【文章內(nèi)容簡介】 米結(jié)構(gòu)重力 （ N/m）； g—— 重力加速度， g=。 11 由前面計算， 34 4 442 6 . 9 0 5 4 / 2 6 . 9 0 5 4 1 0 /2 4 . 6 103 . 2 5 1 0cG k N m N mlmI c m mE M P a?? ? ??? ? ??? 由《公預規(guī)》查得 C40 混凝土的彈性模量 10E MPa?? ，代入公式得： 4 6 42 2 33 .2 5 1 0 1 0 1 0 3 2 .6 1 0 2 .9 1 7 ( )2 2 / 2 2 4 .6 2 6 .9 0 5 4 1 0 / 9 .80 .1 7 6 7 l n 2 .1 9 7 0 .0 1 5 7 0 .1 2 3 41 1 .1 2 3 4cccE I E If H zl m l G g? ? ????? ? ? ?? ? ? ???? ? ??? 車道荷載效應計算 計算車道荷載引起的空心板跨中及 l/4處截面效應時，均布荷載標準值 qk應滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值 Pk 只作用于影響線中一個最大影響線峰值處，影響線面積計算見表 15。 影響線面積計算表 表 15 項目 計算面積 影響線面積 ω 0 12M ll/4 220 1 1 1 1 24 .6 75 .6 452 4 8 8l l l? ? ? ? ? ? ? 14M 220 3 1 3 3 24 .6 37 .8 22 516 2 32 32l l l? ? ? ? ? ? ? l3l/16 12 12Q 1 / 2 1 1 1 1 1 2 4 .6 3 .0 7 52 2 2 8 8ll? ? ? ? ? ? ? ? 14Q 1 / 41 3 3 1 9 2 4 4 8 32 9? ? ? ? ? ?? ll? 0Q 0 11 ? ? ? ? ? （ 1）彎矩作用效應計算 彎矩作用效應計 算公式為： (1 μ ) ξ ( ω )q k k k kM m q P y? ? ?，計算結(jié)果見表 16。 各控制截面彎矩計算表 表 16 車道數(shù) 內(nèi)力 1+μ （ 1） ξ （ 2） m （ 3） qk (4) ω 0 (5) Pk （ 6） yk （ 7） 剪力效應 1 2 3（ 4 5+6 7） 不計沖擊值 （ kN） 兩車道 12M 1 14M 四車道 12M 14M （ 2） 剪力作用效應計算 ll/2l/2l3l/4l/41 13 剪力作用效應的計 算公式為： 00(1 μ ) ζ ( ω )1 [ ( ) ( 0. 083 ) ]24 q k k k kV m q P yQkNQ k N? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?(1 μ )ζ ( ω )q k k k kV m q P y? ? ? 各控制截面剪力計算表 表 17 車道數(shù) 內(nèi)力 1+μ （ 1） ξ （ 2） m （ 3） qk (4) ω 0 (5) Pk （ 6） yk （ 7） 剪力效應 1 2 3（ 4 5+6 7） 不計沖擊值 （ kN） 兩車道 12Q 1 14Q 四車道 12Q 49． 018 14Q 計算支點處剪力時，根據(jù)支點的影響線，車道荷載應該滿跨 布置，沿整個跨長橫向分布系數(shù)不同，這時橫向分布系數(shù)需按變化值考慮。 A．兩車道布載： 不計沖擊： 01 24. 61 [ 75 10. 5 12. 3 ( 75 75 ) 10. 5 ( 17 83 ) 284 .64 75 ]24 145 .48 5 Q kN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計沖擊： 0 1 . 1 2 3 4 1 4 5 . 4 8 5 1 6 3 . 4 3 8 Q k N? ? ? B．四車道布載： 不計沖擊： 01 24. 7 [ 19 10. 5 12. 3 ( 19) 10. 5 ( 17 0. 083 ) 284 .64 ]24 133 .36 3 Q kN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計沖擊： 0 1 . 1 2 3 4 1 3 3 . 3 6 3 1 4 9 . 8 2 0 Q k N? ? ? 作用效應組合 14 根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應選擇了四種最不利效應組合，分別為作用效應標準值、承載能力極限狀態(tài)、正常極限狀態(tài)、 彈性階段截面應力計算，見表 18 所示。 空心板作用效應組合計算匯總表 表 18 序號 作用種類 彎矩 M（ kNm） 剪力 V（ kN） 跨中 l/4 跨中 l/4 支點 作用效應 標準值 永久作用 效應 gI 0 IIg 0 g=g +I IIg （ SGK） 0 可變作用效應 車道荷載 不計沖擊 39。 1QKS (1 μ) QjkS?? 承載能力極限狀態(tài) 基本組合 Sud GKS （ 1） 0 QjkS （ 2） Sud=（ 1） +（ 2） 正常使用極限狀態(tài) 作用短期效應組合 sdS GKS （ 3） 0 39。 1QKS （ 4） sdS =（ 3） +（ 4） 使用長期效應組合 ldS GKS (5) 0 39。 1QKS (6) ldS =(5)+ (6) 彈性階段截面應力計算 標準值效應組合 S GKS 0 QjkS S= GKS + QjkS 15 四、預應力鋼筋數(shù)量估算及布置 預應力鋼筋數(shù)量的估算 本設 計采用先張法預應力混凝土空心板的構(gòu)造形式，在進行預應力混凝土橋梁設計時，需滿足不同設計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定預應力鋼筋的數(shù)量，然后根據(jù)構(gòu)件能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本設計按部分預應力 A類構(gòu)件進行設計，先根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預加力 Npe 按《公預規(guī)》 條， A 類預應力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應力，并符合以下條件： 在作用短期效應組合下，滿足 σ σ 0 .7 0st pc tkf?? 式中 σst —— 在作用短期效應組合 Msd作用下，構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力； σpc —— 構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的有效預壓應力。 在初步設計時， σst 和 σpc 可按下列公式近似計算： σ sdst MW? σ pe pe ppc N N eAW?? 式中 A、 W—— 構(gòu)件毛截面面積及其對毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩； pe —— 預應力筋重心對毛截面重心軸的偏心距， pe =y pa ， pa 可預先假定； sdM —— 按作用短期效應組合計算的彎矩值。 代入 σ σ pc tkf?? ，可求得滿足部分預應力混凝土 A 類構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的最小有效預加力為： sd tkpM pe e1AWN??? 本設計實例中， sdM = kN m，預應力空心板采用 C50， ftk = MPa,，以求得 16 空心板截面面積 A = cm2= 102 mm2 ，彈性抵抗矩： W=I/y 下= 104/()=104 cm3 =107 mm3。 假設 pa =45mm， pe =y pa =4502145=384 mm 代入得 6727 10 4 . 0 6 9 1 0pe 1 3 8 47 4 7 8 . 9 8 1 0 2 4 . 0 6 9 1 0N 1 9 6 8 0 8 6 .4 2 8 N? ??????? 則，所需預應力鋼筋截面面積 Ap 為 pp c on lNA σ σ? ?? 式中 conσ —— 預應力鋼筋的張拉控制應力； lσ? —— 全部預應力損失值。 本例采用高強度低松弛 7 絲捻制的預應力鋼絞線，公稱直徑為 ，公稱面積 140mm2，標準強度為 fpk =1860MPa， 設計強度 fpd =1260 MPa,彈性模量Ep = 105 MPa。 按《公預規(guī)》 σ con ≤ f pk , 現(xiàn)取 σ con = f pk ,預應力損失總和近似假定為 20%張拉控制應力來估算 ,則 ： pp 2pc on l c on c onNN 1 8 8 9 .4 8 4 m mσ σ σ 0 .2 σ 0 .8 0 .7 1 8 6 0? ? ? ?? ? ? ?? 預應力鋼筋布置 采用 15 根 股鋼絞線布置在空心板下緣 ,Ap=2100 2mm ，沿空心板跨長直線布置，鋼絞線重心距下緣的距離 pa =45mm，見圖 15。先張法混凝土構(gòu)件預 應力鋼絞線之間的凈距，對七股鋼絞線不應小于 25mm，在構(gòu)件端部 10 倍預應力鋼筋直徑范圍內(nèi)，設置 3~5 片鋼筋網(wǎng)。 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置 在預應力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置預應力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響?？招陌蹇蓳Q算成等效工字形截面來考慮，如圖 16 所示。 17 9 9 9 9 9 10 10 10 102.1536.5536.514 0. 49 9 9 9 9 由面積和面積距相等，可得： 2kk 12 b h 86 .1 80 .5 4 9. 1 17 66 21 .6 5 c m2? ? ? ? ? ? ? 3 3 3 2kk41 1 1 1 6 2 . 3 9 . 12 b h 8 6 . 1 8 0 . 5 4 1 7 9 . 1 4 1 7 9 . 1 ( 9 . 1 )1 2 1 2 3 6 2 2 3 33 12 94 4 c m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 由以上兩式聯(lián)立求得： kkh 7 7 .4 8 4 b 4 2 .7 2 9?? （ cm） 則得等效工字形截面的上翼緣板厚度為： 18 39。f h / 2 kh y h / 2 5 3 . 6 5 7 7 . 4 8 4 / 2 1 4 . 9 0 8 c m? ? ? ? ? 等效工字形截面的下翼緣板厚度 fh ： 39。f h / 2 kh y h / 2 5 3 . 6 5 7 7 . 4 8 4 / 2 1 4 . 9 0 8 c m? ? ? ? ? 等效工字形截面的腹板厚度為 : 39。fkb b 2 b 1 4 0 . 4 2 4 2 . 7 2 9 5 4 . 5 4 2 c m? ? ? ? ? ? 假設截面受壓區(qū)高度 39。fxh? ，設有效高度 0ph h a 1 0 7 3 4 5 1 0 2 8 m m? ? ? ? ? 正截面承載力為：