橋梁工程課程設(shè)計(jì)---預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支t型梁橋

1、<p><b>　　(一)設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　1.1技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)橋?qū)?+2×1.75m，按設(shè)計(jì)指導(dǎo)書所給跨徑，本橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑30.00m，計(jì)算跨徑29.00m，主梁全長(zhǎng)l全= 29.96m 設(shè)計(jì)荷載公路—Ⅱ級(jí)3.0kN/m2 ，人群荷載3.0KN/ 。</p>

2、;<p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　(1)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p><p>　　(2)《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）</p><p>　　(3)《橋梁工程》 陳寶春主編</p><p>　　(4)《結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（第二版） 葉見曙主編</p><p>　　(5)《公路橋梁設(shè)計(jì)手冊(cè)— 梁橋》（上、下冊(cè)） </p><p>　　(6)《橋梁計(jì)算示例叢書—混凝土簡(jiǎn)支梁(板)橋》易建國(guó)主編</p><p><b>　　1.3材料規(guī)格</b></p><p>　　本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋；混凝土：主梁用C50混凝土，欄桿

4、及橋面鋪裝用C30混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋：《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）的鋼絞線 =1860。按后張法施工工藝制作主梁，預(yù)應(yīng)力孔道采用預(yù)埋波紋管成孔。其他內(nèi)容詳見設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　1.3.1預(yù)應(yīng)力鋼束</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束采用采用《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）》的Фs15.2鋼絞線,其強(qiáng)

5、度指標(biāo)為:</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =1860Mpa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =1260Mpa</p><p>　　彈性模量 E=1.95×Mpa</p><p>　　1.3.2非預(yù)應(yīng)力鋼筋</p><p>　　直徑大于12mm者采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指

6、標(biāo)為:</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =335MPa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =280MPa</p><p>　　彈性模量 2.0105 MPa</p><p><b>　　其他用R235鋼筋</b></p><p><b>　　1.3.3

7、混凝土</b></p><p>　　主梁采用C50混凝土</p><p>　　抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =32.4MPa</p><p>　　抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =22.4MPa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =2.65MPa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =1.83MPa</p>

8、<p>　　彈性模量 =3.45×MPa</p><p>　　橋面鋪裝采用及欄桿用C30</p><p>　　1.4人行道及橋面鋪裝</p><p>　　橋面鋪裝：采用10cm防水混凝土加6cm瀝青混凝土兩層，其容重分別為:防水混凝土25kN/m3，瀝青混凝土21kN/m3。</p><p><b

9、>　　1.5施工方法</b></p><p>　　預(yù)制裝配法，主梁預(yù)應(yīng)力采用后張法施加，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到95%。預(yù)應(yīng)力孔道采用預(yù)埋波紋管成孔，波紋管內(nèi)徑70mm、外徑77mm。 </p><p><b>　　1.6、設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　1. 主要計(jì)算內(nèi)容</b>&l

10、t;/p><p>　　1) 主梁內(nèi)力計(jì)算（包括恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力）</p><p>　　2) 主梁截面設(shè)計(jì)、配筋及驗(yàn)算</p><p>　　3) 主梁裂縫寬度驗(yàn)算</p><p>　　4) 主梁變形驗(yàn)算及預(yù)拱度設(shè)置</p><p><b>　?。ǘ┥喜拷Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><

11、p>　　2.1上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　橋梁總寬10.5米，故設(shè)4片T梁，主梁間距2.2米，主梁梁高選用2000mm。具體布置見圖2.1</p><p>　　圖2.1 截面尺寸圖</p><p>　　表2.1主梁主要截面幾何性質(zhì)計(jì)算</p><p>　　2.2檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)</p><p>　　大毛

12、截面上核心距（運(yùn)營(yíng)階段）</p><p>　　大毛截面下核心距（運(yùn)營(yíng)階段）</p><p><b>　　截面效率指標(biāo)</b></p><p>　　，不必驗(yàn)算截面穩(wěn)定性。</p><p>　　2.3橫截面沿跨長(zhǎng)方向的變化</p><p>　　如圖3.2所示，本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚

13、度沿跨長(zhǎng)不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在梁端部1480mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從距跨中8500mm處開始向支點(diǎn)逐漸抬高，在馬蹄抬高的 同時(shí)腹板寬度亦開始變化。</p><p><b>　　2.4橫隔梁的設(shè)置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)在跨中，四分點(diǎn)，支點(diǎn)處設(shè)置四道橫隔梁，間距為7

14、m，端橫隔梁高度與主梁同高，厚度為下部200mm，上部200mm，中橫隔梁高度1560mm，厚度為下部200mm，上部200mm。</p><p><b>　　3主梁作用效應(yīng)計(jì)算</b></p><p>　　3.1永久作用效應(yīng)計(jì)算</p><p><b>　　1、永久作用集度</b></p><p>

15、;<b>　　1）預(yù)制梁自重</b></p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2﹑3號(hào)梁：</b></p><p><b>　?、軝M隔梁自重</b></p><p><b>　　橫隔梁自重</b>&l

16、t;/p><p><b>　　1號(hào)梁：39KN </b></p><p>　　2﹑3號(hào)梁：78kn </p><p>　?、蓊A(yù)制梁永久作用集度</p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2﹑3號(hào)梁：</b></p>

17、<p><b>　?。?）二期恒載集度</b></p><p><b>　?、佻F(xiàn)澆T梁翼板集度</b></p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2﹑3號(hào)梁：</b></p><p><b>　　橋面

18、鋪裝</b></p><p><b>　　防水混凝土鋪裝：</b></p><p><b>　　瀝青混凝土鋪裝：</b></p><p>　　若將橋面鋪裝均攤給四片梁則：</p><p>　　欄桿和人行道均攤給四片梁：</p><p><b>　　③二期

19、永久作用集度</b></p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2﹑3號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2、永久作用效應(yīng)</b></p><p>　　設(shè)x為計(jì)算截面離左支座距離，令，主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為：</

20、p><p><b>　　（3.1）</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　計(jì)算不同梁的永久作用效應(yīng)值見表3.2，3.3</p><p>　　表3.2 1號(hào)梁永久作用效應(yīng)荷載集度</p><p><b>　　續(xù)上表</b>

21、</p><p>　　表3.3 2.3號(hào)梁永久作用效應(yīng)荷載集度</p><p>　　3.2 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　1、沖擊系數(shù)</b></p><p>　?。?）簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)基頻:</p><p>　　按«橋規(guī)»規(guī)定結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)算

22、結(jié)構(gòu)的基頻。</p><p>　　簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下式計(jì)算：</p><p><b>　　（3.3）</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　根據(jù)本橋的基頻可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：</p><p>　　按«橋規(guī)»規(guī)

23、定兩車道的車道折減系數(shù)為1</p><p>　　2、 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　橋跨內(nèi)設(shè)有四道橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)系,且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為:</p><p>　　故按剛性橫梁法繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)</p><p>　　梁數(shù)n=4 梁距為2.2m 則：</p><p><

24、;b>　　帶入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　(1).①號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為：</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得： ，先按三車道布載</p><p>　　由和繪制的①號(hào)影響線，確定車輛荷載和人群荷載的最不利荷載位置。</p><p>　　計(jì)算橫向影響線零點(diǎn)位置。</p><p><b

25、>　　得</b></p><p>　　人行道路緣石至①號(hào)梁軸線距離為</p><p><b>　　所以，車輛荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　同理求得：②、③號(hào)梁</p><p>　　當(dāng)橋梁設(shè)計(jì)車道數(shù)等于或者

26、大于2時(shí)，由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)按多車道折減系數(shù)進(jìn)行折減。</p><p><b>　　一號(hào)梁：</b></p><p><b>　　二號(hào)梁：</b></p><p><b>　　三號(hào)梁：</b></p><p>　　按二車道布載計(jì)算方法同上得：</p><

27、p><b>　　一號(hào)梁：</b></p><p><b>　　二號(hào)梁：</b></p><p><b>　　三號(hào)梁：</b></p><p>　　二、三車道選較大值(跨中值) 一號(hào)梁 二號(hào)梁 三號(hào)梁</p><p>　　杠桿原理法：繪制1、2、3號(hào)梁荷載橫向影響線<

28、;/p><p><b>　　號(hào)梁，車輛荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　號(hào)梁，車輛荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　其中③號(hào)梁與

29、②號(hào)梁橫向分布系數(shù)相同，所以，①號(hào)梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)為： </p><p>　　②號(hào)和③號(hào)梁最不利橫向分布系數(shù)相同 </p><p>　　計(jì)算所的數(shù)據(jù)見表3.4</p><p>　　表3.5 橫向影響線豎坐標(biāo)值</p><p>　?。?）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)</p><p&

30、gt;　　1號(hào)梁的汽車橫向分布系數(shù)為：</p><p>　　1號(hào)梁的人群橫向分布系數(shù)為： </p><p>　　1號(hào)梁的汽車橫向分布系數(shù)為：</p><p>　　1號(hào)梁的人群橫向分布系數(shù)為：</p><p>　　同理不同梁號(hào)跨中及支點(diǎn)的橫向分布系數(shù)見表3.6</p><p>　　表3.6 荷載橫向分布系數(shù)</p

31、><p><b>　　3、車道荷載的取值</b></p><p>　　公路級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：</p><p><b>　　計(jì)算彎矩時(shí)：</b></p><p><b>　　計(jì)算剪力時(shí)：</b></p><p>　　4、計(jì)算可變作用效應(yīng)&l

32、t;/p><p>　　在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取，從支點(diǎn)至第一根橫隔梁，橫向分布系數(shù)從直線過渡到，其余梁段均取。</p><p>　　計(jì)算最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，計(jì)算公式為</p><p><b>　　（3.7）</b></p><p>　　式中：—所求

33、截面的彎矩或剪力；</p><p>　　—汽車荷載沖擊系數(shù)；</p><p>　　—汽車荷載橫向折減系數(shù)；</p><p>　　—車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　—車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　—影響線上最大坐標(biāo)值；</p><p>　　—影響線上同號(hào)區(qū)段的面積；</

34、p><p>　　（1）跨中截面最大彎矩和剪力</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>　　可變作用（人群）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　圖3.4 跨中截面彎矩剪力計(jì)算圖示</p><p>　　(2) 四分點(diǎn)截面最大彎矩和剪力

35、</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>　　可變作用（人群）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　圖3.5 四分點(diǎn)截面彎矩剪力計(jì)算圖示</p><p>　　(3) 變化點(diǎn)截面最大彎矩和剪力</p><p>　　可變作用（汽車）

36、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)：</p><p>　　可變作用（人群）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　圖3.6 變化點(diǎn)截面彎矩剪力計(jì)算圖示</p><p><b>　　(5) 支點(diǎn)截面</b></p><p>　　可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><

37、;p>　　可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： </p><p>　　可變作用（人群）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：</p><p>　　圖3.7 支點(diǎn)截面彎矩剪力計(jì)算圖示</p><p><b>　　3.3內(nèi)力組合</b></p><p><b>　　(1)基本組合：</b></p><p>&

38、lt;b>　　(2)短期組合：</b></p><p><b>　　(3)長(zhǎng)期組合：</b></p><p>　　利用上式進(jìn)行內(nèi)力組合計(jì)算，組合值見表3.7</p><p>　　表3.7主梁作用效應(yīng)組合</p><p>　　3.4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置</p><p>　　3

39、.4.1 設(shè)計(jì)資料</p><p>　　橋面凈空：凈7+2×1.75 m</p><p>　　結(jié)構(gòu)重要性指數(shù) =1.0</p><p><b>　　材料性能參數(shù):</b></p><p><b>　　混凝土: </b></p><p>　　強(qiáng)度等級(jí)為C50，主要強(qiáng)度

40、指標(biāo)為:</p><p>　　強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:=32.4Mpa =2.65Mpa</p><p>　　強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:=22.4Mpa =1.83Mpa</p><p>　　彈性模量: E=3.45×10Mpa</p><p>　　2、預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7型鋼絞線,強(qiáng)度指標(biāo)為:</p><p>　　抗拉

41、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:=1860Mpa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:=1260Mpa</p><p>　　彈性模量: E=1.95×Mpa</p><p>　　相對(duì)界限受壓區(qū)高度: =0.4</p><p><b>　　3、普通鋼筋:</b></p><p>　?。?）縱向抗拉普通鋼筋采用

42、HRB400鋼筋,其強(qiáng)度指標(biāo)為:</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:=400Mpa </p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:=330Mpa</p><p>　　彈性模量: E=2.0×Mpa</p><p>　　相對(duì)界限受壓區(qū)高度: =0.53</p><p>　?。?）箍筋及構(gòu)造筋采用HRB335鋼筋,其強(qiáng)

43、度指標(biāo)為:</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:=335Mpa </p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:=280Mpa</p><p>　　彈性模量: E=2.0×Mpa</p><p>　　3.4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的確定及布置</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

44、跨中截面所需的有效預(yù)加力為：</p><p><b>　　（3.8）</b></p><p>　　式中：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,由表3.7知；設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積重心距截面下緣為則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為；鋼筋估算時(shí)截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)計(jì)算，跨中截面全截面面積；全截面對(duì)抗裂性驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為：；所以有效預(yù)應(yīng)力合力

45、為：</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為，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)力鋼筋的面積為：</p><p>　　采用3束 的鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為；采用夾片式群錨。</p><p>　　3.4.3 預(yù)應(yīng)力鋼束布置</p><p>　　1、跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置</p><p>　

46、　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合《橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求，參照已有的設(shè)計(jì)圖紙并按《橋規(guī)》中的構(gòu)造要求，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置。（圖3.8）</p><p>　　圖3.8預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖</p><p><b>　　2、錨固面鋼束布置</b></p><p>　　為了使用施工方便，全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨固于梁端，這樣

47、布置符合均勻分散的原則。</p><p>　　3、其他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，的彎起角；的彎起角；的彎起角。各鋼束的彎起半徑。升高值；；。</p><p>　?。?）鋼束各控制點(diǎn)位置的確定<

48、;/p><p>　　以號(hào)鋼束為例，其彎起布置如圖所示</p><p>　　由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離</p><p><b>　　求得 </b></p><p>　　由確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離：</p><p><b>　　求得 </b></p><p

49、>　　所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為：</p><p>　　則彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為：</p><p>　　根據(jù)圓弧切線性質(zhì)，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>　　由此計(jì)算的各鋼束控制要素見表3.13

50、</p><p>　　表3.8 各鋼束彎起控制要素</p><p>　?。?）各截面鋼束位置及傾角計(jì)算</p><p>　　計(jì)算鋼束上任意一點(diǎn)離梁底距離及改點(diǎn)處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，，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)判斷出點(diǎn)位于直線段還未彎起，。故，；</p>

51、<p>　　當(dāng)時(shí)，點(diǎn)位于圓弧彎起段，按下式計(jì)算及；</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，點(diǎn)位于靠近錨固端的直線段，此時(shí)按下式計(jì)算，</p><p><b>　　（3.11）</b>

52、</p><p>　　計(jì)算所得數(shù)值見表3.9</p><p>　　表3.9各截面鋼束位置及傾角計(jì)算表</p><p>　　3.4.4 普通鋼筋數(shù)量的確定及布置</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。在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求確定。</p><p>

53、;　　設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為則有：</p><p>　　先假定為第一類T型梁截面，由公式 計(jì)算受壓區(qū)高度：</p><p>　　求得： 屬于第類</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>　　采用4根直徑為14的鋼筋，提供的鋼筋面積為，在梁底布置成一排，其間距

54、為130，鋼筋重心到底邊的距離為。 </p><p>　　3.4.5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性質(zhì)應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。本橋從設(shè)計(jì)到施工運(yùn)營(yíng)經(jīng)歷了如下三個(gè)階段。</p><p>　　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

55、，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梁翼板寬度為1600mm。</p><p>　　2、灌漿封錨，主梁吊裝就位并澆筑300mm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300mm濕接縫，但濕接縫還沒有參與截面受力，所以此時(shí)

56、的截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋的換算面積，T梁翼緣板寬仍為1600mm。</p><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)力鋼筋影響的換算面積，T梁翼板有效寬度為2200mm。</p><p>　　第一階段截面幾何特性的計(jì)算結(jié)果見表3.10，

57、同理計(jì)算的其他階段及其他截面的幾何性質(zhì)見表3.11。</p><p>　　表3.10第一階段跨中</p><p>　　表3.11各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表</p><p><b>　　續(xù)上表</b></p><p>　　3.5 承載能力狀態(tài)計(jì)算</p><p>　　3.5.1跨中截面抗

58、彎承載力計(jì)算</p><p>　　一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算</p><p><b>　　（1）求受壓區(qū)高度</b></p><p>　　先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造筋的影響，由下式計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度</p><p>　　計(jì)算說明：受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確實(shí)是第一類T形截面梁。</p&g

59、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>　　所以：，由組合表知梁跨中截面的組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎承載力由下式得：</p><p>　　計(jì)算說明：跨中截面正截面承載力滿足要求。</p><p>　　3.5.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算</p

60、><p><b>　　斜截面承載力計(jì)算</b></p><p>　?。?）斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　　變化點(diǎn)截面處的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>　?。?.12）</b><

61、/p><p>　　式中：—為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，這里;</p><p>　　—為混凝土強(qiáng)度等級(jí)，這里；</p><p>　　—為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，</p><p>　　—為腹板厚度，這里；</p><p>　　—為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，</p><p>　　—為相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有

62、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><b>　　所以：，</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得 </b></p><p>　　計(jì)算表明：截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。</p><

63、p>　　斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算，即：</p><p><b>　　（3.13）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　式中：—異號(hào)彎矩影響系數(shù)，；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，；</p><p>　　—受壓翼緣的影響系數(shù)，

64、；</p><p>　　箍筋選用雙肢直徑為的鋼筋，，間距，則，故：</p><p>　　采用全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即。所以：</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>　　3.7 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算</p><p>　　3.7.1 抗裂性驗(yàn)算

65、</p><p>　　1.正截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　正截面抗裂性計(jì)算取跨中截面進(jìn)行。</p><p>　　1）預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂性驗(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&

66、gt;<p><b>　　則：</b></p><p>　　2）由荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　3）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>

67、　?。?.20）</b></p><p>　　由以上計(jì)算知，計(jì)算結(jié)果滿足《公橋規(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。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)組合的抗裂性要求。</p><p><b>　　由式得：</b></p><p>　　所以構(gòu)件滿足《公橋規(guī)》中A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長(zhǎng)期效

68、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。</p><p><b>　　1）主應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p>　　計(jì)算上梗肋處的主應(yīng)力</p><p><b>　　a剪

69、應(yīng)力</b></p><p><b>　　剪應(yīng)力的計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　b正應(yīng)力</b></p><p><b>　　c主拉應(yīng)力</b></p><p&g

70、t;　　表3.17變化點(diǎn)截面主應(yīng)力計(jì)算表</p><p>　　3.7.2主梁變形驗(yàn)算及預(yù)拱度設(shè)置</p><p>　　1.使用階段的撓度計(jì)算</p><p>　　根據(jù)主梁截面在各個(gè)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裂。</p><p>　　2.荷載短期作用下主梁撓度驗(yàn)算</p><p>　　主梁

71、計(jì)算跨徑，混凝土的彈性模量。取梁處截面的換算截面慣性矩作為全梁的平均值來計(jì)算。</p><p>　　簡(jiǎn)支梁撓度驗(yàn)算式為： （3.21）</p><p>　　3.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>&

72、lt;p>　　由可變荷載引起的簡(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>　　4.考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的一期荷載、二期荷載引起的撓度</p><p>　　5.預(yù)加應(yīng)力引起的上供撓度計(jì)算</p><p

73、>　　采用截面處的使用階段永存預(yù)加應(yīng)力矩作用為全梁平均預(yù)加力矩計(jì)算值，即：</p><p>　　截面慣矩應(yīng)采用預(yù)加應(yīng)力階段（第一階段）的截面慣矩，為簡(jiǎn)化這里仍以截面處的截面慣矩作為全梁的平均值來計(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)加應(yīng)力引起的上供值為：</p><p><b

74、>　　6.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><p>　　3.8 持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用（或荷載）取其標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車

75、荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。</p><p>　　3.8.1 跨中截面混凝土法向正應(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、L/8、支點(diǎn)及鋼束突然變化處分別進(jìn)行驗(yàn)算。應(yīng)力計(jì)算的作用（或荷載）取標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　跨中截面

76、</p><p>　　此時(shí)有 </p><p>　　跨中截面混凝土上邊緣的壓應(yīng)力計(jì)算值為：</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>　　3.8.2跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　由二期恒載及活載作用下產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為：

77、</p><p><b>　　所以鋼束應(yīng)力為：</b></p><p>　　計(jì)算說明預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力超過了規(guī)范規(guī)定值。但其比值，可以認(rèn)為鋼筋應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　3.8.3持久狀況混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算</p><p><b>　　截面面積距計(jì)算</b></p><p&g

78、t;　　如圖所示，其中計(jì)算點(diǎn)分別取上梗肋處。第三階段截面重心軸處及以下梗肋處第一階段截面梗肋以上面積對(duì)凈截面中心軸的面積距。</p><p>　　同理可求得其他階段不同位置處的面積距，見表3.18</p><p>　　表3.18面積矩計(jì)算表</p><p>　　3.8.4作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算</p><p>　　斜截面抗裂驗(yàn)

79、算應(yīng)取剪力和彎矩均較大的最不利區(qū)段截面進(jìn)行。</p><p>　　主應(yīng)力驗(yàn)算，計(jì)算上梗肋處的主應(yīng)力</p><p><b>　　a剪應(yīng)力</b></p><p><b>　　剪應(yīng)力的計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?。?.22）</b></p>&l

80、t;p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　b正應(yīng)力</b></p><p><b>　　主拉應(yīng)力</b></p><p>　　表3.19變化點(diǎn)截面主應(yīng)力計(jì)算表</p><p>　　3.9 短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　

81、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算構(gòu)件在構(gòu)造、運(yùn)輸及安裝等施工階段，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失）、構(gòu)件自重及其它施工荷載引起的截面應(yīng)力。對(duì)簡(jiǎn)支梁、以跨中截面上、下緣混凝土正應(yīng)力控制。</p><p><b>　　應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p>　　短暫狀況下的正應(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

82、等級(jí)為,在預(yù)加力自重作用下的截面邊緣混凝土的法向壓應(yīng)力應(yīng)符合的要求。</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>　　上緣： （3.23）</p><p>　　下緣 ： （3.24）</p><p><

83、b>　　其中</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土的壓應(yīng)力應(yīng)滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，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><b>　　3.10小結(jié)</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，