预应力空心板梁桥毕业设计课件

1、鲁东大学本科毕业设计1设计资料1.1 主要的技术指标 桥跨布置: 1020.0 m。跨径: 标准跨径：20.0m；计算跨径：19.60m。桥面净空: 1.25m+2x3.75+1.25m设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0kN/m桥面纵坡：2%。桥面横坡：1.5%。1.2 所用材料规格主梁：采用C50预应力混凝土，容重为26kN/m3；弹性模量为3.45107KPa；现浇铺平层：采用C50混凝土,厚度为10cm；桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为8cm,容重为25 kN/m3。人群、栏杆采用C20混凝土。1.3 采用的技术规范 1 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004 )；2 公路钢筋

2、砼及预应力砼桥涵设计规范(JTG D62-2004)；3 公路砖石及砼桥涵设计规范(JTJ D63-2005)。2 构造形式及尺寸选定本桥桥面净空 1.25m+2x3.75+1.25m全桥采用10块全桥采用C50预制预应力凝土空心板，每块空心板宽99cm，高85cm,空心板全长19.96m。空心板的构造及尺寸如图2.1(边跨)，图2.2（中跨）。图2.1 边跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)图2.2 中跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)3 空心板毛截面几何特性计算3.1 边跨空心板毛截面几何特性计算3.1.1 毛截面面积A空心板的毛截面面积为： 3.1.2 毛截面重心位置全截面对1/2

3、板高处的静距：那么截面重心离1/2板高的距离为: 把毛截面外框简化为规则矩形时的余缺部分面积A余缺: 余缺部分对1/2板高的距离为:3.1.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A: 半圆重心轴： 半圆对其自身重心轴的惯性距为： 则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I为： 3.2 中跨空心板毛截面几何特性计算3.2.1 毛截面面积A空心板毛截面面积为： 3.2.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距：那么毛截面重心离1/2板高的距离为: 把毛截面外框简化为规则矩形时的铰缝面积A铰: 铰缝重心对1/2板高的距离为:3.2.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距

4、I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A:半圆重心轴： 半圆对其自身重心轴的惯性距为： 则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I为：3.3 边、中跨空心板毛截面几何特性汇总该桥桥梁设计的预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，叠加时候挖空部分按负面积计算。空心板截面的抗扭刚度可以简化为图3-1的单箱截面来计算:图3.1 计算IT的空心板截面图简化图（尺寸单位：cm）抗扭惯矩IT为：表3-1 毛截面几何特性计算汇总截面号边跨空心板截面（1、13号板）中跨空心板截面（212号板）截面形式面 积0.389677 m20.369077 m2抗弯惯矩3.69971610-2 m43.4315

5、610-2 m4抗扭惯矩4.67610-2 m44.67610-2 m4形心y上值43.4637cm41.504cm形心y下值41.5365cm43.906cm4作用效应计算4.1永久作用效应计算4.1.1 边跨板作用效应计算空心板自重（第一阶段结构自重）(kN/m) 桥面系自重（第二阶段结构自重） 栏杆、人行道单侧取5kN/m桥面铺装采用8cm等厚度的防水混凝土,则全桥宽铺装每延米重力为:(kN/m) 桥面现浇C50桥面板每延米重力（10cm厚）： 为了计算方便近似地按各板平均分担来考虑,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为:(kN/m) 铰缝自重（第二阶段结构自重）铰缝采用C40细集料混

6、凝土，容重为24kN/m,边跨取单个铰缝的一半计算，则其自重为:由此得空心板每延米总重力为：(kN/m)（第一阶段结构自重） (kN/m)（第二阶段结构自重）(kN/m) 4.1.2 中跨板作用效应计算空心板自重（第一阶段结构自重）(kN/m) 桥面系自重（第二阶段结构自重）栏杆、人行道单侧取5kN/m桥面铺装采用8cm等厚度的防水混凝土,则全桥宽铺装每延米重力为:(kN/m) 桥面现浇C50桥面板每延米重力（10cm厚）： 为了计算方便近似按各板平均分担来考虑,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为:(kN/m) 铰缝自重（第二阶段结构自重）铰缝采用C40细集料混凝土，容重为24kN/m,中

7、跨取两个单铰缝的一半计算，即为一个铰缝重量，则其自重为:由此得空心板每延米总重力为：(kN/m)（第一阶段结构自重） (kN/m)（第二阶段结构自重）(kN/m)4.1.3 横隔板重 每块板的横格梁均设置在板两端空心部分，封住端部口，厚度h为20cm,其横隔板重为：横隔板截面面积A=2312.114982=4624.2298（cm2)重力G=gAh=260.462422980.2=2.4046(kN)4.2可变作用效应计算本桥汽车荷载采用公路级荷载，它由车道荷载和车辆荷载组成。桥规规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路级车道荷载均布荷载标准值为10.5 kN/m，集中荷载 。而在计算剪力效应时

8、，集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数，即计算剪力时4.3横向分布系数计算4.3.1 汽车荷载横向分布系数计算 空心板跨中和1/4出的荷载横向分布系数按铰接缝板计算，支点出按杠杆原理法计算。支点至1/4点之间的荷载横向分布系数按直线内插得到。 （1）跨中和1/4出的荷载横向分布系数计算 首先计算空心板的钢度系数： 由前面计算知： 将以上数据代入得： 求得刚度参数后，即可按其查公路桥涵设计手册梁桥（上册）（徐光辉，胡明义主编，人民交通出版社，1996年3月）第一篇附录（二）中10块板的铰接板桥荷载横向分布系数影响线表，由=0.010查得1号至五号板在车道荷载作用下的荷载横向分布系数影响线值，计算

9、值列于表4.1中。由表4.1画出格板的横向分布影响线，并按最不利荷载位置布载，求得两车道下的各板的横向分布系数。各板的横向分布影响线及最不利布载减图 。由于桥梁横断面结构对称，所以只需计算1号至5号板的横向分布影响线坐标值。 表4.1 15板影响线坐标表板号影 响 线 坐 标10.1810.1580.1310.1100.0930.0800.0700.0630.0580.05620.1580.1540.1370.1140.0970.0830.0730.0650.0600.06330.1310.1370.1370.1230.1040.0900.0780.0700.0650.06340.1100.1

10、140.1230.1270.1160.1000.0870.0780.0730.07050.0930.0970.1040.1160.1230.1140.1000.0900.0830.080根据上表可得1号到5号板横向分布影响线大致形状，见图4.2图4.2 15号板横向分布影响线大致图像 表4.3 15号板横向分布影响线竖标表 系数板号 10.1810.1230.0980.0640.1760.01420.1370.1070.0860.0590.1540.01230.1370.1040.0800.0470.1320.01440.1260.0950.0690.0340.1110.01550.1100.

11、1230.0940.0540.0950.017根据上表计算各板横向分布系数如下：一号板： 二号板： 三号板： 四号板： 五号板： 表4.4 各板横向分布系数汇总类别板号123450.2230.1950.1840.1620.1910.1900.1660.1460.1260.112由表4.4可看出1号板最不利，因此跨中和l/4处的荷载横向分布系数偏安全取下列值 ： =0.190 =0.2234.3.2 车道荷载作用于支点处的横向分布系数计算 支点处的荷载横向分布系数使用的杠杆原理法进行计算，1号板支点荷载横向分布系数如下： 1号板支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图空心板的荷载横向分布系数 支点

12、到l/4处的荷载横向分布系数按直线内插得，空心板的荷载横向分布系数汇总于表4.5: 表4.5 荷载横向分布系数汇总 作用位置 作用种类跨中至l/4处支点 汽车荷载0.2230.5人群荷载0.19004.4 汽车荷载冲击系数计算 桥规中规定汽车荷载的冲击力标准值是汽车荷载标准值与冲击系数的成绩，由结构的基频所影响，对于简支梁桥而言： 当f14Hz时, =0.45;当 时,. 式中：l为结构的计算跨径（m） E为材料的弹性模量（N/） 为跨中截面的惯矩（） 为结构跨中处的单位长度质量（kg/m，当换算为重力单位时为N/）, =G/g； G结构跨中处每延米结构重力（N/m） g重力加速度，g=9.8

13、1m/代入数据后得: HZ所以 得; 4.5可变效应计算车道荷载效应的计算 计算车道荷载引起的空心板跨中与L/4截面的效应（弯矩和剪力）时，其中均布荷载应该布满与使得空心板产生最不利效应的同号影响线上，而集中荷载应该布置在对应影响线图表上的峰值处。l 汽车、人群的作用效应的计算公式：a.截面汽车、人群作用效应一般计算公式故对于汽车荷载，直接将集中荷载布置在内力影响线数值最大处的计算公式为：b.人群荷载的计算公式为：式中：S-要计算的截面的弯矩/剪力-汽车荷载的冲击系数-汽车荷载横向折减系数；由于本设计N=2 故= 1.00-跨中横向分布系数-汽车车道荷载每延米均布荷载标准值 -弯矩、剪力影响线

14、的面积 -延桥跨的纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数 -车道荷载中的集中荷载的标准值 -延桥跨纵向与荷载位置对应达的内力影响线坐标值 -纵向每延米人群荷载标准值表4.6 均布荷载与内力影响线面积计算表类型截面公路-II级均布荷载（KN/）人群（KN/）影响线的面积（）影响线的图式10.53.01.253.7510.53.7510.53.7510.53.7510.53.75l 跨中截面的计算：弯矩：计入冲击时：不计冲击时：剪力计算公式： 不计冲击时候：计入冲击时：l 截面的计算：弯矩：计入冲击不计冲击剪力： 不计冲击计入冲击l 支点截面的计算： 计算支点截面由于车道荷载产生的效应时，考虑到横向

15、分布系数沿空心板跨长的变化，同样均布荷载标准值应布满于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处，见图4.7 图4.7 荷载横向分布系数沿桥的纵向的变化图形和支点剪力影响线 计算公式： 荷载横向分布系数的过渡长度；本设计取为每延米均布荷载标准值为变化区荷载的重心处对应的内力影响线坐标变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：所以：故人群荷载效应计算：公式：1) 在跨中截面处弯矩：剪力： 2) 对于截面处弯矩：剪力： 3) 关于支点截面处4.6作用效应组合汇总根据桥规公路桥涵结构设计应该按照承载能力极限状态和正常使用极限状态来进行效应组合，并且用不同的

16、计算项目。按照承载能力极限状态设计时的基本组合表达式为： 式中： 结构重要性系数，本设计书中桥梁安全等级为二级；故=1.0； 效应组合设计值； 永久作用效应标准值； 汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值人群荷载效应的标准值代表l 按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合进行计算:1. 作用短期效应组合的表达式： 注： 作用短期效应组合设计值 永久作用效应标准值 不计冲击的汽车荷载效应标准值 是人群荷载效应标准值2. 作用长期效应组合表达式： 桥规还规定结构构件当需要弹性阶段截面应力计算时，应采用标准值效应组合，即此时效应组合的表达式为： 注： 标准值效应组合设计值；

17、 ,永久作用效应，汽车荷载效应（含汽车冲击力）人群荷效应的标准值。 根据桥规各种组合表达式可求得各效应组合设计值，现将计算汇总于表4.8中。表4.8 空心板作用效应组合计算汇总表序号作用的种类弯矩M(kNm)剪力V(kN)跨中L/4跨中L/4支点作用效应标准值永久作用效应486.52364.89049.659929240.92180.70024.5849.17727.44545.49074.23148.46可变作用效应车道荷载不计冲击372.94279.5437.6360.76172.52453.61340.0145.7773.90209.84人群荷载34.2125.661.753.935.3

18、8承载能力极限状态基本组合 (1)872.93654.71089.08178.15 (2)635.05476.0164.08103.46293.78 (3)38.3228.741.964.406.03=(1)+ (2) + (3)1546.301159.4666.04196.94477.91正常使用极限状态作用短期效应组合 (4)727.44545.59074.23148.46 (5)261.06195.6826.3442.53120.76 (6)34.2125.661.753.935.38=(4)+ (5) + (6)1022.65766.9328.09120.69274.60使用长期效应组

19、合 (7)727.44545.59074.23148.46 (8)149.18111.8215.0524.3069.01 (9)13.6810.260.701.572.15=(7)+ (8) + (9)890.30667.6715.75100.10219.62弹性阶段截面应力标准值效应组合 (10)727.44545.59074.23148.46 (11)453.61340.0145.7773.90209.84 (12)34.2125.661.753.935.38=(10)+ (11) +(12)1215.26911.2647.52152.06360.68 续上表 5 预应力钢筋数量估算及布置

20、5.1 预应力钢筋数量的估算 该桥采用先张法预应力混凝土空心板构造形式，设计时应满足不同设计状况下的规范规定的控制条件要求。例如承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等要求。在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时具有一定的安全储备。因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，在由构件的承载能力极限状态要求确定普通钢筋的数量。本设计以部分预应力A类构件设计，首先按正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预加力Npe。根据公预规6.3.1条，A类预应力混凝土构件正

21、截面抗裂性是控制混凝土的法向拉应力，并符合以下条件：在作用短期效应组合下，应满足要求。式中: 在作用短期效应组合Msd作用下，构件抗裂性验算边缘混凝土的法向拉应力；在初步设计时，和可按公式近似计算： (5-1) (5-2)式中: A,W构件毛截面面积及对毛截面受拉边缘的弹性抵抗矩； 预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心矩，,可预先假定。代入即可求得满足部分预应力A类构件正截面抗裂性要求所需的有效预加力为： (5-3)式中：混凝土抗拉强度标准值。本预应力空心板桥采用C50，=2.65Mpa,由表4-3得， 空心板的毛截面换算面积:假设,代入得：则所需的预应力钢筋截面面积Ap为： (5-4)式中：

22、预应力钢筋的张拉控制应力； 全部预应力损失值，按张拉控制应力的20%估算。该桥采用17股钢绞线作为预应力钢筋，直径15.2mm，公称截面面积1390mm，=1860Mpa，Ep=1.9510Mpa.根据公预规 现取预应力损失总和近似假定为张拉控制应力来估算，那么: 采用10根，15.2钢绞线，单根钢绞线公称面积139,=1390。5.2预应力钢筋的布置预应力空心板选用10根17钢绞线布置在空心板下缘， =40mm，沿空心板跨长直线布置 ，即沿跨长=40mm保持不变，见图5.1.预应力钢筋布置应满足公预规的要求，钢绞线净距不小于25mm,端部设置长度不小于150mm的螺旋钢筋。 图5.1 空心板

23、跨中截面预应力钢筋置 图5.2 空心板换算等效工字形截面 （尺寸单位：cm） （尺寸单位：cm） 5.3普通钢筋数量的估算及布置在预应力钢筋数量已经确定的情况下，可由正截面承载能力极限状态要求的条件确定普通钢筋的数量，暂不考虑在受压区配置预应力钢筋，也暂不考虑普通钢筋的影响。空心板截面可换算成等效工字形截面来考虑：换算成工字型截面时，由：得：联立上式可得，。则得等效工字形截面的上翼板缘厚度：得等效工字形截面的下翼板缘厚度：得等效工字形截面的肋板厚度：等效工字形截面尺寸见上图图5.2。估算普通钢筋时，可先假定,则由下列可求得受压区的高度，设根据公式: （5-5）由公预规可得：，跨中弯矩，代人上式

24、：解得：说明中和轴在翼缘板内，可由下式求的普通钢筋面积为：拟采用， 按公预规，普通钢筋518布置在空心板下缘一排（截面受拉边缘），沿空心板跨长直线布置，钢筋重心至板下缘处，即。6 换算截面几何特性计算 由前面计算已知空心板毛截面的几何特性：毛截面面积：；毛截面重心轴到1/2板高的距离：（向上）；毛截面对其中心轴的惯性矩：。6.1换算截面面积 (6-1) (6-2) (6-3) 代入得：6.2换算截面重心的位置所有钢筋换算截面对毛截面重心的静距为：=换算截面重心至空心板毛截面重心的距离为：（向下）则换算截面重心至空心板截面下缘的距离为则换算截面重心至空心板截面上缘的距离为换算截面重心至预应力钢筋

25、重心的距离为：换算截面重心至普通钢筋重心的距离为：6.3换算截面惯性矩 =6.4换算截面的弹性抵抗矩下缘： 上缘： 7 承载能力极限状态计算7.1跨中截面正截面抗弯承载力计算跨中截面构造尺寸及配筋见图5.1。预应力钢绞线合力作用点到截面底边的距离为，普通钢筋距底边距离为，则预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点至截面底边距离为采用换算等效工字形截面计算，参见图5-2，上翼板厚度：，上翼缘工作宽度：，肋宽。 首先按公式： (7-1)判断截面类型：所以属于第一类T型截面，应按宽度的矩形截面计算抗弯承载力。由计算混凝土受压区高度：由 得：当代人下列公式计算出跨中截面的抗弯承载力：计算结果表明，跨中截面抗弯

26、承载力满足要求。7.2斜截面抗弯承载力计算7.2.1截面抗剪强度上、下限的复核取距支点h/2处截面进行斜截面抗剪承载力计算。截面构造尺寸及配筋见图5.1。首先进行抗剪强度上、下限复核，按公预规5.2.9条： (7-2) 式中：验算截面处的剪力组合设计值，由表4-3得支点处剪力和跨中剪力，内插得到距支点处的截面剪力： 截面有效高度，由于本桥预应力筋和普通钢筋都是直线配置，有效高度与跨中截面相同，；边长为150的混凝土立方体抗压强度，空心板C50,则；等效工字形截面的腹板宽度，。代人上述公式：计算结果表明空心板截面尺寸符合要求。按公预规第5.2.10条：式中，=1.0, 1.25是按公预规第5.2

27、.10条，板式受弯构件可乘以1.25提高系数。由于，则沿跨中各截面的控制剪力组合设计值。而，故在L/4至支点的部分区段内应按计算要求配置抗剪箍筋，其它区段可按构造要求配置箍筋，为了构造方便和便于施工，本桥预应力混凝土空心板不设弯起钢筋，计算剪力全部由混凝土及箍筋承受，则斜截面抗剪承载力按下列计算： (7-3) (7-4) 式中，各系数值按公预规第5.2.7条规定取用： 异号弯矩影响系数，简支梁； 预应力提高系数，本桥为部分预应力A类构件，偏安全取； 受压翼缘的影响系数，取； 等效工字形截面的肋宽及有效高度， 纵向钢筋的配筋率， 箍筋配筋率 ，箍筋选用双肢，则写出箍筋间距的计算式为： =取箍筋间

28、距，按公预规要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范围内，箍筋间距取。配箍率 （按公预规9.3.13条规定，）在组合设计剪力值： 的部分梁段，可只按构造要求配置箍筋，设箍筋仍选用双肢配筋率取，则由此求得构造配箍间距：。7.2.2斜截面抗剪承载力计算 斜截面抗剪承载力计算，选取三个位置进行空心板斜截面抗剪承载力的计算:距支座中心处截面：；距跨中位置；距跨中位置。计算截面的剪力组合设计值，可按表4.5 由跨中和支点的设计值内插得到，计算结果列于表7.1。表7.1 各计算截面剪力组合设计值截面位置x（mm）支点跨中剪力组合设计值(kN)距支座中心，由于空心板的预应力筋及普通钢筋是直线配筋，故此截面

29、的有效高度取与跨中近似相同，其等效工字形截面的肋宽。由于不设弯起斜筋，因此，斜截面抗剪承载力按下式计算： (7-5) 式中，此处，箍筋间距，代入得： =计算表明斜截面抗剪承载力满足要求。距跨中截面处：此处，箍筋间距，。斜截面抗剪承载力： 斜截面抗剪承载力满足要求。距跨中截面处此处，箍筋间距，斜截面抗剪承载力： =计算表明均满足斜截面抗剪承载力要求。8预应力损失计算 本桥预应力钢筋采用直径为15.2mm的股钢绞线，采用先张法,其材料的相关数据为：。8.1 锚具变形、回缩引起的应力损失预应力钢绞线的有效长度取为张拉台座的长度，设台座长L=50m,采用一端张拉及夹片式锚具，有顶压时，则8.2 钢筋与

30、台座间的温差引起的应力损失为减少温差引起的预应力损失，采用分阶段养护措施。设控制预应力钢绞线与台座之间的最大温差。则。8.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 对于先张拉法构件， (8-1) (8-2) (8-3) (8-4)由公预规6.2.8条，先张法构件传力锚固时的损失为： (8-5)则 由前面计算空心板换算截面面积: , ， ，8.4 预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失 (8-6)式中，代入得:。8.5混凝土的收缩和徐变引起的应力损失根据公预规第6.2.7条，混凝土收缩、徐变引起的构件受拉取预应力钢筋的预应力损失按下列公式计算： (8-7) (8-8) 式中：受拉区全部纵向钢筋截面重

31、心处的预应力损失值；构件受拉区全部纵向钢筋重心处，由预应力和结构自重产生的混凝土法向压应力（MPa），按公预规第6.1.5条和第6.1.6条规定计算：预应力钢筋的弹性模量预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：=5.65；受拉区全部纵向钢筋配筋率：；构件的截面面积，对先张法构件，截面的回转半径，,先张法构件取， 构件受拉区预应力钢筋截面重心至构件截面重心的距离；构件受拉区纵向普通钢筋截面重心至构件重心的距离；构件受拉区纵向预应力钢筋和普通钢筋截面重心至构件重心的距离；预应力钢筋传力锚固龄期为，计算考虑的龄期为时的混凝土收缩应变；加载龄期为，计算考虑的龄期为时的徐变系数。 考虑结构自重的影响，

32、由于收缩徐变持续时间较长，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用弯矩，在全部钢筋重心处由自重产生的拉应力为：跨中截面： 处截面：支点截面： 则全部纵向钢筋重心处的压应力为：跨中截面： L/4处截面：支点截面： 由公预规6.2.7条规定，不得大于传力锚固时混凝土立方体抗压强度的0.5倍，设传力锚固时，混凝土达到C40，则， ，则跨中、L/4截面、支点截面全部钢筋重心处的压应力3.10、4.92、10.37，均小于0.5，满足要求。设传力锚固龄期d，计算龄期为混凝土终极值，该桥所处环境的大气相对湿度为75，由前面的计算，构件毛截面面积，空心板和大气接触的周边长度为u：理论厚度查公预规表6.2

33、.7直线内插得到： 把各项值代入计算式中,得：跨中截面：L/4处截面：支点截面：8.6预应力损失组合传力锚固时的第一批损失：传力锚固后预应力损失总和：跨中截面：L/4处截面：支点截面：各截面的有效预应力： (8-9)跨中截面： L/4处截面：支点截面： 9 正常使用极限状态计算9.1正截面抗裂性验算正截面抗裂性计算是对构件跨中截面混凝土的拉应力进行计算，并满足公预规6.3条要求。对于部分预应力A类构件，应满足两个要求：第一，在作用短期效应组合下，；第二，在作用长期效应组合下，即不出现拉应力。式中为在作用短期效应组合下，空心板抗裂验算边缘的混凝土法向拉应力，由表4-3，空心板跨中截面弯矩，换算截

34、面下缘抵抗矩 ，。为扣除全部预应力损失后的预加力，在构件抗裂验算边缘产生的预压应力为： (9-1) 为在作用长期效应组合下，空心板抗裂验算边缘的混凝土法向拉应力，由表4-3，空心板跨中截面弯矩，换算截面下缘抵抗矩： ， 符合公预规对A类构件的规定。温差应力计算，按公预规附录B计算。本示例桥面铺装厚度100mm，由桥规4.3.10条，T1=14，T2=5.5，竖向温度梯度见图1-12，由于空心板高为850mm，大于400mm，取A=300mm。图9.1 空心板竖向温度梯度（尺寸单位：cm）对于简支板桥，温度差应力： 正温差应力：式中：混凝土线膨胀系数，； 混凝土弹性数量，C50， ； 截面内的单

35、元面积；，换算截面面积和惯距； 单元面积内温差梯度平均值，均以正值代入； y计算应力点至换算截面重心轴的距离，重心轴以上取正值，以下取负值； 单位面积重心至换算截面重心轴的距离，重心轴以上取正值，以下取负值。 列表计算，计算结果见表9.1。表9.1 温度应力计算表编号单元面积（mm2）温度（）单元面积重心至换算截面重心距离（mm）123 正温差应力：梁顶： 粱底： 预应力钢筋重心处： 普通钢筋重心处： 预应力钢筋温差应力： 普通钢筋温差应力： 反温差应力：按公预规4.2.10条，反温差为正温差乘以,则得反温差应力:梁顶： 粱底：预应力钢绞线反温差应力：普通钢筋反温差应力：以上正值表示压应力,负

36、值表示拉应力。设温差频遇系数为0.8，则考虑温差应力，在作用短期效应组合下，粱底总拉应力为：则，满足预应力A类构件条件。在作用长期效应组合下，粱底的总拉应力为：则，符合A类预应力混凝土条件。上述计算结果表明，在短期效应组合及长期效应组合下，并考虑温差应力，正截面抗裂性均满足要求。9.2 斜截面抗裂性验算 部分预应力A类构件斜截面抗裂性验算是以主拉应力控制，采用作用的短期效应组合。选用支点截面，分别计算支点截面A-A纤维（空洞顶面），B-B纤维（空心板换算截面），C-C纤维（空洞底面）处主拉应力，对于部分预应力A类构件应满足： (9-2)式中：混凝土的抗拉强度标准值，C50，；由作用短期效应组合

37、和预加力引起的混凝土主拉应力，并考虑温差作用。 9.2.1 正温差应力 A-A 纤维： B-B 纤维： C-C 纤维： 9.2.2 反温差应力（为正温差应力乘以）A-A纤维：B-B 纤维：C-C 纤维：以上正值表示压应力,负值表示拉应力。9.2.3 主拉应力（1）A-A纤维： (9-3) (9-4) 式中：支点截面短期组合效应剪力设计值，计算主拉应力出处截面腹板的宽度，取b=，空心板A-A纤维以上截面对空心伴换算截面重心轴的静矩 (9-5)由上式（9-5）可得： (9-6)为竖向荷载产生的弯矩，在支点， （计入正温差应力）（计入反温差应力） 主拉应力（计入正温差应力）：计入反温差应力： 负值表

38、示拉应力。预应力混凝土A类构件，在短期效应组合下，预制构件应符合：现A-A纤维，符合要求。 （2） B-B纤维： 在支点处由竖向荷载产生的弯矩,则有：=2.58MPa（计入正温差效应）（计入反正温差效应）（计入正温差应力）（计入反温差应力）B-B纤维，负值表示拉应力，均小于，符合公预规对部分预应力A类构件斜截面抗裂性要求。（3） C-C纤维： (9-7) (9-8) 在支点处由竖向荷载产生的弯矩，则有： （计入正温差应力）（计入反温差应力）（计入正温差应力） （计入反温差应力）负值表示拉应力。C-C纤维处的主拉应力。上述结果表明，本桥空心板满足公预规对部分预应力A类构件斜截面抗裂性要求。10

39、变形计算10.1 正常使用阶段的挠度计算使用阶段的挠度值，按短期荷载效应组合计算，并考虑挠度长期增长系数，对于C50混凝土，对于部分预应力A类构件，使用阶段的挠度计算时，抗弯刚度。取跨中截面尺寸及配筋情况确定：短期荷载组合作用下的挠度值，可简化为按等效均布荷载作用情况计算：自重产生的挠度值按等效均布荷载作用情况计算：消除自重产生的挠度，并考虑长期影响系数后，正常使用阶段的挠度值为：计算结果表明，使用阶段的挠度值满足公预规要求。10.2预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置10.2.1 预加力引起的反拱度计算空心板当放松预应力钢绞线时跨中产生反拱度，设这时空心板混凝土强度达到C40。预应力产生的反

40、拱度计算按跨中截面尺寸及配筋计算，并考虑反拱长期增长系数。此时的抗弯刚度：。放松预应力钢绞线时，设空心板混凝土强度达到C40，这时，换算截面面积：所有钢筋截面换算面积对毛截面重心的静矩为：换算截面重心至毛截面重心的距离：（向下移）换算截面重心至空心板下缘的距离：换算截面重心至空心板上缘的距离：预应力钢绞线至换算截面重心的距离：普通钢筋至换算截面重心的距离：换算截面惯矩：换算截面的弹性抵抗矩：上缘下缘空心板换算截面几何特性汇总于表10.1。表10.1 空心板换算截面几何特性汇总表项目符号单位换算截面面积换算截面重心至截面下缘距离换算截面重心至截面上缘距离预应力钢筋至截面重心轴距离普通钢筋至截面重心轴距离换算截面惯矩换算截面弹性抵抗矩由9.1节计算得扣除预应力损失后的预加力为：则由预加力产生的跨中反拱度，并乘反拱长期增长系数，得：10.2.2 预拱度的设置由公预规6.5.5条，当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，应设预拱度，其值按该荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用。，应设预拱度。跨中预拱度，支点，预拱度值沿顺桥向做成平顺的曲线。11 持久状态应力验算 持久状态应力计算应计算使用阶段正截面混凝土的法向压应力、预应力钢筋的拉应力、斜截面的主压应力。计算时作用取标准值，不计分项系数，汽车荷