40米跨简支梁桥毕业设计

1、第1章 绪 论1.1 概述桥位河段为老莱河，是嫩江东岸二级支流，全长115公里，流域面积670平方公里，平原河流，坡降平缓。桥位附近河道基本顺直，河床稳定。河床土质由表至下为亚粘土和亚砂土。由于桥址附近的水文站建立时间不长，不具有该河段的长期系列观测资料。经在东安河段多次调查访问，拟定出设计水位，可以作为本次设计阶段确定东安河桥的设计洪水流量及其相应的流速等水文要素的主要依据。气候属中温带大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短。1月平均气温-23.6，7月平均气温21.3，年平均气温0.7，无霜区125天，标准冻深2.2m，年降水量450.8mm。畅流期内4-5月份水位较低，汛期为7月到9月。春季

2、的流冰易造成对桥梁下部结构的破坏，对流冰期的施工也会产生较大的不利影响1.2 技术标准和技术规范1、公路工程技术标准 （jtg b01-2003）2、公路桥涵设计通用规范 （jtj d60-2004）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtj d62-2004）4、公路桥涵地基与基础设计规范 （jtgd 63-2007）5、公路桥涵施工技术规范 （jtj041-2000）6、现行标准图1.3 技术指标1.3.1 桥面净空 净9+21.5m1.3.2 设计荷载 汽车荷载 公路级人群荷载 3.0kn/m21.3.3 设计水位 h=121.3m1.3.4 计算要求 设计流量确定桥长确定桥

3、面最低标高上部结构内力计算下部结构计算1.3.5 主要材料1、预应力钢束预应力钢束采用17型钢绞线,其强度指标为:抗拉强度标准值 =1860mpa抗拉强度设计值 =1260mpa弹性模量 e=1.95mpa2、非预应力钢筋（1）纵向抗拉普通钢筋采用hrb400钢筋,其强度指标为:抗拉强度标准值:=400mpa 抗拉强度设计值:=330mpa 弹性模量: e=2.0mpa 相对界限受压区高度: =0.53（2）箍筋及构造筋采用hrb335钢筋,其强度指标为: 抗拉强度标准值:=335mpa 抗拉强度设计值:=280mpa 弹性模量: e=2.0mpa3、混凝土主梁采用c50混凝土抗压强度标准值

4、=32.4mpa抗压强度设计值 =22.4mpa抗拉强度标准值 =2.65mpa抗拉强度设计值 =1.83mpa弹性模量 =3.45mpa1.4 结构形式上部采用40m装配式预应力混凝土t形梁下部采用柱式墩台，钻孔灌注桩，支座采用板式橡胶支座和四氯乙烯滑板式支座。1.5 上部结构说明书1.5.1 技术标准标准跨径 40m计算跨径 39.00m主梁全长 39.96m支点距梁端 0.48m梁高 2.20m1.5.2 设计要求1、为减轻主梁的安装重量，增强桥梁的整体性，在预制t梁上设700mm的湿接缝。2、 设计构件尺寸按规范图。3、对内梁各截面进行验算。1.5.3 施工工艺按后张法施工工艺制作主梁

5、，采用金属波纹管制孔。1.5.4 施工要点1、支架模板，保证工程构造物的形状，尺寸及各部分相互间位置的正确性。2、预应力钢束采用超张拉，严格按规程操作。3、管道或成孔要个保证质量，保证孔道畅通。4、保证混凝土质量。1.6 下部结构说明书 1.6.1 质量标准1、灌注桩用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。2、成孔深度必须符合设计要求。3、实际浇注混凝土不得小于计算体积。4、灌注后的桩顶标高必须符合设计要求。1.6.2 施工注意事项1、 预防塌孔。2、 预防桩孔偏斜 。3、 预防钢筋笼变形，保护层不够，深度不符合要求 。第2章 水文计算2.1 原始资料2.1.1 水文资料河床土

6、质为沙性土，平均粒径为3mm，属细砾。河槽宽，无河滩。设计水位121.3m，最大水深图2.1 河床地质剖面图2.1.2 设计流量已知设计水位=121.3 ，由谢才-曼宁公式计算设计流速，进而计算设计流量。2.2 水文计算2.2.1 设计流量的计算利用谢才曼宁公式： （2.1）断面平均流速；水力半径，；水力坡度；谢才系数；粗糙系数；表2.1 河流横断面计算表类型桩号河床标高水深平均水深水面宽度过水面积累计面积湿周水力半径断面流速断面流量累计流量河槽k1+000121.30 0.00 0.00 0.00 2.50 21.00 52.50 21.59 2.43 1.45 76.13 21.00 11

7、6.30 5.00 52.50 76.13 5.25 9.00 47.25 9.01 5.24 2.41 113.87 30.00 115.80 5.50 99.75 190.00 6.00 17.00 102.00 17.03 6.00 2.64 269.28 47.00 114.80 6.50 201.75 459.28 6.75 25.00 168.75 25.00 6.75 2.86 482.63 72.00 114.30 7.00 370.50 941.91 6.50 17.00 110.50 17.03 6.49 2.78 307.19 89.00 115.30 6.00 481.

8、00 1249.10 5.00 14.00 70.00 14.14 4.95 2.32 162.40 103.00 117.30 4.00 551.00 1411.50 2.00 6.00 12.00 7.21 1.66 1.12 13.44 109.00 121.30 0.00 563.00 1424.94 2.2.2 桥孔净长计算及桥孔布置应用桥下过水面积计算桥孔长度经验公式，这种方法对于颗粒均匀的沙质河床，平原稳定河床基本能反映实际情况。 （2.2）其中：桥孔最小净长度；设计流量；设计水位下天然河槽流量；天然河槽宽度；系数和指数；分孔： 从安全方面考虑选3孔验算：墩宽采用1.8m=标准跨

9、径孔数桥墩数墩宽=满足要求。由此确定此桥分三孔。2.2.3 桥面中心最低标高确定河不通航，所以 （2.3） 式中： 设计水位，=121.3；桥下净空安全值，取0.5m； 桥梁上部结构建筑高度；壅水高度，取 桥面中心最低标高:2.2.4 梁墩台冲刷计算(1) 桥下断面一般冲刷后水深河床土为亚砂土亚粘土（可塑），无河滩，所以冲刷计算按粘性土河床一般冲刷计算公式9-1计算： (2.4)式中：桥下一般冲刷后的最大水深（）；桥下河槽部分通过的设计流量（）； 当桥下河槽能扩宽至全桥时（桥孔压缩大，河滩土质易冲刷）（）；桥下河槽部分桥孔过水净宽（），当桥下河槽能扩宽至全桥时，即为全桥桥孔过水净宽；（两台前缘

10、间的桥孔长度）；桥墩水流侧向压缩系数，（）经查表，由内插可求得；桥下河槽最大水深（）；桥下河槽平均水深（）；单宽流量集中系数取1.01.2；冲刷坑范围内黏性土液性指数适用范围为0.161.19 ;即一般冲刷：8.66m(2) 桥墩局部冲刷计算 当时 （2.5） 当时 （2.6）式中 ：墩形系数，经查表；桥墩计算宽度（m），；冲刷坑范围内黏性土液性指数，适用范围为，；一般冲刷后的最大水深所以局部冲刷为1.01m，因此，确定一般冲刷和局部冲刷之和为2.67m3m,在要求的范围之内。最低冲刷线标高m2.3 本章小结本章通过对所给河床剖面图和相关水文资料的分析和计算，得知设计流量为qs1424.94m

11、/s，设计水位121.3m。计算最小桥孔净长lj91.56m，实际最小桥孔净长为116.4m。通过设计水位进一步的计算出桥长120m及桥面中心最低标高124m，同时根据地质水文图确定桥梁三孔的布置。本章的内容是以后的设计工作的基础，为第四章的下部基础设计提供了详实的资料和数据。第3章 上部结构一般设计3.1 设计资料及构造布置3.1.1 设计资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m（墩中心距），全桥共：120米，分3跨，主梁全长：39.96m，桥面净空：净9+21.5m计算跨径：39m。2、设计荷载公路级3、材料及工艺本桥为预应力混凝土简支t型梁桥；混凝土：主梁用c50，栏杆及桥面铺装用c50；

12、预应力钢筋：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d62-2004）的钢绞线，每束7根，全梁配6束，=1860。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管和夹片式锚具。其他内容详见设计说明书。4、设计依据交通部颁公路工程技术标准（jtg b01-2003），简称标准交通部颁公路桥涵设计通用规范（jtgd60-2004）简称桥规交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d62-2004）3.1.2 横截面布置本设计采用公路桥涵标准图40米跨径的定型设计，因此主要尺寸已经大致定下，以下为初步选定截面尺寸。1、主梁间距与主梁片数全桥宽12米，

13、主梁间距2.3米，因此共设5片主梁，根据一些资料，主梁的梁高选用2200mm,详细布置见图3.1：图3.1 截面尺寸图2、主梁主要截面几何特性计算主梁跨中截面划分五个规则的图形小单元，截面几何特性指标列表计算如表3.1表3.1 一号梁跨中截面几何性质计算表分块名称分块面积ai 分块面积形心至上缘距离 yi 分块面积对上缘静矩si=aiyi 分块面积的 自身惯矩 ii di=ys-yi 分块面积对截面形心惯矩ix=aidi2 i=ii+ix 大毛截面翼缘板3680.0 8.0 29440.0 78506.7 71.8 18976568.0 19055074.7 三角承托697.5 19.0 13

14、252.5 3138.8 60.8 2579254.6 2582393.4 腹板3480.0 103.0 358440.0 8780040.0 -23.2 1871460.8 10651500.8 表3.1 一号梁跨中截面几何性质计算表 续上表下三角360.0 123.3 44388.0 8000.0 -43.5 680896.8 688896.8 马蹄1680.0 205.0 344400.0 126000.0 -125.2 26329860.6 26455860.6 9897.5 789920.5 59433726.4 小毛截面翼缘板3120.0 8.0 24960.0 66560.0 7

15、6.12 18078073.7 18144633.7 三角承托697.5 19.0 13252.5 3138.8 65.12 2957828.5 2960967.3 腹板3480.0 103.0 358440.0 8780040.0 -18.88 1240461.3 10020501.3 下三角360.0 123.3 44388.0 8000.0 -39.18 552626.1 560626.1 马蹄1680.0 205.0 344400.0 126000.0 -120.88 24548117.0 24674117.0 9337.5 785440.5 56360845.4 表3.2 一号梁支点

16、截面几何性质计算表分块名称分块面积ai 分块面积形心至上缘距离 yi 分块面积对上缘静矩si=aiyi 分块面积的 自身惯矩ii di=ys-yi 分块面积对 截面形心惯矩ix=aidi2 i=ii+ix 大毛截面翼缘板3680.0 8.0 29440.0 78506.7 81.3 24293750.0 24372256.7 左三角承托324.4 18.5 5997.6 1002.1 70.8 1624113.3 1625115.4 右三角承托92.2 17.9 1651.5 169.9 71.3 468907.2 469077.1 腹板11424118.0 1348032.0 3961843

17、2.0 -28.8 9442650.0 49061082.0 15520 1385121.1 75527531.2 小毛截面翼缘板3120.0 8.0 24960.0 66560.0 84.28 22161729.4 22228289.4 左三角承托324.4 18.5 5997.6 1002.1 73.79 1766183.0 1767185.1 右三角承托92.2 17.9 1651.5 169.9 74.36 509590.4 509760.3 腹板11424.0 118.0 1348032.0 39618432.0 -25.72 7557186.2 47175618.2 14960.5

18、 1380641.1 71680853.0 表3.3 二、三号梁跨中截面几何性质计算表分块名称分块面积ai 分块面积形心至上缘距离 yi 分块面积对上缘静矩si=aiyi 分块面积的自身惯矩 ii di=ys-yi 分块面积对 截面形心惯矩ix=aidi2 i=ii+ix 大毛截面翼缘板3680.0 8.0 29440.0 78506.7 73.4 19826220.8 19904727.5 三角承托450.0 19.0 8550.0 2025.0 62.4 1752192.0 1754217.0 腹板3480.0 103.0 358440.0 8780040.0 -21.6 1623628.

19、8 10403668.8 下三角360.0 123.3 44388.0 8000.0 -41.9 632019.6 640019.6 马蹄1680.0 205.0 344400.0 126000.0 -123.6 25665292.8 25791292.8 9650.0 785218.0 58493925.7 小毛截面翼缘板2560.0 8.0 19200.0 54613.3 82.9 17572153.6 17626766.9 三角承托450.0 19.0 8550.0 2025.0 71.9 2323090.1 2325115.1 腹板3480.0 103.0 358440.0 87800

20、40.0 -12.2 513726.3 9293766.3 下三角360.0 123.3 44388.0 8000.0 -32.5 379080.9 387080.9 马蹄1680.0 205.0 344400.0 126000.0 -114.2 21890773.8 22016773.8 8530.0 774978.0 51649503.0 注：矩形：；三角形：3、检验截面效率指标大毛截面上核心距（运营阶段）大毛截面下核心距（运营阶段）截面效率指标，不必验算截面稳定性。3.1.3 主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标很有效，故在

21、许可条件下应适当加宽t梁翼缘板，本设计主梁翼缘板宽度为2300mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土湿接缝，因此主梁工作截面有两种：预施应力，运输，吊装阶段的小截面（上翼缘板宽度为1600mm）和运营阶段的大截面（上翼缘板宽度为2300mm）。桥宽为净9+21.5m，桥梁横向布置5片主梁。3.1.4 横截面沿跨长的变化设计主梁采用等高度形式，横截面的t梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而从距离支点6500mm的变化点开始向支点逐渐抬高，梁端部分区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力同时因布置锚具的需要应在变化点处开始将腹板加厚，在距支点1980mm处

22、加宽至与马蹄同宽。3.1.5 横隔梁的设置 本设计在桥跨中点和三分点，六分点，支点处设置七道横隔梁，其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部260，下部240。中横隔梁高度1950，厚度为上部180，下部160。见图3.2。220039960/2650065006500480图3.2主梁尺寸3.2 主梁内力计算3.2.1 永久作用效应计算1）永久作用集度（以1号梁为例）(1)预制梁自重跨中截面段主梁自重（变化点至跨中截面长13）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5）支点段梁的自重（长1.98）边主梁的横隔梁中横隔梁体积：端横隔梁体积：故半跨内横隔梁重力为：预制梁永久作用集度(2)二

23、期永久作用现浇t梁翼板集度现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：一片端横隔梁（现浇部分）体积：故：二期永久作用集度(3)三期永久作用铺装10cm混凝土铺装：8cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给五片梁，则栏杆栏杆集度人行道集度：栏杆、人行道均摊给五片梁：三期荷载集度：表3. 4 荷载集度表梁号一期荷载二期荷载三期荷载 汇总127.571.63610.5139.716226.393.91710.5139.716326.393.91710.5139.7162）永久作用效应设为计算截面离左支座的距离，并令 ，主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： (3.1) (3.2)qx=al(1-a)lqxmxa(

24、1-a)lm影响线1aaq影响线-待添加的隐藏文字内容1图3.3 永久作用效应计算图表3.5 1号梁永久作用效应计算表作用效应跨中四分点变化点距支点h/2支点=0.5=0.25=0.1646=0.028=0一期弯矩5241.753931.212882.99570.700剪力0268.81360.61507.56536.25二期弯矩311.04233.28171.0833.860剪力015.9521.4030.1231.90三期弯矩1998.211498.621099.03217.560剪力0102.47137.47193.49204.94弯矩75515663.114153.1822.120剪力

25、0387.23519.48731.17773.09表3.6 2.3号梁永久作用效应计算表作用效应跨中四分点变化点距支点h/2支点=0.5=0.250.1646=0.028=0一期弯矩5017.403762.952759.60546.270剪力0257.30345.18485.84514.60二期弯矩744.72558.52409.6081.080剪力038.1951.2372.1176.42三期弯矩1998.211498.621099.03217.560剪力0102.47137.47193.49204.94弯矩7760.335820.094268.23844.910剪力0397.96533.8

26、8751.44795.963.2.2 可变作用效应计算1）冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频，简支梁桥的基频可采用下式计算其中： 材料弹性模量跨中截面的截面惯性矩结构跨中处的单位长度质量结构跨中处每延米结构重力混凝土，根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：按桥规规定两车道的车道折减系数为1；2) 计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中截面的荷载横向分布系数如前所述，本例桥跨内设六道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为： 所以按修正的刚性横隔梁来绘制横向影响线和计算横向分布系数计算主梁抗扭惯矩对于t形截面抗扭惯矩可

27、近似按下式计算： (3.3) 式中：、相应单个矩形截面宽度和高度；矩形截面抗扭刚度系数；截面划分成矩形截面的个数；对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：马蹄部分的换算平均厚度：表3.7 主梁抗扭惯矩 分块名称翼缘板23018.1412.79134.57634腹板161.86208.0930.3073.97528马蹄56401.40.186436.6816515.23327 (3.4)式中：；按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值： (3.5)式中：；计算所得的值见表3.8：表3.8 横向影响线竖坐标值梁号i1i2i3i4i510.55320.37660.20.0234-0.153220.376

28、60.28830.20.11170.023430.20.20.20.20.2计算荷载横向分布系数按横向最不利荷载得梁在汽车人群作和下的横向分布系数，如图3.4绘制1、2号梁荷载横向影响线,进行最不利布载图3.4 跨中的横向分布系数 mc 计算图示 （尺寸单位：m m）1号梁的汽车横向分布系数为： 人群横向分布系数为：2号梁的汽车横向分布系数为：人群横向分布系数为：3号梁的汽车横向分布系数为：人群横向分布系数为：（2）支点截面的荷载横向分布系数：按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载 图3.5 支点的横向分布系数m0 计算图示 (尺寸单位：m m)1号梁的汽车横向分布系数为：人群横向分布系

29、数为：2号梁的汽车横向分布系数为：人群横向分布系数为：3号梁的汽车横向分布系数为：人群横向分布系数为：（3）横向分布系数汇总在活载内力计算中，对于横向分布系数的取值做如下考虑：跨中至变化点区域取,梁端取，变化点至梁端区域进行直线内插。表3.9 横向分布系数汇总表梁号荷载位置汽车荷载人群荷载 1号梁跨中0.63800.6031 支点0.36961.2800 2号梁跨中0.51900.4016 支点0.8261 0.0000 3号梁跨中0.400 0.2000 支点0.8261 0.0000 3) 车道荷载的取值公路级的均布荷载标准值和集中荷载标准值为：计算弯矩时：计算剪力时：4) 计算可变作用效

30、应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数的取值作如下考虑：支点处横向分布系数取，从支点至第一根横隔梁，横向分布系数从直线过渡到，其余梁段均取。计算最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，计算公式为 (3.6)式中：所求截面的弯矩或剪力；汽车荷载冲击系数；汽车荷载横向折减系数；车道集中荷载标准值；车道均布荷载标准值；影响线上最大坐标值；影响线上同号区段的面积；(1) 跨中截面最大弯矩和剪力可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群）标准效应：图3.6 跨中截面作用效应计算图式(2) 四分点截面最大弯矩和剪力可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群）标准效应：图3.7 四分点截面弯矩剪力计算图

31、示(3) 变化点截面最大弯矩和剪力可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群）标准效应：图3.8 变化点截面弯矩剪力计算图示(4)距支点h/2截面可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群）标准效应： 图3.9 h/2截面弯矩剪力计算图示(5)支点截面可变作用（汽车）标准效应：可变作用（人群）标准效应： 图3.10 支点截面弯矩剪力计算图示3.2.3 主梁内力组合1）基本组合（用于承载能力极限状态计算） (3.7) (3.8)2) 短期组合（用于正常使用极限状态计算） 3) 长期组合（用于正常使用极限状态计算） 将计算所得的内力组合值列于下表表3.10 1号梁内力组合计算表荷载类别跨中截面l/4截

32、面变化点截面h/2截面支点截面m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)总恒载7551.000 0.000 5663.110 387.230 4153.100 519.480 822.120 731.170 0.000 773.090 汽车荷载3786.180 180.060 2833.750 299.700 2092.820 343.030 407.720 414.590 0.000 426.780 人群荷载537.370 13.780 408.440 30.320 308.020 37.290 65.360 55.820

33、0.000 63.360 基本组合14963.70267.518 11220.43918.214 8258.650 1145.383 1630.555 1520.348 0.000 1596.163 短期组合10342.04120.959 7758.306 595.943 5706.846 760.955 1130.170 1033.770 0.000 1090.486 长期组合9053.764 66.757 6790.347 501.297 4988.152 651.073 986.944 894.515 0.000 943.597 表3.11 2号梁内力组合计算表荷载类别跨中截面l/4截面

34、变化点截面h/2截面支点截面m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)总恒载7760.330 0.000 5820.090 397.960 4268.230 533.880 844.910 751.440 0.000 795.960 汽车荷载3125.530 100.410 2350.880 244.570 1748.040 280.230 351.550 351.930 0.000 369.400 表3.11 2号梁内力组合计算表 续上表人群荷载330.910 8.480 244.970 19.490 178.170 24.

35、130 32.240 29.230 0.000 29.050 基本组合14058.75 150.072 10549.70841.779 7768.682 1060.004 1542.171 1427.168 0.000 1504.848 短期组合9951.675 68.248 7464.393 563.027 5486.900 724.814 1086.406 990.152 0.000 1044.891 长期组合8955.799 37.545 6717.697 488.943 4934.069 638.848 977.381 882.836 0.000 933.226 表3.12 3号梁内力

36、组合计算表荷载类别跨中截面l/4截面变化点截面h/2截面支点截面m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)m(knm)v(kn)总恒载7760.330 0.000 5820.090 397.960 4268.230 533.880 844.910 751.440 0.000 795.960 汽车荷载2425.300 114.220 1828.330 188.920 1363.660 216.400 278.270 276.530 0.000 292.710 人群荷载164.790 4.220 114.830 9.710 88.730 12.020

37、16.790 14.560 0.000 14.470 基本组合12892.38164.634 9672.380 752.915 7130.378 957.078 1422.275 1305.177 0.000 1381.152 短期组合9368.751 72.208 7023.212 520.122 5168.662 674.710 1027.337 930.601 0.000 984.662 长期组合8651.178 40.538 6487.903 466.103 4767.552 612.293 946.276 851.322 0.000 901.309 3.3 钢筋面积的估算及钢束布置3

38、.3.1 预应力钢筋截面积估算首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力为 （3.13）式中：短期效应弯矩组合设计值，由表3.10查得，；为估算钢筋数量时近似采用毛截面几何性质，由表3.1查得，全截面对抗裂性验算边缘的弹性抵抗矩为：预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，假设120，拟采用15.2 钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积139，抗拉强度标准值1860，张拉控制应力取，预应力损失按张拉控制应力的20估算，所需预应力钢绞线的钢筋面积为：采用6束715.2 的钢绞线，预应力钢筋的截面积为，采用夹片式群锚，70金属波纹管成孔。3.3.2 预应力钢筋的布置

39、（1）对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些，选用直径5cm抽拔橡胶成型的管道，取管道净距4cm，至梁底净距5cm。（2）对于锚固截面，为了方便张拉操作，将所有钢束都锚固在梁端，这样符合均匀分散的原则，既满足张拉要求，n5(n6) 在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。详图如下： 图3.11 钢束布置图（3）其他截面钢筋布置及倾角计算钢筋弯起形状，弯起角及其弯曲半径 为了使用施工方便，全部6束预应力钢筋均锚固于梁端，这样布置符合均匀分散的原则。 采用直线段中接圆弧段的方式弯曲，为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，的弯起角；的弯起角；的弯起角；的弯

40、起角；各钢束的弯起半径；升高值；钢束各控制点位置的确定以号钢束为例：由确定导线点距锚固点的水平距离：由确定弯起点至导线点的水平距离：所以弯起点至锚固点的水平距离为：则弯起点至跨中截面的水平距离：根据圆弧切线的性质，弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为：故弯止点至跨中截面的水平距离：由此计算的各钢束控制要素见表3.13表3.13 预应力筋束曲线要素表钢束号升高值弯起角弯起半径支点至锚固点的水平距离弯起点距跨中的水平距离弯止点距跨中截面的水平距离n1n23605800002601215219125n3n46707500002821126717

41、360表3.13 预应力筋束曲线要素表 续上表n51200940000275905115308n61500930000278794612639各截面钢束位置及倾角计算计算钢束上任意一点离梁底距离及改点处钢束的倾角，式中为钢束弯起前其重心至梁底的距离，为点所在计算截面处钢束位置的升高值。计算时，首先应判断出点所在处的梁段，然后计算及当时，点位于直线段还未弯起，故、当时，点位于圆弧弯曲段，按下式计算及 (3.14) (3.15)当时，点位于靠近锚固端的直线段，此时，按下式计算 (3.16)各截面钢束位于及倾角计算表表3.14 各计算截面预应力筋束的位置和倾角 计算截面钢束编号xkmmlb1+lb2

42、mmxi-xkmm（）cimmai=a+cimm跨中截面xi=0n1、n2121526973为负值，钢束尚未弯起00100n3、n4112676093260n590516257100n679464693260l/4截面xi=9750n1、n2121526973为负值，钢束尚未弯起00100n3、n4112676093260n59051625769916106n67946469318043.44754314表3.14 各计算截面预应力筋束的位置和倾角 续上表变化点截面xi=13000n1、n21215269738480.6074104n3、n411267609317331.98630290n59

43、051625739495.666195295n67946469350549431691距支点h/2截面xi=18400n1、n212152697362484.479244341n3、n411267609371337503763n590516257934999881088n67946469310454912861546支点截面xi=19500n1、n212152697373485338438n3、n411267609382337638898n59051625710449911621262n679464693115549146117213.3.3 非预应力钢筋面积计算按构件承载能力极限状态，要求估

44、算非预应力钢筋数量。在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求确定设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边的距离为则有先假定为第一类t型梁截面，由公式求得 属于第类则根据正截面承载能力计算需要的非预应力钢筋面积为：采用6根直径为16的钢筋，提供的钢筋面积为，在梁底布置成一排，其间距为90，钢筋重心到底边的距离为。3.4 各阶段截面几何性质计算3.4.1 净截面几何特性计算在预加应力阶级，只需要计算小毛截面的几何特性，计算公式如下：截面积： (3.17)截面惯矩： (3.18)3.4.2 换算截面几何特性计算在使用荷载阶级需要计算大毛截面的几何特性，计算公式如下

45、：换算截面面积： (3.19)换算截面惯矩： (3.20)式中：分别为混凝土毛截面面积和惯矩分别为一根管道截面面积、钢束截面面积和一根普通钢筋截面面积别为净截面和换算截面重心到主梁上缘的距离计算面积内所含的管道（钢束）数钢绞线与混凝土的弹性模量比值普通钢筋与混凝土的弹性模量比值各截面计算结果整理见表3.15：表3.15 第一阶段跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积ai (mm2)重心至梁顶距离yi (mm)对梁顶边的面积距 si (mm3）自身惯性矩ii x1010mm4yu-yi（mm）ix=ai（yu-yi）2（mm4）i=ii+ix（x1010mm4）混凝土全截面925750847.7784758