【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)橋名為期山橋。橋面凈寬為凈—，設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)，無(wú)人。設(shè)計(jì)是根據(jù)交通部現(xiàn)今最新規(guī)范的規(guī)定，對(duì)期山公路大橋進(jìn)行方案比選。文中主要闡述了該橋的設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程。應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋，跨徑布置16m，主梁為等截面T形梁，梁高為。驗(yàn)算、主梁變形驗(yàn)算、行車(chē)道板的計(jì)算以及主梁端部的局部承壓驗(yàn)算等。橋梁設(shè)計(jì)的基本原則是：安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀(guān)，并使構(gòu)造及造價(jià)合理。研究的重點(diǎn)是主橋的橋型和跨徑大小及布置。根據(jù)對(duì)期山橋的地形，地質(zhì)和水文等自然條件。方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋：孔徑設(shè)置為3跨，跨徑組成8m+16m+8m，用板式橡膠支座。主跨采用上承式鋼筋混凝土箱形拱，參照《橋梁工程》矢跨。主拱采用等截面懸。產(chǎn)生附加應(yīng)力，對(duì)基礎(chǔ)要求較高。加內(nèi)力，增加了設(shè)計(jì)計(jì)算的復(fù)雜程度。預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋結(jié)構(gòu)屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)便，適用于中小跨度橋梁。其中設(shè)備進(jìn)行裝配，施工簡(jiǎn)便，節(jié)約大量的模板，縮短工期。預(yù)制時(shí)，預(yù)留孔采用內(nèi)徑70mm、

　　

【正文】 ?? )(5 （ 512） 式中： ? — 張拉系數(shù)。一次張 拉時(shí)， ? =；超張拉時(shí)， ? =。 ? — 鋼筋松弛系數(shù)。 I 級(jí)松弛（普通松弛）， ? =； II級(jí)松弛（低松弛），? =。 pe? — 傳 力 錨 固 時(shí) 的 鋼 筋 應(yīng) 力 。 對(duì) 于 后 張 拉 法 構(gòu) 件 421 lllco npe ????? ???? ；對(duì)于先張拉構(gòu)件： 2lconpe ??? ?? 。 各截面鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 5l? 見(jiàn)表 55。 表 55 跨中截面 鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 5l? 截面 鋼束號(hào) )(MPape? )(5 MPal? 跨中截面 N1 N2 N3 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 6l? 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(jì)算： ? ?PopcEPocspl ttttE ?? ????? 121 ),(),( ? ???? （ 513） 221iePP ??? （ 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(duì)濕度為 75%，受荷時(shí)混凝土的加載齡期 ot =28 天，計(jì)算時(shí)間 ??t 。按上述條件，查《公橋規(guī)》表 得到： 3102 1 ),( ???ocs tt? ， ),( ?ott? 。各截面混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 6l? 見(jiàn)表 56，同理，也可計(jì)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 6l? 計(jì)算數(shù)據(jù) M P aEcmeeAIicmIcmAmkNglMmkNMkNNpnpnnnEpnigpopo1 9 5 0 0 0, 6 1 01 7 0 9 8 0 0 0, 5 5 0 0 3 9)1(21, 6 5 5, 0 5 224221?????????????????? pc?計(jì)算 )(MPaANnpo )(1 M P aeI MM nn gpo ? )(MPapc? （ 1） （ 2） （ 3） =（ 1） +(2) 6l?損失計(jì)算應(yīng)力 (4) ),( 0ttpcEp ??? ?? 221 iepP ??? (5) ),( 0ttE csp ?? np AA /5??? % ? ?)5()4( ? P?151? )( MPal ?? 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 施工階段傳力錨固應(yīng)力 po? 及其產(chǎn)生的預(yù)加力： 42139。 lllc o nlc o npo ??????? ?????? （ 515） 由 po? 產(chǎn)生的預(yù)加力 縱 向力： ?? c o s????? ppopo AN （ 516） 彎矩： pipopo eNM ?? （ 517） 剪力： ?? s inppopo AQ ???? （ 518） 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 57。 表 57 鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總表 截面 鋼束號(hào) 預(yù)加應(yīng)力階段 正常使用階段 432139。 lllll ????? ????錨固前預(yù)應(yīng)力損失 有效預(yù)應(yīng)力錨固時(shí)鋼束 6539。39。 lll ??? ??錨固后預(yù)應(yīng)力損失 有效預(yù)應(yīng)力錨固后鋼束 1l? 2l? 3l? 4l? )(39。MPalconpo????? 5l? 6l? 39。l? )(39。39。MPalpope????? 跨中截面 N1 3 0 N2 N3 第六章：主梁截面承載能力與應(yīng)力驗(yàn)算 持久狀況下截面承載能力極限狀態(tài)的驗(yàn)算 正截面承載能力的驗(yàn)算 （ 1） 確定混凝土受壓區(qū)高度 x 根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，對(duì)于帶承托翼緣板的 T形截面： 當(dāng) 39。39。 ffcdppd hbfAf ? 成立時(shí)，中性軸在翼緣板內(nèi)，否則在腹板內(nèi)。 kNhbfkNAfffcdppd 39。39。 ??????????? 即，受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說(shuō)明是第一類(lèi) T 形截面梁。 設(shè)中性軸到截面上緣的距離為 x ，則 cmhcmbf Afxobfcdppd 39。?????? ????? 式中： b? — 預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)，對(duì)于 C50 混凝土和鋼絞線(xiàn)，查表得 b? =； po ahh ?? =15015=135cm— 梁的有效高度，對(duì)于跨中截面， pa 為鋼束群重心至 梁底距離為 15cm。 說(shuō)明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài)。 （ 2） 驗(yàn)算正截面承載能力 根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，正截面承載力按下式計(jì)算，即： )2(39。 xhxbfM ofcddo ??? （ 61） 式中： o? — 橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，取 o? =； mkNMmkNxhxbfMdoofcddo???????????????? 8)2032 (032 )2( 339。?? 跨中截面正截面承載力滿(mǎn)足要求。 （ 3） 驗(yàn)算最小配筋率 根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿(mǎn)足下列條件。 1?crudMM （ 62） 式中： udM — 受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值， mkNM ud ?? ； crM — 受彎構(gòu)件正截面開(kāi)裂彎矩值，按下式計(jì)算 0)( WfM tkpccr ?? ?? （ 63） ooWS2?? （ 64） nrpnppc WMAN ??? （ 65） 式中： oS — 全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分截面對(duì)重心軸的面積矩，表 44即 cmSo ? ； oW — 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩，見(jiàn)表 44（ 2），即： cmWo ? ； pc? — 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。 M P aWMAN nr pnppc 436557 ?????? ??ooWS? mkNWfM tkpccr ?????? ?? )( )( 0?? 由此可見(jiàn)， 6 6 3 0 6 8 ???crudMM，尚需配置普通鋼筋來(lái)滿(mǎn)足最小配筋率。 1） 計(jì)算受壓區(qū)高度 x )()2(339。xxxhxbfMofcddo?????????? 解得 mhmx ob ????? ? 。 2） 計(jì)算普通鋼筋 sA 24 2 6 cmfAfbxfAsdppdcds??????????? 即在梁底部配置 254? 的 HRB335 鋼筋， cmAs ? ， 以滿(mǎn)足最小配筋率的要求。 斜截面承載力驗(yàn)算 （ 1）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 1） 復(fù)核主梁截面尺寸 T 形截面梁當(dāng)進(jìn)行截面抗剪承載力計(jì)算時(shí)，其截面尺寸應(yīng)符合《公橋規(guī)》 條規(guī)定，按下式計(jì)算，即 0,30 bhfV kcud ???? （ 66） 式中 dV — 支點(diǎn)截面處 由作用（ 或荷載） 產(chǎn)生的剪 力組合設(shè)計(jì) 值，?dV ； b — 相對(duì)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的 T 形截面腹板寬度，即 mmb 450? ； 0h — 支點(diǎn)截面有效高度， mmh 1 0 8 04201 5 0 00 ??? ； kNbhf okcu 3,3 ??????? ?? kNvdo ?? ? 所以，主梁的截面尺寸符合要求。 2） 截面抗剪承載力驗(yàn)算 根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，若滿(mǎn)足下式要求，則不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，即： otddo bhfaV ??? ?? （ 67） 式中： tdf — 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì) C50，為 ； 2a — 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取為 。 則： kNvkN do 7 5 51 0 8 04 5 3 ???????? ? ? 因此，需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。 ① 箍筋計(jì)算 根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，腹 板內(nèi)箍筋直徑不小于 10mm，且應(yīng)采用帶肋鋼筋，間距不應(yīng)大于 250mm。本設(shè)計(jì)采用 ? 10@20cm 的雙肢箍筋，則箍筋總截面積為： 21 5 mmA sv ??? 箍筋間距 vS =20cm，箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 MPafsv 280? ，箍筋配筋率 sv?為： %?? vSVSV bSA? 滿(mǎn)足《公橋規(guī)》 “箍筋配筋率 sv? ， HRB335鋼筋不應(yīng)小于 %”的要求。同時(shí)，根據(jù)《公橋規(guī)》 條規(guī)定，在距支點(diǎn)一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距縮小至 10cm。 ② 抗剪承載力計(jì)算 根據(jù)《公橋規(guī)》 條，主梁斜截面 抗剪承載力按式計(jì)算。即： pdcsdo VVV ??? (68) 式中： dV — 通過(guò)斜截面受壓端正截面內(nèi)最大剪力組合設(shè)計(jì)值 ,為 ； csV — 斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪承載力應(yīng)按 下式計(jì)算： svsvkcuocs ffPbhV ???? ,3321 )()( ??? ? (69) 1? — 異號(hào)彎矩影響系數(shù)，計(jì)算簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁近邊支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)， 1? =，但計(jì)算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)， 1? =； 2? — 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件， 2? =，但當(dāng)由鋼筋合力引起的截面彎矩與外彎矩的方向相同時(shí)，或允許出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件， 2? =； 3? —— 受壓翼緣的影響系數(shù)，對(duì)具有受壓翼緣的截面， 3? =； b — 斜截面受壓端正截面處 T 形截面腹板寬度， b =450mm； oh — 斜截面受壓端正截面處梁的有效高度， oh = 855mm； P — 斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率 , 0???? ??????PbhAA PbP p?sin — 采用全部 3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即 p?sin =。 所以： kNffPbhV svsvkcuocs 8 3)()( ,3321 ???? ? ???? kNVkNVVkNVmmAdpdcsPdppd i n032????????????????? 上述計(jì)算說(shuō)明斜截面抗剪承載力滿(mǎn)足要求。 （ 2） 斜截面抗彎承載力計(jì)算 由于鋼束均錨于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長(zhǎng)方向沒(méi)有變化，且彎起角緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制計(jì)算，不必驗(yàn)算，可通過(guò)構(gòu)造加以保證。 持久狀態(tài)下正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗(yàn)算 在作用短期效應(yīng)組合下的正截面抗裂驗(yàn)算 對(duì)預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土