【正文】 03 0 01 5 3 01 4 3 050501 2 3 4 5四車道三車道15050三車道21 8 0 1 8 01 8 01 8 05050雙車道0.18510.18630.19320.20420.20480.21200.21750.20990.20480.20420.19310.18631 8 0 1 8 01 8 00.21750.21530.20480.19860.18630.20990.20480.20420.19250.18631 8 0 1 8 01 8 01 8 01 8 00.21750.20480.18630.20220.20480.18630.20820.20820.20220.21370.21370.21750.20480.18630.20420.18630.20480.21200.2099圖9 3 號梁的橫向分布影響線及最不利布載圖式（尺寸單位：c m ） 3 號梁 四車道： )(21 ??????????cqm= 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 21 三車道（ 1）： )(21 ????????cqm = 三車道（ 2）： )(21 ????????cqm = 兩車道： )(21 ??????cqm = 由以上計算可知： a x ??? cqcq mm 2 支點截面的荷載橫向分布系數(shù) m0 按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載， 支點截面 的荷載 橫向分布系數(shù)可計算如下： 3 0 0 3 0 0 3 0 03 0 01 2 3 4 550 50 50501 8 0 1 3 0 1 8 01 8 0 1 3 0 1 8 01 8 0 1 3 0 1 8 01 號梁3 號梁2 號梁 圖 10 支點橫向分布系數(shù)計算圖式（尺寸單位： cm） 1 號梁： )(21 ?????oqm 2 號梁： 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 22 )(21 ?????oqm 3 號梁： )(21 ?????oqm 由以上計算可知 ?om ：通過上述計算，可變作用橫向分布系數(shù) 1 號梁為最不利，故可變作用橫向分布系數(shù)取值為： 跨中截面： mc= 支點截面： mo= 車道荷載取值 車道荷載取值：公路 Ι級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 pk為： qk=計算彎矩時： ? ? 550 180360 ??????? ??????kP kN 計算剪力時： ???kP kN 計算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：計算主梁可變作用彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)取 mc；計算跨中及四分點可變作用剪力效應(yīng)時，由于剪力影響線的較大坐標(biāo)也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)亦取 mc；計算支點可變作用剪力效應(yīng)時，從支點至 l/4 梁段，橫向分布系數(shù)從 mo過度到 mc，其余梁段取 mc。 L=qK11,176450,626 0,6261,176450,91658 0,08342 圖110 支點截面剪力計算圖式（尺寸單位：m）V 影響線PK 不計沖擊 ： ? ? ? ???????????????????? 汽V = kN 計沖擊效應(yīng)： 8 91 7 1 ???V kN 主梁作用效應(yīng)組合 根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇三種最不利的組合：短期效應(yīng)組合，標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合 ， 具體 見表 6： 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 26 表 6 主梁作用效應(yīng)組合計算表 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 支點截面 Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax kN? m kN kN? m kN kN ① 第一期永久作用 0 ② 第二期永久作用 0 ③ 總永久作用（ =① +②） ④ 可變作用（汽車） ⑤ 可變作用（汽車）沖擊 ⑥ 標(biāo)準(zhǔn)組合（ =③ +④ +⑤） ⑦ 短期組合（ =③ +179。③ +179。以跨中截面按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算并確定主梁的配束數(shù)。當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到鋼束數(shù) n 的估算公式： ? ?1PMAf kpk s pn C k e? ?? 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 27 式中： Mk— 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值； C1— 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，取值 C1=； △ Ap— 一束 8Φ ，一根鋼絞線的截面積為 ，故Δ Ap= Ks大毛截面的核心距，設(shè)梁高為 h， Ks按下面公式計算： ? ?IAssk hy? ??? 式中： ep— 預(yù)應(yīng)力鋼束重心至大毛截面重心軸的偏心距； ys— 大毛截面形心到上緣的距離； ∑ I— 大毛截面的抗彎慣性矩； 采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線公稱直徑 ，公稱面積 140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860Mpa，設(shè)計強(qiáng)度為 fpd=1260Mpa 彈性模量 Ep=179。 ?kM kN?m ? ? ? ? 696 171 65 3???? ? ? ss yhA Ik cm 假設(shè) 18?pa cm，則 ?????? pp aye cm 則鋼束數(shù) n 可求得為： ? ? ? ? 64 31 ??????? ????? ?pspkp k ekfAC Mn 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計算公式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度 fcd，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 28 應(yīng)力圖形呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度 fpd，則鋼束數(shù) n 的估算公式為： dMAp pdn hf?? ? 式中： Md— 承載能力極限狀態(tài)的跨中的最大彎矩組合值； α — 經(jīng)驗系數(shù)，一般取 ，取α =； 則估算得鋼束 n為： 057 64 ????????? ?pdpd fAh Mn ? 據(jù)上述兩種極限狀態(tài)估算結(jié)果在 10 束左右，故暫取鋼束數(shù)為n=10。本設(shè)計預(yù)應(yīng)力孔道采用內(nèi)徑 60mm，外徑67mm 的金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于 30mm 及管道直徑的一半。求得跨中截面鋼束群重心至梁底距離為： ? ? 2210 242312029 ???????pa cm 2 所有鋼束都錨固在梁端截面。按照上述錨頭布置的均勻、分散原則，錨固端截面所布置的鋼束如下圖所示。 鋼束彎起角和線形的確定 本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分 四 排，最下排兩根（ N5）彎起角度為176。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線性均為直線加圓弧，具體計算如下。 錨固點至支座中心線的水平距離為α xi α x5= 13－ 176。 = cm 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 31 α x3= － 176。 = cm α x1= － 176。支座中心線 圖 15 錨固端尺寸圖（單位： cm） 圖 16 鋼束計算圖示 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 32 表 8 鋼束彎起點至跨中距離計算表 鋼束號 彎起高度 y/cm y1/cm y2/cm L1/cm x3/cm 彎起角 （176。 （ 2） 計算鋼束群重心到梁底距離 pa 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 4x R ?sin ?cos 0a ia pa 四分點 5 未彎起 0 1 9 9 4 未彎起 0 1 9 9 3 未彎起 0 1 20 20 2 31 1 42 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 33 支點 直線段 y ? 5x ?tan5x 0a ia pa 5 9 4 47 9 3 64 20 2 81 31 1 98 42 3 鋼束長度計算 一根 鋼束 的長度為曲線長度、直線長度、與兩工作段長之和，其中鋼束曲線長度可按圓弧半徑及彎起角度計算，通過每根鋼束長度計算，就可以得到一片主梁和一孔橋所需鋼束總長度，用于備料和施工計算結(jié)果見下表： 表 10 鋼束長度計算表 鋼束號 半徑 R 彎起角 曲線長度 直線長度 L1 有效長度 鋼束預(yù)留長度 鋼束長度 cm rad cm cm cm cm cm cm 5 100 140 4 150 140 3 200 140 2 250 140 1 300 140 本箱梁采用后張法施工，內(nèi)徑 60mm 的鋼波紋管成孔，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時進(jìn)行張拉，張拉順序和鋼束號相同，年平均相對濕度為 80％。階段三為成橋階段，荷載除了階段一、二的荷載之外，還包括二期永久作用和活載，受力構(gòu)件按成梁后的換算截面計算。 凈截面面積 : An=A－ nΔ A 凈截面慣性矩： In=I－ nΔ A(yisyi)2 表 11 跨中截面面積和慣性矩計算表 截面 分塊名稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心之上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜矩 si 全截面重心至上緣距離 yjs 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對截面形心的慣性矩 Ip I=∑ Ip+∑ Ii cm2 cm cm3 cm cm4 cm cm4 cm4 bi=240 cm 毛截面 11616 扣除管 道面積 158 忽略 ∑ 11263 bi=300 cm 毛截面 12696 鋼筋換 算面積 158 忽略 ∑ 13152 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計 35 表 12 四分點截面面積和慣性矩計算表 截面 分塊名稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心之上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜矩 si 全截面重心至上緣距離 yjs 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面 積對截面形心的慣性矩 Ip I=∑ Ip+∑ Ii cm2 cm cm3 cm cm4 cm cm4 cm4 bi=240 cm 毛截面 11616 扣除管 道面積 忽略 ∑ 11263 bi=340 cm 毛截面 12696 鋼筋換 算面積 忽略 ∑ 13152 表 13 支點截面面積和慣性矩計算表 截面 分塊名稱 分塊面積 Ai 分塊面積形心之上緣距離 yi 分塊面積對上緣靜矩 si 全截面重心至上緣距離 yjs 分塊面積的自身慣性矩 Ii di=yjsyi 分塊面積對截面形心的慣性矩 Ip I=∑ Ip+∑ Ii cm2 cm cm3 cm cm4 cm cm4 cm4 bi=240cm 毛截面 15387 扣除管 道面積 忽略 ∑ 15035 bi=340cm 毛截面 1688