T型梁桥结构计算毕业设计

1、摘要目前，为适应我国经济的发展，预应力混凝土被更广泛的应用，以此缓解交通给人们生产生活带来的不便。根据安全、适用、经济、美观的桥梁设计原则，并在施工、造价等方面对装配式预应力混凝土简支T梁桥、预应力混凝土空心板连续梁桥及装配式箱型梁桥三种梁桥形式进行了比选，从而确定了预应力混凝土简支T梁桥为设计方案。在本次梁桥方案设计中，着重对预应力混凝土简支T梁桥资料设计、构造的布置、方案绘图、结构计算进行了全面的介绍。结构计算包括对横截面主要尺寸的拟定、可变作用效应计算、预应力损失值估算、持久状况承载能力极限状态承载力验算、主梁变形计算还有行车板道的计算。本设计依据当地环境的影响、人们的需求，道路的建设等

2、方面的综合考虑，进行了大桥的总体布局及桥梁的设计与计算，而预应力混凝土简支T梁桥恰好的具备了适用性强，就地取材，耐久性好，美观的各种优点。桥梁是城市道路的重要组成部分，对当地政治、经济、文化、国防等意义重大，加上其施工充分技术的先进性，预应力混凝土简支T梁桥将给城市增色不少。而今，又由于材料性能的不断改进，设计理论革新创造，施工工艺日趋完善，使得预应力混凝土简支T梁桥地位日益重要，本设计根据各方面条件，确定桥型为预应力混凝土T型梁桥。关键词：预应力混凝土; T型梁桥; 结构计算；设计方案Abstract At present, in order to adapt to the economic

3、 development of China, the prestressed concrete is more widely used, in order to ease traffic production and living of inconvenience to the people. According to the safe, applicable, economic, beautiful bridge design principles, and in such aspects as construction, the construction cost of prefabric

4、ated prestressed concrete simply supported T beam bridge, prestressed concrete hollow slab continuous girder bridge and prefabricated box girder bridge three bridge form has carried on the comparison, thus determine the prestressed concrete simply supported T beam bridge design. In the bridge design

5、, design of prestressed concrete simply supported T beam bridge data, structure layout, plan drawing, structural calculation has carried on the comprehensive introduction. Structural calculation including the main dimensions of cross-section, variable effect calculation, loss of prestress value esti

6、mation and lasting condition bearing capacity limit state of bearing capacity calculation, calculation and driving plate girder deformation calculation. This design according to the local environment, peoples demand, the influence of road construction and other aspects of the comprehensive considera

7、tion, the bridge of the overall layout and the design and calculation of the bridge, and prestressed concrete simply supported T beam bridge just have strong applicability, local materials, good durability, various advantages, beautiful. Bridge is an important part of city road, to the local politic

8、al, economic, cultural, national defense and so on is of great significance, and its construction technology of advanced fully, prestressed concrete simply supported T beam bridge will give city graces many. Now, due to the constant improvement of the material performance, innovation creates design

9、theory, construction technology is increasingly perfect, make prestressed concrete simply supported T beam bridge position is becoming more and more important. Key words: prestressed concrete; T girder bridge; structural calculation; design scheme 目 录摘要IAbstractII第1章 设计资料及构造布置11.1 设计资料11.1.1 桥梁跨径及桥宽

10、11.1.2 设计荷载11.1.3 材料及工艺11.1.4 设计依据11.1.5 基本计算数据11.2 横截面布置21.2.1 主梁间距和主梁片数的确定21.2.3 主梁跨中截面主要尺寸拟定31.3 横截面沿跨长的变化71.4 横隔梁的设置7第2章 主梁作用效应计算82.1 永久作用效应计算82.1.1 永久作用集度82.1.2 永久作用效应92.2 可变作用效应计算102.2.1 冲击系数和车道折减系数102.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数102.2.3 车道荷载的取值152.2.4 计算可变作用效应162.3 主梁作用效应组合213.1 跨中截面钢束的估算和确定233.1.1 按正常使

11、用极限状态的应力要求估算钢束数233.1.2 按承载能力极限状态估算钢束数233.2 预应力钢束布置233.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置243.2.2 钢束起弯角和线形的确定273.2.3 钢束计算28第4章 计算主梁截面几何特性324.1 截面面积及惯矩计算334.1.1 净截面几何特性计算334.1.2 换算截面几何特性计算334.2 截面净距计算354.3 截面几何特性汇总37第5章 钢束预应力损失计算385.1 预应力钢束与管道壁之间引起的预应力损失395.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失395.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失415.4 由钢束应力松弛引起的预应力

12、损失425.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失435.6 成桥后张拉N7号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失445.7 预加力计算及钢束预应力损失汇总45第6章 主梁截面承载力与应力验算486.1 持久状态承载能力极限状态承载力验算496.1.1 正截面承载力验算496.1.2 斜截面承载力验算516.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算556.2.1 正截面抗裂验算556.2.2 斜截面抗裂验算556.3 持久状态构件的应力验算596.3.1 正截面混凝土压应力验算596.3.2 预应力筋拉应力验算596.3.3 截面混凝土主压应力验算626.4 短暂状态构件的应力验算636.4.1预加应

13、力阶段的应力验算636.4.2 吊装应力验算67第7章 主梁端部的局部承压验算687.1 局部承压区的截面尺寸验算697.2 局部抗压承载力验算70第8章 主梁变形验算718.1 计算由预加力引起的跨中反拱度728.2 计算由荷载引起的跨中挠度758.3 结构刚度验算768.4 预拱度的设置76第9章 横隔梁计算769.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用779.2 跨中横隔梁的作用效应影响线779.2.1 绘制弯矩影响线789.2.2 绘制剪力影响线799.3 截面作用效应计算809.4 截面配筋计算82第10章 行车道板计算8210.1 悬臂板荷载效应计算8310.1.1 永久作用8310

14、.1.2 可变作用8410.1.3 承载能力极限状态作用基本组合8410.2 连续板荷载效应计算8510.2.1 永久作用8510.2.2 可变作用8610.2.3 作用效应组合9010.3 截面设计、配筋与承载力验算90第11章 支座的设计及验算9211.1 选定支座的平面尺寸9311.2 确定支座的厚度9311.3 验算支座的偏转9411.4 验算支座的抗滑稳定性9511.5橡胶支座的选配95第12章 桥梁的下部结构的计算9512.1设计资料9612.1.1设计标准及上部构造9612.1.2.水文地质条件9612.1.3.材料9612.1.4 水文地质条件9612.1.5 材料9612.1

15、.6 设计依据9612.2 盖梁计算9712.2.1 荷载计算9712.2.2 内力计算10312.2.3 截面配筋设计与承载力校核10512.3 桥墩墩柱设计10612.3.1 荷载计算10712.3.2 截面配筋设计及应力验算10912.4 钻孔桩设计11112.4.1 荷载计算11112.4.2 桩长计算11212.4.3 桩的内力计算（法）11312.4.4 桩身截面配筋与承载力验算11512.4.5 墩顶纵向水平位移验算116第13章 结 论118参考文献118致 谢119第1章 设计资料及构造布置1.1 设计资料1.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：34m；主梁全长：33.96m；计

16、算跨径：33m；桥面净空：净3.53+20.25+1.5=12.5m。1.1.2 设计荷载公路级，人群荷载3.0 kN/ m2，两侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别为2.5kN/m和8.0kN/m。1.1.3 材料及工艺混凝土：主梁用C50混凝土，栏杆以及桥面铺装用C30的防水混凝土。预应力钢筋全部采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范(JTG D622004)的s15.2钢绞线，每束6根，全梁配7束，pk=1860MPa。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。普通钢筋主要采用HRB400级钢筋，剩下的均采用R235钢筋。1.1.4 设计依据(1)

17、交通部颁布公路工程技术标准(JTG B012003)，简称标准；(2)交通部颁布公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)，简称桥规；(3)交通部颁布公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD622004)，简称公预规。1.1.5 基本计算数据(见表11)表11 基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度fcu,kMPa50弹性模量EcMPa3.45轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7f/ckMPa20.72容许拉应力0.7f/tkMPa1.757

18、持久状态标准荷载组合容许压应力0.5fckMPa16.2容许主压应力0.6fckMPa19.44短期效应组合容许拉应力st-0.85pcMPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59s15.2钢绞线标准强度fpkMPa1860弹性模量EpMPa1.95抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力con0.75fpdMPa1395持久状态应力标准荷载组合0.65fpkMPa1209材料重度钢筋混凝土1kN/ m325.0沥青混凝土2kN/ m323.0钢绞线3kN/ m378.5钢束与混凝土的弹性模量比EP无量纲5.651.2 横截面布置1.2.1 主梁间距和主梁片数的确定主梁翼板宽度设计为25

19、00mm，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刚性接头，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(bi1600mm)和使用阶段的大截面(bi2500mm)。净3.53+20.25+1.5=12.5m的桥宽选五片主梁。见图1-1半剖面图半跨图图1-1 结构尺寸图 （尺寸单位：cm）1.2.3 主梁跨中截面主要尺寸拟定(1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，标准设计中高跨比约在1/181/19。本设计中质量高度取用2100mm，在高跨比标准范围内，符合标准。(2)主梁截面的细部尺寸本设计预制T梁的翼板厚度取用150mm

20、，翼板根部加厚到250mm来抵抗翼缘根部较大弯矩。预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。腹板厚度取180mm。马蹄尺寸是由布置预应力钢束的需要确定的，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。根据公预规9.4.9条对钢束间距及预留管道的构造要求，进行配筋设计，初拟马蹄宽度为550mm，高度为230mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为150mm。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图(见图1-2)。图1-2 跨中截面尺寸图(尺寸单位：cm)(3)计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成

21、五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见表1-2。(4)检验截面效率指标上核心距:下核心距： 截面效率指标：=（合乎标准）证明以上的初步拟定的主梁跨中截面是合理的。注：大毛截面形心至上缘距离 ：ys=cm小毛截面形心至上缘距离： 1.3 横截面沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板的厚度不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为了布置锚具的需要，在距梁端1980mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从第一道横隔梁处开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度也开始变化。1.4 横隔梁的设置本桥标准跨径为34m，应设置七道横隔梁，其间距为

22、5.5m，两端间距33m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部260mm，下部240mm；中横隔梁的高度为2050mm，厚度为上部180mm，下部160mm。表1-2 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积 (cm2)分块面积形心至上缘距离yi (cm)分块面积对上缘静矩 Si=Aiyi (cm3)分块面积的自身惯矩Ii(cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix(cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6)大毛截面翼板37507.52812570312.568.73.38.88三角承

23、托50018.3391652777.7857.9.78腹板3096100-23.77.94.94下三角277.5200555003281.25-123.77.08.33马蹄1265217.5.571614.58-141.27.32.98888.5.5.83小毛截面翼板24007.5180004500081.03.16.16三角承托50018.3391652777.7870.2.78腹板3096100-11.47.55.55下三角277.5200555003281.25-111.47.15.4马蹄217.5217.5.571614.58-128.97.04.627538.5.5.51第2章 主梁

24、作用效应计算2.1 永久作用效应计算2.1.1 永久作用集度(1)预制梁自重跨中截面段主梁的自重：G(1)=0.75385255.52=207.30875(kN)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重：G(2)= (0.75385+1.)（5.5-1.98）25/2=91.79(kN)支点段梁的自重(长1.98m)：G(3)= 1.251.98=65.95(kN)边主梁的横隔梁中横隔梁体积为：0.17(1.720.710.50.50.10.50.1850.15)=0.198(m3)端横隔梁体积为：0.25(1.950.71-0.50.0630.315)=0.(m3)故半跨内横隔梁重力为：G(4) =(2

25、.50.198+10.)25=18.7125(kN)预制梁的永久作用集度：g1=(207.31+91.79+65.95+18.71)/16.5=23.56(kN/m)(2)二期永久作用现浇T梁翼板的集度：g(5)=0.150.925=3.38(kN/m)边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁现浇部分体积：0.170. 451.72=0.13158(m3)一片端横隔梁现浇部分体积：0.250.451.95=0.(m3)得：g(6)=(50.13158+20.)25/33.96=0.8073(kN/m) 桥面铺装9cm混凝土铺装：0.0910.525=30 (kN/m)6cm混凝土铺装：0.0610.52

26、5=15.75(kN/m)若将桥面铺装平均分布给五片主梁，则：g(7)=(23.625+15.75)/5=7.875（kN/m) 栏杆一侧人行栏：2.5kN/m一侧防撞栏：8.0kN/m若将两侧人行栏、防撞栏平均分摊给五片主梁，则：g(8) =（2.5+82）/5=3.7(kN/m) 边梁二期永久作用集度：g2=3.38+0.8073+7.875+3.7=15.76(kN/m)2.1.2 永久作用效应如图2-1所示，设为计算截面离左支座的距离，并令。图2-1 永久作用效应计算图主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： （2-1） （2-2） 永久作用效应计算见表2-1。表2-1 1号梁永久作用效应作用

27、效应跨中 =0.5四分点 =0.25N7 锚固点=0.03704支点 =0.00一期弯矩(kNm)3207.112405.33457.560剪力(kN)0194.37359.94388.74二期弯矩(kNm)2145.331609.00306.080剪力(kN)0130.02240.78260.04弯矩(kNm)5352.444014.33763.640剪力(kN)0324.39600.72648.782.2 可变作用效应计算2.2.1 冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构基频有关，因此要先计算结构的基频。基频的计算可采用下列公式估算：其中：mc=kg/m 根据本

28、桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：=0.1767lnf-0.0157=0.247 按桥规4.3.1条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减系数0.78，二车道折减系数1.0。2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数(1)跨中的荷载横向分布系数mc本设计桥跨内共设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可以按照修正偏心压力法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形梁截面，抗扭惯矩可以近似按照下列计算： = （ 2-3） 对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：cm马蹄部分的换算平均厚度： cm 所以由图示得： 由可以查表得出Ci计算图示见下图2-2

29、，换算结果见表格2-2：图2-2 计算图示表2-2 IT计算表名称()翼缘板25017.214.5351/34.24腹板162.3189.0170.312.93马蹄5530.51.8030.20983.27410.444 计算梁的抗扭修正系数 = (2-4)式子中：G=0.4E =50.=0.05222 l=33m 计算得：=0.95359 按修正偏心压力法计算横向分布系数 (2-5)1号梁的横向影响线和最不得布载图式如图2-2所示。 图2-3 跨中的横向分布系数mc计算图式(尺寸单位：mm)表2-3 跨中的横向分布系数i1i2i3i4i510.580.390.200.01-0.1820.39

30、0.2950.200.1050.0130.200.200.200.200.2040.390.2950.200.1050.0150.580.390.200.01-0.18（5.022.52)262.5(m2)可变作用（三车道折减0.78 二车道折减1.0）三车道： =0.467二车道：=0.635故取可变作用(汽车)的横向分布系数为0.635可变作用(人群)： Mcr0.19/2.5（7.63+0.25）=0.600(2)支点截面的荷载横向分布系数mo如图2-3所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，1号梁可变作用的横向分布系数可计算如下：可变作用(汽车)：m=0.50.504=0.

31、25图2-4 支点的横向分布系数mo计算图式(尺寸单位：)可变作用(人群)：m=1.1表2-4横向分布系数汇总可变作用类别mcMo公路级0.6350.25人群0.6001.102.2.3 车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路级的均匀荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：qk=10.5(kN/m)计算弯矩时：Pk=433+160= 292（kN）计算剪力时：Pk=2921.2= 350.4（kN）2.2.4 计算可变作用效应 (1)求跨中截面的最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图2-5示出跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：图2-5 跨中截面作用

32、效应计算图式 (2-6)可变作用(汽车)标准效应：=2416.94 （kNm）=138.14 （kN）可变作用(汽车)冲击效应：M=2416.940.247=596.98 （kNm）V=138.140.247=34.12 （kN）可变作用(人群)效应：q=3.0kN/m（kNm）（kN）(2)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力：图2-6为四分点截面作用效应的计算图式可变作用(汽车)标准效应： =1807.65 （kNm） =228.40（ kN ） 可变作用(汽车)冲击效应：M=1807.650.247=446.49 （kNm） V=228.400.247=56.41 （kN）可变作用(人群)效

33、应： =191.32 （kNm）图2-6 四分点截面作用效应计算图式 =16.94 （kN）(3)求N7锚固截面的最大弯矩和最大剪力图2-7为钢束N7锚固截面作用效应的计算图式。由于本设计中该处有预应力筋锚固，应力有突变，是控制截面，位置离支座中心1.444m。图2-7 N7锚固点截面作用效应计算图式可变作用(汽车)效应：通过比较，集中荷载作用在第一根横隔梁为最不利情况，结果如下： =352.61（kNm） =279.60（kN）可变作用(汽车)冲击效应：M=352.610.247=87.09（ kNm)V=279.600.247=69.06( kN)可变作用(人群)效应：=45.60 (kN

34、m) =29.53 (kN) (4)求支点截面的最大剪力： 图2-8为支点点截面作用效应的计算图式可变作用(汽车)效应： =284.3 (kN)可变作用(汽车)冲击效应：V=284.300.247=70.22 (kN)可变作用(人群)效应： =33.83 (kN)图2-8 支点截面最大剪力计算图式 2.3 主梁作用效应组合根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不理效应组合：短期效应组合，标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表2-3。序号荷载类别跨中截面四分点截面N7锚固截面支点MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)(

35、kN)(1)第一期永久作用3207.1102405.33194.37457.56359.94388.74(2)第二期永久作用2145.3301609.00130.02306.08240.78260.04(3)总永久作用5352.4404014.33324.39763.64600.72648.78(4)可变作用(汽车) 公路I级2416.94138.141807.65228.40352.61279.60284.30(5)可变作用(汽车) 冲击荷载596.9834.12446.4956.4187.0969.0670.22(6)可变作用(人群)252.597.65191.3216.9445.6029

36、.5333.83(7)标准组合=(3)+(4)+(5)+(6)8618.95197.916459.79626.141248.94978.911037.13(8)短期组合=(3)+0.7(4)+(6)7279.89104.355471.01501.211056.07825.97881.62(9)极限组合=1.2(3)+1.4(4)+(5)+1.12(6)10925.32249.378187.27814.511583.021242.061312.75表2-5 主梁作用效应组合第3章 预应力钢束的估算及其布置3.1 跨中截面钢束的估算和确定3.1.1 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁

37、带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式： (3-1)计算得：=210-79.7=130.3,=55.16 估得=15cm 则钢束偏心距为：=-=130.3-15=115.3cm1号梁计算： 3.1.2 按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度后，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到了设计强度，则钢束数的估算公式为： (3-2)式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表2-3取用； 经验系数，一般采用0.75-0.77，取0.75； 预应力钢绞线的设计强度，见表1-1，为1260MPa 。计算得：根据上述两种极限状态，综合

38、取钢束数n=7。3.2 预应力钢束布置3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置(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。本设计采用内径70mm，外径77mm的预埋铁皮波纹管，根据公预规9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm及管道直径1/2。根据公预规9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。根据以上规定，跨中截面的细部构造如图3-1所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：(2)由于主梁预制时为小截面，若钢束全部在预制时张拉完毕，有可能会在上缘出现较大的拉应力，在下缘出现较大的压应力。考虑到

39、这个原因，本设计预制时在梁端锚固N1-N6号钢束，N7号钢束在成桥后锚固在梁顶，布置如图3-1。对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。按照上述锚头布置的“均匀”、“分散”原则，锚固端截面所布置的钢束如图3-1所示。钢束群重心至梁底距离为：图3-1钢束布置图(尺寸单位：mm)a) 跨中截面； b) 锚固截面为验核上述布置的钢束群重心位置，需计算锚固端截面几何特性。锚固端截面特性计算见表3-1所示。其中： 同理得：=92.17 故计算得： 表3-1钢束锚固截面几何特性计算表大毛截面

40、分块名称AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ai+Ix(2)()(3)(4)()(4)(4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板37507.52812570312.576.88.5三角承托198.4517.13393.50218.7967.28.45.24腹板10725112.512.6562.5.75-28.12.44.1914673.4.04.93 小毛截面翼板24007.51800070312.584.67.36.86三角承托198.4517.13393.50218.7975.07.95.74腹板10725112.5.5.75-20

41、.33.95.713323.45.3 说明钢束群重心处于截面的核心范围内。图3-2 钢束群重心位置复核图式(尺寸单位：cm)3.2.2 钢束起弯角和线形的确定确定钢束起弯角时，即要照顾到由其弯起产生足够的竖向预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。为此，将端部锚固端截面分成上，下两部分(见图3-3)上部钢束的弯起角为15o，下部钢束弯起角定为7o。在梁顶锚固的钢束弯起角定位18 o。 图3-3 封锚端混凝土块尺寸图(尺寸单位：cm)N7号钢束在离支座中心线1500mm处锚固，如图3-4所示。图3-4 N7号钢束纵向布置(尺寸单位：cm)3.2.3 钢束计算(1)计算钢束起弯点至跨中的

42、距离锚固点到支座中心线的水平距离(见图3-3)为：图3-5示出钢束计算图式，钢束起弯点至跨中的距离x1列表计算在表3-2内。图3-5 钢束计算图式(尺寸单位：mm) 表3-2 钢束计算表钢束号起弯高度y1y2L1X3RX2X1N1(N2)3112.1918.8110099.2572523.94307.591274.25N3(N4)63.312.1951.1110099.2576856.86835.64741.29N5126.032.6193.3910096.59152740.79709.37876.02N6148.338.38109.9210096.59153225.90834.92742.4

43、3N7166.651.48115.1210095.11182352.10726.84683.61(2)控制截面的钢束重心位置计算各钢束重心位置计算由图3-5所示的几何关系，当计算截面在曲线端时，计算公式为： (3-3) (3-4)当计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式为： (3-5)计算钢束群重心到梁底距离ap见表3-3表3-3 各计算截面钢束位置及钢束群重心位置截 面钢束号x4 (cm)R (cm)sin=x4/Rcosa0 (cm)ai (cm)ap (cm)四 分 点N1(N2)未弯起2523.94-9.09.015.98N3(N4)83.716856.860.0.16.717.21N

44、5未弯起2740.79-9.09.0 N682.573225.900.0.16.717.76 N7141.392352.100.0.28.432.65N7锚固点N1(N2)231.311181.940.0.9.019.6258.11N3(N4)764.276856.860.0.16.759.43N5629.542740.790.0.9.082.28N6763.133225.900.0.16.7108.26支 点钢束号X5(cm)a0 (cm)ai (cm)ap (cm)N1(N2)31.00731.093.829.036.1885.16N3(N4)63.3726.183.2116.776.79

45、N5126.01531.988.579.0126.43N6148.31523.946.4116.7158.59(3)钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度，直线长度与两端工作长度（270cm）之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角度进行计算。通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度。计算结果见表3-4所示。表3-4 钢束计算表钢束号R (cm)钢束起弯角曲线长度S=/180R (cm)直线长度x1(见表3-2)(cm)直线长度L1(cm)有效长度2(S+x1+L1) (cm)钢束预留长度(cm)钢束长度(cm)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+

46、(7)N1(N2)2523.947308.361274.251003365.221403505.22N3(N4)6856.867837.72741.291003358.021403498.02N52740.7915717.54876.021003387.121403527.12N63225.9015844.54742.431003373.941403513.94 N72352.1018738.93683.611003045.081403185.08 第4章 计算主梁截面几何特性本设计在求得各验算截面的毛截面特性和钢束位置的基础上，计算主梁净截面和换算截面的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的静矩，最后汇总成截面特性值总表，为各受力阶段的应力验算准备计算数据。4.1 截面面积及惯矩计算4.1.1 净截面几何特性计算在预加应力阶段，只需要计算小截面的几何特性。计算公式如下：截面积： (4-1)截面惯矩： (4-