預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱形橋梁設(shè)計(jì)11

1、中文題目：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱形橋梁設(shè)計(jì)外文題目：design on prestressed reinforced concrete box girder bridge畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 92頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文25頁(yè)） 圖紙共4張 完成日期 2007年6月 答辯日期 2007年7月目錄前言11設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置21.1設(shè)計(jì)資料21.2構(gòu)造布置22主梁毛截面幾何特性計(jì)算42.1計(jì)算截面幾何特性42.2檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)53主梁內(nèi)力計(jì)算63.1荷載橫向分布系數(shù)63.2主梁內(nèi)力計(jì)算83.2.1恒載內(nèi)力83.2.2活載內(nèi)力計(jì)算103.3.3主梁內(nèi)力組合184預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積的估算及布置194.1估算

2、鋼筋束面積194.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置215主梁截面幾何特性計(jì)算236預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算266.1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力266.2預(yù)應(yīng)力鋼筋損失267正截面應(yīng)力驗(yàn)算317.1施工階段正截面應(yīng)力驗(yàn)算317.2使用階段的正應(yīng)力驗(yàn)算328使用階段的主應(yīng)力驗(yàn)算389強(qiáng)度驗(yàn)算4310錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算4711主梁變形計(jì)算5012行車道板的計(jì)算5212.1懸臂板內(nèi)力的計(jì)算5212.2主梁肋間的內(nèi)力計(jì)算5312.3行車道板的配筋計(jì)算5912.3.1行車道板的尺寸復(fù)核5912.3.2行車道板的配筋6012.4行車道板的驗(yàn)算6113附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)6313.1排水設(shè)施6313.2欄桿6313.3燈柱6314結(jié)論6

3、5致謝66參考文獻(xiàn)67附錄a譯文68附錄b外文文獻(xiàn)78摘要本設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁橋，跨徑布置為30m，主梁為變截面箱形梁。本文主要對(duì)30m箱梁橋進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。首先對(duì)橋梁進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用橫截面呈一個(gè)封閉的箱形梁，這種結(jié)構(gòu)除了梁肋和上部翼緣板外，在底部尚有擴(kuò)展的底板，因此它提供了能承受正、負(fù)彎距的足夠混凝土受壓區(qū)；在一定截面積下能獲得較大的抗彎慣矩，而且抗扭剛度也特別大，在偏心活載作用下各梁肋的受力比較均勻。然后確定構(gòu)件主要建筑材料，橋梁縱、橫斷面，橫隔梁布置和尺寸等。對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了截面幾何特性計(jì)算、靜活載內(nèi)力計(jì)算、荷載組合、預(yù)應(yīng)力鋼筋估算及布置，控制截面強(qiáng)度、應(yīng)力驗(yàn)算，活載變形驗(yàn)

4、算，行車道板計(jì)算等。經(jīng)分析比較及驗(yàn)算表明，該設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱形橋；內(nèi)力計(jì)算；預(yù)應(yīng)力鋼筋；驗(yàn)算；行車道板abstractthis design adopts prestressed concrete box girder bridge. the arrangement of span is 30 meters .main beam is nonuniform crosssection beam.in this article ,it mainly designs and calculates a 30 meters box beam br

5、idge. first, design the comprehensive structure of the bridge and a enclosed box girder beam of cross section is be used. this structure have deck flange and upper part flange plate, and still have expanded base slab in the bottom, so it can provide compressive region of sufficient concrete that can

6、 positive and negative moment; it can acquired compressive moment of inertia under definite cross-sectional area, and the torsional rigidity is especially big, so load-carrying capability of every deck flange is homogeneous under the eccentric live load. and then, define the main building

7、material of the member, longitudinal section and transverse section of the bridge, arrangement and size of the diaphragm. accompt geometric property of section , internal force of dead and live load, combination of load, pilot calculation and arrangement of prestressed reinforcement, strength of con

8、trol section, stress of checking calculation, live load deformation of checking calculation, carriage way board of  calculation and so on  with the superstructure. the comparison and analysis indicates that computational method is right and distribution of internal force is

9、rational, so this designing corresponds to requisition of the design program.key words: prestressed conctete box shape bridge; calculation of the internal force; prestressed reinforcement; checking calculation; carriage way board 前言橋梁是公路、城市道路或鐵路的重要組成部分，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)和技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)。簡(jiǎn)支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，它受力

10、明確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，是中小跨度橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋形。簡(jiǎn)支梁橋的結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，這就有利于在工廠內(nèi)或工地上廣泛采用工業(yè)化制造或施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，并利用起重設(shè)備進(jìn)行裝配。采用裝配式的施工方法，可以大量節(jié)約模板支架木材，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期，顯著加快建橋速度。主要材料為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土，多用于中小跨徑橋梁。優(yōu)點(diǎn)：采用鋼筋砼建造的梁橋能就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)、整體性好且美觀；這種橋型在設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)上都發(fā)展得比較成熟。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)本身的自重大，約占全部設(shè)計(jì)荷載的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更顯著增大，大大限制了其跨越能力。本

11、設(shè)計(jì)為30m預(yù)應(yīng)力混凝土箱形橋梁設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)將高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土結(jié)合在一起使用，起到了降低結(jié)構(gòu)自重，增大結(jié)構(gòu)跨度的作用，解決了普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所不能解決的問(wèn)題。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我比較全面地掌握了橋梁總體布置原則，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的選型、尺寸的擬定以及設(shè)計(jì)的方法和計(jì)算的步驟等都有了比較清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)路橋cad等軟件的操作也更加地熟練。1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.1設(shè)計(jì)資料1.橋面跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：30m。主梁長(zhǎng)：伸縮縫采用4cm，預(yù)制梁長(zhǎng)29.96m。計(jì)算跨徑：29.5m。橋面凈空：由于該橋所在線路的寬度較大，確定采用分離式橋面，在綠化帶下分離。全橋橫向布置：15m

12、 (機(jī)動(dòng)車道)+2×1.0m (人行道) +0.5m (人行道) +2×0.5m（防撞欄桿）=18.5m2.材料及工藝混凝土：主梁用c50混凝土，人行道欄桿及橋面鋪裝用c30混凝土；鋼筋 ：（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋：低松弛鋼絞線，=1860mpa1； （2）非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑大于或等于12mm時(shí)采用級(jí)鋼筋，直徑 小于12mm時(shí)采用級(jí)熱軋光面鋼筋； （3）錨具：采用與預(yù)應(yīng)力鋼絞線配套的錨具。3.設(shè)計(jì)依據(jù)（1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtg d602004）（以下簡(jiǎn)稱通規(guī)）（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d622004）（以下簡(jiǎn)稱公橋規(guī)）4.計(jì)算載荷根據(jù)線路的等級(jí)，

13、確定荷載的等級(jí)（根據(jù)“通規(guī)”）：計(jì)算載荷：汽超20級(jí)，人群荷載3.5驗(yàn)算荷載：掛120公路i級(jí)荷載，結(jié)購(gòu)重要性指數(shù)=1.0 2 。1.2構(gòu)造布置1.截面設(shè)計(jì)：由于寬度較大，擬采用抗彎剛度和抗扭剛度多較大的箱形截面，按單箱單室截面設(shè)計(jì)。2.主梁間距：行車道板的跨度取1.9m，梁間距為4.3m。3.主梁梁高：鑒于常見的預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡(jiǎn)支梁的高跨比一般取在內(nèi)，現(xiàn)暫取為，即梁高h(yuǎn)=1.25。4.板寬度與厚度：采用變厚度，與腹板連接處取10cm，邊主梁的懸臂梁和腹板間的跨中取16cm。5.底板：厚度取130cm，厚度取16cm。6.腹板厚度：腹板厚度取20cm（水平厚度取22.4cm）。7.橫隔：為

14、了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度，僅在梁端設(shè)置端橫隔梁（主梁間為橫隔梁，箱室為橫隔板），并沿跨度方向設(shè)5片中橫隔板。8.橋面鋪裝：采用厚度為6cm水泥混凝土墊層，表面為4cm瀝青混凝土。9.橋面橫斷面：具體尺寸見圖1-1。圖1-1 橋梁橫斷面（尺寸單位/cm）fig.1-1 bridge cross section 2 主梁毛截面幾何特性計(jì)算2.1 計(jì)算截面幾何特性采用分塊面積法。邊、中主梁的橫截面分別見圖 2-1、圖2-2，按等面積計(jì)算 ，截面幾何特性結(jié)果列于表2-1、表2-2中。 圖2-1 邊主梁橫斷面 圖2-2 中主梁橫斷面fig. 2-1 edge main beam cross sect

15、ion fig.2-1 middle main beam cross section表2-1 預(yù)制階段主梁跨中截面tab.2-1 prefabricate stage main beam stride over middle cross section截面分塊名稱分塊面積/cm上緣距離/cm分塊面積對(duì)上緣靜矩分塊面積的自身慣矩/cm分塊面積對(duì)截面形心慣矩中主梁頂板400052000033333.342.572250007258333三角承托660127920132035.5831765833085腹板4435.259.5263894.43622449.6-126386693686338底板22

16、09.2116.8258034.647075.9-69.3106096611065673711304.448.654984922434493邊主梁頂板415052075034583.342.57495937.57530520.8三角承托660127920132035.5831765833085腹板4435.259.5263894.43622449.6-126386693686338底板2209.2116.8258034.647075.9-69.3106096611065673711454.448.155059922706680.8表2-2 使用階段梁跨中截面tab.2-2 use stage

17、main beam stride over middle cross section分塊名稱分塊面積上緣距離分塊面積對(duì)上緣靜矩分塊面積的自身慣矩分塊面積對(duì)截面形心慣矩頂板43005215003583342.577668757802708三角承托660127920132035.5831765833085腹板4435.259.5263894.43622449.6-126386693686338底板2209.2116.8258034.647075.9-69.3106096611065673711604.447.555134922978867.92.2 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)上核心距： 下核心距： 截面效率

18、指標(biāo)： 一般截面效率指標(biāo)取0.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。3 主梁內(nèi)力計(jì)算3.1 荷載橫向分布系數(shù)鑒于橋的對(duì)稱性，只需要計(jì)算1號(hào)和2號(hào)梁即可。本橋的橫向連接剛度較大，而且寬跨比接近于0.5，故按修正偏心壓力法計(jì)算。 (1)1號(hào)梁由于橫向影響線為直線，故只需求兩點(diǎn)坐標(biāo)即可。1號(hào)梁的計(jì)算見圖3-1。汽超20：以四列車為最不利。 按0.9約減并考慮多車道折減系數(shù)后的值為：掛120：按0.9約減后的值為：人群：圖3-1 荷載橫向分布系數(shù)（尺寸單位/cm）fig.3-1 load the transverse direction distribution modulus

19、（2） 2號(hào)梁 2號(hào)梁的計(jì)算見圖3-1。汽超20：以四列車為最不利。 多車道折減系數(shù)后的值為：掛120：人群： 荷載橫向分布系數(shù)匯總（見表3-1）表3-1tab.3-1荷載類別1號(hào)梁2號(hào)梁汽超200.8860.776掛1000.5640.376人群0.7430.53.2 主梁內(nèi)力計(jì)算3.2.1 恒載內(nèi)力（1）荷載集度1）主梁預(yù)制時(shí)的自重（第一期荷載）按不變截面計(jì)算，主梁每延米自重1號(hào)梁： kn/m2號(hào)梁： kn/m2）橋面板接頭（第二期恒載）1號(hào)梁： kn/m2號(hào)梁： kn/m3）欄桿、人行道、橋面鋪裝（第三期恒載）1號(hào)梁： kn/m2號(hào)梁： kn/m表3-2tab.3-2 荷載梁第一期恒載/

20、第二期恒載/第三期恒載/總和/1號(hào)梁28.6360.37516.50445.5142號(hào)梁28.2610.759.97638.986（2）恒載內(nèi)力(恒載內(nèi)力計(jì)算列于表3-3中)表3-3恒載內(nèi)力計(jì)算表tab.3-3 wang contained endogenous force calculation table項(xiàng) 目/kn·m/kn支點(diǎn)108.7881.5847.607.37511.0614.75第一期恒載/1號(hào)梁3115.02365.81363.1211.2316.7422.42號(hào)梁3074.22305.51345.2208.4312.6416.8第二期恒載/1號(hào)梁40.830.61

21、7.92.84.15.52號(hào)梁81.661.235.75.58.311.1第三期恒載/1號(hào)梁1795.31346.4785.6121.7182.5243.42號(hào)梁1085.2813.8474.973.6110.3147.167/1號(hào)梁4951.13742.82166.6335.7503.3671.32號(hào)梁4241.03180.51855.8287.5431.2575.0主梁彎距和剪力的計(jì)算公式分別公式3-1、公式3-2為： （3-1） （3-2）3.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算采用等代荷載計(jì)算。見公式3-3： （3-3）所求截面的內(nèi)力，彎矩或剪力；汽車荷載沖擊系數(shù)，對(duì)于掛車、履帶車和人群荷載，；多車道

22、橋涵的汽車荷載折減系數(shù)；車輛或履帶荷載的等代荷載；一彎距或剪力影響線面積。沖擊系數(shù)： 1號(hào)主梁的恒載內(nèi)力比2號(hào)梁的要大，而且橫向分布系數(shù)也大，所以活載內(nèi)力也必然大。因此，1號(hào)梁總的荷載比2號(hào)梁大。據(jù)此將1號(hào)梁的內(nèi)力作為控制內(nèi)力，只需計(jì)算1號(hào)梁就行。（1）跨中截面活載內(nèi)力彎距：加載長(zhǎng)度為29.5m,影響線面積。查材料力學(xué)4。汽超20：等代荷載。兩列車不折減： kn·m掛120：等代荷載。kn·m人群： kn·m圖3-2 跨中截面最大彎距及剪力（尺寸單位/cm）fig.3-2 stride over middle cross section maximum bends

23、 the spur and shearing force剪力：加載長(zhǎng)度為,影響線面積。汽超20：等代荷載。kn掛120：等代荷載。kn人群：kn（2）截面活載內(nèi)力彎距：加載長(zhǎng)度為m,影響線面積。汽超20：等代荷載。 kn·m掛120：等代荷載。kn·m圖3-3截面最大彎距及剪力（尺寸單位/cm）fig.3-3 cross section maximum bends the spur and shearing force人群：kn·m剪力：加載長(zhǎng)度為m,影響線面積。汽超20：等代荷載。kn掛120：等代荷載。kn人群：kn（3）截面活載內(nèi)力彎距：加載長(zhǎng)度為m,影響線

24、面積。汽超20：等代荷載。 kn·m掛120：等代荷載。kn·m人群：kn·m剪力：加載長(zhǎng)度為m,影響線面積。汽超20：等代荷載。kn掛120：等代荷載。kn人群：kn圖3-4截面最大彎距及剪力（尺寸單位/cm）fig.3-4 cross section maximum bends the spur and shearing force（4）支點(diǎn)截面活載內(nèi)力支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖3-5按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載。1號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)如下：汽超20：掛120：人群荷載：圖3-5支座處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖（尺寸單位/cm）fig.3-5

25、 abutment load the transverse direction distribution modulus calculation picture采用影響線直接加載。見公式3-4 (3-4)剪力：計(jì)算圖式見圖3-6。汽超20：掛120：人群荷載：圖3-6沿橋跨方向荷載橫向分布系數(shù)的變化（尺寸單位/cm）fig.3-6 along the bay direction loads transverse direction distribution modulus change截面扭矩計(jì)算沿計(jì)算截面位置的橋梁橫斷面剖開，取隔離體進(jìn)行研究，則該斷面的扭矩為各片主梁的剪力對(duì)于橋軸線的偏心引

26、起；同時(shí)，由于橋梁的橫向剛度較大。此處扭矩的計(jì)算思路是，首先求出1號(hào)梁截面取得最大剪力時(shí)，其它幾片梁截面的剪力值，所有主梁的剪力對(duì)橋中軸線求矩即為該橫斷面的扭矩，再除以主梁片數(shù)，就得到每片主梁的扭矩。按照利用荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算內(nèi)力的原理，先將荷載運(yùn)用橫向影響線分配到號(hào)主梁上，即得到分配荷載，然后，沿梁的縱向布載，用縱向影響線求內(nèi)力。對(duì)于任意一個(gè)荷載，橫向分配到每片梁的位置是相同的。分配后的等價(jià)荷載對(duì)任意一片梁來(lái)說(shuō)，與分配系數(shù)成正比。因此，通過(guò)這種辦法得到的主梁內(nèi)力也與分配系數(shù)成正比。所以，只要求出在圖3-1中上圖的布載位置時(shí)，各片主梁的分配系數(shù)，就可以通過(guò)1號(hào)梁的內(nèi)力推算其它主梁的內(nèi)力。下面

27、的計(jì)算正是基于這種思路。同時(shí)，注意到1號(hào)梁與4號(hào)梁、2號(hào)梁與3號(hào)梁橫向影響線的對(duì)稱性，故下面求分配系數(shù)時(shí)直接通過(guò)上面表格數(shù)據(jù)的直線內(nèi)插值便可獲得。汽超20：1號(hào)梁的分配系數(shù)：2號(hào)梁的分配系數(shù)：3號(hào)梁的分配系數(shù)：4號(hào)梁的分配系數(shù)：根據(jù)1號(hào)梁的剪力，可以求出其他主梁的截面的剪力：2號(hào)梁的剪力：kn3號(hào)梁的剪力：kn4號(hào)梁的剪力：kn則全橋橫斷面的扭矩為：kn·m每片主梁所受扭矩為： kn·m掛120：1號(hào)梁的分配系數(shù)：2號(hào)梁的分配系數(shù)：3號(hào)梁的分配系數(shù)：4號(hào)梁的分配系數(shù)：根據(jù)1號(hào)梁的剪力，可以求出其他主梁的截面的剪力：2號(hào)梁的剪力：kn3號(hào)梁的剪力：kn4號(hào)梁的剪力：kn則全橋

28、橫斷面的扭矩為：kn·m每片主梁所受扭矩為： kn·m人群：從影響線可以看出，為兩側(cè)布載。4號(hào)梁的分配系數(shù)與1號(hào)梁相等，3號(hào)梁與2號(hào)梁相等，由此可推斷幾片主梁的剪力亦對(duì)稱，因此由此引起的扭矩為0。3.3.3 主梁內(nèi)力組合1號(hào)梁的內(nèi)力組合列于表3-4中表3-4內(nèi)力組合表序號(hào)荷載類別彎距/kn·m剪力/kn梁端（1）恒載2166.63742.84951.1671.3503.3335.70（2）汽車荷載1460.72348.72992.9582.8396.5315.8179.3（3）掛車荷載1914.03204.04226.0727.0519.3434.6265.3（4

29、）人群荷載123.8212.2282.939.429.421.69.6（5）汽人1584.52560.93275.8622.2425.9337.4188.9（6）.×恒載2599.94491.45941.3805.6603.3402.80（7）.×（汽人）2218.33585.34586.1871.1596.3472.4264.5（8）.×掛2105.43524.44648.6799.7571.2478.1291.8（9）（6）（7）4818.28076.710527.41676.71199.6875.2264.5（10）（6）（7）4705.38015.8105

30、89.91605.31174.5880.9291.8（11）（7）（9）46%44.4%43.6%52%49.7%54%100%（12）（8）（10）44.7%44%44%50%48.6%54%100%（13）提高后的4962.78319.010843.21676.71235.6875.2264.5（14）提高后的4705.38015.810589.91637.41198.0898.5297.6控制設(shè)計(jì)的內(nèi)力計(jì)算4962.78319.010843.21676.71235.6898.5297.6 tab.3-4 endogenous force composition table4 預(yù)應(yīng)力鋼筋截

31、面積的估算及布置4.1 估算鋼筋束面積1.按強(qiáng)度要求估算： （4-1）式中 混凝土強(qiáng)度安全系數(shù),； 計(jì)算彎距,采用跨中截面,kn·m；跨中截面高度,；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，。kn采用低松弛鋼絞線，每根公稱面積為抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度：則預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)：根（2）按施工和使用階段的應(yīng)力要求估算為使受彎構(gòu)件的跨中截面上、下緣混凝土應(yīng)力，在施工和使用階段均不超過(guò)其相應(yīng)的限制應(yīng)力值，一般用麥捏尼爾不等式進(jìn)行鋼束截面的估算。對(duì)施工階段有 （4-2）式中 傳力錨固時(shí)的有效預(yù)加應(yīng)力，其應(yīng)力損失可按估算。設(shè)鋼束張拉控制應(yīng)力 mpa 則 。設(shè)張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度是80%時(shí)，即相當(dāng)于c50混凝土在張拉時(shí)為c40，得：

32、mpa，mpa故張拉時(shí)構(gòu)件上緣混凝土拉應(yīng)力的限值mpa同理可求mpan則： 根由傳力錨固階段下緣壓應(yīng)力小于限值的公式 （4-3）得n則： 根使用階段下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)的估束公式為 （4-4）式中荷載組合時(shí)mpakn·m n則： （根）荷載組合時(shí)mpakn·mn則： （根）根據(jù)估算結(jié)果，暫定為8個(gè)孔道，共58根鋼絞線，其中16號(hào)孔各布置7根鋼絞線，錨具采用xm157型；78號(hào)各布置8根，錨具采用xm158型。4.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置按照“公橋規(guī)”的要求布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，跨中截面見圖4-1，其余數(shù)據(jù)見表4-1。1號(hào)，2號(hào)預(yù)應(yīng)力筋在豎直平面內(nèi)彎起；其余預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起曲線采用在圖4-

33、1 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋配置（尺寸單位/cm）fig.4-1 the middle cross section prestressing force reinforced bar deploys腹板平面內(nèi)的圓弧形。表4-1中的升高值均是豎直方向的升高值。腹板平面與豎直平面之間夾角的余弦，為彎起平面內(nèi)彎起預(yù)應(yīng)力鋼筋與水平線之間的夾角。注意14號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋是在豎直平面內(nèi)彎起，58號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋是在腹板平面內(nèi)彎起。為了下面的計(jì)算所用，先計(jì)算各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋位置及其傾角（為了以后計(jì)算預(yù)加力沿豎直和水平的分量，此處計(jì)算所有彎起預(yù)應(yīng)力鋼筋在豎直平面內(nèi)的平均傾角），并將計(jì)算過(guò)程列于表4-2中，注意表中的升高值用

34、表4-1中的第5列中的公式推出。表4-1 tab.4-1 鋼束號(hào)升高值/cm/°/cm錨固點(diǎn)在支點(diǎn)外的距離/cm彎起點(diǎn)至跨中線水平距離14152.5240.9990154660.04406816.080056404.7470.9966130610.082810.816.040078808.0210.990291590.139512.783.0200表4-2剛束位置及其傾角計(jì)算表tab.4-2 just beam position and inclination of the table計(jì)算截面鋼束編號(hào)/cm跨中截面=014為負(fù)值尚為彎起00108.38.3568.38.37819.0

35、19.0平均傾角001鋼束截面重心11.3截面=737.514為負(fù)值尚為彎起00108.38.356337.5130611.4800.2580.99973.58.311.878537.591593.3640.05870.998313.919.032.9豎直方向平均傾角(未計(jì)16號(hào))2.2270.03890.9992鋼束截面重心16.0截面=110614306154661.1340.01980.99983.18.311.456706130613.0990.05410.998517.58.325.87890691595.6770.09890.995140.119.059.1豎直方向平均傾角2.62

36、80.04580.9989鋼束截面重心28.2支點(diǎn)截面=147514675154662.5010.04360.999015.58.323.8561075130614.7210.08230.996639.68.347.978127591598.0020.13920.990379.319.098.3豎直方向平均傾角3.9960.06970.9976鋼束截面重心50.45 主梁截面幾何特性計(jì)算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時(shí)管道尚未壓漿，由預(yù)加應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面計(jì)算；在使用階段，管道已壓漿，鋼束與混凝土之間已經(jīng)有很強(qiáng)的黏結(jié)力，故按換算截面計(jì)算。1號(hào)凈截面和換算截面的截面幾何特性分別列

37、于表5-1、表5-2中。對(duì)于c50混凝土：表5-1tab.5-1截面位置特性分類分塊面積分塊面積分塊面積重心至上緣距離分塊面積對(duì)上緣凈距分塊面積的自身慣距截面跨中截面凈截面毛截面11604.447.555134922978867.9-2.151175.421723224.4扣管道截面-280113.7-31836-68.3-1306818.911324.445.951951322978867.9-1255643.5換算截面毛截面11604.447.555134922978867.92.466841.324832225.3鋼束換算截面438.9113.749903-63.81786516.112

38、043.349.960125222978867.91853357.4截面凈截面毛截面11604.447.555134922978867.9-246417.621896255.5扣管道截面-280109-30520-63.5-112903011324.446.052082922978867.9-1082612.4續(xù)表截面換算截面毛截面11604.447.555134922978867.91.837598.324559853.7鋼束換算截面438.910947840.1-59.31543387.512043.349.760125222978867.91580985.8截面凈截面毛截面11604.4

39、47.555134922978867.9-1.733536.722284124.6扣管道截面-28096.8-27104-51-72828011324.446.352424522978867.9-694743.3換算截面毛截面11604.447.555134922978867.91.837598.324006734.3鋼束換算截面438.996.842485.5-47.5990268.112043.349.359383422978867.91027866.4支點(diǎn)截面凈截面毛截面11604.447.555134922978867.9-1.216710.32277132.9扣管道截面-28074.

40、6-20888-28.3-224249.211324.446.853046122978867.9-207538.9換算截面毛截面11604.447.555134922978867.90.99399.623289546鋼束換算截面438.974.632741.9-26.2301278.512043.348.4584090.922978867.9310678.1表5-2tab.5-2計(jì)算截面跨中凈截面11324.445.979.167.821723224.4473273274630320402換算截面12043.349.975.163.824832225.3497640330655389220凈截

41、面11324.446.079.063.021896255.5476006277168347560換算截面12043.349.775.359.324559853.7494162326160414163凈截面11324.446.378.750.522284124.6481299283153441270換算截面12043.349.375.747.524006734.3486952317130505405支點(diǎn)凈截面11324.446.878.227.822771329486567291193819113換算截面12043.348.576.626.2232895464811893040418889146

42、 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算6.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力按“公橋規(guī)”規(guī)定，mpa6.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋損失1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失用“公橋規(guī)”的公式： （6-1）以對(duì)于跨中截面為例： ；式中 鋼筋與管道壁間的摩擦系數(shù)，；管道每米長(zhǎng)度的局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用預(yù)埋金屬波紋管制孔，；根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理附表2-53。從張拉端至計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度在構(gòu)件縱軸上的投影長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)采用兩端張拉工藝?？缰薪孛娴哪Σ翍?yīng)力損失見表6-1表6-1 跨中截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算tab.6-1 the middle cross section loss of pipeline rubs 鋼束編號(hào)/m/m

43、pa/mpa度弧度142.5240.04400.015414.810.04440.0580148886.4564.7470.08290.029014.810.04440.07081488105.3788.0210.14000.049014.780.04430.08911488132.6平均值103.9同理，可算出其他控制截面處的值，各截面摩擦力損失值的平均值計(jì)算結(jié)果，列于表6-2。表6-2 各設(shè)計(jì)控制截面平均值表tab.6-2 the design control section average sectional table截面跨中支點(diǎn)平均值/mpa103.964.432.20.42錨具變形

44、、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失由于采用兩端張拉，所以單位長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力為：mpa/mxm錨（按液壓頂壓器壓頂）的錨具變形值為45 mm，本設(shè)計(jì)取為5mm；鋼絞線的彈性模量為190gpa。則反摩阻影響長(zhǎng)度為：m則在反摩阻影響范圍內(nèi)的幾個(gè)計(jì)算截面的該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失：支座處（）：mpa截面（）：mpa截面（）：mpa跨中在反摩阻影響范圍外：3分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失此項(xiàng)應(yīng)力損失，對(duì)于簡(jiǎn)支梁一般取截面計(jì)算，以其結(jié)果作為全梁各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值。 （6-2） 式中 批數(shù)，按4批對(duì)稱張拉； 擬采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，按張拉時(shí)達(dá)到混凝土實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算，假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，即，查表可得：故；nmpa所以：

45、mpa4預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失考慮采用低松弛鋼絞線：mpa5混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失“公橋規(guī)”公式： （6-3）式中 加載齡期為時(shí)混凝土的徐變系數(shù)終值； 加載齡期為時(shí)混凝土的收縮應(yīng)變終值； 對(duì)及加載時(shí)的齡期，擬按達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度為其加載齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)計(jì)算，按大于60天計(jì)算； 傳力錨固時(shí)與截面受力鋼筋重心處由預(yù)應(yīng)力（扣除損失）產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力的平均值。設(shè)張拉時(shí)為7天，達(dá)到80%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；理論厚度，查表得：；跨中截面：n 截面：nmpa取跨中與截面的平均值計(jì)算：cm 將各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力分別匯于表6-3、表6-4表6-3 各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平均值tab.

46、6-3 the section average loss sectional of the steel beams 工作階段預(yù)加應(yīng)力階段mpa使用階段mpa應(yīng)力損失項(xiàng)目103.9064.2168.132.7128.316164.959.764.2188.832.7128.316132.2111.664.220832.7128.3161支點(diǎn)截面0.4163.664.2228.232.7128.3161表6-4 有效應(yīng)力匯總表tab.6-4 the effective stress placed summary計(jì)算截面支點(diǎn)截面預(yù)加應(yīng)力階段/mpa1319.91299.212801259.8使用階段

47、/mpa1158.91138.211191098.87 正截面應(yīng)力驗(yàn)算7.1 施工階段正截面應(yīng)力驗(yàn)算因?yàn)?號(hào)梁控制設(shè)計(jì)，故僅需驗(yàn)算1號(hào)梁即可。驗(yàn)算截面為，幾個(gè)截面。由于中間設(shè)有多片橫隔板，梁的畸變變形很小，所以此處可以將因扭轉(zhuǎn)引起的畸變正應(yīng)力忽略不記。1施工階段構(gòu)件在預(yù)加力和自重作用下的應(yīng)力極限值對(duì)于c50號(hào)混凝土，張拉時(shí)為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，即相當(dāng)于c40號(hào)混凝土，查“公橋規(guī)”表2.1.2可得：mpa；mpampampa2截面上、下緣混凝土正應(yīng)力上緣：下緣：（1）跨中截面應(yīng)力驗(yàn)算：nkn·m代入得：mpa(壓)（2）截面應(yīng)力驗(yàn)算：nkn·m代入得：mpa(壓)（3）截面應(yīng)力驗(yàn)算：nkn·m代入得：mpa(壓)均滿足要求。7.2 使用階段的正應(yīng)