【導(dǎo)讀】預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度7絲捻制的鋼絞線，公稱直徑為，公稱面積。假設(shè)墩底標高與地面標高同。σ=60kpa，地基容許承載力[?0]=400kpa，內(nèi)摩擦角為200,土的密度r=(已?？紤]浮力),不計風力和流水壓力。1．完成一份結(jié)構(gòu)嚴謹、表達清楚、書寫規(guī)范的學士學位論文；3．熟悉公路橋梁的各部詳細構(gòu)造；4．掌握公路橋梁設(shè)計計算內(nèi)容、步驟、方法；5．熟悉橋梁博士、橋梁通軟件的使用。同時繪制出合理的主梁橫斷面尺寸圖和配筋圖，橋梁上部結(jié)構(gòu)圖。將所以的內(nèi)容整理成word文檔的形式，A4出圖，同時準備答辯。本設(shè)計采用預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋，跨徑為25m，主梁為變截面T型梁。為，支點梁高為。本文主要闡述了該橋的設(shè)計和計算過程。上部結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力、配筋計算，再進行強度、應(yīng)力及變形驗算，最后進行下部結(jié)構(gòu)驗算。

　　

【正文】 、 W—— 構(gòu)件截面面積和對截面受拉邊彈性地抗拒 Ms = m 估算鋼筋數(shù)量時，可以近似的采用毛截面幾何性質(zhì)，按給定的截面尺寸計算： Ac =9003 cm2 ， ycs = cm 則 ycx== cm Wx =I/ ycx=36528195/= cm3 假設(shè) ap=300 mm=30 cm 則 ep = ycx ap== cm 所以有效預(yù)應(yīng)力合力為： Npe≥ Ms/ W（ 1/A+ ep /W） = N 預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度的 7 絲捻制的鋼絞線，公稱直徑為 mm，公稱面積為 140 mm2 ； 標強 fpk=1860KPa，彈性模量 EP =195000 MPa 張拉控制應(yīng)力為 fpk= 1860=1395 MPa，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 倍估算，則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋面積為： Ap=Npe/（ 1 1395） = mm2 ； 所以所需要的預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)為： np=Ap/ Ap1=, 選用 54 根鋼筋采用 6 束 9Φ 預(yù)應(yīng)力鋼筋束，供給的預(yù)應(yīng)力面積 Ap=54140=7560 mm2 ； 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計手冊 預(yù)應(yīng)力技術(shù)及設(shè)備材料》第二版中有關(guān)錨具的規(guī)定判斷，本設(shè)計 中張拉端錨選用 OVM123— 9 型錨具，起參最小值為： 錨墊板 A=190 mm，兩錨具中心線間的距離 a=225 mm，錨具中心線離邊緣的距離 b=130 mm 波紋管內(nèi)徑為 70 mm，預(yù)留管道直徑為 72 mm， A1= cm2 。 南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計 25 構(gòu)造布置要求 根據(jù)《公橋規(guī)》，直線管道的靜距不應(yīng)小于 40 mm，且不小于管道直 徑的 倍，管道內(nèi)徑的截面面積不應(yīng)該小于兩倍的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積。 確定跨中及錨固端截面的鋼束位置 本設(shè)計采用金屬波紋管成孔，對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造的前提下，盡可能的使鋼束重心偏心距大些，取 ay=3（ 150+250） /6=20 cm； 按照錨頭布置的“均勻、分散”的原則，錨固截面布置鋼束群重心至梁底的距離為： ay=（ 2 100+120+160） /6=80 cm 鋼束的彎起角和線形位置的確定 圖 初步設(shè)定：上部鋼束的彎起角為 10176。，兩根鋼束的豎向間距暫定為 40 cm，下部鋼 束的彎起角為 8176。，相應(yīng)的鋼束間距為 40 cm。 為方便施工，所有鋼束布置的線性均選用兩端為圓弧中間再加一段直線，并且整根鋼束道都布置在同一豎直平面內(nèi)。 鋼束的幾何計算 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置 26 Rx 4L 1x 5y1y2x 1x 2x 3a 圖 力筋長度計算（以 N N2 力筋鋼束為例） 設(shè)定斜段長度 Lcd=60 cm 梁錨頭中心線至跨中管道中心的高度： h=h2h1=3015=15 cm 梁錨頭中心線至曲線終點的高度： h3= LcdSinθ =60 Sin8176。 = cm 曲線終點至跨中管道中心的高度： h4=hh3== cm ?曲線半徑： Rh4=R? Cosθ 所以推出 R= cm 由《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的曲線形預(yù)應(yīng)力的曲線半徑對鋼絲束、鋼紋線鋼絲直徑等于或小于 5m，不宜小于 4 m，鋼絲直徑大于 5 mm，半徑不宜小于 6 m， 即 R= cm600 cm,滿足要求 求彎起點 K 的位置： Lw=R Sinθ = Sin8176。 = cm b=20+h2 tanθ =20+30 tan8176。 = cm 切線點至錨頭水平投影長 C=h/tanθ = cm 切線長度 T=R tan(θ /2)= cm 切線水平投影 e=T Cosθ = cm 斜線短水平投影 d=Ce== cm 圓弧長度 L=Rθπ /180176。 = cm 弧線終點至梁跨中心線的距離 f=L1/2(b+C+T)= cm 半垮力筋的長度 L=Lcd+L 弧 +f= cm 曲線終點至跨中距離： f+T+e= cm 南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計 27 表 力筋長度計算表 （單位 ： mm） 編號 h1 h2 h h3 h4 b c T e d Lcd L 弧 f NN2 150 300 150 242.2 1067.3 477.9 473.3 594 600 9538 15716 NN4 250 700 450 366.5 298.4 3201.9 2633.4 2607.8 594.1 600 5255.6 11346.3 N5 150 1200 1050 104.2 945.8 280.4 5954.8 5446.6 5363.9 590.9 600 10860.1 5798.2 N6 250 1600 1350 104.2 1245.8 350.9 7656.2 7174.3 7065.3 590.9 600 14304.9 2298.6 R12= mm， R34= mm， R5= mm， R6= mm h 為力筋提高的高度 表 鋼束布置表 （單位： mm ） 力筋編號N 半垮力筋長度 f+e+T 半徑 R 彎起角 工作長度 每束鋼束總長 N N2 8176。 750 N N4 8176。 750 N5 10176。 750 N6 10176。 750 力筋的高度計算 以 N N2 為例， f=15716 mm， f+e+T= mm 跨中力筋距梁底距離： h1=150 mm，曲線半徑 R= mm 四分點處： X=874 0 mmf=15716 mm,所以 h=h1=150 mm 變化點處： X=13610 mmf=15716 mm，所以 h=150 mm 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置 28 支點截面： h=300 mm 表 力筋高度匯總表 （單位 ： mm） 項目 N N2 N N4 N5 N6 R f 15716 跨中 X=0 150 250 150 250 四分點 X=8740 150 250 變化點 X=13610 150 支點截面 X=17050 300 700 1200 1600 主梁截面幾何特性計算 在求得各驗算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計算主梁凈截面和換算截面的面積，慣性矩及梁截面分別為重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩。最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗算準備計算數(shù)據(jù)。 后張法預(yù)應(yīng)力砼梁，在張拉鋼束時管道尚未壓漿，由預(yù)加力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面計算；在使用階段，管道已壓漿，鋼束與砼之間已經(jīng)有很強的粘結(jié)力，故 按換算截面計算，灌漿封錨就位并現(xiàn)澆 50 cm濕接縫。 本設(shè)計中的 T 形梁從施工到運營經(jīng)歷了如下階段： （ 1）主梁預(yù)制并安裝張拉預(yù)應(yīng)力筋 該階段中主梁寬度為 180 cm，邊主梁寬度為 255 cm （ 2）主梁吊裝就位后現(xiàn)澆頂板 50 cm的連接段，但濕接縫還未參與截面受力，此時截面幾何特性為計入了預(yù)應(yīng)力鋼筋束的換算截面性質(zhì) （ 3）橋面防撞石施工和運營階段： 橋面濕接縫硬結(jié)后，參與橋截面受力，中主梁頂板寬度為 2300 mm，邊主梁頂板寬度為 1800 mm 南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計 29 表 張拉階段主梁截面幾何特性 截面位置 截面 分塊名稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離 yjs（ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對截面形心的慣性矩 Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs ws=I/yx cm2 cm cm3 cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm3 cm3 跨中截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 扣除管道面積 244 ∑ 7859 33857797 四分點截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31374142 扣除管道面積 244 5 ∑ 7859 33857797 變化點截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 35260859 扣除管道面積 244 77 1446676 ∑ 7859 33857797 支點截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 12078 886641 40871847 40792144 扣除管道面積 244 ∑ 11834 40871847 注 : n=9, ΔA=π cm2/4= cm2 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及其布置 30 表 使用階段主梁截面幾何特性計算 截面位置 截面 分塊名 稱 分塊面積Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離yjs （ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 鋼束群重心至換算軸距離 ep 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對截面形心的慣性矩 Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs wx=I/yx ws=I/ep cm2 cm cm3 cm cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm3 cm3 cm3 跨中截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31278245.67 扣除管道面積 244 4 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391 33587797 35802585 鋼束換算面積 ∑ 33587797 四分點截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 31374142 扣除管道面積 244 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391 33857797 38745543 鋼束換算面積 ∑ 33857797 注：換算截面 A=(αEP1)nΔAp ， n=9, ΔA=π cm2/4= cm2 續(xù) 表 南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計 31 截面位置 截面 分塊名 稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心至上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜距Si=Aiyi 全截面重心到上緣距離yjs（ y0s） 全截面重心到下緣距離yx 鋼束群重心至換算軸距離 ep 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對截面形心的慣性矩Ip=Aidi2 I=∑Ip+∑Ii 截面抵抗矩 W ws=I/yjs ws=I/yx ws=I/ep cm2 cm cm3 cm cm cm cm4 cm cm4 cm4 cm4 cm4 cm4 變化點截面 b1=180cm （凈截面） 毛截面 8103 542391 33857797 35260859 扣除管道面積 244 77 1446676 ∑ 7859 33857797 b1=230cm （換算截面） 毛截面 8103 542391