【正文】 第5章 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計為非通航河流，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖橋面標(biāo)高為：，一般沖刷取12m。2變化點處斜截面抗剪承載力驗算（1）截面抗剪強度上、下限復(fù)核：式中b——腹板寬度，b＝20cm——斜截面頂端截面的有效高度 所以，本設(shè)計主梁的T形截面尺寸符合要求。（2）斜截面抗剪強度驗算斜截面抗剪承載力按下式計算： （447）Vd為斜截面受壓端正截面處的設(shè)計剪力為混凝土和箍筋共同的抗剪承載力為預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力斜截面水平投影長度 C= m——斜截面受壓區(qū)頂端正截面處的剪跨比令C=h0==所以m=1/=內(nèi)插得M= Q=實際C=102cm （448）式中：異號變矩影響系數(shù)，對簡支梁， 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)， 受壓翼緣影響系數(shù)， b斜截面受壓端正截面處截面腹板寬度，內(nèi)插b=P——斜截面內(nèi)受拉鋼筋的縱向配筋率——箍筋配筋率， （449）式中： 在斜截面受壓區(qū)端正截面處的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋切線與水平線的夾角。以基本組合控制，箍筋采用R335鋼筋，直徑8mm，雙肢箍，間距Sv=200mm；距支點相當(dāng)于一杯梁高范圍內(nèi)，箍筋間距Sv=100mm。 計算x： 所以以基本組合控制設(shè)計，Mj=7040KNm構(gòu)件抗彎強度Mu有： （445） 故主梁跨中截面滿足強度要求，但需配置抗剪鋼筋。 因為所以不考慮承托影響。預(yù)加力引起的反拱近似地按等截面梁計算，截面剛度按跨中截面凈截面確定，即?。築0==反拱長期增長系數(shù)采用=預(yù)加力引起的跨中撓度為： （441）簡化后 （442）為跨中截面作用單位力P=1時，所產(chǎn)生的Ml圖在半跨范圍內(nèi)的面積： （443） （444），其中，近似取L/4截面的損失值：為距支點L/3處的預(yù)應(yīng)力鋼束偏心距由預(yù)加力產(chǎn)生L/2反拱為：將預(yù)加力引起的反拱與荷載短期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度值相比較可知 由于預(yù)加力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度，所以可以不設(shè)預(yù)拱度。匯總于表432 面積矩計算表 表432計算點受力階段A1(106mm2)Yx1(mm)D(mm)S1(109mm3)上梗肋處階段1階段2形心軸處階段1階段20下梗肋處階段1階段2： （435） （436） （437） （438）a) 上梗肋處b）形心軸處c)下梗肋處 變截面處不同計算點剪應(yīng)力匯總見表433 變截面處不同計算點剪應(yīng)力匯總表 表433計算點正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力上梗肋處形心軸處下梗肋處最大主壓應(yīng)力這表明使用階段正截面混凝土法向應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力及斜截面主壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。1. 計算點幾何特性按圖418進行計算。 （432） （433）是按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（對后張法構(gòu)件不包括自重）計算的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處混凝土的法向應(yīng)力。按持久狀況設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。按照上述條件,查〈橋規(guī)〉知： 混凝土收縮徐變損失計算結(jié)果見表430 混凝土收縮徐變損失計算表 表 430截面eps跨中四分點變化點支點00各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表 表431工作階段及應(yīng)力計算 損失項截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段123平均值123平均值跨中截面四分點截面變化點截面支點截面施工階段構(gòu)件在預(yù)加力和自重作用下的應(yīng)力限制值，對簡支梁，以跨中截面上、下緣混凝土正應(yīng)力控制。則：同理可得：跨中截面：變化點截面：支點截面：鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（）采用超張拉施工,對于高強鋼絲(普通松弛筋),按公式: （424）式中：超張拉系數(shù)，取=； 鋼筋松弛系數(shù)，采用低松弛鋼絞線，取=； 傳力錨固時鋼筋應(yīng)力，鋼筋應(yīng)力松弛損失見表429鋼筋應(yīng)力松弛損失表 表429鋼束 截面 123123支點變化點四分點跨中5. 混凝土收縮`徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失（）= （425） （426） （427）式中：構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，由預(yù)加力和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。計算公式為： (423) 式中：m——批數(shù)，m=3 ——在計算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉的各批鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，張拉順序123，取3束的平均值。錨具變形損失的計算見表427及表428。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失包括前期預(yù)應(yīng)力損失（鋼束與管道的摩擦損失，錨具變形、鋼束回縮引起的損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）與后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絲應(yīng)力松弛、混凝土收縮和徐變引起的損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力（永存應(yīng)力）分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失。根據(jù)張拉階段和使用階段的受力要求（即不使上下緣混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力的原則），求出許可布置鋼束重心的限制線（即束界） 即式中： （419） 鋼束重心位置校核見表421 鋼束重心位置校核表 表421計算截面說明跨中8751277078144四分點8751207858124變化點8751152943110支點1349400480上表表明除跨中鋼束重心不在束界范圍內(nèi)，即在使用荷載作用下，跨中梁底邊混凝土將可能出現(xiàn)拉應(yīng)力，其他均在束界范圍內(nèi)。（階段2）該階段主梁截面全部參與工作，頂板的寬度為220mm，截面幾何性質(zhì)為計入了普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算截面性質(zhì)。主梁從施工到運營經(jīng)歷了二個階段：，預(yù)應(yīng)力筋束張拉(階段1)混凝土澆注并達到設(shè)計強度后，進行預(yù)應(yīng)力筋束的張拉，但此時管道尚未灌漿，因此，其截面幾何性質(zhì)為計入了鋼絞線束的換算截面，但應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留管道的影響。ai 每孔橋（四片梁）的鋼束（）計算長度為：5= 截面幾何特性的計算需根據(jù)不同的受力階段分別計算。通過每根鋼束長度計算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長度，以利備料和施工。⑴采用圓弧曲線彎起⑵彎起角θ：1，2號束采用；3號束采用2. 鋼束計算A 計算鋼束起彎點至跨中的距離錨固點到支座中線的水平距離見圖415圖415 如圖415示出鋼束計算圖示，鋼束起彎點至跨中的距離x2列表計算，見表415： 鋼束起彎點至跨中的距離x2列表 表415鋼束號鋼束彎起高度c（㎝）fcosfsinfR=c/（1－cosf）R sinfX2 =l/2+ axi－R sinfN114812N211012N3506由RC=Rcosθ0得，R= （418） 鋼束彎起點k的位置：lw=Rsinθ0各截面鋼束位置及其傾角計算：由鋼束彎起布置圖416可求得計算點i離梁底距離：ai=a+ci圖416式中：ai——鋼束彎起前其重心至梁底的距離；ci——計算截面之鋼束位置的升高值，ci=R(1cosθi)R——鋼束曲線半徑；θi——計算截面i鋼束的彎起角（既傾角）；θi=——計算截面i至彎起點k的水平距離。 其它截面鋼束布置及傾角計算確定鋼束起彎角時，既要照顧到因其彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，又要考慮到由其增大而導(dǎo)致摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。鋼束群重心至梁底距離為： 為驗核上述布置的鋼束群中心位置，需計算錨固端截面幾何特性，計算見表414： 錨固端截面幾何特性 表414分塊面積AiYiSiIidiIxI翼板360010360001200004184511541857115三角承托17455382834815973431598099腹板972011010692002624400059333826837338229。對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便等要求。圖中布置均滿足要求。梁底靜距≮50mm。本設(shè)計采用直徑80金屬波紋成孔，預(yù)留管道直徑87mm。采用跨中彎矩值，Md=7040KNmh 梁高h=200㎝，α —設(shè)計經(jīng)驗系數(shù)，取α=，fpd —預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉設(shè)計強度，fpd=1260MPa代入上式得 =3676mm2根 (1)按短暫狀況 （414） （415）Error! No bookmark name given.（2）按持久狀況估算上緣 （416）下緣 （417） 綜上，采用27根鋼絞線，分3束布置。張拉控制應(yīng)力取 預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%計算?；窘M合：MD=+ MQ1K + （48）短期組合：MS=恒+ MQ1K /（1+μ）+人 （49）長期組合：ML=恒+[MQ1K /（1+μ）+人] （410）