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第1章概述11.1设计资料11.1.1设计资料及构造布置11.1.2施工方法21.1.3设计依据21.2设计特点2第2章桥梁结构总体布置42.1立面布置42.2截面布置42.2.1截面形式42.2.2主梁跨中截面主要尺寸拟定42.2.3主梁间距和主梁片数52.2.4横截面沿跨长的变化62.2.5横隔梁的设置62.2.6主梁尺寸计算7第3章结构内力计算123.1主梁内力计算123.1.1预制主梁自重(第一期恒载)12133.2活载内力计算143.2.1活载冲击系数143.2.2车道折减系数143.2.3计算活载内力19第4章预应力钢束估算及其布置2424244.1.2跨中截面的钢束估算与确定244.1.3支点截面所需抵抗负弯矩的上部预应力钢束的估算结合确定254.2预应力钢束的布置264.2.1连续梁预应力钢束的配置原则264.2.2跨中截面钢束布置274.2.3锚固截面的钢束布置274.2.4钢束起弯角和线形的确定284.3钢束计算29SKIPIF1<0计算294.3.2控制截面的钢束重心位置计算294.3.3钢束长度计算31第5章计算主梁截面几何特性335.1截面面积及惯矩计算335.1.1净截面几何特性计算335.1.2换算截面几何特性计算335.2各阶段截面对重心轴的静矩计算36第6章次内力的计算43第7章钢筋预应力损失计算457.1预应力钢筋与管道壁之间的摩擦:SKIPIF1<0457.2由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失(考虑反摩擦):SKIPIF1<0467.3混凝土的弹性压缩损失:SKIPIF1<0487.4由预应力钢筋松弛引起的应力损失:SKIPIF1<0497.5混凝土的收缩和徐变引起的损失:SKIPIF1<050第8章主梁截面强度与应力验算538.1持久状况承载能力极限状态计算538.1.1正截面抗弯承载能力验算538.1.2斜截面抗弯强度验算598.1.3斜截面抗剪承载力验算598.1.4局部承压验算648.2持久状态正常使用极限状态计算668.2.1抗裂验算668.2.2挠度验算748.3持久状况构件的应力计算768.3.1受压区混凝土最大压应力和受拉区预应力钢筋最大拉应力验算768.3.2混凝土的主压应力验算83第9章行车道板计算859.1悬臂板荷载效应计算859.1.1恒载效应859.1.2活载效应879.2连续板荷载计算889.2.1恒载效应889.2.2活载效应909.2.3荷载组合929.3截面设计配筋与强度验算92致谢94参考文献95附录196附录2102第1章概述1.1设计资料题目:730m设计资料及构造布置1.设计资料桥孔布置形式:7-30=210m标准跨径:30m;梁长:;计算跨径:桥宽:为分离式左右幅均为净—设计荷载:公路—Ⅰ级2.材料(1).上部T梁C50混凝土:弹性模量SKIPIF1<0容重γ=25kN/m3SKIPIF1<0SKIPIF1<0低松弛钢绞线:弹性模量SKIPIF1<0SKIPIF1<0张拉控制应力SKIPIF1<0SKIPIF1<0、其他钢材(2).护拦:C30钢筋混凝土(3).桥面层:C40钢筋混凝土+沥青混凝土沥青容重γ=23kN/m33.工艺按后张法工艺制作主梁。1.1.2施工方法上部结构施工方案采用(负弯矩筋)的方法,预制简支—连续施工程序:预制简支,分支进行预制安装,预制时按预制简支梁的受力状态进行第一次预应力筋(正弯矩筋)的张拉锚固,安装完成后经调整位置,浇筑墩顶接头处混凝土,更换支座,进行第二次预应力筋(负弯矩筋)的张拉锚固,进而完成一联预应力混凝土连续梁的施工。1.1.3设计依据1.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JDGD60—2004)以下简称《桥规》·人民交通出版社·20042.《公路桥涵设计通用规范》(JDGD60—2004)以下简称《通规》·人民交通出版社·20043.《桥梁工程》·姚玲森主编·人民交通出版社·19854.《结构设计原理》·叶见曙主编·人民交通出版社·19965.《桥梁施工及组织管理》以下简称《桥施》·黄绳武主编·人民交通出版社6.《预应力混凝土连续梁桥设计》以下简称《预混连桥》·徐岳主编·人民交通出版社1.2设计特点简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法,一般先架设预制主梁,形成简支梁状态;进而再将主梁再墩顶连成整体,最终形成连续梁体系。该施工方法的主要特点是施工方法简单可行,施工质量可靠,实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化。概括地讲,简支转连续施工法是采用简支梁地施工工艺,却可达到建造连续梁桥地目的。目前随着高等公路地发展,为改善桥梁行车地舒适性,简支转连续梁桥再中、小跨径地连续梁桥中得到了广泛地应用。简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁状态地常见方法有下列几种:1将主梁内的普通钢筋再墩顶连续;2将主梁内的纵向预应力钢束再墩顶采用特殊的连接器进行连接;3在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力短束来实现连接。第一种方法虽然简单易行,但常在墩顶负弯矩区内发生横向裂缝,影响桥梁的正常使用。第二种方法效果最好,但是施工很困难,故一般不采用。第三种方法不仅施工可行,而且具有方法二的优点,同时又克服了仅有普通钢筋连续的开裂问题。所以一般简支转连续梁桥多采用墩顶短束和普通钢筋连续这样的构造处理来实现简支转连续。由于简支转连续梁桥在施工过程中常存在体系转换,那么必须依据具体的施工过程来分析结构的受力。施工的第一阶段是形成简支梁,此阶段主梁承受一期恒载自重产生的内力及在简支梁上施加的预应力;第二阶段首先浇筑墩顶连续段混凝土,待混凝土达到要求的强度后张拉墩顶负弯矩束(局部短束),最终形成连续梁。连续梁成桥状态主要承受二期恒载、活载、温度、支座沉降产生的内力及其负弯矩束的预应力、预加力的二次矩、徐变二次矩等.由上面的分析可知,简支转连续梁桥跨中正弯矩要比现浇一次落架大,而支点的负弯矩要比现浇一次落架小。因此,在主梁内要配置足够数量的正弯矩束筋,以满足连续梁状态的承载要求和简支状态下承受结构自重和施工荷载的需要。简支转连续梁桥施工程序对结构内力也有一定影响。目前施工有两种方法:(1)先将每片简支梁转换为连续梁后,在进行横向整体化;(2)先将简支梁横向整体化,在进行结构的体系转换。前者按平面结构进行计算分析较为合理;而后者体系转换后已属空间结构,要进行较为精确分析,比较复杂。本设计采用的是第一种方法。第2章桥梁结构总体布置立面布置在预应力混凝土连续梁桥的设计中,连续梁体系的选择、主跨大小、分跨或跨径组合、主梁高度、横截面形式和主要尺寸的拟定等问题是方案设计的关键所在。桥型方案的确定,不但要考虑其实用、合理性,而且要满足经济和美观的要求。在大型桥梁工程中,往往个别联跨的桥型及尺寸拟定要服从整体布局的要求。本设计为彭水~武隆高速公路桥其中的冲溪沟1号右线大桥,其设计孔为:30+30+30+30+30+30+30m。设计桥段左右两侧与主梁相连需分别预留5cm的伸缩缝。按全桥纵断面布置,本桥段桥面纵坡为-2.8%,桥面横坡为2.5%。2.2截面布置截面形式采用的是T形截面,此种截面用料省,模板安装、拆除方便,支座受力均匀。桥面横坡:设为双向排水,以支座高度控制桥面铺装:铺设15㎝的混凝土主梁跨中截面主要尺寸拟定1.主梁高度预应力混凝土连续桥的主梁高度与其跨径之比通常在SKIPIF1<0~SKIPIF1<0之间。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可节省预应力钢束用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。综上所述,对于30m跨径的连续梁桥取用180cm的主梁高度是比较合适的。2.主梁截面细部尺寸如图2—1SKIPIF1<0图2—1主梁各截面细部尺寸(单位:cm)T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。根据《桥规》规定本设计预制T梁的翼板厚度取用16cm,翼板根部加厚到30cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。为使翼板与腹板连接和顺,在截面转角处设置圆角,以减小局部力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小,腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定,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SKIPIF1<0。本设计的T梁腹板厚度取20cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面总面积的10%~20%为合适。初拟马蹄宽度48cm,高度26cm。马蹄与腹板交接处做成SKIPIF1<0斜坡的折线钝角,以减小局部应力。主梁间距和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,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标SKIPIF1<0很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度,使桥梁尺寸标准化而采用统一的主梁间距。交通部《公路桥涵标准图》中,钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支T形梁跨径30m,为减少下部结构工作量,主梁间距均为(留60cm工作缝,T梁上翼缘宽度为190cm)边梁悬臂长度为,采用5片T梁。考虑人行道适当挑当,附2SKIPIF1<0的桥宽则选用五片主梁(如下图2-2所示)。SKIPIF1<0图2—2结构尺寸图(单位:cm)横截面沿跨长的变化如图2—2所示,本设计主梁采用等高度形式,横截面的T玲翼板厚度沿跨长不变,马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高。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,也由于布置锚具的需要,在梁端一定的范围内将腹板加厚到与马蹄同宽,变化截面(腹板开始加厚处)到支点的距离为3m,中间还设有的腹板加厚过渡段横隔梁的设置模型试验结果表明(参见同济大学路桥教研组《公路桥梁荷载横向分布计算》第五章),在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,当该处有内横隔梁时它比较均匀,否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁;当跨度较大时,四分点处也宜设置内横隔梁。本设计每跨在桥跨中点两个四分点及梁端共设置五道横隔梁,其间距为。横隔梁采用开洞形式,为便脱模工作,做成上宽下窄,上缘厚16cm,下缘厚14cm,平均厚度为15cm。主梁尺寸计算根据拟定的主梁尺寸计算出毛截面(净截面)面积及几何特性。主梁跨中截面的几何特性计算见表2—1和表2—2,截面分块见如图2—3SKIPIF1<0图2-3截面分块图(单位:cm)表2-1边梁跨中截面几何特性表分面积编号名称截面各分面积Ai分面积型心至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距Si分面积自身惯距Idi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距Ii大毛截面1上翼缘3800830400102439112上承托5883梁肋27608523460043801204下三角1965马蹄12481672084167030414309521859228762201Ys=I=33302228小毛截面1上翼缘3320826560100404442上承托58810532473梁肋276085234600438012013366904下三角1965马蹄12481672084167030413500185811227391667Ys=I=31921454表2-2中梁跨中截面几何特性分面积编号名称截面各分面积Ai分面积型心至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距分面积自身惯距Iodi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距Ii大毛截面1上翼缘4000832000102980592上承托5883梁肋27608523460043801204下三角1965马蹄12481672084167030414626932879229289089Ys=I=33833383小毛截面1上翼缘30408243202上承托5883梁肋27608523460043801204下三角1965马蹄12481672084167030412994621783226514609Ys=I=31038423表2—3主梁变化点截面的几何特性分面积编号名称截面各分面积Ai分面积型心至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距分面积自身惯距Iodi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距Ii大毛截面1上翼缘4000832000136668762上承托5883梁肋1960651274004下三角1965马蹄3168147465696114998420553561991235817443Ys=I=38629951小毛截面1上翼缘3040824320127340132上承托58815930783梁肋1960651274004下三角1965马蹄3168147465696114998417478984895232185645Ys=I=34977672表2—4主梁临时支点截面的几何特性分面积编号名称截面各分面积Ai分面积型心至上缘距离Yi分面积对上缘的一次静距分面积自身惯距Iodi=Ys-Yi分面积对截面型心轴惯距Ii大毛截面1上翼缘4000832000137501542上承托3梁肋787298771456176437761773037422086663Ys=I=39817037小毛截面1上翼缘3040824320123229842上承托3梁肋7872987714561764377654582451770989418503091Ys=I=36212985第3章结构内力计算3.1主梁内力计算3.1.1预制主梁自重(第一期恒载)按跨中截面计算主梁每延米的自重SKIPIF1<0由于马蹄抬高形成四个横置的三棱柱,折算成恒载集度为SKIPIF1<0由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成线荷载SKIPIF1<0横隔梁折算成每延米的重量。中间横隔梁的体积为:SKIPIF1<0端横隔梁的体积为SKIPIF1<0边梁的横隔梁折算成线荷载SKIPIF1<0中梁的横隔梁折算成线荷载SKIPIF1<0第一期恒载及预制梁的恒载集度为SKIPIF1<0第二期恒载现浇T梁翼缘板恒载集度SKIPIF1<0现浇横隔梁恒载集度SKIPIF1<0铺装层恒载集度SKIPIF1<0SKIPIF1<0若将桥面铺装均摊给5片主梁SKIPIF1<0护栏恒载集度若将两侧护栏均摊给5片主梁SKIPIF1<0则二期恒载集度为SKIPIF1<0各号梁各期恒载集度见下表3-1表3-1各号梁各期恒载集度一期恒载集度二期恒载集度123活载内力计算活载冲击系数冲击系数μ可以按下式计算《通规》4·3·2第5条当SKIPIF1<0对于连续梁桥:①计算冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用SKIPIF1<0SKIPIF1<0计算冲击力引起的负弯矩效应时采用SKIPIF1<0SKIPIF1<0式中SKIPIF1<0—结构的计算跨径本设计SKIPIF1<0(m)E—结构材料的弹性模量SKIPIF1<0SKIPIF1<0—结构跨中截面的惯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0—结构跨中的单位长度质量SKIPIF1<0,当换算成G—结构跨中处沿米结构重力SKIPIF1<0重力计算时,其单位应为SKIPIF1<0g—重力加速度,SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0车道折减系数根据《通规》表-4因为有三个车道,所以横向折减系数为0.781.计算主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数SKIPIF1<0一段桥跨内设有三道横隔梁,具有可靠的横向联结,且承重结构的长宽比为SKIPIF1<0所以可以按修正的刚性横梁法绘制横向影响线和计算横向分布系数SKIPIF1<0(1).计算主梁抗扭惯矩SKIPIF1<0对于T形梁截面,抗扭惯矩可近似按下式计算SKIPIF1<0SKIPIF1<0——相应为单个矩形截面的宽度和厚度SKIPIF1<0——矩形截面抗扭刚度系数m——梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面翼缘本的换算平均厚度SKIPIF1<0马蹄部分的换算平均厚度SKIPIF1<0图3—1示出了SKIPIF1<0的计算图示,SKIPIF1<0计算见表3—2SKIPIF1<0图3—1SKIPIF1<0的计算图示表3—2SKIPIF1<0计算表分块名称SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0翼缘板①250SKIPIF1<0腹板②20马蹄③4833∑(SKIPIF1<0由《桥梁工程》表2-5-2查的)(2).计算抗扭修正系数β主梁的间距相同,并将主梁近似看成等截面,则得SKIPIF1<0SKIPIF1<0ξ—与主梁条数有关,取值见《桥梁工程》表2-5-1SKIPIF1<0G—混凝土的剪切摸量,按《规范》3·1·6取SKIPIF1<0SKIPIF1<0(3).按修正的刚性横梁法计算横向影响线的竖坐标值SKIPIF1<0式中:SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0则SKIPIF1<0计算所得的SKIPIF1<0值见表3—3表3—3SKIPIF1<0的计算表梁号e(m)SKIPIF1<0SKIPIF1<015230跨中的横向分布系数SKIPIF1<0的计算图见图3—2SKIPIF1<0图3—2跨中的横向分布系数SKIPIF1<0计算图(单位:cm)(4).计算荷载横向分布系数1,2,3号主梁的横向影响线和最不利布载图示见图3—2对于1号梁SKIPIF1<0对于2号梁SKIPIF1<0对于3号梁SKIPIF1<02.支点的荷载横向分布系数SKIPIF1<0如图3—3按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行分布SKIPIF1<0图3—3支点的横向分布系数SKIPIF1<0计算图示(尺寸单位:cm)对于1号梁:SKIPIF1<0对于2号梁:SKIPIF1<0对于3号梁:SKIPIF1<03.横向分布系数表3—4主梁活载横向分布系数表梁号SKIPIF1<0SKIPIF1<0123计算活载内力根据拟定的结构尺寸,估算梁段的重量,同时考虑BSAS(教学版)对梁段总数的限制(最多70段),把整个梁体分为68段。划分单元时,应将支点和《桥规》规定的验算截面位于单元的节点处,同时在截面构造尺寸变化处也应布置节点。单元分段图见图附录2图A—1“全桥节点及梁段划分图”。在此基础上编写BSAS输入数据文件进行内力计算,数据文件见附录1。正常使用状态下的结构包络图见附录2图A—2承载能力极限状态下的结构包络图见附录2图A—3主梁内力组合:根据BSAS计算结果整理成内力组合表和包络图可以看出其最大弯矩和最不利截面都在边跨出现,故以下表格只列出边跨的计算数据,即1-10号单元。其中3单元和7单元的i截面表示腹板加厚起变点;4单元和6单元的i截面表示四分点截面;5单元的i截面表示跨中截面,8单元的i截面表示临时支座截面;10单元的i截面表示永久支座截面。正常使用极限状态各验算截面的内力见表3—5承载能力极限状态各验算截面的内力见表3—6恒载引起的内力见表3—7汽车引起的内力见表3—9表3—5正常使用极限状态各验算截面内力(i截面)单元号相应Mz相应Nx相应Qy12345678910表3—6承载能力极限状态各验算截面内力(i截面)单元号相应Mz相应Nx相应Qy12345678910表3—7恒载引起的内力单元杆端弯矩-M轴力-N剪力-Q1ij2ij3ij4ij5ij6ij7ij8ij9ij10ij表3—9汽车引起的内力单元号相应Mz相应Nx相应Qy12345678910第4章预应力钢束估算及其布置从内力计算数据中可以看出,边主梁和中主梁的内力相差不大,为方便施工,各主梁拟采用相同的配筋形式。预应力钢束的估算钢绞线及锚具按设计任务书建议,预应力钢材采用SKIPIF1<04低松弛钢绞线,抗拉强度标准值SKIPIF1<0,抗拉强度设计值SKIPIF1<0,抗压强度设计值SKIPIF1<0,张拉控制应力SKIPIF1<0。根据内力计算结果,参照其它梁段设计,腹板内每束预应力筋采用5股钢绞线,相应锚具型号为OVM13-67,波纹管内径尺寸60mm;跨中截面的钢束估算与确定在所有的跨中截面中,截面4的弯矩值是最大的(Mmax=6790.63kN.m),所以以截面4的钢束需要量定为所有跨中截面的钢束需要量。1.按承载能力极限状态估算钢束数SKIPIF1<02.按正常使用状态估算钢束SKIPIF1<0当由上缘不出现拉应力控制时SKIPIF1<0当由下缘不出现拉应力控制时SKIPIF1<0支点截面所需抵抗负弯矩的上部预应力钢束的估算结合确定1.按承载能力极限状态估算钢束数SKIPIF1<02.按正常使用状态估算钢束SKIPIF1<0当由上缘不出现拉应力控制时SKIPIF1<0当由下缘不出现拉应力控制时SKIPIF1<0综上所述下部所需抵抗正弯矩的预应力钢筋数n=7根,上部所需抵抗负弯矩的预应力钢筋数n=4根。从内力包络图中可以看出,从跨中直到变化点截面时出现负弯矩,所以上部所需抵抗负弯矩的预应力钢筋数在过变化点处截断。4.2预应力钢束的布置连续梁预应力钢束的配置原则参考《预混连桥设计》,连续梁预应力钢束的配置除满足《桥规》的构造要求外,还应该考虑以下的原则:应选择适当的预应力钢筋的型式与锚具型式。预应力钢筋的布置要考虑施工的方便,也不能象钢筋混凝土构件中任意截断钢筋那样去截断预应力钢筋,而导致在结构中布置过多的锚具。预应力钢筋的布置既要符合结构受力的要求,又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的次内力。预应力钢筋配置,应考虑材料经济指标的先进性,这往往与桥梁体系、结构尺寸、施工方法的选择都有密切关系。预应力钢筋应避免使用多次反向曲率的连续束。预应力钢筋的布置,不但要考虑结构在使用阶段的弹性受力状态的需要,而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。跨中截面钢束布置对于跨中截面,在保证布置预留管道构造的前提下,尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本设计采用直径6cm的预埋铁皮波纹管道,根据《公预规》规定,取管道净距4cm,至梁底净距5cm,细部构造如图4—1:SKIPIF1<0图4—1跨中截面钢束布置图(尺寸单位:cm)由上图可直接得出钢束群重心至梁底距离为:SKIPIF1<0锚固截面的钢束布置为了方便张拉操作,本设计将所有钢束都锚固在梁端。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等要求。按照上述锚头布置的“均匀”、“分散”等原则,锚固端截面所布置的钢束如下图4—2所示:SKIPIF1<0图4—2锚固截面钢束布置图(尺寸单位:cm)N8~N11为主梁安装好后再张拉的预应力钢筋由上图可直接得出N1~N7钢束群重心至梁底距离为:SKIPIF1<0算上N8~N11时,钢束群重心至梁底距离为:SKIPIF1<0验算上述布置的钢筋群重心位置,计算图式见图4—3SKIPIF1<0说明钢束群重心处于截面的核心范围内。SKIPIF1<0图4—3钢束群重心位置复核图式(单位:cm)4.钢束起弯角和线形的确定为了配合弯矩和剪力的变化,钢束需要再离跨中一定位置弯起,跨中弯矩大,需要钢束多,端部剪力大,钢束弯起有利于抗剪,也便于梁端锚头的均匀布置,减少梁端压应力集中,起弯角在较好,小于对抗裂及强度有好处,但预剪力小,大于摩擦损失大,起弯的最小半径不小于钢束直径的800倍,也不小于4m,N1~N4的起弯角定为SKIPIF1<0,N5~N7的起弯角为SKIPIF1<0N8~N11的起弯角定为SKIPIF1<0。4.3钢束计算钢束起弯点到跨中截面的距离SKIPIF1<0计算计算图式见图4—4,计算结果见表4—1SKIPIF1<0图4—4钢束计算图式表4-1钢束计算表(一)钢束号钢束弯起高度c(cm)SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0锚固点距支座中心线距离axi(cm)SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0N1(N2)17N3(N4)32N5829N6979N71129控制截面的钢束重心位置计算1.各束重心位置计算由图4—4所示的几何关系,得到计算公式为:SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0式中:SKIPIF1<0――锚固点距支座中心线距离SKIPIF1<0——钢束起弯后,在计算截面处钢束重心到梁底的距离(见表4—2);C——计算截面处钢束的升高值;SKIPIF1<0——钢束起弯前到梁底的距离;R——钢束弯起半径(见表4—1)。表4—2计算截面处钢束重心到梁底的距离截面钢束号四分点N1(N2)尚未弯起88N3(N4)1818N58N618N728变化点N1(N2)尚未弯起88N3(N4)18N58N618N728支点N1(N2)8N518N68N718282.计算钢束群重心到梁底距离SKIPIF1<0(见表4-3)表4—3钢束群重心到梁底距离SKIPIF1<0跨中的a(cm)四分点的a(cm)变化点的a(cm)临时支点的a(cm)锚固点的a(cm)N1(N2)88825N3(N4)181850N5890N618115N728140图4—5绘出了表4—3的计算结果SKIPIF1<0图4—5各截面钢束群重心到梁底距离钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端张拉的工作长度(2SKIPIF1<070cm)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,以利备料和施工。计算结果见表4-4所示:表4-4钢束长度计算表钢束号1234567=5+6N1(N2)140N3(N4)140N59140N69140N79140SKIPIF1<0第5章计算主梁截面几何特性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。5.1截面面积及惯矩计算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:SKIPIF1<0截面惯矩SKIPIF1<0换算截面几何特性计算在使用阶段需要计算大截面(结构整体化后的截面)几何特性,计算公式如下SKIPIF1<0式中:SKIPIF1<0—钢束与混凝土弹性模量比SKIPIF1<0具体计算见下表5—1至5—5表5—1跨中截面面积和惯性矩计算表截面分块名称b1=190(cm)净截面毛截面7832—-2079009——-2026471b1=250cm换算截面毛截面879220———表5—2四分点截面面积和惯性矩计算表截面分块名称b1=190(cm)·净截面毛截面见表2783250875931038423-31305—-1809885—47745531038423—-1764148b1=250cm换算截面毛截面879251643933833383—2139932—55247333833383—2195381表5—3变化点截面面积和惯性矩计算表截面分块名称b1=190(cm)净截面毛截面89526509983.5E+07-28770-1306546222283.5E+07-126114b1=250cm换算截面毛截面99126586773.9E+07102706917943.9E+07234513表5—4临时支点截面面积和惯性矩计算表截面分块名称b1=190(cm)净截面毛截面8007703.6E+07-22894——7778763.6E+07—b1=250cm换算截面毛截面8084444E+07——8347974E+07—表5—5永久支点截面面积和惯性矩计算表截面分块名称b1=250cm净截面毛截面8084444E+078——8094854E+07—b=250cm换算截面毛面积8084444E+078—-396115—8075394E+07—-3924235.2各阶段截面对重心轴的静矩计算在预应力混凝土梁在张拉阶段和使用阶段都要产生剪应力,这两个阶段的剪应力应该叠加。在每一个阶段中,凡是截面中和轴位置和面积突变处的剪应力都需要计算。图5—1绘出了跨中截面的计算图式除需要计算两个阶段在a—a和b—b位置的剪应力外,还应该计算:SKIPIF1<0图5-1跨中截面计算图式在张拉阶段,净截面的中和轴(简称静轴)位置产生的最大剪应力,与使用阶段在静轴位置产生的剪应力叠加,在使用阶段在换算截面中和轴(简称换轴)位置产生的最大剪应力,在张拉阶段在换轴位置的剪应力叠加。因此,对于每一个荷载作用阶段,需要计算4个位置(共8种)的剪应力,因此需要计算下面几种情况的截面净矩a——a线以上(或以下)的面积对中和轴(净轴和换轴)的净矩;b——b线以上(或以下)的面积对中和轴(净轴和换轴)的净矩净轴(n——n)以上(或以下)的面积对中和轴(净轴和换轴)的净矩净轴(o——o)以上(或以下)的面积对中和轴(净轴和换轴)的净矩计算结果见表5—6表5—6跨中截面对重心轴静矩计算表静矩类型分块名称b1=190ys=静矩类型b2=250yos=Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)翼缘对净轴静矩翼板翼缘对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板马蹄部分对净轴静矩下三角马蹄部分对换轴静矩下三角马蹄马蹄肋板肋板管道管道净轴以上面积对净轴静矩翼板净轴以上面积对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板换轴以上面积对净轴静矩静矩翼板换轴以上面积对换轴静矩静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板图5-7四分点截面对重心轴静矩计算b1=190yns=b2=250yos=静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)翼缘对净轴静矩翼板翼缘对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板马蹄部分对净轴静矩下三角马蹄部分对换轴静矩下三角马蹄马蹄肋板肋板管道管道净轴以上面积对净轴静矩翼板净轴以上面积对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板换轴以上面积对净轴静矩静矩翼板换轴以上面积对换轴静矩静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板表5-8变化点截面对重心轴静矩计算表b1=190yns=b2=250yos=静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)翼缘对净轴静矩翼板翼缘对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板马蹄部分对净轴静矩下三角马蹄部分对换轴静矩下三角马蹄马蹄肋板肋板管道管道净轴以上面积对净轴静矩翼板净轴以上面积对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板换轴以上面积对净轴静矩静矩翼板换轴以上面积对换轴静矩静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板表5—9临时支点截面对重心轴静矩计算b1=190yns=b2=250yos=静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)翼缘对净轴静矩翼板翼缘对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板净轴以上面积对净轴静矩翼板净轴以上面积对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板换轴以上面积对净轴静矩静矩翼板换轴以上面积对换轴静矩静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板表5—10永久支点截面对重心轴静矩计算支点yns=b2=250yos=静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)静矩类型Ai(cm2)yi(cm)Si(cm3)翼缘对净轴静矩翼板翼缘对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板净轴以上面积对净轴静矩翼板净轴以上面积对换轴静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板换轴以上面积对净轴静矩静矩翼板换轴以上面积对换轴静矩静矩翼板三角承托三角承托肋板肋板表5—11截面特性汇总名称符号单位截面跨中四分点变化点临时支点永久支点混凝土净截面净面积Ancm2净惯矩Incm4截面形心至上缘距离ynscm截面形心至下缘距离ynxcm截面抗弯模量梁上边缘Wnscm3梁下边缘Wnxcm3对形心轴静矩翼缘部分面积Sa-ncm3净轴以上面积Sn-ncm3换轴以上面积So-ncm3马蹄部分面积Sh-ncm3钢束群重心到净轴距离encm换算截面换算面积Aocm2换算惯距Iocm4截面形心至上缘距离yoscm截面形心至下缘距离yoxcm截面抗弯模量梁上边缘Woscm3梁下边缘Woxcm3对形心轴静矩翼缘部分面积Sa-ocm3净轴以上面积Sj-ocm3换轴以上面积So-ocm3马蹄部分面积Sh-ocm3钢束群重心到换轴距离eocm钢束群重心到下缘距离apcm第6章次内力的计算用力法求解预应力次内力由于上部短束弯起的范围很小,可近似的看作是直线配筋,如图6—1所示,预应力束筋有效预加力为SKIPIF1<0,偏心矩为SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0=·m取简支梁为基本结构,取中间支点截面弯矩SKIPIF1<0为赘余力。SKIPIF1<0图6-1在预加力作用下,支座B、C、D、E处的变形协调方程组为SKIPIF1<0由图6—1,由力法知识求得SKIPIF1<0代入上面的方程组,求得SKIPIF1<0则次内力SKIPIF1<0所以永久支点处SKIPIF1<0临时支点处SKIPIF1<0变化点处SKIPIF1<0四分点处SKIPIF1<0跨中处SKIPIF1<0第7章钢筋预应力损失计算根据《桥规》(JTGD62-2004)第条规定:预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中,应计算预应力钢筋与管道壁之间的摩擦:SKIPIF1<0;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩:SKIPIF1<0;混凝土的弹性压缩:SKIPIF1<0;预应力钢筋的应力松弛:SKIPIF1<0;混凝土的收缩和徐变:SKIPIF1<0;此外,尚应考虑预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦、台座的弹性变形等因素引起的其他预应力损失。7.1预应力钢筋与管道壁之间的摩擦:SKIPIF1<0根据《桥规》第条规定,计算公式取:SKIPIF1<0SKIPIF1<0-预应力钢筋锚下的张拉控制应力(MPa)。SKIPIF1<0-预应力钢筋与管道壁的摩擦系数。(钢绞线:SKIPIF1<0=0.2)K-管道每米局部偏差对摩擦的影响系数。X-从张拉端至计算截面的管道长度。(可近似地取该段管道在构件纵轴上的投影长度)计算结果见下表7—1:表7—1截面管道摩擦损失σl1截面位置钢束θ=Φ-αx(m)μ*θ+k*x1-e-(μθ+kx)σcon[1-e-(μθ+kx)](Mpa)角度弧度1/4点N1(N2)N3(N4)N5N6N7跨中N1(N2)7N3(N4)N5N6N7变化点N1(N2)N3(N4)N5N6N7支点N1(N2)N3(N4)N5N6N7锚固点N8~~N11007.2由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失(考虑反摩擦):SKIPIF1<0由《桥规》表为SKIPIF1<0。反摩擦影响长度SKIPIF1<0,按《桥规》公式D.0.2-1计算:SKIPIF1<0SKIPIF1<0式中:SKIPIF1<0SKIPIF1<0-张拉端至锚固端摩擦损失SKIPIF1<0SKIPIF1<0-张拉端至锚固摩擦损失计算长度计算结果如表7—2表7—2锚具变形,钢束回缩引起的损失σs2(Mpa)钢束号μ*θ+k*x△σdlf(mm)lσl2la=1/4点N1(N2)N3(N4)N5N6N7跨中N1(N2)N3(N4)N5N6N7变化点N1(N2)N3(N4)N5N6N7支点N1(N2)N3(N4)N5N6N77.3混凝土的弹性压缩损失:SKIPIF1<0按《桥规》第条:后张法预应力混凝土构件当采用分批张拉时,先张拉的钢筋由张拉后批钢筋所引起的混凝土弹性压缩的预应力损失,可按下式计算:SKIPIF1<0SKIPIF1<0对于后张法预应力混凝土构件,可按《桥规》附录E简化计算:SKIPIF1<0上式中,m为钢束根数,m=7,SKIPIF1<0为一束预应力钢筋在全部钢筋的重心处产生的混凝土应力,可取7束平均值。SKIPIF1<0可按《桥规》公式(-4)计算:SKIPIF1<0SKIPIF1<0设钢束张拉程序为5、6、7、3、4、1、2计算结果见表7—3:表7-3混凝土弹性压缩损失σl4计算表σpeApNpa1YpnepnaYn△σpcσl41/4点An=763408In=2.93E+11Yns=ap=N1-N43762073N5-N72837512跨中An=763405In=2.9012E+11Yns=ap=N1-N43724353N5-N72781171变化点N1-N4An=864099In=3.48516E+11Yns=ap=N5-N738028613942890458支点An=1086232In=3.62118E+11Yns=ap=N1-N43890535N5-N77.4由预应力钢筋松弛引起的应力损失:SKIPIF1<0按《桥规》第条规定:由预应力钢筋松弛引起的应力损失终极值的计算公式为:SKIPIF1<0式中SKIPIF1<0=1.0(一次张拉系数)SKIPIF1<0=0.3(低松弛钢绞线的钢筋松弛系数)SKIPIF1<0计算结果见表7—4:表7-4预应力钢筋松弛引起的应力损失σl5钢束σpeσl51/4点N1-N4N5-N7跨中N1-N4N5-N7变化点N1-N4N5-N7临时支点N1-N4N5-N77.5混凝土的收缩和徐变引起的损失:SKIPIF1<0根据《桥规》第条,混凝土的收缩和徐变引起的损失按下面公式计算:SKIPIF1<0上式中各参数分项计算如下:SKIPIF1<0SKIPIF1<0设传力锚固期为SKIPIF1<0=7天,计算龄期为徐变终极值tu。桥梁所处环境的年平均相对湿度为55%计算结果见表7—5:表7—5混凝土的收缩和徐变引起的损失SKIPIF1<01/4点已知数据AnInapM1M2AoIoynsyosΦ(∞,т)ξ(tu,to)7634082.9E+1123839019823.6E+11σpeNpyPnepnσpcσtσ'pcρρpsσl6N1-N43581762956N5-N72699973跨中已知数据AnInapM1M2AoIoynsyosΦ(∞,т)ξ(tu,to)7634082.9E+1117879019823.6E+11σpeNpyPnepnσpcσtσ'pcρρpsσl6N1-N435524081025N5-N72652212变化点已知数据AnInapM1M2AoIoynsyosΦ(∞,т)ξ(tu,to)8640993.5E+1110204913.9E+11σpeNpyPnepnσpcσtσ'pcρρpsσl6N1-N43621833N5-N72749006支点已知数据AnInapM1M2AoIoynsyosΦ(∞,т)ξ(tu,to)1E+063.6E+110012941334E+11σpeNpyPnepnσpcσtσ'pcρρpsσl6N1-N437048230N5-N72785221钢筋预应力损失汇总见表7—6表7-6钢筋预应力损失汇总钢束号损失合计有效预应力1/4点N1-N4N5-N7跨中N1-N4N5-N7变化点N1-N4N5-N7临时支点N1-N4N5-N7第8章主梁截面强度与应力验算8.1持久状况承载能力极限状态计算根据《桥规》公路桥涵的持久状况设计应按承载能力极限状态的要求,对构件进行承载能力及稳定计算。在进行承载能力极限状态计算时,作用(或荷载)的效应(其中汽车荷载应该计入冲击系数)应采用其组合设计值;结构材料性能采用其强度设计值。根据《桥规》5.1.5SKIPIF1<0SKIPIF1<0——桥梁结构的重要性系数,此桥梁为一级,所以取用S——作用(或荷载)的效应(其中汽车荷载应该计入冲击系数)的组合设计值,当进行预应力混凝土连续梁等超静定结构的承载能力极限状态计算时,公式中作用(或荷载)的效应项应改为SKIPIF1<0,其中SKIPIF1<0为预应力(扣除全部预应力损失)引起的次效应;SKIPIF1<0为预应力分项系数,当预应力效应对结构有利时,取SKIPIF1<0,;对结构不利时取SKIPIF1<0SKIPIF1<0正截面抗弯承载能力验算按《桥规》第条规定,内梁翼缘有效工作宽度取下列三者中较小者。对连续梁边跨正弯矩区段,取该跨计算跨径的倍×=各中间支点负弯矩区段,取该支点相邻两计算跨径之和的倍×2×=2)相邻两梁平均间距=2500mm3)SKIPIF1<0mm上式中:b—腹板宽度SKIPIF1<0—承托长度SKIPIF1<0—T形截面受压区的翼缘厚度综上:取b=2500mm确定混泥土受压区高度:按《桥规》第条,当SKIPIF1<0时,中心轴在矩形截面内。式中:SKIPIF1<0—普通钢筋抗压强度设计值SKIPIF1<0—预应力钢筋抗压强度设计值,取1260MPaSKIPIF1<0—构件受拉区纵向普通钢筋、纵向预应力钢筋的截面面积;SKIPIF1<0—混泥土轴心抗压强度设计值,取SKIPIF1<0—普通钢筋抗压强度设计值SKIPIF1<0—预应力抗压强度设计值SKIPIF1<0—截面受压区纵向预应力钢筋合力作用点处混泥土法向应力等于0时预应力钢筋繁荣应力SKIPIF1<0—构件受压区纵向普通钢筋的截面面积截面受压区高度应符合SKIPIF1<0查表5.C50号混凝土和钢绞线取SKIPIF1<01.跨中截面(下部受拉)计算图式见图8—1—1SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0图8-1-1跨中正截面抗弯计算图SKIPIF1<02.四分点截面(下部受拉)计算图式见图8—1—2SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0图8-1-2四分点正截面抗弯计算图3.变化点截面(除N1N2都已经起弯)(上部受拉)计算图式见图8—1—3SKIPIF1<0图8-1-3变化点正截面抗弯计算图SKIPIF1<0根据《桥规》-3SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0根据《桥规》-4SKIPIF1<0根据《桥规》-4由预应力产生的混凝土法向应力压应力SKIPIF1<0SKIPIF1<0根据《桥规》-5预应力钢筋合力点处法向应力等于0时的预应力钢筋应力SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<04.临时支点截面(上部受拉)计算图式见图8—1—4SKIPIF1<0图8-1-4临时支点正截面抗弯计算图SKIPIF1<0根据《桥规》-3SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<05.永久支点截面(上部受拉)计算图式见图8—1—5SKIPIF1<0图8-1-5永久支点正截面抗弯计算图SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0斜截面抗弯强度验算本设计中,由于梁内预应力钢束根数沿梁跨没有变化,可不必进行该项强度验算。斜截面抗剪承载力验算1.基本原理根据《桥规》第条规定:计算受弯构件斜截面抗剪承载能力时,其计算位置应按下列规定采用:简支梁和连续梁近边支点的梁段(1)距支座中心SKIPIF1<0处截面;(2)受拉区弯起钢筋弯起点处截面;(3)锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面;(4)箍筋数量或间距改变处的截面;(5)构件腹板宽度变化处的截面。连续梁和悬臂梁近中间支点梁段(1)支点横阁梁边缘处截面;(2)变高度梁高度突变处截面;(3)参照简支梁的要求,需要进行验算的截面。根据《桥规》第条规定:T形截面受弯构件,当配置箍筋和弯起钢筋时,其截面抗剪承载力应符合下式规定:SKIPIF1<0式中:Vd—斜截面受压端上由作用(或荷载)效应所产生的剪力组合设计值(KN);Vcs—斜截面内混泥土和箍筋共同的抗剪承载力设计值(KN);Vsb—与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值(KN);Vpb—与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值(KN);SKIPIF1<0—异号弯矩影响系数,计算简支梁和连续梁近边支点的梁段的抗剪承载力时,SKIPIF1<0=1.0;计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时,SKIPIF1<0=0.9;SKIPIF1<0—预应力提高系数,对于预混凝土受弯构件,SKIPIF1<0,但当由钢筋合力引起的截面弯矩与外弯矩的方向相同时,或允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件,取SKIPIF1<0;SKIPIF1<0—受压翼缘的影响系数,取SKIPIF1<0;SKIPIF1<0—斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率,SKIPIF1<0=SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,取SKIPIF1<0;SKIPIF1<0—混凝土强度等级;SKIPIF1<0—箍筋抗拉强度设计值;SKIPIF1<0—斜截面内箍筋配筋率,SKIPIF1<0;SKIPIF1<0—斜截面内箍筋间距;SKIPIF1<0、SKIPIF1<0—斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋、预应力钢筋截面面积;SKIPIF1<0、SKIPIF1<0—普通弯起钢筋、预应力钢筋(在斜截面受压端正截面处)的切线与水平线的夹角。根据《桥规》第条规定:进行斜截面承载力验算时,计算斜截面水平投影长度SKIPIF1<0的公式如下:SKIPIF1<0式中:m—斜截面受压端正截面处的广义剪跨比,SKIPIF1<0SKIPIF1<0—相应于最大剪力组合设计值处的弯矩组合设计值。JTGD62—2004第条规定:T形截面的受弯构件,其抗剪截面应符合下列要求:SKIPIF1<0式中:Vd—验算截面处由作用(或荷载)产生的剪力组合设计值(KN);b—相应于剪力组合设计值处的T形截面腹板宽度(mm);h0—相应于剪力组合设计值处截面的有效高度(mm)据《桥规》根第条规定:当T形截面受弯构件,符合下列条件时,SKIPIF1<0(KN)可不进行斜截面抗剪承载力验算,仅按根据《桥规》第条按构造要求配置箍筋。式中:ftd—混泥土抗拉强度设计值2.复核截面尺寸(1).永久支座中心线截面从剪力包络图中知,此截面上的剪力有最大值:SKIPIF1<0腹板宽度b=480mm;截面有效高度SKIPIF1<0;主梁梁体使用SKIPIF1<0混凝土,则SKIPIF1<0;将上面各参数代入根据《桥规》第条公式的右边,可得:SKIPIF1<0(2).变化点截面从剪力包络图中知,此截面上的剪力有最大值:SKIPIF1<0腹板宽度b=200mm;截面有效高度SKIPIF1<0;主梁梁体使用SKIPIF1<0混凝土,则SKIPIF1<0;将上面各参数代入JTGD62—2004第条公式的右边,可得:SKIPIF1<03.斜截面抗剪验承载力算(1).变化点截面(计算图式见图8—1—6)SKIPIF1<0图8-1-6变化点斜截面抗剪计算图验算是否需要进行抗剪承载力验算根据《桥规》第条公式:SKIPIF1<0则有:SKIPIF1<0,需要进行抗剪承载力验算。计算斜截面水平投影长度SKIPIF1<0其中:SKIPIF1<0则有:SKIPIF1<0。箍筋计算在斜截面设2肢SKIPIF1<0箍筋,间距SKIPIF1<0=200mm,但在离支点一倍梁高的范围内,根据《桥规》第条规定,采用间距100mm。SKIPIF1<0;SKIPIF1<0;根据《桥规》第条规定,HRB330钢筋的含箍筋率不应小于0.18%。现SKIPIF1<0SKIPIF1<0>0.18%,满足规范要求。抗剪承载力计算SKIPIF1<0箍筋抗拉强度设计值SKIPIF1<0;主梁梁体使用SKIPIF1<0混凝土,则SKIPIF1<0;将各参数代入《桥规》第条公式可求得(在此截面上部受拉,上部的预应力筋都已经起弯,所以无没有弯起的受拉钢筋所以p=o):SKIPIF1<0SKIPIF1<0,在C长度内下部受压区有5束(N1N2没有起弯)弯起预应力钢束,其中有2束弯起角为SKIPIF1<0,3束弯起角为SKIPIF1<0SKIPIF1<0,则有:SKIPIF1<0SKIPIF1<0(2).永久支座中心线截面计算图式见图8—1—7SKIPIF1<0图8-1-7永久支座斜截面抗剪计算图验算是否需要进行抗剪承载力验算SKIPIF1<0则有:SKIPIF1<0,需要进行抗剪承载力验算。计算斜截面水平投影长度根据《桥规》第条公式计算:SKIPIF1<0其中:SKIPIF1<0则有:SKIPIF1<0。抗剪承载力计算根据规定在此处采用SKIPIF1<0箍筋,间距100mm(在斜截面内没有弯起的受拉钢筋为上部的4束),所以SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0在C长度内下部受压区有7束弯起预应力钢束,其中有4束弯起角为SKIPIF1<0,3束弯起角为SKIPIF1<0SKIPIF1<0,则有:SKIPIF1<0SKIPIF1<0局部承压验算后张法预应力混凝土梁的端部,由于锚头集中力的作用,锚下混凝土将承受很大的局部应力可能使梁端产生纵向裂缝。设计时,除在锚下设置的钢束垫板和钢筋网应符合构造要求外,还应验算在预应力作用下局部承压强度和梁端的抗裂计算。根据《桥规》第条规定:截面尺寸应满足:SKIPIF1<0预应力控制张应力:SKIPIF1<0每束预应力钢筋为SKIPIF1<0钢绞线,其截面积2每束预应力钢筋张拉力SKIPIF1<0故局部压力设计值为SKIPIF1<0NSKIPIF1<0锚圈直径分别为100mm、74mm。t=32mm锚圈底面应力以45度通过垫板向梁体扩散,张拉时混凝土强度达C50,SKIPIF1<0,采用夹片式锚具。计算图式见图8—1—8SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0故符合规定。SKIPIF1<0图8-1-8混凝土局部承压(架片式锚具)1-锚圈;2-垫板;3-梁体根据《桥规》第条:配置间接钢筋的局部受压构件其局部抗压承载力应按下列规定计算:SKIPIF1<0螺旋形钢筋中心直径为220mm,间距s=60mmSKIPIF1<0符合规定螺旋筋布置范围,按《桥规》图规定采用SKIPIF1<0局部承压配筋见图8—1—9SKIPIF1<0图8-1-9局部承压配筋图8.2持久状态正常使用极限状态计算根据《桥规》公路桥涵的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求,采用作用(或活载)的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响,对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算,并使各项计算值不超过本规范规定的各相应限值。在上述各种组合中,汽车荷载效应可不计入冲击系数。对连续梁等超静定结构,尚应计入由预应力作用引起的次效应。抗裂验算1.正截面抗裂验算根据《桥规》第一条正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算,并应符合下列要求SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0(由预加应力产生的法向压应力)SKIPIF1<0——后张拉构件的预应力钢筋和普通钢筋的合力;SKIPIF1<0——净截面重心到预应力钢筋和普通钢筋合力点的距离;SKIPIF1<0——净截面重心到计算纤维处的距离;SKIPIF1<0——由预应力SKIPIF1<0在后张拉法预应力钢筋混凝土连续梁等超静定构件中产生的弯矩。根据《桥规》第2条SKIPIF1<0(1).跨中截面计算图式见图8—2—1SKIPIF1<0图8-2-1跨中正截面抗裂计算图SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0(2).
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