【正文】 2　 在預(yù)制廠（場）集中生產(chǎn)，可充分利用先進設(shè)備，提高施工機械化和自動化的程度，因此可提高工程質(zhì)量、降低勞動強度、降低工程造價、提高生產(chǎn)效率；3　 能節(jié)省大量支架和模板材料，多跨橋梁施工只需一套施工設(shè)備，能多次周轉(zhuǎn)使用；4　 構(gòu)件預(yù)制不受季節(jié)的限制，上、下部構(gòu)造可同時施工，預(yù)制梁安裝速度快；5　 需要有一定起吊能力的吊裝設(shè)備，施工時高空作業(yè)多；6　 預(yù)制梁安裝后需進行橫向聯(lián)接，增加施工工序。 計算理論（1）主梁的內(nèi)力計算主梁的內(nèi)力計算，可分為設(shè)計和施工內(nèi)力計算兩部分。 施工內(nèi)力是指施工過程中，各施工階段的臨時施工荷載以及運輸、安裝過程中動荷載，如施工機具設(shè)備（掛蘭、張拉設(shè)備等）、模板、施工人員等引起的內(nèi)力，主要供施工階段驗算用。這里主要介紹主梁的設(shè)計內(nèi)力計算（以下簡稱內(nèi)力計算）。將它們按規(guī)范的規(guī)定進行組合，從中挑選最大設(shè)計內(nèi)力，依此進行配筋設(shè)計和應(yīng)力驗算。恒載內(nèi)力：主梁恒載內(nèi)力，包括主梁自重（前期恒載）引起的主梁自重內(nèi)力和后期恒載（如橋面鋪裝、人行道、欄桿、燈柱等〕引起的主梁后期恒載內(nèi)力，總稱為主梁恒載內(nèi)力。特別在大、中跨預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定梁橋的施工過程中不斷有體系轉(zhuǎn)換過程，在計算主梁自重內(nèi)力時必須分階段進行，有一定的復雜性。主梁自重作用于橋上時，結(jié)構(gòu)已是最終體系， 主梁自重內(nèi)力，可根據(jù)沿跨長變化的自重集度，按下式計算： （） 式中：——主梁自重內(nèi)力（彎矩或剪力）；—相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響——主梁自重集度；—線座標。活載內(nèi)力：活載內(nèi)力由基本可變荷載中的車輛荷載（包括汽車、履帶車、掛車、人群）產(chǎn)生。但如上所述，此時主梁在橫向也聯(lián)成了整體，因此呈現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)的受力特性，即荷載在結(jié)構(gòu)的縱向和橫向都有傳遞，精確計算是復雜的。主梁活載內(nèi)力計算分為二步：第一步求某一主梁的最不利荷載橫向分布系數(shù)；第二步應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線，將荷載乘以橫向分布系數(shù)，在縱向滿足橋梁規(guī)范規(guī)定的車輪距限制條件下，使最大，確定車輛的最不利位置，相應(yīng)求得主梁的最大活載內(nèi)力。對于三角形或拋物線型的內(nèi)力影響線，可直接使用等代荷載表，以免除排列荷載的反復試算。根據(jù)規(guī)范要求，對汽車荷載還必須考慮沖擊力的影響，因此主梁活載內(nèi)力計算公式為： （）式中：——主梁最大活載內(nèi)力 （彎矩或剪力）；—— 汽車荷載的沖擊系數(shù)， 它與跨徑（對于簡支梁）或影響線荷載長度（對于懸臂梁或連續(xù)梁等）L有關(guān)。 —— 汽車列車的輪重； —— 主梁內(nèi)力影響線的縱座標； —— 主梁內(nèi)力影響線的等代荷載； —— 相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響線的面積。 （）式中：——構(gòu)件在預(yù)張拉作用下的實際撓度；——初始預(yù)張拉力的作用引起的短期撓度；——張拉時參與作用的構(gòu)件自重產(chǎn)生的撓度。對于具有拋物線形預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，如圖所示，在初始張拉力作用下的跨中短期撓度為： （）對于其他較復雜體系的情況，還可應(yīng)用等效荷載法查閱有關(guān)參考手冊來確定預(yù)應(yīng)力撓度。橋面板和橫梁僅是傳遞荷載的局部構(gòu)件，并非與主梁牢固連續(xù)共同承載。橋面板直接擱在I字形主梁上的裝配式梁橋。如果主梁所支承的相鄰兩塊板上都有荷載，則該梁所受的荷載是兩個支承反力之和.為了求得主梁在橫向分配到的最大荷載，首先應(yīng)求得各片主梁的荷載橫向影響線，在此情況即為簡支梁反力影響線.有了各片主梁的荷載橫向影響線，就可根據(jù)不同活載按橫向最不利位置排列，求得各片主梁分配到的橫向荷載最大值為。圖中表示了汽車、掛車和人群的荷載橫向分布系數(shù)，和的計算表達式。由于橫向傳力系統(tǒng)的構(gòu)造在全跨是相同的，因此對于某一片主梁而言，其荷載橫向分布系數(shù)的值在全跨是一個常值。所以實際上這種構(gòu)造形式的梁橋還是屬于平面結(jié)構(gòu)的范疇，按杠桿原理法，計算得到的荷載橫向分布系數(shù)，其含義很明確，它表示了荷載在橫向?qū)Ω髌髁悍峙涞母拍?。于是用變量分離的方法，即采用兩個單值函數(shù)的乘積、組成的近似內(nèi)力影響面去代替一個由雙值函數(shù)表示的精確內(nèi)力影響面。實際上，由于精確內(nèi)力影響面可作變量分離，主梁各截面彎矩的橫向分布系數(shù)均采用全跨單一的跨中截面橫向分布系數(shù)。顯見，主梁剪力影響面的圖形的縱橫向完全異形，無法作變量分離，也就不能得出一個簡化的在全跨單一的荷載橫向分布系數(shù)，因而就必須尋求剪力的荷載橫向分布的近似計算辦法。有關(guān)中間截面的剪力的荷載橫向分布近似計算。為此，我們可以作如下的近似處理：即在計算支點剪力時，其荷載橫向分布系數(shù)在梁端采用按杠桿法計算得到的，在跨內(nèi)從第一片橫梁則近似采用跨中的荷載橫向分布系數(shù)，從梁端到第一片中橫梁之間采用從到的直線過渡形式，當僅有一片中橫梁時，則取用距支點1/4跨徑的一段；(d)所示。 材料及工藝混凝土：主梁采用C50，欄桿及橋面鋪裝采用C30。普通鋼筋均采用HRB335或HRB400鋼筋。采用180mm180mm的墊板。 基本計算數(shù)據(jù)表107名稱項目符號單位數(shù)據(jù)立方強度50彈性模量混凝土軸心抗壓標準強度軸心抗拉標準強度軸心抗壓設(shè)計強度軸心抗拉設(shè)計強度暫時狀態(tài)容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力持久狀態(tài)標準荷載組合容許壓應(yīng)力容許主壓應(yīng)力短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力0容許主拉應(yīng)力鋼絞線標準強度1860彈性模量抗拉設(shè)計強度1260最大控制應(yīng)力1395持久狀態(tài)應(yīng)力標準荷載組合1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線鋼束與混凝土的彈性模量比無量綱 構(gòu)造布置 主梁與梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)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很有效，故在許可條件下應(yīng)適當加寬T梁翼板。 主梁跨中截面主要尺寸擬定（1） 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁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)計中取用200mm的主梁高度是比較合適的。本設(shè)計中預(yù)制T梁的翼板厚度取用180mm，翼板根部加厚到300mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。本設(shè)計中腹板厚度取200mm。圖 橫截面 計算截面幾何特征截面幾何特性采用有限元軟件計算，計算精度高。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)置橫隔梁；當跨度較大時，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。3 橫向分布系數(shù)及主梁內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力計算 恒載集度主梁：橫隔梁：對于邊橫隔梁：對于中橫梁：橋面鋪裝層： 欄桿：作用在邊主梁上的全部恒載集度g為作用在中主梁上的全部恒載集度g為 恒載內(nèi)力主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： （） （）作用效應(yīng)跨中α=四分點α=支點α=彎矩（kNm） 一期 0二期0總和0剪力(KN)一期0二期0總和0作用效應(yīng)跨中α=四分點α=支點α=彎矩（kNm） 一期 0二期0總和0剪力(KN)一期0二期0總和0 可變作用效應(yīng)及橫向分布系數(shù)計算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算機構(gòu)的基頻，簡支梁橋的基頻可采用下列公式計算： ()其中： 中主梁基頻為：根據(jù)橋規(guī)的基頻，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：按《橋規(guī)》，當車道大于兩車道時，需進行車道折減，本設(shè)計按三車道設(shè)計，因此在計算可變作用效應(yīng)時需進行車道折減。計算剪力效應(yīng)時。 q p 跨中V影響線 跨中M影響線 q p L/4 V影響線 L/4 M影響線 ， L/4截面汽車荷載內(nèi)力影響線（4）計算支點截面車道荷載最大剪力1號梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度 a=附加三角形荷載重心線影響線坐標為 跨中，支點，L/4截面公路I級荷載產(chǎn)生的內(nèi)力表截面梁號荷載橫向分布系數(shù)mMQKVQK彎矩影響線不計沖擊力計沖擊力剪力影響線不計沖擊力計沖擊力A(㎡)y(m)MQK1+μ=A(㎡)y(m)VQKVQK跨中123L/4123支點1123(1) 結(jié)構(gòu)重要系數(shù)ro=，基本組合用于承載能力極限狀態(tài)計算（驗算強度），短期基本組合用于正常使用極限狀態(tài)，長期基本組合用于正常極限狀態(tài)（用于驗算裂縫和撓度）。m）Vmax（KN）Mmax（KNm）Vmax（KN）（1）第一期永久作用00（2）第二期永久作用00（3）總永久作用=（1）+（2）00（4）可變作用（汽車，含沖擊）公路I級0（5）可變作用（汽車，不含沖擊）公路I級0（6）承載能力極限狀態(tài)組合=（3）+（4）0（7）正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合(3)+(5)0（8）正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合=（3）+（5）0 2號梁作用組合序號荷載類別跨中截面四分點截面支點Mmax（KNm）Vmax（KN）Mmax（KNm）Vmax（KN）Mmax（KNm）Vmax（KN）（1）第一期永久作用00（2）第二期永久作用00（3）總永久作用=（1）+（2）00（4）可變作用（汽車，含沖擊）公路I級0（5）可變作用（汽車，不含沖擊）公路I級0（6）承載能力極限狀態(tài)組合=（3）+（4）0（7）正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合(3)+(5)0（8）正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合=（3）+（5）0有以上各種組合計算得，在各種作用效應(yīng)組合中，都是①號最大，因此，在接下來的截面配筋和應(yīng)力驗算部分，都采用①號梁的數(shù)據(jù)作為標準，其他梁都參照①號梁的進行配筋，這樣做是偏安全的，可行的。根據(jù)跨中截面正截面抗裂要求A類構(gòu)件計算，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的面積為：采用3束7162。70金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑約為75mm，預(yù)應(yīng)力筋束的75mm預(yù)應(yīng)力筋束的布置如下圖所示： 預(yù)應(yīng)力鋼束布置 跨中截面鋼束位置對于跨中截面，在保證布置預(yù)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。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，在豎直方向克疊置。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為： 錨固區(qū)的鋼束位置對于錨固端截面，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的要求。鋼束群重心至梁底距離為：為驗核上述布置的鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特性。 鋼束的計算 鋼束彎起形狀、彎起角及彎曲半徑采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，NN3彎起角均取；N1取各鋼束的彎曲半徑為：；；。由確定導線點距錨固點的水平距離：由確定彎起點至導線點的水平距離：所以彎起點至錨固點的水平距離為：則彎起點至跨中截面的水平距離為：根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點沿切線方向至導線點的距離與彎起點至導線點的水平距離相等，所以彎止點至導線點的水平距離為：故彎止點至跨中截面的水平距離為： 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計算圖同理可以計算N2和N3的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表中。當時，點位于直線段還未彎起，故；當時，點位于圓弧曲段，及按下式計算。即：（）各截面鋼束位置及傾角計算列于下表。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點到截面底邊的距離為。即：求得：則根據(jù)正截面承載力計算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為：則需要配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋，采用5根直徑為20的HRB400鋼筋。5 主梁各截面幾何特性計算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計算，本設(shè)