【正文】 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。例如，張拉階段和使用階段的截面（圖 ），除了兩個(gè)階段 aa? 和 bb? 位置的剪應(yīng)力需要計(jì)算外，還應(yīng)計(jì)算： (1) 在張拉階段，凈截面的中和軸（簡(jiǎn)稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。 4400 1 4 6 7 ( c m )33f lb ? ? ? 39。因此表 111 中的抗彎慣矩應(yīng)進(jìn)行折減。 計(jì)算公式如下： 截面積 nA A n A? ? ?? (112) 截面慣矩 2()n js iI I n A y y? ? ?? ? ? (113) 計(jì)算結(jié)果見表 111。 表 110 備料和施工的鋼束總長度 鋼束號(hào) R /cm 鋼束彎起角度φ/。 R /cm 2x /cm 1x /cm N1(N2) 150 5 N3(N4) 150 5 N5(N6) 150 13 N7(N8) 150 13 N9 150 16 圖 鋼束計(jì)算圖式 (2) 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算 ① 各鋼束重心位置計(jì)算 由圖 113 所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： 0 (1 co s )ia a R ?? ? ? (19) 4sin xR?? (110) 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： 05tania a y x ?? ? ? (111) 式中： ia ——鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離； 0a ——鋼束起彎前到梁底的距離； R ——鋼束彎起半徑（見表 19）。 在梁頂錨固的鋼束彎起角定為 16? 。圖 示出計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見表 17 所示?？紤]到這個(gè)因素，本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固 1~ 8NN號(hào)鋼束， N9 號(hào)鋼束在成橋后錨固在梁頂。 b)錨固截面 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī) 定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不小于 3cm 及管道直徑的 1/2。 計(jì)算得： 3641 8 5 0 8 . 6 9 1 0 8 . 20 . 7 6 2 . 4 1 2 6 0 1 0 9 . 8 1 0n ????? ? ? ? ? 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù) 為 9。m1 Vmax/kN Mmax /kN 16 主梁作用效應(yīng)組合 序號(hào) 荷載類型 跨中截面 四 分點(diǎn)截面 N9 錨固點(diǎn)截面 支點(diǎn) Mmax /kN (1) 求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖 示出跨中截面的作用效應(yīng)計(jì)算圖式，計(jì)算公式為： kkS mq mP y? ? ? (16) 式中： S——所求截面汽車（人群）標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力； kq ——車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； kP ——車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： ? ——影響線上同號(hào)區(qū)段的面積 y ——影響線上最大坐標(biāo)值。 ① 按剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值 5 211 iijiiaen a????? (15) 式中： 5n? ， 5 2 2 2 21 2 ( 4 .2 2 .1 ) 4 4 .1 ( m )ii a? ? ? ? ??。 表 13 1 號(hào)梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 ?? 四分點(diǎn) ?? N7 錨固點(diǎn)?? 支點(diǎn)?? 一期 彎矩 /kNm? 0 剪 力 /kN 0 二期 彎矩 /kNm? 0 剪 力 /kN 0 ? 彎矩 /kNm? 0 剪 力 /kN 0 可變作用效應(yīng)計(jì)算（剛性橫梁法 ） 1．沖擊系數(shù)和車道折減系 數(shù) 按《橋規(guī)》 條規(guī)定，結(jié)構(gòu)沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)， 按以下g影響線影響線?xl?? (1 )l??(1 )l????1?? 規(guī)定計(jì)算： 當(dāng) f 時(shí)， ?? 當(dāng) 14Hz f Hz?? 時(shí)， ln ? ?? 當(dāng) f 14Hz 時(shí)， ?? 簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下列公式估算： (13) 其中： 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： l n ? ? ? ? (14) 按《橋規(guī)》 條，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，需進(jìn)行車道折減，三車道 22%，四車道折減 33%，但折減后不得小用兩行車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)構(gòu)。 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱 、 橫截面的布置，并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（一般去跨中、四分點(diǎn) 、變化點(diǎn)截面和 支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后再進(jìn)行主梁作用效應(yīng) 組合。 橫隔梁的設(shè)置 模型實(shí)驗(yàn)結(jié) 果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則直線在荷載作用下的主梁彎矩很大。 大毛截面形心至上緣距離： 8 3 5 6 8 7 . 8 9 4 . 0 7 ( c m )8884is iSy A? ? ??? 小毛截面形心至上緣距離： 8 3 0 7 8 7 . 8 1 0 1 . 5 1 ( c m )8184is iSy A? ? ??? 4) 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) ? (? 希望在 以上 ) 上核心距： 5 2 .3 0 ( c m )sxIk Ay????? 下核心距： 8 1 .1 3 ( c m )x sIk Ay????? 截面效率指標(biāo)： 5 2 .3 0 8 1 .1 3 0 .5 6240sxkkh? ? ?? ? ? 表明以上初擬的主梁跨中截面是合 理的。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼筋束的需要確定，設(shè)計(jì)表明，馬蹄面積占截面總面積的 10%~20% 為合適。 2) 主梁截 面細(xì)部尺寸 T 梁翼板的厚度主要取決與橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。凈 —9m+2 的橋?qū)掃x用 5 片主梁，如圖 所示。 5．基本計(jì)算數(shù)據(jù) (見表 11) 表 11 基本計(jì)算數(shù)據(jù) 名 稱 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù) 混 凝 土 立方強(qiáng)度 彈性模量 軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ,cukccktkcdtdfEffff MPaMPaMPaMPaMPaMPa 450 10? 短暫狀態(tài) 容許壓應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 39。 3．材料及工藝 混凝土：主梁采用 C50，欄桿及橋面鋪裝采用 C30。 simply supported gieder bridge。 (2)橋臺(tái)采用重力橋臺(tái) ,基礎(chǔ)采用剛性基礎(chǔ)。需要引 入荷載橫向分布系數(shù)。本設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)部分：（ 1）橋面板的設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 45m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋設(shè)計(jì) 摘要 橋梁是最重要的交通設(shè)施之一。綜合各種因素，本橋采用預(yù)應(yīng)力 T 型簡(jiǎn)支梁，預(yù)應(yīng)力 T型簡(jiǎn)支梁具有安裝重量輕、跨度大等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中跨度橋梁。作用在橋面上的荷載有結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力 ,混凝土收縮以及徐變影響力 ,汽車荷載以及其引起的沖擊力、離心力、平板掛車荷載和人群荷載 ,以及所有車輛引起的土側(cè)壓力。由于基礎(chǔ)滿足剛性角要求 ,基礎(chǔ)不需要配鋼筋。 bridge pier。 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D62—2021）的 s ? 鋼絞線，每束 7 根，全梁配 9 束， pkf =1860MPa 普通鋼筋直徑大于和等于 12 mm 的采用 HRB335 鋼筋；直徑小于 12 mm 的均用 HPB300 鋼筋。39。 圖 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位： cm） 2．主梁跨中截面主要尺寸擬定 1) 主梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15~1/25，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在 1/18~1/19。本設(shè)計(jì)預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 150mm，翼板根部加厚到 250mm 以抵抗翼緣根部較大的彎矩。本設(shè) 計(jì)考慮到主梁需要布置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層排 四 束，同時(shí)還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條對(duì)鋼束凈距的 構(gòu)造 要求，初擬馬蹄寬度為 550mm，高度 250mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度 150mm，以減小局部應(yīng)力。 橫截面 沿 跨長的變化 如圖 所示，本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變。為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要作用的 跨中彎矩，在跨中 設(shè)置 一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多橫隔梁。本設(shè)計(jì)以邊主梁作用效應(yīng)計(jì)算為例。本設(shè)計(jì)按 兩 車道設(shè)計(jì)， 故 在計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí) 不 需進(jìn)行車道折減。 計(jì)算所得的 ij? 值列于表 14 內(nèi)。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ?????????? a xM 336 11 ( kN m )? ? ? ? a x ??????????V 0. 69 52 40 3. 2 0. 5 17 9. 82 ( kN m )? ? ? ? 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ( kN m )M ? ? ? ? (kN m )V ? ? ? ? 可變作用（人群）效應(yīng)： 1 .1 5 3 .0 3 .4 5 ( / )q k N m? ? ? m a x 0 .6 3 4 1 0 .5 1 1 4 4 3 .4 5 ( 1 .3 2 1 4 0 .6 3 4 1 ) 7 .4 1 .2 3 3 3 3 .4 5 5 5 1 .0 5 ( k N m )M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m a x 0 .6 3 4 1 0 .5 0 .5 2 2 3 .4 5 0 .5 ( 1 .3 2 1 4 0 .6 3 4 1 ) 7 .4 0 . 0 5 6 1 3 .4 5 1 2 .5 2 ( k N )V ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 求四分點(diǎn)的最大彎矩和最大剪 圖 為四分點(diǎn)截面作 用效應(yīng)的計(jì)算圖式。m1 Vmax/kN Mmax /kNm1 Vmax/kN Mmax /kN 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 1．跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 (1)對(duì)于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 條規(guī)定，水平凈距不小于 4cm 及管道直徑的 倍，在豎直方向可疊置。 (3)本設(shè)計(jì)預(yù)制時(shí)在梁端錨固 1~ 8NN號(hào)鋼束。 表 17 鋼束錨固截面幾何特性計(jì)算 分塊名稱 iA / 2cm iy /cm iS / 3cm iI / 4cm i s id y y?? /cm 2x i iI Ad? / 4cm ixI I I?? / 4cm 1) 2) 3)=1)2) 4) 5) 6) 7)=4)+6) 翼 板 2940 20580 48020 三角承托 3015 腹板 12430 127 1578610 52906223 ∑ —— 1602205 —— —— —— 其中： 1602205 10 2. 99 ( c m )24 0 10 2. 99 13 7. 01 ( c m )isixsSyAy h y? ? ?? ? ? ? ??? 故計(jì)算得： 88625946 .13 8 ( c m )155 57 .5 137 .0188625946 .13 1 ( c m )155 57 .5 102 .99sxssIkAyIkAy? ? ???