畢業(yè)設(shè)計(jì)-高速公路

1、<p><b>　　xx高速公路</b></p><p>　　一、 工程概況及方案比選</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　合徐高速公路南起安徽省會(huì)合肥市，北至江蘇省徐州市，全長(zhǎng)275公里，是國(guó)道主干線京福（北京－福州）公路的重要路段。它南連滬蓉（上海－成都）高速公路，北接連霍（連云港

2、－霍爾果斯）高速公路，將這兩條重要的國(guó)道主干線連成一體。它的開(kāi)工建設(shè)，對(duì)促進(jìn)淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和淮南、淮北兩淮煤炭基地的建設(shè)，改善區(qū)域投資環(huán)境，將起積極的促進(jìn)作用。</p><p><b>　　工程概況</b></p><p>　　合徐高速公路南段工程路線全長(zhǎng)112.27公里，路線南起肥東隴西互通立交，與合寧、合巢高速公路相接，北至蚌埠市郊區(qū)仁和集互通立交，與合徐高

3、速公路北段及蚌淮路相接，路線途徑合肥、滁州、蚌埠三市及肥東、長(zhǎng)豐、定遠(yuǎn)、鳳陽(yáng)、蚌埠市郊區(qū)五縣（區(qū)），全線共設(shè)有肥東雙廟（溝通長(zhǎng)豐及合肥城北）、永康（溝通定遠(yuǎn)、淮南）、仁和集（溝通蚌埠市、定遠(yuǎn)）三個(gè)互通立交，在定遠(yuǎn)吳圩設(shè)有功能完備的雙側(cè)服務(wù)區(qū)。合徐南高速大大縮短皖北明珠蚌埠與省會(huì)合肥的時(shí)空距離，完善安徽省交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。 合徐高速公路北段（蚌埠-徐州）路線南起蚌埠涂山淮河大橋，接合徐高速公路南段，北至國(guó)道主干線連云港至霍爾果斯公路

4、，在蕭縣朱圩子與連霍高速公路對(duì)接。路線途經(jīng)蚌埠市懷遠(yuǎn)縣、宿州市墉橋區(qū)、淮北市濉溪縣、宿州市蕭縣，跨越三個(gè)省轄市、四個(gè)縣區(qū)，路線全長(zhǎng)165公里。</p><p><b>　?。ㄈ?方案比選</b></p><p>　　比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　　橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全，功能，經(jīng)濟(jì)與美觀，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。過(guò)去對(duì)橋下

5、結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸，比如南京長(zhǎng)江大橋，其橋下凈空過(guò)小，導(dǎo)致高噸位級(jí)輪船無(wú)法通行，影響長(zhǎng)江上游城市的發(fā)展。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。</p><p><b>　　方案比選</b></p><p>　　方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋</p><p>　　施工方便；適合中小跨徑；結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化

6、。目前國(guó)內(nèi)大量采用，安全；行車方便；結(jié)構(gòu)美觀；造價(jià)及用材排第二。</p><p>　　方案二：雙鏈?zhǔn)綉宜鳂?lt;/p><p>　　跨越能力大；技術(shù)要求先進(jìn)，工藝要求較嚴(yán)格；行車平穩(wěn)；</p><p>　　索力調(diào)整工序比較繁復(fù)；施工技術(shù)要求高；具有現(xiàn)代氣息，結(jié)構(gòu)輕盈美觀；造價(jià)最高，用材較多。</p><p><b>　　方案三：中承式拱

7、橋</b></p><p>　　已有成熟的工藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，需要大量的吊裝設(shè)備，占施工場(chǎng)地大，需用勞力多；拱的承載潛力大，施工技術(shù)要求高；結(jié)構(gòu)較美觀；造價(jià)最低，耗用鋼材少，但木材、水泥、勞動(dòng)力消耗均最多。</p><p>　　縱觀橋梁的發(fā)展，拱橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，懸索橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，容易受地震等影響，經(jīng)過(guò)上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土T

8、形橋梁。</p><p>　　二、 預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬?設(shè)計(jì)概況及構(gòu)造布置</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　（1）跨度和橋面寬度</p><p>　　1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20m （墩中心距）。</p><p&

9、gt;　　2）計(jì)算跨徑：19.5m。</p><p>　　3）主梁全長(zhǎng)：19.96m。</p><p>　　4）橋面寬度（橋面凈空）：凈——10+2×0.5m(防撞欄)。</p><p><b>　?。?）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)荷載：公路——Ⅰ級(jí)。</p><p>

10、;　　2）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類環(huán)境。</p><p>　　3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)。</p><p><b>　　2.主要材料</b></p><p><b>　　（1）混凝土</b></p><p>　　主梁采用C40混凝土；</p><p>　　絞縫為C30的集料混凝土；<

11、/p><p>　　橋面鋪裝采用C30的瀝青混凝土；</p><p>　　欄桿及人行道為C25混凝土；</p><p>　　蓋梁，墩柱用C30混凝土；</p><p>　　系梁及鉆孔灌注樁采用C25混凝土；</p><p>　　橋臺(tái)基礎(chǔ)用C20混凝土；</p><p>　　橋臺(tái)臺(tái)帽用C25混凝土。&l

12、t;/p><p><b>　?。?）鋼材</b></p><p>　　1)預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 標(biāo)準(zhǔn)的低松弛的鋼絞線（×7）標(biāo)準(zhǔn)型，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=,公稱直徑12.7mm,公稱面積98.7mm,彈性模量=;錨具采用夾片式群錨。每束七根，一股712.7鋼絞線。</p><p>　　2)施工工藝：按后張法施工工藝制作主梁，采用金屬

13、波紋管，波紋管內(nèi)徑70mm,外徑77mm.</p><p><b>　　3相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　?。?）相對(duì)濕度為75％。</p><p>　　（2）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按26kN/m³,普通鋼筋混凝土重度按25kN/m³計(jì)，瀝青混凝土重度按23kN/m³計(jì)。單側(cè)防撞欄線荷載為7.5kN/m。&l

14、t;/p><p><b>　　4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)圖（見(jiàn)圖2.1）中，主梁各部分構(gòu)造尺寸所對(duì)應(yīng)構(gòu)件溫度為20℃。</p><p>　　（2）橋面板橫坡度假定為和橋面橫坡度相同，本算例架設(shè)為平坡。</p><p>　　（3）主梁斷面;主梁高度1.3m,梁間距2m.其中預(yù)制梁寬度1.60m，翼緣板

15、中間濕接縫寬度0.4m。主梁跨中肋厚0.2m，馬蹄寬為0.4m,端部腹板厚度加厚到與馬蹄同寬，以滿足端部錨具布置和局部應(yīng)力需要。</p><p>　?。?）橫隔梁設(shè)置:橫隔梁共設(shè)置四道，間距6.5m,端橫隔梁寬度0.25m,跨中橫隔梁寬度0.20m。</p><p>　?。?）橋面鋪裝:設(shè)計(jì)總厚度17cm，其中水泥混凝土厚度8cm，瀝青混凝土厚度9cm，兩者之間加設(shè)防水層。</p&g

16、t;<p>　　圖2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁結(jié)構(gòu)尺寸圖（mm）</p><p>　　5 截面幾何特性計(jì)算</p><p>　　按照上述資料擬定尺寸，繪制T型梁的跨中及端部見(jiàn)圖2.2、圖2.3。</p><p>　　圖2.2 T形梁跨中截面尺寸圖（mm） 圖 2.3 T形梁端部截面尺寸圖 <

17、/p><p>　　計(jì)算截面幾何特征，計(jì)算時(shí)可將整個(gè)主梁截面劃分為n個(gè)小塊面積進(jìn)行計(jì)算，跨中截面幾何特征列表計(jì)算見(jiàn)表2.1。</p><p><b>　　主梁作用效應(yīng)計(jì)算</b></p><p>　　主梁的作用效應(yīng)計(jì)算包括永久效應(yīng)和可變效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱，橫截面的布置，計(jì)算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中，四分點(diǎn)，變化點(diǎn)截面及

18、支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合(標(biāo)準(zhǔn)組合、短期組合和極限組合)。</p><p>　　1.永久作用效應(yīng)組合</p><p><b>　　(1)永久作用集度</b></p><p><b>　　1）主梁自重</b></p><p>　　①跨中截面段主梁自重（五分點(diǎn)截面至

19、跨中截面，長(zhǎng)9.75m）</p><p>　　q(1)=0.5230×26×9.75=130.95kN </p><p>　?、隈R蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計(jì)算（長(zhǎng)2m）</p><p>　　主梁端部截面面積為A=0.7040m ²</p><p>　　q(2)=(0.7040+0.5230) ×2

20、.0×26／2kN=31.902kN</p><p>　?、壑c(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng)4.5m）</p><p>　　q(3)=0.7040×4.5×26kN=80.90kN</p><p><b>　?、苓呏髁旱臋M隔梁</b></p><p><b>　　中橫隔梁體積為：</b&g

21、t;</p><p>　　表2.1 跨中截面幾何特征計(jì)算表1</p><p>　　0.2×（0.98×0.7－0.45×0.1／2－0.1×0.1／2）m³=0.1317m ³</p><p><b>　　端橫隔梁體積為：</b></p><p>　　0.25&

22、#215;（1.18×0.6－0.40×0.1／2）m ³=0.172m ³</p><p><b>　　故半跨內(nèi)橫梁重量</b></p><p>　　q(4)=(1×0.1377＋1×0.172) ×25kN=7.5925kN</p><p><b>　　⑤主梁永

23、久作用集度</b></p><p>　　q=(130.95+31.902+80.90+7.5925)kN／9.98=25.18kN／m</p><p><b>　　2)二期恒載</b></p><p>　　①翼緣板中間濕接縫集度</p><p>　　q(5)=0.4×0.12×25kN／m

24、=1.2kN／m</p><p>　?、谶吜含F(xiàn)澆部分橫隔梁</p><p>　　一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積:0.2×0.98×0.2m³=0.0392m³</p><p>　　一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：0.25×0.35×1.18=0.10325m³</p><p>

25、　　q(6)=(2×0.0392+2×0.10325)=0.2849kN／m</p><p><b>　?、蹣蛎驿佈b層</b></p><p>　　8cm水泥混凝土鋪裝：0.08×9×25kN／m=18kN／m</p><p>　　9cm瀝青混凝土鋪裝：0.09×9×23kN／m=18

26、.63kN／m</p><p>　　將橋面鋪裝重量均分給五片主梁，則</p><p>　　q(7)=(18＋18.63)kN／5m=7.326kN／m</p><p>　?、芊雷矙冢?jiǎn)蝹?cè)防撞欄線荷載為7.5kN/m</p><p>　　將兩側(cè)防撞欄均分給五片主梁，則：</p><p>　　q(8)=7.5×2

27、kN／5m=3kN／m</p><p>　?、葸吜憾谟谰米饔眉?lt;/p><p>　　q=(1.2+0.2849+7.326+3)kN／m=11.8109kN／m</p><p>　?。?）永久作用效應(yīng)：下面進(jìn)行永久作用效應(yīng)計(jì)算(參照?qǐng)D2.4)，設(shè)a為計(jì)算截面至左側(cè)支座的距離，并令c=a/l</p><p>　　主梁彎矩M和剪力V的計(jì)算公式

28、分別為</p><p>　　圖2.4永久作用效應(yīng)計(jì)算圖</p><p>　　永久作用效應(yīng)計(jì)算見(jiàn)表2.2</p><p>　　表2.2 邊梁永久作用效應(yīng)計(jì)算表</p><p><b>　　2可變作用效應(yīng)計(jì)算</b></p><p>　　（1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)µ與

29、結(jié)構(gòu)的基頻，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡(jiǎn)支梁橋的基頻可按下式計(jì)算</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　由于1.5Hz≤≤14Hz,故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車道折減，三車道折減2

30、2％，但折減后部得小于用兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。本設(shè)計(jì)分別按兩車道和三車道布載進(jìn)行計(jì)算，取最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　（2）計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1）計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩和</p><p>　　抗彎慣性矩I在前面已求得：I=0.10999m4</p><p>　　對(duì)于T型梁截面，抗扭慣性矩可近似按下

31、式計(jì)算</p><p>　　式中——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；</p><p>　　——矩形截面抗扭剛度系數(shù)，可由表下式計(jì)算</p><p>　　——梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)</p><p>　　對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度</p><p>　　馬蹄部分的換算平均厚度</p><p

32、>　　腹板部分換算平均厚度：</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　翼緣板：得</b></p><p><b>　　腹板:,得</b></p><p><b>　　馬蹄：得</b></p><p&g

33、t;<b>　　故：</b></p><p>　　=0.00552661</p><p>　　2）計(jì)算抗彎修正系數(shù)：</p><p>　　由表可知，n=5時(shí)，=1.042，并取G=0.425E，代入式得：</p><p>　?。?）計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值</p><p>　　對(duì)于1號(hào)梁考慮抗扭修正后

34、的橫向影響線豎標(biāo)值為</p><p>　　對(duì)于2號(hào)梁考慮抗扭修正后橫向影響線豎標(biāo)值為</p><p>　　設(shè)影響線零點(diǎn)距2號(hào)梁軸線距離為x,則</p><p><b>　　x=6.338m</b></p><p>　　對(duì)于3號(hào)梁考慮抗扭修正后橫向影響線豎標(biāo)值為</p><p>　　計(jì)算荷載橫向分布

35、系數(shù)1,2,3號(hào)梁的橫向影響線布載如圖2.5所示</p><p>　　圖2.5橫向影響線布載</p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　二車道</b></p><p><b>　　2號(hào)梁：</b></p><p><

36、b>　　三車道</b></p><p><b>　　二車道</b></p><p><b>　　3號(hào)梁</b></p><p><b>　　三車道</b></p><p><b>　　二車道</b></p><p>

37、;　　支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法），如圖2.6所示</p><p>　　圖2.6支點(diǎn)截面的荷載橫向分布</p><p><b>　　1號(hào)梁</b></p><p><b>　　2號(hào)梁</b></p><p><b>　　3號(hào)梁</b></p><

38、p>　　由計(jì)算可得，1號(hào)梁跨中二車道橫向分布系數(shù)最大，因此在內(nèi)力計(jì)算時(shí)，取，</p><p>　?。?）車道荷載的取值</p><p>　　公路——Ⅰ級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為</p><p><b>　　計(jì)算彎矩時(shí)，</b></p><p><b>　　計(jì)算剪力時(shí)，</b&g

39、t;</p><p>　　其中，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：計(jì)算跨徑小于5m時(shí)，，計(jì)算跨徑大于50m時(shí)，。</p><p>　?。?）計(jì)算可變作用效應(yīng)</p><p>　　在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過(guò)渡到，其余梁段均取，在計(jì)算跨中截面，變化點(diǎn)截面，四分點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面時(shí)，均考慮荷載

40、橫向分布系數(shù)沿橋跨徑方向的變化。</p><p>　　1）計(jì)算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)，如圖2.7所示。</p><p><b>　　可變效應(yīng)為：</b></p><p><b>　　不計(jì)沖擊</b></p><p><b>　

41、　沖擊效應(yīng)</b></p><p>　　式中 s——所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力；</p><p>　　——車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　——車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　——影響線上同號(hào)區(qū)段的面積</p><p>　　——影響線上最大豎坐標(biāo)值</p><p&

42、gt;　　可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)</p><p>　　圖2.7跨中截面可變作用效應(yīng)計(jì)算圖式（mm）</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)</p><p>　　2）計(jì)算四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力：</p><p>　　四分點(diǎn)可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見(jiàn)圖2.8。</p><p>　　圖2.8四分點(diǎn)可變作用效應(yīng)的

43、計(jì)算圖式</p><p>　　可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)</p><p>　　3）計(jì)算變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力：</p><p>　　變化點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見(jiàn)圖2.9。</p><p>　　圖2.9變化點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式</p><

44、;p>　　可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)</p><p>　　4）計(jì)算支點(diǎn)截面的最大剪力：</p><p>　　支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式見(jiàn)圖2.10。</p><p>　　圖2.10支點(diǎn)截面可變作用效應(yīng)的計(jì)算圖式</p><p>　　可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)</

45、p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)</p><p><b>　　3主梁作用效應(yīng)組合</b></p><p>　　選取三種最不利效應(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2.3。</p><p>　?。ㄈ?鋼筋面積的估算及鋼束布置</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積

46、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(duì)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，由下式可得跨中截面所需的有效預(yù)應(yīng)力為</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算得彎矩值；有：</p&g

47、t;<p><b>　??；</b></p><p>　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為；</p><p>　　表2.3 作用效應(yīng)組合表</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為</p><p><b>　??；</b></p><p>　

48、　鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來(lái)計(jì)算，有表13-5可得，跨中截面全截面面積A=571000mm²；</p><p>　　全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性地抗距為</p><p>　　，所以有效預(yù)加力合力為</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制力為</p><p>　　，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20％估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力

49、鋼筋的面積為</p><p>　　采用3束812.7鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為。采用夾片式群錨，金屬波紋管成孔。</p><p><b>　　2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置</b></p><p>　?。?）跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置</p><p>　　在對(duì)跨中截面進(jìn)行鋼筋布置時(shí)，總管道至梁底梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm及管道半徑的一半

50、，另外直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm，且不宜小于管道直徑的0.6倍，其細(xì)部構(gòu)造如下圖2.11所示：</p><p>　?。?）錨固面鋼束布置</p><p>　　為使施工方便，將所有鋼束均錨固于梁端截面，這樣布置符合均勻、分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，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>　?。?）其它截面鋼束位置及傾角計(jì)算&l

51、t;/p><p>　　1）鋼束彎起形狀、彎起角及其彎曲半徑</p><p>　　采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，N1、N2和N3彎起角均?。?°；各鋼束的彎曲半徑為： =30000mm；= 20000mm； =10000mm。</p><p>　　2）鋼束各控制點(diǎn)位置的確定</p><p>　

52、　以N3號(hào)束為例，其彎起布置如下圖2.12所示。</p><p>　　圖2.11端部及跨中鋼預(yù)應(yīng)力筋布置</p><p>　　圖2.12曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖</p><p>　　由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離</p><p>　　由確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離</p><p>　　所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為<

53、/p><p>　　則彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為</p><p>　　根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平</p><p>　　距離相等，所以彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為</p><p>　　故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為</p><p>　　同理可以計(jì)算N1、N2的控制點(diǎn)位置，將各鋼

54、束的控制參數(shù)匯總于下表2.4中</p><p>　　表2.4各鋼束彎曲控制要素</p><p>　　3）各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算</p><p>　　仍以N3號(hào)束為例，計(jì)算鋼束上任一點(diǎn)離梁底距離及該點(diǎn)處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，=100mm；為點(diǎn)所在計(jì)算截面處鋼束位置的升高值。</p><p>　　計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)判斷出

55、點(diǎn)所在處的區(qū)段，然后計(jì)算及，即</p><p>　　當(dāng)≤0時(shí)，點(diǎn)位于直線段還未彎起，＝0，故＝100mm；＝0</p><p>　　當(dāng)0<≤時(shí)，點(diǎn)位于圓弧彎曲段，按下式計(jì)算及</p><p>　　各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算值詳見(jiàn)下表2.5：</p><p>　　表 2.5各截面鋼束位置（）及其傾角（）計(jì)算</p><

56、p>　　當(dāng)>時(shí)，點(diǎn)位于靠近錨固端的直線段，此時(shí)＝＝8°，按下式計(jì)算：</p><p>　　4）鋼束平彎段的位置及平彎角</p><p>　　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則都在肋板中心線上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2、N3在梁中的平

57、彎采用相同的形式，其平彎位置如圖2.13所示。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為＝4.569°。</p><p>　　圖2.13鋼束平彎示意圖（尺寸單位：mm）</p><p>　　3 非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置</p><p>　　按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量</p><p>　　在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，

58、非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來(lái)確定。</p><p>　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a＝80mm，則有</p><p>　　先假定為第一cd類T形截面，由公式</p><p><b>　　計(jì)算受壓區(qū)高度x：</b></p><p>　　1.04188.68×106＝18

59、.4×2000x（1220－x/2）</p><p>　　求得 x＝97mm < =159mm</p><p>　　其中，為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，</p><p>　　可取跨中截面翼緣板厚的平均值，</p><p><b>　　即：</b></p><p

60、>　　則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為:</p><p>　　采用5根直徑為24mm的HRB335鋼筋，提供的鋼筋截面面積為＝2261.9mm2。在梁底布置成一排，其間距為75mm，鋼筋重心到底邊的距離為＝45mm,如下圖2.14所示。</p><p>　　圖2.14非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖</p><p>　　主梁截面幾何特性計(jì)算</p>

61、;<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。本設(shè)計(jì)中的T形梁從施工到運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了如下三個(gè)階段。</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，所以其截面特性為計(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

62、管道的影響，T梁翼板寬度為1600mm。</p><p>　　2灌漿封錨，主梁吊裝就位并現(xiàn)澆400mm濕接縫</p><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400mm濕接縫，但濕接縫還沒(méi)有參與截面受力，所以此時(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，T梁翼板寬度仍為1600mm。</p>&l

63、t;p>　　3橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營(yíng)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)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，T梁翼板有效寬度為2000mm。第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算如表2.6</p><p>　　表2.6 截面幾何特性的計(jì)算</p><p><b>　　注： </b>&

64、lt;/p><p>　　截面幾何特性的計(jì)算可以列表進(jìn)行，以第一階段跨中截面為例列于上2.6表中。</p><p>　　同理，可求得其它受力階段控制截面幾何特性如下表2.7所示。</p><p>　　持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算</p><p><b>　　1正截面承載力計(jì)算</b></p><p>

65、;　　一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算。</p><p>　?。?）求受壓區(qū)高度x</p><p>　　先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，由下式計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x，即</p><p>　　表2.7各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總</p><p>　　受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說(shuō)明確實(shí)是第一類T形截面梁。</p&g

66、t;<p>　?。?）正截面承載力計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離為：</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值，截面抗彎承載力由下式得：</p><p>　　=18.4×2000×9

67、8.3×（1209.63-98.3/2）</p><p>　　=4197.967kN·m</p><p>　　跨中截面正截面承載力滿足要求。</p><p><b>　　2斜截面承載力計(jì)算</b></p><p>　　（1）斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土

68、簡(jiǎn)支梁應(yīng)對(duì)按規(guī)定需要驗(yàn)算的各個(gè)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，以下以變化點(diǎn)截面處的斜截面為例進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。</p><p>　　首先，根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即</p><p><b>　　≤≤</b></p><p>　　式中，—驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，＝392.956kN；</p><p>

69、　　—混凝土強(qiáng)度等級(jí)，＝40MPa；</p><p>　　—腹板厚度，b=200mm；</p><p>　　—相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)（包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋）至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)距截面下緣的距離為：</p><p>　　所以 ＝1300－134.36＝1165.64mm；為預(yù)應(yīng)力提高系

70、數(shù)，＝1.25；代入上式得</p><p>　　＝1.0×392.956＝392.956kN</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>　　斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算，即</p><p><b>　　≤</b></p><p><b>

71、　　式中，</b></p><p>　　其中 —異號(hào)彎矩影響系數(shù)，=1.0；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25；</p><p>　　—受壓翼緣的影響系數(shù)，=1.1；</p><p>　　箍筋選用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，＝280MPa，間距＝200mm，則＝2×78.54＝157.08mm2

72、，故</p><p>　　采用全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即=0.0298 </p><p><b>　　所以</b></p><p>　　變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲(chǔ)備，未予考慮。</p><p>　　（2）斜截面抗彎承載力</p><p>　　由于鋼束均錨固

73、于梁端，鋼束數(shù)量沿跨長(zhǎng)方向沒(méi)有變化，且彎起角度緩和，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><b>　　鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算</b></p><p>　　1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力</p><p>　　按《公路橋規(guī)》規(guī)定采用</p><p><b>　　2鋼束應(yīng)力損失</b&g

74、t;</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>　　對(duì)于跨中截面：x＝l/2+d；</p><p>　　d—為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離；</p><p>　　、—分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時(shí)，查表得： =0.25，=0.0015；<

75、;/p><p>　　—從張拉端到跨中截面間，管道平面轉(zhuǎn)過(guò)的角度，這里N1只有豎彎，其角度為＝8°，N2和N3不僅有豎彎還有平彎，其角度應(yīng)為管道轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度，其中豎彎角度為＝8°，平彎角度為＝2×4.569＝9.138°，所以空間轉(zhuǎn)角為＝＝12.145°，跨中截面各鋼束摩擦應(yīng)力損失值見(jiàn)下表2.8：</p><p>　?。?）錨具變形、鋼絲回縮引

76、起的應(yīng)力損失（）</p><p>　　計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先計(jì)算反摩阻影響長(zhǎng)度，即：</p><p>　　式中，—張拉端錨具變形值，查表得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；</p><p>　　—單位長(zhǎng)度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，；</p><p>　　—張拉端錨下張拉控制應(yīng)力；

77、</p><p>　　—扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力，；</p><p>　　—張拉端至錨固端的距離，這里的錨固端為跨中截面。</p><p>　　各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩阻影響長(zhǎng)度列表計(jì)算于下表2.13中。</p><p>　　表2.8跨中截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　同理，可算出其它控制截面處的值。

78、</p><p>　　表2.9變化點(diǎn)截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　表2.10 L/4截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　表2.11支點(diǎn)截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　各截面摩擦應(yīng)力損失值的平均值的計(jì)算結(jié)果，列于下表：</p><p>　　表2.12各設(shè)計(jì)控制截面平均值</p>

79、<p>　　表2.13反摩阻影響長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>　　所以距張拉端為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)力損失按式下式計(jì)算，即</p><p>　　式中的為張拉端由錨具變形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。將各控制截面的計(jì)算列于下表中。</p><p>　　表2.14錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算<

80、;/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的應(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(duì)于簡(jiǎn)支梁可取l/4截面進(jìn)行計(jì)算，并以其計(jì)算結(jié)果作為全梁各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的平均值。也可直接按一下簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算，即</p><p>　　式中 — 張拉批數(shù)，=3；</p><p&

81、gt;　　— 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值，按張拉時(shí)混凝土的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算；假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，即=0.9×C40=C35，查表得： ＝3.35×104MPa，故</p><p>　　— 全部預(yù)應(yīng)力鋼筋（m批）的合力在其作用點(diǎn)（全部預(yù)應(yīng)力鋼筋重心點(diǎn)）處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力，，截面特性按第一階段取用。</p><p>　　其中 ＝（1395－42.

82、05－77.73）×2369＝3020.996kN </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　?。?）鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（）</p><p>　　對(duì)于采用超張拉工藝的低松弛級(jí)鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算，即：</p><p>　　式中 — 張拉系數(shù)，采用超張拉，取

83、=0.9；</p><p>　　— 鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于低松弛鋼絞線，取=0.3；</p><p>　　— 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，，這里仍采用l/4截面的應(yīng)力值作為全梁的平均值計(jì)算，故有：</p><p>　　=1395-42.05-77.73-28.68=1246.54MP</p><p><b>　　所以 </b&

84、gt;</p><p>　　（5）混凝土收縮、徐變引起的損失（）</p><p>　　混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算，即： </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)終極值；</p><p>　　— 加載齡期，即達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度為90%的齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件計(jì)算則有：，則可

85、得20d；</p><p>　　對(duì)于二期恒載的加載齡，假定為=90d；</p><p>　　該梁所屬的橋位于野外一般地區(qū)，相對(duì)濕度為75%，其構(gòu)件理論厚度為：</p><p>　　由此可查表并插值得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為：</p><p><b>　　、；</b></p><p>　　混凝土收縮應(yīng)

86、變終極值為</p><p>　　為傳力錨固時(shí)在跨中和l/4截面的全部受力鋼筋（包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和縱向非預(yù)應(yīng)力受力鋼筋，為簡(jiǎn)化計(jì)算不計(jì)構(gòu)造鋼筋影響）截面重心處，由、、所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值?？紤]到加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)。計(jì)算和引起的應(yīng)力時(shí)采用第一階段截面特性，計(jì)算引起的應(yīng)力時(shí)采用第三階段截面特性。</p><p><b>　　跨中截面 </b>&

87、lt;/p><p>　　＝（1395－83.51－3.89－28.68）×2369＝3029.76 kN</p><p>　　l/4截面 ＝（1395－42.05－77.73－28.68）×2360＝2953.05kN</p><p>　　=5.645+7.94-5.145-1.622</p><p><b>　

88、　=6.82MPa</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　（未計(jì)構(gòu)造鋼筋影響）</p><p>　　，取跨中與l/4截面的平均值計(jì)算，則有 </p><p><b>　　跨中截面 </b></p><p><b>

89、　　L/4截面 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　將以上各項(xiàng)代入即得</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)力匯總于下表2.15中：</p><p><b>　　(七） 應(yīng)力驗(yàn)算</b>

90、;</p><p>　　1短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 </p><p>　　構(gòu)件在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。在預(yù)加力和自重作用下的截面邊緣混凝土的法向壓應(yīng)力應(yīng)符合要求。</p><p>　?。?）短暫狀況下(預(yù)加力階段)梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力</p><p><b>　　上緣：</b></p

91、><p><b>　　下緣：</b></p><p>　　其中 ＝1278.92×2369＝3029.76×103 N，</p><p>　?。?196.84kN·m。截面特性取第一階段的截面特性，代入上式得： </p><p><b>　　<0.7MPa</

92、b></p><p>　　表2.15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</p><p>　　預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過(guò)規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來(lái)防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒(méi)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>　?。?）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)算，其

93、方法與此相同，但應(yīng)注意計(jì)算圖式、預(yù)加應(yīng)力和截面幾何特征等的變化情況。</p><p>　　2 持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　?。?）截面混凝土的正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的正應(yīng)力，由于配設(shè)曲線筋束的關(guān)系，應(yīng)取跨中、L/4、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。應(yīng)力計(jì)算的作用（或荷載）取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載計(jì)入沖擊系數(shù)

94、。</p><p>　　1）跨中截面正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　此時(shí)，，＝1159.76×2369－89.38×2261.9＝2545.3×103 N，</p><p><b>　　=726.23mm</b></p><p>　　跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為：</p>

95、<p>　　所以<0.5=0.526.8=13.4MPa</p><p>　　持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。</p><p>　　2）變化點(diǎn)截面正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　此時(shí)有，，，＝1145.85×2369－89.38×2261.9＝2512.35×103 N，</p><p&

96、gt;<b>　　=682.48mm</b></p><p>　　變化點(diǎn)截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為：</p><p>　　=4.803-5.579+3.444+1.600+1.014</p><p>　　=4.559MPa<0.5=0.526.8=13.4MPa</p><p>　　持久狀況下變化點(diǎn)截面混凝土正

97、應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。</p><p>　　3）L/4截面正應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　此時(shí)有，，，＝1127.38×2369－89.38×2261.9＝2468.59×103 N，</p><p><b>　　=612.48mm</b></p><p>　　L/4截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值

98、為：</p><p>　　=4.719-4.901+2.910+1.361+0.858=4.947MPa</p><p>　　所以<0.5=0.526.8=13.4MPa</p><p>　　持久狀況下L/4截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。</p><p>　?。?）持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>

99、　　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><p><b>　　所以鋼束應(yīng)力為</b></p><p>　　=1184.6MPa<0.65=0.651860=1209MPa</p><p>　　所以持久力狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。</p><p>　?。?）持久狀況下的混凝

100、土主應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)取剪力和彎矩都有較大的變化點(diǎn)截面為例進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　1）截面面積矩計(jì)算</b></p><p>　　如下圖2.15所示，其中計(jì)算點(diǎn)分別取上梗肋a-a處、第三階段截面重心軸處及下梗肋b-b處。</p><p>　　圖2.15變化點(diǎn)截面</p>&

101、lt;p>　　第一階段截面梗肋a-a以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.920</b></p><p>　　第一階段重心軸以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.981</b></p><p>　　第一階段截面梗肋b-b以上面積對(duì)凈截

102、面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.701 </b></p><p>　　第二階段截面梗肋a-a以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.986</b></p><p>　　第二階段中心軸以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p&

103、gt;<b>　　=1.064</b></p><p>　　第二階段截面梗肋b-b以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.813</b></p><p>　　第三階段截面梗肋a-a以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.981<

104、/b></p><p>　　第三階段重心軸以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=1.057</b></p><p>　　第三階段截面梗肋b-b以上面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩：</p><p><b>　　=0.804</b></p><p>　

105、　同理可得，不同計(jì)算點(diǎn)處的面積矩，現(xiàn)匯總于下表2.16：</p><p>　　表2.16面積矩計(jì)算</p><p><b>　　2）主應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　?、偕瞎＠咛幍闹鲬?yīng)力計(jì)算：</p><p><b>　　ⅰ剪應(yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式

106、計(jì)算，其中為可變作用引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值組合，</p><p>　　＝133.40kN，所以有：</p><p><b>　　=0.3MPa</b></p><p><b>　?、⒄龖?yīng)力</b></p><p><b>　　=</b></p><p><

107、;b>　　=682.46mm</b></p><p><b>　　=6.342MPa</b></p><p><b>　?、Ｖ鲬?yīng)力</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p>

108、<p>　　②重心軸的主應(yīng)力計(jì)算：</p><p><b>　?、〖魬?yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式計(jì)算，其中為可變作用引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值組合，＝133.40kN，所以有：</p><p><b>　　=0.325MPa</b></p><p><b>　　ⅱ正應(yīng)

109、力</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=682.46mm</b></p><p><b>　　=4.914MPa</b></p><p><b>　　ⅲ主應(yīng)力</b></p><p&

110、gt;<b>　　=</b></p><p>　　③下梗肋b-b的主應(yīng)力計(jì)算：</p><p><b>　?、〖魬?yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式計(jì)算，其中為可變作用引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值組合，＝133.40kN，所以有：</p><p><b>　　=0.26MPa</b&g

111、t;</p><p><b>　?、⒄龖?yīng)力</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=682.46mm</b></p><p><b>　　=2.315MPa</b></p><p><b&

112、gt;　　ⅲ主應(yīng)力</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　表2.17變化點(diǎn)截面主應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　變化點(diǎn)截面主應(yīng)力計(jì)算列入上表：</p><p>　　3）主壓應(yīng)力的限制值</p

113、><p>　　混凝土的主壓應(yīng)力限值為MPa，與上表的計(jì)算結(jié)果比較，可見(jiàn)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>　　將上表中的主壓應(yīng)力值與主壓應(yīng)力限制進(jìn)行比較，均小于相應(yīng)的限制值。最大主拉應(yīng)力為MPa＜MPa，按《公路橋規(guī)》的要求，僅需按構(gòu)造布置箍筋。</p>&l

114、t;p><b>　　抗裂性驗(yàn)算</b></p><p>　　1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂驗(yàn)算</p><p>　　正截面抗裂驗(yàn)算取跨中截面進(jìn)行。</p><p>　?。?) 預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計(jì)算</p><p><b>　　跨中截面</b></p&g

115、t;<p>　?。?545.3×103 N</p><p><b>　　=726.23mm</b></p><p>　　=15.536MPa</p><p>　?。?）由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　= 15.717MPa</p><p

116、>　?。?）正截面混凝土抗裂驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：</p><p><b>　　由以上計(jì)算知</b></p><p>　?。▔海f(shuō)明計(jì)算結(jié)果滿足《公路橋規(guī)》中A類部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的抗裂要求。</p><p&g

117、t;　　同時(shí)，A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還必須滿足作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。</p><p><b>　?。?3.97MPa</b></p><p>　　所以構(gòu)件滿足《公路橋規(guī)》中A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。</p><p>　　2作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算</p><p>　　斜截

118、面抗裂驗(yàn)算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的最不利區(qū)段截面進(jìn)行，這里仍取剪力和彎矩都較大的變化點(diǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　?。?)主應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　1）上梗肋處a-a截面的主應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　ⅰ剪應(yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式進(jìn)行計(jì)算，其

119、中為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值，＝93.38kN，所以有</p><p><b>　　=0.173MPa</b></p><p><b>　　ⅱ正應(yīng)力</b></p><p><b>　　=5.811MPa</b></p><p><b>　?、Ｖ鲬?yīng)力</

120、b></p><p>　　=-0.004MPa</p><p>　　2）重心軸處的主應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　?、〖魬?yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式進(jìn)行計(jì)算，其中為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值，＝93.38kN，所以有：</p><p><b>　　=0

121、.189MPa</b></p><p><b>　?、⒄龖?yīng)力</b></p><p><b>　　=4.914MPa</b></p><p><b>　　ⅲ主應(yīng)力</b></p><p>　　=-0.007MPa</p><p>　　3）下梗

122、肋b-b處的主應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　?、〖魬?yīng)力</b></p><p>　　剪應(yīng)力按下式進(jìn)行計(jì)算，其中為可變作用引起的剪力短期效應(yīng)組合值，＝115.56kN，所以有：</p><p><b>　　=0.156MPa</b></p><p><b>　?、⒄龖?yīng)力</b&g

123、t;</p><p><b>　　=3.291MPa</b></p><p><b>　　ⅲ主應(yīng)力</b></p><p>　　=-0.007MPa </p><p>　　變化點(diǎn)截面的主拉應(yīng)力列入下表2.18： </p><p>　?。?）主拉應(yīng)力的限制值</

124、p><p>　　作用短期效應(yīng)組合下抗裂驗(yàn)算的混凝土的主拉應(yīng)力限值為</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　從上表中可以看出，以上主拉應(yīng)力均符合要求。所以變化點(diǎn)截面滿足作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算要求。</p><p>　　表 2.18變化點(diǎn)截面抗裂驗(yàn)算主拉應(yīng)力計(jì)算</p>&

125、lt;p>　　主梁變形（撓度）計(jì)算</p><p>　　根據(jù)主梁截面在各階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁在使用荷載作用下截面不開(kāi)裂。</p><p>　　1荷載短期效應(yīng)作用下主梁撓度驗(yàn)算</p><p>　　主梁計(jì)算跨徑L=19.5m，C40混凝土的彈性模量MPa。</p><p>　　由于主梁在各控制截面的換算截面慣性矩各不相同，本

126、設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)化，取梁L/4處截面的換算截面慣性矩＝153.969×109mm4作為全梁的平均值來(lái)計(jì)算。</p><p>　　簡(jiǎn)支梁撓度驗(yàn)算式為：</p><p>　?。?）可變荷載作用引起的撓度</p><p>　　現(xiàn)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)，荷載短期效應(yīng)的可變荷載值為。</p><p>　　由可變荷載引起

127、的簡(jiǎn)支梁跨中截面的撓度為：</p><p>　　考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的可變荷載引起的撓度值為 ： </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　?。?）考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的一期恒載、二期恒載引起的撓度</p><p><b>　　=20.95mm</b></p><p&g

128、t;　　2預(yù)加力引起的上拱度計(jì)算</p><p>　　采用L/4截面處的使用階段永存預(yù)加力矩作用為全梁平均預(yù)加力矩計(jì)算值，即</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=588.87mm </p><p>　　截面慣矩應(yīng)采用預(yù)加力階段（第一階段）的截面慣矩，為簡(jiǎn)化這里仍以梁L/4處截面的截面慣性矩＝14

129、5.475×109mm4作為全梁的平均值來(lái)計(jì)算。</p><p>　　則主梁上拱度（跨中截面）為</p><p>　　考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的預(yù)加力引起的上拱值為</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(zhǎng)期效應(yīng)的撓度值為</p>

130、<p>　　預(yù)加力產(chǎn)生的長(zhǎng)期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，所以不需要設(shè)置預(yù)拱度。</p><p><b>　　行車道板的計(jì)算</b></p><p>　　考慮到主梁翼緣板內(nèi)鋼筋是連續(xù)的，故行車道板可按懸臂板（邊梁）和梁端固結(jié)的連續(xù)板（中梁）兩種情況來(lái)計(jì)算。</p><p>　　1 懸臂板（邊梁）荷載效應(yīng)計(jì)算</p

131、><p>　　本設(shè)計(jì)懸臂板按單項(xiàng)板計(jì)算，懸臂長(zhǎng)度為0.9m，計(jì)算時(shí)取懸臂板寬為1.0m。</p><p><b>　?。?）永久作用</b></p><p>　　1）主梁架設(shè)完畢時(shí)，板面可看成70cm長(zhǎng)度的單向懸臂板，計(jì)算圖示2.16如下：</p><p>　　計(jì)算懸臂板根部一期永久荷載作用效應(yīng)為：</p>&

132、lt;p>　　2）成橋之后，橋面現(xiàn)澆部分完成后，施工二期永久作用，此時(shí)橋面板可看成經(jīng)跨徑為0.9m的懸臂單向板，如上圖所示，P為防撞欄重力，其值為7.5kN現(xiàn)澆部分懸臂板自重，為橋面鋪裝層重力。計(jì)算二期永久作用效應(yīng)如下：</p><p><b>　　=9.728kN</b></p><p>　　3）總永久作用效應(yīng)，懸臂根部永久作用效應(yīng)為：</p>

133、<p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　剪力：</b></p><p><b>　　可變作用</b></p><p>　　在邊梁懸臂板處有車輛荷載的作用，如下圖2.17所示</p><p>　　圖中，P為車輛荷載后軸的軸重，其值為140kN，&