畢業(yè)論文（設(shè)計）：橋梁施工設(shè)計

1、第一章 設(shè)計基本資料及構(gòu)造布置1.1設(shè)計資料1.1.1橋梁跨徑及橋?qū)?）標(biāo)準(zhǔn)跨徑：25m(墩中心距)。2）計算跨徑：24.12。3）主梁全長：24.92.4）橋面寬度（橋面凈空）：凈11.5+2×0.5m(防撞欄)1.1.2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計荷載：公路級2）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境3）設(shè)計安全等級：二級1.2.主要材料1.2.1混凝土：主梁、翼緣板、橫隔板、濕接縫均采用c50混凝土；橋面鋪裝采用c40混凝土。1.2.2鋼材1）預(yù)應(yīng)力鋼束：采用高強(qiáng)度底松弛7絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑為15.20mm,公稱面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860mpa，彈性模量ep=1.95×1

2、05mpa。2）施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，采用金屬波紋管和夾片錨具，波紋管內(nèi)徑70mm,外徑77mm。1.3.相關(guān)設(shè)計參數(shù)（1）相關(guān)濕度為80%（2）體系整體均勻升溫25，均勻降溫為23。（3）預(yù)應(yīng)力管道采用鋼波紋管成形，管道摩擦系數(shù)=0.25.（4）管道偏差系數(shù)k=0.0015。（5）錨具變形和鋼束回縮量為6mm(單端)。（6）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按26kn/m3計，普通鋼筋混凝土重度按25kn/m3，瀝青混凝土重度按23kn/m3。單側(cè)防撞欄線荷載為7.5kn/m。1.4.結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計圖（見圖1）中，主梁各部分構(gòu)造尺寸所對應(yīng)構(gòu)建溫度為20。（1）本設(shè)計為簡支t形梁。（2）橋面板

3、橫坡度假定為和橋面橫坡度相同，本設(shè)計設(shè)為平破。（3）主梁坡面：主梁高度1.7m，梁間距2.5m，其中預(yù)制梁寬度1.80m，翼緣板中間濕接縫寬度0.7m。主梁跨中肋厚0.2m，馬蹄寬為0.46m，端部腹板厚度加厚到與馬蹄同寬，以滿足端部錨具布置和局部應(yīng)力需要。（4）橫隔板設(shè)置：橫隔板共設(shè)置四道，間距4.824m，端橫隔梁寬度0.25m，跨中橫隔梁寬度0.16m。（5）橋面鋪裝：設(shè)計總厚度17cm，其中水泥混凝土厚度8cm，瀝青混凝土厚度9cm，兩者之間加設(shè)防水層。1.5.截面幾何特性計算按照上述資料擬定尺寸，繪制t形梁的跨中及端部截面見圖2、圖3.圖 1 預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位m

4、m）a）橫斷面 b）內(nèi)梁立面 c）外梁立面 d） 11剖面圖圖2 t形梁跨中截面尺寸 圖3 t形梁端部截面尺寸圖計算截面幾何特性，計算時可將整個主梁截面劃分為n個小塊面積進(jìn)行計算，跨中截面幾何特征列表計算見表1. 表1 跨中截面集合特性計算表分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離 分塊面積對上緣靜距分塊面積的自身慣性矩 分塊面積對截面形心的慣性距cmcm大毛截面（含濕接縫）翼板37507.528125.0070312.5047.618499913.928570226.42三角承50018.339165.002777.7836.78676357.78679135.56腹板260080208000

5、.00361666.67-24.891610824.425272491.08下三角169140.66723772.721711.46-85.561237100.811238812.27馬蹄1150157.5181125.0059895.83-102.3912056438.0512116333.888169450187.7227876999.93 小毛截面（不含濕接縫）翼板27007.520250.0050625.0054.638058363.078108988.07三角承50018.339165.002777.7843.80959276.93962054.71腹板260080208000.00

6、3661666.67-17.87830155.174491821.83下三角169140.66723772.721711.46-78.541042367.701044079.16馬蹄115015705181125.0059895.83-95.3710459467.3310519363.177119442312.72325126306.93大毛截面形心至上翼緣距離55.1093小毛截面形心至上翼緣距離62.1313第二章 計算部分 2.1.主梁作用效應(yīng)計算主梁的作用效應(yīng)計算包括永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，計算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中、四

7、分點(diǎn)、變化點(diǎn)、截面及支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合（標(biāo)準(zhǔn)組合、短期組合和極限組合）。本設(shè)計僅以邊梁作用效應(yīng)為例進(jìn)行計算。2.1.1.永久作用效應(yīng)計算2.1.1.1永久作用集度1）主梁自重跨中截面段主梁自重（五分點(diǎn)截面至跨中截面，長7.236m）q(1)=0.7119×26×7.236kn=133.93kn馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算（長2.5m）主梁端部截面面積為a=1.01038m2q(2)=(1.01038+0.7119)×2.5×26/2kn=55.97kn支點(diǎn)段梁的自重（長2.324m）q(3)=(1.01

8、038+0.7119)×2.324×26kn=61.05kn邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積為：0.16×（1.3×0.80.5×0.1/20.13×0.13/2）m3=0.1610m3端橫隔梁體積為：0.25×（1.55×0.670.37×0.074/2）m3=0.2562m3故半跨內(nèi)橫梁重量q(4) =（2×0.16101×0.2562）×25kn=14.46kn主梁永久作用集度 =(133.93+55.97+61.05+14.46)kn/12.46=21.30kn/m2)二期

9、恒載翼緣板中間濕接縫集度q(5)=0.7×0.15×25kn/m=2.625kn/m邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：0.16×1.3×0.35m3=0.0728m3一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：0.25×0.35×1.55m3=0.135625m3故q(6)=（4×0.07282×0.135626）×25/24.92kn/m=0.5643kn/m橋面鋪裝層8cm水泥混凝土鋪裝：0.08×11.5×25kn/m=23.00kn/m9cm瀝青混凝土鋪裝：0.09×

10、11.5×23kn/m=23.805kn/m將橋面鋪裝重量均分給無片主梁，則q(7)=（23+23.805）kn/5m=9.36kn/m防撞欄：單側(cè)防撞欄線荷載為7.5kn/mq(8)=7.5×2kn/5m=3kn/m邊梁二期永久作用集度q=(2.625+0.5643+9.36+3)kn/m=15.55kn/m(2)永久作用效應(yīng)：下面進(jìn)行永久作用效應(yīng)計算（參照圖4）設(shè)a為計算截面至左側(cè)支座的距離，并令c=a/l主梁彎矩m和剪力v的計算公式分別為mc=1/2×c(1-c)l2qvc=1/2×(1-c)ql永久作用效應(yīng)計算見表2圖 4 永久作用效應(yīng)計算圖 表

11、2 邊緣永久作用效用計算表作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)c=0.5c=0.25c=0一期彎矩/kn·m1549.081161.810.00剪力/kn0.00128.45256.90二期彎矩/kn·m1130.84848.130.00剪力/ kn0.0093.77187.54彎矩/kn·m2679.932009.940.00剪力/ kn0.00232.22444.432.1.2.可變作用效應(yīng)計算1.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān)，故應(yīng)先計算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支梁橋的基頻可按下式計算=×h=5.6906h其中，mc=kg/m=2165

12、.08kg/m 由于1.5hf14hz,故可由下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為=0.1767lnf0.0157=0.29155當(dāng)車道大于兩車道時，應(yīng)進(jìn)行車道折減，三車道折減22%，但折減后不得小于用兩車道布載的計算結(jié)果，本設(shè)計分別按車道和三車道布載進(jìn)行計算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計。2.1.2.2計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)mc：由于承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為：=0.5180.5，故可將其簡化比擬為一塊矩形的平板，用比擬正交異性板法（g-m法）求荷載橫向分布系數(shù)。計算主梁的抗彎及抗扭慣性矩i和it抗彎慣性矩i在前面已求得：0.27877對于形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計算：式中、

13、相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度；矩形截面抗扭剛度系數(shù)，可由表下式計算梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度17.17cm馬蹄部分的換算平均厚度31.5cm圖5 抗扭慣性距計算圖式（尺寸單位：cm）計算見表表3 計算表分塊名稱/cm/cm/ / 翼緣板25017.170.070.31890.004038427腹板121.33200.160.29870.002899487馬蹄4631.50.680.19210.0027625.180.009700432單位寬度的抗彎及抗扭慣性矩1.11508×103.8802×10計算橫梁抗彎及抗扭慣性矩：翼板有效寬

14、度的計算見圖圖圖6 翼板有效寬度計算圖式（尺寸：mm）橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即4×2.5m10m,c(4.8240.16)m2.332145cm，0.16m16cm，=17.17所以2.332/100.2332根據(jù)的比值，求得：/c0.737，故0.7370.737×2.3321.72求橫梁截面重心位置橫梁的抗彎和抗扭慣性矩=×2×1.72×0.17172×1.72×0.1717×(0.266)×0.16×1.450.16×1.45×(0.266)m=0.11013

15、 mi=cbh+cbh根據(jù)h/ b=0.1717/4.824=0.03560.1, c=1/3，但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣性矩只有獨(dú)立板寬扁板者的翼板，取c=1/60.167, h/ b=0.16/(1.450.1717)0.1252，查表計算得c=0.307。i=cbh+cbh =0.167×4.824×0.17170.306×(1.450.1717)×0.16 m =0.005688 m則單位抗彎及抗扭慣性矩為j=i/ b=0.11013/(4.824×100) m/cm=0.2283×10 m/cmj=i/ b=0.005688

16、/(4.824×100) m/cm=1.1791×10m/cm計算抗彎參數(shù)和抗扭參數(shù)=×=0.385b/l式中 b橋?qū)挼囊话耄?l計算跨徑。式中g(shù)材料的切變模量，取g=0.4 e，則=0.02005=0.1416計算荷載橫向分布影響線坐標(biāo)：已知=0.385，查g-m法計算用表，可得表4中數(shù)據(jù)。用內(nèi)插法求各梁位處橫向分布影響線坐標(biāo)值（見圖7），實(shí)際梁位與表列梁位的關(guān)系見圖8.1號、5號梁：2號、4號梁：3號梁：k=k（k是梁位在0點(diǎn)的k值）表4 影響線系數(shù)k和k取值表荷載橫向影響系數(shù)梁位荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b00.920.95

17、1.001.041.091.041.000.950.92b/41.081.091.101.11.050.980.920.860.80b/21.281.231.191.110.90.810.720.683b/41.521.41.251.090.950.820.740.680.6b1.81.51.291.080.920.790.670.60.500.770.890.991.121.181.120.990.890.77b/41.551.451.311.241.090.880.620.330.1b/22.42.091.751.390.990.630.24-0.18-0.563b/43.372.762.

18、111.490.890.36-0.16-0.59-1.08b3.783.122.41.580.750.13-0.55-1.09-1.69 圖7 圖8計算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值見表5表5 各梁的橫向分布系數(shù)影響線坐標(biāo)值粱號計算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b1號1.5761.421.2581.0880.9440.8140.7260.6640.583.4522.8322.1681.5080.8620.314-0.238-0.69-1.202-1.876-1.412-0.910-0.4200.0820.5000.9641.3541.782-0.266-0.200-

19、0.129-0.05950.01160.0710.1370.1920.2523.1862.6322.0391.4490.8740.385-0.101-0.498-0.9500.6370.5260.4080.2900.1750.077-0.020-0.100-0.1902號1.2001.1741.1541.1001.0200.9320.8540.7760.7282.0601.8341.5741.3301.0300.7300.3920.024-0.296-0.860-0.660-0.420-0.230-0.0100.2020.4620.7521.024-0.122-0.093-0.059-0.03

20、3-0.0010.0290.0650.1060.1451.9381.7411.5151.2971.0290.7590.4570.130-0.1510.3880.3480.3030.2590.2060.1520.0910.026-0.0303號0.9200.9501.0001.0401.0901.0401.0000.9500.9200.7700.8900.9901.1201.1801.1200.9900.8900.7700.1500.0600.010-0.080-0.090-0.0800.0100.0600.1500.02120.00850.0014-0.011-0.0127-0.01130.0

21、0140.00850.7910.7910.8980.9911.1091.1671.1090.9910.8980.7910.1580.1800.1980.2220.2330.2220.1980.1800.158繪制橫向分布影響線圖（見圖9）求橫向分布系數(shù) 圖 9 1號梁橫向分布影響線（尺寸單位mm）計算荷載橫向分布系數(shù)：荷載橫向分布系數(shù)的計算中包含了車道折減系數(shù)。按照最不利方式布載，并按相應(yīng)影響線坐標(biāo)值計算荷載橫向分布系數(shù)。三車道（如圖10）m=(0.56596+0.43254+0.33436+0.20076+0.1162+0.00328)×0.78=0.6447 圖 10 三車道最不

22、利荷載布置圖（尺寸單位mm）兩車道（如圖11）m=（0.56596+0.43254+0.33436+0.20076）=07668故取可變作用（汽車）的橫向分布系數(shù)為：m=0.7668 圖 11 兩車道最不利荷載布置圖（尺寸單位mm）2）支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)m：如圖12所示，按杠桿原理法繪制支點(diǎn)截面荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，1號梁可變作用橫向分布系數(shù)可計算如下：可變作用（汽車）：m=(1.10+0.38)=0.74 圖 12 支點(diǎn)截面荷載橫向分布計算圖式（尺寸單位mm）3）橫向分布系數(shù)見表6.表6 1號梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類型公路-級0.76680.742.1.2.3車道荷載

23、的取值公路級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p分別為q=10.5kn/m計算彎矩時，p=kn=256.48kn計算剪力時，p+256.48×1.2kn=307.78kn2.1.2.4計算可變作用效應(yīng)：在可變作用效應(yīng)計算中，本設(shè)計對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取m，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m直線過度到m，其余梁段均取m，本設(shè)計在計算跨中截面，四分點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面時，均考慮了荷載橫向分布系數(shù)沿橋梁跨徑方向的變化。1）計算跨中截面的最大彎矩和最大剪力：計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，如圖13，可變效應(yīng)為：不計沖擊 s=m

24、(+ y)沖擊效應(yīng) s=m(+y)式中 s所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；q車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；p車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；影響線上同號區(qū)段的面積；y影響線上最大豎坐標(biāo)值；可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng) m= 10.5×+0.7668×256.48×6.03kn·m=1770.3 kn·mv=×0.7668×10.5×0.5×24.12×-×(0.7668-0.74)×4.824 10.5×+07668×307.78×0.5kn =142.23kn可變作用

25、（汽車）沖擊效應(yīng)m= m1770.3×0.29155 kn·m=516.1 kn·mv= v142.23×0.29155 kn·m=41.47 kn2)計算四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力：四分點(diǎn)截面可變作用那個效應(yīng)的計算圖式見圖14.圖13 跨中截面可變作用效應(yīng)計算尺寸圖（mm） 圖14 四分點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)計算圖式（mm）可變作用（汽車標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)）m=×0.7668×10.5×4.5225×24.12（0.76680.74）×4.824×10.5××（1.2060

26、.402）0.7668×256.48×4.5225 kn·m=1327.5 kn·mv=×0.7668×10.5×0.75×24.12××（0.76680.74）× 4.824×10.5×0.0670.7668×307.78×0.75kn =231.35kn可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)m= m=1327.5×0.29155 kn·m=387.03 kn·mv= v=231.35×0.29155 kn·

27、m=67.45kn3）計算支點(diǎn)截面的最大剪力：支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計算圖式見圖15.可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)v=×0.7668×10.5×1×24.12×（0.76680.74）× 4.824×10.5×(0.9330.067)0.74×307.78×1kn =324.18kn可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)v= v=324.18×0.29155kn=94.51kn圖15 支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)計算圖式2.1.3主梁作用效應(yīng)組合根據(jù)作用效應(yīng)組合的內(nèi)容，選取三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)

28、效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表7.表7 作用效應(yīng)組合表序號荷載類型跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面kn·mknkn·mknkn第一期永久作用1549.080.001161.81128.45256.90第二期永久作用1130.840.00848.1393.77187.54總永久作用（=+）2679.930.002009.94222.22444.43可變作用（汽車）1170.36142.231327.49231.35324.18可變作用（汽車）沖擊516.1541.47387.0367.4594.51標(biāo)準(zhǔn)組合（=+）4966.43183.703724.47521.02863

29、.12短期組合（=+0.7×）3919.1899.562939.19384.16671.36極限組合=1.2×+1.4×（+）6417.02257.184812.27684.981119.482.2. 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量估算及其布置2.2.1預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算本設(shè)計采用后張法施工工藝，設(shè)計時應(yīng)滿足不同設(shè)計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，即承載力，變形及應(yīng)力等要求，在配筋設(shè)計時，要滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求，一下就以跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋數(shù)量。2

30、.2.1.1按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)：本設(shè)計按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，按正常使用極限狀態(tài)組合計算時，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，對于t形截面簡支梁，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制是，則得到鋼束數(shù)n的估算公式n=式中 m使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表7取用；c與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于公路-級，c取0.5l;一束715.2鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是1.4cm,故=9.8 cm；k大毛截面上核心距，設(shè)梁高為h,k,為k=e預(yù)應(yīng)力鋼束重心對大毛截面重心軸的偏心距，e=ya=hya, a可預(yù)先假定，h為梁高，h=170cm;y大毛截面形心到上緣的距離，可查表11；大毛截面的抗彎慣

31、性矩，見表1。本例采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為f=1860mpa,彈性模量e=1.95×10mpa。m=4966.43 kn·m=4966.43×10n·mk=cm=29.70cm假設(shè)a=19cm,則e=ya=(17055.109319)cm=95.891cm鋼束數(shù)n為n= =4.252.2.1.2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)力計算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度f,應(yīng)力圖式呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度f,鋼束數(shù)n的估算公式為n=式中 m承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩組合設(shè)計值，按表7取用； a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.750.77

32、，本例采用0.77.則n=3.97據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量在4跟左右，故取鋼束數(shù)n=4。2.2.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置2.2.2.1跨中截面及錨固端截面的鋼束位置1）在對跨中截面進(jìn)行鋼束布置時，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大，本設(shè)計采用內(nèi)徑70mm，外徑77mm的預(yù)埋金屬波紋管，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，另外直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm,且不宜小于管道直徑的0.6倍，在豎直方向兩管道可重疊?？缰薪孛娴募?xì)部構(gòu)造如圖16a所示，則鋼束群重心至梁底距離為a=cm=19cm a） b) 圖 16 鋼束布置圖（尺寸mm）a) 跨中截面 b)錨固端截

33、面2)為了方便操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，應(yīng)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，而且要考慮錨具布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。在布置錨具時，應(yīng)遵循均勻，分散的原則。錨固端截面布置的鋼束如圖16b所示，鋼束群重心至梁底距離為a=cm=81.25cm下面應(yīng)對鋼束群重心位置進(jìn)行復(fù)核，首先需計算錨固端截面的幾何特性。圖17為計算圖式，錨固端截面幾何特性計算見表8.表8 錨固端截面幾何特性計算表分塊名稱分塊面積分塊面積對上緣距離分塊面積對上緣靜距分塊面積的自身慣性矩分塊面積對截面形心的慣性矩cmcm翼板37507.528125.0070312.5054.

34、5811171325.8611241638.36三角承托273.817.474782.38832.9644.61544966.69545799.65腹板713092.5659525.0014274854.17-30.426597759.5620872613.731153.8692432.3832660051.74其中：y=cm=62.08cm y=hy=(17062.08)cm=107.92cm上核心距為k=cm=27.13cm下核心距為k=cm=47.17cm60.75cm= ykay+ k=135.05cm說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)，見圖17.2.2.2.2鋼束起彎角度和線形的確定

35、：在確定鋼束起彎角度時，既要考慮到由預(yù)應(yīng)力鋼束彎起會產(chǎn)生足夠的預(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。本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為三排，n4號鋼筋彎起角度為5°，其他鋼筋彎起角度為7°.為了簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加固圓弧，最下排兩根鋼束需進(jìn)行平彎。2.2.2.3鋼束計算 圖17 鋼束群重心位置復(fù)核圖（尺寸單位mm） 圖18 錨固端尺寸圖（尺寸單位mm）1）計算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離：錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離為a(見圖18)；a=(2825tan5°)cm=25.81cma=(2813tan7°)cm=26.4cma=(28

36、53tan7°)cm=21.49cma=(2893tan7°)cm=16.58cm鋼束計算圖式見圖19，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離x見表9. 圖19 鋼束計算圖式表9 鋼束彎點(diǎn)至跨中距離計算表鋼束號起彎高度y/cm彎起角/(°)r/cm4158.71566.2844100.0099.619551651.4921143.9370988.253535038.998211.0018320.00317.614871475.9907179.8780734.907227865.809412.1906540.00535.974971635.4714199.3138492.20131

37、10691.402014.5980750.00744.409671958.4507238.6751239.4953上表中各參數(shù)的計算方法如下：l為靠近錨固端直線段長度，可根據(jù)需要自行設(shè)計，y為鋼束錨固點(diǎn)至鋼束起彎點(diǎn)的豎直距離，如圖19，根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計算如下：y= lsin，y=yy= yx= lcos,r=y/(1cos)x=rsin,x=l/2xx+ a式中 鋼束彎起角度（°）； l計算跨徑（cm）;a錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離（cm）.2)控制截面的鋼束重心位置計算各鋼束重心位置計算：根據(jù)圖19所示的幾何關(guān)系，當(dāng)計算截面在曲線段時，計算公式為a=a+r(1cosa

38、),sina=當(dāng)計算截面在近錨固點(diǎn)的直線段時，計算公式為a=a+yxtan式中a鋼束在計算截面處鋼束中心到梁底的距離； a鋼束起彎前到梁底的距離； r鋼束彎起半徑； a圓弧段起彎點(diǎn)到計算點(diǎn)圓弧長度對應(yīng)的圓心角。計算鋼束群重心到梁底的距離a見表10，鋼束布置圖見圖20表10 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置計算表截面鋼束號r/cm四分點(diǎn)4未彎起1651.492101101027.50403未彎起1475.99070110102110.81635.47140.0677480.9977022225.75761238.681958.45070.1218720.9925463464.2586注：1號

39、鋼束在該處有直線段，其彎起高度為15.66支點(diǎn)直線段y4150.087266525.812.25811022.741984.39203500.122173026.43.24151056.75852780.122173021.492.63862297.361411060.122173016.582.035834137.9642 圖20 鋼束布置圖（mm）3）鋼束長度計算一根鋼束的長度為曲線長度，直線長度與兩端工作長度（2×70cm）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的總長度，用于備料和施工。計算結(jié)果見表11.表11

40、 鋼束長度計算表鋼束號半徑r彎起角曲線長度直線長度有效長度鋼束預(yù)留長度鋼束長度cmradcmcmcmcmcmcm41651.49210.0872655144.12988.25100.002464.751402604.7531475.99070.1221730180.33734.91320.002470.471402610.4721635.47140.1221730199.81492.20540.002464.021402604.0211958.45070.1221730239.27239.50750.002457.531402597.532.3.計算主梁截面幾何特性主梁截面幾何特性包括計算主梁

41、凈截面和換算截面的面積、慣性矩以及梁截面分別對重心軸、上梗肋與下梗肋的靜距，最后列出截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力演算準(zhǔn)備計算數(shù)據(jù)。下面以跨中截面為例計算，其他截面計算方法相同，計算結(jié)果見表12表14。2.3.1截面面積及慣性距計算2.3.1.1在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計算小毛截面的幾何特性，計算公式如下：凈截面面積 a=ana凈截面慣性矩 i=ina(yy)計算結(jié)果見表12. 表12 跨中截面面積和慣性矩計算表分塊名稱截面分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對上緣靜距全截面重心到上緣距離分塊面積的自身慣性矩 分塊面積對截面形心的慣性矩cmcmcm毛截面=180cm(凈截面0711962.1

42、313442312.72359.743625126306.933-2.387740585.423723615728.197扣除管道面接-186.2650151-28126.0188忽略-91.2564-1551164.166932.7350414186.702425126306.93335784.4205毛截面=250cm(換算截面)816955.1093450187.72357.202227876999.2262.093035784.420529516486.364鋼束換算面積182.2815127524.28忽略-93.79781603702.7188351.2847712.0032787

43、6999.2261639487.138 注：n=4，表13四分點(diǎn)翼緣全寬截面面積和慣性矩計算表截面分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對上緣靜距全截面重心到上緣距離分塊面積的自身慣性矩 分塊面積對截面形心的慣性矩cmcmcm=180cm(凈截面0毛截面711962.1313442312.72359.972125126306.933-2.159233189.649723890996.951扣除管道面接-186.2650142.4960-26542.0138忽略-82.5239-1268499.6326932.7350414186.702425126306.933-1235309.982

44、=250cm(換算截面)毛截面816955.1093450187.72357.016627876999.2261.90729718.803629238586.07鋼束換算面積182.28142.496025974.1638忽略-85.47931331868.048351.28476168.443527876999.226131586.844 注：n=4，表14 支點(diǎn)翼緣全寬截面面積和慣性矩計算表截面分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對上緣靜距全截面重心到上緣距離分塊面積的自身慣性矩 分塊面積對截面形心的慣性矩cmcmcm=180cm(凈截面0毛截面10103.867.7525684

45、557.386267.417429189275.9049-0.33541136.283029128775.408扣除管道面接-186.265085.6080-15945.7803忽略-18.1909-61636.77999917.5350668611.605929189275.905-60500.4969=250cm(換算截面)毛截面11153.862.0804692432.365562.458732661997.37100.37831596.361132869610.451鋼束換算面積182.2885.608015604.6301忽略-23.149397682.094711336.08708

46、036.995632661997.37199278.4558 注：n=4，2.3.1.2 換算截面幾何特性計算1）整體截面幾何特性計算：在正常使用階段需要計算大截面（結(jié)構(gòu)整體化以后的截面，含濕接縫）的幾何特性，計算結(jié)果見表12表14，計算如下?lián)Q算截面面積 a=a+n(a1)換算截面慣性矩 i=i+n(a1)(yy)式中 a、i分別是混凝土毛截面面積和慣性矩； 、分別為一根管道截面面積和鋼束截面積； y分塊面積重心到主梁上緣的距離； n計算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； a鋼束與混凝土的彈性模量之比，為=5.65。2）有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計算：預(yù)應(yīng)力混凝土梁在計算預(yù)應(yīng)力引起的混凝土應(yīng)力時，預(yù)

47、加力作為軸向力產(chǎn)生的應(yīng)力按實(shí)際翼緣全寬計算，由預(yù)加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按翼緣有效寬度計算。對于t形截面受壓區(qū)翼緣計算寬度b,應(yīng)取下列三者中的最小值：b=cm=804cmb250cm(主梁間距)bb+2b+12 h=(20+2×30+12×15)cm=260cm此處，b為梁腹板寬度，b為承托長度，h為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度。本例中由于h/b=10/50=1/51/3,則b=3 h=30cm，h為承托根部厚度。故b=250cm。由于實(shí)際截面寬度小于或等于有效分布寬度，即截面寬度沒有折減，故截面的抗彎慣性矩也不需要折減，取全寬截面值。2.3.2 截面靜距計算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

48、在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力，這兩個階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一個階段中，凡是中性軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都需要計算。在張拉階段和使用階段應(yīng)計算的截面為（如圖12）；2.3.2.1 在張拉階段，凈截面的中性軸（稱為凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。2.3.2.2 在使用階段，換算截面的中性軸（稱為換軸）位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。故對每一個荷載作用階段，需要計算四個位置的剪應(yīng)力，即需計算下面幾種情況的靜距；1）a-a線以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸和換軸）的靜距。2）b-b線以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸

49、和換軸）的靜距。3）凈軸（n-n）以上（或以下）的面積對對中性軸（凈軸和換軸）的靜距。4）換軸（o-o）以上（或以下）的面積對對中性軸（凈軸和換軸）的靜距。計算結(jié)果見表15表17.圖21 跨中截面靜距計算圖（尺寸單位mm） 圖22 支點(diǎn)截面靜距計算圖(尺寸單位mm) 表15 跨中截面對重心軸靜距計算分塊名稱及序號已知： =160cm，=72.86cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/cm對凈軸靜距翼板1翼緣部分對凈軸靜距270052.2436141057.7819三角承托250041.410320705.1448肋部320039.74367948.7246求和169711.6513下三角4馬蹄部分對凈軸靜距16980.923013675.9944馬蹄5115097.7564112419.8336肋部626078.756420476.6580管道或鋼束-186.265091.2564-16997.8714求和129574.6147分塊名稱及序號已知： =180cm，=59.7436cm，h=170cm靜距類別及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離/