裝配式后張預(yù)應(yīng)力混凝土T形簡支梁橋設(shè)計(jì)引言國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：橋梁工程是國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的關(guān)鍵命脈，是惠及國計(jì)民生的根本、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。自深化改革和改革開放以來,中國的交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施使用了40年時(shí)間,取得了西方發(fā)達(dá)國家百年時(shí)間所取得的成就。道路橋梁的建設(shè)是社會建設(shè)發(fā)展必不可少的一環(huán)，對于加強(qiáng)道路工程建設(shè)質(zhì)量和效益的研究我們必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。為保證施工質(zhì)量和效率，需要不斷加強(qiáng)施工技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究。現(xiàn)階段，公路已成經(jīng)為人們生活生產(chǎn)中不可缺少的一部分，必須嚴(yán)格控制和檢查公路工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，而且公路路面在后期使用過程中的維護(hù)特別重要，應(yīng)引起足夠的重視。.道橋工程施工技術(shù)現(xiàn)狀：橋梁工程的施工技術(shù)是指在橋梁施工中應(yīng)用的技術(shù)手段，為橋梁工程的施工提供技術(shù)支持。橋梁工程的施工技術(shù)包含兩個(gè)方面，一是施工前的準(zhǔn)備工作，二是施工過程中的具體步驟。道路工程施工前的準(zhǔn)備工作是不可或缺的，為工程的實(shí)施提供了有力的保障。通過對橋梁施工過程中的探測和巡視，可以詳細(xì)了解到橋梁建設(shè)施工中應(yīng)該注意到的問題，及時(shí)提出對策，從而對橋梁的建設(shè)規(guī)劃提前作出規(guī)劃。未來發(fā)展前景：道路橋梁建設(shè)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市可持續(xù)發(fā)展之間不可或缺的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。城市交通負(fù)擔(dān)著各種運(yùn)輸?shù)热蝿?wù),近年來隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度的加大,城市交通狀況雖然得到了前所未有的改善,但仍有許多地區(qū)城市的交通道路情況不容樂觀。因此,目前迫切需要加快道路交通的建設(shè)。而道路橋梁在城市交通中扮演著舉足輕重的地位設(shè)計(jì)題目：標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25米的裝配式建筑地點(diǎn)：遼寧省沈陽市二．設(shè)計(jì)要求與構(gòu)造布置1.設(shè)計(jì)資料1.1.設(shè)計(jì)主梁跨徑:該橋標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主梁跨徑25.00m(兩個(gè)主梁相鄰的墩之間的墩從中心至起點(diǎn)設(shè)計(jì)距離);經(jīng)過計(jì)算后得出該橋橫向主梁跨徑24.5m;該橋的橫向主梁設(shè)計(jì)總長24.86m。橋面寬度：雙向6車道，兩側(cè)人行道各1.5m；橋面凈空：6×3.75m(機(jī)動車道)+0.5m(雙黃線)+2×1.5m(人行道)；1.2設(shè)計(jì)荷載：公路Ⅰ級；人群：3.5KN/m21.4.主梁構(gòu)造布置及尺寸擬定：1)橫截面和吊裝形式:一般采用t型橫向梁截面的形式,施工時(shí)一般采用預(yù)制,再進(jìn)行運(yùn)輸、吊裝;(2)、梁的間距:可以參考大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土t型梁的經(jīng)濟(jì)跨徑。1.8m~2.3m,將主梁控制在可以吊裝的范圍內(nèi);(3)、主梁梁高:根據(jù)常見的預(yù)應(yīng)力混凝土等橫向截面確定簡支梁的長度和高跨比(計(jì)算跨度)一般取在1/8~1/12內(nèi);(4)、橋面寬度及厚度:橋面寬度和主梁數(shù)量確定后,確定橋面寬度。厚度和應(yīng)力關(guān)系。采用變厚。由于t形梁的頂板直接支撐其被動荷載,為了有效地改善它們的被動荷載狀態(tài),在頂板和腹板的相交點(diǎn)上設(shè)置了支撐。支撐還是為了提高t形橫截面的耐拉和抗扭性。(5)、腹板厚度:要滿足施工和抗剪要求(6)只在梁端及跨中處設(shè)置橫隔梁(7)、橋面基層攤鋪:一般認(rèn)為采用鋼筋基層攤鋪厚度6cm的采用鋼筋水泥基層混凝土或水泥墊層,表面4cm的采用鋼筋砼或?yàn)r青水泥混凝土。2.橫截面布置2.1.主梁間距及主梁片數(shù)主梁間距隨梁的高度和梁的跨徑的增大而增大，更加經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，加寬翼緣板2.2.主梁跨中主截面尺寸設(shè)計(jì)（1）主梁高度預(yù)應(yīng)力橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主梁的高度和跨比一般為1/15?1/25,在符合國際標(biāo)準(zhǔn)框架結(jié)構(gòu)的橋梁設(shè)計(jì)中,高梁的跨比約一般為1/18-1/19,當(dāng)超過建筑高度并且主梁不受跨度限制時(shí),增加的梁高往往更加堅(jiān)固經(jīng)濟(jì)。因此，本設(shè)計(jì)取梁高1.4米。（2）主梁截面詳細(xì)尺寸t梁翼板的彎曲厚度主要認(rèn)為依賴于對結(jié)構(gòu)橋面上主梁所能能夠承受的受力車輪和主梁局部橋體荷載的厚度要求,還認(rèn)為應(yīng)當(dāng)做到充分考慮關(guān)系到其上主梁在彎曲構(gòu)造過程中厚度能否完全達(dá)到上主梁翼緣彎曲所需的最大受壓應(yīng)力強(qiáng)度。本次研究設(shè)計(jì)的新型t梁翼緣板支承基層鋼梁厚度為150mm,翼緣板支承基層鋼梁根部支承寬度為250mm,以有效地盡量抵抗鋼梁翼緣板支承基層鋼梁根部較大的彎矩。在一些采用腹板預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土梁中,腹板的結(jié)構(gòu)主張張應(yīng)力相對較小,而且橋梁腹板的結(jié)構(gòu)厚度通常由采用預(yù)制材料孔筒梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來進(jìn)行確定。同時(shí),從整個(gè)人體腹板自身的平衡和運(yùn)動穩(wěn)定性兩個(gè)角度考慮出發(fā),腹板的固定厚度也一般不應(yīng)大于超過其固定高度的1/15,本人體工程設(shè)計(jì)中整個(gè)腹板的固定厚度為200mm。馬蹄鐵的大小基本上取決于預(yù)應(yīng)力鋼束布局。設(shè)計(jì)工藝的（3）計(jì)算截面幾何特征（中梁）將主梁橫跨中的截面分為五個(gè)具有規(guī)劃和圖形的最低單位,截面的幾何結(jié)構(gòu)特性可參見下表。分塊名稱分塊面積（cm2）分塊面積形心至上緣距分塊面積對上緣靜距分塊面積自身慣距（cm）=(cm)分塊面積對表面形心的慣距（1）（2）（3）（4）（5）大毛截面翼板36207.42722668061.533.264015605.24083667.7三角托78018.2146504444.22.47403561.248005.6腹板220067.51417521929374-26.7315015563430932下三角164114189752062.5-73.62894284.23896310.73馬蹄84013010920028000-88.626596943.76624943.7753531179015083861.83小毛截面翼板27017.4202515062435.6534218713426933三交托78018.2146414444.524.82110796.54115240.8腹板210167.51417501929374-24.381249231.33178606.3下三角164114189752062.5-69.9806191.65808254.15馬蹄84013010920028000-84.9937041.3965041.3660529789015083861.83（4）檢驗(yàn)截面的效率指標(biāo)（希望在0.5以上）上核心距離ks=IA?yx下核心距離QUOTEkx=IA?截面效率指標(biāo)QUOTEρ=ks+kxh=20.3+48.38140≈0.491>0.45以上數(shù)據(jù)證實(shí)初次設(shè)計(jì)的主梁的中梁跨中截面是合理的2.3.橫截面沿跨長的變化根據(jù)如圖所示,本次工程設(shè)計(jì)的大橋主梁翼板結(jié)構(gòu)整體采用了等高型主梁結(jié)構(gòu),截面下的主梁翼板的夾層厚度沿著主梁跨長度的方向保持不變。在錨頭梁的端面上部,由于腹板錨頭的具有聚焦和集中活動能力,腹板施工應(yīng)在一定距離錨頭梁端部1480mm的厚度范圍內(nèi)對其進(jìn)行強(qiáng)力加厚至厚度相當(dāng)于梁與馬蹄形相同處的寬度。為了更好適應(yīng)縱向鋼筋流水束的彎曲,馬蹄形的支撐部分由橫向間隔梁的四分之一點(diǎn)附近逐步地向上升延伸至梁的支點(diǎn)。2.4.橫隔梁的設(shè)置模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)有橫梁時(shí)，如果負(fù)載下主梁的彎曲力矩的橫向分布相對不均勻，則主梁在直接負(fù)載下的彎曲力矩較大。為了減少交叉中彎曲力矩對主梁的控制作用。這次設(shè)計(jì)在橋的中點(diǎn)、支點(diǎn)、位移點(diǎn)設(shè)置了5座橫梁，間距為6m。上厚250mm，下厚230mm，中橫梁高度1200mm三．主梁內(nèi)力計(jì)算主梁內(nèi)力控制系統(tǒng)內(nèi)力的綜合計(jì)算主要依靠上述梁跨主橋結(jié)構(gòu)的縱,橫和各截面之間的關(guān)系布局,并通過各個(gè)梁跨主橋最大荷載在不同可變主梁應(yīng)力條件作用下各個(gè)梁跨主橋的最大荷載和縱橫向應(yīng)力分布的綜合計(jì)算,可分別精確求得每個(gè)橫跨主梁所需要控制的最大截面(一般需要選擇每個(gè)主梁的橫跨中、四分點(diǎn)及其兩側(cè)支點(diǎn)的最大截面)恒載和最大活載的各個(gè)主梁控制內(nèi)力,然后在此基礎(chǔ)上分別進(jìn)行對各個(gè)主梁內(nèi)力控制系統(tǒng)內(nèi)力的計(jì)算組合。1.永久作用效應(yīng)計(jì)算1.1.恒載集度（1）一期恒載:預(yù)制梁自重中橫隔梁的體積：V=0.14（QUOTE1.05×0.8-0.8×0.12-0.11×0.152端橫隔梁的體積：V=0.21QUOTE×1.25×0.69-0.69×0.08752×故半跨內(nèi)橫隔梁的重力：=QUOTE1.5×0.1747855+1×0.110851.5×0.1747855+1×0.11085⑤邊預(yù)制的恒載集度：QUOTEg1=(117.08+105.24+36.24+9.32)÷10.98=24.4g(2)二期恒載①現(xiàn)澆T梁翼板集度=2.325+0.35+5.06+1.1=8.825（KN/m）1.2.恒載內(nèi)力如圖所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令x/l主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：Q=×（1-2×）××g 永久作用效應(yīng)跨中截面四分點(diǎn)（變化截面）支點(diǎn)截面一期作用彎矩1830.761373.070剪力0149.45298.9二期作用彎矩662.15496.610剪力054.05108.12彎矩2492.911869.680剪力0203.5407.022.可變組合效應(yīng)計(jì)算2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)：2.2計(jì)算主梁的中荷載橫跨向分布系數(shù)如前所述，本設(shè)計(jì)橋跨內(nèi)設(shè)5道橫隔梁，有可靠的橫向聯(lián)系。所以可以按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)計(jì)算主梁抗扭慣矩：對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下列公式計(jì)算：式中：，為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；：矩形截面抗扭剛度系數(shù)；n:梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對于邊梁跨中截面翼緣板的換算平均厚度：（cm）馬蹄部分的換算平均厚度：QUOTEt3＝（20+42）2＝計(jì)算圖示（cm）計(jì)算表（cm）分塊名稱翼緣板24218.313.2240.3334.94315腹板95204.750.2912.2116馬蹄42311.3550.1892.36489.51955計(jì)算抗扭修正系數(shù)對本設(shè)計(jì)主梁間距相同，并將主梁近似看作等截面QUOTEa1=11.92，a2=9.68,a3=7.26,a4=4.84,a5=2.42,a6=0,取:G=0.4E,=24.5,QUOTEITi=0.00951955QUOTE∑ai2Ii=(11.922×2+9.682×③按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值式中n=11×計(jì)算所得η值列于下表內(nèi)梁號10.310.2730.2270.1820.1360.0910.045?0.001?0.04?0.09?0.13620.270.230.200.160.120.090.050.01?0.01?0.05?0.0930.2270.2000.1730.1450.1180.0910.0640.0360.0090.018?0.04540.180.160.140.120.100.090.070.050.030.01?0.0050.1360.1270.1180.1090.1000.0910.0820.0730.0640.0550.04560.090.090.090.090.090.090.090.090.090.090.09表1—5計(jì)算表計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)可變作用（汽車）QUOTEmcqmcq=1/2(0.32+0.286+0.261+0.227+0.202+0.168+0.143+0.109+0.084+0.05+0.025)=0.933可變作用（人群）m公路Ⅰ級可變作用1號梁0.9320.3472號梁0.8550.2863號梁0.7780.2334號梁0.6730.1875號梁0.5750.1366號梁0.5030.087圖1—5跨中橫向分布系數(shù)的計(jì)算圖式支點(diǎn)截面橫向分布系數(shù)可變作用（汽車）QUOTEmoq=12×可變作用（人群）QUOTEmor=1.081mor圖1—6支點(diǎn)橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式公路Ⅰ級可變作用1號梁0.2741.0812號梁0.74203號梁0.71304號梁0.85305號梁0.74106號梁0.840（3）車道荷載的取值：根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1規(guī)定，公路Ⅰ級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：=10.5（KN/m）計(jì)算彎矩時(shí)：QUOTEpk=360-180計(jì)算剪力時(shí)：QUOTEpk=1.2×258=309.6KN（4）計(jì)算活載內(nèi)力在支段橫向橋梁可變應(yīng)力作用的橋橋效應(yīng)分析計(jì)算中,本文的工程設(shè)計(jì)對于第一支點(diǎn)的支段橫向直線分布計(jì)算系數(shù)的選取值主要做了描述如下綜合考慮,支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取，從支點(diǎn)到第一跟橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取求跨中截面最大彎矩（汽車）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值1號梁1509.05127.712號梁1386.12109.453號梁1259.9699.484號梁1083.6785.565號梁936.4847.066號梁810.3263.98人群可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：一號梁：QUOTEMmaxMmax=0.346×4.75×6.125×24.5×0.5=123.31(kN)QUOTEVmaxVmax=0.346×4.75×0.5×24.5×0.5×0.5=5.03(kN)（人群）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值1號梁123.315.032號梁102.644.193號梁84.823.464號梁67.362.755號梁49.182.016號梁32.791.34.求L/4（變化點(diǎn)處）截面最大彎矩和最大剪力，如圖所示（2）公路Ⅰ級汽車可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：（含沖擊）一號梁：QUOTEMmaxMmax=(1+0.242)×0.55×0.933(258×4.59375+10.5×0.5×24.5×4.59375)=1131.94(KN/m)QUOTEVmaxVmax=(1+0.242)×0.55×0.933(309.6×0.75+10.5×0.75×24.5×0.75×0.5)=194.1(KN)人群可變作用效應(yīng)：一號梁：QUOTEMmaxMmax=0.346×4.75×4.59375×24.5×0.5=92.49(KN/m)QUOTEVmaxVmax=0.346×4.75×0.75×24.5×0.5=15.10(KN)（汽車）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值1號梁1131.94194.12號梁1039.74178.293號梁945.1162.64號梁812.86139.395號梁638.6120.456號梁607.83104.23（人群）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值1號梁92.4915.102號梁76.9812.573號梁63.6210.394號梁50.528.255號梁36.896.026號梁24.594.01（3）.求支點(diǎn)截面處最大彎矩和最大剪力計(jì)算公式為：汽車荷載：，人群荷載：,；公路Ⅰ級汽車可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：（含沖擊）（汽車）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值含沖擊（人群）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值1號梁290.4627.412號梁284.1312.463號梁268.988.914號梁254.437.105號梁256.765.336號梁238.963.552.3.主梁作用效應(yīng)組合本設(shè)計(jì)根據(jù)可能出現(xiàn)的三種最不利荷載效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合，，標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合1號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）1215.02102.83911.38156.28233.86(5)可變作用(汽車)沖擊1509.05127.711131.94194.1290.46(6)可變作用(人群)123.315.0392.4915.127.41(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)4125.27132.743094.11412.7724.89(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)3466.7377.012600.14328.00598.13(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)5204.15184.423931.92532.852925.772號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）1116.0488.12837.15143.55228.77(5)可變作用(汽車)沖擊1386.12109.451039.74178.29284.13(6)可變作用(人群)102.644.1976.9812.5712.46(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)3981.67113.642986.13394.36703.61(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)3376.7865.872532.67316.56579.62(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)4668.90157.923785.47507.88900.163號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）1014.4680.10760.95130.92216.57(5)可變作用(汽車)沖擊1259.9699.48945.1162.6268.98(6)可變作用(人群)84.823.4663.6210.398.91(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)3837.69102.942878.4376.49684.91(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)3287.8559.532465.97305.53567.53(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)4850.43143.153254.14483.48874.984號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）872.5268.89654.48112.23206.73(5)可變作用(汽車)沖擊1083.6785.56812.86139.39256.76(6)可變作用(人群)67.362.7550.528.255.33(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)3643.9488.312733.06351.14699.11(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)3171.0350.972378.34290.31557.06(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)4584．07112.863438.18832.62853.865號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）754.0137.89514.1796.98206.73(5)可變作用(汽車)沖擊936.4847.06638.6120.45256.76(6)可變作用(人群)49.182.0136.896.025.33(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)3478.5749.072545.17329.97669.11(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)3069.9028.532266.49277.41592.08(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)4357.6568.143178.97419.57853.866號梁作用效應(yīng)組合序號荷載類別跨中面積四分點(diǎn)（變化點(diǎn)）截面支點(diǎn)截面Mmax(KN·m)Vmax（KN）Mmax(KN·m)Vmax（KN）Vmax（KN）(1)第一期永久作用1830.7301373.07149.95298.9(2)第二期永久作用662.150496.154.05108.12(3)永久作用=(1)+(2)2492.9101869.68203.5407.02(4)可變作用汽車Ⅰ級（不計(jì)沖擊）652.4351.51489.4083.92192.4(5)可變作用(汽車)沖擊810.3263.98607.83104.23238.96(6)可變作用(人群)32.791.3424.594.013.55(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(5)+(6)3273.0265.322502.1311.74649.53(8)短期組合=(3)+0.7×(4)+(6)2919.437.42236.85266.25577.84(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(5)+1.12×(6)4325.9397.743244.57414.61834.43主梁高度h驗(yàn)算QUOTEfcdbfhffcdbfhf(QUOTEh0h0-QUOTEhQUOTEMu=fcdbfxMu=fcdbfx(QUOTEh0h故主梁高度符合要求預(yù)應(yīng)力鋼束的估算以及位置確定四．預(yù)應(yīng)力鋼束的估算以及位置確定1.跨中截面鋼束的估算和確定1.1按正常應(yīng)用極限狀態(tài)下的應(yīng)力需求估計(jì)出的鋼束量對于要求內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一定預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土主體構(gòu)件,由于其內(nèi)部跨中心橫截面的光滑耐震性達(dá)到要求,其預(yù)應(yīng)的加力可用公式定義為:式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值：查表得知：QUOTEMs=3466.73KN?m設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距下緣85mm，e鋼筋估算時(shí)，取全截面計(jì)算QUOTEA=753500mm2A=753500mm2W=因此，有效預(yù)應(yīng)力為：QUOTENpe≥Ms/W0.85(1/A+擬采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按照估算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為：QUOTEηp=Npe(σ采用3束6QUOTE6φs15.2，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為QUOTEAp=18×139=2502mm2Ap=18×139=2502mm2QUOTEAp=21×2.預(yù)應(yīng)力鋼束布置2.1跨中截面及錨固端截面鋼束布置根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.1,管道間的水平平行距離是在梁底以及中橋橫跨鋼束梁的兩端側(cè)邊水平距離管道長度不同時(shí)應(yīng)該分別是不得小于30mm和大約為大橋管道底部水平平行直徑的一半,再根據(jù)9.4.9規(guī)定管道水平平行距離管道長度時(shí)也應(yīng)該分別是不得大于40mm和為大橋管道底部水平平行直徑的半分之六十,按照大橋設(shè)計(jì)師的方法你就可以準(zhǔn)確得出該橫跨中梁的截面就是鋼束梁的重心點(diǎn)兩端到梁底的管道水平平行距離。QUOTEap=2×8.5+12.75對于錨固整體截面的高處,鋼束的矩形重心移動位置固定應(yīng)該應(yīng)當(dāng)是盡量能夠接近錨固整體截面的一個(gè)矩形整體中心,達(dá)到了能夠使錨固整體截面均勻地處于受壓的固定目標(biāo),所以錨固時(shí)程中預(yù)應(yīng)力大的鋼管和束群的矩形重心固定位置應(yīng)該是盡量距離梁底:a分塊名稱①②③④⑤⑥⑦翼板36307.52722568062.537.315053091.04512153.54三角托612.517.810902.52605.327.01446843.31449448.61腹板465077.536037511706026.7-32.694969157.8716675184.578892.5398502.522245786.72其中：QUOTEys=∑si∑Ai=398502.58892.5=44.81cm上核心距QUOTEKs=∑I∑A×yb=26.28cmKsΔy=說明鋼束群的鋼束的彎起角確認(rèn)為了照顧到彎起是否能產(chǎn)生足夠豎向預(yù)應(yīng)剪力，還得考慮摩擦產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失在合理范圍內(nèi)，因此本設(shè)計(jì)把固定錨端的截面分為三部分，第一部分的彎起角是7°QUOTE8°第二部分是QUOTE8°8°第三部分8°QUOTE7°，為了方便計(jì)算所有布置圖中的鋼束線均由直線和圓弧組成并且在同一豎向截面。計(jì)算鋼束彎起點(diǎn)至跨中的距離：錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離為：各鋼束彎曲控制要素表鋼束編號起變高度x3.543.73157.278569.3773000577.67682.176127.82133.188578.1881800631.54780.269943.73157.278569.3783600577.67682.173.控制截面鋼束重心位置計(jì)算當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)：；；各計(jì)算截面的鋼束位置和鋼束群重心位置截面鋼束號變化點(diǎn)236.6736000.0735190.99026812.7526.715.38未彎起1800————8.58.5102.0430000.0341330.9925468.510.94四分點(diǎn)247.1736000.0690.99026828.5336.0618.60未彎起1800————8.58.5108.6430000.0360.9925468.511.23支點(diǎn)直線段82.07848172.3912.7598.3680.698172.398.576.8676.587172.098.570.984.鋼束長度計(jì)算鋼束的長度由曲線長度、直線長度、兩端工作長度（）的和，見表：鋼束號鋼束起彎角（°）曲線長度直線長度直線長度有效長度鋼束預(yù)留長度⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺36007439.8285846.822743.2819008251.3385780.262233.1830008418.8885682.172372.1非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積的計(jì)算及布置五．非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積主梁截面幾何特性計(jì)算六.主梁截面幾何特性計(jì)算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁根據(jù)不同的施工階段分別進(jìn)行計(jì)算,從建造開始至正常使用分為以下三個(gè)步驟:①施工預(yù)制主梁并張拉預(yù)應(yīng)力筋;②主梁吊頂采用現(xiàn)澆620mm砼潤滑連接;③進(jìn)入橋面鋪裝與人行道敷設(shè)的前期施工操作階段。第一階段界面幾何計(jì)算表截面分塊面積重心梁頂距跨中截面毛截面660541.64275250.3413955343-2.2433141.2513988485.2539.32扣除管道面積-170.24130.31-22187.360-90.9-1406660.76-1406660.76凈截面6434.76——253042.9819355343——-1373519.5217981824.48（變化）截面毛截面660541.66275230.3413955343-2.0628028.9813983372.9839.51扣除管道面積-170.24123.37-21004.220-83.77-1194644.37-1194644.37凈截面6434.76——254226.1513955343——-1137292.1112818051.89支點(diǎn)處截面毛截面8892.558.74522434.379273454-0.341027.979274478.958.43扣除管道面積-170.2475.12-12786.720-16.7-47478.23-4747.23凈截面8722.26——509647.659273452——-46450.249269731.64第二階段截面幾何特性計(jì)算表截面分塊面積重心梁頂距跨中截面毛截面660541.67275230.35139553441.5515868.5113971212.5143.22預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.34130.3315162.590-87.11882805.62882805.62凈截面6721.34——290482.9419355344——898674.1614854018.13（變化）截面毛截面660541.67275230.35139553441.4113131.413968475.443.08預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.34123.3814354.030-80.3750170.79750170.79凈截面6721.34——289584.3813955344——763302.1914718646.19支點(diǎn)處截面毛截面8892.558.75522434.3892734510.21392.169273843.1658.96預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.3475.118738.30-16.1530344.0930344.09凈截面9008.84——531172.689273451——30736.259304187.25注：預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積。第三階段截面幾何特性計(jì)算表截面分塊面積重心梁頂距跨中截面毛截面753536.05271636.7517405932.491.4315408.3217421340.8137.48預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.34130.3315162.590-92.851002981.391002981.39凈截面7651.34——286799.3417405932.49——1018389.7117522322.2（變化）截面毛截面753536.5271636.7517405932.490.956800.3417412732.8337.45預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.34123.3814935.730-85.93859050.48859050.48凈截面7651.34——286572.4817405932.49——865850.8218271783.31支點(diǎn)處截面毛截面9822.548.06472069.3517405932.490.321005.8217406938.3148.38預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積116.3475.118738.30-26.7383124.183124.1凈截面9938.84——480807.6517405932.49——124932.4417490062.41各控制截面不同階段截面幾何特性匯總受力階段計(jì)算截面階段Ⅰ孔道注漿前跨中截面6434.7639.32100.5790.917981824.48469254.29178479.65197619.85L/4截面6434.7639.61100.3983.7712818051.89323606.46127682.56153014.82支點(diǎn)截面8722.2658.4181.5916.79269731.67158701.11113613.58555073.75階段Ⅱ管道硬至濕接縫前跨中截面6721.3443.2296.1686.4914854018.13343685.36162945.16171743.34L/4截面6721.3443.6796.3379.7114718646.19337042.5152794184652.44支點(diǎn)截面9008.8459.0880.9216.039304187.25157484.55114980.07580423.41階段Ⅲ濕接縫結(jié)硬后跨中截面7651.3437.48101.8192.1417522322.2467511.26172108.07190170.63L/4截面7651.3438.03101.9185.3518271783.3480457.09179.29214090.65支點(diǎn)截面9938.8448.5691.4426.3517490062.41360174.27191273.65663759.48鋼筋預(yù)應(yīng)力損失估算七．主梁截面承載力與應(yīng)力計(jì)算，跨中截面承載力滿足要求。（3）斜截面承載力計(jì)算計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力時(shí)，其計(jì)算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用：—距支座中心h/2處截面；復(fù)核主梁截面尺寸當(dāng)T形截面梁進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算時(shí)，其截面尺寸應(yīng)符合《公路橋規(guī)》規(guī)定，即代入得，=(KN)所以本設(shè)計(jì)主梁的T形截面尺寸符合要求。截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，若符合下列公式要求時(shí)，則不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)可取1.25。代入可得該截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋主梁斜截面抗剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算P=100ρ=100×（2085+615）/（470×899.5）=0.64箍筋選用雙肢直徑為12mm的HRB400鋼筋，則箍筋的總截面積為（因此滿足要求）由以上計(jì)算得知，八．鋼筋預(yù)應(yīng)力損失估算.預(yù)應(yīng)力筋張拉（錨下）控制應(yīng)力1.鋼筋預(yù)應(yīng)力損失由公式：；鋼束號xμθ+kx位置（°）（rad）（m）70.1226.950.04090.040756.776變化點(diǎn)80.146.950.04540.044461.93880.146.950.04540.044461.938平均值60.22001.70.00260.00263.622支點(diǎn)001.70.00260.00263.622001.70.00260.00263.622平均值3.62270.1226.830.04070.039955.66四分點(diǎn)截面6.6680.1146.830.03870.038053.016.0780.1036.830.03600.035649.33平均值52.6770.12212.20.04880.047666.442跨中80.1412.20.05330.051972.40780.1412.20.05330.051972.407平均值70.4182.錨具變形以及鋼束回縮產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失反向摩阻影響長度，反摩阻影響長度計(jì)算表鋼束編號N1139566.4421328.5585.44612.146N2139572.4071322.5935.93511.374N3139572.4071322.5935.93511.374計(jì)算表鋼束號影響長度距張拉端距離截面各控制界面平均值5.44612.1466.8357.902四分點(diǎn)55.2595.93511.3746.8353.9375.93511.3746.8353.9375.44612.1466.9556.595變化點(diǎn)53.8745.93511.3746.9552.5135.93511.3746.9552.5135.44612.1461.7113.778支點(diǎn)114.4825.93511.3741.7114.8345.93511.3741.7114.8343.混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失對簡支梁L/4截面按：計(jì)算。為預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量比值，按張拉時(shí)混凝土實(shí)際強(qiáng)度等級計(jì)算，假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的0.9倍計(jì)算取C45，查表得；QUOTEEc=3.35(×104MPa)Ec=3.35(×104MPa)，由以上可求：為全預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力在其作用點(diǎn)處產(chǎn)生的混凝土正壓力：，截面特性取第一階段。QUOTENp=σcon-σl1-以上：QUOTEσl4=αEP×4.鋼筋松弛引起預(yù)應(yīng)力損失對于一次張拉工藝的低松弛型鋼絞線,按照以下式進(jìn)行計(jì)算:仍對L/4截面應(yīng)力值作為全梁平均值計(jì)算，所以：QUOTEσpe=σcon-σ得：QUOTEσl5=1.0×0.3×5.混凝土收縮徐變引起預(yù)應(yīng)力損失由《公路預(yù)應(yīng)力鋼筋混泥土規(guī)范》，由混凝土收縮公式中：QUOTEA=7535+8892.52=8213.75（cm綜上所述，則：QUOTEh=479(mm)h=479(mm)；查表并插值得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為QUOTEφt,20=1.6φt,20=1.6；，混凝土收縮應(yīng)變終極值為QUOTEεcst,t0=0.16×跨中截面：QUOTENpl=(σcon-σpc,l/2=(NpI截面：QUOTENpl=(σcon-σlΙ)Ap=(1395-

σpc,l/4=(NpIA綜上所述：QUOTEσ=（11.12+10.34）2QUOTEρ=Ap+AsA=公式：跨中截面：QUOTEeps=Apep+AsesL/4截面：QUOTEeps=Ape其中取跨中和截面平均值QUOTEeps=863.8+407.32=635.6而跨中與截面換算面積平均值765.134×,QUOTEI0=175223222178.99ρ綜上得：QUOTEσl6(t)=0.9×1.95各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表計(jì)算截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段鋼束有效應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力階段使用階段跨中截面70.420108.43178.8534.7588.75123.51216.151092.65截面52.6755.26189.361205.641082.14支點(diǎn)截面3.62114.48226.531168.471044.97主梁截面應(yīng)力驗(yàn)算1.持久狀況下（使用）的正應(yīng)力驗(yàn)算：

取跨中截面驗(yàn)算：MMN尚未配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋因此：QUOTEepn=σpIIA2.持久情況下(在正常使用)的預(yù)應(yīng)力下對鋼筋應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算二期恒定荷載和活動荷載的相互影響對于在鋼筋橫截面上的混凝土所施加的預(yù)應(yīng)力行為:鋼束產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力為：此驗(yàn)算證明預(yù)應(yīng)力鋼筋未超過規(guī)范要求。3.持久狀況混凝土主應(yīng)力計(jì)算取彎矩和剪力都比較大（跨中剪力為零、支點(diǎn)彎矩為零）的變化點(diǎn)驗(yàn)算，第一階段截面:以上面積對凈截面重心的面積矩：以上面積對凈截面重心的面積矩：以上面積對凈截面重心的面積矩：第二階段截面：以上面積對凈截面重心的面積矩：以上面積對凈截面重心的面積矩：以上面積對凈截面重心的面積矩：第三階段截面：以上面積對凈截面重心的面積矩：以上面積對凈截面重心的面積矩以上面積對凈截面重心的面積矩：面積矩計(jì)算表截面類型第一階段凈截面對重心面積矩計(jì)算點(diǎn)位置面積矩（）78964.593截面類型第二階段凈截面對重心面積矩計(jì)算點(diǎn)位置面積矩（）117103.65截面類型第三階段凈截面對重心面積矩計(jì)算點(diǎn)位置面積矩（）151194.033157903.033123953.65主應(yīng)力計(jì)算：剪應(yīng)力：；；；；；；；代入公式：得：正應(yīng)力：；；；；因?yàn)樯形磁渲梅穷A(yù)應(yīng)力鋼筋：。代入公式：代入公式：得：.主應(yīng)力限制數(shù)值由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.6規(guī)定混凝土的主應(yīng)力應(yīng)該符合下列公式規(guī)定：上述表格中任意數(shù)值小于限定數(shù)值，滿足規(guī)范要求。.主應(yīng)力的驗(yàn)算由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.6得知，時(shí)，按照構(gòu)造配筋即可，上述滿足要求。（4）.抗裂驗(yàn)算①短期作用效應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力的正截面抗裂驗(yàn)算（取跨中截面）:；；代入公式：②由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件邊緣混凝土法向應(yīng)力的抗裂驗(yàn)算：由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.1得知，短期荷載下混凝土拉應(yīng)力需要滿足公式：。計(jì)算結(jié)果：，構(gòu)件在短期作用條件下滿足截面抗裂要求。主梁變形計(jì)算十．主梁變形計(jì)算1.荷載短期作用效應(yīng)下的變形（撓度）驗(yàn)算：計(jì)算跨徑，混凝土彈性模量，因主梁在各截面慣性矩不同，取截面的慣性矩計(jì)算。變形（撓度）驗(yàn)算：①可變荷載作用引起變形（撓度）當(dāng)全跨用作均布荷載時(shí)；；由可變荷載引起的跨中截面