【正文】 ）施工工藝：預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板采用先張法施工工藝。 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1 ） C50 混凝土的材料特性：3 2 .4 , 2 2 .4c k c df M P a f M P a?? MPa?， MPa? （ 2）瀝青混凝土重度按 23kN/ 計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按 26kN/ 計(jì)，混凝土重度按 25kN/ 計(jì) 。 圖 22 空心板截面細(xì)部尺寸圖（單位： cm） 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 鉸縫對自身重心軸的慣性矩為： 42 2 2 8 3 8 .9 1 5 6 7 7 .8 2I c m? ? ? 。 橋面鋪裝上層為 9cm 厚 C30 瀝青混凝土，中間層為 8cm 厚 C40 防水混凝土，下層為 厚的 C30 混凝土墊層，則全橋?qū)掍佈b層每延米重力為： 0 . 1 1 5( 0 . 0 9 2 3 0 . 0 8 2 5 2 5 ) 1 5 . 2 5 8 3 . 9 9 /2 k N m? ? ? ? ? ? ? 上述自重效應(yīng)是在各空心板形成整體后再加至橋上的，由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)是不相同。m） 作用效應(yīng) 剪力 V/kN 跨中 1/4 跨 支點(diǎn) 1/4 跨 跨中 1G 0 23G? 0 G 0 可變作用效應(yīng)計(jì)算 公路 I 級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 為： /kq kN m? 計(jì)算彎矩時， [ ( 360 180 ) / ( 50 5 ) ( 15. 56 5 ) 180 ] 222 .24kP k N k N? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算剪力 時， kN?? （ 1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù) μ 與結(jié)構(gòu)的基頻 f 有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，根據(jù)下式計(jì)算簡支梁橋的基頻： 2 5 .0 62 ccEIf H zLm?? ? ? 其中： 3/ 22 .6 20 5 10 / 9. 81 23 05 .8 6 /cm G g k g m? ? ? ? 由于 14H z f H z?? ,故可有下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)： l n ? ? ? ? 當(dāng)車道大于兩車道時，應(yīng)進(jìn)行車道折減，四車道折減 33%，但折減后不得小 于用兩車道汽車荷載布載的計(jì)算結(jié)果。 （ 2）汽車荷載橫向分布系數(shù)：此處空心板跨中和 L/4 處大的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)按杠桿原理法計(jì)算，支點(diǎn)至 L/4 點(diǎn)之間截面的荷載橫向分布系數(shù)通過直線內(nèi)插求得。由 ??? ? ? 內(nèi)插得到?? 時 1～ 7 號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，內(nèi)插計(jì)算結(jié)果見表 22 。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖 24，由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對稱，故只需計(jì)算 1～ 7 號板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。 表 23 各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算表 板號 1 2 3 4 5 6 7 荷載 四車道 二車道 四車道 二車道 四車道 二車道 四車道 二車道 四車道 二車道 四車道 二車道 四車道 二車道 荷 載 橫 向 分 布 系 數(shù) 039 039 761 761 385 416 072 089 841 928 662 839 523 793 493 493 559 559 493 480 228 268 950 163 749 112 594 081 134 134 218 218 349 260 345 342 125 266 874 226 695 216 795 795 844 844 922 876 125 054 256 010 157 989 918 993 617 658 738 866 064 213 141 441 470 526 619 747 933 148 355 376 420 495 598 736 927 272 288 322 376 454 558 70 m 汽 573 731 587 691 578 516 563 377 518 184 441 083 323 042 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 圖 24 各板的荷載橫向分布影響線及橫向最不利荷載布置圖 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 由表 23 結(jié)果可知：四車道和兩車道布載時， 1 號板的橫向分布系數(shù)相應(yīng)最為不利，因此取跨中和 L/4 處的荷載橫向分布系數(shù)值： 4 i 2 i110 . 3 5 7 3 0 . 2 7 3 122mm??? ? ? ???汽 汽 汽 汽 ； 2）支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算：支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算。 表 24 空心板的荷載橫向分布系數(shù) 作用位置 跨中至 L/4 處 支點(diǎn) 支點(diǎn)至 L/4 處 四車道汽車荷載 直線內(nèi)插 兩車道汽車荷載 （ 3）車道荷載效應(yīng)計(jì)算：計(jì)算車道荷載引起的空心板跨中及 L/4 處截面的效應(yīng)時，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng) 的同號影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 只作用于影響線中的一個最大影響線峰值處，如圖 26， 27 所示。 兩車道布載： 不計(jì)沖擊： 1 [ 1 ( / 2) ( 1 ) ( 7 3 ) 266 .69 1 ] 130 .4287VkN? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?汽 計(jì)沖擊： 130 .4287 165 .6445V k N? ? ?汽 四車道布載： 不計(jì)沖擊： 1 [ 3 ( 3 ) ( ( 72 2 4 3 ) 266 .69 1 ] 36VkN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?汽 計(jì)沖擊： 36 115 .3713V k N? ? ?汽 可變作用效應(yīng)（汽車）匯總于表 25 中，由此可看出，車道荷載以兩車道布載控制設(shè)計(jì)。 m） 剪力 V /kN 跨中 L/4 跨中 L/4 支點(diǎn) 車 道 荷 載 兩車道 不計(jì)沖擊 計(jì)沖擊 四車道 不計(jì)沖擊 計(jì)沖擊 . 作用效應(yīng)組合 據(jù)可能同時出現(xiàn)的效應(yīng)選擇了四種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、長期效應(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，見表 26。m kN kN在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時 ，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，然后根據(jù)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。 對于 A 類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足 pc tkf???? 的要求。 在設(shè)計(jì)時， st? 和 pc? 得值可按下式進(jìn)行計(jì)算 /st sMW? ? 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 pe pcpc NeNAW? ?? 式中 A、 W構(gòu)件毛截面面積及其對毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩； pe預(yù) 應(yīng)力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距，ppe y a??，pa可預(yù)先假定； sM 按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算得彎矩值。 假設(shè) cm? ， 4 0 1 .0 6 4 .5 3 3 .4 4 3 4 4 .4ppe y a c m m m? ? ? ? ? ? ? 把數(shù)據(jù)代入上式得： 6889 1 0 . 6 1 1 0 1 3 4 4 . 4( 0 . 7 2 . 6 5 ) / ( ) 1 3 4 9 3 9 01 . 0 3 5 7 1 0 5 5 0 5 0 0 1 . 0 3 5 7 1 0peNN?? ? ? ? ??? 所需預(yù)應(yīng)力鋼束截面面積按下式計(jì)算 pepcon LNA ??? ?? 式中 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力； ∑ 全部預(yù)應(yīng)力損失值。 根據(jù)式 pkf? ? ，此處取 pkf? ? ，預(yù)應(yīng)力損失總和∑ 近似假定為 20%的張拉控制應(yīng)力，則： 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 27 221349390 1 3 9 5 1 3 . 9 50 . 2 0 . 8 0 . 6 5 1 8 6 0p e p epc o n L c o n c o nNNA m m c m? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? 。先張法混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼絞線之間的凈距，對七股鋼絞線不應(yīng)小于 25mm，在構(gòu)件端部 10 倍預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑范圍內(nèi)，設(shè)置 3～ 5 片鋼筋網(wǎng)。 空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮（見圖 210）： 由 212 7 6 5 6 4 1 0 1 0 4 0 5 62kkb h c m? ? ? ? ? ? ? 以及 32341 1 1 1 10[ 76 56 4 277 .78 4 10 10 ( 28 ) ]12 2 12 2 3494 717 .33kkbhcm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 圖 29 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布 置圖（尺寸單位： cm） 第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 上兩式中 的含義見圖 210 。 代入相關(guān)參數(shù)值，則上式為 602 2 .4 1 2 2 0 ( 7 5 5 / 2 ) 1 .1 1 3 9 5 .5 9 1 0dx x M?? ? ? ? ? ? 整理得： 2 1510 112350 0xx? ? ? 解得： 78 .48 12 fx m h m m? ? ?，故假設(shè)正確且滿足 0078. 48 755 302x m h m m?? ? ? ? ? 上述計(jì)算說明中和軸位于翼緣板內(nèi)，故可計(jì)算普通鋼筋面積 sA ： 220( ) / ( 2 2 . 4 1 2 2 0 7 8 . 4 8 1 2 6 0 1 6 8 0 ) / 2 8 09 9 . 6 4 8 0 . 3 % 1 0 6 4 . 5 5s c d f p d p s dA f b x f A fm m b h m m?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 說明只需按構(gòu)造要求配置。普通鋼筋布置見圖 211 。 換算截面面積 0A ： 0 ( 1 ) ( 1 )E P p E S sA A A A??? ? ? ? ? 而 5 4 2/ 1 .9 5 1 0 / 3 .4 5 1 0 ) 5 .6 5 , 1 6 .8E P p c pE E A c m? ? ? ? ? ? ?（ 5 4 2/ 2 .0 1 0 / 3 .4 5 1 0 ) 5 .8 0 , 1 1 .3 1E S s c sE E A c m? ? ? ? ? ? ?（ 圖 211 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖（尺寸單位： cm） 普通鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋第 2 章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算 30 把以上數(shù)據(jù)代入得 20 55 05 ( 5. 65 1 ) 16 .8 ( 5. 80 1 ) 11 .3 1 56 37 .4 1A c m? ? ? ? ? ? ? ? 換算截面重心位置 預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋換算截面對空心板毛截面重心軸的靜矩為： 01 3( 1 ) ( 4 0 0 1 0 . 6 4 5 ) ( 1 ) ( 4 0 0 1 0 . 6 4 5 )( 5 . 6 5 1 ) 1 6 8 0 ( 4 0 0 1 0 . 6 4 5 ) ( 5 . 8 0 1 ) 1 1 3 1 ( 4 0 0 1 0 . 6 4 5 ) 4 5 6 0 1 3 2E P p E S sS A A mm??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 于是得換算截面到空心板毛截面重心軸的距離為 0 1 0 1 0/ 4 5 6 0 1 3 2 / 5 6 3 7 4 1 8 .0 9d S A m m? ? ?(向下移 )