【正文】 =(6)+(7)N1(N2) 7 100 120 N3(N4)7 100120N515100120四、計算主梁截面幾何特性本節(jié)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對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應力驗算準備計算數(shù)據(jù)。計算結(jié)果見表10所示。計算鋼束群重心到梁底距離（見表9）表9 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截 面鋼束號x4 (cm)R (cm)sinα=x4/Rcosαa0 (cm)ai (cm)ap (cm)四 分 點N1(N2)未彎起 —— N3(N4) N5支 點直線段yx5a0aiN1(N2) N3(N4) N594(3)鋼束長度計算一根鋼束的長度為曲線長度，直線長度與兩端工作長度之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進行計算。為此，將端部錨固端截面分成上，下面部分（見圖14）上部鋼束的彎起角為15o，下部鋼束彎起角定為7o.3. 鋼束計算（1）計算鋼束起彎點至跨中的距離錨固點到支座中心線的水平距離（見圖14）為：圖15示出鋼束計算圖式，鋼束起彎點至跨中的距離x1列表計算在表9內(nèi)。表7 鋼束錨固截面幾何特性計算表分塊名稱AiyiSiIidi=ysyiIx=Aidi2I=Ai+Ix(㎝2)(㎝)(㎝3)(㎝4)(㎝)(㎝4)(㎝4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板三角承托 腹板2228128∑　　　　其中：故計算得：說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。鋼束群重心至梁底距離為：a) 跨中截面； b) 錨固截面圖12 鋼束布置圖（尺寸單位：mm）為驗核上述布置的鋼束群重心位置，須計算錨固端截面集合特性。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：(2) 對于錨固端截面，鋼束布置通常考慮下述兩個方面：一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，是截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。根據(jù)《公預規(guī)》，在豎直方向可疊置。計算得： 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，綜合取鋼束數(shù)=5（二）預應力鋼束布置1. 跨中截面及錨固端截面的鋼束位置(1)對于跨中截面，在保證布置預留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。在一中已計算出成橋后跨中截面=㎝, =㎝,初估 =15㎝,則鋼束偏心矩為：ep=yxap==㎝。以下就按跨中截面在各種作用效應組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。可變作用（汽車）標準值：可變作用（汽車）沖擊效應： 可變作用（人群）效應：(2)求四分點截面的最大彎矩和最大剪力：可變作用（汽車）標準效應： 圖10 四分點截面作用效應計算圖式可變作用（汽車）沖擊效應： 可變作用（人群）效應：（3）求支點截面的最大剪力：圖11 支點截面最大剪力計算圖式可變作用（汽車）效應：可變作用（汽車）沖擊效應：可變作用（人群）效應：（三）主梁作用效應組合本設(shè)計按《橋規(guī)》～，根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應選擇了三種最不理效應組合：短期效應組合，標準效應組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表6。圖8 支點橫向分布系數(shù)mo計算圖式（尺寸單位：mm）1號梁，2號梁，3號梁的可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)分別為1號梁可變作用（汽車）： moq=（+）=可變作用（人群）： mor=2號梁可變作用（汽車）： moq=（++）=可變作用（人群）： mor=03號梁可變作用（汽車）： moq=（+）=可變作用（人群）： mor=0橫向分布系數(shù)匯總（見表5） 1號梁可變作用向分布系數(shù)可變作用類別mcm0公路－Ⅰ級人群 2號梁可變作用向分布系數(shù)可變作用類別mcm0公路－Ⅰ級人群03號梁可變作用向分布系數(shù)可變作用類別mcm0公路－Ⅰ級人群0根據(jù)《橋規(guī)》，公路—Ⅰ級的均勻荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk為：qk=(kN/m)計算彎矩時：計算剪力時：在可變作用效應計算中，對于橫向分布系數(shù)和取值作如下考慮：支點處橫向分布系數(shù)取m0，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m0直線過渡到mc，其余梁段均取mc。按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值：式中：n=5，=2(+)=(m2)。ti3(10﹣3m4)翼緣板①170 16 1/3腹板② 18 馬蹄③50 20 ∑　 ②計算抗扭修正系數(shù)β對于本算例主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得：式中：G=；l=；；；a1=；a2=；a3=0m；；a4 =－；a5=－；Ii=。 圖4 IT計算圖式（尺寸單位：mm）表4 IT 計 算 表分塊名稱bi(cm)ti(cm)ti/biciIti=ci①計算主梁抗扭慣矩IT對于T形梁截面，搞扭慣矩可近似按下式計算：式中：bi，ti—相應為單個矩形截面的寬度和高度；ci—矩形截面抗扭剛度系數(shù)；m—梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。本設(shè)計按二車道設(shè)計，因此在計算可變作用效應時不需進行車道折減。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算：其中：mc=根據(jù)本橋的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為μ==按《橋規(guī)》，當車道為兩車道時。圖3永久作用效應計算主梁彎矩和剪力的計算公式分別為：永久作用效應計算見表3。二、主梁作用效應的計算(一) 永久作用效應計算（1）預制梁自重中截面段主梁的自重（四分點截面至跨中截面，）：G(1)=25= (kN)馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（）： G(2)≈(+)25/2=(kN)支點段梁的自重（）：G(3)=25=)邊主梁的橫隔梁自重中橫隔梁體積：（）=(m3)端橫隔梁體積：()=(m3)故半跨內(nèi)橫梁重力為：G(4) =（+）252=（kN）預制梁永久作用集度：g1=(+++)/=(kN/m)（2）二期永久作用①現(xiàn)澆T梁翼板集度 G(5)=25=(kN/m)②邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：=(m3)一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：=(m3)故： g(6)=(10+4)25/=(kN/m)③鋪裝10cm混凝土鋪裝： 725=(kN/m)10cm瀝青鋪裝：723=(kN/m)④ 欄桿一側(cè)防撞欄：。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部220mm，下部200mm；中橫隔梁高度為1160mm，厚度為上部160mm，下部140mm。為減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道路中橫隔梁；當跨度較大時，應設(shè)置較多的橫隔梁。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從四分點附近（第一道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度變開始變化。（四）橫截面沿跨長的變化 如圖1所示，本設(shè)計主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚度沿跨長不變。（3）計算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特征列表計算見表2?？紤]到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置，一層最多排三束，同時還根據(jù)《公預規(guī)》，初擬馬蹄寬度為500m，高度為150mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度過80mm，以減小局部應力。腹板厚度取180mm。本設(shè)計預制T梁的翼板厚度取用140mm，翼板根部加厚到220mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。綜上所述，本設(shè)計中取用1300m的主梁高度是比較合適的。圖1 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm）（1）主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25，標準設(shè)計中高跨比約在1/18~1/19。本設(shè)計主梁翼板寬度為1700mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預施應力、運輸、吊裝階段的小截面（上翼板寬度bi=1600mm）和運營階段的大截面（上翼板寬度bi=1700mm）。和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則=， =。設(shè)計依據(jù)（1）交通部頒《公路工程技術(shù)標準》（JTGBOI2003），簡稱《標準》；（2）交通部頒《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTJ D602004），簡稱《橋規(guī)》；（3）交通部頒《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJD622004），簡稱《公預規(guī)》。 預應力鋼筋采用《公路鋼筋混凝土及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62—2004），每束6根，全梁配5束， 普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。畢 業(yè) 設(shè) 計預應力混凝土簡支梁橋工程施工畢業(yè)設(shè)計一、 工程概況及構(gòu)造布置（1） 工程概況 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx（二）設(shè)計資料橋梁跨徑及橋?qū)挊藴士鐝剑?0m（墩中心距離）主梁全長：計算跨徑：19m橋面凈寬：7m(行車道板)+2=設(shè)計荷載公路Ⅰ級荷載， kN/m2，每側(cè)人行欄、。材料及工藝 混凝土：主梁用C50，欄桿及橋面鋪裝用C40。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑50mm、外徑65mm的預埋波紋管和夾片錨具?；居嬎銛?shù)據(jù) 注：考慮混凝土強度達到C50時開始張拉預應力鋼束。（三）橫斷面布置主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效，故在許可條件下應適當加寬T梁翼板。凈—7m+2 =，如圖1所示。當建筑高度有受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加寬，而混凝土用量增加不多。（2）主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。在預應力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應力較小，腹板厚度一般由布置預制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的，設(shè)計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%~20%為合適。按照以上擬訂的外形尺寸，就可繪出預制梁的跨中截面圖（見圖2）。圖2 跨中截面尺寸圖表2 跨中截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積 Ai (cm2)分塊面積形心至上緣距離 yi (cm)分塊面積對上緣靜矩 Si=Aiyi (cm3)分塊面積的自身慣矩 Ii (cm4)di=ysyi (cm)分塊面積對截面形心的慣矩Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix (cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6)大毛截面翼板238071666038873三角承托32053441138腹板1818117261下三角16017872888．89馬蹄75091875∑5428　232352　　∑I=小毛截面翼板16807117602744033462863373726三角承托32053441138腹板1818117261下三角16017872馬蹄75091875∑4728　244112　　∑I=注：大毛截面形心至上緣距離 ： 小毛截面形心至上緣距離： (4) 檢驗截面效率指標ρ（）上核心距：下核心距：截面效率指標： ρ=表明以上初擬的主梁中截面是合理的。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用引起較大的局部應力，也為布置錨具的需要，在距梁端680mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。（五）橫隔梁的設(shè)置模型試