《《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì)（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì) 姓名： 學(xué)部： 土木工程部 班級(jí)： 09土木10班 二〇一一年六月二日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 根據(jù)給定的橋梁基本設(shè)計(jì)資料（主要結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算內(nèi)力等）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形主梁。主要內(nèi)容包括： 1．預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置； 2．截面幾何性質(zhì)計(jì)算； 3．承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（正截面與斜截面承載力計(jì)算）； 4．預(yù)應(yīng)力損失估算； 5．應(yīng)力驗(yàn)算（短暫狀況和持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算）； 6．抗裂驗(yàn)算

2、（正截面與斜截面抗裂驗(yàn)算）或裂縫寬度計(jì)算； 7．主梁變形（撓度）計(jì)算； 8．錨固局部承壓計(jì)算與錨固區(qū)設(shè)計(jì)； 9．繪制主梁施工圖。 二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù) 通過(guò)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋的一片主梁設(shè)計(jì)，要求掌握設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)值計(jì)算方法及有關(guān)構(gòu)造要求規(guī)定，并繪制施工圖。要求：設(shè)計(jì)合理、計(jì)算無(wú)誤、繪圖規(guī)范。 （一）基本設(shè)計(jì)資料 1．設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅱ級(jí)荷載，人群荷載3.0，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0 2．環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):Ⅱ類環(huán)境 3．材料性能參數(shù) （1）混凝土 強(qiáng)度等級(jí)為C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為： 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =32.4，=2.65 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =22.4，=1.

3、83 彈性模量 =3.45 （2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416—97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（17標(biāo)準(zhǔn)型）， 其強(qiáng)度指標(biāo)為： 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =1860 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =1260 彈性模量 =1.95 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 =0.4，=0.2563 公稱直徑為15.2，公稱面積為139mm2 （3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋 1）縱向抗拉非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為： 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =400 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =330 彈性模量

4、=2.0 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 =0.53，=0.1985 2）箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為： 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =335 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =280 彈性模量 =2.0 圖1 主梁跨中截面尺寸（尺寸單位：） 4．主要結(jié)構(gòu)尺寸 主梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑=33，梁全長(zhǎng)32.96，計(jì)算跨徑=32.5。 主梁高度=2000，主梁間距=2000，其中主梁上翼緣預(yù)制部分寬為1980，現(xiàn)澆段寬為20，全橋由5片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點(diǎn)截面或錨固截面的梁肋寬度為600m

5、m。 （二）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果摘錄 1．恒載內(nèi)力 （1）預(yù)制主梁的自重 =19.75 （2）二期恒載（包括橋面鋪裝、人行道及欄桿） =7.495 恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表1（數(shù)據(jù)做參考，若有問(wèn)題，可以修改）。 2．活載內(nèi)力 汽車荷載按公路—Ⅰ級(jí)荷載計(jì)算，沖擊系數(shù)=1.141，人群荷載按3.0計(jì)算。 活載內(nèi)力以2號(hào)梁為準(zhǔn)?；钶d內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表2（數(shù)據(jù)做參考，若有問(wèn)題，可以修改）。 3．內(nèi)力組合 （1）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算） （2）短期組合（用于正常使用極限狀

6、態(tài)計(jì)算） （3）長(zhǎng)期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算） 各種情況下的組合結(jié)果見表3。 表1 恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 截面位置 距支點(diǎn)截面 距離 預(yù)制梁自重 二期恒載 彎矩 剪力 彎矩 剪力 （kN.m） （kN） （kN.m） （kN） 支點(diǎn) 0.0 0.0 320.938 0.0 121.794 變截面 1.6 488.146 306.472 185.248 102.674 8.125 1955.713 160.468 742.18

7、1 76.47 跨中 16.25 2607.617 0.0 989.574 0.0 表2 活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 截面位置 距支點(diǎn)截面距離 公路—Ⅰ級(jí) 人群荷載 彎矩 剪力 彎矩 剪力 (kN.m) 對(duì)應(yīng) （kN） （kN） 對(duì)應(yīng) (kN.m) (kN.m) 對(duì)應(yīng) （kN） （kN） 對(duì)應(yīng) (kN.m) 支點(diǎn) 0.0 0.0 243.727 243.727 0.0 0.0 22.695 22.695 0.0 變截面 1.6 317.91 214.562 218.473 337.67 5

8、7.195 25.438 23.113 54.15 8.125 1273.109 161.905 205.435 790.706 200.522 16.638 37.019 100.261 跨中 16.25 1697.431 88.59 98.264 1383.051 267.361 0.0 8.227 70.008 注：車輛荷載內(nèi)力、中已計(jì)入沖擊系數(shù)=1.193。 表3 荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 截面位置 項(xiàng) 目 基本組合 短期組合 長(zhǎng)期組合 （kN.m） （kN） （kN.m） （kN） （kN.m

9、） （kN） 支點(diǎn) 最大彎矩 0.0 897.915 0.0 614.953 0.0 537.252 最大剪力 0.0 897.915 0.0 614.953 0.0 537.252 變截面 最大彎矩 1317.12 831.85 925.63 566.22 807.72 494.54 最大剪力 1341.46 834.72 934.70 566.29 813.43 494.54 最大彎矩 5244.60 529.627 3679.46 352.90 3224.42 300.35 最大剪力 4456.75 6

10、12.71 3283.25 399.99 3014.95 323.79 跨中 最大彎矩 6992.477 124.026 4905.92 54.35 4299.20 31.06 最大剪力 5605.87 215.98 4509.70 68.51 4110.05 37.74 （三）施工方法要點(diǎn) 后張法施工，采用金屬波紋管和夾片錨具，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉，張拉順序與鋼束序號(hào)相同。 （四）設(shè)計(jì)要求 1．方案一：按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。 2．方案二：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混

11、凝土T形主梁。 3．方案三：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件（允許裂縫寬度為0.1）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。 ※學(xué)生應(yīng)按指導(dǎo)教師要求選擇其中一個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作 1．編制計(jì)算說(shuō)明書； 2．繪制施工圖（主要包括：主梁支點(diǎn)橫斷面圖、主梁跨中橫斷面圖、主梁鋼束布置圖、主梁鋼束數(shù)量表等，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容自己決定）。 四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排（可根據(jù)實(shí)際情況自己靈活安排） 序號(hào) 設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容 地點(diǎn) 起止日期 1 布置任務(wù)，收集資料，預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置 圖書館 2011.12.28-30 2 截面幾何性質(zhì)計(jì)算，承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 圖書

12、館 2011.12.30-31 3 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算，應(yīng)力驗(yàn)算 圖書館 2012.01.01-03 4 抗裂驗(yàn)算或裂縫寬度計(jì)算，變形（撓度）計(jì)算 圖書館 2012.01.03-05 5 繪制主要構(gòu)造圖，整理計(jì)算說(shuō)明書，上交設(shè)計(jì)成果 圖書館 2012.01.05-07 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]葉見曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版).北京:人民交通出版社,2005 [2]張樹仁等.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京:人民交通出版社,2004 [3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004).北京:人民

13、交通出版社,2004 [4]閆志剛主編.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009 [5]易建國(guó)主編.混凝土簡(jiǎn)支梁(板)橋(第三版).北京:人民交通出版社,2006 [6]胡兆同,陳萬(wàn)春.橋梁通用構(gòu)造及簡(jiǎn)支梁橋.北京:人民交通出版社,2001 [7]白寶玉主編.橋梁工程.北京:高等教育出版社,2005

14、 2011-12-9 方案二：部分預(yù)應(yīng)力混泥土A類簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì) 主梁尺寸如下圖： 1.主梁全截面幾何特性 1.1受壓翼緣有效寬度，的計(jì)算 按《公路橋規(guī)》規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度，

15、取下列三者中的最小值： (1) 簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑的l/3，即l/3=32500/3=10833 (2) 相鄰兩梁的平均間距，對(duì)于中梁為2000mm; (3) ,式中b=200 mm ,= 0 mm ,= (100+200) /2 =150 mm ； 所以， = 200+0+12150 =2000 mm 故，受壓翼緣的有效寬度取=2000mm 1.2全截面幾何特性的計(jì)算 這里的主梁幾何特性采用分塊數(shù)值求和法，其計(jì)算式為 全截面面積： 全截面重心至梁頂?shù)木嚯x： 式中 —— 分塊面積 —— 分塊面積的重心至梁頂邊的距離 如右圖所

16、示，對(duì)T形梁跨中截面進(jìn)行分塊分析，分成5大塊進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算它們底面積與性質(zhì)，計(jì)算結(jié)果列于下表。 根據(jù)整體圖可知，變化點(diǎn)處的截面幾何尺寸與跨中截面相同，故幾何特性也相同，主梁跨中截面的全截面幾何特性如表1所示。 ` 跨中截面與L/4截面全截面幾何特性 表1 分塊號(hào) 分塊面積 ① 180000 50 9000000 750 101.25 0.15 ② 90000 167 5940000 633 36.062 0.05 ③ 360000 900 288000000

17、 -100 3.2 97.2 ④ 40000 1177 69320000 -933 34.82 0.08 ⑤ 120000 1305 228000000 -1100 145.2 0.4 合計(jì) 750000 =800 =1200 600260000 320.53 97.88 ) = 418.41 2.預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置 2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定 按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量 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，可得跨中截面所需的有效預(yù)應(yīng)力為 式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（

18、或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由資料得： = 2607.617+989.574+0.7 1697.431/1.141+267.361=4905.92 Mpa 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為 =120 mm ，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為=1080mm，Mpa 由表1得跨中截面全截面面積 A =750000，全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為：418.411/1200 = 348.676 ，所以有效預(yù)加力合力為： 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張力控制應(yīng)力為1395 Mpa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 擬采用3束7剛絞線，單

19、根鋼絞線的公稱截面面積則預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為，采用夾片式錨固，金屬波紋管成孔。 2.3預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋的布置 （1）按照后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件《公路橋規(guī)》中的要求，參考已有設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行布置。 如圖所示，預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的布置截面圖。 跨中截面尺寸要素 鋼束在端部的錨固位置 預(yù)制梁端部 （2）其他截面鋼束位置及傾角計(jì)算 ①鋼束彎起形狀、彎起角及彎曲半徑 采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋

20、的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，N1、N2、N3彎起角均取8；各鋼束的彎曲半徑為：RN1=40000mm，RN2=25000mm，RN3=10000mm。 ②鋼束各控制點(diǎn)位置的確定。 以N3為例，其彎起布置圖如下： 計(jì)算N1、N2、N3各控制參數(shù)匯總于下表2： 各鋼束彎曲控制要素表 表2 鋼束號(hào) 升高值C （mm） 彎起角θ （） 彎起半徑R （mm） 支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離d（mm） 彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離Xk(mm) 彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離（mm） N1 1150 8 40000

21、 156 5341 10908 N2 650 8 25000 256 10812 14291 N3 400 8 10000 312 13554 14945 ③各截面鋼束位置（ ai ）及其傾角（θ）計(jì)算表 表3 計(jì)算截面 鋼束編號(hào) Xk(mm) Lb1+Lb2 Xi-Xk θ Ci ai=a+Ci 跨中截面 （Xi=0mm） N1 5341 5567 為負(fù)值，鋼束未彎起 0 0 120 N2 10812 3479 N3 13554 1391 L/

22、4截面 Xi=6075mm N1 5341 5567 0<(Xi-Xk)<(Lb1+Lb2) 5.588 190 310 N2 10812 3479 Xi-Xk<0 0 0 120 N3 13554 1391 Xi-Xk<0 0 0 120 變化點(diǎn)截面 Xi=10850mm N1 5341 5567 Xi-Xk> Lb1+Lb2 8 825 945 N2 10812 3479 Xi-Xk> Lb1+Lb2 8 311 431 N3 13554 1391 0<(Xi-Xk)<(Lb1+Lb2) 6.194

23、 58 178 支點(diǎn)截面 Xi=12150mm N1 5341 5567 Xi-Xk> Lb1+Lb2 8 1008 1128 N2 10812 3479 Xi-Xk> Lb1+Lb2 8 494 614 N3 13554 1391 Xi-Xk> Lb1+Lb2 8 236 356 ④鋼筋束平彎段的位置及平彎角 N1、N2、N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于在施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2、N

24、3在梁中的平彎采用相同的形式，其平彎位置布置圖如下所示。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧彎曲角為θ= 2.4 按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算按非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量： 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a = 80mm ，則 先假定為第一類T形截面，由公式計(jì)算受壓區(qū)高度x，即 解得： 根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為 采用7根直徑為12mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面面積為。在梁底布置成一排如圖，其間距為65mm，鋼筋重心到底邊的距離。 其布置圖如下： 3主梁截面幾何

25、特性計(jì)算 各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表 表4 受力 階段 計(jì)算截面 階段一： 孔道壓漿前 跨中截面 695103 729.38 1170.5 1050.2 324.270 4.445 2.77 3.087 L/4截面 695103 758.66 1141.4 983.56 320.96 4.237 2.61 3.263 變化點(diǎn)截面 695103 787.72 1112.2 912.42 309.130 3.924 2.78

26、 3.388 支點(diǎn)截面 741103 821.87 1081.3 83.68 343.72 4.182 3.179 41.076 階段二： 管道結(jié)硬后到濕接縫結(jié)硬前 跨中截面 713103 779.13 1012.8 992.87 323.93 4.158 3.198 3.263 L/4截面 713103 779.11 1011.7 948.41 320.72 4.116 3.17 3.382 變化點(diǎn)截面 713103 778.04 1010.6 512.10 318.09 4.088 3.146 6.211 支點(diǎn)

27、截面 859103 816.97 1084.1 34.5 326.116 3.992 3.008 94.5 階段三：濕接縫結(jié)硬后 跨中截面 764103 682.97 1217.1 1097.3 324.739 5.018 2.816 3.124 L/4截面 764103 654.30 1245.7 932.22 323.148 4.938 2.594 3.466 變化點(diǎn)截面 764103 668.96 1231.4 362.18 317.186 4.746 2.576 8.758 支點(diǎn)截面 828103 653.6

28、1 1235.3 40.94 346.150 5.296 2.802 84.5 4，持久狀況下截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 4.1.正截面承載力計(jì)算 取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算 (1) 求受壓區(qū)高度x 先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x為 受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說(shuō)明設(shè)計(jì)梁為第一類T形截面梁。 (2)正截面承載力計(jì)算 預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理作用點(diǎn)到截面底邊距離為 所以 根據(jù)資料可知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎承載力可計(jì)算如下，

29、跨中截面正截面承載力滿足要求。 4.2斜截面承載力計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁應(yīng)對(duì)按規(guī)定需要驗(yàn)算的各個(gè)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，以變化點(diǎn)截面的斜截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。 首先，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即 式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，查資料得= 834.72 kN；混凝土強(qiáng)度等級(jí) = 40Mpa；腹板厚度b = 200 mm ；剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度計(jì)算近似取跨中截面的有效高度的計(jì)算值，計(jì)算如下，即；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)； 所以： 故可知，計(jì)算滿足 截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋。 斜截面抗剪承載力計(jì)算，即

30、 式中 式中：為異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡(jiǎn)支梁=1.0； 為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25； 為受壓翼緣影響系數(shù)，=1.1； 箍筋采用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，=280Mpa，間距=200mm，距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距=100mm。 采用3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，查表3可得 =0.1288，所以 所以 變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。 5.鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算 5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失() 摩阻損失分別對(duì)支點(diǎn)截面

31、，變化點(diǎn)截面，L/4截面，跨中截面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下，計(jì)算結(jié)果如下表所示： = 式中： ——預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力， ——摩擦系數(shù)，查得 k ——局部偏差影響系數(shù)，查得k=0.0015 x ——從張拉端至計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（m） ——從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和；計(jì)算時(shí)，由于平彎角度過(guò)小，此處計(jì)算忽略不計(jì)，計(jì)算參考表3所得數(shù)據(jù)。 各設(shè)計(jì)控制截面計(jì)算結(jié)果 表5 截面 鋼束號(hào) X (m) 角度 （ 。） 弧度

32、 摩擦應(yīng)力損失 摩擦應(yīng)力損失平均值 支點(diǎn)截面 N1 0.156 0 0 0.3 0.53 N2 0.256 0 0 0.6 N3 0.712 0 0 0.7 變化點(diǎn)截面 N1 1.456 0 0 2.8 18.86 N2 1.556 0 0 3.07 N3 1.612 7.8613 0.0343 50.72 L/4截面 N1 6.231 0.889 0.0155 18.29 44.57 N2 6.331 6.982 0.1219 54.69 N3 6.387 8 0.1396 60.72

33、 跨中截面 N1 12.306 8 0.1396 72.54 88.58 N2 12.406 12.168 0.2124 96.53 N3 12.462 12.168 0.2124 96.67 5.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失() 計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先根據(jù)公式計(jì)算反摩阻影響長(zhǎng)度,即 式中的為張拉端錨具變形值，有資料查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；單位長(zhǎng)度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算為；張拉端錨下張拉控制應(yīng)力為；扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力；張拉端到錨

34、固端之間的距離；計(jì)算結(jié)果如表6。 若求得的，離張拉端x處由錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的考慮反摩擦后的張拉應(yīng)力損失，計(jì)算式如下； ； 若求得的時(shí) 表示該截面不受反摩擦的影響。 錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表 表6 截面 鋼束號(hào) X(mm) 錨具損失 平均值 支點(diǎn)截面 N1 156 11503 136.00 135.53 148.03 N2 256 10012 156.50 154.78 N3 312 10028 156.26 153.78 變化點(diǎn)截面 N1 1456 115

35、03 136.00 134.37 129.30 N2 1556 10012 156.50 133.43 N3 1612 10028 156.26 134.37 L/4截面 N1 6231 11503 136.00 63.50 60.53 N2 6331 10012 156.50 59.40 N3 6387 10028 156.26 58.69 跨中截面 N1 12306 11503 136.00 x>lf 截面不受反摩阻影響 0 N2 12406 10012 156.50 N3 12462 10028

36、156.26 5.3預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失() 預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉順序與編號(hào)一致，混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失取按應(yīng)力計(jì)算需要控制的截面進(jìn)行計(jì)算，這里取L/4截面進(jìn)行計(jì)算，并以計(jì)算結(jié)果作為截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的平均值。計(jì)算公式如下 式中： m-----張拉批數(shù)，m=3 ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量之比， 按照鋼筋張拉順序進(jìn)行計(jì)算 式中：——第i+1束預(yù)應(yīng)力筋扣除相應(yīng)應(yīng)力損失后的張拉力； ——第i束預(yù)應(yīng)力筋重心到凈截面重心的距離。 ——全預(yù)應(yīng)力鋼筋（M批）的合理NP在

37、其作用點(diǎn)（全預(yù)應(yīng)力鋼筋重心點(diǎn)）處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力，=，截面特性按控制截面的幾何特性匯總表中第一階段取用；其中： Np=(σcon －－)=(395－44.57-60.53) 2919=3765.218KN ==11.83MPa =23.66MPa 5.4.鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失() 這里采用一次張拉工藝的低松弛級(jí)鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算 式中： ——張拉系數(shù)，一次張拉取=1.0； ——鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于低松弛鋼絞線，?。? ——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，= ==1395-44.57-60.53-23.66=1

38、266.24MPa =31.46MPa 5.5混凝土收縮、徐變引起的損失() 混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失按下式計(jì)算 ； ； 式中： ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)階段應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力； ——預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變； ——加載齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土徐變系數(shù)； ——構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率， 設(shè)混凝土傳力錨固齡期及加載齡期均為28天，計(jì)算時(shí)間，橋梁所在環(huán)境的年平均相對(duì)濕度為75%，混凝土面積，混凝土界面與大氣接觸周

39、長(zhǎng)，以跨中截面計(jì)算其理論厚度 查表得： ； 由于 ， 故 預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固時(shí)的欲加力為 =81.352MPa 5.6預(yù)應(yīng)力收縮組合 各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平局值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表 表7 工作 階段 計(jì)算 截面 預(yù)加應(yīng)力階段 使用階段 鋼束有效預(yù)應(yīng)力 預(yù)加應(yīng)力階段 使用階段 　 　 支點(diǎn)截面 0.53 148.03 23.66 172.22 31.41 81.352 112.76 1213.16 1100.39 變化點(diǎn)截面

40、18.86 129.3 23.66 171.85 31.41 81.352 112.76 1213.53 1100.77 L/4截面 44.57 60.53 23.66 128.79 31.41 81.352 112.76 1256.59 1143.83 跨中截面 88.58 0 23.66 112.27 31.41 81.352 112.76 1273.11 1160.35 6.應(yīng)力驗(yàn)算 6.1短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 短暫狀況下梁跨中截面（預(yù)加力階段）上、下緣的正應(yīng)力： 上緣： 下緣： 其中，，截面特性去用第一階段的截面特

41、性，代入上式得 （壓） < 預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過(guò)規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來(lái)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%的縱向配筋即可。 6.2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算 6.2.1跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算 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)，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。 查表得 ； 跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為

42、 持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。 6.2.2持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算 由二期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為 所以鋼束應(yīng)力為 持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿足規(guī)定要求。 6.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算 荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主拉應(yīng)力： 荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主壓應(yīng)力： 圖 變化點(diǎn)截面（尺寸：mm） 現(xiàn)取變截面點(diǎn)分別計(jì)算截面上梗肋、形心和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力，其值應(yīng)滿足的要求，計(jì)算正應(yīng)力與剪應(yīng)力的公式如下 正應(yīng)力 剪應(yīng)力

43、 根據(jù)已有設(shè)計(jì)與相應(yīng)資料，對(duì)截面各面積距與形心進(jìn)行估算，其中應(yīng)力公式如下，進(jìn)行正應(yīng)力計(jì)算與剪應(yīng)力計(jì)算式，先計(jì)算 計(jì)算結(jié)果會(huì)匯總于下表 變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表 表8 計(jì)算位置 主應(yīng)力 剪應(yīng)力 主壓應(yīng)力 主拉應(yīng)力 上梗肋a-a 6.311 0.435 6.34 -0.030 形心軸o-o 6.265 0.552 6.31 -0.048 下梗肋b-b 6.160 1.220 6.39 -0.232 斜截面最大主壓應(yīng)力 ； 斜截面最大主拉應(yīng)力 ；

44、 故箍筋可按構(gòu)造要求布置。 7．抗裂性驗(yàn)算 7.1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算 (1)預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)應(yīng)力計(jì)算 跨中截面 所以，可得 (2)有荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法相拉應(yīng)力的計(jì)算 由表6查得： ； (3)正截面混凝土抗裂驗(yàn)算 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： 由上計(jì)算知，說(shuō)明截面在作用短期效應(yīng)組合作用下沒有消壓，計(jì)算結(jié)果滿足抗裂要求。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)組合的抗裂要求。 由下式得

45、 所以構(gòu)件滿足《公路橋規(guī)》中A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。 8.主梁變形（撓度）計(jì)算 8.1使用階段的撓度計(jì)算 使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合值計(jì)算，并考慮撓度長(zhǎng)期影響系數(shù)。對(duì)于C50混凝土，；剛度為，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的撓度計(jì)算近似地按等截面梁計(jì)算，截面剛度按跨中截面尺寸及配筋情況確定。 荷載短期效應(yīng)組合作用下的撓度值為： （↓） 其中為資料所查得，L=32500mm為已知。 自重產(chǎn)生的撓度 （↓） 其中： 8.2預(yù)加力引起的反拱計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置 采用L/4截

46、面處的使用階段永存預(yù)應(yīng)力鉅作用為全梁的平均預(yù)加力矩計(jì)算值，即 =Apb0.9935=1083.5718600.9935+1083.57840=2912.54KN =yob-ap=673.21mm =1960.75KN﹒m 截面慣性矩采用預(yù)加力階段（第一階段），為簡(jiǎn)化以梁L/4處截面的截面慣性矩I0 =1.151011 mm作為全梁的平均值。 則主梁上拱值（跨中截面）為 Fa=-38.40mm 考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的預(yù)加力的上拱值為:fa1=-76.80mm 預(yù)拱度的設(shè)置 梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合的共同作用下并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度值為 W=21.164-76.80=-24.34m

47、m 預(yù)加力產(chǎn)生的長(zhǎng)期上拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，所以不需要設(shè)置預(yù)拱度。 9錨固區(qū)局部承壓計(jì)算 根據(jù)對(duì)三束預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固點(diǎn)的分析，現(xiàn)取N2鋼束的錨固端局部承壓來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算 9.1局部受壓區(qū)尺寸要求 配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算的要求： 式中 ——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，這里=1.0 ——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，后張法錨頭局壓區(qū)取1.2倍張拉時(shí)的最大壓力，所以局部壓力設(shè)計(jì)值為 =1.21395840=1

48、406.16103 N ——混凝土局部承壓修正系數(shù)，=1.0 ——混凝土強(qiáng)度C45，=20.5MPa ——混凝土局部承壓承載力提高系數(shù) ——混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積，根據(jù)之前的數(shù)據(jù)計(jì)算如下 =200200=40000mm = 200200-∏7070/4=36153.5mm ——局部受壓計(jì)算底面積；局部受壓面的邊長(zhǎng)是200mm的正方形，根據(jù)規(guī)定的計(jì)算方法，局部承壓計(jì)算底面為寬400mm，長(zhǎng)480mm的矩形，考慮可能重疊以及規(guī)定的原則，

49、這里的局部承壓計(jì)算底面為400mm400mm的矩形。 所以 計(jì)算表明，局部承壓區(qū)尺寸滿足要求。 9.2局部抗壓承載力計(jì)算 配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力計(jì)算公式為 且需滿足： 式中 ——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，=1406.16 ——混凝土核心面積，可取局部受壓計(jì)算底面積范圍以內(nèi)的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋，直接為190mm得： K——間接鋼筋影響系數(shù)；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下是，取k=2.0； ——間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區(qū)配置直徑為10mm的HRB335鋼筋，單根鋼筋截面面積為78.54 mm2，，所以 將上述各計(jì)算值代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，可得到 故局部抗壓承載力滿足規(guī)定要求