【導(dǎo)讀】T梁橋設(shè)計(jì)凈—9+2×束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算，橫隔梁計(jì)算，蓋梁計(jì)算，下部結(jié)構(gòu)計(jì)算等。圖紙若干張，總橫、縱布置圖，主梁構(gòu)造圖，墩臺(tái)構(gòu)造圖，鋼筋圖等。本設(shè)計(jì)五跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁。作用在橋面上的荷載有結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力，混。荷載，以及所有車(chē)輛引起的土側(cè)壓力?；驹硎羌俣ê雎灾髁褐g橫向結(jié)。構(gòu)的聯(lián)系作用，橋面板視為沿橫向支撐在主梁上的簡(jiǎn)支梁。橋墩設(shè)計(jì)，橋墩采用樁柱式。由蓋梁柱和灌注樁組成。荷載計(jì)算與組合后，由極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法決定配筋。橋臺(tái)采用雙柱式橋臺(tái)，基。礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。構(gòu)，并且將橋跨結(jié)構(gòu)承受的荷載傳到地基中去，以確保上部結(jié)構(gòu)的安全使用。

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??第 2 章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 21 m a x 16 30 556 01 56 0 .9198221 0 .62162 = kNV ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 1 號(hào)梁 可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)： 0 1 9 0 3 9 9 8 4 7 5 9 7 k N mm a xM M . . .?? ? ? ? ? 0 1 9 0 3 0 7 7 3 5 8 4 7 k Nm axV V . . .?? ? ? ? 1 號(hào)梁 可變作用（人群）效應(yīng)： m a x1 1 78 09 39 09 4 57 +2 2 21 0 .492 2 022 = kN mM ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??m a x 78 30 556 56 28 0 .9198221 + 2 = kNV ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 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)可能同時(shí)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(jiàn)表 27。 表 27 主梁作用效應(yīng)組合 序號(hào) 荷載類(lèi)別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 支點(diǎn) N7截面 Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax Mmax Vmax /kN?m /kN /kN?m /kN /kN /kN?m /kN (1) 第一期永 久作用 0 (2) 第二期永 久作用 0 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 續(xù) 表 27 序號(hào) 荷載類(lèi)別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 支點(diǎn) N7截面 Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax Mmax Vmax /kN?m /kN /kN?m /kN /kN /kN?m /kN (3) 總永久作用=(1)+(2) 0 (4) 可變作用(汽車(chē) ) 公路 — I級(jí) (5) 可變作用(汽車(chē) )沖擊 (6) 可變作用 (人群 ) (7) 標(biāo)準(zhǔn)組合 =(3)+(4)+(5)+(6) (8) 短期組合 =(3)+(4)+(6) (9) 極限組合=(3)+ [(4)+(5)]+(6) 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(mǎn)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) 第 2 章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 23 對(duì)于簡(jiǎn)支梁帶馬蹄的 T 形截面，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 p k s pMn C A f k e? ?? ? ? (27) 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 27取用 1C ——與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路 Ⅰ 級(jí)， 1C 取 PA? ——一般 7 s? 鋼絞線 截面積，一根 鋼絞線 的截面積是 cm2，故 PA? =178。 由前面的 計(jì)算 可知， 成橋后跨中截面 截面的幾何特性 ， xy =，sk = 初估 pa =15cm，則鋼束偏心距為： pe = xy pa = 1 號(hào)梁： 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)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 pdf ，則鋼束數(shù)的估算公式為： dpd pMn a h f A? ? ? ?? (28) 式中： dM ——承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 27 取用 a ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 ~，本設(shè)計(jì)取用 pdf ——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見(jiàn)表 21，為 1260MPa 計(jì)算得 ： 3641 4 2 1 6 . 6 7 1 0 6 . 5 90 . 7 6 2 . 3 1 2 6 0 1 0 9 . 8 1 0n ????? ? ? ? ? 綜合以上三種情況考慮，取鋼束數(shù) n=7。 預(yù)應(yīng)力鋼束布置 1 跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 3461 1 2 5 4 . 2 4 1 0 6 . 7 90 . 5 1 9 . 8 1 0 1 8 6 0 1 0 ( 0 . 4 6 6 4 1 . 3 1 7 1 )n ? ???? ? ? ? ? ?燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 2 5 0023005 501 401 4010090 167284400150731 56 4231567 42400750300450 (a) 跨中截面 (b) 錨固截面 圖 鋼束布置圖（尺寸單位 ： mm） (1) 對(duì)于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑 70mm、外徑 77mm 的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不小于 3cm及管道 直徑的 1/2。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，水平凈距不小于 4cm 及管道 直徑的 倍，在豎直方 向可疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖 )所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為 ： 3 ( 9 . 0 1 6 . 7 ) 2 8 . 4 1 5 . 0 7 c m7pa ? ? ??? (2) 由于主梁預(yù)制時(shí)為小截面，若鋼束全部在預(yù)制時(shí)張拉完畢，有可能會(huì)在上緣出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力?？紤]到這個(gè)原因，本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固 1~ 6NN號(hào)鋼束， N7 號(hào)鋼束在成橋后錨固在梁端。 對(duì)于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面 形 心， 使 截面均勻受壓； 二是考慮錨頭布置的可能性 。以滿(mǎn)足張拉操作方便的要求。 按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖 (b)所示。 第 2 章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 25 25002300ys=yx=ap=Δy=kx=ks=下核心上核心3253255502150 圖 鋼束群重心位置復(fù)核圖式（尺寸單位： mm） 鋼束群重心至梁底距離為： 2 ( 4 0 8 0 ) 1 5 5 1 8 5 9 6 . 6 7 c m6pa ? ? ? ??? 為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面幾何特性。圖 示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見(jiàn)表 28所示。 表 28 鋼束錨固截面幾何特性計(jì)算 分塊名稱(chēng) iA iy iS iI i s id y y?? 2x i iI Ad? ixI I I?? 2/cm /cm 3/cm 4/cm /cm 4/cm 4/cm 1) 2) 3)=1)2) 4) 5) 6) 7)=4)+6) 翼板 3750 28125 三角承托 3626 1240018 腹板 11825 1448563 ∑ — — — — 84531147 其中： 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 1480313. 96 9 3 . 7 7 c m1 5 7 8 6 . 2 5isiSy A? ? ??? 2 3 0 9 3 .7 7 1 3 6 .2 3 c mxsy h y? ? ? ? ? 故計(jì)算得： 3 9 .3 1c mxxIk Ay????? 5 7 .1 0 c mssIk Ay????? ( ) 96 .6 7 ( 13 6. 23 57 .1 0) 17 .5 4c mp x xy a y k? ? ? ? ? ? ? ? 說(shuō)明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 2 鋼束起彎角和線形的確定 確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到由起彎產(chǎn)生足夠的豎向預(yù)剪力，又要 考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大。為此，本算例將端部錨固端截 面分成上、下 兩個(gè)部分（見(jiàn)圖 ），上部鋼束起彎角定為 15176。 ，下部鋼束起彎角定為 7176。 。 40040035025045015030038892120360支座中線310. 9261. 8212. 6293N1 N2N3 N4N5N615176。7176。 圖 封錨端混凝土塊尺寸圖（尺寸單位： mm） 為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根第 2 章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 27 鋼 束都布置在同一個(gè)豎直面內(nèi)。 圖 為半跨梁預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖。 3 鋼束計(jì)算 (1) 計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固點(diǎn)到支座中心的水平距離 xia （見(jiàn)圖 ）為： ? ?12 3 6 4 0 ta n 7 3 1 .0 9 c mxxaa ? ? ? ? ? ? ?34 3 6 8 0 ta n 7 2 6 .1 8 c mxxaa ? ? ? ? ? 5 36 25 ta n 15 29. 30c mxa ? ? ? ? ? 6 36 55 ta n 15 21. 26c mxa ? ? ? ? ? 圖 是鋼束的計(jì)算的簡(jiǎn)化圖示，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 1x 列表計(jì)算 在表 29 內(nèi)。 錨固點(diǎn)x 5計(jì)算點(diǎn)彎起結(jié)束計(jì)算點(diǎn)起彎點(diǎn)x 3 x 2 x 1a 1R主梁底面線跨徑中線yy 1y 2 圖 鋼束計(jì)算圖示（尺寸單位： mm） 表 29 鋼筋布置表 鋼束號(hào) 起彎高度 y/cm y1 /cm y2 /cm L1 /cm x3 /cm υ R /cm x2 /cm x1 /cm N1(N2) 100 7 N3(N4) 100 7 N5 100 15 N6 100 15 N7 100 18 (2) 控制截面的 鋼束 重心位置計(jì)算 ① 各鋼束重心位置計(jì)算 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 由圖 所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面 在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： ? ??co s10 ??? Raa i (29) Rxsin 4?? (210) 當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為： ?tan50 xyaa i ??? (211) 式中： ia ——鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離； 0a ——鋼束起彎前到梁底的距離； R——鋼束彎起半徑（見(jiàn)表 210）。 ② 計(jì)算鋼束群重心到梁底的距離 pa （見(jiàn)表 210） 表 210 各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置 截面 鋼束號(hào) x4 /cm R /cm sinα=x4/R cosα a0 /cm ai /cm ap /cm 四分點(diǎn) N1(N2) 未彎起 — — N3(N4) 未彎起 — — N5 N6 N7 N7 N1(N2) N3(N4) N5 N6 支點(diǎn) 直線段 y υ 5x 5tanx ? a0 ai N1(N2) 7 N3(N4) 7 N5 15 N6 15 (3) 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算 一根鋼束的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度直線長(zhǎng)度與兩端工作長(zhǎng)度之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)每根鋼束長(zhǎng)度計(jì)算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長(zhǎng)度，以利備料和施工。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 211 所示 。 第 2 章 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 29 表 211 備料和施工的鋼束總長(zhǎng)度 鋼束號(hào) R /cm 鋼束彎起角度 υ 曲線長(zhǎng)度 S=∏/180υR 直線長(zhǎng)度 x1 /cm 直線長(zhǎng)度L1 /cm 有效長(zhǎng)度 2(S+x1+L1)