【導讀】跨X河6×30m預應力簡支T形梁橋設計。內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計。本文設計的是預應力混凝土T形梁橋，第一部分主要內(nèi)容主要是通過水文。計算確定橋長，并通過方案的比選確定出本次設計的橋型，第二部分的內(nèi)容比較多，主。要包括結(jié)構(gòu)尺寸的擬、恒載和活載內(nèi)力計算、根據(jù)承載力配筋并進行截面的承載力和應。力驗算、張拉預應力鋼筋和計算預應力鋼筋的各種應力損失、驗算局部承壓和梁的撓度。變形計算，同時還簡單的計算復核了橫隔梁和行車道板的承載力。

　　

【正文】 （ 3）變截面的最大彎矩和最大剪力 計算變截面產(chǎn)生的剪力時，應特別注意集中荷載荷載 pk的作用位置。集中荷載若作用在計算截面，雖然影響縱坐標最大，但其對應的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動，就出現(xiàn)相反情況，因此應對兩個荷載進行比較，即影響線縱坐標最大值和橫向分布系數(shù)達到最大值的截面（ l/4 截面），然后取一個最 大的作為所求值。 28 90c mQk1 PKPKQk Mmax=(+) 6+= KN／ m Vmax=6+=270.798 KN／ m 可變作用沖擊效應 Mmax== KN／ m Vmax== KN／ m 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 23 頁 （ 4）支點處的最大彎矩和最大剪力 Vmax=16(+)+=3 KN／ m 可變作用沖擊效應 Vmax== KN／ m 梁 號 跨中 四分 點 變截面 支點 2 號梁 M 0 V 3 號梁 M 0 V 4 號梁 M 0 V (5)主梁內(nèi)力匯總 主梁內(nèi)力匯總表 表 梁位 1 2 3 M Q M Q M Q 恒載 跨中 0 0 0 L/4 變截面 支點 0 0 0 活載 跨中 L/4 變截面 支點 0 0 0 主梁作用效應組合 結(jié)構(gòu)重要系數(shù) ro=，基本組合用于承載能力極限狀態(tài)計算（驗算強度），短期基本組合用于正常使用極限狀態(tài)，長期基本組合用于正常極限狀態(tài)（用于驗算裂縫和撓度） 。 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 25 頁 內(nèi)力組合表 截面 彎矩（ KN/m） 剪力（ KN） 基本組合 M（ KN/m） /Q（ KN） 短期組合 M（ KN/m） /Q（ KN） 長期組合 M（ KN/m） /Q（ KN） MG1 MG2 MQ VG1 VG2 VQ r0Sud=r0（ +） SGik++1 跨中 0 0zz r0Md= r0Vd= Md= Vd= Md= Vd= L/4 變 支點 0 0 0 0 0 0 2 跨中 0 0 226..537 L/4 變 1265..794 支點 0 0 0 0 0 0 3 跨中 0 0 L/4 變 1265..794 支點 0 0 0 0 0 0 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 26 頁 4 預應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)跨中截面正截面抗裂要求，確定預應力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需的有效預加應力： Npe ≥)1( WeAWMps? Npe——使用階段預應力鋼筋永久應力的合力； Ms——按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值； A——構(gòu)件混凝土全截面面積； W——構(gòu)件全截面對抗裂驗算邊緣彈性抵抗矩； ep——預應力鋼筋的合力作用點至截面重心軸的距離； 對于 2 號梁： Ms= KNm 設預應力鋼筋截面重心距截面下緣為 ap=（ 125+125+125） /3=180mm，則預應力鋼筋的 合力作用點至截面重心軸的距離為 ep=yxap==，估算鋼筋數(shù)量時，可近似采用毛截面幾何性質(zhì)，由表 可得跨中毛截面面積 A=8880cm2，全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩： W=xyI = = 所以有效預加力合力為： Npe≥)1( WeAWMps?=) ( 5???=106 N 預應力鋼筋的張拉控制應力 ζcon==1860=1395Mpa 預應力損失按張拉控制應力的 20% 估 算 ， 則 所 需 預 應 力 鋼 絞 線 的 面 積 為 ：Ap= ? ?conpeN ?? = 6? ? =2 采用 3 束 11162。 鋼絞線，提供的預應力筋截面面積為： Ap=311139=4587mm2，內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 27 頁 采用夾片錨，金屬波紋管成孔，預留管道直徑約為 97mm，預應力筋束的 97mm 預應力筋束的布置如下圖所示： 502085 117 ,545 47 .55095140 預應力綱筋的布置 跨中截面預應力鋼筋的布置 根據(jù)《公預規(guī)》 條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應小于 30mm 及管道直徑的1/2。 根據(jù)《公預規(guī)》 條規(guī)定，后張法預應力混凝土構(gòu)件直線管道的凈距不應小于40mm，且不宜小于管道直徑的 倍；對于預埋的金屬管在豎直方向上可將兩管道疊置。 跨中截面的預應力鋼筋初步布置如圖 錨固面鋼束布置 為使施工方便，全部 3 束預應力鋼筋均錨于梁端，這樣布置符合均 勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且 N1， N2 在梁端均彎起較高，可以提供較大的預剪力，此時鋼束群重心至梁底距離為： ap= 3 1409550 ?? =95cm 校核上述布置的鋼束群位置： 502085 117,545 5095140 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 28 頁 其他截面鋼束位置及傾角計算 (1) 鋼束彎起形狀，彎起角 θ 及其彎曲半徑 為簡化計算和施工，所有鋼束位置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個豎直面內(nèi)，確定鋼束起彎角時，既要照顧到其彎起產(chǎn)生足夠的豎向剪應力，又 要考慮到所引起的摩擦預應力損失不宜過大， N1， N2和 N3彎起角 θ 均取 θ=176。，各鋼束的彎曲半徑： RN1=8000mm， RN2=25000mm， RN3=25000mm，鋼束各控制位置的確定以N3號鋼束為例，其彎起布置如圖 θ /240125θaciai直線段彎止點導線點彎起點直線段跨中截面中心線Lz Lb1 Lb2LdLw XkXi10 (2) 由 ld= : ld==111176。= 彎起點至導線點的水平距離 : lb2= 20? =8000tg( )176。= ∴ 彎起點至錨固點的水平距離 : lw=ld+ lb2=+= mm 則彎起點至跨中截面的水平距離為 : xk=2890/2+27lw= 根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點至導線點的水平距離為： lb1=176。=176。= mm ∴ 彎止點到跨中截面 的水平距： 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 29 頁 xk+lb1+lb2=++= 同理可以計算 N1， N2的控制點位置，將鋼束的控制參數(shù)匯總于下表 各鋼束彎曲控制要素表 表 鋼 束 號 升 高 值 C （ mm） 彎 起 角 （ 186。） 彎 起 半 徑 （ mm） 支點至錨固點 的距離（ mm） 彎起點至跨中截面 的水平距離 （ mm） 彎止點距跨中截面 的水平距離（ mm） N1 111 8000 25 N2 2500 25 N3 2500 25 (3) 各截面鋼束位置及其傾角計算 仍 N3號鋼束為例，計算鋼束上任一點 i 離梁底距離 ai=a+ci及該點處鋼束的傾角 θi，式中 a 為鋼束彎起前其重心至梁底的距離， a=100 mm， ci為 i 點所在計算截面處鋼束位置的升高值。 計算時，首先應判斷出 i 點所在的區(qū)段，然后計算 ci及 θi，即： 當 xixk≤0時， i 點位于直線段還未彎起， ci=0， a=ai=125mm， θi=0 當 0＜ xixk≤Lb1+ Lb2時， i 點位于圓弧曲線段， ci及 θi按下式計算， ci=R（ 1cosθi） ， θi=arcsin Rxx ki ? 當 xixk＞ Lb1+ Lb2時， i 點位于靠近錨固端的直線段上，此時， θi=θ0=176。， ci=（ xixkLb2） tgθ0 各截面鋼束位置 ai及其傾角 θi計算值詳見表 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 30 頁 各截面鋼束位置及其傾角計算表 表 非預應力鋼筋截面積估算及布置 按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預應力鋼筋數(shù)量，在確定預應力鋼筋數(shù)量后，非預應力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。 設預應力鋼筋和非預應力鋼筋的合力點到截面底邊的距離為 a=15cm ，則有：h0=ha=20015=185cm hf， = 22516? = bf， =L/3=， bf， =235cm bf， =b+6hb +12hf， =20+660+12=625cm， 截 面 鋼束編號 xk (㎜ ) Lb1+Lb2 (㎜ ) xi –xk (㎜ ) θ=arcsinRxx ki ? (176。) ci(㎜ ) ai =a+ ci (㎜ ) 跨中 xi=0 N1 為負值 , 鋼束尚 為彎起 0 0 100 N2 N3 L/4 xi=5490 ㎜ N1 783 6263 N2 6984 4176 N3 10747 2088 0 0 125 變截面 xi=13909 ㎜ N1 783 6263 N2 6984 4176 678 N3 10747 2088 0 0 0 125 支點 xi=14580 ㎜ N1 783 6263 N2 6984 4176 N3 10747 2088 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 31 頁 ∴ bf， =235cm γ0Md= ＜ fcdbf， hf， （ h0 2,fh ） fcdbf， hf， （ h0 2,fh ） =2350205（ 1850205/2） 106= ∴ 應按第一類 T 形梁計算 由 γ0Md≤fcdbf， x（ h02x）計算受壓區(qū)高度 x，即 103=1062350x（ 1850x/2） 109 化簡解得： x=＜ ξbh0=18500=555mm且＜ hf， =205mm 則根據(jù)正截面承載力計算要求的非預應力鋼筋截面面積為： As=sdppdfcd f Afxbf ?, = 280 ???? 0 故不需配非預應力筋。 內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)設計 第 32 頁 5 計算主梁截面幾何特性 后張法預應力混凝土梁主梁截面幾何特性應根據(jù)不同的受力階段分別計算，本設計中主梁從施工到運營經(jīng)歷了以下幾個階段 (1) 主梁預制并張拉預應力鋼筋（ Ⅰ 階段） 主梁 混凝土強度達到設計強度的 90%以后，進行預應力筋的張拉，此時管道尚未壓漿，所以其截面特性為計入非預應力鋼筋影響（將非預應力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計算中應扣除預應力管道的影響， T 梁翼板寬為 1600mm。 (2) 灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆 100mm濕接縫（ Ⅱ 階段） 預應力鋼筋張拉完成并進行管道壓漿、封錨后，預應力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆 100mm 濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所有此時的截面特性計算采用計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面， T 梁翼板 寬度為 1600mm。 (3) 橋面、欄桿及人行道施工和運營階段（ Ⅲ 階段） 橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為全截面參與工作，截面特性計算采用計入非預應力鋼筋和預應力鋼筋影響的換算截面， T 梁翼板有效寬度為 1700mm。 截面幾何特性的計算可以列表進行，以第一階段跨中截面為例列表如下，表 同理可以求得其他受力階段控制截面幾何特性，如表 第一階段跨中截面幾何特性計算表 表 分塊名稱 砼全截面 預留管道面積 凈截面面積 分塊面積Ai(cm2