預(yù)應(yīng)力溷凝土橋梁設(shè)計(jì)

1、摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定,對(duì)高坎上官伯段的高坎大橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計(jì)的。對(duì)該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用”的八字原則，本論文提出兩種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇：方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，方案二為 拱橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計(jì)施工等多方面考慮、比較確定預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋（錐形錨具）為推薦方案。 在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在使用工程中恒載以及活載的作用利，采用整體的體積以及自重系數(shù)，荷載集度進(jìn)行恒載內(nèi)力的計(jì)算。運(yùn)用杠桿原理法、偏心壓力法求出活載橫向分布系數(shù)，并運(yùn)用最大荷載法法進(jìn)行活載的加載。進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力

2、損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算、錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算和撓度的計(jì)算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別對(duì)橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)全部設(shè)計(jì)圖紙采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制，計(jì)算機(jī)編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短文“Reliability analysis”。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土、簡支梁橋、鉆孔灌注樁、錐形錨具、AutoCAD。Abstract This is a partial struct design of a flyover crossing that is over the railway in GaokanSh

3、angguanbo, according to designing assignment and the standard of road and bridge. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides two different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete continuous bridge;

4、 the second one is double cantilever half through no-thrust arch bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected.In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded not only in prestressed stat

5、ement but also in using statement, deflection,precamber and the assessment of reinforcing steel bar were checked too. The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot condition, it adopted the method th

6、at the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due tothegreat HanshinAwaji earthquake was translated into Chinese, and made a report on. Keywords: pr

7、estressed concrete、AutoCAD、simple supported beam bridge、cast-in-place pile、cone anchorage device。 目錄第一部分橋梁設(shè)計(jì)1第一章水文計(jì)算11.1原始資料11.2 水文計(jì)算3第二章方案比選62.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）62.2方案二：鋼筋混凝土箱形拱橋10第三章總體布置及主梁的設(shè)計(jì)113.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置113.2主梁內(nèi)力計(jì)算12第四章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置214.1跨中截面鋼束的估算與確定214.2鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算254.3截面強(qiáng)度驗(yàn)算284.4預(yù)加內(nèi)力計(jì)算344.5主

8、梁斜截面驗(yàn)算354.6截面應(yīng)力驗(yàn)算414.7主梁端部的局部承壓驗(yàn)算46第五章下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算515.1蓋梁的計(jì)算515.2橋墩墩柱計(jì)算585.3鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)計(jì)算60第二部分英文翻譯63Reliability analysis :63可靠性分析70結(jié)束語74第一部分 橋梁設(shè)計(jì)第二章 方案比選2.1 方案一：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁（錐型錨具）2.1.1 基本構(gòu)造布置（一）設(shè)計(jì)資料 1、橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m（墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長：39.96m，橋面凈空：凈9米，2×1.5人行道，計(jì)算跨徑：38.88m。立面及平面圖圖表 1（二）設(shè)計(jì)荷載汽20，掛10

9、0，人群荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m和1.52 kN/m。2.1.2材料及工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁采用40號(hào)混凝土，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB64標(biāo)準(zhǔn)的5碳素鋼絲，每束32根。橫斷面圖如下： 圖2主梁截面沿縱向的變化示例：圖表 3簡直梁的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算簡單，受力明確，缺點(diǎn)是中部受彎矩較大，并且沒有平衡的方法，而支點(diǎn)處受剪力最大，如果處理不好主梁的連接，就會(huì)出現(xiàn)行車不穩(wěn)的情況1.4 橋孔長度確定：a.單寬流量公式水流壓縮系數(shù)次穩(wěn)定河段 0.92則河槽平均單寬流量最小橋孔凈長mb過水面積法沖

10、刷前橋下毛過水面積Wq式中：沖刷系數(shù)P取1.3 設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù)60>50 壓縮系數(shù)Wq凈過水面積Wj（1-橋孔凈長m1.5壅水計(jì)算橋前最大壅水高度河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值572+129-45.9655.1m系數(shù)橋下平均流速Vm斷面平均流速V0=m橋下壅水高度波浪高度hb10.4728m VW=15m/s平均水深，良程D8×102m本橋設(shè)計(jì)水位：16.0+0.095+上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為17.73m1.6沖刷深度A 河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深hpQ1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,1.0

11、，0.0625，hmax10.1mA單寬流量集中系數(shù)，AhpmB 河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速h=13.73m,d=3m,查表得：V00.9648m/s，V00.31V0VzV0 ，1.0，B4m，（1.3919+0.0409）1/21.19700.8588hbkB0.6（V0- V0）（V/ V0）n =1.0×1.1970×40.6×（0.9648-0.31）×（1.84/0.9648）0.8588 3.1349m 總沖刷深度hshp+ hb13.73+3.1316.86m不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為16.86-160.86m2.2方案二：鋼

12、筋混凝土箱形拱橋（1）方案簡介 本方案為鋼筋混凝土等截面懸鏈線無鉸拱橋。全橋分八跨，每跨均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑60m。采用箱形截面的拱圈。橋墩為重力式橋墩，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)。（2）尺寸擬定 本橋擬用拱軸系數(shù)m=2.24，凈跨徑為60.0m，矢跨比為1/8。橋面行車道寬9.0m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道。拱圈采用單箱多室閉合箱，全寬11.2m，由8個(gè)拱箱組成，高為1.2m。拱箱尺寸擬定如圖1-1：圖41）拱箱寬度：由構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和起吊能力等因素決定，一般為130160cm。取140cm。2）拱壁厚度：預(yù)制箱壁厚度主要受震搗條件限制，按箱壁鋼筋保護(hù)層和插入式震動(dòng)棒的要求，一般需有10cm，若采用附著式震搗

13、器分段震搗，可減少為8cm,取8cm。3）相鄰箱壁間凈寬：這部分空間以后用現(xiàn)澆混凝土填筑，構(gòu)成拱圈的受力部分，一般用1016cm，這里取16cm。4）底板厚度：614cm。太厚則吊裝重量大，太薄則局部穩(wěn)定性差且中性軸上移。這里取10cm。5）蓋板：有鋼筋混凝土板和微彎板兩種型式，最小厚度68cm,這里取8cm。6）現(xiàn)澆頂部混凝土厚度：一般不小于10cm，這里取10cm。7）橫隔板：多采用挖空的鋼筋混凝土預(yù)制板，厚68cm，間距3.05.0m。橫隔板應(yīng)預(yù)留人行孔，以便于維修養(yǎng)護(hù)。這里取厚6cm。（3）橋面鋪裝及縱橫坡度 橋面采用瀝青混凝土橋面鋪裝，厚0.10m。橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為2.0%。為

14、了排除橋面積水，橋面設(shè)置預(yù)制混凝土集水井和10cm鑄鐵泄水管，布置在拱頂實(shí)腹區(qū)段。雙向縱坡，坡度為0.6%。（4）施工方法 采用無支架纜索吊裝施工方法，拱箱分段預(yù)制。采用裝配整體式結(jié)構(gòu)型式，分階段施工，最后組拼成一個(gè)整體。方案的最終確定：經(jīng)考慮，簡直梁的設(shè)計(jì)較簡單，受力的點(diǎn)明確，比較適合初學(xué)者作為畢業(yè)設(shè)計(jì)用，因此我選著了方案一。第三章總體布置及主梁的設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置（一）設(shè)計(jì)資料 1、橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m（墩中心距），全橋共：480米，分12跨，主梁全長：39.96m，橋面凈空：凈9米，2×1.5人行道，計(jì)算跨徑：38.88m。2、設(shè)計(jì)荷載汽20，掛100，人群

15、荷載3.5kN/m，兩側(cè)人行道、欄桿重量分別為3.6 kN/m和1.52 kN/m。3、材料及工藝本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁橋，錐形錨具；混凝土：主梁用40號(hào)，人行道、欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)；預(yù)應(yīng)力鋼筋：冶金部TB64標(biāo)準(zhǔn)的5碳素鋼絲，每束32根；其他內(nèi)容鮮見設(shè)計(jì)說明書。（二）橫截面布置本設(shè)計(jì)采用公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖40米跨徑的定型設(shè)計(jì)，因此主要尺寸已經(jīng)大致定下，以下為初步選定截面尺寸。1、主梁間距與主梁片數(shù)全橋?qū)?2米，主梁間距1.6米（T梁上翼緣寬度為158cm，留2cm施工縫），因此共設(shè)7片主梁，根據(jù)一些資料，主梁的梁高選用230米詳細(xì)布置見下圖：圖表 42、橫截面沿跨長的變化，該梁的翼板厚

16、度不變，馬蹄部分逐漸抬高，梁端處腹板加厚到與馬蹄等寬，主梁的基本布置到這里就基本結(jié)束了。（三）橫隔梁的布置由于主梁很長，為了減小跨中彎矩的影響，全梁共設(shè)了五道橫隔梁，分別布置在跨中截面、兩個(gè)四分點(diǎn)及梁端.3.2主梁內(nèi)力計(jì)算3.2.1恒載內(nèi)力計(jì)算 1、恒載集度 （由于一直到這里，我的設(shè)計(jì)均參照預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋算例，故恒載集度已知，結(jié)果如下：邊主梁的恒載集度為： g1=17.813 KN/m.中主梁的恒載集度為：KN/m（2）第二期恒載欄桿：g!1)=1.52KN/m人行道：g(2)=3.60KN/m橋面鋪裝層(見圖3): g(4)=0.5×(0.07+0.15)×5.10

17、+0.5×(0.075+0.15)×4.90×24 =26.694KN/m若將各恒載均攤給7片主梁，則： g2=（1.52+3.6+7.754+26.694）=5.653KN/m 2、恒載內(nèi)力如圖6所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離并令則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：1恒載內(nèi)力計(jì)算見表2恒載內(nèi)力計(jì)算表表2計(jì)算數(shù)據(jù)L=38.88m項(xiàng)目g1跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)0.1250.250.0530.250.0530第一期恒載17.7073345.8572510.371671.848172.112307.736344.224第二期恒載5.037951.775714

18、.212191.11648.96087.54097.919（二）活載內(nèi)力計(jì)算1、沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)對(duì)汽20，1+u=1.04,其他活載不計(jì)。以下為荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算： （1）跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)mc 本橋跨內(nèi)有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： 所以可選用偏心壓力法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)mc a.計(jì)算主梁抗扭慣矩IT 對(duì)于T梁截面式中bi和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)（可查橋梁工程表2-5-2）；1 橋孔長度確定：a.單寬流量公式水流壓縮系數(shù)次穩(wěn)定河段 0.92則河槽平均單寬流量最小橋孔凈長mb過水面積法沖刷前橋下

19、毛過水面積Wq式中：沖刷系數(shù)P取1.3 設(shè)計(jì)流速VS=Vc1.84因橋墩阻水而引起的橋下過水面積折減系數(shù)60>50 壓縮系數(shù)Wq凈過水面積Wj（1-橋孔凈長m2 壅水計(jì)算橋前最大壅水高度河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值572+129-45.9655.1m系數(shù)橋下平均流速Vm斷面平均流速V0=m橋下壅水高度波浪高度hb10.4728m VW=15m/s平均水深，良程D8×102m本橋設(shè)計(jì)水位：16.0+0.095+上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為17.73m3 沖刷深度A 河槽的一般沖刷一般沖刷后的最大水深hpQ1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,1.0，0.062

20、5，hmax10.1mA單寬流量集中系數(shù)，AhpmB 河槽處橋墩的局部沖刷橋位處的沖止流速h=13.73m,d=3m,查表得：V00.9648m/s，V00.31V0VzV0 ，1.0，B4m，（1.3919+0.0409）1/21.19700.8588hbkB0.6（V0- V0）（V/ V0）n =1.0×1.1970×40.6×（0.9648-0.31）×（1.84/0.9648）0.8588 3.1349m 總沖刷深度hshp+ hb13.73+3.1316.86m不考慮標(biāo)高因素，總沖刷深度為16.86-160.86m4 結(jié)論百年一遇底設(shè)計(jì)流量為

21、Qs4976立方米/秒，設(shè)計(jì)水位16米。計(jì)算最小橋孔凈長Lj505.6米，實(shí)際最小橋孔凈長為538.3米。橋前最大壅水高度，橋下壅水高度米。本橋設(shè)計(jì)水位：16米，上部結(jié)構(gòu)標(biāo)高為17.9米。計(jì)算水位距上部結(jié)構(gòu)底面最小距離1.9米（按橋規(guī)最小距離為0.50米）。b.計(jì)算抗扭修正系數(shù)其中IT=5.93756×10-3m4，I=0.42564186m4，查橋梁工程表2-5-1，n=7時(shí)，=1.021，并取G=0.425Ec.按偏心壓力法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值求出一號(hào)梁在兩個(gè)邊主梁的橫向分不影響線豎標(biāo)值為： 圖5計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 如圖8所示1、2、4號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載，因?yàn)楹茱@然1

22、號(hào)梁的橫向分布系數(shù)最大，故只需計(jì)算1號(hào)梁的橫向分布系數(shù)：汽-20： 掛-100： 人群荷載： 支點(diǎn)截面的橫向荷載分布系數(shù)計(jì)算，該截面用杠桿原理法計(jì)算，繪制荷載橫向影響線并進(jìn)行布載如下圖汽-20： 掛-100： 人群荷載：3.2.2活載內(nèi)力計(jì)算 活載的內(nèi)力計(jì)算主要考慮的是最不利荷載布置時(shí)的主梁各截面受力情況，其中包括最大彎矩及最大剪力作用時(shí)的截面內(nèi)力值：祥見下表: 1號(hào)梁跨中截面最大內(nèi)力計(jì)算表類別汽-20掛-1001+1.041.0mc0.4640.272最大彎矩及相應(yīng)剪力Pi6012012070130250250250250yi2.724.729.729.027.029.129.727.727

23、.127.020.36119.020.4640.472-0.257.12-0.1397.120.36637.720.3979.720.59.12-0.462相應(yīng)Q（KN）相應(yīng)Q（KN）3354102.1638420198.5751號(hào)梁內(nèi)力值1618.50649.302290.2454.011最大剪力及相應(yīng)彎矩合力P2×120+60=300250×4=1000Y0.45788.90.41778.12Py137.442670417.781201號(hào)梁內(nèi)力值66.2751288.43113.6142208.64 1號(hào)梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表 荷載類別汽-20掛-100人群1+1.045

24、91.01.0Pi601201207013070130250250250250q=3.0yi1.00.89710.86110.60390.50100.11520.01230.83130.80040.69750.6667y人=0.9167mi0.3750.43630.45780.5240.23720.26070.2990.478×36.820.5×0.897×7.66Qmax=（1+）Piyimi=186.292（KN）203.43635.848各個(gè)截面的荷載均已求出，因此可以得出每個(gè)截面的最大內(nèi)力值，以下即為主梁的恒載組合： 主梁內(nèi)力組合表序號(hào)荷載類別跨中截面四分

25、點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面Mmax Qmax Mmax Qmax MmaxQmaxQmax 1第一期恒載3345.8602510.7172.1671.85307.74344.222第二期恒載951.7750714.2248.96191.12875.497.9193總恒載=1+24296.2403224.9221.1862.961183.1442.144人群325.388.369244.0418.8365.70641.0247.985汽-201915.5266.2751315.5122.5357.88169.61184.16掛-1002290.2454.0111776.9181.7484.5118

26、9.15187.757汽+人1987.3274.6441559.5141.3423.59210.63232.088恒+汽+人6241.5874.6444784.5362.41286.61393.8674.229恒+掛6587.8754.0114991.9402.71347.51372.3629.8910Si7878.61045.56053.3285110949144935630.611Sj7676.4259.4125813.6465.11568.51627.8737.09121.4(7)/Si35%100%36%42%36%17%38%131.1掛/Si33%100%33%25%34%13%3

27、2%14提高后的Si8114.96104.536234.94771667.41800.4881.1515提高后的Sj7676.4261.195813.6789.31568.51627.9648.67第四章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置4.1跨中截面鋼束的估算與確定4.1.1鋼束數(shù)量的估算 1按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)式中：M使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩，按表10取用； C1與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于汽-20，C1=0.51；對(duì)于掛-100， 取C1=0.565；一根32s5的鋼束截面積，即：=32××0.52/4=5.891cm2-s5碳素鋼絲的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，=1600MPa； ks

28、上核心距，在前以算出ks=48.258cm； ey鋼束偏心距，初估ay=17cm，則 ey=yx-ay=139.03-17=122.03cm （1）對(duì)（恒+汽+人）荷載組合 （2）對(duì)（恒+掛）荷載組合 2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)式中：Mj經(jīng)荷載組合并提高后的跨中計(jì)算彎距，按表9取用； C2估計(jì)鋼束群重心到混凝土合力作用點(diǎn)力臂長度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 汽-20：C2 =0.78，掛-100：C2 =0.76； h0主梁有效高度，即h0=h-ay=2.30-0.17=2.13m（1） 對(duì)于荷載組合（2） 對(duì)于荷載組合為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為10束。4.1.2確定跨中及錨固截面的鋼束位置

29、1、 （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，選用直徑5cm抽拔橡膠成型的管道，取管道凈距4cm，至梁底凈距5cm，如圖13-a所示。 （2）對(duì)于錨固截面，為了方便張拉操作，將所有鋼束都錨固在梁端，所以鋼束布置要考慮到錨頭布置的可能性以滿足張拉要求，也要使預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓。祥圖如下：圖 7由上圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋為9根，布置在主梁的不同截面上，其中3根最終拉倒上翼緣。 2、鋼束位子的確定（1）彎起角度的確定：上部：12下部：7.5（3） 彎起點(diǎn)的確定：A1=a2=39-30*tan7.5=35.051cmA3=a

30、4=31.1cmA5=a6=27.15cmA7=30.710cmA8=25.396cmA9=20.082cm(4)各截面鋼束位子彎起點(diǎn)到跨中的距離鋼束號(hào)彎起高度角度cossinRX1，222.57.50.99140.1312625.516363，443.57.50.99140.1315081.81313.85，664.57.50.99140.1317535987.67147.5120.97810.2086735.2574.478163.5120.97810.2087465.8417.279179.5120.97810.2088196.3260.06鋼束中心到下邊緣的距離截面鋼束號(hào)XRCA0A四

31、 分 點(diǎn)N1，N27.57.5N3，N416.516.5N5，N622.525.5N7397.536735.1611.7337.519.233N8554.7347468.7520.635816.537.136N9711.9388196.3530.97822.556.478變 化 點(diǎn)N1，N2102.052625.511.9787.59.484N3，N4424.245081.7817.73816.534.238N5，N6750.147535.0537.458522.562.96N71163.536735.05101.2647.5108.76N81320.737465.65117.95916.51

32、34.46N91477.948196.35134.41622.5159.92支 點(diǎn) N1，N2308.052625.5118.1167.525.62N3，N4630.2245081.7839.2316.555.73N5，N6956.47535.0560.9422.586.443N71369.536735.16147.157.5154.65N81.5E+077465.75157.77816.5174.28N91683.978196.37174.85522.5200.354.2鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有差異，選四分點(diǎn)截面（即有直線束又有曲線束通過）計(jì)算。4.2.1預(yù)應(yīng)力鋼束

33、與管道壁之間的摩擦損失（s1見表16） 按規(guī)范，計(jì)算公式為：式中：k張拉鋼束時(shí)錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)規(guī)定，對(duì)于鋼絲束取張拉控制應(yīng)力為：k=0.75Rby=0.75×1600=1200MPa；鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)于橡膠管抽芯成型的管道取=0.55；從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計(jì)； k管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取k=0.0015； x從張拉端到計(jì)算截面的管道長度（以m計(jì)），可近似取其在縱軸上的投影長度（見圖15所示），當(dāng)四分點(diǎn)為計(jì)算截面時(shí)，x=axi+l/4；4.2.2由錨具變形、鋼束回縮引起的損失（s2，見表17） 按規(guī)范，計(jì)算公式為：四分點(diǎn)預(yù)應(yīng)力

34、損失計(jì)算表鋼束號(hào)=-uxkxu=xeg0radN1.N27.50.1310.110.10.020.0870.083100.08N3.N47.50.1310.1100.020.0870.083100.02N5.N67.50.1310.19.990.010.0870.08399.948N77.20.1260.110.10.020.0840.08197.152N86.350.1110.1100.020.0760.07388.176N95.680.0990.1100.020.070.06881.036N105.120.08909.950.010.0640.06274.532式中：l錨具變形、鋼束回縮值

35、（以mm計(jì)），按橋規(guī)表5.2.7采用；對(duì)于鋼制錐形錨l=6mm，本設(shè)計(jì)采用兩端同時(shí)張拉，則l=12mm； l預(yù)應(yīng)力鋼束的有效長度（以mm計(jì)）。s2計(jì)算表 表17項(xiàng)目N1,N2N3,N4N5,N6N7N8N9N10l（mm）（見表12）39600395403947939753396833964139544（MPa）60.6066069860.79260.37360.47960.58560.6924.2.3混凝土彈性壓縮引起的損失（s4見表18） 后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，根據(jù)橋規(guī)第5.2.9條規(guī)定，計(jì)算公式為：s4=nyhl式中：

36、hl在先張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計(jì)算： 式中：Ny0、My0分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩； eyi計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，eyi=yjx-ai，其yjx值見表15所示，ai值見表134.2.4由鋼束預(yù)應(yīng)力松弛引起的損失（s5） 按規(guī)范，對(duì)于作超張拉的鋼絲束由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值，按下式計(jì)算：s5=0.045k=0.045×1200=54MPa4.2.5混凝土收縮和徐變引起的損失（s6） 按規(guī)范，計(jì)算公式如下：式中：s6全部鋼束重心處的預(yù)應(yīng)力損失值；h鋼束錨固時(shí)，在計(jì)算截面上全部鋼束重心處由預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失

37、）產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響；配筋率，； A為鋼束錨錨固時(shí)相應(yīng)的凈截面積Aj，見表15；A=1+eA2/r2 eA鋼束群重心到截面凈軸的距離ej，見表15 r截面回轉(zhuǎn)半徑r2=Ij/Aj；-加載齡期為時(shí)的混凝土徐變系數(shù)終值； -自混凝土齡期開始的收縮應(yīng)變終值； 1.徐變系數(shù)和收縮應(yīng)變系數(shù)的計(jì)算構(gòu)件理論厚度=式中：Ah主梁混凝土截面面積； u與大氣接觸的截面周邊長度。4.3截面強(qiáng)度驗(yàn)算 4.3.1 T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算（1）按規(guī)定，對(duì)于T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度b1，應(yīng)取用下列三者中的最小值： b1l/3=3888/3=1296cm； b1160cm（主梁間距

38、）； b1b+2c+12 h1=16+2×71+12×8=254cm故取b1=160cm （2）確定混凝土受壓區(qū)高度 按規(guī)范，對(duì)于帶承托翼緣板的T形截面：當(dāng)RgAg+RyAyRabihi+RgAg+yaAy成立時(shí)，中性軸載翼緣部分內(nèi)，否則在腹板內(nèi)，所以：左邊= RyAy=1280×10-1×47.12=6031.36KN右邊= Rab1h1+0.5 Ra（b+b2）h1=23.0×160×8+0.5（16+158）×12×10-1=5345.2KN左邊>右邊，即中性軸在腹板內(nèi)。 設(shè)中性軸到截面上緣距離為x，則

39、：即 KN式中：b=16cm，h2=8cm，h1=12cm，Ra=23.0MPa，得 x=38.65cm。 同時(shí)公預(yù)規(guī)要求混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合： xjyh0式中：jy預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)，對(duì)于預(yù)應(yīng)力碳素鋼絲jy=0.4跨中截面ay=18.3cm則： h0=h-ay=230-18.3=211.7cmjyh0=0.4×211.7=84.68cm>x說明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài)。 （3）驗(yàn)算正截面強(qiáng)度 按規(guī)范，計(jì)算公式為：式中：c混凝土安全系數(shù)，取用1.25。 則上式：右邊=由表9可知控制跨中截面設(shè)計(jì)得計(jì)算彎矩為<右邊，主梁跨中正截面滿足強(qiáng)度要求4.4截面強(qiáng)度驗(yàn)算4.

40、4.1斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 選腹板寬度改變處的截面（變化點(diǎn)截面）驗(yàn)算： 1）復(fù)核主梁截面尺寸 T形截面梁當(dāng)進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其截面尺寸應(yīng)符合： Qj0.051式中：Qj經(jīng)內(nèi)力組合后支點(diǎn)截面上的最大剪力，見表9得支點(diǎn)截面處最大為Qj 為898.734KN； b支點(diǎn)截面得腹板厚度（cm），即b=36cm； h0支點(diǎn)截面得有效高度，即： h0=h-ay=230-98.54=131.46cm R混凝土標(biāo)號(hào)（MPa）；上式右邊= 所以主梁的T形截面尺寸符合要求。 2）斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 a.驗(yàn)算是否需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)規(guī)范，若符合下列公式要求時(shí)，則不需要進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算： Qj0.0

41、38R1bh0式中：R1混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa）； Qj、b、h0的單位同上述說明一致。 對(duì)于變化點(diǎn)截面：b=16cm，ay=72.96cm，Qj=821.676KN，故：上式右邊=0.038×2.15×16×（230-72.96）=205.283< Qj因此需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算。 b.計(jì)算斜面水平投影長度c 計(jì)算公式為： c=0.6mh0式中：m斜截面頂端正截面處的剪跨比，m=M/Qh0，當(dāng)m<1.7時(shí)，取 m=1.7 Q通過斜截面頂端正截面內(nèi)由使用荷載產(chǎn)生的最大剪力； M相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩；h0通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度

42、，自受拉縱向主鋼筋的合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（以cm計(jì)） 上述的Q、M、h0近似取變化點(diǎn)截面的最大剪力、最大彎矩和截面有效高度，則：，取m=1.7，故： c=0.6×1.7×157.04=160.18cm c.箍筋計(jì)算 若選用820cm的雙肢箍筋，則箍筋的總截面的總截面積為 Ak=2×0.053=1.006cm2箍筋間距sk=20cm，箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度Rgk=240MPa，箍筋配筋率： 在錨固端設(shè)置兩塊厚20mm的鋼墊板，即在N7-N10的四根鋼束錨下設(shè)置200×962mm的墊板1；在N1-N6的六根鋼束下設(shè)置350×766mm的墊板2。在墊板下

43、等于梁高（230cm）的范圍內(nèi)并且布置21層8的間接鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的間距為10cm，其中錨下第一層鋼筋網(wǎng)的布置如圖16-b所示，根據(jù)錨下鋼墊板的布置情況，分上、下兩部分各自驗(yàn)算混凝土局部承壓強(qiáng)度。計(jì)算公式如下：式中：Nc局部承壓時(shí)的縱向力，在梁端兩塊鋼墊板中，分別考慮除最后張拉的一束為控制應(yīng)力外，其余各束均為傳力錨固應(yīng)力，可計(jì)算出墊板1、2的Nc各為2166.146KN和3184.825KN；混凝土局部承壓時(shí)的縱向力，按下式計(jì)算：=Ad局部承壓的計(jì)算底面積（扣除孔道面積）；Ac局部承壓（扣孔道）面積；he配置間接鋼筋時(shí)局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)，按下式計(jì)算：Ahe包羅在鋼筋網(wǎng)配筋范圍內(nèi)的混凝土核心面

44、積； Ra混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，對(duì)于40號(hào)混凝土，Ra=23.0MPa，考慮在主梁混凝土達(dá)到90%強(qiáng)度時(shí)開始張拉鋼束，所以=0.9 Ra=20.7MPa； Rg間接鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，對(duì)于級(jí)鋼筋Rg=240MPa；t間接鋼筋的體積配筋率，對(duì)于方格鋼筋網(wǎng)n1、aj1和n2、aj2鋼筋網(wǎng)分別沿縱橫方向的鋼筋數(shù)即單鋼筋的截面積； s鋼筋網(wǎng)的間距。對(duì)于鋼墊板1（見圖16）：=4421.46cm2=1845.46cm2=3831.46cm2強(qiáng)度系數(shù)為： 間接鋼筋體積配筋率：把計(jì)算數(shù)值代入上述公式得： 公式右邊=0.6×（1.55×20.7+2×0.00864×1.44

45、2×240）×1845.46×10-1=4504.912KN Nc=2166.146<右邊，符合要求。 d.抗剪強(qiáng)度計(jì)算 主梁斜截面抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： QjQhk+Qw式中：Qj經(jīng)組合后通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力（KN），對(duì)于變化點(diǎn)截面Qj=832.294KN； 本設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮和徐變大部分在澆筑橋面之前完成，Ah和u均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)。對(duì)于混凝土毛截面，四分點(diǎn)截面與跨中截面上述數(shù)值完全相同，即：Ah=6328cm2（見表1） u=158+2×（8+72+172+14+28）+36=782cm（見圖3） 設(shè)混凝土收縮和徐變在野外一般條

46、件（相對(duì)濕度為75%）下完成，受荷時(shí)混凝土加載齡期為28天。查橋規(guī)附表4.2得到：=2.2=0.23×10-3計(jì)算數(shù)據(jù)Ny0=4620.388KN My0=5224.774KN.m Mg1=2510.731KN.m Ij=39742163cm4Aj=6131.65cm2 eA=ej=114.02cm Ey=2.0×105MPa ny=6.06計(jì)算hh（MPa）（1）（2）（3）7.5357.78715.322計(jì)算應(yīng)力損失計(jì)算公式：分子項(xiàng)分母項(xiàng)(4)204.273r2=Ij/Aj6481.479(5)46A=1+eA2/r23.006(6)（4）+（5）250.273=10A

47、y/Aj0.768%1+10A1.230864.4預(yù)加內(nèi)力計(jì)算 傳力錨固應(yīng)力y0及其產(chǎn)生的預(yù)加內(nèi)力： 1.y0=k-s1=k-s1-s2-s3 2.由y0產(chǎn)生的預(yù)加內(nèi)力 縱向力： Ny0=y0Aycos 彎 矩： My0=Ny0eyi 剪 力： Qy0=y0Aysin式中：鋼束彎起后與梁軸的夾角，sin與cos的值見表12；Ay單根鋼束的截面積，Ay=4.71cm2使用荷載階段的有效預(yù)加應(yīng)力：四分點(diǎn)愈加內(nèi)力計(jì)算表鋼束號(hào)預(yù)加應(yīng)力由張拉鋼束產(chǎn)生內(nèi)力由s而消失的預(yù)加內(nèi)力SinaCosay0AyQy0 NyQyMy1）2）3）5）7）8）9）10）101425.020257.3121.2652.112

48、10.859×1.0669201432.660301442.340401449.530501458.030601464.73070.04860.9988472.622.96480.06350.998484.6730.78690.07540.9972494.0637.2330.27259.99034620.4133.6015225121133.021291.9縱向力：Ny=Ny0-Ny=4620.388-1210.859=3409.529剪力：Qy=Qy0-Qy=133.601-33.022=100.579彎矩：My=My0-My=5224.774-1291.865=3932.9094.5主梁斜截面驗(yàn)算4.5.1斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算 1.斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算 （1）按規(guī)定，對(duì)于T形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度b1，應(yīng)取用下列三者中的最小值： b1l/3=3888/3=1296cm； b1160cm（主梁間距）； b1b+2c+12 h1=16+2×71+12×8=254cm故取b1=160cm （2）確定混凝土受壓區(qū)高度 按規(guī)范，對(duì)于帶承托翼緣板的T形截面：當(dāng)RgAg+RyAyRabihi+RgAg+yaAy成立時(shí)，中性軸載翼緣部分內(nèi)，否則在腹板內(nèi)，所以：左邊= RyAy=1280×10-1×47.12=6031.36KN右邊= Rab1h1+0