【正文】 荷載取 。其內力組合如表 72對應包絡圖為圖 722（2） 、作用長期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應組合，其效應組合表達式為：m0ud0Gik1Qjk2Snci j???? ?? ??? ?? ???11mnsdGikjQkijSS????211mnsdGikjQkijSS?????大學畢業(yè)設計（論文） 38 式中： 第 j 個可變作用效應的頻遇值系數，汽車荷載（不計沖擊2j?力） 1=，人群荷載 1=，溫度梯度作用 1=，支座沉降作用 1=。??具體到本設計：自重取 、恒荷載取 、車道荷載取 、人群荷載取、支座沉降取 、溫度荷載取 。其內力組合如表 73對應包絡圖為圖732。表 711 承載能力極限狀態(tài)下的內力組合 7截面號 剪力 彎矩 截面號 剪力 彎矩1 0 9Y 2 10 3 11 4 12 534 5 Z 13Z 5Y 13Y 6 534 14 7 15 8 16 9Z 17 0如下圖 711 為承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡圖：圖 711 承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡圖表 721 正常使用極限狀態(tài)下的內力組合（短期）21截面號 剪力 彎矩 截面號 剪力 彎矩1 0 9Y 大學畢業(yè)設計（論文） 39 2 10 3 11 4 12 5 Z 13Z 5Y 13Y 6 14 7 15 8 16 9Z 17 0如下圖 721 為承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡：圖 721 承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡圖表 731 正常使用極限狀態(tài)下的內力組合（長期）26截面號 剪力 彎矩 截面號 剪力 彎矩1 0 9Y 2 10 3 11 4 12 5 Z 13Z 5Y 13Y 6 14 7 15 8 16 9Z 17 0大學畢業(yè)設計（論文） 40 如下圖 731 為承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡圖：圖 731 承載能力極限狀態(tài)下的內力包絡圖第九章 鋼束估算一、鋼束橋規(guī)估算的原理與方法根據《橋規(guī)》 （JTL 02385）規(guī)定，預應力梁應按使用階段的應力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求來估算鋼束的數量。在本設計中，此橋為簡支轉連續(xù)橋的橋梁梁，主梁在簡支狀態(tài)下主要承受自重產生的正彎矩和預加力的作用，因此在正彎矩鋼束布置時應滿足簡支狀態(tài)下的受力要求。其次，截面上緣負彎矩的鋼束不僅用來承擔二期恒載、活載負彎矩及結構次內力，同時又是結構體系轉換的有效手段，因此在負彎矩鋼束布置時應注意到這一點。此主梁截面既要承受 Mmax 又要承受 Mmin 時，因此需要在梁上、下部都配置預應鋼束，其數量應根據主梁上、下緣不出現拉應力或不超過容許壓應力的控制條件來確定：當截面承受正彎矩 Mmax 時得式（811） 、 （812）：當截面承受負彎矩 Mmin 時得式（ 813） 、 （814）：max0ANeeMWW??????下 下 下上 上 上下 下 下 下 ??axR??下 下 下上 上 上上 上 上 上 min0ee??????下 下 下上 上 上上 上 上 上大學畢業(yè)設計（論文） 41 在大量的設計工作與計算分析中，主梁就強度而言，在使用階段主要只進行抗裂性驗算，壓應力一般不控制設計，因而根據式（812） 、 （813）可求的預應力束筋的最小根數：（815） 、 （816 ）事實上，在配置各截面的束筋時，受客觀條件的影響不可能完全按計算值配置；有時配置較多，但也不能超過一定的值。由式（811） 、 （814）可求的容許配置的束筋根數：（817） 、 （818 ）其中： 單根預應力束筋面積。yA束筋有效預應力。R混凝土容許承壓應力。??a、 束筋對截面形心軸的偏心距。e上 下、 截面承受的正、負彎矩maxMin、 截面上下邊緣的截面模量。W上 下、 截面上下核心距。K上 下A主梁混凝土面積。其中： 、??上 上 ??下 下??minAaNeeMRWW??????下 下 下上 上 上下 下 下 下????maxminyMKeKenRA???下 上 上 上下 下 下上 上inaxy?下 下 下上上 下 下上 上????????maxmin ayMKeeWRn RA?????下 下 下 下 下上 上上 下 下上 上??inax aye?下 下 下 下 上 上 上下 下 下上 上IA:上 下 IKA:下 上大學畢業(yè)設計（論文） 42 圖 811 截面特性值示意圖圖 812 截面特性值提取圖本設計張拉預應力鋼束的張拉控制應力為：考慮預應力損失為： 有效預應力為：單根鋼絞線的面積為：A y=140mm2對于 C40：R a=本設計屬于等截面的，因而截面特性值是常數，將以上數據代入（815） 、（816） （817） 、 （818）分別得到配束的最小根數與最多根數。在 Excel 中編輯公式計算得： MPa????3Lcon?219503yconMPa????大學畢業(yè)設計（論文） 43 表 811 預應力束配置計算公式中的參數預應力束 混 凝 土 截 面 的 特 性 值 內 力截面號 yARy K上 下 e上 下 W上 下 ??aRmaxMin1 930 18400 2 930 18400 3 930 18400 4 930 18400 5 Z 930 18400 5Y 930 18400 6 930 18400 7 930 18400 8 930 18400 9Z 930 18400 9Y 930 18400 10 930 18400 11 930 18400 12 930 18400 13Z 930 18400 13Y 930 18400 14 930 18400 15 930 18400 16 930 18400 17 930 18400 將上表格中的數據代入得各截面要配鋼束的數量范圍，如下表 812最少配束 最多配束 最少配束 最多配束截面號 n上 下 n上 下截面號 n上 下 n上 下1 9Y 2 10 3 11 大學畢業(yè)設計（論文） 44 4 12 5 Z 13Z 5Y 13Y 6 14 7 15 8 16 9Z 17 由上表分析可知：正彎矩鋼筋最少用 根，最多用 根： 負彎矩鋼筋最少用 根，最多用 根：因而本在設計中：正彎矩鋼筋采用 根，即，采用兩束 和兩束 。 正彎矩鋼筋采用 18 根，即，采用兩束 和兩束 。二、預應力鋼束的布置原則 連續(xù)梁預應力筋束的配置除滿足《橋規(guī)》 （JTJ 02385）構造要求外，還應考慮一下原則： （1） 、應選擇適當的預應力束筋的形式與錨具形式，對不同跨徑的梁橋結構，要選用預加力大小恰當的預應力束筋，以達到合理的布置形式。避免造成因預應力束筋與錨具形式選擇不當，而使得結構構造尺寸加大。當預應力束筋選擇過大，每束的預加力不大，造成大跨結構中布束過多，而構造尺寸限制布置不下時，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結構中，如選擇預加力很大的單根束筋，也可能使結構受力過于集中而不利。 （2） 、預應力束筋的布置要考慮施工過程的方便，也不能像鋼筋混凝土結構中任意切斷鋼筋那樣去切斷預應力束筋，而導致在結構中布置過多的錨具。由于每根預應力束筋都是一個巨大的集中力，這樣錨下應力區(qū)受力較復雜，因而必須在構造上加以保證，為此常導致結構構造復雜，而使施工不便。 （3） 、預應力束筋的布置既要符合結構的受力要求，又要注意在超靜定結構體系中避免引起夠大的結構次內力。 （4） 、預應力束筋配置，應考慮材料經濟指標的先進性，這往往與橋梁體系、構造尺寸、施工方法的選擇都有密切關系。 （5） 、預應力束筋應避免使用多長的反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大學畢業(yè)設計（論文） 45 大的磨阻力損失，降低預應力束筋的效益。 （6） 、預應力束筋的布置，不但要考慮結構在使用階段的彈性受力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結構在破壞階段時的需要。 三、預應力束筋的布置遵循預應力束筋布置的原則，結合本例的施工特點，鋼束布置線形見下圖上圖的線形的詳細位置通過軟件驗算可得表 81表 812；下表中預應力束的線性輸入到 mida 軟件中，可得圖 832。表 811 預應力鋼束的位置尺寸左邊跨各底板束的插入點均為插入單元的 I 端，鋼束坐標軸方向為單元的 IJ 方向鋼束名 位置 x（m） y（ m） z（m） R（m） 鋼束名 位置 x（ m） y（m） z（m） R（m）14 0 0 14 0 013 0 0 13 0 012 0 0 12 0 011 0 0 11 0 010 0 0 10 0 09 0 0 9 0 08 0 0 8 0 07 0 0 7 0 06 0 0 6 0 05 0 10 5 0 04 0 10 4 0 103 0 10 3 0 102 0 0 2 0 10底 111 0 0底 121 0 0鋼束名 位置 x（m） y（ m） z（m） R（m） 鋼束名 位置 x（ m） y（m） z（m） R（m）11 0 0 11 0 010 0 0 10 0 09 0 0 9 0 08 0 10 8 0 07 0 10 7 0 06 0 10 6 0 0底 135 0 0底 145 0 10大學畢業(yè)設計（論文） 46 4 0 0 4 0 103 0 0 3 0 102 0 0 2 0 01 0 0 1 0 0表 812 預應力鋼束分布位置詳細尺寸鋼束名稱 位置 x（m） y（m） z（m） R（m） 分配單元 插入單元 插入點 x1 02 0支座頂板 113 201—22—3344 30m鋼束名稱 位置 x（m） y（m） z（m） R（m） 分配單元 插入單元 插入點 x1 02 0支座頂板 123 201—22—3344 30m鋼束名稱 位置 x（m） y（m） z（m） R（m） 分配單元 插入單元 插入點 x1 02 0支座頂板 133 201—22—3344 30m鋼束名稱 位置 x（m） y（m） z（m） R（m） 分配單元 插入單元 插入點 x1 02 0支座頂板 143 201—22—3344 30m由上頂面、頂面鋼束位置表輸入 midas 中的下圖。圖 832 預應力鋼束布置側面圖圖 832 預應力鋼束布置支座處俯視圖大學畢業(yè)設計（論文） 47 圖 832 預應力鋼束布置的透視圖四、主梁毛、凈、換算截面幾何特性計算由上面的內力組合圖可以看出沿橋縱向，在橋的跨中和支座處內力最大，因而在本設計中只計算橋支座處和跨中的截面幾何特性。圖 841 為主梁跨中毛截面、凈截面、換算截面的示意圖：圖 842 為主梁支座處毛截面、凈截面、換算截面的示意圖。由 CAD 截面特性可查得其各截面的特性值。最后得跨中和支座處各截面特性值的匯總表 843。此設計采用 GTJ04（S）的預應力鋼束 Strand1860，其采用的是后張拉形式，即拉即注型。因而只考慮鋼束引起的截面變化，并最后將鋼束的面積都換算成混凝土的面積來計算換算截面的截面特性。 ????，依據《橋規(guī)》 （JTG D62）第 條取 。（17）的面積為 m2；（16）的面積為 m2；（15）的面積為 m2； 從而可得鋼束的換算面積為：161（17）的換算面積為 m2；（16）的換算面積為 m2；（15）的換算面積為 m2；將換算截面在保持重心不變的原則下加長、加大原來的截面，如圖 84842 的第三張圖，其突出部分為換算混凝土面積。表 843 跨中和支座處各截面特性值 截面位置