【導(dǎo)讀】點(diǎn)X=，Y=，設(shè)計(jì)標(biāo)高，第二交點(diǎn)X=，要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。計(jì)算行車速度：100hkm/；橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年；橋面凈空及標(biāo)準(zhǔn)橫斷面：橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度34m；通航凈高：8m，凈寬。最高通航水位，最低通航水位。完善，技術(shù)水平高?；尹S色，飽和，流塑狀。灰色，飽和，稍密～中密狀，局部為互層，為新近沉積土，欠固結(jié)，含螺貝殼片。該層砂層中標(biāo)貫擊數(shù)。含天然螺貝殼片，系淺海相沉。擊，水平滲透系數(shù)K20=×10-7scm/。限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qs=29kPa，樁端極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值qp=900kPa。分布穩(wěn)定為良好的樁尖持力層，標(biāo)貫擊數(shù)一。本地地震基本烈度為6度，該工程按7度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。的組合值；估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量并對(duì)其進(jìn)行布置；計(jì)算主梁截面的幾何特征值；性及變形驗(yàn)算；持久狀態(tài)下和短暫狀態(tài)下構(gòu)件截面應(yīng)力驗(yàn)算。工安排以及施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)措施等。

　　

【正文】 應(yīng)盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；其次考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。錨固端截面的鋼束布置如圖 所示。 圖 錨固端截面鋼束布置圖（單位： cm ） 32 錨固端截面鋼束群重 心至梁底的距離為： cma y 185155125642322 ???????? 為驗(yàn)核上述布置得鋼束群重心位置，需計(jì)算錨固端截面的幾何特性。圖 示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見(jiàn)表 所示。 圖 鋼束群重心位置復(fù)核圖式 （單位： cm ） cmy s ? cmy x 8 7 2 2 71 2 7 1 0 ??? cmAy Ik xs ???? ?? cmAy Ik sx 46 3219 ???? ?? ? ? 02 9 8 1 7 2 2 78 5 7 ????????? cmkyay xxy ， 說(shuō)明鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。 33 表 錨固端截面特性計(jì)算表 分塊名稱 分塊面積 Ai（ 2cm ) 分塊面積行心至上緣的距離 yi(cm) 分塊面積對(duì)上緣 的 靜 矩Si=Aiyi( 3cm ) 分塊面積的自身慣矩 Ii ( 4cm ) di=ysyi (cm ) 分塊面積對(duì)截面形心的慣矩 Ix=Aidi2 ( 4cm ） I=Ii+Ix ( 4cm ) 支點(diǎn)大毛截面 (大毛截面形心至上緣的距離 ys＝Σ Si/Σ Ai= cm ) 翼板 4680 9 42120 126360 三角承托 腹板 11136 114 1269504 34209792 下三角 0 0 0 0 0 0 0 馬蹄 0 0 0 0 0 0 0 Σ 鋼束彎起角和線形的確定 確定鋼束的彎起角時(shí)，既要照顧到由彎起產(chǎn)生足夠的 豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的預(yù)應(yīng)力摩擦損失不宜過(guò)大。預(yù)應(yīng)力鋼束的彎起角一般不宜大于 20176。該設(shè)計(jì)中 3號(hào)鋼束的彎起角定為 15176。， 7 號(hào)鋼束的彎起角定為 7176。 . 所有鋼束布置的線型均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個(gè)豎平面內(nèi)。 鋼束計(jì)算 計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離 xia 為： （如圖 所示） ? ? cmaa xx 0 7 0 ???? ? ? ? cmaa xx 1 4 1 ???? ? cma x 6 4 a n20283 ???? ? cma x 6 0 2 a n50282 ???? ? cma x 5 6 4 a n80281 ???? ? 圖 梁端錨固點(diǎn)圖（單位： cm） 下面計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 1x ，計(jì)算圖式如圖 所示， 34 圖 鋼束計(jì)算圖式 結(jié)果如表 所示。 表 鋼束參數(shù)計(jì)算表 鋼束號(hào) 彎起高度 y (cm ) 彎起角φ 直線段長(zhǎng) L1 (cm) y1 (cm ) y2 (cm ) R(cm ) x3 (cm ) x2 (cm ) x1(cm ) N4(N5) 20 7 100 N6(N7) 7 100 N3 113 15 100 N2 15 100 N1 15 100 （ ???? s i n,c os,c os1,s i n 21321211 ?????????? RxLxyRyyyLy） 各計(jì)算截面的鋼束重心位置計(jì)算 由圖 所示到幾何關(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 Rx4sin ?? 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 ??? 上兩式中： ia — 鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離 35 0a — 鋼束起彎前到梁底的距離 R — 鋼束彎起半徑 獲得各鋼束重心到梁底距離后，就可計(jì)算鋼束群重心到梁底距離 ya maa imiy /1??? 計(jì)算結(jié)果如表 所示。 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)度可以根據(jù)圓弧半徑與彎起角度進(jìn)行計(jì)算。利用每根鋼束長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)果，就可得出一片主梁所需鋼束的總長(zhǎng)度，以利備料與施工。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 表 各計(jì)算截面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) ay(cm) 四分點(diǎn) N4(N5) 未彎起 12 12 N6(N7) 未彎起 N3 未彎起 12 12 N2 未彎起 N1 變化點(diǎn) N4(N5) 未彎起 12 12 N6(N7) N3 12 N2 N1 支點(diǎn) 直線段 y φ x5 x5tanφ a0(cm) ai(cm) ay(cm) N4(N5) 20 7 12 N6(N7) 7 N3 113 15 12 N2 15 N1 15 跨中 N4(N5) 未彎起 12 12 N6(N7) 未彎起 N3 未彎起 12 12 N2 未彎起 N1 未彎起 36 表 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算 鋼束號(hào) R(cm) 鋼束彎起角度φ 曲線長(zhǎng)度(cm) 直線長(zhǎng)度 x1 直線長(zhǎng)度L1 (cm) 有效長(zhǎng)度(cm) 鋼束預(yù)留長(zhǎng)度(cm) 鋼束總長(zhǎng)度 (cm) (3) (1) (2) (4) (5) (6) (7) (8) N4(N5) 7 100 140 N6(N7) 7 100 140 N3 15 100 140 N2 15 100 140 N1 15 100 140 RS ??180?? ?112 LxS ?? 37 4 計(jì)算主梁截面幾何特性 截面幾何性質(zhì)的計(jì)算需要根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。主梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段： 階段一：主梁混凝 土澆筑，預(yù)應(yīng)力筋束張拉 混凝土澆注并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，但此時(shí)管道尚未灌漿，因此此時(shí)的截面幾何性質(zhì)為扣除預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留管道的凈截面，該階段頂板的寬度為 180 cm 。 階段二：灌漿封錨，吊裝并現(xiàn)澆頂板 80 cm 的連接段 預(yù)應(yīng)力筋張拉完成并進(jìn)行管道灌漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力筋就已經(jīng)能夠參與全截面受力。再將主梁吊裝就位，并現(xiàn)澆頂板 80 cm 的連接段時(shí)，該段的自重荷載由上一階段的截面承受， 此時(shí)，截面的幾何性質(zhì)為擠入了預(yù)應(yīng)力筋的換算截面性質(zhì)。該階段頂板的寬度仍為 180 cm 。 階段三：二期恒載及活載作用 該階段主梁截面全部參與工作，頂板的寬度為 260 cm ，截面的幾何性質(zhì)為計(jì)入了預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì)。 以跨中截面為例，靜矩的計(jì)算圖式如圖 所示。 圖 跨中截面靜矩計(jì)算圖式 計(jì)算結(jié)果如表 所示。 38 表 主梁截面特性性值總表 名稱 符號(hào) 單位 截面 跨中 四分點(diǎn) 變化點(diǎn) 支點(diǎn) 第一階段截面 換算面積 AO 2cm 換算慣矩 IO 4cm n1n1 軸到截面上緣距離 yos cm n1n1 軸到截面下緣距離 yox cm 截面抵抗矩 上緣 WOS 3cm 下緣 WOX 3cm 對(duì) n1n1 軸靜矩 翼緣部分 San1 3cm n1 軸以上 Sn1n1 3cm o2 軸以上 So2n1 3cm o3 軸以上 So3n1 3cm 馬蹄部分 Sbn1 3cm 鋼束群重心到 n1 軸距離 ep cm 第二階段截面 換算面積 AO 2cm 換算慣矩 IO 4cm o2o2 軸到截面上緣距離 yos cm o2o2 軸到截面下緣距離 yox cm 截面抵抗 矩 上緣 WOS 3cm 下緣 WOX 3cm 對(duì) o2o2 軸靜矩 翼緣部分 Sao2 3cm n1 軸以上 Sn1o2 3cm o2 軸以上 So2o2 3cm o3 軸以上 So3o2 3cm 馬蹄部分 Sbo2 3cm 鋼束群重心到 o2 軸距離 ep cm 第三階段截面 換算面積 AO 2cm 換算慣矩 IO 4cm o3o3 軸到截面上緣距離 yos cm o3o3 軸到截面下緣距離 yox cm 截面抵抗矩 上緣 WOS 3cm 下緣 WOX 3cm 對(duì) o3o3 軸靜矩 翼緣部分 Sao3 3cm n1 軸以上 Sn1o3 3cm o2 軸以上 So2o3 3cm o3 軸以上 So3o3 3cm 馬蹄部分 Sbo3 3cm 鋼束群重心到 n1 軸距離 ep cm 39 5 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 跨中截面正截面承載力計(jì)算 跨中截面尺寸及配筋情況見(jiàn)圖 。 mma p 34520531203 ?????? ； mmahh pp ????? ； 腹板寬度 mmb 220? ； 上翼緣板厚度為 mm180 ，考慮承托的 影響， 其平均厚度為： ? ?mmh f2202 6 0 0/10050021218039。??????? ?????? 圖 跨中截面尺寸圖（單位： cm ） 上翼緣的有效寬度 39。fb 取下列數(shù)值中的較小值： （ 1） SmmSb f ,260039。 ?? 為上翼緣的實(shí)際寬度； （ 2） lmmlb f ,39。 ??? 為計(jì)算跨徑； （ 3） 39。39。 122 fhf hbbb ??? ，因承托坡度 3/1515 0 01 0 0/ ???hh bh ，以 hh3 代替 hb ， mmb f 0 9 2 3 20 0 0 1121 0 062 2 039。 ?????? 因此， mmbf 260039。 ? 。 首先，按公式 39。39。 ffcdPpd hbfAf ???? 判斷截面類型： NAf Ppd 9 8 0 7 8 4 07 7 8 41 2 6 0 ???? Nhbf ffcd 3 8 4 9 4 5 6 0 39。39。 ?????? 39。39。 ffcdPpd hbfAf ???? ，所以此 T形截面屬于第一類 T 形截面，應(yīng)按寬度為 39。fb 的矩形截面計(jì)算其承載力。 混凝土受壓區(qū)高度為： mmhmmbf Afx ffcdPpd 77841260 39。39。 ????????? 40 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ?? ， mmh ???? ，則 0bhx ?? 所以截面承載力為： mKNxhxbfMfcddu???????? ??????????? ?? 2039。 mKNM d ???? 5 3 2 5 3 2 ? ddu MM 0?? ，表明跨中截面的抗彎承載力滿足要求。 斜截面抗剪承載力計(jì)算 根據(jù) JTG D622021 的規(guī)定，選取距支座中心 2/h 處截面和變截面點(diǎn)處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力復(fù)核。兩個(gè)驗(yàn)算截面的截面尺寸如圖 所示。 圖 驗(yàn)算截面尺寸圖（單位： cm ） 變截面點(diǎn)處截