畢業(yè)設(shè)計---預(yù)應(yīng)力溷凝土空閑板橋（后張法）計算書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定，對國道101沙河橋進行方案比選和設(shè)計的。對該橋的設(shè)計，本著“安全、經(jīng)濟、美觀、實用”的八字原則，本論文提出三種不同的橋型方案進行比較和選擇：方案一為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋，方案二為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋，方案三為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計施工等多方面考慮，

2、確定預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋為推薦方案。</p><p>　　在設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計算著重分析了橋梁在使用過程中恒載以及活載的作用，運用鉸接板法求出活載橫向分布系數(shù)，并運用最不利荷載法法進行活載的加載。進行了梁的配筋計算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強度和變形驗算、錨固區(qū)局部強度驗算和撓度的計算。</p><p>　　本設(shè)計全部圖紙采用計算機輔助設(shè)計繪

3、制，計算機編檔、排版，打印出圖及論文。最后，翻譯了一篇英文短文“Protecting steel superstructures”。</p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土、簡支板橋、撓度</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is based on the requirements

4、 of the design specification and the rules of Highway Bridge Regulation. National highway 101 Sha river bridge is compared and designed. In the bridge design, the principles are "safe, economy, beautiful and practic

5、al". This paper put forward three different kinds of bridge type to compare and select. Project 1 is a prestressed concrete simply-supported slab bridge; project 2 is a prestressed concrete simply-supported T-beam b

6、ridge; project 3 is a prestres</p><p>　　In the design, the calculation of the bridge superstructure analyze stressly the dead load and live load of bridge in use, and the live load transverse distribution fa

7、ctors are calculated by Hinged panels method and the live load is calculated by maximum load design. The reinforcement of beam, all kinds of prestress losses, strength and deformation of main beam in the prestress phase

8、and use phase, local strength in anchorage zone and deflection are also calculated.</p><p>　　All the papers and drawings are classified and protracted by computer, and then I have translated a essay named “P

9、rotecting steel superstructures” </p><p>　　Keywords: prestressed concrete, simple supported slab bridge, deflection目錄</p><p>　　第一章 方案比選1</p><p>　　1.1 方案1 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋1</p>&l

10、t;p>　　1.2 方案2 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋2</p><p>　　1.3 方案3 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋3</p><p>　　1.4 方案比選3</p><p>　　第二章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計5</p><p>　　2.1 設(shè)計基本數(shù)據(jù)5</p><p>　　2.2 設(shè)計要點

11、5</p><p>　　2.3 空心板截面幾何特性計算6</p><p>　　2.4 主梁作用效應(yīng)計算8</p><p>　　2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置19</p><p>　　2.6 計算截面幾何特性24</p><p>　　2.7 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算30</p><p>　

12、　2.8 承載能力極限狀態(tài)計算38</p><p>　　2.9 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算44</p><p>　　2.10 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計算50</p><p>　　2.11 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算56</p><p>　　2.12 主梁端部的局部承壓驗算57</p><p>　　2.13 主梁

13、變形驗算59</p><p>　　2.14 鉸縫驗算63</p><p>　　2.15 行車道板計算67</p><p><b>　　參考文獻71</b></p><p><b>　　外文翻譯原文72</b></p><p><b>　　外文翻譯譯文90

14、</b></p><p><b>　　致謝98</b></p><p><b>　　第一章 方案比選</b></p><p>　　1.1 方案1 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋</p><p>　　1.1.1 橋型優(yōu)勢</p><p>　　橋型新穎，簡介輕巧，外形美觀，凈

15、空大，橋下視野開闊。在垂直荷載的作用下， 其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較小。 </p><p>　　1.1.2 尺寸擬定</p><p>　　a）橋梁橫斷面及構(gòu)造圖(單位：cm)</p><p>　　b）空心板截面細部尺寸圖（單位：cm）</p><p>　　圖1.1 板橋的尺寸擬定</p

16、><p>　　上部結(jié)構(gòu)尺寸如圖1.1所示，本設(shè)計為3跨16m板橋。橋面寬度（橋面凈空）：凈12m（行車道）+2×2.0m（人行道）； </p><p>　　1.1.3 施工方法 </p><p>　　施工中，橋面板采用現(xiàn)場預(yù)制，并且采用后漲法。</p><p>　　1.2 方案2 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋</p><

17、p>　　1.2.1 橋型優(yōu)勢</p><p>　　橋型新穎，簡介輕巧，外形美觀，凈空大，橋下事業(yè)開闊。在垂直荷載的作用下， 其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較??；且簡直梁梁高較大。但是T 形梁橋在橫向連接上有許多缺陷。 </p><p>　　1.2.2 尺寸擬定</p><p>　　圖1.2橋梁橫斷面及構(gòu)造圖（單位：

18、cm）</p><p><b>　?。?）孔徑布置 </b></p><p>　　設(shè)置為兩跨預(yù)應(yīng)力簡支梁橋，橋孔按24m等跨布置 </p><p>　?。?）橋梁縱向尺寸 </p><p>　　梁高采用等截面形式。</p><p>　　1.2.3 施工方案 </p><p>

19、;　　按后張法施工工藝預(yù)制主梁，采用內(nèi)徑60mm，外徑67mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。 </p><p>　　1.2.4 工程數(shù)量 </p><p>　　工程數(shù)量是技術(shù)經(jīng)濟指標之一，他可以很直觀的反應(yīng)出橋梁的建造水平。本方案中上部結(jié)構(gòu)采用C50混凝土，的低松弛鋼絞線，Ⅱ級普通鋼筋。</p><p>　　1.3 方案3 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱形梁橋</p>

20、<p>　　1.3.1 橋型優(yōu)勢</p><p>　　橋型新穎，簡介輕巧，外形美觀，凈空大，橋下視野開闊。</p><p>　　1.3.2 尺寸擬定</p><p>　　圖1-3橋梁橫斷面及構(gòu)造圖（單位：cm）</p><p><b>　　1.4 方案比選 </b></p><p>　　

21、1.4.1 適用性 </p><p>　　橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。 </p><p>　　1.4.2 舒適與安全性 </p><p>　　現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越強調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，

22、在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。</p><p><b>　　1.4.3 經(jīng)濟性</b></p><p>　　設(shè)計的經(jīng)濟性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟性應(yīng)綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。</p><p>　　1.4.4 先進性 </p><p>　　橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)

23、便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。 </p><p><b>　　1.4.5 美觀 </b></p><p>　　一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素。</p><p>　　比選結(jié)果見表1-1。

24、</p><p>　　經(jīng)比選后選擇預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋進行設(shè)計。</p><p>　　第二章 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.1 設(shè)計基本數(shù)據(jù)</p><p>　　2.1.1 跨徑和橋面寬度</p><p>　?。?）標準跨徑：16m（墩中心距）。</p><p>　　

25、（2）計算跨徑：15.56m。</p><p>　?。?）主梁全長：15.96m。</p><p>　?。?）橋面寬度：凈12m（行車道）+2×2.0m（人行道）。</p><p>　　2.1.2 技術(shù)標準</p><p>　　（1）設(shè)計荷載：①公路—Ⅰ級 ②人群：4.0kN/m2。</p><p>　

26、?。?）環(huán)境標準：Ⅰ類環(huán)境。</p><p>　?。?）設(shè)計安全等級：二級。</p><p>　　2.1.3 主要材料</p><p>　　（1）混凝土：主梁混凝土采用C50，鉸縫為C30細集料混凝土，橋面鋪裝上層采用C30瀝青混凝土，下層采用C40防水混凝土。</p><p><b>　?。?）鋼材</b></p

27、><p>　　1）預(yù)應(yīng)力鋼束：1×7鋼絞線，公稱直徑為12.7mm，公稱面積為98.7，標準強度，設(shè)計強度，彈性模量。</p><p>　　2）普通鋼筋：采用R235鋼筋和HRB335鋼筋。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計要點</b></p><p>　　2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><

28、;p>　?。?）本空心板按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。</p><p>　?。?）橋面板橫坡為1.5%單向橫坡，各板均斜置，橫坡由下部機構(gòu)調(diào)整。</p><p>　?。?）空心板斷面：空心板高度0.8m，高度1.22m，各板之間留有0.01m的鉸縫。</p><p>　?。?）橋面鋪裝：上層采用0.10m厚的瀝青混凝土，下層采用0.12m厚的C40防水混凝土，兩者

29、之間加設(shè)SBS防水層。</p><p>　?。?）施工工藝：預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板采用后張法施工工藝。</p><p>　　（6）橋梁橫斷面與構(gòu)造及空心板截面尺寸如圖2-1，圖2-2所示。</p><p>　　圖2-1 橋梁橫斷面及構(gòu)造圖(單位：cm)</p><p>　　圖2-2 空心板截面細部尺寸圖（單位：cm）</p><

30、p>　　2.1.2 設(shè)計參數(shù)</p><p>　?。?）相對濕度為75%。</p><p>　?。?）C50混凝土的材料特性：，，，。</p><p>　?。?）瀝青混凝土重度按23計，預(yù)應(yīng)力混凝土機構(gòu)重度按26計，混凝土重度按25計，人行道線荷載為8。</p><p>　　2.3 空心板截面幾何特性計算</p><

31、p>　　2.3.1 小毛截面</p><p><b>　?。?）截面面積</b></p><p><b>　　空心板截面面積為：</b></p><p><b>　　（2）截面重心位置</b></p><p>　　全截面對板高處的靜矩為：</p><p

32、><b>　　鉸縫的面積為：</b></p><p>　　則毛截面重心離板高的距離為：</p><p>　　（即毛截面重心離板上緣距離為）</p><p>　　鉸縫重心與板高處的距離為：</p><p><b>　　全截面對上緣靜矩：</b></p><p>　?。?）

33、空心板毛截面對其重心軸的慣性矩計算</p><p>　　邊長為的等腰直角三角形對自身重心軸的慣性矩為：。</p><p>　　鉸縫對自身重心軸的慣性矩為：</p><p>　　空心板毛截面對其重心軸的慣性矩為：</p><p>　　2.3.2 大毛截面</p><p><b>　?。?）截面面積</b&

34、gt;</p><p><b>　　空心板截面面積為：</b></p><p><b>　?。?）截面重心位置</b></p><p>　　全截面對上緣靜矩為：</p><p>　?。?）空心板毛截面對其重心軸的慣性矩計算</p><p>　　2.4 主梁作用效應(yīng)計算<

35、/p><p>　　主梁的作用效應(yīng)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)，求出個主梁的控制截面(跨中、四分點、及支點截面)的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，再進行主梁作用效應(yīng)的組合（標準組合、短期組合、極限組合）。</p><p>　　2.4.1 永久作用效應(yīng)計算</p><p>　　（1）空心板自重（一期結(jié)構(gòu)自重）<

36、;/p><p>　?。?）橋面系自重（二期結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　橋面鋪裝上層為10cm厚C30瀝青混凝土，下層為12cm厚C40防水混凝土，則全橋?qū)掍佈b層每延米重力為</p><p>　　以上自重效應(yīng)是在各空心板形成整體后再加至橋上的，由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)該是不同的。為了計算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到

37、的每延米橋面系重力為</p><p>　?。?）鉸縫自重計算（二期結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　由上述計算得空心板每延米長總重力為</p><p>　　GⅠ（一期結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　GⅡ（二期結(jié)構(gòu)自重）</p><p><b>　　G=GⅠ+GⅡ</b></p><

38、;p>　　由此可計算出簡支空心板永久作用效應(yīng)，計算結(jié)果見表2-1。</p><p>　　2.4.2 可變作用效應(yīng)計算</p><p>　　公路—Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值和集中荷載標準值為</p><p><b>　　計算彎矩時，</b></p><p><b>　　計算剪力時，</b>&l

39、t;/p><p>　?。?）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)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先計算結(jié)構(gòu)的基頻，根據(jù)《橋規(guī)》，可計算簡支梁橋的基頻：</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　由于，故可由下式計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)</p><p>　　當車道大于兩車道是，應(yīng)進行車道折減，三車道折減22%

40、，但折減后不得小于用兩車道汽車荷載布載的計算結(jié)構(gòu)。本計算按兩車道布載和三車道布載，分別進行計算，取最不利情況進行設(shè)計。</p><p>　?。?）汽車荷載橫向分布系數(shù)：本算例空心板跨中和處的荷載荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板發(fā)計算，支點按杠桿原理法計算，支點至點之間截面的荷載橫向分布系數(shù)通過直線內(nèi)插求得。</p><p>　　1）跨中及處的荷載荷載橫向分布系數(shù)計算</p><

41、p>　　首先計算空心板得剛度參數(shù)，計算得</p><p>　　由前面計算知：，，單板寬，計算跨度，帶入上式得</p><p>　　在求得剛度參數(shù)后，即可依板塊個數(shù)及所計算板號按值查附表A得各版塊軸線處的影響線坐標。由內(nèi)插得到時6號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，內(nèi)插計算結(jié)果見表2-2。由表2-2的數(shù)據(jù)畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得兩車道及三車道兩種情

42、況下的各板橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖2-3，由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對稱，故只需計算1-6號板的橫向分布影響線坐標值。</p><p>　　圖2-3 各板的荷載橫向分布影響線及橫向最不利荷載布置圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　各板的荷載橫向分布系數(shù)計算見表2-3、表2-4。</p><p><b>　　計算公式為：，，<

43、;/b></p><p>　　由上述表格可知跨中和l/4處的荷載橫向分布系數(shù)值：</p><p><b>　　，，。</b></p><p>　　2）支點處荷載橫向分布系數(shù)計算：支點處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算。由圖2-4，橫向分布系數(shù)計算如下</p><p>　　圖2-4 支點處荷載橫向分布影響線及最不利

44、布置圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　由上述表格可知支點處的荷載橫向分布系數(shù)值：</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　3）支點到處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得，空心板荷載橫向分布系數(shù)計算結(jié)果見表2-5。</p><p>　　(3)荷載效應(yīng)計算：計算荷載引起的空心板跨中及處截面的效應(yīng)是

45、，均布荷載標準值或應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響在線，集中荷載標準值只作用于影響線中一個最大影響線峰值處，如圖2-5、圖2-6所示。</p><p>　　圖2-5 空心板跨中內(nèi)力影響線及加載圖示（尺寸單位：cm）</p><p>　　圖2-6 空心板l/4處截面內(nèi)力影響線及加載圖示（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　1）跨中截面<

46、;/b></p><p>　?、購澗兀海ú挥嫑_擊時）</p><p><b>　?。ㄓ嫑_擊時）</b></p><p><b>　　兩車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：

47、</b></p><p><b>　　三車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p>　　②剪力：（不計沖擊時）</p><p><b>　?。ㄓ嫑_

48、擊時）</b></p><p><b>　　兩車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p><b>　　三車道布載：</b></p><p&

49、gt;<b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p><b>　　2）截面</b></p><p>　?、購澗兀海ú挥嫑_擊時）</p><p><b>　?。ㄓ嫑_擊時）</b></p><p

50、><b>　　兩車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p><b>　　三車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b>&

51、lt;/p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p>　?、诩袅Γ海ú挥嫑_擊時）</p><p><b>　　（計沖擊時）</b></p><p><b>　　兩車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b&g

52、t;</p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p><b>　　三車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p><b>　　計沖擊：</b></p><p><b>　

53、　3）支點截面剪力</b></p><p>　　支點截面由于車道荷載和人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長的變化，同樣均布荷載標準值應(yīng)布滿于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響在線，集中荷載標準值只作用于相應(yīng)影響在線一個最大影響線的峰值處，如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 支點截面剪力計算圖示（尺寸單位：cm）</p><p><

54、;b>　　兩車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p>　　計沖擊： </p><p><b>　　三車道布載：</b></p><p><b>　　不計沖擊：</b></p><p&g

55、t;<b>　　計沖擊：</b></p><p>　　可變作用效應(yīng)匯總于表2-6中，由此可看出，車道荷載以兩車道布載控制設(shè)計。</p><p>　　2.4.3 主梁作用效應(yīng)的組合</p><p>　　根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)組合選擇四種最不利效應(yīng)組合，短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合、標準效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)組合基本組合見表2-7。</

56、p><p>　　2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置</p><p>　　2.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算</p><p>　　在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計時，應(yīng)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極限狀態(tài)的強度要求。以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)進行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配束數(shù)。</p>&l

57、t;p>　　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)組合計算是，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。當截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時，則得到鋼束數(shù)n的估算公式：</p><p>　　式中：—使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按表2-6取用；</p><p>　　—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路—Ⅰ級，取0.51；</p><p>　

58、　—一束鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是0.987cm2，故</p><p>　　—大毛截面上核心距，設(shè)梁高為h，</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼束重心對大毛截面重心軸的偏心距，可預(yù)先假定，為梁高，；</p><p>　　—大毛截面形心到上緣的距離，可查表2-1；</p><p>　　—大毛截面的抗彎慣性矩，見表2-1。</p>

59、<p>　?。?）本設(shè)計采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標準強度為，設(shè)計強度，彈性模量：</p><p><b>　　假設(shè)，則：</b></p><p><b>　　鋼束數(shù)n為</b></p><p>　　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)力計算圖示，受壓區(qū)混凝土達到極限強度，應(yīng)力圖示呈矩形，同時預(yù)應(yīng)力鋼束也

60、達到設(shè)計強度，鋼束數(shù)n的估算公式為：</p><p>　　式中：—承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩組合設(shè)計值，按表2-6取得；</p><p>　　—經(jīng)驗系數(shù)，一般采用，本設(shè)計采用0.77。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量在4根左右，故取鋼束數(shù)n=4。<

61、;/p><p>　　2.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置</p><p>　?。?）在對跨中截面進行鋼束布置時，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的中心距盡量大。本設(shè)計采用內(nèi)徑60mm，外徑67mm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，另外直線管道的近距不應(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迭?？缰薪孛娴募毑繕?gòu)造如圖2-9a所示。則鋼束群重心

62、至梁底距離為：</p><p>　　本設(shè)計采用4根鋼絞線布置在空心板下緣，沿空心板長直線布置，鋼</p><p>　　絞線重心距下緣的距離，見圖2-8。</p><p>　　圖2-8 鋼束布置圖(單位：cm)</p><p>　　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

63、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布置的鋼束如圖2.9b所示，鋼束群重心至梁底距離為：</p><p>　　下面對鋼束群重心位置進行復(fù)核：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　上核心距為</b></p&

64、gt;<p><b>　　下核心距為</b></p><p>　　說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。</p><p>　?。?）鋼束起彎角度和線性的確定：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)力鋼筋在跨中分為兩排，N2號預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起角度為，N1號鋼筋彎起角度為。為了簡化

65、計算和施工，所以鋼束布置的線性均為直線加圓弧，最下排兩根鋼束需進行平彎。</p><p><b>　　（3）鋼束計算</b></p><p>　　1）計算鋼束起彎點至跨中的距離：錨固點至支座中心線的水平距離為（見圖2-9）：</p><p>　　鋼束計算圖示見圖2-10，鋼束起彎點至跨中的距離見表2-8。</p><p>

66、;　　圖2-9 錨固端尺寸圖（cm）</p><p>　　圖2-10 鋼束計算圖示</p><p>　　上表中各參數(shù)的計算方法如下：</p><p>　　L1為靠近錨固端直線段長度，設(shè)計人員可根據(jù)需要自行設(shè)計，y為鋼束錨固點至鋼束起彎點的豎直距離，如圖2-10-b所示。根據(jù)各量的幾何關(guān)系，可分別計算如下：</p><p><b>　

67、　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　式中：—鋼束彎起角度（）；</p><p><b>　　—計算跨徑（）；</b></p><p>　　—錨固點至支座中心線的水平

68、距離（）。</p><p>　　2）控制截面的鋼束重心位置計算</p><p>　　①各鋼束重心位置計算：根據(jù)圖2-10所示的幾何關(guān)系，當計算截面在曲線段時，計算公式為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　當計算截面在近錨固點的直線段時，計算公式為：</p><p>　　

69、式中：—鋼束在計算截面處鋼束中心到梁底的距離；</p><p>　　—鋼束起彎前到梁底的距離；</p><p><b>　　—鋼束彎起半徑；</b></p><p>　　—圓弧段起彎點到計算點圓弧長度對應(yīng)的圓心角。</p><p>　?、谟嬎沅撌褐匦牡搅旱椎木嚯x見表2-9，鋼束布置圖見圖2-11。</p>

70、<p><b>　　3）鋼束長度計算</b></p><p>　　一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度（）之和，其中鋼束曲線長度可按圓弧半徑及彎起角度計算。通過每根鋼束計算長度，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2-10。</p><p>　　圖2-11 鋼束布置圖（尺寸單位：cm）</p>

71、<p>　　2.6 計算截面幾何特性</p><p>　　主梁截面幾何特性包括計算主梁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矩，最后列出截面特性值總表，為各受力階段的應(yīng)力驗算準備資料。</p><p>　　2.6.1 截面面積及慣性矩計算</p><p>　　（1）在預(yù)加力階段，只需計算小毛截面的幾何特性，計算公式如下：&

72、lt;/p><p><b>　　凈截面面積：</b></p><p><b>　　凈截面慣性矩：</b></p><p>　　計算結(jié)果見表2-11表2-13</p><p>　?。?）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，含接縫）的幾何特性，計算公式如下，計算結(jié)果見表2-11表2-13&

73、lt;/p><p><b>　　凈截面面積：</b></p><p><b>　　凈截面慣性矩：</b></p><p>　　式中A、I—混凝土毛截面面積和慣性矩；</p><p><b>　　—一根管道截面積；</b></p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼束截面

74、積；</p><p>　　、—凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離；</p><p>　　—分塊面積重心到主梁上緣的距離；</p><p>　　—計算面積內(nèi)所含的管道數(shù)（鋼束數(shù)）；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土的彈性模量之比，即。</p><p>　　2.6.2 截面靜矩計算</p><

75、p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土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)該迭加。在每一階段中，凡是中性軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力，都需計算。在張拉階段和使用階段應(yīng)計算的截面為（如圖2-12）</p><p>　　（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)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力迭加。</p><p>　?。?）在使用階段，換算截面的中性軸（

76、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)力迭加。</p><p>　　圖2-12 跨中截面靜矩計算圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　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矩：</p><p>　　1）a-a線以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸或換軸）的靜矩。</p><p>

77、;　　2）b-b線以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸或換軸）的靜矩。</p><p>　　3）凈軸（n-n）以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸或換軸）的靜矩。</p><p>　　4）換軸（o-o）以上（或以下）的面積對中性軸（凈軸或換軸）的靜矩。</p><p>　　計算結(jié)果見表2-14表2-16</p><p>　　2.6.3 截面幾何特

78、性匯總表</p><p>　　將計算結(jié)果進行匯總，見表2-17</p><p>　　2.7 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計算</p><p>　　當計算主梁截面應(yīng)力和確定鋼束的控制應(yīng)力時，應(yīng)計算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失值包括前期預(yù)應(yīng)力損失值（鋼束與管道壁的摩擦損失，錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，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

79、凝土收縮和徐變引起的損失），而梁內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失值。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力損失值因梁截面位置不同而有差異，本設(shè)計計算跨中、四分點和支點這幾個特殊截面。</p><p>　　2.7.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁間的摩擦損失</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.2條規(guī)定，計算公式為：</p><

80、p>　　式中：—預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下的張拉控制應(yīng)力，，?。?lt;/p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)，對于預(yù)埋波紋管，；</p><p>　　—從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；</p><p>　　—管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取；</p><p>　　—從張拉端至計算截面的管道長度（m），近似取其再縱

81、軸上的投影長度。</p><p>　　計算結(jié)果見表2-18表2-21</p><p>　　2.7.2 錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條，對曲線預(yù)應(yīng)力筋，在計算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時，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，計算公式如下。</p><p><b>

82、　　反向摩擦長度：</b></p><p>　　式中：—錨具變形、鋼束回縮值（mm），按《公預(yù)規(guī)》6.2.3條采用；對于夾片錨具；</p><p>　　—單位長度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計算：</p><p>　　其中：—張拉端錨下控制應(yīng)力，本設(shè)計為1302MPa；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后

83、的錨固端應(yīng)力，即跨中截面扣除的鋼筋應(yīng)力；</p><p>　　—張拉端至錨固端得距離（mm）。</p><p>　　將各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩擦影響長度列表計算與表2-22</p><p>　　張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失：</p><p>　　在反向摩擦影響長度內(nèi)，距張拉端處的錨具變形、鋼束回縮損失為：</p><p>　　在反

84、向摩擦影響長度外，錨具變形、鋼束的回縮損失為</p><p>　　以上計算結(jié)果見表2-23</p><p>　　2.7.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　后張法梁當采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，按《公預(yù)規(guī)》6.2.5條規(guī)定，計算公式為：</p><p><b>

85、　　式中：—張拉批數(shù)，</b></p><p>　　—在張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，可按下式計算：</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2.7.4 由預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失<

86、/p><p>　　鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值，按下式計算：</p><p>　　式中：—張拉系數(shù)，本設(shè)計采用一次張拉，?。?lt;/p><p>　　—鋼筋松弛系數(shù)，對低松弛鋼絞線；</p><p>　　—傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力，對后張法構(gòu)件，，這里仍采用截面的應(yīng)力值作為全梁的平均值計算，故 所以</p><p>　　2.

87、7.5 混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失可按下式計算：</p><p>　　式中：—受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；</p><p>　　—鋼束錨固時，全部鋼束重心處由預(yù)應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失）產(chǎn)生的混凝土法向壓力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響；</p&g

88、t;<p><b>　　—配筋率，，；</b></p><p>　　—本設(shè)計為鋼束錨固時相應(yīng)的凈截面面積，可查表2-18；</p><p>　　—本設(shè)計即為鋼束群重心至截面凈軸的距離，可查表2-18；</p><p>　　— 截面回轉(zhuǎn)半徑，，其中可查表2-18；</p><p>　　—載入齡期為，計算齡期為

89、時的混凝土徐變系數(shù)；</p><p>　　—載入齡期為，計算齡期為時的收縮應(yīng)變。</p><p>　　混凝土徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計算構(gòu)件理論厚度的計算公式為：</p><p>　　式中：—主梁混凝土截面面積；</p><p>　　—構(gòu)件與大氣接觸的截面周邊長度。</p><p>　　本設(shè)計考慮混凝土收縮和徐

90、變大部分在成橋之前完成，和均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)，對于混凝土毛截面，四分點、跨中和支點截面上述數(shù)據(jù)完全相同，即：</p><p>　　所以 </p><p>　　由此，可查《公預(yù)規(guī)》并插值得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為</p><p>　　=1.665、；混凝土收縮應(yīng)變終極值為。</p><p>　　為傳力錨固時在跨中和

91、截面全部受力鋼筋（包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和縱向非預(yù)應(yīng)力受力鋼筋，為簡化計算不計構(gòu)造鋼筋影響）截面重心處，由NPI、MG1、MG2所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值?？紤]到載入齡期不同，MG2按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)。計算NPI、MG1引起的應(yīng)力時擦應(yīng)凈截面特性，計算MG2引起的引力時采用換算截面特性。</p><p><b>　　跨中截面</b></p><p><b>

92、;　　截面</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　，取跨中與截面的平均值計算，則有</p><p><b>　　跨中截面：</b></p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>

93、　　所以 </b></p><p><b>　　將以上各項帶入即得</b></p><p>　　現(xiàn)將各截面鋼束應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總與表2-24。</p><p>　　可由上述同樣的方法計算出使用階段由張拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力Np、Vp、Mp，計算結(jié)果見表2-25。</p><p>　　2.8 承

94、載能力極限狀態(tài)計算</p><p>　　2.8.1 正截面承載力驗算</p><p>　　（1）跨中截面正截面承載力驗算：跨中正截面承載力計算圖如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 空心板等效工字型截面（單位：cm）</p><p>　　1）空心板截面換算成等效工字型截面</p><p><b>

95、;　　由</b></p><p><b>　　以及</b></p><p>　　以上兩式中的、的含義見圖2-13。</p><p>　　由以上兩式聯(lián)立求得：、。</p><p>　　則得等效工字型截面的上翼緣板厚度為</p><p>　　等效工字型截面的下翼緣板厚度為</p>

96、;<p>　　等效工字型截面的腹板厚度為</p><p>　　2）確定混凝土受壓區(qū)高度</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.3條規(guī)定，若（式中、分別為受壓翼緣有效寬度和厚度）成立時，中性軸在翼緣板內(nèi)，否則在腹板內(nèi)。本設(shè)計計算如下：</p><p>　　則，則中性軸在翼緣板內(nèi)。</p><p>　　設(shè)中性軸到截面上緣的距離為

97、，則</p><p>　　3）驗算正截面承載力：根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，正截面承載力計算式為：</p><p>　　式中：—橋梁結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，本設(shè)計為設(shè)計安全等級二級，取1.0。</p><p>　　—承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩組合設(shè)計值。</p><p><b>　　則上式為：</b></p><p&g

98、t;　　主梁跨中正截面承載力滿足要求。</p><p>　?。?）四分點截面正截面承載力驗算：由于四分點截面的配筋和跨中一樣，所以四分點截面的承載力為</p><p>　　所以四分點截面正截面承載力滿足要求。</p><p>　　2.8.2 驗算最小配筋率</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.1.12條，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足

99、下列條件：</p><p>　　式中：—受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計值，由以上計算可知，對于跨中截面，</p><p>　　—受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩值，可按下式計算</p><p>　　—受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)，按下式計算：</p><p>　　式中：—全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分截面對重心軸的面積矩；</p>&l

100、t;p>　　—換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　、—使用階段張拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力；</p><p>　　、—分別為混凝土凈截面面積和截面抵抗矩；</p><p>　　—扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后語音里鋼筋在構(gòu)建抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。</p><p><b>　　由此可得</b></p>

101、;<p>　　最小配筋率滿足要求。</p><p>　　2.8.3 斜截面承載力驗算</p><p>　?。?）斜截面抗剪承載力驗算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.6條，計算受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力時，其計算位置按下列規(guī)定采用：</p><p>　　①距支座中心處的截面；</p><p>　　

102、②受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處截面；</p><p>　?、坼^于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面；</p><p>　　④箍筋數(shù)量或間距改變處的截面；</p><p>　　⑤構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。</p><p>　　本設(shè)計僅選取距支座中心處的截面計算：</p><p>　　1）復(fù)核主梁截面尺寸：當進行截面抗剪承載力時

103、，截面尺寸要求應(yīng)滿足</p><p>　　式中：—支點截面處有作用（或荷載）產(chǎn)生的剪力組合設(shè)計值，；</p><p>　　—相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處的等效工字型截面腹板厚度，即；</p><p>　　—相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處的截面有效高度，；</p><p>　　—混凝土強度等級（），空心板為C50，。</p><p>

104、　　所以本設(shè)計主梁的支點截面尺寸符合要求。</p><p>　　2）截面抗剪承載力驗算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.10條規(guī)定，若符合下列公式要求時，則不需進行斜截面抗剪承載力計算：</p><p>　　式中：—混凝土抗拉強度設(shè)計值，對于C50，為1.83MPa；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取

105、為1.25。</p><p>　　對于距支座中心處截面：，，。</p><p>　　因此本設(shè)計需進行斜截面抗剪承載力計算。</p><p>　　①計算斜截面的水平投影長度C</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.8條，斜截面水平投影長度按下式計算：</p><p>　　式中：—斜截面受壓端正截面處的廣義剪跨比，，當

106、，取；</p><p>　　—通過斜截面受壓端正截面內(nèi)由荷載產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計值；</p><p>　　—相對于上述最大剪力時的彎矩組合設(shè)計值；</p><p>　　—通過斜截面受壓區(qū)頂端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的距離。</p><p>　　為了計算剪跨比，首先必須在確定最不利截面位置后才能的值和相應(yīng)值，因此只能

107、采用試算的辦法，即首先假定值，按所假定的最不利截面位置計算值和相應(yīng)值，根據(jù)上述公式求得值和值，如假定的值與計算的值相等或基本相等，則該處即為最不利位置。</p><p>　　首先假定，由圖可得距支座中心為處截面的橫坐標為，正截面有效高度。先取斜截面投影長度，則得到選擇的斜截面頂端位置A，其橫坐標為。</p><p><b>　?、诠拷钣嬎悖?lt;/b></p>

108、<p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土板內(nèi)箍筋直徑不小于10mm，且采用帶肋鋼筋，間距不應(yīng)大于，本設(shè)計中采用的雙肢箍筋，則箍筋總面積為：</p><p>　　箍筋間距，箍筋為HRB335鋼筋，其抗拉設(shè)計強度，則箍筋的配筋率為：</p><p>　　由上述計算可知，HRB335鋼筋配筋率滿足要求，同時在距支點一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距縮小至，采用閉合式箍筋。</p><p&

109、gt;<b>　　③抗剪承載力計算</b></p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.7條規(guī)定，主梁斜截面抗剪承載力應(yīng)按下式計算：</p><p>　　式中：—斜截面受壓端正截面內(nèi)最大剪力組合設(shè)計值，為；</p><p>　　—斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪承載力（kN），按下式計算：</p><p>　　式中：—異號彎

110、矩影響系數(shù)，簡支梁取1.0；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取為1.25；</p><p>　　—受壓翼緣的影響系數(shù)，取1.1。</p><p>　　—斜截面受壓端正截面處，工字型截面腹板寬度，此處為；</p><p>　　—斜截面受壓端正截面處梁的有效高度，上面已求得；</p><p>

111、;　　—斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率，，而，當時，??；</p><p>　　—斜截面內(nèi)箍筋配筋率；</p><p>　　—箍筋抗拉強度設(shè)計值；</p><p>　　—斜截面內(nèi)配置在同一截面的箍筋各肢總截面面積（）；</p><p>　　—斜截面內(nèi)箍筋間距；</p><p>　　—與斜截面相交的預(yù)應(yīng)力彎起鋼束的抗剪承

112、載力（kN），按下式計算</p><p>　　式中：—斜截面內(nèi)在同一彎起平面的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋截面面積（）；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力彎起鋼束的抗拉設(shè)計強度（MPa），本設(shè)計中；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋在斜截面受壓端正截面處的切線與水平線的夾角，見表2-26。</p><p><b>　　則</b><

113、;/p><p>　　上述計算說明主梁距支點處的斜截面抗剪承載力滿足要求。</p><p>　?。?）斜截面抗彎承載力驗算</p><p>　　本設(shè)計中由于鋼束都在梁端錨固，鋼束根數(shù)沿梁跨沒有變化，配筋率亦滿足要求，可不必進行該項承載力驗算。</p><p>　　2.9 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算</p><p>　

114、　橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂性驗算，都是以構(gòu)件混凝土的拉應(yīng)力是否超過規(guī)范定的限制來表示的，分為正截面抗裂性和斜截面抗裂性驗算。</p><p>　　2.9.1 正截面抗裂性驗算</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，全預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：</p><p>　　式中：—在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂性驗算邊緣混凝土

115、的法向拉應(yīng)力</p><p>　　—扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂性驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。</p><p>　　在設(shè)計中，和的值可按下式近似計算：</p><p>　　式中：、—構(gòu)件截面面積及對截面受拉翼緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距；</p><p>　　

116、—按作用短期效應(yīng)組合計算的彎矩值；</p><p>　　—第一期荷載永久作用；</p><p>　　—使用階段預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)加力。</p><p>　　正截面抗裂性驗算的計算過程和結(jié)果見表2-27：</p><p>　　由以上計算可見，各截面的正截面抗裂性均符合的要求。</p><p>　　2.9.2 斜截面抗裂性驗算

117、</p><p>　　斜截面抗裂性是由斜截面混凝土的主拉應(yīng)力控制的。計算混凝土主拉應(yīng)力時應(yīng)選擇跨徑中最不利位置，對該截面的重心處和寬度急劇改變處進行驗算。本設(shè)計主要驗算跨中截面，對其上梗肋（a-a，見圖2-13 所示）、凈軸（n-n）、換軸（o-o）和下梗肋（b-b）等四處分別進行主拉應(yīng)力驗算，其他截面采用同樣的方法驗算，計算過程及結(jié)果見表2-29～表2-31。預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在作用短期效應(yīng)組合下，斜截面

118、混凝土的主拉應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：</p><p>　　式中：—由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力，按下式計算：</p><p>　　式中：—在計算主應(yīng)力點，由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；</p><p>　　—在計算主應(yīng)力點，由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力。</p><p>　　表2-28為的計算過

119、程及結(jié)果，2-29為的計算過程及結(jié)果，混凝土主拉應(yīng)力計算結(jié)果見表2-30。 </p><p>　　由上述計算，最大主拉應(yīng)力為，其符合的要求。</p><p>　　2.10 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計算 </p><p>　　按持久狀況設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計算其使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力、受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力和斜截面混凝土的主壓應(yīng)力。計算時作用（或荷載）取

120、其標準值，汽車荷載應(yīng)計入沖擊系數(shù)。 </p><p>　　2.10.1 正截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算 </p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的壓應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：</p><p>　　式中：—在作用標準效應(yīng)組合下混凝土的法向壓應(yīng)力，可按下式計算： </p><p><b>　　? ? ?<

121、;/b></p><p>　　—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土正拉應(yīng)力，按下式計算： </p><p>　　—標準效應(yīng)組合的彎矩值。 </p><p>　　根據(jù)以上公式所作正截面混凝土壓應(yīng)力驗算的計算過程和結(jié)果，見表2-31。</p><p>　　由上述計算過程和計算結(jié)果可以看出，最大壓應(yīng)力在跨中截面上緣處，其值為9.1MPa，小于16.2MPa

122、，符合的要求的要求。</p><p>　　2.10.2 預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗算 </p><p>　　使用階段預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：</p><p>　　式中：—預(yù)應(yīng)力筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力；</p><p>　　—在作用標準效應(yīng)組合下受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的拉應(yīng)力，按下式計算</p><p>　　、—分別

123、為鋼束重心到截面凈軸和換軸的距離，即:</p><p>　　—在作用標準效應(yīng)組合下預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土的正拉應(yīng)力；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的彈性模量之比。 </p><p>　　根據(jù)圖2-11可知，2號鋼筋最靠近受拉邊緣，故只需對2號鋼束進行驗算，表2-32為2號預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力的計算過程和結(jié)果。</p><p>　　根據(jù)表2-

124、33可知，2號預(yù)應(yīng)力筋的最大拉應(yīng)力發(fā)生在跨中截面，其值為1158.6MPa，符合的要求。</p><p>　　2.10.3 斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗算 </p><p>　　此項驗算主要是為了保證混凝土在沿主壓應(yīng)力方向破壞時也具有足夠的安全度。本設(shè)計中主要對其上梗肋（a-a）、凈軸（n-n）、換軸（o-o）和下梗肋（b-b）等四處（見圖2-13）分別進行主壓應(yīng)力驗算。 </p>

125、<p>　　斜截面混凝土的主壓應(yīng)力，應(yīng)符合下式要求：</p><p>　　式中：—由作用（荷載）標準值和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主壓應(yīng)力，按下式計算 </p><p>　　式中：—在計算主應(yīng)力點，由作用標準效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；</p><p>　　—在計算主應(yīng)力點，由作用標準效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力。</

126、p><p>　　表2-33為的計算過程及結(jié)果，2-34為的計算過程及結(jié)果，混凝土主拉應(yīng)力計算結(jié)果見表2-35。</p><p>　　由上述計算，最大主拉應(yīng)力為7.5Mpa，其符合的要求。</p><p>　　2.11 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗算 </p><p>　　橋梁構(gòu)件的短暫狀況，應(yīng)計算其在制作、運輸及安裝等施工階段混凝土截面邊緣的法向應(yīng)力，并