，其表達(dá)式為：,其跨中峰值為，車道荷載中的集中荷載展開成半波正弦荷載時(shí)其表達(dá)式為：，跨中峰值為（集中荷載只作用于跨中）。計(jì)算鉸縫剪力時(shí)，由縱向取1長(zhǎng)鉸縫考慮，并考慮汽車沖擊系數(shù)及車道折減系數(shù)。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合，其鉸縫剪力效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：。近似設(shè)=0，則。（3）鉸縫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算按《圬工規(guī)范》，混凝土構(gòu)件直接受剪時(shí)，按下列公式計(jì)算：式中：鉸縫剪力設(shè)計(jì)值，；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本設(shè)計(jì)=；鉸縫受剪截面面積，鉸縫—受剪面積A，縱向取1長(zhǎng)鉸縫，偏安全取A=；混凝土抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，由《圬工規(guī)范》，鉸縫C30，；摩擦系數(shù)，采用；與受剪截面垂直的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，近似認(rèn)為=0， 則 鉸縫抗剪承載力滿足《圬工規(guī)范》要求。 欄桿計(jì)算欄桿構(gòu)造及布置見圖317，它由欄桿柱及上、下扶手組成，欄桿柱間距為3m。圖317 欄桿構(gòu)造圖（尺寸單位：cm）（1）永久作用效應(yīng)（參照?qǐng)D317）扶手自重：欄桿柱自重：欄桿柱根部截面上永久作用產(chǎn)生的總軸向力：（2）、荷載效應(yīng)按《橋規(guī)》，計(jì)算人行道欄桿荷載效應(yīng)時(shí)，作用在欄桿柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值去，作用在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取。則荷載效應(yīng)計(jì)算如下：由于扶手兩邊對(duì)稱，作用于扶手上的豎向力在欄桿柱根部截面產(chǎn)生軸向力，水平推力在欄桿柱根部截面形成剪力、彎矩，其大小為：（3）、效應(yīng)組合欄桿柱根部截面ⅠⅠ上按承載力極限狀態(tài)基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：（4）、欄桿柱的鋼筋布置欄桿柱采用C25混凝土，參照已有設(shè)計(jì)，欄桿柱受力鋼筋采用R235普通鋼筋，箍筋采用，布置如圖318。圖318 欄桿柱截面配筋圖（尺寸單位：cm）（見圖319）圖319 欄桿柱計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）欄桿柱是一個(gè)偏心受壓構(gòu)件，按實(shí)際的配筋進(jìn)行承載能力符合。按《公預(yù)規(guī)》，偏心受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于，一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于。本橋欄桿柱中，全部縱向鋼筋配筋率為：一側(cè)鋼筋的配筋率為：均滿足《公預(yù)規(guī)》要求?？上劝创笃氖軌簶?gòu)件計(jì)算。由所有的力對(duì)軸向力作用點(diǎn)取矩的平衡條件，得：取，則公式成為：式中：——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，C25混凝土；，——分別為受拉、受壓鋼筋面積，本橋采用對(duì)稱鋼筋?！謩e為，鋼筋的抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本橋，均采用R25普通鋼筋。 把上述各項(xiàng)數(shù)值代入平衡式得：整理后得：解得：則（《公預(yù)規(guī)》）由于，欄桿柱確實(shí)是大偏心受壓構(gòu)件。同時(shí)，說明受壓鋼筋離中和軸太近，構(gòu)件破壞時(shí)受壓鋼筋的應(yīng)力達(dá)不到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這時(shí)構(gòu)件正截面承載力可按下式近似計(jì)算得到：計(jì)算結(jié)果表明，截面抗彎承載力是足夠的。(1)、扶手的作用效應(yīng)計(jì)算按《公預(yù)規(guī)》作用在扶手上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值為，作用在扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值為。扶手可近似成兩端簡(jiǎn)支在兩根相鄰欄桿柱上的簡(jiǎn)支梁，承受水平推力產(chǎn)生的水平彎矩及豎向力產(chǎn)生的豎向彎矩，是一個(gè)雙向受彎的受彎構(gòu)件。簡(jiǎn)支在兩根相鄰欄桿柱上的扶手的計(jì)算跨徑取為欄桿柱間距，見圖320。圖320 扶手計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）則荷載產(chǎn)生的扶手跨中最大水平彎矩為：扶手跨中豎向彎矩為：扶手自重產(chǎn)生的跨中豎向彎矩為：效應(yīng)組合:扶手跨中豎向彎矩按承載能力極限狀態(tài)基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：扶手跨中水平彎矩按承載能力極限狀態(tài)基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：(2).扶手承載能力復(fù)核，材料為混凝土C25，鋼筋設(shè)置如圖320所示。扶手承載能力應(yīng)按豎向及水平方向分別予以復(fù)核，但由于扶手配筋在兩個(gè)方向是相同的，所以只要就最不利的一個(gè)方向進(jìn)行符合即可。首先驗(yàn)算配筋率： 或混凝土受壓區(qū)高度：截面能承受的彎矩設(shè)計(jì)值為：（豎向彎矩）（水平向彎矩）計(jì)算結(jié)果表明，扶手正截面抗彎承載能力是足夠的。第三章 下部結(jié)構(gòu)計(jì)算 設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅰ級(jí)；橋面凈空：凈9m+2；標(biāo)準(zhǔn)跨徑：lb = 16m，；上部構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板。河道水位標(biāo)高：；洪水位：吳淞基準(zhǔn) ；地質(zhì)資料：按無橫橋向的水平力（漂流物、沖擊力、水流壓力等）計(jì)算。通航要求：無通航要求河床底高程：地質(zhì)條件：地質(zhì)層規(guī)律，地下水較深對(duì)工程無不利影響，屬良好建筑場(chǎng)地。一層：亞粘土q1k=，厚7米二層：粘土q2k=，qr2=440kPa，厚6m三層：密實(shí)砂q3k=，qr=853kPa，厚20m鋼筋：均用HRB335鋼筋；混凝土：蓋梁、墩柱用C30，系梁及鉆孔灌注樁用C25。．4橋墩尺寸蓋梁支座距邊緣距離x按正、負(fù)彎矩相等計(jì)算。由M+ = M 得：