【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面積占截面面積的 10%～ 20%為合適?？紤]到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ JTG D6020xx）》對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度為 460mm，高度 250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度 130mm，以減小局部應(yīng)力。 按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁的跨中截面圖。如圖 12所示 ： 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 分塊名稱 分塊面積形心至上緣距離iy ()cm 分塊面積對(duì)上緣靜矩i i iS A y?? 3（ cm） 分塊面積的自身慣矩iI 4（ cm） i s id y y?? （ cm） 分塊面積對(duì)截面形心的慣矩 2x i iI Ad? 4（ cm） xI?iI=I 4（ cm） 翼板 三角承托 腹板 80 下三角 馬蹄 ? ??I 小毛截面 翼板 2700 三角承托 500 18..33 腹板 2600 80 下三角 169 馬蹄 1150 ? 7119 ??I 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。 永久作用集度 1．永久作用集度 （ 1）預(yù)制梁自重 ① 跨中截面段主梁的自重（四分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng) ）： ? ? kNq ???? ② 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長(zhǎng) ）： 主梁端部截面面積 A= ㎡ ? ? ? ? kNq ????? ③ 支點(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng) ） ? ? kNq ???? ④ 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： ? ? 31 6 1 ????? 端橫隔梁體積： ? ? 32 5 6 ????? 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為： ? ? ? ? kNq ?????? ⑤ 預(yù)制梁永久作用集度 ? ? mkNq /????? （ 2）二期永久作用 ① 現(xiàn)澆 T梁翼板集度 ? ? mkNq /6 2 ???? ② 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： m??? 一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： m??? 故： ? ? mkNq /5 6 4 ?????? ③ 鋪裝 9cm 瀝青混凝土鋪裝： mkN / ??? 8cm 混凝土鋪裝： mkN / ??? 若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則 ? ? ? ? mkNq /??? ④ 欄桿 一側(cè)防撞欄： kNm 若將兩側(cè)防撞欄均攤給五片主梁，則 ? ? mkNq /35/ ??? ⑤ 邊梁二期永久作用集度： mkNq / 5 4 6 ????? 2．永久作用效應(yīng) 圖 12 永久作用效應(yīng)計(jì)算 表 1— 3 邊 梁永久作用效應(yīng) 表 1— 3 作用效應(yīng) 跨中 四分點(diǎn) 支點(diǎn) ?? ?? ?? 一期 彎矩m?（ kN ） 剪力 ()kN 0 二期 彎矩m?（ kN ） 剪力 ()kN 0 ? 彎矩m?（ kN ） 剪力 ()kN 0 主 梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中?? 四分點(diǎn)?? 支點(diǎn) ?? 一期 彎矩m?（ kN ） 0 剪力 ()kN 0 二期 彎矩m?（ kN ） 0 剪力 ()kN 0 ? 彎矩m?（ kN ） 0 剪力 ()kN 0 如圖 1— 2所示，設(shè) x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令 xl?? 。 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： 21 (1 )2aM l g???? 1 (1 2 )2aQ lg??? 可變作用效應(yīng)計(jì)算 1．計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) （ 1）跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 本設(shè)計(jì)橋跨內(nèi)設(shè)三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： ??l 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) cm 。 ○1 計(jì)算主梁抗扭慣矩 tI 對(duì)于 T行梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算： 31mt i i iiI cbt??? 式中： iibt， ——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度； ic —— 矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m—— 梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： cmt 1050152301 ????? 馬蹄部分的換算平均厚度： cmt 38253 ??? tI 的計(jì)算見表 1— 4。 表 1— 4 tI 計(jì)算表 表 1— 4 ib（ cm） it（ cm） iibt ic 3 3 4( 1 0 )iT i i iI c b t m?? ? ? ? 翼緣板（ 1） 250 腹板（ 2） 20 馬蹄（ 3） 46 ? 其中 ic 的計(jì)算由下表 1— 4— 1 內(nèi)差求得： 表 1— 4— 1 ic 的計(jì)算 表 1— 4— 1 iibt 1 ic 13 計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 ma ? ； ma ? ； ma ? ； ma ?? ； ma ? ； 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 ???? ni ijiaaa12ij n1? 式中： n=5， ? ? cmai 2225 2 ????? 。 計(jì)算 所得的 ij? 值列于表 1— 5內(nèi) 表 1— 5 ij? 數(shù)值 表 1— 5 梁號(hào) 1i? 2i? 3i? 4i? 5i? 1 0 2 0 3 ④ 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 1號(hào)梁的橫向線和最不利荷載圖式如圖 1— 3所示。 可變作用（汽車公路 — I 級(jí)）： 兩車道： ? ? ??????mcq （ 2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù) 0m 如圖 1— 4 所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載， 1 號(hào)梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下： 可變作用（汽車）： ? ? ????m q （ 3）橫向分 布系數(shù)匯總（見表 1— 6） 一號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù) 表 1— 6 可變作用類別 cm 0m 公路 — I 級(jí) 3．車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 條，公路 — I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值kP 為： ( )kq kN m? 計(jì)算彎矩時(shí)： ? ? kNp k 180360 ??????? 計(jì)算剪力時(shí)： kNp k 6 ??? 4．計(jì)算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取 0m ，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從 0m 直接過渡到cm ，其余梁段均取 cm 。 （ 1） 求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 圖 15 計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖 15示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示，計(jì)算公式為： kkS mq mP y? ? ? 式中： S—— 所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力； kq —— 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； kP —— 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； ? —— 影響線上同 號(hào)區(qū)段的面積； y —— 影響線上最大坐標(biāo)值。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ? ?mkNM/ 7 7 5 67 6 6 2 2 2 6 6 6 6 ?????????????????汽 ? ? 4 0 77 6 6 2318 2 2 6 6 212 6 6 21v???????????????????汽 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： mkNuM M ????? 9 1 5 7 7 0汽 kNuVV ???? 汽 （ 2）求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力 圖 1— 6 圖 1— 6 為四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ? ?? ? mkNM????????????????? 221汽 ? ?kNV????????????????汽 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： mkNM ???? 8 72 9 1 5 3 2 7 mkNV ???? 9 1 5 3 1 （ 3）求支點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力 圖 1— 10 為支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖示。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ? ?? ? kNV 2 0 6 3 2 6 6 6 6 ????????????????汽 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： kNV 9 1 5 ??? 主梁作用效應(yīng)組合 本設(shè)計(jì)按《橋規(guī)》 — 條規(guī)定，根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選 擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表 17。 表 17 主梁作用效應(yīng)組合 表 1— 7 序號(hào) 荷載類別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 支點(diǎn) maxM maxV maxM maxV maxV ()kNm? ()kN ()kNm? ()kN ()kN （ 1） 第一期永久作用 0 （ 2） 第二期永久作用 0 （ 3） 永久作用 =（ 1） +（ 2） 0 （ 4） 可變作用（汽車） 公路 — I 級(jí) （ 5） 可變作用（汽車）沖擊 （ 6） 標(biāo)準(zhǔn)組合 = （ 3） +（ 4） +（ 5） （ 7） 短期組合 = （ 3） +? (4) （ 8） 極 限組合=? (3)+? [(4)+(5)] 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 跨中截面鋼束的估算和確定 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)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種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確 定主梁的配束。 1． 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 對(duì)于剪支梁帶馬蹄的 T 型截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，則得到鋼束數(shù) n 的估算公式： 1 ()kp pk s pMn C A f k e? ?? ? ? 式中： kM —— 持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表 1— 7 取用； 1C —— 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 1C 取用 pA? —— 一股 7 ? 鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是 ， 故pA? = cm 。 sk 大毛截面上核心距，設(shè)梁高為 h,sk 為 ? ?? ? ?? ss yhA Ik pe 預(yù) 應(yīng)力鋼束重心對(duì)大毛截面重心軸的偏心距， pspp ayhaye ????? ， pa可預(yù)先假定， h 為梁高， h=170cm。 sy 大毛截面形心到上緣的距離可查表 1； ?I 大毛截面的抗彎性矩見表 1； 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為 aMPf 1860pk ? ，設(shè)計(jì)強(qiáng)度 apd MPf 1260? ，彈性模量ap MPE ?? 。 mNM k ??? 9 6 6 ? ? ? ? cmyhA Ik ss 0 9 1 6 9 7 8 7 6 9 9 ?????? ? ? 假設(shè) pa =19cm 則 pspp ayhaye ????? == 鋼束數(shù) n 為 梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 ? ? ? ? 49664 30641 ??????????? ?pspkp k ekfAC Mn 2．按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度 cdf ，應(yīng)力圖式呈矩形，同時(shí)應(yīng)力鋼束也到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度 pdf ，則鋼束數(shù)的估算公式為： dpd pMn h f A?? ? ? ? 式中： dM —— 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 1— 7取用； ? —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 — ，本設(shè)計(jì)取用 ；