混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)--高速公路橋梁上部構(gòu)件設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………..………2</p><p>　　1、主梁毛截面幾何特性計(jì)算…………………………………….4</p><p>　　2、預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置………………………….....................5</p><p&

2、gt;　　3、主梁截面幾何特性計(jì)算………………………………………..9</p><p>　　4、鋼束布置位置（束界）校核…………………………………..11</p><p>　　5、鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算…………………………………………..12</p><p>　　6、預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗(yàn)算……………………………..17</p><p>　　

3、7、使用階段正應(yīng)力驗(yàn)算………………………............... ………..17</p><p>　　8、使用階段主應(yīng)力驗(yàn)算…………………………………………..18</p><p>　　9、截面強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………..............20</p><p>　　10、錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算…………………………………………22</p&

4、gt;<p>　　11、主梁變形（撓度）計(jì)算………………………………………24</p><p>　　12、梁的一般構(gòu)造圖和配筋構(gòu)造圖……………………………….附圖</p><p>　　13、本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表………………………………….附表</p><p>　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　題

5、 目: 永寧高速公路橋梁上部構(gòu)件設(shè)計(jì) </p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝初始條件：</p><p>　　永寧高速公路橋梁基本上都采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，上部構(gòu)造采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土簡支空心板或T梁，參照《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》進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　?。?）簡支

6、T型梁跨徑35M;計(jì)算跨徑34.2m。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)荷載：汽超－20級，掛車－120；無人群荷載；結(jié)構(gòu)重要系數(shù)取1.1；</p><p>　　（3）環(huán)境：永寧高速公路上，Ⅰ類環(huán)境條件</p><p>　?。?）材料：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用5㎜的高強(qiáng)鋼絲，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1570Mpa，彈性模量=2.05105MPa,普通松弛級，錨具采用墩頭錨。</p

7、><p>　　非預(yù)應(yīng)力鋼筋：普通鋼筋用HRB335級鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280Mpa，彈性模量均為=2.0105Mpa;箍筋采用R235級鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=195Mpa。</p><p>　　混凝土：采用C50，=3.45104MPa,抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=32.4MPa,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=22.4MPa:抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)制=2.65MPa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1.83MPa</p>&l

8、t;p>　　5)設(shè)計(jì)要求：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(JTG D62-2004)》要求，按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此板。</p><p>　　6）施工方法：采用后張法施工，預(yù)制主梁時(shí)，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管成型，鋼絲采用YCL型千斤頂兩端同時(shí)張拉。</p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：</b></p><p&

9、gt;　　1．主梁毛截面幾何特性計(jì)算； 2．預(yù)應(yīng)力鋼束面積的估算及鋼束的布置；</p><p>　　3．主梁截面幾何特性計(jì)算； 4．鋼束布置位置（束界）的校核；</p><p>　　5．鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算； 6．預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗(yàn)算；</p><p>　　7．使用階段的正應(yīng)力驗(yàn)算； 8．使用階段的主應(yīng)力驗(yàn)算；</p>

10、;<p>　　9．截面強(qiáng)度計(jì)算； 10．錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算；</p><p>　　11．主梁變形（撓度）計(jì)算； 12.用電腦繪制A3幅面的圖紙兩張，即：構(gòu)件一般構(gòu)造圖和鋼束布置圖。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　一、主梁毛截面幾何特性計(jì)算</p>&

11、lt;p>　　受壓翼緣有效寬度的計(jì)算</p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定，T型截面梁受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小值：</p><p>　　簡支梁計(jì)算跨徑的,即=34200/3=11400㎜；</p><p>　　相鄰兩梁的平均間距，對于中梁為 2000㎜；</p><p>　　，式中b為梁腹板寬度，為承托長，這里=0，為受壓

12、區(qū)翼緣懸出板厚度，可取跨中截面翼緣板厚度的平均值，即=（910×100+100×710/2）/910=139㎜，故=180+2×0+12×139=1850㎜</p><p>　　所以，受壓翼緣有效寬度=1850㎜ 翼緣懸出板厚度=143㎜</p><p><b>　　全截面幾何特性計(jì)算</b></p><

13、;p>　　將主梁截面分割成如下幾部分，求得幾何特性如下表：</p><p>　　跨中與L/4截面的全截面幾何特性（表一）</p><p>　　其中 ——分塊面積 </p><p>　　——分塊面積的重心至梁頂邊的距離</p><p>　　=694391.667/7510=92.46㎝ </p><p&

14、gt;　　I==49689051.81cm4</p><p>　　二、鋼筋面積的估算及鋼束的布置</p><p>　　1）預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算</p><p>　　按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量</p><p>　　對于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，由式可得跨中截面所需的有效預(yù)應(yīng)力為：</p><

15、;p>　　式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值。由所給的資料可得：=MG1+MG2+MQS=2200+683+0.7×1685=4062.5KN·m</p><p>　　設(shè)與預(yù)力鋼筋的重心離截面下緣為=100㎜.則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為=1325-100=1225㎜,由表可得，跨中截面全截面面積A=751000㎜2。全截面對抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為

16、 ：</p><p>　　W=I/ Yb=496890518100/1325=374904.9629×103㎜3.=2.51所以有效預(yù)應(yīng)力合力為： =1.952811N</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為=0.75=0.751570=1177.5，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得到需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：</p><p>

17、;　　采用3束36¢5㎜的高強(qiáng)鋼絲。=336×19.63=2120.04</p><p>　　施工方法：鐓頭錨具，后張法施工。</p><p>　　2）預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置</p><p>　　（1）預(yù)應(yīng)力筋的布置如下圖所示：</p><p>　　全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨固于梁端，這樣布置符合均勻分散的原則，不僅能滿足張拉要求，

18、而且N1、N2在梁端均彎起較高，可以提供較大的預(yù)剪力。</p><p>　　（2）其它截面鋼束位置及傾角計(jì)算</p><p>　　①鋼束彎起形狀、彎起角及彎曲半徑</p><p>　　采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；N1的彎起角取90，N2、N3的彎起角取60；各鋼束的彎曲半徑為： =50000㎜; =35000㎜; =20000㎜</p><

19、;p>　　②鋼束各控制點(diǎn)位置的確定</p><p>　　以N3號鋼束為例，其彎起布置如圖見CAD詳圖如下：</p><p>　　由 確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離</p><p>　　=400×cot6o=3806㎜</p><p>　　由 確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離</p><p>　　=2000

20、0×tan30=1048㎜</p><p>　　所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離 =3806+1048=4854㎜</p><p>　　則彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為 =(34200/2+199)-- =12445㎜</p><p>　　由圓弧切線性質(zhì)，彎止點(diǎn)至導(dǎo)線的水平距離為：</p><p>　　=1048×cos6o

21、=1042</p><p>　　故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為：</p><p>　　()=12445+1042+1048=17299㎜</p><p>　　同理可得N1、 N2的控制點(diǎn)位置，將鋼束的控制參數(shù)匯總于下表中</p><p>　　③各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算</p><p>　　計(jì)算鋼束任一點(diǎn) 離梁底距離

22、及該點(diǎn)處鋼束的傾角，式中a為鋼</p><p>　　束彎起前其重心至梁底的距離，a=100；為點(diǎn)所在計(jì)算截面處鋼束位置的升高值。</p><p>　　a.當(dāng)時(shí)，點(diǎn)位于直線段還未彎起，=0，=100㎜，i=0；</p><p>　　b.當(dāng)時(shí)，點(diǎn)位于圓弧段，于是有：</p><p>　　C.當(dāng) 時(shí)，點(diǎn)位于靠近錨固端的直線段，此時(shí)</p>

23、;<p>　　各截面鋼束位置及傾角計(jì)算值詳見上表三</p><p>　　④鋼束平彎段的位置及平彎角</p><p>　　根據(jù)《公路橋規(guī)》預(yù)應(yīng)力筋的布置構(gòu)造要求，N1、N2、N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線都在肋板中線上，為實(shí)現(xiàn)此種布筋方式，N2、N3必須從兩側(cè)平彎到肋板中線上。彎轉(zhuǎn)半徑R=8000㎜,長度=2750㎜, =125㎜ 。由幾

24、何關(guān)系 , 解得=3.085 o</p><p>　　鋼束平彎示意圖如下所示：</p><p>　　3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置：</p><p>　　構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量:</p><p>　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋與非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離 a=80㎜,則有 h0=h-a =2250-80=2170㎜

25、</p><p>　　假定為第一類T形截面，由公式 計(jì)算受壓區(qū)高度，即 1.1×5698×106=22.4×1850（2170-/2） 求得=70.9㎜<=143㎜</p><p>　　則根據(jù)正截面承載能力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋面積為：</p><p><b>　　=2385.5㎜2</b>

26、</p><p>　　取5Φ25的HRB335級鋼筋，實(shí)際鋼筋截面面積=2454㎜2，在梁底布置成一排，其間距S=（50-2×50）/4=87.5㎜，鋼筋重心到底邊的距離=45㎜</p><p>　　三、主梁截面幾何特性計(jì)算</p><p>　　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。T形梁從施工到運(yùn)營經(jīng)歷了如下三階段：</

27、p><p>　　（1）主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋</p><p>　　主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，故其截面特性計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，該截面的截面特性計(jì)算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T梁翼緣板寬度=1600㎜。</p><p>　　（2）灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆濕接縫</p>&

28、lt;p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成并進(jìn)行管道壓漿、封錨后，預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠參與截面受力。主梁吊裝就位后現(xiàn)澆濕接縫，但接縫還未參與截面受力，故此時(shí)的截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面積，T梁翼緣板寬度仍取1600㎜。</p><p>　?。?）橋面、欄桿及人行道施工與運(yùn)營階段</p><p>　　橋面濕接縫結(jié)硬后，主梁即為全截面參與工作，此時(shí)的截面特性計(jì)算采用計(jì)入非

29、預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算面積，T梁翼緣板有效寬度=1850㎜。</p><p>　　截面幾何特性的計(jì)算列表進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果如表五</p><p>　　各階段計(jì)算結(jié)果如下表所示：</p><p>　　四、鋼束布置位置（束界）的校核</p><p>　　為了使計(jì)算簡化，可近似地假定預(yù)應(yīng)力混凝土的合力作用點(diǎn)就是鋼筋重心的位置。根據(jù)張拉階段和使

30、用階段的受力要求，布置鋼束重心的限制線（即束界）E1、E2即 </p><p><b>　?。?</b></p><p>　　式中 ——混凝土截面上核心矩：</p><p>　　——混凝土截面下核心矩：</p><p>　　——使用階段的永存預(yù)加力與傳力錨固時(shí)的有效預(yù)加應(yīng)力之比，近似取0.8；&l

31、t;/p><p>　　將計(jì)算過程及結(jié)果列于下表（截面特性見表四）：</p><p>　　由上表結(jié)果知各截面處都滿足 ；由表四知階段二、階段三的ep均滿足束界要求。</p><p>　　五、鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算</p><p>　　1）預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力 </p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用 =0.7

32、5×1570=1177.5Mpa</p><p><b>　　2)鋼束應(yīng)力損失</b></p><p>　　（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 </p><p><b>　　由式知： </b></p><p><b>　　對于跨中截面：</b><

33、/p><p>　??；d為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離</p><p>　　=0.25； =0.0015；</p><p>　　為從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)角 </p><p>　　同理，可計(jì)算出其它控制截面處的摩擦應(yīng)力損失值。各截面摩擦應(yīng)力損失值的計(jì)算列于下表：</p><p>　　（2）錨具變形、鋼絲回縮引起

34、的應(yīng)力損失</p><p>　　計(jì)算錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。反摩阻影響長度，即 </p><p>　　式中 ——張拉錨具變形值，查表知=1㎜；=。為張拉控制應(yīng)力，；為張拉端至錨固端的距離。將各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩阻影響長度列于下表中。</p><p>　　求得后可知七束預(yù)應(yīng)力鋼絲均滿足小于，所以距長拉斷

35、為x處的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的預(yù)應(yīng)力損失 ；。若則表示該截面不受反摩阻影響。</p><p>　　將各控制截面的計(jì)算列于下表：</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失（）</p><p>　　混凝土彈性壓縮引起應(yīng)力損失取按應(yīng)力計(jì)算需要控制的截面進(jìn)行計(jì)算。對簡支梁取截面，并以其作為全梁各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的

36、均值。用下式計(jì)算：</p><p>　　式中 m —— 分批張拉數(shù)，m=3</p><p>　　—— 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，即=0.9×C50=C45，查附表1-2得，=3.35×104,故===6.12</p><p>　　——全部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力，在其作用點(diǎn)處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力， ，截面特

37、性由表四中第一階段取用;</p><p>　　其中=（1177.5-37.05-2.33）×2120.04=2412.860KN</p><p>　　==8.106MPa</p><p>　　所以= =16.54MPa。</p><p>　　(4)鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　對于采用超張拉工

38、藝的高強(qiáng)鋼絲束，鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —張拉系數(shù)，超張拉取0.9；—鋼筋松弛系數(shù)，低松弛鋼絲取0.3；</p><p>　　—傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，采用L/4截面處的應(yīng)力值=1177.5-37.05-2.33-16.54=1121.58 Mpa</p><p><b>　　故 </b></p

39、><p>　　=0.9×0.3×【0.52×-0.26】×1121.58=33.76 Mpa</p><p>　　混凝土收縮徐變引起的損失</p><p>　　混凝土收縮、徐變終值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失按以下式：</p><p>　　式中 、——加載齡期為時(shí)混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變系數(shù)終極

40、值；</p><p>　　——加載齡期，即達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%的齡期，</p><p>　　計(jì)算得=14d;對于二期恒載G2加載齡期，假定為90d.</p><p>　　該構(gòu)件所屬的橋位為野外一般地區(qū)，相對濕度為75％，則構(gòu)件得名義厚度h由圖2.1截面可得2×751000/6085.4＝247㎜。其中，為構(gòu)件的橫截面面積，u為構(gòu)件與大氣接觸的周邊長度，按《結(jié)

41、構(gòu)設(shè)計(jì)原理》表12-3查得其相應(yīng)的徐變系數(shù)終值為：</p><p><b>　　1.29</b></p><p>　　混凝土收縮應(yīng)變終值為：。</p><p>　　為傳力錨固時(shí)在跨中和截面的全部受力鋼筋截面重心（該設(shè)計(jì)部考慮構(gòu)造鋼筋，故亦為預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心）處，由、、（考慮加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)：）所引起的混凝土正應(yīng)力的平均

42、值：</p><p><b>　　跨中截面：</b></p><p><b>　　=3.49Ma</b></p><p><b>　　L/4截面： </b></p><p>　　=2.64MPa </p><p>　　所以 =（3.49+2

43、.64）/2=3.06Mpa</p><p>　　=0.00592（未計(jì)構(gòu)造鋼筋影響）</p><p><b>　　=5.94㎜</b></p><p>　　取跨中與截面的平均值計(jì)算，則有</p><p>　　跨中截面：=1218.8㎜</p><p>　　L/4 截面： =1123.5㎜<

44、;/p><p>　　將以上各式代入即得：</p><p>　　現(xiàn)將各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總于下表 </p><p>　　六、預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗(yàn)算（短暫狀態(tài)的正應(yīng)力驗(yàn)算）</p><p>　?。?）構(gòu)件在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段，混凝土標(biāo)號為C50，張拉時(shí)取R`＝0.9R，即為C45號，由附表1-1內(nèi)查得：</p&

45、gt;<p>　　2．截面上、下緣混凝土正應(yīng)力</p><p><b>　　上緣：</b></p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　截面特性見表四</b></p><p><b>　　代入上式得：</b>

46、;</p><p><b>　　（壓）</b></p><p><b>　　=（壓）</b></p><p>　　預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足限制要求。預(yù)拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，故預(yù)拉區(qū)只需配置配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋即可。</p><p>　　3．支點(diǎn)截面或運(yùn)輸、安裝階段的吊點(diǎn)截面的應(yīng)力驗(yàn)

47、算，其方法與此相同。</p><p>　　七、使用階段的正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　（1）截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算：</p><p>　　對于簡支等截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁的正應(yīng)力，由于配設(shè)曲線筋束的關(guān)系，應(yīng)取跨中、L/4、L/8、支點(diǎn)及鋼束突然變化處（截?cái)嗷驈澇隽喉數(shù)龋謩e進(jìn)行驗(yàn)算。這里只給出跨中截面，按《橋規(guī)》相關(guān)規(guī)定驗(yàn)算。</p><p>

48、<b>　　此時(shí)有 ；； </b></p><p><b>　　==1190㎜</b></p><p>　　跨中截面上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為：</p><p>　　持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　由二期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為：</p>&

49、lt;p><b>　　=5.31MPa</b></p><p><b>　　故鋼束應(yīng)力為：</b></p><p>　　計(jì)算表明預(yù)應(yīng)力鋼筋拉力超過了規(guī)范規(guī)定值。但其比值 ，可認(rèn)為鋼筋應(yīng)力卯足要求。 </p><p>　　八、使用階段的主應(yīng)力驗(yàn)算</p&

50、gt;<p>　　本例取剪力和彎矩都有較大變化的L/4截面進(jìn)行驗(yàn)算。</p><p><b>　　截面面積矩計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算點(diǎn)分別取上梗肋a-a處、重心軸x0-x0處、下梗肋b-b處</p><p>　　現(xiàn)以第一階段截面梗肋a-a以上截面面積對凈截面重心軸x0-x0的面積矩Sna計(jì)算為例：</p>

51、<p>　　Sna=1600×100×(959.4-100/2)+180×100×(959.4-100-100/2)+1/2×100×710×2×(959.4-100-100/3)=1.774×108㎜3</p><p>　　同理可得，不同計(jì)算點(diǎn)處的面積矩，現(xiàn)匯總與下表：</p><p>

52、;<b>　　(2)主應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　以上梗肋a-a處的主應(yīng)力計(jì)算為例。</p><p><b>　　剪應(yīng)力</b></p><p><b>　　; ; ; </b></p><p><b>　　=1.01Mpa</b></p

53、><p><b>　?、谡龖?yīng)力</b></p><p>　　=1030.58×1413.4×0.9935+1030.58×706.64-57.24×2454</p><p>　　=2034.94×103N</p><p><b>　　=</b></

54、p><p><b>　　=960.6㎜</b></p><p><b>　?、?主應(yīng)力</b></p><p>　　同理，可得x0—x0及下梗肋b—b的主應(yīng)力如下表：</p><p>　?。?）主壓應(yīng)力的限值</p><p>　　混凝土的主壓應(yīng)力限值為，與上表的計(jì)算結(jié)果比較，可見

55、混凝土主壓應(yīng)力計(jì)算值均小于限值，滿足要求。</p><p><b>　　（4）主應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p>　　將上表中主壓應(yīng)力值與主壓應(yīng)力限制進(jìn)行比較，均小于相應(yīng)限制值。最大主拉應(yīng)力為，按《公路橋規(guī)》要求，僅需按構(gòu)造布置箍筋。</p><p>　　九、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（截面強(qiáng)度計(jì)算）</p><p&g

56、t;　　1）正截面承載能力計(jì)算</p><p>　　一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載能力計(jì)算。</p><p><b>　　求受壓區(qū)高度 X</b></p><p>　　先按第一類T型梁，不計(jì)構(gòu)造鋼筋影響，混凝土受壓區(qū)高度 X，即</p><p>　　==71.3mm<h’f=143mm</p>

57、<p>　　受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明為第一類T型梁。</p><p>　?。?）正截面承載力計(jì)算</p><p>　　跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋與非預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置見鋼筋布置圖，預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離 a 為：</p><p><b>　　=87.2 mm</b></p><p>　　故

58、 ho=h-a=2250-87.2=2162.8mm</p><p>　　梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值 Md=5698KN·m 截面抗彎承載力 Mu有</p><p>　　Mu = =22.4×1850×71.3×(2162.8-71.3/2)</p><p>　　=6285.0KN·m > (=1.1

59、15;5698=6267.8KN·m)</p><p>　　即跨中截面正截面承載能力滿足要求。</p><p>　　2）斜截面承載能力計(jì)算</p><p>　?。?）斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁應(yīng)對按規(guī)定需要驗(yàn)算的各截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。</p><p>　?、賹τ诳缰?/p>

60、截面，進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算：</p><p>　　由公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核：</p><p>　　式中 =156KN；（混凝土強(qiáng)度等級）；b=180㎜（腹板厚度）;h0=2162.8㎜（截面有效高度）；（預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)）；

61、 </p><p>　　代入公式得 ==445.266Mpa>=1.1×156=171.6KN</p><p>　　故只需按構(gòu)造要求配置箍筋：箍筋選用雙肢直徑為Φ10的R235級鋼筋，鋼筋間距=150㎜。</p><p>　?、?對于支點(diǎn)截面處，進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算：</p><p>　　縱向

62、受拉鋼筋的合力點(diǎn)距截面下緣的距離為:</p><p><b>　　=910.2㎜</b></p><p>　　故 ho=h-a=2250-910.2=1339.8mm</p><p>　　代入公式 =689.58Mpa<=1.1×758=833.8 Mpa</p><p>　　=833.8 Mpa<

63、;=2174.2 Mpa</p><p>　　故滿足截面抗剪強(qiáng)度上、下限：</p><p>　　計(jì)算表明，截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。</p><p>　　其中 ——異號彎矩影響系數(shù)，取1.0；</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，取1.25；</p><p>　　——受壓翼緣影響系數(shù)，取1.1；<

64、;/p><p><b>　　=0.759</b></p><p>　　箍筋選用雙肢直徑為Φ10的R235級鋼筋，鋼筋間距=150㎜，=195Mpa</p><p>　　=2×78.54=157.08mm2 故 =0.002327></p><p>　　采用全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即==0.1219.所

65、以，</p><p>　　=1.0×1.251.1×0.45×10-3×450×1339.8×=1047.096KN</p><p>　　×1070×2120.04×0.1219=207.392KN</p><p>　　=1047.096+207.392=1254.488KN&

66、gt;=833.8KN</p><p>　　支點(diǎn)處截面抗剪滿足要求 </p><p>　?、?斜截面抗彎承載力</p><p>　　由于鋼束均錨固于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長方向沒變化，且彎角緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不另行驗(yàn)算。</p><p>　　十.錨固區(qū)局部承壓驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)三束預(yù)應(yīng)力鋼

67、筋錨固點(diǎn)的分析，N2鋼束的局部承壓條件最為不利，現(xiàn)在對N2錨固端進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。</p><p>　　1）局部受壓區(qū)尺寸要求</p><p>　　配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下式要求：</p><p>　　式中 ——結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，取1.1；</p><p>　　——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，后張法錨頭局壓區(qū)

68、取1.2倍張拉是的最大壓力，即=1.2×1177.5×706.7=998.57×103N</p><p>　　——混凝土局部承壓修正系數(shù)去1.0</p><p>　　——張拉錨固時(shí)混凝土抗壓設(shè)計(jì)值，即0.9×C50=C45,查表=20.5Mpa</p><p>　　——混凝土局部承壓承載力提高系數(shù)， </p>&

69、lt;p>　　、——混凝土局部受壓面積。為扣除洞后面積，為不扣除孔洞面積；本設(shè)計(jì)采用孔徑為70㎜的喇叭管狀錨具。（墊板取160×160㎜） </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　——局部受壓計(jì)算底面積；根據(jù)《公路橋規(guī)》計(jì)算方法，局部承壓計(jì)算底面為寬450㎜，長（160+160+160）=480㎜的矩形，此時(shí)N1、N2的局

70、部承壓計(jì)算底面無重疊。</p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=1.3×1.0×2.9×20.5×21752=1681.1&#

71、215;103N</p><p>　　>(=1098.42×103N)</p><p>　　計(jì)算表明，局部承壓區(qū)尺寸滿足要求。</p><p>　　2）局部抗壓承載力計(jì)算</p><p>　　配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力計(jì)算公式為：</p><p>　　且需滿足 &l

72、t;/p><p>　　式中 ——局部壓力設(shè)計(jì)值，=998.57×103N</p><p>　　——混凝土核心面積，這里配置螺旋鋼筋，得</p><p>　　==1.0524>1</p><p>　　——間接鋼筋影響系數(shù)；混凝土強(qiáng)度等級為C50以下時(shí)，取2.0</p><p>　　——間接鋼筋體積配筋率

73、；局部承壓區(qū)配置直徑為10㎜的HRB335鋼筋，單根鋼筋截面積78.54㎜2，故</p><p>　　C45混凝土的=20.5Mpa;將以上結(jié)果代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，可得到</p><p>　　=1640.34×103N >(=1098.42×103N)</p><p>　　故N2鋼束滿足局部抗壓承載力要求。同理課對N1、N3號鋼束進(jìn)

74、行局部承壓計(jì)算。</p><p>　　十一.主梁變形（撓度）計(jì)算</p><p>　　根據(jù)主梁截面在使用階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁屬于部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，即主梁在使用荷載作用下截面不開裂。</p><p>　　1）短期荷載作用下主梁撓度驗(yàn)算</p><p>　　主梁計(jì)算跨徑L＝34200mm，C50混凝土的彈性模量Ec=3.45

75、×104Mpa。由表四可知，主梁在各控制截面的慣性矩各不相同，這里為了簡化，取L/4處截面慣性矩I0＝526.851×109mm4作為全梁的平均值來計(jì)算。</p><p>　　由式（13-86）可得到主梁撓度的驗(yàn)算式為</p><p>　?。?）可變荷載作用引起的撓度</p><p>　　將可變荷載作為均布荷載作用在主梁上，則主梁跨中撓度系數(shù)，荷

76、載短期效應(yīng)可變荷載值為</p><p>　　考慮長期效應(yīng)的可變荷載引起的撓度值為</p><p>　?。?）考慮長期效應(yīng)的一期恒載、二期恒載引起的撓度2）預(yù)加力引起的上拱度計(jì)算</p><p>　　采用L/4截面處的永存預(yù)加力矩作為全梁的平均預(yù)加力矩計(jì)算值，即在使用階段的預(yù)加力矩為：</p><p>　　=1030.58×1413.

77、4×0.9935+1030.58×706.64-57.24×2454</p><p>　　=2034.94×103N</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=960.6㎜</b></p><p>　　截面慣性矩應(yīng)采用預(yù)加應(yīng)力階段的

78、截面慣性矩，作為全梁的平均值，則主梁反拱度（跨中截面）計(jì)算為</p><p>　　考慮長期效應(yīng)的預(yù)加應(yīng)力引起的上拱值為=2×（-17.02）=-34.04</p><p><b>　　3）預(yù)拱度的設(shè)置</b></p><p>　　梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合共同作用下并考慮長期效應(yīng)的撓度值為：</p><p>

79、　　=12.6+29.1-34.04=7.7㎜</p><p>　　由結(jié)果可知：預(yù)應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期組合計(jì)算的長期撓度，故應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度值按該項(xiàng)荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱值之差采用，即</p><p><b>　　=7.7㎜</b></p><p>　　以上各個(gè)步驟均經(jīng)過科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，并驗(yàn)算滿足《公路橋規(guī)》要求，至此完