【正文】 ???? ??? 普通鋼筋溫差效應(yīng)： M P atECt 39。 下面對、 ty、 ey 列表進行計算，計算結(jié)果見表 91。本設(shè) 計橋面鋪裝層上層為 100mm 厚的瀝青混凝土，下層為 120mm 厚的防水混凝土，根據(jù)規(guī)范要求，取 T1=14℃，T2=℃，豎向溫度梯度如圖 91 所示。 把以上數(shù)據(jù)計算得到的各項數(shù)據(jù)代入σ l6 計算式中，得 跨中： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 47 l/4 處截面： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 支點： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 預(yù)應(yīng)力損失組合計算 傳力錨固時第一批損失σ lI: M P alllllI 0 5432 ?????????? ????? 傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和σ l： 65432 llllll ?????? ????? 跨中：σ l=+30+++= l/4 處：σ l=+30+++= 支點：σ l=+30+++= 則各截面的有效預(yù)加力為： lconpe ??? ?? 跨中： M P alc onpe 1 0 2 0 9 ????? ??? l/4 處： M P alc onpe 0 1 2 0 9 ????? ??? 支點： M P alc onpe 2 0 9 ????? ??? 48 9. 正常使用極限狀態(tài)計算 正截面抗裂性計算 正截面抗裂性計算是對構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進行驗算，對于部分預(yù)應(yīng)力 A 類構(gòu)件，應(yīng)滿足如下兩個要求： 1)在作用短期效應(yīng)組合下， tkpcst ???? 。 ? ? cmu 22 ??????????? 設(shè)傳力錨固及加載齡期為 7 天，計算齡期為混凝土終極值 tu，橋梁所處環(huán)境的大氣相對濕度為 80%。0 lllc onlc onp ??????? ?????? =1209(+30+ )= 則 Np0=σ p0Apσ l6As= 16800= 由前面計算所得的空心板換算截面面積為 A0=,換算截面慣性矩為 I0= 1010mm4。 錨具變形、回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σ l2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長度取為張拉臺座的長度，設(shè)臺座長 L=50m，采用一端張拉及夾片式錨具，根據(jù)規(guī)范要求，有頂壓時，張拉端錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值Δ l 取為 4mm，則可計算得： MP aEL l pl 4 532 ?????? ? ?? 預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失σ l3 根據(jù)要求，先張法預(yù)應(yīng)力混凝 土構(gòu)件采用加熱養(yǎng)護的方法時，為減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失，可采取分階段的養(yǎng)護措施。由于沒有設(shè)置彎起 鋼筋，因此，斜截面抗剪承載力即為： ? ? svsvkcucs ffPbhV ???? ,03321 ???? ? 式中各符號的含義同上，此處箍筋間距 Sv=100mm， HRB335 鋼筋，雙肢箍筋，直徑為 10mm， Asv=，則箍筋配筋率為： ? ? % ???? bSA vsvsv? ＞ % ?sv? 把以上數(shù)據(jù)代入得： ? ? 280% 3 ????????????? ?csV kNVkN d 0 ???? ?? 40 該截面抗剪承載力滿足要求。 跨中部分箍筋配筋率為 ? ? %% ????? svvsvsv bSA ?? ? 滿足最小配筋率的要求。 kNbhf kcu 30,3 ??????? ?? kNV d 5 5 ???? ? 故空心板距支點 h/2 處截面尺寸滿足抗剪要求。 斜截面抗剪承載力計算 (1)截面抗剪強度上、下限校核：選取距支點 h/2 處截面進行斜截面抗剪承載 力計算。 ?? ?????? x= ＜ hf ′ = ，且 x= ＜ζ bh0= 755=302mm 將 x= 代入下式可計算出跨中截面的抗彎承載力 Mud 6039。預(yù)應(yīng)力鋼絞線合力作用點到截面底邊的距離 ap=45mm，普通鋼筋合力作用點到截面底邊的距離為ap=45mm，則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點至空心板截面底邊的距離為 mmAfAf aAfaAfa ppdssd pppdsssdps 45???? 則跨中截面有效高度 h0=haps=80045=755mm 采用等效工字形截面來計算，見圖 52。 普通鋼筋選用 HRB335 鋼筋，其材料參數(shù)為 fsd=280MPa， Es=2105MPa，根據(jù)規(guī)范要求 As≥ %bh0= 470 755mm2= 因此普通鋼筋采用 10 根直徑為 12mm 的 HRB335 鋼筋，則22 97113041210 s ???? ? ＞ mm 33 圖 53 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖 (尺寸單位： cm) 普通鋼筋布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長直線布置，鋼筋重心至板下緣的距離為 ，即 as=。 ?????? 假設(shè)截面受壓區(qū)高度 x≤ hfˊ ，設(shè)有效高度 h0=hap==，因此，正截面承載力為 ?????? ?? 2039。 空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮（見圖 52）： 31 圖 52 空心板等效工字形截面 (單位： cm) 由 24056101021456762 cmhbkk ??????? 以及 4233 9 4 7 1 12112 1 cmhb kk ????????? ?????? ????????????上兩式中 bk、 hk 的含義見圖 52。 mm，預(yù)應(yīng)力空心板采用 C50， ftk=，空心板毛截面面積為 A=5505 102mm2，彈性抵抗矩為 56 ??? ??? 下yIW383 mm100 3 5 ??cm 假設(shè) ap=， ep=yap === 把數(shù)據(jù)代入上式得 NN pe 15 68 52 11055051 8286????????? 所需預(yù)應(yīng)力鋼束截面面積按下式計算 ??? lcon pep NA ?? 式中 σ con—— 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力； ∑σ l—— 全部預(yù)應(yīng)力損失值 本設(shè)計采用高強度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為，公稱面積 140mm2，標準強度為 fpk=1860MPa，設(shè)計強度fpd=1260MPa，彈性模量 Ep= 105MPa。 式中，σ st為在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合 Ms 作用下，構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力；σ pc 為扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗算 邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。 m kN kN ① 第一期永久作用 ② 第二期永久作用 ③ 總永久作用（ =①+② ） ④ 可變作用（不計沖 擊） ⑤ 可變作用（計沖 擊） ⑥ 標準組合（ =③ +⑤ ） ⑦ 短期組合（ =③ + ④ ） ⑧ 極限組合 （ = ③ +⑤ ） ⑨ 長期組合（ =③ + ④ ） 28 5. 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 本設(shè)計采用先張 法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。 27 表 45 可變作用效應(yīng)匯總表 彎矩 M/(kN m 計沖擊： M 汽 = ( + ) 25 = m 計沖擊： M 汽 = ( + ) = 表 44 空心板的荷載橫向分布系數(shù) 作用位置 跨中至 l/4 處 支點 支點至 l/4 處 四車道汽車 荷載 直線內(nèi)插 兩車道汽車荷載 （ 3）車道荷載效應(yīng)計算：計算車道荷載引起的空心板跨中及 l/4 處截面的效應(yīng)時，均布荷載標準值 qk應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標準值 Pk 只作用于影響線中一個最大影響線 22 峰值處，如圖 4 44 所示。 表 42 各板橫向分布影響線坐標值計算表 板 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 19 圖 41 各板的荷載橫向分布系數(shù)影響線及橫向最不利荷載布置圖 (尺寸單位： cm) 各板的荷載橫向分布系數(shù)計算見表 43： 20 計算公式為： ??汽汽 im ?214 ??汽汽 im ?212 表 43 各板荷載橫向分布系數(shù)計算表 板號 1 號板 2 號板 3 號板 荷載 四車道汽 車荷載 兩車道汽車 荷載 四車道汽車 荷載 兩車道汽車 荷載 四車道汽車 荷載 兩車道汽車 荷載 荷載橫向分布系數(shù) — — — — — — — — — — — — m 汽 由表 43 結(jié)果可知：四車道和兩車道布載時，均為 1 號板的橫向分布系數(shù)為最不利，因此取跨中和 1/4 處的荷載 橫向分布系數(shù)值： m4 汽=， m2 汽 =。 1）跨中及 1/4 處的荷載橫向分布系數(shù)計算 首先計算空心板的剛度參數(shù)γ， 22 )(4 lbIIGET?? ? 由前面計算知， I= 106cm4， IT= 106cm4，單板寬b=123cm，計算跨度 l==1656cm，代入上式的 )1656123( 266 ??????? 在求得剛度參數(shù)γ后，即可依板塊個數(shù)及所計算板號按γ值查表得各板塊軸線處的影響線坐標。為了計算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到的每延長米橋面重力為 mkNG / ???? （ 3）鉸縫自重計算（二期結(jié)構(gòu)自重） G3 mkNG /)801199( 43 ?????? ? 由上述計算得空心板每延長米總重力為 m/ ?? (一期結(jié)構(gòu)自重 ) m/kN3 2 4 9 7 2 32 ??????? (二期結(jié)構(gòu)自重 ) m/ 2 4 ????? ??? 17 由此可計算出簡支空心板永久作用效應(yīng)，計算結(jié)構(gòu)見表 41。 （ 4） 瀝青混凝土重度按 23kN/m3,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按 26kN/m3,混凝土重度按 25kN/m3 計。 （ 6）橋梁橫斷面與構(gòu)造及空心板截面尺寸如圖 1圖 12 所示。 （ 2）橋面板橫坡為 2%單向橫坡，各板均平置，橫坡由上部橋面鋪 12 裝層調(diào)整。 全橋線條簡潔明快，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)好。 (a)全橋跨度適中，用懸臂澆筑法施工，且在施工過程中不需大噸位懸臂吊機，但是，在澆筑一個節(jié)段混凝土過程中要分階段調(diào)索，工藝復(fù)雜，且掛籃和斜拉索之間的套管定位難度較大，故施工繁瑣，工期較長； (b)全橋后期營運養(yǎng)護費用較高； (c) 行車較平順。 11 表 21 各方案橋型比選 方案 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板 單塔斜拉橋方案 連續(xù)式 T 型梁橋方案 經(jīng)濟型 造價較低 造價較高 造價中等 適用性 (a)主梁截面采用 空心板，減輕自重充分利用材料； (b)建筑高度小，外 形簡單，制作方便； (c)構(gòu)件質(zhì)量小，架 設(shè)方便。橋型設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。功能要求所設(shè)計橋型滿足當前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量，橋梁結(jié)構(gòu)在通過設(shè)計荷載時不出現(xiàn)過大的變形和過寬的裂縫，下部結(jié)構(gòu)有利于交通和管線的需要。 （ 2）鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強度低松弛 7 絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為 ，公稱面積 14mm2,標準強度 fpk=1860MPa，設(shè)計強度 fpd=1260MPa，彈性模量 Ep= 105MPa。 9 技術(shù)指標 設(shè)計荷載：公路 Ⅰ級。 （ 2）計算跨徑 l： 。 由于公路橋梁工程技術(shù)的不斷進步，技術(shù)標準的不斷更新，加之本人能力有限，設(shè)計過程中難免出現(xiàn)一些錯誤和疏漏，敬請各位老師給予批評指正。在第一部分中，由于時間和篇幅原因，全設(shè)計僅進行了跨徑為 17m 的預(yù)應(yīng)力空心板的設(shè)計。作為一個畢業(yè)在即的土木人，有義務(wù)把自己所學融會貫通，為將來的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。 Prestressed conctete。本橋上部結(jié)構(gòu)采用 4 17+23+4 17m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋，主跨凈跨徑 23m，計算跨境 ，其余部分凈跨徑 17m，計算跨徑 。 鄭州航空工業(yè)管理學院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 2020屆 土木工程（道路橋