畢業(yè)設(shè)計(jì)---公路預(yù)應(yīng)力板梁橋設(shè)計(jì)

1、<p>　　專 業(yè) 道路與橋梁工程技術(shù)</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告</b></p><p><b>　　摘 要</b&g

2、t;</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為一座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板梁橋，包括上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算分析和配筋設(shè)計(jì)。該橋采用設(shè)計(jì)車輛荷載為“公路-Ⅱ級(jí)”，人群荷載為3.0kN/m；橋面寬度為凈7.5m+20.75m，設(shè)計(jì)跨度為325m，屬于簡(jiǎn)支梁體系。</p><p>　　梁體設(shè)計(jì)工作包括：根據(jù)給定資料選定空心板梁截面尺寸，確定梁體及各個(gè)組成部分的材料、計(jì)算截面幾何特性并進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算、

3、根據(jù)強(qiáng)度估算鋼筋面積并布置鋼筋，對(duì)梁體設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行安全檢驗(yàn)?？招陌辶毫洪L(zhǎng)25.0m，支座間距取為24.4m，梁體材料采用C50混凝土，橋面兩邊設(shè)有護(hù)欄，橋面鋪裝為瀝青混凝土，均采用C40混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa，公稱面積為139.0mm2，施工采用先張法。橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板梁橋的蓋梁、橋墩、樁基的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　目 錄</b&

4、gt;</p><p><b>　　第1章緒論1</b></p><p>　　1.1 選題背景1</p><p>　　1.2 研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 橋梁工程的發(fā)展方向2</p><p>　　1.4 成果及意義3</p><p>　　第2

5、章空心板設(shè)計(jì)概述4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)資料4</p><p>　　2.2 截面構(gòu)造4</p><p>　　2.2.1尺寸選定4</p><p>　　2.2.2空心板毛截面幾何特性計(jì)算4</p><p>　　2.3 作用效應(yīng)計(jì)算6</p><p>　　2.3.

6、1 永久作用效應(yīng)計(jì)算6</p><p>　　2.3.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算7</p><p>　　2.4 汽車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算7</p><p>　　2.4.1跨中和L/4處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算8</p><p>　　2.4.2支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算10</p><p>　　2.4.3

7、支點(diǎn)至L/4處的荷載橫向分布系數(shù)10</p><p>　　2.5 汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算10</p><p>　　2.6 可變作用效應(yīng)計(jì)算11</p><p>　　2.6.1車道荷載效應(yīng)11</p><p>　　2.6.2人群荷載效應(yīng)13</p><p>　　2.6.3 作用效應(yīng)組合13</p

8、><p>　　第3章空心板截面計(jì)算15</p><p>　　3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置15</p><p>　　3.2 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置17</p><p>　　3.3 換算截面幾何特性計(jì)算18</p><p>　　3.3.1 換算截面面積A019</p><p>

9、　　3.3.2 換算截面重心位置19</p><p>　　3.3.3 換算截面慣性矩19</p><p>　　3.3.4 換算截面彈性模量抵抗矩20</p><p>　　3.4 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算20</p><p>　　3.4.1 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算20</p><p>　　3.4.2

10、 斜截面抗剪承載力計(jì)算21</p><p>　　3.5 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算23</p><p>　　3.5.1 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失23</p><p>　　3.5.2 加熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失24</p><p>　　3.5.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失24</p><p>　　

11、3.5.4 混凝土彈性模量壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失24</p><p>　　3.5.5 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失25</p><p>　　3.5.6 預(yù)應(yīng)力損失組合27</p><p>　　第4章上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算28</p><p>　　4.1 正常使用極限狀態(tài)28</p><p>　　4.1.1

12、 正截面抗裂性驗(yàn)算28</p><p>　　4.1.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算31</p><p>　　4.2 變形要求36</p><p>　　4.2.1 正常使用階段的撓度計(jì)算36</p><p>　　4.2.2 反拱度計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置36</p><p>　　4.3 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算38<

13、/p><p>　　4.3.1 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗(yàn)算38</p><p>　　4.3.2 斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算39</p><p>　　4.4 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算41</p><p>　　4.4.1 跨中截面42</p><p>　　4.4.2 L/4截面43</p><p>　

14、　4.4.3 支點(diǎn)截面44</p><p>　　4.5 最小配筋率復(fù)核46</p><p>　　4.6 鉸縫計(jì)算47</p><p>　　4.6.1 鉸縫剪力計(jì)算47</p><p>　　4.6.2 鉸縫剪力48</p><p>　　4.6.3 鉸縫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算49</p><

15、;p>　　4.7 預(yù)制空心板吊環(huán)計(jì)算49</p><p>　　4.8 欄桿計(jì)算50</p><p>　　4.8.1 欄桿的構(gòu)造及布置50</p><p>　　4.8.2 欄桿的作用效應(yīng)計(jì)算50</p><p>　　4.8.3 欄桿柱承載能力復(fù)核51</p><p>　　4.8.4 扶手計(jì)算

16、53</p><p>　　第7章 結(jié)論86</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)87</b></p><p><b>　　致 謝88</b></p><p>　　附錄 設(shè)計(jì)圖紙94</p><p><b>　　第1章緒論</b></

17、p><p><b>　　1.1 選題背景</b></p><p>　　交通要暢通無(wú)阻，天塹要變通途，橋梁起著很重要的作用。橋梁型勢(shì)發(fā)展呈現(xiàn)多樣性，橋梁設(shè)計(jì)理論也趨于完善，橋梁設(shè)計(jì)理論更是取得長(zhǎng)足進(jìn)步：從極限設(shè)計(jì)法到矩陣力法、有限元法，從分析單一結(jié)構(gòu)到處理復(fù)合結(jié)構(gòu)；材料和工具也不斷更新：從混凝土、鋼材到環(huán)氧樹(shù)脂，抗拉壓強(qiáng)度得到提高；就我國(guó)而言，混凝土結(jié)構(gòu)仍是首選材料，且基

18、于造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，我國(guó)是使用混凝土結(jié)構(gòu)最多的國(guó)家，并以預(yù)應(yīng)力混凝土為主施工。特別是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋在現(xiàn)代城市的各種橋型中有著廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)具有其廣泛性。在橋梁工程中，中小跨度的橋梁占的比例非常大，而且在技術(shù)方面比較容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋具有建筑結(jié)構(gòu)低、結(jié)構(gòu)安全型和耐久性高，構(gòu)造簡(jiǎn)單、構(gòu)件輕巧，適于工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化施工，可縮短工期，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，在高速公

19、路橋梁工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)踐證明預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁做成的板式橋，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確、梁高低、構(gòu)件輕和制作、運(yùn)輸、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著公路建設(shè)和市政工程的發(fā)展，促進(jìn)了橋梁建設(shè)的發(fā)展。隨著鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋在橋梁工程上的推廣、應(yīng)用，一些新的張拉錨固體系研制成功。為用鋼絞線作預(yù)應(yīng)力筋預(yù)制空心板梁提供了有利的條件。</p><p><b>　　1.2 研究現(xiàn)狀</b></p&g

20、t;<p>　　改革開(kāi)放以來(lái)，橋梁建設(shè)得到迅速發(fā)展，一般公路和高等級(jí)公路上的中、小橋形式多樣，工程質(zhì)量不斷提高，為公路運(yùn)輸提供了安全、舒適的服務(wù)。特別是基于我國(guó)公路橋發(fā)展落后的現(xiàn)狀，預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展有良好的勢(shì)頭。就我國(guó)而言，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋仍是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型?，F(xiàn)在的橋型很多采用了預(yù)制空心板梁。隨著高強(qiáng)混凝土在我國(guó)的逐步推廣應(yīng)用，公路橋梁中廣泛使用的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板也迫切需要提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用高強(qiáng)混

21、凝土以提高經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)有的空心板截面形式和配筋設(shè)計(jì)也需修改并優(yōu)化。所以對(duì)于空心板梁橋的設(shè)計(jì)和應(yīng)用有著廣泛的前景。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力改變了鋼筋混凝土橋的技術(shù)和形式，改變了混凝土橋的施工方法?；炷两Y(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力后形成預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)不斷發(fā)展，20世紀(jì)80年代已趨于成熟，然而，近二十幾年來(lái)由于材料預(yù)應(yīng)力體系施工技術(shù)等的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)仍然在發(fā)生很大的變化，新的設(shè)計(jì)方法不斷出現(xiàn)。</

22、p><p>　　目前，在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能夠制造出強(qiáng)度超過(guò)200MPa的混凝土，目前世界各國(guó)正致力于把高強(qiáng)混凝土的研究成果編入設(shè)計(jì)規(guī)范。采用高強(qiáng)度混凝土的優(yōu)越性是顯著的，如減小梁等結(jié)構(gòu)的材料用量，減小自重，減少墩臺(tái)基底反力。</p><p>　　實(shí)踐證明，使用期限較長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)在不利環(huán)境中毀壞的原因，并不是混凝土強(qiáng)度的缺陷，而使混凝土耐久性問(wèn)題，因此高強(qiáng)并不是混凝土的唯一指標(biāo)，高性能混凝土(Hig

23、h Performance Concrete)才是混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，從施工受力及耐久性等方面來(lái)看，易澆筑、易密實(shí)、不離析、低水化熱、高早強(qiáng)、韌性好低徐變、耐疲勞、高密水、耐磨損、抗化腐等性能，已成為高性能混凝土的重要特征。此外，追求更高的強(qiáng)度容重比也是混凝土材料發(fā)展的目標(biāo)之一。</p><p>　　1.3 橋梁工程的發(fā)展方向</p><p>　　隨著公路建設(shè)的高潮，我國(guó)橋梁的技術(shù)

24、也得到了飛速發(fā)展，很多發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁技術(shù)的發(fā)展比我們?cè)鐜资?，了解那些發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁發(fā)展的動(dòng)向和趨勢(shì)，對(duì)于指導(dǎo)我國(guó)目前橋梁的發(fā)展有很重要的意義。</p><p>　　(1) 橋型不斷豐富本世紀(jì)50～60年代，橋梁技術(shù)經(jīng)歷了一次飛躍：混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無(wú)支架方法的出現(xiàn)，極大地提高了混凝土橋梁的競(jìng)爭(zhēng)能力；斜拉橋的涌現(xiàn)和崛起，展示了豐富多彩的內(nèi)容和極大的生命力；懸索橋采用鋼箱加勁梁，技術(shù)上出現(xiàn)新的突破。

25、所有這一切，使橋梁技術(shù)得到空前的發(fā)展。</p><p>　　大噸位預(yù)應(yīng)力應(yīng)用增加?，F(xiàn)在不少橋梁中已采用每束500t的預(yù)應(yīng)力索。預(yù)應(yīng)力索一般平彎，錨固于箱梁腋上，可以減小板件的厚度，局部應(yīng)力也易于解決。</p><p>　　(2) 結(jié)構(gòu)不斷輕型化懸索橋采用鋼箱加勁梁，斜拉橋在密索體系的基礎(chǔ)上采用開(kāi)口截面甚至是板，使梁的高跨比大大減少，輕穎；拱橋采用少箱甚至拱肋或桁架體系；梁橋采用長(zhǎng)懸臂、板件

26、減薄等，這些都使橋梁上部結(jié)構(gòu)越來(lái)越輕型化。</p><p>　　(3) 預(yù)應(yīng)力應(yīng)用更加豐富和靈活了部分預(yù)應(yīng)力在公路橋梁中得到較廣泛的采用。不僅允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，而且允許在極端荷載時(shí)出現(xiàn)開(kāi)裂。其優(yōu)點(diǎn)是，可以避免全預(yù)應(yīng)力時(shí)易出現(xiàn)的沿鋼束縱向開(kāi)裂及拱度過(guò)大；剛度較全預(yù)應(yīng)力為小，有利于抗震；并可充分利用鋼筋骨架，減少鋼束，節(jié)省用鋼量。</p><p>　　無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力得到了應(yīng)用與發(fā)展。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)

27、構(gòu)施工方便，無(wú)需孔道壓漿，修復(fù)容易，可以減小截面高度；荷載作用下應(yīng)力幅度比有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力小，有利于抗疲勞和耐久性能。</p><p>　　1.4 成果及意義</p><p>　　空心板截面梁橋因橋型輕型化得到廣泛應(yīng)用，是橋梁發(fā)展的基本形式，為我國(guó)修建公路橋提供了廣闊的前景。同時(shí)，我國(guó)幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不起，經(jīng)濟(jì)水平不高，公路橋發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般中、小橋，這類橋仍以預(yù)

28、應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋的研究和應(yīng)用對(duì)以后我國(guó)公路橋梁的建設(shè)和發(fā)展有著重要的意義。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)過(guò)程，我在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，查閱相關(guān)資料后，完成了空心板梁設(shè)計(jì)過(guò)程中的全部計(jì)算和繪圖工作。本設(shè)計(jì)中前半部分與預(yù)應(yīng)力相關(guān)的計(jì)算，對(duì)我們而言是一次再學(xué)習(xí)的過(guò)程。以前學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》時(shí)，僅限于理解預(yù)應(yīng)力計(jì)算的基本原理和完成一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算量大，而且計(jì)算繁雜。不僅

29、要熟悉很多規(guī)范；除了計(jì)算過(guò)程中遇到的很多問(wèn)題需要自己綜合所學(xué)知識(shí)解決外；還有些問(wèn)題還需要通過(guò)自學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)[1][2][3]。</p><p>　　第2章空心板設(shè)計(jì)概述</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑；計(jì)算跨徑。</p><p>　　橋面凈空：0.75m+2

30、15;3.75m+0.75m。</p><p>　　設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載：公路—Ⅱ級(jí)荷載；人群荷載：。</p><p>　　材料：預(yù)應(yīng)力鋼筋1×7鋼絞線，直徑15.2mm。（其截面面積：139.0mm2；公稱質(zhì)量1.101kg/m）；</p><p>　　非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB335，R235；</p><p>　　空心板塊混凝土采用

31、C50；</p><p>　　鉸縫為C40細(xì)集料混凝土；</p><p>　　欄桿及人行道板為C40瀝青混凝土；</p><p>　　橋面鋪裝采用C40瀝青混凝土。</p><p><b>　　2.2 截面構(gòu)造</b></p><p>　　2.2.1尺寸選定</p><p&

32、gt;　　橋面凈空為凈0.75m+2×3.75m+0.75m，全橋?qū)挷捎?塊C50的預(yù)置預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊寬99cm，高120cm，空心板全長(zhǎng)24.4m，采用先張法施工。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7股鋼絞線，直徑15.2mm，截面面積139.0m2。</p><p>　　全橋空心板橫截面布置如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 橋梁橫截面(單位：cm)</p

33、><p>　　2.2.2空心板毛截面幾何特性計(jì)算</p><p>　　每塊空心板截面及改造尺寸見(jiàn)圖2-2。</p><p>　　圖2-2 空心板截面構(gòu)造尺寸(單位：cm)</p><p><b>　　毛截面面積A：</b></p><p><b>　　毛截面重心位置：</b>

34、</p><p><b>　　鉸縫面積</b></p><p>　　全截面對(duì)板底的靜矩為：</p><p>　　因此，即重心上移1.07cm。</p><p>　　毛截面對(duì)其重心軸的慣性矩I(忽略鉸縫對(duì)自身中心軸的慣矩)</p><p><b>　　得到： </b></

35、p><p>　　空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為圖2-3的單箱截面來(lái)近似計(jì)算</p><p>　　2.3 作用效應(yīng)計(jì)算</p><p>　　2.3.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算</p><p>　　空心板自重(第一階段結(jié)構(gòu)自重)</p><p>　　橋面系自重(第二階段結(jié)構(gòu)自重)</p><p>　　人行道

36、及欄桿重力參照橋梁設(shè)計(jì)資料，單側(cè)按5kN/m計(jì)算。</p><p>　　橋面鋪裝采用等厚度10cm的混凝土，則橋面鋪裝每延米重力為：</p><p>　　3.75×2×0.1×23=16.1kN/m</p><p>　　此重力效應(yīng)是各空心板形成整體后，再加至橋板，由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的效應(yīng)是不同的，本設(shè)計(jì)近似按各板平均分擔(dān)來(lái)

37、考慮，各板橋面系重力為：</p><p>　　鉸縫自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　故空心板每延米總重力g為</p><p>　　據(jù)此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-1</p><p>　　表2-1 永久作用效應(yīng)匯總表</p><p>　　2.3.2 可變作用效應(yīng)計(jì)算</p>

38、<p>　　公路二級(jí)車道荷載：由的均布荷載和。</p><p>　　而在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，即計(jì)算剪力時(shí)。</p><p>　　按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)的影響線中一個(gè)最大的影響線峰值處。雙車道折減系數(shù)[4]。</p><p>　　2.

39、4 汽車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算</p><p>　　空心板跨中和L/4處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計(jì)算。支點(diǎn)至L/4點(diǎn)之間的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得[2]。</p><p>　　2.4.1跨中和L/4處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算</p><p>　　空心板的剛度參數(shù)γ：</p><p>　　=5.8=0.0079

40、0.008</p><p><b>　　式中，</b></p><p>　　求得剛度系數(shù)后，即可按其查《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）》中9塊鉸接板橋荷載橫向分布影響線表[5]。</p><p>　　由=0和0.01內(nèi)插得到=0.008時(shí)，1號(hào)至5號(hào)板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，計(jì)算結(jié)果列于表2-2中:</p><p&g

41、t;　　表2-2 各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值</p><p>　　由表2-2畫(huà)出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得雙車道下的各板橫向分布及最不利布載，見(jiàn)圖2-4。</p><p>　　各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如下：</p><p><b>　　1號(hào)板：</b></p><p><b>　　人

42、群荷載：</b></p><p><b>　　2號(hào)板：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　3號(hào)板：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>

43、;<b>　　4號(hào)板：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　5號(hào)板：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　各板橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果列表2-3。</p>&

44、lt;p>　　表2-3 各板荷載橫向分布系數(shù)匯總表</p><p>　　可以看出兩列汽車作用時(shí)，2號(hào)板的橫向分布系數(shù)最不利</p><p>　　=0.2326；=0.2144</p><p>　　支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算</p><p>　　利用杠桿原理法：見(jiàn)圖2-5</p><p>　　圖2-5 支點(diǎn)處

45、荷載橫向分布影響線及最不利荷載圖</p><p>　　2.4.3 支點(diǎn)至L/4處的荷載橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　按直線內(nèi)插求得：</b></p><p>　　各板的荷載橫向分布系數(shù)匯總于表2-4</p><p>　　表2-4空心板的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　2.5

46、 汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算</p><p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》規(guī)定汽車的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同，對(duì)于簡(jiǎn)支梁：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　當(dāng)<1.5Hz時(shí)，=0.05；當(dāng)>14Hz時(shí)，=0.45；當(dāng)1.5Hz<<14Hz時(shí)，=0.17

47、67[4]。</p><p>　　式中，——結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，為24.4m；</p><p>　　E——結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/），對(duì)C50混凝土值為3.45×Mpa；</p><p>　　Ic——結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩，為1.1342×；</p><p>　　mc——結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）；</p>

48、;<p>　　G——結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）,值為18.40 N/m；</p><p>　　g——重力加速度9.81m/s</p><p>　　代入公式有f===24.09Hz0</p><p>　　所以取=0.45，得到1+=1.45。</p><p>　　2.6 可變作用效應(yīng)計(jì)算</p><p

49、>　　2.6.1車道荷載效應(yīng)</p><p>　　均布荷載應(yīng)滿布于空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載（或）只作用于影響線中一個(gè)最大影響線峰值處[1][6]，見(jiàn)圖2-6。</p><p><b>　　跨中彎矩：</b></p><p>　　彎矩：=m()(不計(jì)沖擊)</p><p>　　車道荷載：=1&#

50、215;0.2326×(7.875×74.42+193.2×61)=410.44kNm</p><p>　　計(jì)入沖擊：=(1+)()=1.45×410.44=595.14 kNm</p><p>　　剪力：不計(jì)沖擊 =m()=32.55kN</p><p>　　計(jì)入沖擊 =m()（1+）=47.20kN</p>

51、<p>　　L/4截面： =m()</p><p>　　不計(jì)沖擊：=m()=307.83 kNm</p><p>　　計(jì)入沖擊：=(1+) ()=446.35 kNm</p><p><b>　　剪力：=m()</b></p><p>　　不及沖擊：=m()=53.01kN</p><p

52、>　　計(jì)入沖擊：=m()(1+)=76.87kN</p><p>　　支點(diǎn)截面剪力：見(jiàn)圖2-7。</p><p>　　不及沖擊系數(shù)：=m()=144.69kN</p><p>　　計(jì)入沖擊系數(shù)：=m()(1+)=209.80kN</p><p>　　2.6.2人群荷載效應(yīng)</p><p>　　為均布荷載，其大小

53、按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》取3.0kN/。人行道寬0.75m，因此=0.753=2.25(kN/m)</p><p>　　人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)計(jì)算如下(參見(jiàn)圖2-6，2-7)</p><p><b>　　跨中截面：</b></p><p>　　彎矩：==0.21442.2574.42=35.90kNm</p><p>　　

54、剪力：==0.21442.253.05=1.47kN</p><p><b>　　L/4截面</b></p><p>　　彎矩：=0.21442.2555.815=26.93 kNm</p><p>　　剪力：=0.21442.256.8525=3.31 kNm</p><p><b>　　支點(diǎn)截面</b

55、></p><p><b>　　剪力：</b></p><p>　　可變作用效應(yīng)匯總于表2-5，如下</p><p>　　表2-5可變作用效應(yīng)匯總表</p><p>　　2.6.3 作用效應(yīng)組合</p><p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極

56、限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用于不同的計(jì)算項(xiàng)目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合表達(dá)式為[4]：</p><p>　　=(1.2+1.4+0.81.4) (2-2)</p><p>　　式中，——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本設(shè)計(jì)為小橋取0.9；</p><p>　　——效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——永久作用效應(yīng)標(biāo)

57、準(zhǔn)值；</p><p>　　——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：</p><p>　　作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式：</p><p>　　=+0.7+1.0

58、 (2-3)</p><p>　　式中，——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　——不計(jì)沖擊的汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式：</p><p>　　=+0.4+0.4 (2-4)</p><p>　　《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》還

59、規(guī)定結(jié)構(gòu)當(dāng)需要進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，表達(dá)式為[4]：++根據(jù)計(jì)算得到的作用效應(yīng)，按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，匯總于表2-6中：</p><p>　　表2-6 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表</p><p>　　第3章空心板截面計(jì)算</p><p>　　3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置</p&g

60、t;<p>　　本設(shè)計(jì)采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)時(shí)其應(yīng)滿足不同狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等的要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)具有一定的安全儲(chǔ)備。故在設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本設(shè)計(jì)

61、為部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力。</p><p>　　按《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》6.3.1條，A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性時(shí)控制混凝土的法向拉應(yīng)力，并符合以下條件[8]：</p><p>　　在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足－0.70要求。</p><p>　　式中，——在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂驗(yàn)

62、算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力；</p><p>　　——構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)加應(yīng)力。</p><p>　　在初步設(shè)計(jì)中，可近似做如下計(jì)算：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中，A——構(gòu)

63、件毛截面面積；</p><p>　　W——構(gòu)件毛截面面積對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距，，可預(yù)先假定。</p><p>　　代入－0.70可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加力為：</p><p>　　式中，——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。</p>&l

64、t;p>　　混凝土為C50，=2.65MPa；</p><p>　　由表4-4可查得：=1923.84kNm；</p><p>　　空心板毛截面的換算面積A=7261.25，毛截面面積對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩。</p><p><b>　　假設(shè)，即</b></p><p><b>　　代入解得：<

65、;/b></p><p>　　則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積</p><p>　　式中，——預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力；</p><p>　　——全部預(yù)應(yīng)力損失值，按張拉控制應(yīng)力的20%估算。</p><p>　　1×7股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑15.2mm。公稱截面面積139.0，，，</p><p>　　

66、圖3-1 空心板跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋布置(單位：cm)</p><p>　　按《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》，[8]，現(xiàn)取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假設(shè)為20%張拉控制應(yīng)力來(lái)估算，則</p><p>　　采用14根1×7鋼絞線，提供，滿足要求。鋼絞線布置在空心板下緣，，沿跨長(zhǎng)直線布置，見(jiàn)圖3-1。預(yù)應(yīng)力鋼筋布置滿足《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》要求，鋼絞線

67、凈距不小于25mm。</p><p>　　3.2 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置</p><p>　　在預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響。空心板截面可換算成等效工字型截面來(lái)考慮[9]，見(jiàn)圖3-2：</p><p>　　圖3-2 空心板換算等效工字型截面(單位：

68、cm)</p><p>　　由=61×70+=4575</p><p>　　=2.61×+0.318×</p><p>　　=87.6cm=52.2cm</p><p>　　則得等效工字型截面的上翼緣厚度：</p><p>　　=－=61－=17.2cm</p><p&

69、gt;　　則得等效工字型截面的下翼緣厚度</p><p>　　=－=59－=15.2cm</p><p>　　估算普通鋼筋時(shí)，可先假定，則由下式可求得受壓區(qū)高度</p><p>　　設(shè)=120－4=116cm=1160mm</p><p>　　由《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》，查得[8]：</p><p>

70、;　　=0.9，C50混凝土，=22.4MPa，=2794.17 kNm，=990mm，代入上式得：</p><p><b>　　整理得：</b></p><p><b>　　求得，且</b></p><p>　　說(shuō)明中和軸在翼緣板內(nèi)，可由下式求得普通鋼筋面積。</p><p><b>　

71、　=<0</b></p><p>　　說(shuō)明按受力計(jì)算不需要配置縱向普通鋼筋，現(xiàn)按構(gòu)造要求配置。</p><p>　　普通鋼僅采用HRB335，MPa，=2×MPa</p><p>　　按《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》，可得到如下結(jié)果=0.003×468×1160=1628.64。</p>&

72、lt;p>　　普通鋼筋采用，=1809.6>1628.64。</p><p>　　普通鋼筋布置在空心板下緣一排(截面受拉邊緣)，沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，鋼筋重心至板下緣40mm處，即=40mm。</p><p>　　3.3 換算截面幾何特性計(jì)算</p><p>　　由前面計(jì)算已知空心板毛截面的幾何特性。毛截面面積A=7261.25，毛截面重心軸至1/2板

73、高的距離，毛截面對(duì)其重心軸慣性矩I=1.1342×。</p><p>　　3.3.1 換算截面面積A0</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>&

74、lt;b>　　；</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　代入得：=。</b></p><p>　　3.3.2 換算截面重心位置</p><p>　　所有鋼筋換算截面對(duì)毛截面重心的靜矩為：</p><p>　　換算截面重

75、心至空心板毛截面重心的距離為：</p><p><b>　　（向下移）</b></p><p>　　則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為：</p><p>　　換算截面重心至空心板截面上緣的距離為：</p><p>　　換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離為：</p><p>　　換算截面重心至普

76、通鋼筋重心的距離為：</p><p>　　3.3.3 換算截面慣性矩</p><p><b>　　==</b></p><p>　　3.3.4 換算截面彈性模量抵抗矩</p><p><b>　　下緣：</b></p><p><b>　　上緣：</b&

77、gt;</p><p>　　3.4 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算</p><p>　　3.4.1 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算</p><p>　　跨中截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖3-1。預(yù)應(yīng)力鋼絞線及普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離均為=40mm，則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為=40mm。</p><p>　　采用換算等效工

78、字型截面來(lái)計(jì)算，參見(jiàn)圖3-2，上翼緣厚度=172mm，</p><p>　　上翼緣工作寬度=990mm，肋寬，首先按公式判斷截面類型：</p><p>　　為第一類T形，應(yīng)按寬度的矩形截面來(lái)計(jì)算其抗彎承載力。</p><p>　　由計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度</p><p><b>　　由</b></p><

79、;p><b>　　<</b></p><p>　　當(dāng)代入下列公式計(jì)算出跨中截面的抗彎承載力：</p><p>　　=3.234=3.234</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面抗彎承載力滿足要求。</p><p>　　3.4.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　　3.4

80、.2.1 截面抗剪強(qiáng)度上下限復(fù)核</p><p>　　選取距支點(diǎn)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖3-1。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上下限復(fù)核，按《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》5.2.9條有[8]：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中，——驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN），由表2-

81、6得支點(diǎn)處剪力及跨中截面剪力，內(nèi)插得到距支點(diǎn)=600mm處的剪力；</p><p>　　——截面有效高度，本設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋均為直線配筋，有效度與跨中截面相同，取1160mm；</p><p>　　——邊長(zhǎng)為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，空心板為C50；</p><p><b>　??；</b></p><p>

82、;<b>　　；</b></p><p>　　——等效工字型截面的腹板寬度，為468mm。</p><p><b>　　代入上述公式：</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明空心板截面尺寸符合要求。</p><p>　　按《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》5.2.10條有：</p&

83、gt;<p><b>　　由于</b></p><p>　　故在至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)不必配置抗剪箍筋，按構(gòu)造配筋即可。</p><p>　　——縱向鋼筋的配筋率，=100=；</p><p><b>　　——箍筋的配筋率，</b></p><p>　　箍筋選用HRB335，雙肢，，<

84、;/p><p><b>　　則得到箍筋間距：</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　按《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》要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，取100mm間距。所以有箍筋沿跨長(zhǎng)布置如圖3-3。</p><p>　　圖3-3 空心板箍筋

85、布置圖(單位：cm)</p><p>　　3.4.2.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　　由圖3-3，選取以下兩個(gè)位置進(jìn)行空心板斜截面抗剪承載力計(jì)算：</p><p>　　①距支座中心=600mm處截面，=12200-600=11600mm</p><p>　?、诰嗫缰形恢?12200－1200=11000mm（箍筋間距變化處）&

86、lt;/p><p>　　表3-1各計(jì)算截面剪力組合設(shè)計(jì)值</p><p>　　計(jì)算截面的剪力組合設(shè)計(jì)值，可按表2-6由跨中和支點(diǎn)的設(shè)計(jì)值內(nèi)插得到，結(jié)算結(jié)果列于表3-1。</p><p>　　距支座中心=600mm處截面，即</p><p>　　由于空心板的預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋是直線配筋，故在此截面的有效高度取與跨中相同，=1160mm，其等效工字

87、型截面的肋寬，由于不設(shè)彎起斜筋，因此，斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算。</p><p><b>　　式中,</b></p><p><b>　　此處，箍筋間距，</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　代入得：</b><

88、;/p><p><b>　　<</b></p><p>　　所以抗剪承載力滿足要求。</p><p><b>　　跨中截面處：</b></p><p><b>　　此處，箍筋間距=</b></p><p><b>　　斜截面抗剪承載力：<

89、;/b></p><p>　　斜截面抗剪承載力滿足要求。</p><p>　　3.5 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　采用直徑15.2mm的股鋼絞線，，，控制應(yīng)力取[9]。</p><p>　　3.5.1 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長(zhǎng)度取為張拉臺(tái)座的長(zhǎng)度，設(shè)臺(tái)座長(zhǎng)

90、L=50m，采用一端張拉及夾片錨具，有頂壓時(shí)=4，則</p><p>　　3.5.2 加熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失</p><p>　　為減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失，采用分階段養(yǎng)護(hù)措施。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺(tái)座之間的最大溫差，，則</p><p>　　3.5.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　式中，——張拉系數(shù)，一

91、次張拉時(shí)=1</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛系數(shù)，低松弛=0.3</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，=1860MPa</p><p>　　——傳力錨固時(shí)鋼筋應(yīng)力</p><p><b>　　代入計(jì)算式，得：=</b></p><p>　　3.5.4 混凝土彈性模量壓縮

92、引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　式中，——預(yù) 應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；</p><p>　　——在計(jì)算截面鋼筋重心處，有全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力</p><p>　　式中，——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時(shí)的全部預(yù)應(yīng)力損失。由《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》6.2.8條，先張法構(gòu)件傳力錨固時(shí)的損失為</p><p

93、>　　=1237.18MPa</p><p><b>　　=</b></p><p>　　由前面計(jì)算空心板換算截面面積</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　3.5.5 混凝土收縮、

94、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　式中，——縱向鋼筋的配筋率，=0.0069；</p><p><b>　　—— ；</b></p><p>　　——截面構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心至構(gòu)件重心的距離為557.1mm。</p><p>　　——構(gòu)件截面回轉(zhuǎn)半徑：</p><p>　　——構(gòu)

95、件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心處，由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力，其值為</p><p>　　——傳力錨固時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力，其值為</p><p>　　——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心的距離，</p><p>　　——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期，計(jì)算齡期為時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變。</p><p>　　——加載齡

96、期為，計(jì)算齡期為的徐變系數(shù)。</p><p>　　考慮自重的影響，由于收縮徐變持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用彎矩，由表2-6查得，=，在全部鋼筋重心處由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：</p><p><b>　　跨中截面：===</b></p><p>　　處截面：===5.62</p><p><

97、;b>　　支點(diǎn)截面：=0</b></p><p>　　則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為：</p><p><b>　　跨中：</b></p><p><b>　　處截面：</b></p><p><b>　　支點(diǎn)截面：</b></p><p&

98、gt;　　《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》6.2.7條規(guī)定，不得大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的0.5倍，設(shè)混凝土傳力錨固時(shí)強(qiáng)度達(dá)到C30，則=30，0.5=0.5=15，則跨中、截面、支點(diǎn)截面全部鋼筋重心處的壓應(yīng)力為，3.47，9.09，均滿足小于0.5的要求[8]。</p><p>　　設(shè)傳力錨固齡期為7天，計(jì)算齡期為混凝土終極值，設(shè)橋梁所處的環(huán)境大氣相對(duì)濕度為75%，由前面計(jì)算，空心板毛截面

99、面積，空心板與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度為，。</p><p><b>　　理論厚度：</b></p><p>　　查《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》表6.2.7直線內(nèi)插得：，</p><p>　　把各項(xiàng)數(shù)值代入計(jì)算式中，得到：</p><p>　　跨中截面：=40.88</p><p>　　

100、處截面：=53.35</p><p>　　支點(diǎn)截面：=90.85</p><p>　　3.5.6 預(yù)應(yīng)力損失組合</p><p>　　傳力錨固時(shí)第一批損失：</p><p>　　==15.6+30+53.82+0.538.45=118.65</p><p>　　傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和： </p>&l

101、t;p><b>　　跨中截面：</b></p><p>　　==15.6+30+5382+38.45+40.88=178.75</p><p>　　處截面：=15.6+30+53.82+38.45+53.35=191.22</p><p>　　支點(diǎn)截面：=15.6+30+53.82+38.45+90.85=228.72</p>

102、<p>　　各截面的有效預(yù)應(yīng)力：</p><p>　　跨中截面：=1302-178.75=1123.25</p><p>　　處截面：=1302-191.22=1110.78</p><p>　　支點(diǎn)截面：=1302-228.72=1073.28</p><p>　　第4章上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算</p><p>

103、　　4.1 正常使用極限狀態(tài)</p><p>　　4.1.1 正截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　正截面抗裂性計(jì)算是對(duì)構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并滿足《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》6.3要求。對(duì)本設(shè)計(jì)部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，應(yīng)滿足兩個(gè)：一、在作用短期效應(yīng)組合下，：二、在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，，即不出現(xiàn)拉應(yīng)力[8]。</p><p>　　式中,

104、——在作用短期效應(yīng)組合下，空心板抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力。</p><p>　　由表2-6，空心板跨中截面彎矩</p><p>　　換算截面下緣彈性抵抗矩，代入得</p><p>　　——扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力，在構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力，其值為：</p><p><b>　　N</b></p&g

105、t;<p>　　空心板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為：</p><p><b>　　8.974MPa</b></p><p>　　——在荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力，，跨中截面彎矩， 。</p><p><b>　　由此得：</b></p><p>　　=8.

106、94－8.974=</p><p>　　符合《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》對(duì)A類構(gòu)件的規(guī)定。</p><p>　　溫差應(yīng)力計(jì)算，按《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》附錄B計(jì)算。本設(shè)計(jì)橋面鋪裝厚度100mm，由《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》4.3.10條，℃，℃，豎向溫度梯度見(jiàn)圖4-1[4]，由于空心板高為1200mm，大于400mm，取A=300mm。</p>

107、<p>　　對(duì)于簡(jiǎn)直板橋，溫差應(yīng)力：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　正溫差應(yīng)力：</b></p><p>　　式中，——混凝土線膨脹系數(shù)，=；</p><p>　

108、　——混凝土彈性模量，C50，=；</p><p>　　——截面的單元面積； </p><p>　　——單元面積內(nèi)溫度梯度平均值；</p><p>　　——計(jì)算應(yīng)力點(diǎn)至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負(fù)值；</p><p><b>　　——換算截面面積；</b></p><p>　　

109、——換算截面慣性矩；</p><p>　　——單位面積重心至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，下取負(fù)值。</p><p>　　列表計(jì)算，，，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1</p><p>　　表4-1 溫差應(yīng)力計(jì)算表</p><p><b>　　正溫差應(yīng)力：</b></p><p><b>

110、　　梁頂：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=2.7628MPa</p><p>　　梁底：==0.605</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處（普通鋼筋重心處）：</p><p><b>　　=</b></p>

111、<p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋溫差應(yīng)力：</p><p><b>　　普通鋼筋溫差應(yīng)力：</b></p><p>　　反溫差應(yīng)力：按《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》4.2.10條，反溫差為正溫差乘以，則得反溫差應(yīng)力：</p><p><b>　　梁頂：=</b></p><p><

112、;b>　　梁底：=</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼絞線反溫差應(yīng)力：=</p><p>　　普通鋼筋反溫差應(yīng)力：=</p><p>　　以上正值表示壓應(yīng)力，負(fù)值表示拉應(yīng)力。</p><p>　　設(shè)溫差頻遇系數(shù)為0.8，則考慮溫差應(yīng)力。在作用短期效應(yīng)組合下，梁底總拉力為：，則</p><p>　　滿

113、足部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件條件。</p><p>　　在作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，梁底的總拉應(yīng)力為：</p><p>　　則<0，符合A類預(yù)應(yīng)力混凝土條件。</p><p>　　上述計(jì)算結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)在短期效應(yīng)及長(zhǎng)期效益組合下，考慮溫差應(yīng)力，正截面抗裂性滿足要求。</p><p>　　4.1.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算</p><

114、p>　　部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性驗(yàn)算是以主拉壓力控制，采用作用的短期效應(yīng)組合，并考慮溫差作用。溫差作用效應(yīng)可利用正截面抗裂計(jì)算中溫差應(yīng)力計(jì)算及表4-1，圖4-1，并選用支點(diǎn)截面，分別計(jì)算支點(diǎn)截面纖維（空洞頂面），纖維（空心板換算截面重心軸），纖維（空洞底面）處主拉壓力，對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件應(yīng)滿足：</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p

115、>　　式中，——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，C50，=2.65</p><p>　　——作用短期荷載效應(yīng)組合和預(yù)加力引起的混凝土主拉壓力，并考慮溫差作用。</p><p><b>　　先算溫差應(yīng)力：</b></p><p>　　4.1.2.1 正溫差應(yīng)力</p><p><b>　　纖維：</b>

116、</p><p><b>　　纖維：</b></p><p><b>　　纖維：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　4.1.2.2 正溫差應(yīng)力</p><p>　　其值為正溫差應(yīng)力的倍</p><p

117、><b>　　纖維：</b></p><p><b>　　纖維：</b></p><p><b>　　纖維：0.1597</b></p><p>　　4.1.2.3 主拉應(yīng)力</p><p><b>　　纖維： </b></p>&l

118、t;p>　　式中，— —支點(diǎn)截面短期效應(yīng)組合效應(yīng)剪力值，由表2-6，=；</p><p>　　— —計(jì)算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬，取；</p><p>　　— —計(jì)算主拉應(yīng)力截面抗彎慣性矩，；</p><p>　　——空心板纖維以上截面對(duì)空心板換算截面重心軸的靜矩，</p><p>　　=990200（602.9100）=。</p&

119、gt;<p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　式中，</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　——纖維至截面重心軸的距離，=602.9200=402.9

120、</p><p><b>　　(計(jì)入正溫差效應(yīng))</b></p><p>　　式中，——豎向荷載產(chǎn)生的彎矩，在支點(diǎn)=0；</p><p>　　——溫差頻遇系數(shù)，取0.8；</p><p><b>　　計(jì)入反溫差系數(shù)則：</b></p><p><b>　　主拉應(yīng)力：

121、</b></p><p>　　==（計(jì)入主拉應(yīng)力）</p><p>　　計(jì)入反溫差應(yīng)力：==</p><p>　　預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在短期效應(yīng)組合下，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)符合</p><p><b>　　現(xiàn)纖維處，</b></p><p><b>　?。剑ㄓ?jì)入正溫差）；</b>

122、;</p><p>　　＝（計(jì)入反溫差）。符合要求。</p><p>　　纖維（空心板換算截面重心處）</p><p>　　式中，——纖維以上截面對(duì)重心軸的靜矩。</p><p><b>　?。剑剑ㄣq縫未扣除）</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p>

123、;<p><b>　　()</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　同樣：=0，＝</b></p><p><b>　?。ㄓ?jì)入正溫差效應(yīng)）</b></p><p><b>　　（計(jì)入反溫差效應(yīng)）&

124、lt;/b></p><p>　　＝（計(jì)入正溫差效應(yīng)）；</p><p>　?。剑ㄓ?jì)入反溫差效應(yīng)），均小于，符合要求。</p><p><b>　　C-C纖維</b></p><p>　　式中，——纖維以下截面對(duì)空心板重心軸的靜矩。</p><p><b>　　=</b>

125、;</p><p>　　==2.4455+2.21=4.65</p><p>　　[——纖維至重心軸距離，=597.1200=397.1mm]</p><p>　　=（計(jì)入正溫差應(yīng)力）</p><p><b>　?。ㄓ?jì)入反溫差應(yīng)力）</b></p><p><b>　　=</b&g

126、t;</p><p><b>　?。ㄓ?jì)入正溫差應(yīng)力）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。ㄓ?jì)入負(fù)溫差應(yīng)力）</b></p><p>　　所以纖維處的主拉應(yīng)力為。</p><p>　　上述計(jì)算結(jié)果表明：本設(shè)計(jì)空心板

127、滿足《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》對(duì)部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。</p><p><b>　　4.2 變形要求</b></p><p>　　4.2.1 正常使用階段的撓度計(jì)算</p><p>　　使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合值計(jì)算，并考慮撓度的長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)，對(duì)于C50混凝土，按C40~~C80為1.45~~1.

128、35內(nèi)插。有=1.425[5][8][9]，對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，抗彎剛度:</p><p><b>　　。</b></p><p>　　短期荷載作用組合下的撓度值，可簡(jiǎn)化為按等效均布荷載作用情況計(jì)算：</p><p>　　自重產(chǎn)生的撓度值按等效均布荷載作用情況計(jì)算：</p><p>　　消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮長(zhǎng)期

129、影響系數(shù)后，正常使用階段的撓度值為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，使用階段的撓度值滿足《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》要求。</p><p>　　4.2.2 反拱度計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置</p><p>　　4.2.2.1 預(yù)加力引起的反拱度計(jì)算</p>

130、;<p>　　空心板當(dāng)放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)跨中產(chǎn)生反拱度，設(shè)這時(shí)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30，預(yù)加力產(chǎn)生的反拱度計(jì)算按跨中截面尺寸及配筋計(jì)算，并考慮反拱度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系。</p><p>　　先計(jì)算此時(shí)的抗彎剛度：</p><p>　　放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，設(shè)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30，這時(shí)，則</p><p><b>　　，</b><

131、;/p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　換算截面面積：</b></p><p>　　所有鋼筋換算面積對(duì)毛截面重心的靜矩為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　換算截面重心至毛截面重心的距離為：</p