2019年簡(jiǎn)支T形梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上渾河橋設(shè)計(jì)Design of Hun River Bridge 學(xué) 院：土木工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師：專心-專注-專業(yè)摘 要隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，道路橋梁工程也得以迅猛發(fā)展，大力發(fā)展建通運(yùn)輸事業(yè)，剪力四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)，這不僅利于經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)對(duì)促進(jìn)文化交流、加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)、縮小地區(qū)差別、鞏固國(guó)防等方面，也都有重要意義。橋梁工程是一種功能性的結(jié)構(gòu)物，但從古至今，人類從未停止過(guò)對(duì)橋梁美學(xué)的追求，很多橋梁被建成為令人賞心悅目的藝術(shù)品，具有鮮明的時(shí)代特征，至今仍然為人們所贊嘆。目前隨著國(guó)家公路五縱七橫國(guó)道主干線的規(guī)劃和實(shí)施，

2、幾十公里長(zhǎng)的跨海灣，海峽特大橋梁的宏偉工程已經(jīng)擺在我們面前，并已逐漸開(kāi)始建設(shè)，例如浙江寧波杭州灣跨海大橋，是目前世界上最長(zhǎng)的橋梁。本次設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)支T形梁橋，橋梁全長(zhǎng)120m，道路等級(jí)一級(jí)，雙向六車道。設(shè)計(jì)主要包括方案比選、內(nèi)力計(jì)算、預(yù)應(yīng)力筋計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算、橋墩計(jì)算、撓度與預(yù)拱度的計(jì)算。設(shè)計(jì)的基本要求是“適用、安全、耐久”。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我充分了解了土木工程方面的知識(shí)，以及橋梁建設(shè)者面臨著設(shè)計(jì)新穎和復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，所以我要更加努力的去學(xué)習(xí)有關(guān)道路橋梁方面的知識(shí)，成為一個(gè)對(duì)國(guó)家，對(duì)社會(huì)有用的人。關(guān)鍵詞：道路橋梁；方案比選；內(nèi)力；橋墩AbstractAs China's econo

3、mic take-off, road and bridge project is also to the rapid development, vigorously develop Jian Tong transportation industry, shear ease of modern transportation network, which is not only conducive to the further economic development, and the promotion of cultural exchanges, strengthen national uni

4、ty, reduce regional differences, consolidate national defense, etc., also are important.Bridge Engineering is a functional structure, but since ancient times, mankind has never stopped the pursuit of bridge aesthetics, many bridges were built for pleasing works of art, with distinctive characteristi

5、cs of the times, is still for the people praise.With the current state highway five vertical and seven horizontal national trunk road planning and implementation of dozens of kilometers across the Gulf, Strait of large bridges grand project has been placed in front of us, and has gradually started b

6、uilding, such as Ningbo, Zhejiang Hangzhou Bay Bridge bridge, is currently the world's longest bridge.The design of the T-shaped beam is simply supported bridge, bridge length of 120m, road grade one, two-way six lanes.Design includes Alternatives, force calculation, tendons calculation, structu

7、ral strength checking, piers calculated deflection and camber calculations. Design of the basic requirements of a "suitable, safe and durable."Through this design, I fully understand the civil engineering aspects of knowledge, as well as bridge builders faced with novel design and complexi

8、ty of the challenges of the bridge structure, so I have to work harder to learn about the roads and bridges of knowledge, as a the state, useful person to society.Keywords：roads and bridges；alternatives；force；pier目錄第9章 行車道板計(jì)算.63參考文獻(xiàn).91致 謝.92第1章 設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.1 設(shè)計(jì)資料1.1.1 橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：30 m 主梁全長(zhǎng)：29.96 m 計(jì)算

9、跨徑：29.40 m橋面凈空：（3.753+1+0.52+0.25）2=27m1.1.2 設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)，人群荷載3.0kN/m，每側(cè)人行護(hù)欄,防撞欄的作用力分別為1.52 kN/m和5.00kN/m。1.1.3材料及工藝混凝土：主梁用C50，欄桿及橋面鋪裝用C25預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JIG D622004）中的鋼鉸線，每束6根，全梁配6束，普通鋼筋：采用HRB335鋼筋，鋼筋按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑，外徑75mm的金屬波紋管和夾片錨具。1.1.4設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003），簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)。(2) 交通部頒公路橋涵設(shè)

10、計(jì)通用規(guī)范（JIG D602004），簡(jiǎn)稱橋規(guī)。(3) 交通部頒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（JIG D622004），簡(jiǎn)稱公預(yù)規(guī)。1.1.5基本計(jì)算數(shù)據(jù)1.2橫截面布置1.2.1主梁間距和主梁片數(shù)本設(shè)計(jì)主梁翼緣板寬度為2200mm，由寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小毛截面和運(yùn)營(yíng)階段的大毛截面。凈空-（3.75×3+1+0.5×2+0.25）×2=27m的橋?qū)掃x用12根主梁，橋面布置采用分離式，一側(cè)6根主梁見(jiàn)圖1-1。表1-1 基本數(shù)據(jù)名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)C50砼立

11、方強(qiáng)度50彈性模量3.45×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度2.65軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度22.4軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度1.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力20.72容許拉應(yīng)力1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)軸載組合：容許壓應(yīng)力16.2容許主壓應(yīng)力19.44短期效應(yīng)組合：容許拉應(yīng)力0容許主拉應(yīng)力1.59鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860彈性模量1.95×105抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度1260最大控制應(yīng)力1395持久狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)荷載組合1209材料重度C50砼25.0瀝青砼23.07鋼絞線78.5C30砼24欄桿1.52鋼束與混凝土的彈性模量比5.65 圖1-1 半縱斷面圖（單位：mm）1.2.2 主梁跨中截面尺寸擬定

12、根據(jù)教材簡(jiǎn)支梁橋主梁尺寸經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)主梁高度為跨徑的，所以本橋梁主梁高度采用2100mm。根據(jù)公預(yù)規(guī)當(dāng)預(yù)制T形截面梁之間采用橫向整體現(xiàn)澆連接時(shí)，其懸臂厚度不應(yīng)小于140mm，本設(shè)計(jì)采用150mm。T形截面梁，在與腹板相連處的翼緣厚度，不應(yīng)小于梁高的。本設(shè)計(jì)與腹板處為250mm，符合規(guī)范要求。主梁細(xì)部尺寸見(jiàn)（圖1-2）。圖1-2跨中截面尺寸圖（單位：mm）1.2.3截面幾何特征的計(jì)算 本設(shè)計(jì)將主梁截面分為5個(gè)規(guī)則的小截面圖形，截面幾何特征見(jiàn)（表1-2）表1- 2 跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積()跨中截面形心至上緣距離（cm）分塊面積對(duì)上緣凈距=·（）自身慣距（）=-（cm）對(duì)截面

13、形心的慣距（）大毛截面翼板33007.5247506178569.4三角承托40018.3337333.22222.2258.567腹板3400100-23.1下三角225180405002812.5-103.1馬蹄1250197.565104.17-120.68575.2小毛截面翼板 21007.5157503937580.7三角承托40018.3337333.22222.2269.867腹板3400100-11.8下三角225180405002812.5-91.8馬蹄1250197.565104.17-109.37375大毛截面形心至上緣距離：小毛截面形心至上緣距離：大毛截面形心至下緣距離

14、：1.2.4 校驗(yàn)跨中截面效率指標(biāo)上核心距：下核心距：截面效率指標(biāo)：>0.5， 表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的。1.3 橫截面沿跨長(zhǎng)變化 本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式,橫截面的T梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起的局部應(yīng)力,也為布置錨具的需要,在距梁端1887.5mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬,馬蹄部分配合鋼束彎起而從六分點(diǎn)附近開(kāi)始向支點(diǎn)逐漸抬高,在馬蹄抬高的同時(shí),腹板寬度亦開(kāi)始變化。1.4 橫隔梁的設(shè)置橫隔梁剛度越大，梁的整體性越好，在荷載作用下各主梁能更好地共同受力。端橫隔梁是必須設(shè)置的，跨內(nèi)橫隔梁將隨跨徑的大小宜每隔5.0-10.0m設(shè)置一道。在荷載作用

15、下的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)可以和主梁共同受力，否則在直接荷載作用下的主梁彎矩較大，當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計(jì)每隔4.90米設(shè)置一道橫隔梁，端橫隔梁與主梁同高，中橫隔梁高為1550mm，厚度均為200mm。橫隔梁的布置見(jiàn)（圖1-3）。圖1-3 橫隔梁馬蹄抬高圖示(單位：mm)第2章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 根據(jù)第1章梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過(guò)可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得各主梁控制截面（本設(shè)計(jì)取跨中、四分點(diǎn)和支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。2.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算2.1.1 永久作用集度（1）預(yù)制梁自重2 跨中至六分點(diǎn)截面

16、主梁自重（長(zhǎng)9.80m） 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長(zhǎng)3.9m） 支點(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng)1.98m） 邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： 端橫隔梁體積： 預(yù)制梁永久作用集度（2）二期永久作用 鋪裝 混凝土瀝青鋪裝各5cm，橋面鋪裝均攤給6片主梁，則： 現(xiàn)澆下梁翼板集度 人行道和欄桿 一側(cè)人行欄： 一側(cè)防撞欄： 邊梁二期永久作用集度 邊主梁自重： 中主梁自重：2.1.2 恒載內(nèi)力圖2-1永久作用效應(yīng)圖（單位：cm） 如圖2-1所示， 設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式： （2-1） （2-2）表2-1 主梁永久作用效應(yīng)作用效應(yīng)跨中截面（=0.5）四分點(diǎn)截面(=0.25)支點(diǎn)截

17、面(=0)一期彎矩（KN·m）2265.701699.280.00剪力（KN）0.00154.13308.26二期彎矩（KN·m）1260.05945.030.00剪力（KN）0.0080.92161.84彎矩（KN·m）3525.752644.310.00剪力（KN）0.00235.05470.102.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算2.2.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān),因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡(jiǎn)支梁橋的基頻可計(jì)算如下：3其中： 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： 跨中彎矩，跨中剪力計(jì)算，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，

18、進(jìn)行車道折減，三車道折減22%，故。2.2.2 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（1）跨中的荷載橫向分布系數(shù) 此橋設(shè)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，7道橫隔梁，具有可靠地橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)跨寬比為：，故此可按偏心壓力法來(lái)計(jì)算橫向分布系數(shù)。 主梁抗彎慣矩：t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1<0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3表 2-2 t/b系數(shù)表 對(duì)于由矩形組合而成的梁截面，如T形或I字架抗扭慣性矩近似等于各個(gè)截面抗扭慣性矩之和。所以T形梁截面抗扭慣矩可按下式計(jì)算： = （2-3）式中：，相應(yīng)為單

19、個(gè)矩形截面的寬度和高度 矩形截面抗扭剛度系數(shù) m梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù) 對(duì)于跨中截面，本設(shè)計(jì)把主梁截面分成五個(gè)矩形截面，矩形截面抗扭系數(shù)根據(jù)表2-2t/b計(jì)算。對(duì)于翼板： 查表得對(duì)于三角承托： 查表得對(duì)于梁肋： 查表得對(duì)于下三角： 查表得對(duì)于馬蹄： 查表得 計(jì)算抗扭修正系數(shù)4 本設(shè)計(jì)主梁間距相同，可以看成等截面，則：查表2-3得n=6時(shí)，=1.028, G=0.425E （2-4）表 2-3 系數(shù)表n45671.0671.0421.0281.021 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo) （2-5）式中：n=6,， 根據(jù)上述公式代入數(shù)據(jù)可得：， 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) 1號(hào)梁荷載橫向分布影

20、響，并按最不利位置布載。圖2-2跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）：2號(hào)梁荷載橫向分布影響，并按最不利位置布載。圖2-3跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： 3號(hào)梁荷載橫向分布影響，并按最不利位置布載。圖2-4 跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）：4號(hào)梁荷載橫向分布影響，并按最不利位置布載。圖2-5 跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： 5號(hào)梁荷載橫向分布影響，并按最不利位置布載。圖2-6 跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm

21、） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）：6號(hào)梁荷載橫向分布影響，并按最不利位置布載。圖2-7 跨中的橫向分布系數(shù)（單位：cm） 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： (2)支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù) 如圖2-8所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，計(jì)算橫向分布系數(shù)。圖2-8 支點(diǎn)的橫向分布系數(shù)單位：cm） 1號(hào)梁可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： 2號(hào)梁可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： 3號(hào)梁，4號(hào)梁，5號(hào)梁同2號(hào)梁： 可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： 6號(hào)梁可變作用（汽車公路I級(jí)）： 可變作用（人群）： (3)橫向分布

22、系數(shù)匯總，見(jiàn)表2-4表2-4 荷載橫向分布系數(shù)梁號(hào)荷載位置公路-I級(jí)人群荷載10.7110.4940.5451.4120.6470.3600.795030.6600.2310.795040.6780.0990.795050.70300.795060.78000.75002.2.3 車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條,公路I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值=10.5kN/m。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。1 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)： 計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：2.2.4 可變作用效應(yīng)的計(jì)算 (1)跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)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)，圖示出跨中截面作用效應(yīng)

23、計(jì)算圖示，計(jì)算公式為： （2-5）式中：S所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩和剪力 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 影響線上同號(hào)區(qū)段的面積 y影響線上最大坐標(biāo)值圖2-9 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示（單位：cm） 可變作用（汽車）效應(yīng)： 可變作用（人群）效應(yīng): (2)四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力 可變作用（汽車）效應(yīng): 可變作用（人群）效應(yīng):圖2-10 四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示（單位：cm） (3)支點(diǎn)截面的最大剪力圖2-11四分點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示（單位：cm） m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線的長(zhǎng)度： 可變作用（汽車）效應(yīng): 可變作用（人群）效應(yīng)：2.3 主梁作用效應(yīng)組合 本設(shè)計(jì)按橋規(guī)規(guī)定

24、，根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合，短期效應(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(jiàn)表2-5。表2-5 主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面(kN·m)kN(kN·m)kN(kN·m)kN(1)第一期永久作用2265.700.001699.28154.130.00308.26(2)第二期永久作用1260.050.00945.0380.920.00161.84(3)總永久作用+3525.750.002644.31235.050.00470.10(4)可變作用（汽車）公路-I級(jí)1819.71115.001364.79187.

25、910.00224.12(5)可變作用（汽車）沖擊194.7112.31146.0320.110.0023.98(6)人群作用166.735.56125.0512.260.0030.51(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+（5）+（6）5706.90132.874280.18455.330.00748.20(8)短期組合=（3）+0.7×（4）+（6）4966.2886.063724.71378.850.00657.49(9)極限組合=1.2×(3)+1.4×(4)+(5)+1.12×（6）7237.83184.465428.38587.020.00972.

26、63 第3章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置3.1 跨中截面鋼束的估算及確定 根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配束。3.1.1 按正常使用極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 對(duì)于簡(jiǎn)支梁帶馬蹄的的T型截面，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，得到的鋼束數(shù)n的估算公式： （3-1）式中：持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，按表取用； 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路級(jí)，取用0.51； 一股鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是1.4，故 =8.4。 在第1章中

27、已經(jīng)計(jì)算出成橋后跨中截面，初估，則鋼束偏心距為： 1號(hào)梁：3.1.2 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(jì)算圖式，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，應(yīng)力圖式成矩形，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，則鋼束數(shù)的估算公式為： （3-2）式中：承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表取用； 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.750.77，本橋取用0.76 預(yù)應(yīng)力鋼腳線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，見(jiàn)表1-1，為1260。 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)，取鋼束數(shù)n=6。3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置3.2.1 跨中截面及錨固截面鋼束位置 (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距大些。設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm，外徑

28、77mm的預(yù)埋鐵皮波紋管，根據(jù)公預(yù)規(guī)9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的1/2.根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條規(guī)定，水平凈距不應(yīng)小于4cm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可疊置。根據(jù)上述規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖3-1所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：cm圖3-1 鋼束布置圖（尺寸單位：mm） (2)對(duì)于錨固截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面型心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如2-12圖所示。鋼束群重心至梁底距離為： 為驗(yàn)

29、算上述布置的鋼束重心位置，需要計(jì)算錨固端截面幾何特性，見(jiàn)表3-1。表3-1 鋼束錨固端幾何特性計(jì)算表分塊名稱翼板33007.5247506187577.63三角承托156.2517.082668.75339.0868.05腹板9750112.5-27.3713206.3 其中： 故計(jì)算得： 說(shuō)明鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。3.2.2 鋼束起彎角和線形的確定 確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到由其起彎產(chǎn)生足夠的豎向預(yù)剪力，又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過(guò)大。為此，本設(shè)計(jì)橋?qū)⒍瞬拷孛娣譃樯舷聝蓚€(gè)部分（見(jiàn)圖2-13），上部鋼束起彎角定為15°，下部鋼束起彎角定為7°。為簡(jiǎn)化計(jì)算

30、和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個(gè)豎直面內(nèi)。3.2.3 鋼束計(jì)算 （1）計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離10 錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離（見(jiàn)圖3-2）為：圖3-2封錨端混凝土塊尺寸（單位：mm） 鋼束號(hào)起彎高度y(cm)（cm）（cm）(cm)(cm)R(cm)(cm)(cm)N1(N2)30.012.1017.9010099.267°2402.68292.811094.02N3(N4)62.612.1050.5010099.267°6778.52826.10555.82N513625.00111.0010096.5915°3258.

31、00843.23544.48N6157.625.00132.6010096.5915°3891.991007.32372.35表3-2 鋼束彎起表 圖3-3示出鋼束計(jì)算圖示，鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離列表計(jì)算在表3-2內(nèi)。圖3-3 鋼束計(jì)算圖示 （2）控制截面的鋼束重心位置計(jì)算 各鋼束重心位置計(jì)算 由鋼束計(jì)算圖所示幾何關(guān)系，當(dāng)計(jì)算截面在曲線段時(shí)，計(jì)算公式為： （3-3） （3-4） 計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直鋼筋段時(shí)，計(jì)算公式為： （3-5）式中：鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離； 鋼束起彎前到梁底的距離； 鋼束起彎半徑。 計(jì)算鋼束群重心到梁底距離（見(jiàn)表3-3）（3）鋼束長(zhǎng)度計(jì)算一根鋼束

32、的長(zhǎng)度為曲線長(zhǎng)度、直線長(zhǎng)度與兩端工作長(zhǎng)度（270cm）之和，其中鋼束的曲線長(zhǎng)度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)每根鋼束的長(zhǎng)度計(jì)算，就可得出一片主梁和一孔橋所需要鋼束的總長(zhǎng)度，以利備料和施工。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-4所示。表3-3 各計(jì)算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置截面鋼束號(hào) (cm)R (cm) (cm) (cm) (cm)四分點(diǎn)N1(N2)未彎起2402.6810.010.015.03N3(N4)179.186778.520.000460.9997717.418.97N5190.523258.000.001020.9994910.011.66N6362.653891.990.001620.9

33、991917.420.56跨中N1(N2)未彎起2402.680110.010.013.70N3(N4)未彎起6778.520117.417.4N5未彎起3258.000110.010.0N6未彎起3891.990117.417.4支點(diǎn)直線 段 93.33N1(N2)30.016.091.9810.038.02N3(N4)62.611.181.3717.478.63N5136.014.303.8310.0142.17N6157.66.261.6817.4173.32 表3-4 鋼束長(zhǎng)度計(jì)算 鋼束號(hào)R（cm） °曲線長(zhǎng)度S（cm）直線長(zhǎng)度（cm）（cm）有效長(zhǎng)度（cm）預(yù)留長(zhǎng)度（cm）

34、鋼束長(zhǎng)度（cm）N1(N2)2402.687293.541094.021002975.121403104.84N3(N4)6778.527828.15555.821002967.941403093.60N53258.0015852.94544.481002994.841403124.50N63891.99151018.92372.351002982.541403108.56第4章 計(jì)算主梁截面幾何特性本節(jié)在求得各驗(yàn)算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上，又計(jì)算了主梁凈截面和換算截面的面積、慣性矩及梁截面分別對(duì)重心軸、上梗肋與下梗肋的靜矩，最終匯總成截面特性值總表，為各受力階段應(yīng)力驗(yàn)算做好計(jì)算準(zhǔn)備

35、。4.1 截面面積和慣矩的計(jì)算4.1.1 凈截面幾何特性的計(jì)算 在預(yù)加應(yīng)力階段，只需計(jì)算小截面的幾何特征7。 計(jì)算公式如下：截面積 ： （4-1）截面慣矩： （4-2） 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1。4.1.2換算截面幾何特性的計(jì)算 整體截面幾何特性計(jì)算。 在使用荷載階段需要計(jì)算大截面的幾何特性，計(jì)算公式如下：截面積： （4-3） 截面慣矩： （4-4）以上式中：A,I分別為混凝土毛截面面積和慣矩； 分別為一根管道截面積和鋼束截面積； 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； 分面積重心到主梁上緣的距離； n計(jì)算面積內(nèi)所含的管道（鋼束）數(shù)； 鋼束與混凝土的彈性模量比值，由表1得=5.65。4.2 截

36、面靜矩計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪切應(yīng)力，這兩個(gè)階段的剪切應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一個(gè)階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪切應(yīng)力，都是需要計(jì)算得。例如，張拉階段和使用階段的截面（圖4-1），除了兩個(gè)階段和位置的剪切應(yīng)力需要計(jì)算外還應(yīng)計(jì)算：表4-1 跨中翼緣全寬截面面積和慣矩計(jì)算表 截面分塊名稱分塊面積分塊面積重心至上緣距離分塊面積對(duì)上緣靜距全截面重心到上緣距離分塊面積的自身慣矩 160cm凈截面毛截面737588.2067.8-4.26扣管道面積-279.40196.30-54846略-112.36-7095.60-220cm換算截面毛截面857576.9080.083.1

37、886714鋼束換算面積234.36196.3046005略-116.228809.36計(jì)算數(shù)據(jù) 根 （1）在張拉階段，凈截面的中和軸（簡(jiǎn)稱凈軸）位置產(chǎn)生的最大剪切應(yīng)力，應(yīng)該與試用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪切應(yīng)力疊加。（2）在試用階段，換算截面的中和軸（簡(jiǎn)稱換軸）位置產(chǎn)生的最大剪切應(yīng)力，應(yīng)該與張拉階段在換軸位置的剪切應(yīng)力疊加。因此，對(duì)于每一個(gè)荷載作用階段，需要計(jì)算四個(gè)位置（共8種）的剪切應(yīng)力，即需要計(jì)算下面幾種情況的靜矩：線以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩；線以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩；凈軸（）以上（或以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩；換軸（）以上（或

38、以下）的面積對(duì)中性軸（凈軸和換軸）的靜矩。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-2。圖4-1 靜矩計(jì)算圖示（單位：mm）表4-2 跨中截面對(duì)重心軸靜矩計(jì)算分塊名稱及序號(hào)靜矩類別及序號(hào)分塊面積（）分塊面積重心至全截面重心距離（）對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及序號(hào)（）（）對(duì)換軸靜矩翼板翼緣部分對(duì)凈軸靜矩 210076.44翼緣部分對(duì)換軸靜矩 330072.58三角承托40065.072602840061.7524700肋部20063.941278820060.0812016翼板靜軸以上凈面積對(duì)凈軸靜矩 210076.44凈軸以上凈面積對(duì)換軸靜矩 330072.58三角承托40065.072602840061.7524700肋部1

39、378.834.47475271378.835.6149099翼板換軸以上凈面積對(duì)凈軸靜矩 210076.44換軸以上凈面積對(duì)換軸靜矩 330072.58三角承托40065.072602840061.7524700肋部1301.636.40473781301.632.5442354表4-2 跨中截面對(duì)重心軸靜矩計(jì)算（續(xù)） 分塊名稱及序號(hào)靜矩類別及序號(hào)分塊面積（）分塊面積重心至全截面重心距離（）對(duì)凈軸靜矩靜矩類別及序號(hào)（）（）對(duì)換軸靜矩下三角馬蹄部分對(duì)凈軸靜矩22596.0621614馬蹄部分對(duì)換靜軸靜矩22599.9222482馬蹄1250113.561250117.42肋部30093.562

40、806830097.4229226管道或鋼束-279.4112.36-31393234.36116.2228283 4.3 截面幾何特性值總表 其他截面特性值可用同樣方法計(jì)算，下面計(jì)算結(jié)果一并列入表4-3內(nèi)。表4-3 主梁截面特性總值表名稱符號(hào)單位截面跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)混凝土凈截面凈面積7095.607095.6011726.25凈慣矩凈軸到截面上緣距離83.9484.0092.32凈軸到截面上緣距離126.06126.00117.68截面抵抗矩上緣下緣對(duì)凈軸靜矩翼緣部分面積凈軸以上凈面積換軸以上面積馬蹄部分面積 鋼束群重心到凈軸距離112.36110.9724.34混凝土換算截面換算面積8809

41、.368809.3613440.61換算慣矩?fù)Q軸到截面上緣距離80.0880.0484.81換軸到截面下緣距離129.92129.96125.19截面抵抗矩上緣下緣對(duì)換軸靜矩翼緣部分面積凈軸以上凈面積換軸以上面積馬蹄部分面積鋼束群重心到換軸距離116.22114.9331.86鋼束群重心到截面下緣距離13.7015.0393.33第5章 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 根據(jù)公預(yù)規(guī)6.2.1規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法的預(yù)應(yīng)力損失（鋼束與管道的摩擦損失，錨具變形，鋼束回縮的損失，分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預(yù)應(yīng)力損失（鋼絞線應(yīng)力松弛，混凝土收縮及徐變

42、引起的應(yīng)力損失），梁內(nèi)鋼束錨固應(yīng)力和永久應(yīng)力分別等于張拉應(yīng)力減去相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失。 預(yù)應(yīng)力損失值因梁的截面位置不一樣而有所差異，現(xiàn)以四分點(diǎn)截面（既有直線束，還有曲線束通過(guò)）為例說(shuō)明各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失就算方法其他截面與四分點(diǎn)相同。5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 根據(jù)公預(yù)規(guī)6.2.2條規(guī)定，計(jì)算公式為： （5-1）式中：張拉鋼束時(shí)錨下的控制應(yīng)力；根據(jù)公預(yù)規(guī)6.1.3條規(guī)定，對(duì)于鋼絞線取張拉控制應(yīng)力為：鋼束與管道壁摩擦系數(shù)，對(duì)于預(yù)埋波紋管取0.20；從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分和切線的夾角之和（rad）；管道每米局部偏差對(duì)摩擦影響系數(shù)，取0.0015；從張拉端到計(jì)算截面管道長(zhǎng)度（m），可近似取其在縱軸上的投影長(zhǎng)度見(jiàn)圖3-3；各個(gè)截當(dāng)四分點(diǎn)為計(jì)算截面時(shí)，。表5-1 四分點(diǎn)截面管道摩擦損失鋼束號(hào)N1(N2)70.12227.51090.03570.035148.96N3(N4)5.76850.10077.46180.03130.031842.97N513.17000.22997.47300.05720.055677.56N612.68950.22157.41260.05540.053975.195.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按公預(yù)規(guī)6.2.3條，對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計(jì)算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)公預(yù)規(guī)附錄D，的計(jì)算