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道路桥梁毕业设计论文第1章 方案比选1.1水文计算1.1.1设计流量计算（1）引用银河水文站从1951年1980年连续30年的实测水文资料汇总如表1-1：表1-1 水文资料汇总如表排序年份流量Qip=m/(n+1)ki(ki-1)2(ki-1)3119594943.2%2.011.021.03219584786.5%1.950.900.85319534109.7%1.670.450.304197839112.9%1.590.350.215196238916.1%1.580.340.206196437119.4%1.510.260.137195434422.6%1.400.160.068195232725.8%1.330.110.049197932329.0%1.320.100.0310196931632.3%1.290.080.0211195531335.5%1.270.080.0212195627438.7%1.120.010.0013197727141.9%1.100.010.0014196726845.2%1.090.010.0015196022348.4%0.910.010.0016197021951.6%0.890.010.0017196621254.8%0.860.020.0018196518058.1%0.730.07-0.0219195717861.3%0.720.08-0.0220197417364.5%0.700.09-0.0321198016967.7%0.690.10-0.0322197515971.0%0.650.12-0.0423196115174.2%0.610.15-0.0624197614877.4%0.600.16-0.0625197214580.6%0.590.17-0.0726196311783.9%0.480.27-0.1427195110987.1%0.440.31-0.172819739790.3%0.390.37-0.2229197191.593.5%0.370.39-0.253019682896.8%0.110.79-0.70合计7368.530.006.971.09根据皮尔逊型曲线频率密度函数 根据和，查得：。(2) 桥位处于太行山南部地区，查JTJ062-91得 根据实际情况主要取设计流量 1.1.2设计水位计算根据计算出来的设计流量，先假设。验算流量如下，根据CAD画出的水位图1-1：图1-1 水位图河滩部分： 河槽部分： 故取。1.1.3桥孔径长计算根据经验公式法：按河槽宽度公式，查K、n值表，取稳定河段类型：，式中：最小桥孔净长设计洪水流量设计洪水的河槽流量河槽宽度反映河床稳定性的系数和指数按单宽流量公式， 式中：桥孔最小净长设计流量河槽平均单宽流量水流压缩系数 河槽流量，河滩流量，综上所述，取。1.2 方案一、普通简支T型梁桥（图1-2）1.2.1桥面高程设计该河段按设计要求定为不通航河流，其设计水位计算桥面最低高，应按公式计算：桥面最低高程（m）设计水位，取考虑壅水、浪高、河湾超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各种水面升高值总和（m）。取 图1-2 T梁横截面桥下净空安全值，取桥面上部构造建筑高度（包括桥面铺装高度m）。=1.2.2桥下一般冲刷计算式中：河槽部分通过的设计流量；当桥下河槽能够扩宽至全桥孔时，=；当桥下河槽不能够扩宽至全桥孔时 天然状态下河槽流量； 天然状态下河滩部分通过流量； 建桥后桥下断面河槽宽度，； 设计水位下，桥墩阻水总面积与桥下过水面积的比值，； 桥墩水流侧向压缩系数，设计流速，查得； 单宽流量集中系数，；又，（为河槽最大水深） 1.2.3局部冲刷：当时：当时： 式中：桥墩局部冲刷深度(m)，从一般冲刷后床面算起；墩形系数；表6-4-1； 计算墩宽；一般冲刷后水深（m）； 系数，d冲刷平均粒径（mm）； n指数，v行近流速(m/s),取一般冲刷后墩前流速；河床泥沙起动流速，；桥墩起冲流速（m/s），；桥墩为双柱墩，墩柱直径为1.2(m),查墩形系数表， B1=1.2m。， v=1.2m/s，冲刷平均粒径d=2mm，系数；， ； 。1.2.4桥台冲刷桥位断面左岸有河滩，左岸桥台阻挡河滩水流长度18.8m，阻水较多，桥台冲刷较深。左河滩受阻水流弗汝德：Fr=0.02；左岸路堤阻水面积；桥台冲刷深度 1.2.5桥墩与桥台的最低冲刷线高程桥墩最低标高：桥台最低标高：1.3方案二、桁式组合拱桥（图1-3）1.3.1桥面高程设计该河段按设计要求定为不通航河流，其设计水位计算桥面最低高，应按公式计算：桥面最低高程（m）设计水位，取考虑壅水、浪高、河湾超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各种水面升高值总和（m）。取桥下净空安全值，取 图1-3 拱桥横断面桥面上部构造建筑高度（包括桥面铺装高度m）。=1.3.2桥下一般冲刷、局部冲刷、桥台冲刷计算具体的计算方法与方案一中的T梁计算相同。1.3.3桥墩与桥台的最低冲刷线高程桥墩最低标高：桥台最低标高：1.4方案三、装配式预应力简支箱梁桥（图1-4）1.4.1桥面高程设计该河段按设计要求定为不通航河流，其设计水位计算桥面最低高，应按公式计算：桥面最低高程（m）设计水位，取考虑壅水、浪高、河湾超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等各种水面升高值总和（m）。取 图1-4 箱梁横断面桥下净空安全值，取 桥面上部构造建筑高度（包括桥面铺装高度m）。=1.4.2桥下一般冲刷、局部冲刷、桥台冲刷计算具体的计算方法与方案一中的T梁计算相同。1.4.3桥墩与桥台的最低冲刷线高程桥墩最低标高：桥台最低标高：1.5方案比选1.5.1方案一、普通简支T型梁桥该方案采用4跨20米混凝土简支T梁桥，桥面净宽为11.5米。桥梁上部结构采用5片主梁，主梁间距取用2.2米。吊装后铰缝宽为60厘米。桥面设有1.5%的双向横坡，桥墩采用直径为1.2米的双柱式圆形墩，基础采用直径为1.2米的双排桩。混凝土简支梁桥的特点：1.简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，结构简单，施工方便，结构内力只受外力影响，能适应在地质较差的桥位上建桥。2.在多孔简支梁桥中，由于各跨经结构尺寸相同，其结构尺寸易于设计成系列化，标准化。有利于组织大规模的工厂预制生产并用现代化起重设备，进行安装，简化施工管理工作，降低施工费用。3.装配式的施工方法可以节省大量模板，并且上下部结构可用时施工，显著加快建桥速度缩短工期。4.在简支梁桥中，因相邻各梁之间单独受力，桥墩上常设置相邻简支梁的支座，相应可以增加墩的宽度。不足之处：截面形状不稳定，运输和安装较复杂。构件正好在桥面板的跨中接头，对板的受力不利。根据拟定的方案，大致得出所需的材料用量（表1-2）表1-2 方案一材料用量表项目砼（）钢筋（）人工（/工日）木材（）上部结构261.6480035004.00下部结构250.7450056003.001.5.2方案二、桁式组合拱桥桥型布置：该方案采用的桥梁跨径为12+56+12m的桁式组合拱桥，重力式桥墩；桥台为重力式桥台；桥面宽度共计11.5m,全桥桥面连续。 大跨径桥梁的合理结构型式必须是结构受力合理，能最大限度地发挥材料性能，同时便于施工。拱桥的主要承重结构拱圈，在静载、活载作用下基本上是承受压力，因而充分发挥了圬工材料抗压强度高的特点，达到了节省钢材的目的。但由于拱对墩台产生的巨大推力，使得下部构造很不经济。为减小拱对墩台的水平推力，拱桥朝着主拱圈与拱上建筑联合作用的方向发展。 桁架拱桥整体刚度大，上部构造自重较轻，材料较省，对地基的适应性较强。但它毕竟是推力体系结构，随着跨径的增加，拱脚推力仍过大。拱桁梁桥(桁式T构)在竖直荷载作用下不产生推力，这对下部结构当然有利。但这种桥属于拱形的梁式桥，上弦拉力很大，预应力钢筋用量较大。如果能在采用桁式结构的前提下，综合拱桥和梁桥的受力特点，取其所长，就可得到一种结构和受力都较为合理的桥型。桁式组合拱桥，兼有拱和梁的优点，跨越能力强、受力合理、轻盈美观、省工省料、施工简便，是最适合山区的合理桥型之一。 表1-3 方案二材料用量项目砼（）钢筋（）人工（/工日）木材（）上部结构60.51500065002.00下部结构250.7450056003.001.5.3方案三、装配式预应力简支箱梁桥孔径布置： 40m+40m，全长80m,宽12m。在简支箱梁桥的跨中还留有5厘米的伸缩缝。桥面设有1.5的横坡，其中间标高高于外侧标高。主梁结构构造：顶板厚度18cm，腹板厚度18cm，底板厚度18cm，在端部的加厚段，腹板厚度取32cm，底板厚度取32cm。翼缘根部25cm，翼缘端部厚度18cm，箱梁宽度2.93.1m。每跨设有4片箱梁，全桥共计8片箱梁。桥面设有1.5的横坡，2%的纵坡,其中间标高高于外侧标高。下部构造：采用圆柱式桥墩；桩基础（钻孔灌注桩）。桥台采用重力式桥台。施工方案：全桥采用装配式施工方法。简支箱形截面梁以其优良的力学特性：具有较大的刚度和强大的抗扭性能和结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大、桥下视觉效果好等优点。而被广泛地应用于城市桥梁、高等级公路立交桥及普通跨河结构桥梁的上部结构中。表1-4 方案三材料用量项目砼（）钢筋（）人工（/工日）木材（）上部结构356.8585043005.00下部结构225.5365037003.001.6方案推选方案的比选要根据安全、功能、经济与美观，其中以安全与经济为重。从安全角度讲， 第一方案截面形状不稳定，整体稳定性较差，不利于抗震条件；第二，三方案则整体稳定性能高些，且看起来美观大方，第二方案则更突出美观性。从经济用量来评比，第一方案用工量及整个造价上都比较节省，如果仅从材料费用考虑，第一方案最经济；从施工难度及工期看，第一、三方案结构简单，施工方便，而且采用装配式施工，大大缩短了工期，但T梁的应用已经很少用于这个时期的桥梁建造。第二方案工艺复杂，对施工质量要求较高，需要技术熟练的施工队伍。综合以上因素，结合施工单位的技术水平、工程经验以及当地的实际情况，并考虑所建桥梁级别、设计人员的设计能力、工程造价等，优先的考虑第三个方案。11第2章 装配式预应力简支箱梁桥上部结构计算第2章 装配式预应力简支箱梁桥上部结构计算2.1设计资料与结构尺寸2.1.1 设计资料1、桥面净空： 净9+21m2、主梁跨径和全长： 标准跨径：；计算跨径：；主梁预制长度：；3、设计荷载： 公路级汽车荷载 人群荷载 结构重要系数 4、材料规格：钢筋：主筋采用HRB335钢筋 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 弹性模量 相对界限受压区高度箍筋采用R235钢筋 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值混凝土：主梁采用C50砼 抗压强度标准值抗压强度设计值抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量5、设计依据：(1)、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）;(2)、公路钢筋混凝土及预应力砼桥涵设计规范（JTG D62-2004）。2.2 结构尺寸2.2.1主梁间距与主梁片数 主梁间距采用2.9m,其横断面、纵断面布置型式见图2-1、2-2。图2-1 桥梁横断面（尺寸单位：mm）图2-2 桥梁纵断面（尺寸单位：mm）2.2.2主梁尺寸拟定（1）箱梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常为1/151/20。本设计主梁高度取用200cm，其高跨比为1/20。（2）箱梁顶、底、腹板的厚度箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，确定厚度为18cm；近梁端底板厚度除考虑受力要求外，还要考虑布置预应力钢束道路的需要，拟定厚度为32cm;近梁端处腹板厚度考虑布置预应力钢束道的需要和抗剪强度的要求，定为32cm，其余部分为18cm。腹板与顶板相接处做成的承托，使箱壁剪力流能顺利传递，避免在转角处产生过大的应力集中。箱梁一般构造见图2-3、2-4：图2-3图2-42.2.3横截面沿跨长度变化本设计梁高采用等高度形式，横截面顶板厚度沿跨长不变。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，也因布置锚具的需要，在端头附近做成楔形，底板厚度在距支座中线4.2cm处由18cm开始变化至32cm，腹板在梁端附近由20cm渐变成32cm。2.2.4横隔梁设置在梁跨中设置横隔梁，各主梁之间的横向联系依靠现浇湿接缝来完成。横隔梁高度与主梁同高，厚度取用18cm.2.2.5截面效率指标截面几何特性见表2-1截面效率指标（希望在0.50以上）为：式中：Ks上核心距离，；Kx下核心距离，项目截面面积A（）形心至顶板距离形心至底板距离截面惯性矩边梁支点截面1.890.8531.1470.84660.51边梁跨中截面1.420.771.230.68520.509中梁支点截面1.760.8911.1090.78260.503中梁跨中截面1.30.8141.1860.63250.504表2-1 截面几何特性计算表2.2、主梁内力计算2.2.1 恒载内力计算（1）预制梁自重（一期恒载）据主梁构造，对边梁和主梁考虑四部分恒载集度，即：按跨中截面计算的自重、梁端腹板及底板加厚部分、端横梁自重、横隔板自重。故一期恒载集度有，边梁：中梁：（2）二期恒载二期恒载主要包括防撞护栏、人行道、桥面铺装、现浇湿接缝四个部分。边梁：中梁：（3）恒载内力设X为计算截面至左支承中心的距离，并令（见图2-5），则边梁和中梁的恒载内力计算见表2-2图2-5 恒载内力计算图表2-2 恒载内力计算计算数据项目跨中四分点变化点四分点变化点支点0.5000.2500.1070.2500.1070.0000.1250.0940.0480.2500.3930.500边梁第一期恒载38.5107397.0015550.7092840.448377.398593.270754.796第二期恒载21.1254057.6903044.8911558.153207.025325.443414.050中梁第一期恒载35.9506905.2765181.7192651.626352.310553.831704.620第二期恒载11.2502160.9001621.539829.786110.250173.313220.5002.2.2 活载内力计算（1）冲击系数和车道折减系数桥梁的结结构构基频：式中： 结构的计算跨径(m)，E结构材料的弹性模量(N/m2) Ic结构跨中截面的截面惯矩(m4) mc结构跨中处的单位长度质量(kN/m) G结构跨中处每延米结构重力(N/m) g重力加速度，g=9.81(m/s2) 则 ，双车道，不折减。三车道折减系数为0.78。（2）主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数本设计在梁跨中设有横隔板，各主梁之间的横向联系依靠现浇湿接缝来完成，承重结构的宽跨比为，认为是具有可靠的横向联结，按修正偏心压力法来计算荷载横向分布系数mc。1、计算主梁抗扭惯矩IT对于箱形截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：式中：为相应各矩形的宽度与厚度，箱梁截面面积。为矩形截面抗扭刚度系数（查表2-3）；表2-3 矩形截面抗扭刚度系数t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.10.1C0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3 表2-4 分块截面抗扭惯性矩分块名称顶板2.400.180.080.3330.004661腹板1.820.200.110.3100.004514底板1.000.180.180.3110.001814求得：2、计算抗扭修正系数对于本设计主梁的间距相同，将主梁看成近似等截面，则得：式中： 3、按修正偏心压力法来计算横向影响线坐标值式中：。计算所得值见表2-5。表 2-5梁 号i14.350.500.002521.450.280.22004、计算荷载横向分布系数（图2-6）汽车荷载：；人群荷载：。图2-6 跨中荷载横向分布系数计算图（尺寸单位：cm）1号梁三车道： 两车道： 所以，一号梁横向分布系数取0.68。同理可计算2号梁的荷载横向分布系数，如表2-6。表2-6 荷载横向分布系数项目梁 号12汽车荷载横向分布系数三车道0.5880. 585两车道0.680.521人群荷载横向分布系数0.5370.284支点的荷载横向分布系数（杠杆原理法）支点的荷载横向分布系数计算如图2-7。按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，则可变作用横向分布系数计算如下：如图2-7 支点的荷载横向分布系数计算图（尺寸单位:cm）1号梁：2号梁：荷载横向分布系数汇总（表2-8）表2-8 荷载横向分布系数汇总表作用类别1号梁2号梁汽车荷载0.680.5680.5850.932人群荷载0.5371.2240.2840.00（3）车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路车道荷载的均布荷载标准集中荷载标准值：计算弯矩时为；计算剪力时为。（4）计算可变作用效应计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷载集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到1/4之间，横向分布系数用与值直线插入，其余区段均取值。计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力式中：；人群荷载跨中截面的内力如图（2-8），内力计算结果见表（2-9）图 2-8 跨中截面作用效应计算图表 2-9 跨中截面内力计算表梁 号12公路级（考虑冲击系数）3003.752584.11141.66121.87人群荷载309.44163.657.94.17求四分点截面的最大弯矩和最大剪力式中：；人群荷载四分点截面的内力如图（2-9），内力计算结果见表（2-10）图 2-9 四分点截面作用效应计算图表 2-10 跨中截面内力计算表梁 号12公路级（考虑冲击系数）2252.811938.08235.12202.27人群荷载232.08124.0417.769.4求支点截面的最大剪力（图 2-10）图 2-10 支点截面剪力计算图一号梁：同理可以计算二号梁的支点截面剪力。内力计算结果见表 2-11表2-11 支点截面内力计算表梁 号12公路级（考虑冲击系数）339.6311.05人群荷载41.6712.52.2.3 主梁内力组合计算按桥规规定，对可能同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载力极限状态基本组合，见表2-12表2-12（1） 1号梁内力组合表序号荷载类别跨中截面四分点截面支点截面1总恒载11454.690.008595.6584.421168.852人群荷载309.447.90232.0817.7641.673汽车荷载（考虑冲出）3003.75141.662252.81235.12339.6 3汽车荷载（未考虑冲出）2611.96123.181958.96204.45295.34短期组合=1+0.73+213592.50294.12610198.952745.2951417.235标准组合=1+3+214767.88149.5611080.49837.31550.126基本组合=1.21+1.43+0.8218297.45207.1713728.581050.361924.73表2-12（2） 2号梁内力组合表序号荷载类别跨中截面四分点截面支点截面1总恒载9066.180.006803.26462.56925.122人群荷载163.654.17124.049.412.53汽车荷载（考虑冲出）2584.11121.871938.08202.27311.05 3汽车荷载（未考虑冲出）2247.05105.971685.29175.89270.484短期组合=1+0.73+210802.76578.3498107.003595.0831126.9565标准组合=1+3+211813.94126.048865.38674.231248.676基本组合=1.21+1.43+0.8214680.46175.2911016.15848.781559.612.3预应力钢束的估算及其布置2.3.1 跨中截面钢束的估算及确定 公桥规规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就跨中截面的各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并确定主梁的配数。 （1）按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数。对于简支梁箱形截面，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：式中：持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表4-7取用。 与荷载有关的经验系数，对于公路级。取用0.565 一股钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4，故=5.6。前面已计算出成桥后跨中截面，初估，则钢束偏心距为：。1号梁：（2）按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算公式，受压区混凝土达到极限强度，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度，则钢束数的估算公式为：式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩； 经验系数，一般取用0.750.77，此设计取用0.76； 预应力钢束线的设计强度，为1260计算得： 根据上述两种极限状态，取钢束数12。2.3.2预应力钢束布置 （1）跨中截面及锚固截面的钢束位置对于跨中截面，在保证布置预留管道要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。此设计采用内径50mm，外径55mm的波纹管，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及管道直径的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，跨中截面的西部构造如（图3-2-1）所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： 图2-12） 钢束布置图（尺寸单位：mm）（2）.锚固端截面预应力钢束的位置对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力混凝土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。按照以上锚头布置的“均匀”、“分散”原则，锚头端截面所布置的钢束 如图图（3-2-1a）。钢束群重心至梁底距离为：为验核上述布置的钢束群重心位置，需要计算锚固端截面几何特性。其中：，故计算得：说明钢束群重心群截面处于截面的核心范围内。（3）钢束起弯角和线形的确定。确定钢束起弯角时，既要照顾到由其起弯角产生足够的竖向预应力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。为了简化计算和施工，所有钢束布置的线形均为直线加圆弧。（4）钢束计算计算钢束起弯点和弯止点分别至跨中截面的水平距离 钢束弯起布置如图2-13所示。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为，。各钢束的控制参数见表2-13图2-13 钢束计算图式 表2-13 各钢束的控制要素参数表钢束号升高值Y(mm)弯起角（）弯起半径R（mm）支点至锚固点的水平距离d(mm)弯起点距跨中截面水平距离xk(mm)弯起点距导线点的水平距离lb2(mm)弯止点距离跨中截面水平距离Xk+lb1+lb2(mm)N112204400003001156.361396.833946.62N210804550002552634.641920.646470.60N39404550002104636.731920.648473.33N48004550001656638.831920.6410475.43N56604550001208640.921920.6412477.52N67013000030015727.90261.8016251.46各截面钢束位置及其倾角的计算计算截面钢束编号(mm)(mm) (mm)i (mm)(mm)跨中截面 =0N11156.362790.26为负值，钢束尚未弯起00530N22634.643836.6420N34636.733836.6310N46638.833836.6200N58640.923836.690N615727.9523.5690l/4截面 =9800mmN11156.362790.26位于靠近锚固端的直线段49801070N22634.643836.6729819N34636.733836.6477567N46638.833836.6位于圆弧弯曲段3.3227317N58640.923836.61.222112N615727.9523.56为负值，钢束尚未弯起0090支点截面 =19600mmN11156.362790.26位于靠近锚固端的直线段412201750N22634.643836.610801500N34636.733836.69401250N46638.833836.68001000N58640.923836.6660750N615727.9523.56170160表2-14 各截面钢束位置及其倾角计算值钢束上任一点i离梁底距离及该处钢束的倾角，式中为钢束弯起前其重心至梁底的距离。即当时，点位于直线段还未弯起，当时，点位于圆弧弯曲段，及按下式计算：当时，点位于靠近锚固端的直线段，此时。各截面钢束位置及其倾角计算值见表2-14。2.4计算主梁截面几何特性 2.4.1截面面积及惯矩计算 （1）净截面几何特性计算 在预加应力阶段，只需计算小截面的几何特性。 计算公式如下: 截面积 截面惯矩 计算结果见表2-15。表2-15（1） 跨中净截面（b=240cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩净截面毛截面1300081.4105820079.35632.5105-2.050.55105608.05105扣管道面积-285173-49305略-93.65-25105127151008895632.5105-24.45105计算数据 n=12根 表2-15（2） 支点净截面（b=240cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩净截面毛截面1760089.1156816089.03782.6105-0.0786.24782.6105扣管道面积-28593.2-26562略-4.17-4955.84173151541598782.6105-4869.6计算数据 n=12根 表2-15（3） 四分点净截面（b=240cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩净截面毛截面1300081.4105820079.35632.5105-2.050.55105608.05105扣管道面积-285173-49305略-93.65-25105127151008895632.5105-24.45105计算数据 n=12根 （2）换算截面几何特性计算 整体截面几何特性计算 在使用荷载阶段需要计算大截面的几何特性，计算公式如下： 截面积 截面惯矩 表2-16 跨中换算截面（b=290cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩换算截面毛截面1390079.5110505081.56677.81052.060.59105704.49105钢束换算面积312.4817354059.04略-91.4426.110514212.481159109.04677.810526.69105表2-17 支点换算截面（b=290cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩换算截面毛截面1850091.2168720091.23843.411050.0316.65843.41105钢束换算面积312.4893.229115.68略-1.971212.418812.41716315.68843.411051229.05表2-18 四分点换算截面（b=290cm）几何特性截面分块名称分块面积分块面积重心至上缘距离分块面积对上缘静矩全截面重心到上缘距离分块面积的自身惯矩换算截面毛截面1390079.5110505081.56677.81052.060.59105704.49105钢束换算面积312.4817354059.04略-91.4426.110514212.481159109.04677.810526.691052.4.2截面静矩计算预应力钢筋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，凡是和中轴位置和面积突变处的剪应力，都是需要计算得。张拉阶段和使用阶段的截面（图2-14），除了两个阶段a-a和b-b位置的剪应力需要计算外，还应计算：（1）在张拉阶段，净截面的中和轴位置产生的最大剪应力，应该与使用阶段在净轴位置产生的剪应力叠加。图2-14 静矩计算图（单位：cm）在使用阶段，换算截面的中和轴位置产生的最大剪应力，应该与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，需要计算四个位置（共8种）的剪应力，即需要计算下面几种情况的静矩。a-a线以上（或以下）的面积对中性轴（静轴和换轴）的静矩；b-b线以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的静矩；净轴（n-n）以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的静矩；换轴（0-0）以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的静矩；45计算结果列于表2-19 表2-19(1) 跨中截面对重心轴静矩计算分块名称及序号静矩类型及符号分块面积 （cm2）分块面积重心至全截面重心距离对净轴静矩（cm3）静矩类型及符号分块面积 （cm2）分块面积重心至全截面重心距离对换算轴静矩（cm3）翼顶板翼缘部分对净轴 静矩（cm3）432072.4312768翼缘部分对换轴 静矩（cm3）522072.56378763.2三角承托24561.0714962.1524561.2315001.35肋部28059.91677228060.0616816.8344502.15410581.35下三角马蹄部分对净轴静矩（cm3）8.2398.83813.37底板部分对换轴静矩（cm3）8.2398.77812.88肋部193.4898.118980.39193.4897.9418949.43底板1881.83109.6206248.571881.83109.4413398管道或钢束-142.5105.93-15095.03312.4170.9453401.66210947.3086561.97翼顶板净轴以上净面积对净轴静矩（cm3）432072.4312768净轴以上净面积对换轴静矩（cm3）522072.56378763.2三角承托24561.0714962.1524561.2315001.35肋部2504.331.779386.312504.332.8180712.6407116.46474477.15翼顶板换轴以上净面积对净轴静矩（cm3）432072.4312768换轴以上净面积对换轴静矩（cm3）522072.56378763.2三角承托24561.0714962.1524561.2315001.35肋部245432.7380319.42245431.73580797.31408049.57474561.86表2-19 (2) 支点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号静矩类型及符号分块面积 （cm2）分块面积重心至全截面重心距离对净轴静矩（cm3）静矩类型及符号分块面积 （cm2）分块面积重心至全截面重心距离对换算轴静矩（cm3）翼顶板翼缘部分对净轴 静矩（cm3）432082.08354585.6翼缘部分对换轴 静矩（cm3）522082.23429240.6三角承托24570.7517333.7524570.917370.5肋部44869.5831171.8444869.7331239.04403091.19477850.14下三角马蹄部分对净轴静矩（cm3）8.2389.15733.70底板部分对换轴静矩（cm3）8.2389.1733.29 肋部340.2688.4230085.79 340.2688.2730034.75 底板3458.6299.92345585.31 3458.6299.77345066.52 管道或钢束-142.596.25-13715.63 312.4161.2