【正文】 xiI I I?? 4()cm (1) (2) (3) (1) (2)?? (4) (6) 2(6) (1) (5)?? (7) (4) (6)?? 大毛截面 翼板 3000 22500 56250 12622285 三角承托 500 腹板 3000 90 270000 5625000 － 下 三 角 160 42020 － 2025930 馬蹄 1375 － ∑ 587729 37988230 小毛截面 翼板 2100 15750 39375 三角承托 500 1918096 腹板 3000 90 270000 5625000 － 5909019 下三角 160 42020 － 馬蹄 1375 － 13070415 ∑ 580979 33732136 注： 大毛截面形心至上翼緣距離 72 .2 2s i iy S A cm???? 小毛截面形心至上翼緣距離 80 .2 7s i iy S A cm???? （ 4）檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) （希望 在 以上） 上核心距： 7 ? ? cmyA Ik xs 37 37 988 01 4 ?????? ?? 下核心距： cmyA Ik sx ??? ?? 截面效率指標(biāo)： ?????? h kk xs? 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力 的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要，在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。 橫隔梁的布置 本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和三分點(diǎn)、六分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置七道橫隔梁，間距為 。詳見圖 1。 本設(shè)計(jì)以邊主梁進(jìn)行計(jì)算。 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： 22121 gxglxM ??? gxglQ ?? 21? 永久作用效應(yīng)計(jì)算見表 3。簡(jiǎn)支梁橋的頻率可采用下列公式估算： )( 1022 HzmEIlfcc ?????? ? 其中： )( 3 mKggGm c ????? 根據(jù)本橋的基頻 ≤ f ≤ 14Hz，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù) 11 為： l n ? ? ? ? 按《橋規(guī)》 條， 當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車道折減，三車道折減 22%，四車道折減 33%， 但折減后不得小于兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 1）跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 如前所述，本例橋跨中內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠地橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： ???Bl 所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) cm ?計(jì)算主梁抗扭慣性矩 TI 對(duì)于 T 形梁截面，抗扭慣性矩可以近似按下式計(jì)算： 31mT i i iiI cbt??? 式中： iitb, — 相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度； ic — 矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m— 梁截面 劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)； 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： )( 1050151801 cmt ????? 馬蹄部分的換算平均厚度： 12 )(2 40253 cmt ??? 圖 4 示出了 TI 的計(jì)算圖式， TI 的計(jì)算見表 4。 ②計(jì)算抗扭修正系 數(shù) ? 對(duì)于本算例主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得： 2211 12 iTiiiGl IE a I? ?? ?? 式中： 。1 maImlEG i Ti ?????? ? 13 42 3 4 5 6 7 85 .0 。 1 。 3 .0 。 7 。ia m a m a m a m a m a m a m I m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算得： ?? 。計(jì)算所得的 ijn 值列于表 5 內(nèi)。 圖 5： 跨中的橫向分布系數(shù) cm 計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 14 可變作用（公路 — Ⅱ 級(jí)）： 四車道： 1 ( 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 0 . 0 1 4 2 0 . 0 5 7 1 0 . 6 7 0 . 4 3 6 72cqm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?） 三車道： 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 1 0 . 7 8 0 . 5 2 5 12cqm ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 兩車道： 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 5 7 0 72cqm ? ? ? ? ?（ ） 故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)為： ? 可變作用（人群）： ? 2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù) 0m 如圖 6 所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)影響線并進(jìn)行布載，邊梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下 ： 圖 6： 支點(diǎn)的橫向分布系數(shù) om 計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 15 可變作用（汽車）： 210 ???qm 可變作用（人群）： ?rm 3）橫向分布系數(shù)匯總（見表 6） 表 6： 1 號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 cm om 公路 — Ⅱ級(jí) 人群 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 ，公路 — Ⅱ級(jí) 的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 為： )/( mKNq k ??? 計(jì)算彎矩時(shí)： )(222]180)534(550 180360[075 KNPk ???????? 計(jì)算剪力時(shí)： )( 6 2 2 KNP k ??? 計(jì)算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本算例對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮，支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取 om ，從支點(diǎn)至第一根橫段梁，橫向分布系數(shù)從 om 直線過渡到 cm ，其余梁段取 cm 。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ).()( a xmKNM??????????????)( a xKNV?????????????? 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ).( 5 2 2 8 1 mKNM ??? )( 5 2 5 6 KNV ??? 可變作用（人群）效應(yīng)： ).()( a xmKNM???????????? )( a xKNV??????????? 18 圖 8：四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式（尺寸單 位： mm） 3)求支點(diǎn)截面的最大剪力 圖 9 示出支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖式。 第 3 章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置 跨中截面鋼束的估算和確定 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求，以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需的剛束數(shù)進(jìn)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。 在一中已計(jì)算出成橋后跨中截面 xy =， sk =,初估pa =15cm，則鋼束偏心距為： pe = xy pa ==。則鋼束數(shù)的估算公式為： dpd pMn a h f A? ? ? ?? 式中： dM — 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表 7取用； a — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用 — ，本算例取 ； pdf — 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見表 1，為 1260MPa。 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 跨中截面及錨固端截面的鋼 束布置 1）對(duì)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，本算例采用內(nèi)徑 70mm，外徑 77mm 的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 ，管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于 3cm及管道直徑的 1/2。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖 10a）所示。按照上述錨頭布置的“均勻”“分散”的原則，錨固端截面所布置的剛束如圖 10b）所示。圖11 示出了計(jì)算圖式，錨固端截面特性計(jì)算見表 8 所示。 鋼束起彎角和線形的 確定 確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到因其彎起產(chǎn)生足夠的的豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。 為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線型均為直線加圓弧，并且整根束道都布置在同一個(gè)豎直面內(nèi)。 25 圖 13：鋼束計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 表 9：鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離 鋼束號(hào) 起彎高度 y(cm) y1(cm) y2(cm) L1(cm) X3(cm) ? R(cm) X2(cm) X1(cm) N1(N2) 21 100 7 N3(N4) 100 7 N5 116 100 15 N6 100 15 2）控制截面的鋼束重心位置計(jì)算 ?各鋼束重心位置 計(jì)算 由圖示的幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： )c o s1(0 ???? Raai Rx4sin ?? 當(dāng)計(jì)算截面在近端錨固點(diǎn)的直線段時(shí)，計(jì)算公式為： ?ta n5xyaa oi ??? 式中： ia — 鋼束彎起后，在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離； 0a — 計(jì)算截面處鋼束的升高值； R — 鋼束彎起半徑（見表 10）。通過每根鋼束長(zhǎng)度計(jì)算，就可得出一片主梁和一孔橋所需鋼束的總長(zhǎng)度，以利備料和施工。 表 11:鋼束長(zhǎng)度計(jì)算表 鋼束號(hào) R (cm) 鋼束彎起角度 ? 曲線 長(zhǎng)度 （ cm) RS ??180? 直線長(zhǎng)度 )(1cmx (見表 9) 直線 長(zhǎng)度)(1cmL (見表9) 有效 長(zhǎng)度 )(2 11 LxS ?? （ cm） 鋼束預(yù)留長(zhǎng)度(cm) 鋼束長(zhǎng)度 （ cm) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)=(6)+(7) N1(N2) 7 100 140 N3(N4) 7 100 140 N5 15 100 140 N6 15 100 3469 140 3609 27 第 4 章 計(jì)算主梁截面幾何特性 本節(jié)在求得各驗(yàn)算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對(duì)重心軸、上梗肋與下梗肋的靜距，最后匯總成截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備計(jì)算數(shù)據(jù)。 截面面積及慣矩計(jì)算 凈截面幾何特征計(jì)算 在預(yù)加應(yīng)力階段，只需要計(jì)算小截面的幾何特征。 換算截面幾何特征計(jì)算 1）整體截面幾何特征計(jì)算 在使用荷載階段需要計(jì)算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面）的幾何特性，計(jì)算公式如下： 截面積 pEP AnAA ???? )1(0 ? 截面慣矩 200 )()1( ispEP yyAnII ?????? ? 以上式中： A 、 I — 分別為混凝土毛截面面積和慣矩； A? 、 pA? — 分別為一根管道截面積和鋼束截面積； isy 、 sy0 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； iy — 分 面積重心到主梁上緣的距離； 28 n — 計(jì)算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； EP? — 鋼束與混凝土的彈性模量比值，由表 1 得 EP? =。 2id (cm4) I=? Ii+?Ix (cm4) 1140 bcm? 凈 截 面 毛截面 (見表 2) 580979 33732136 － 31004461.