【正文】 MPa軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftkMPa軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcdMPa軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度ftdMPa短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力 fck‘MPa容許拉應(yīng)力 ftk‘MPa持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)軸載組合：MPa①容許壓應(yīng)力 fckMPa②容許主壓應(yīng)力 fck‘MPa短期效應(yīng)組合：MPa①容許拉應(yīng)力σst MPa0②容許主拉應(yīng)力 ftk‘MPa162。f，ck和f，tk分別表示鋼束張拉時(shí)混凝土的抗拉，抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：則f，ck= Mpa, f，tk= Mpa 橫截面布置 主梁間距與主梁片數(shù)通常主梁應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì),同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)ρ很有效,㎜,由于寬度較大,為保證橋梁的整體受拉性能,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(yù)施應(yīng)力，運(yùn)輸，吊裝階段的小截面（bi=1600㎜）和運(yùn)營(yíng)階段的大截面（bi=1700㎜），凈—2++2= m的橋?qū)掃x用7片主梁，如圖（21） 1/2支斷面 1/2跨中斷面 主梁跨中截面主要尺寸擬訂 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與跨徑之比通常在～，故本設(shè)計(jì)取用1750㎜的主梁高度。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起的局部應(yīng)力,也為布置錨具的需要,馬蹄部分配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近開始向支點(diǎn)逐漸抬高,在馬蹄抬高的同時(shí),腹板寬度亦開始變化。為減少對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中設(shè)置一道橫隔梁；當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部240㎜，下部220㎜；中橫隔梁高度為1600㎜，厚度為上部160㎜，下部橫隔梁3主梁作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用效應(yīng)計(jì)算（1） 預(yù)制梁自重① 跨中截面主梁的自重g（1）=r1=25=G（1）==② 馬蹄抬高與腹板寬段梁的自重g（2）=（+）25/2= KN/mG（2）== KN③ 支點(diǎn)段梁的自重g（3）=25= KN/mG（3）== KN④ 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁的體積：〔 （+）－（+）－1（+1）+2〕=端橫隔梁的體積：〔1+〕= m3故半跨內(nèi)橫隔梁重力為：G（4）=（5+2）25= KN⑤ 預(yù)制邊主梁的恒載集度為：g1=（+++）/= KN/m預(yù)制中主梁的恒載集度為：g1，=（+++2）/= KN/m（2） 二期恒載① 混凝土墊層鋪裝：24= KN/m6㎝瀝青鋪裝：23= KN/m若將橋面鋪裝均攤給七片主梁，則：g（5）=（+）/7= KN/m② 欄桿：一側(cè)防撞欄：5 KN/m若將兩側(cè)防撞欄均攤給七片主梁，則：g（6）=52/7= KN/m③ 邊主梁現(xiàn)澆T梁翼板集度：g（7）=25= KN/m中主梁現(xiàn)澆T梁翼板集度：g（7），=25= KN/m④邊主梁二期恒載集度：g2= g（5）+ g（6）+ g（7）=++= KN/m中主梁二期恒載集度：g2，= g（5）+ g（6）+ g（7），= KN/m⑤邊主梁總的恒載集度：g=g1+g2=+=中主梁總的恒載集度：g，=g1，+g2，=+=如圖31所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離,并令α=x/L，則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為: Mα=α（1－α）l2g/2, =（1－2α）lg/2恒載內(nèi)力計(jì)算表 截面位置邊主梁中主梁MQMQ跨中G100G200Σ00L/4G1G2Σ變截面G1G2Σ支點(diǎn)G100G200Σ00 可變作用效應(yīng)計(jì)算（修正剛性橫隔梁） 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(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。f=== HZ其中mc==25103/=103N/m根據(jù)《橋規(guī)》的規(guī)定,可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:μ=㏑=∴1+μ= 按《橋規(guī)》,當(dāng)車道大于兩車道時(shí),需進(jìn)行車道折減,當(dāng)采用兩車道布載時(shí)不需要進(jìn)行折減，采用三車道布載時(shí)。① 計(jì)算主梁抗扭慣性矩IT對(duì)于T形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計(jì)算：IT=cibiti3bi，ti—相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度；ci—矩形截面抗扭剛度系數(shù)；根據(jù)t/b查表計(jì)算；m—梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的塊書。 查表得n=7時(shí)，ξ=, G=則： β==③計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值：ηij=+β M01== M01==M01=2=M01=2=(3)橫向分布系數(shù)匯總，可變作用類別1234mc0．5440．4580．3240．335mo0．4410．5000．6180．618 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》,公路—I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，pk=180KN；橋梁計(jì)算跨徑大于或等于50m時(shí)，pk=360KN；橋梁計(jì)算跨徑在5m～50m時(shí)，pk采用直線內(nèi)插求得。本設(shè)計(jì)中，計(jì)算彎矩時(shí)qk=，pk=〔（）+180〕=計(jì)算剪力時(shí): pk== KN 計(jì)算可變作用效應(yīng) 對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載跨中彎矩時(shí)，采用全跨中統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc，考慮到跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大豎標(biāo)位于橋跨中部，故按不變化的mc計(jì)算，計(jì)算支點(diǎn)附近應(yīng)考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到l/4之間，橫向分布系數(shù)用mc與mo值直線插入，其余均取mc值。集中荷載若作用在計(jì)算截面，雖然影響縱坐標(biāo)最大，但其對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動(dòng)，就出現(xiàn)相反情況，因此應(yīng)對(duì)兩個(gè)荷載進(jìn)行比較，即影響線縱坐標(biāo)最大值和橫向分布系數(shù)達(dá)到最大值的截面（l/4截面），然后取一個(gè)最大的作為所求值。m △Q=（）=變截面處: Vmax,= 1｛〔+〕+｝=跨處: Vmax,= 1〔+〕=∴Vmax,＞Vmax, ∴取Vmax=Vmax,=277,7345KN （3） 支點(diǎn)處的最大彎矩和最大剪力Mmax= 10+=0 KN為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加應(yīng)力： Npe=Npe——使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永久應(yīng)力的合力；Ms——按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；A——構(gòu)件混凝土全截面面積；W——構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩；ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離；對(duì)于2號(hào)梁：Ms= KN提供的預(yù)應(yīng)力筋截面面積為：Ap=36139=2502mm2，采用夾片錨，162。 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm，；對(duì)于預(yù)埋的金屬管在豎直方向上可將兩管道疊置。各鋼束的彎曲半徑：RN1=45000mm，RN2=30000mm，RN3=15000mm，鋼束各控制位置的確定以N3號(hào)鋼束為例，其彎起布置如圖(2) 由ld=:ld==400ctg8176。=1049mm∴彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離 : lw=ld+ lb2=2846+1049=3895 mm則彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為 : xk=29160/2+=10935mm根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離相等，所以彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為：lb1=176。=1039 mm∴彎止點(diǎn)到跨中截面的水平距離為：xk+lb1+lb2=10935+1039+1049=13023mm同理可以計(jì)算N1，N2的控制點(diǎn)位置，各鋼束彎曲控制要素表 鋼束號(hào)升高值C（mm）彎起角（　186。 計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)判斷出i點(diǎn)所在的區(qū)段，然后計(jì)算ci及θi，即：當(dāng)xixk≤0時(shí)，i點(diǎn)位于直線段還未彎起，ci=0，a=ai=100mm，θi=0當(dāng)0＜xixk≤Lb1+ Lb2時(shí)，i點(diǎn)位于圓弧曲線段，ci及θi按下式計(jì)算， ci=R（1cosθi） ，θi=arcsin 當(dāng)xixk＞Lb1+ Lb2時(shí)，i點(diǎn)位于靠近錨固端的直線段上，此時(shí)，θi=θ0=8176。)ci(㎜)ai =a+ ci(㎜)跨中xi=0N17836263為負(fù)值,鋼束尚為彎起00100N269844176N3107472088L/4xi=5490㎜N178362634707247347N269844176﹤000100N3107472088﹤000100變截面xi=13909㎜N1783626313126814021502N26984417669258678778N310747208831628297397支點(diǎn)xi=14580㎜N1783626313979814971597N26984417675968773873N310747208838338391491(4) 鋼束平彎段的位置及平彎角 N1，N2，N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N1，N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2，N3在主梁中的平彎采用相同的形式，其平彎位置如圖所示，平彎方程為：y=107x2 非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置 按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。5計(jì)算主梁截面幾何特性 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(jì)算，本設(shè)計(jì)中主梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段(1) 主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋（Ⅰ階段） 主梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，所以其截面特性為計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計(jì)算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T梁翼板寬為1600mm。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆100mm濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所有此時(shí)的截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T梁翼板寬度為1600mm。 截面幾何特性的計(jì)算可以列表進(jìn)行，以第一階段跨中截面為例列表如下，第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算表 分塊名稱砼全截面非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積預(yù)留管道面積凈截面面積分塊面積Ai(cm2)5152(аES1) AS=分塊面積對(duì)上緣的距離yi(cm)165yU=ΣSi/ΣAi=分塊面積對(duì)上緣的靜矩Si(cm3)335904分塊面積自身慣性矩Ii(cm4)195553350019555335yUyi(cm)Ii=Ai(yUyi)(cm)截面慣性矩I=Ii+Ix(cm4)中主梁各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表 受力階段計(jì)算截面A(㎝2)yU(㎝)yb(㎝)ep(㎝)I(㎝4)W(㎝3)Wu=I/ yuWu=I/ ybWu=I/ ep階段Ⅰ：孔道壓漿前跨中L/4變截面支點(diǎn)階段Ⅱ：孔道結(jié)硬后至濕接縫結(jié)硬前跨中L/4變截面支點(diǎn)階段Ⅲ：濕接縫結(jié)硬后跨中L/4變截面支點(diǎn)6 鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的控制應(yīng)力 按《公預(yù)規(guī)》==1860= 鋼束應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 按《公預(yù)規(guī)》，設(shè)計(jì)公式為：σl1=σcon〔1e（μθ+kx）〕μ—鋼束與管道壁的摩檫系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋金屬波紋管μ=，k—管道每米局部偏差對(duì)摩檫的影響系數(shù)，取k=，θ—從張拉端到跨中截面間管道平面轉(zhuǎn)過的角度，這里N1只有豎彎，其角度為θN1=8176。平彎角度為θH=176。x—從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（m） 錨具變形，鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 按《公預(yù)規(guī)》，對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計(jì)算錨具變形，鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)考慮錨