B河预应力T型桥梁毕业设计.doc

B河预应力T型桥梁毕业设计1.1 设计原始资料（1）、设计流量：500 m3/s（2）、设计流速：2.66m/s（3）、河床比降：7。（4）、汛期含沙量：18kg/ m3（5）、桥位处于重丘陵区，汛期多为六、七级风，风压0.75kpa，该河流无流冰现象，亦无流木和较大漂浮物，不道航，无抗震要求。该地区标准冻深为1.40m，雨季 7、8、9月份。1.2 河段类型判断岸线不太稳定，河槽内天然冲淤比较明显，主流在河槽内摆动，和段微弯，边滩比较发达，河槽较宽浅，洪水期漫滩流量较大，所以综合分析判断：B河属于次稳定河段。1.3 设计流量和设计流速的复核根据地质纵剖面图绘出的河床桩号，绘制河流纵断面图。（见下表1.1）表1.1桩号K6+056.45K6+057.75K6+124.95K6+126.05K6+197.45标高478.95477.05476.95477.45478.95由于滩槽不易划分,故河床全部改为河槽Wc=187.75Bc=141 mhc=1.33 m过水面积、水面宽度、湿周计算表 表1.2桩号河床标高（m）水深（m）平均水深（m）间距（m）过水面积（m）湿周（m）K6+056.45478.9500.951.31.2352.357.75477.051.91.9567.2131.0467.2124.95476.9521.751.11.9251.2126.05477.451.50.7571.453.5571.42197.45478.950合计141187.75142.121.4 拟定桥长B河属次稳定河段，查规范公路工程水文勘测设计规范（JTGC30-2002），采用6.2.1-1式计算 kq=0.95 n3=0.87 Qp= Qc=500 m3/s Bc=141 m桥孔最小净长度为：0.9510.87141=133.95 m综合分析桥型拟订方案为530 m预应力T型梁桥，采用双柱式桥墩建桥后实际桥孔净长: Lj=5（301.5）=142.5 m133.95m（初步拟订柱宽为1.5 m）1.5 计算桥面标高（1）、雍水高度Fr=2.032/9.81.33=0.541 即设计流量通过时为缓流v0M= vc=vs=2.66 m/sAj=187.7541.51.33=179.77vM=1/2（Qp/ Aj + vc)=2.72KN=KY=Z= （vM2-v0M2）=(13.30.65)（2.722-2.662）/29.8=0.14m桥下雍水高度Z,= Z /2 =0.07m（2、 计算水位Hj=Hc+Z=478.95+0.07=479.02 m（3）、 桥面标高不通航河段 hT=0.5m建筑高度 hD=1.75+0.14=1.89m桥面标高 Hq=Hj+hT+hD=479.02+0.5+1.89=481.41 m路面标高 484.61 m1.6冲刷计算（1）、 一般冲刷 查13-2得按公式13-20考虑B1=B2=BC=141m Q1=QC=500 m3/s Q2=QCP=500 m3/s （2）、 局部冲刷查附录15 E=0.86由公式1325得 总冲刷深度由表134 公式1329河槽最长冲刷线高程桥下河槽基底最小埋置高程1.7 方案比选方案比较表 表1.2 方案类别比较项目第一方案第二方案主桥：预应力混凝土T形简支梁桥（530m）主桥：预应力混凝土空心板桥（820m）桥长（m）150160最大纵坡（%）22工艺技术要求技术较先进，工艺要求较严格，采用后张法预制预应力混凝土T梁，需要采用吊装设备，且在近几年预应力混凝土T行梁桥施工中有成熟的施工经验和施工技术工艺较先进，有成熟的施工经验和施工工艺，使用范围广，相对板的自重也较小，但制作麻烦，需要使用大量的钢筋使用效果属于静定结构，桥面平整度较好，使用阶段易于养护，养护经费较低。属于静定结构，桥面平整，行车条件较好，但养护较麻烦从对比来看，我比较倾向于预应力混凝土T形梁桥。2 设计资料及构造布置2.1设计资料2.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径=30 m 主梁全长=29.96 m 计算跨径=29.16 m桥面净空=23.75+3.3+20.5=11.80 m2.1.2 设计荷载 公路级，人群荷载3.0KN/ m，每侧人行护栏,防撞栏的作用力分别为1.52 KN/ m和4.99 KN/ m。2.1.3 材料及工艺混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C30预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范（JIG D622004）中的s15.2钢铰线，每束6根，全梁配3束，fpk=1860Mpa普通钢筋采用HRB335钢筋，钢筋按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70，外径75的金属波纹管和夹片锚具。2.1.4 设计依据1） 交通部颁公路工程技术标准（JTG B012003），简称标准。2） 交通部颁公路桥涵设计通用规范（JIG D602004），简称桥规。3） 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JIG D622004），简称公预规。2.1.5设计基本数据，见下表2.1基本数据 表2.1名称项目符号单位数据C50砼立方强度fcu，kMPa50弹性模量EcMPa3.45104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0.7 fckMPa20.72容许拉应力0.7 ftkMPa1.757持久状态标准轴载组合：MPa容许压应力0.5 fckMPa16.2容许主压应力0.6 fckMPa19.44短期效应组合：MPa容许拉应力st -0.85pcMPa0容许主拉应力0.6 ftkMPa1.59s15.2钢绞线标准强度fpkMPa1860弹性模量Ep MPa1.95105抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力0.75 fpkMPa1395持久状态：MPa标准荷载组合0.65 fpkMPa1209材料重度C50砼r1KN/m325.0沥青砼r2KN/m323.07钢绞线r3KN/m378.5C30砼r4KN/m324栏杆r5KN/m1.0钢束与混凝土的弹性模量比EP5.65在考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。f，ck和f，tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗拉，抗压标准强度：则f，ck=29.6 Mpa, f，tk=2.51 Mpa2.2 横截面布置2.2.1 主梁间距与主梁片数通常主梁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很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板.本设计主梁翼板宽度为1600,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受拉性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种: 预施应力，运输，吊装阶段的小截面（bi=1600）和运营阶段的大截面（bi=1700），净23.75+3.3+20.5=11.80 m的桥宽选用7片主梁，如图（2-1） 1/2支断面 1/2跨中断面2.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟订 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与跨径之比通常在，故本设计取用1750的主梁高度。2.2.3 计算截面几何特性净截面的计算（b=160cm） 表2.2分块面积到上缘的距离yi(cm)分块面积Ai(cm2)分块面积对上缘的静矩Si(cm3)分块面积自身惯性矩Ii(cm4)di=ys-yi(cm)分块面积对形心惯性矩Ix(cm4)I=Ii+Ix(cm4)翼板4128051206826.6761.24794163.24800990三角承托11.37208136400053.92091751.22095751腹板8223681941764322389.33-16.8668344.324990734下三角152.710015270555.56-87.5765625766181马蹄165.568411320220577-100.36881101.566901679515233590419555335ys=Si/Ai=335904/5152=65.2yx=17565.2=109.8毛截面的计算（b=170cm） 表2.3分块面积到上缘的距离yi(cm)分块面积Ai(cm2)分块面积对上缘的静矩Si(cm3)分块面积自身惯性矩Ii(cm4)di=ys-yi(cm)分块面积对形心惯性矩Ix(cm4)I=Ii+Ix(cm4)翼板4136054407253.33360.35093798.45101052三角承托11.372081364000532091751.22095751腹板8223681941764322389.33-17.7668344.324990734下三角152.710015270555.56-88.4765625766181马蹄165.568411320220577-101.26881101.566901679523233622419555335 ys=Si/Ai=336264/5232=64.3yx=17564.3=110.72.2.4 检验截面效率指标上核心距: ks=下核心距: kx=截面效率指标:=0.530.5 表明以上初步拟订的主梁跨中截面是合理的2.3 横截面沿跨长的变化 如图2-3所示,本设计主梁采用等高形式,横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起的局部应力,也为布置锚具的需要,在距梁端1.75m范围内将腹板加厚到与马蹄同宽,马蹄部分配合钢束弯起而从四分点附近开始向支点逐渐抬高,在马蹄抬高的同时,腹板宽度亦开始变化。2.4 横隔梁的位置在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,当该处有横隔梁时比较均匀,否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本设计共设置七道横隔梁，其间距为4.86m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部240，下部220；中横隔梁高度为1600，厚度为上部160，下部横隔梁3主梁作用效应计算3.1 永久作用效应计算3.1.1.恒载集度（1） 预制梁自重 跨中截面主梁的自重g（1）=r1=0.515225=12.88KN/mG（1）=12.887.29=93.90KN 马蹄抬高与腹板宽段梁的自重g（2）=（0.8012+0.5152）25/2=16.455 KN/mG（2）=16.4555.94=97.74 KN 支点段梁的自重g（3）=0.801225=20.03 KN/mG（3）=20.031.75=35.05 KN 边主梁的横隔梁中横隔梁的体积：0.150.721.6- （0.08+0.18）0.72（0.04+0.14）0.10.11-（0.6+1）0.2+20.040.26=0.1365m3端横隔梁的体积：0.230.621.75-0.62-0.11-0.2+0.20.040.26=0.1760 m3故半跨内横隔梁重力为：G（4）=（50.1365+20.1760）25=25.86 KN 预制边主梁的恒载集度为：g1=（93.90+97.74+35.05+25.86）/14.98=16.859 KN/m预制中主梁的恒载集度为：g1，=（93.90+97.74+35.05+225.86）/14.98=18.586 KN/m（2） 二期恒载 混凝土垫层铺装：10.824=20.866 KN/m6沥青铺装：0.0610.823=14.904 KN/m若将桥面铺装均摊给七片主梁，则：g（5）=（20.866+14.904）/7=5.110 KN/m 栏杆：一侧防撞栏：5 KN/m若将两侧防撞栏均摊给七片主梁，则：g（6）=52/7=1.429 KN/m 边主梁现浇T梁翼板集度：g（7）=0.080.0525=0.1 KN/m中主梁现浇T梁翼板集度：g（7），=0.080.125=0.2 KN/m边主梁二期恒载集度：g2= g（5）+ g（6）+ g（7）=1.429+5.110+0.1=6.639 KN/m中主梁二期恒载集度：g2，= g（5）+ g（6）+ g（7），=6.739 KN/m边主梁总的恒载集度：g=g1+g2=16.859+6.639=23.498KN/m中主梁总的恒载集度：g，=g1，+g2，=18.586+6.739=25.325KN/m3.1.2恒载内力如图3-1所示，设x为计算截面离左支座的距离,并令=x/L，则主梁弯矩和剪力的计算公式分别为: M=（1）l2g/2, =（12）lg/2恒载内力计算表 表2.4 截面位置边主梁中主梁MQMQ跨中G11791.91301975.4720G2705.6470716.27602497.5602691.7480L/4G11343.945122.9021481.604135.492G2529.23648.398537.20749.1271873.181171.3002018.811184.619变截面G1314.545223.190346.777246.053G2123.86787.89125.73289.215438.412311.081472.509335.268支点G10245.8040270.984G2096.797098.2550342.6010369.2393.2 可变作用效应计算（修正刚性横隔梁）3.2.1 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的基频有关,因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式计算。f=4.196 HZ其中mc=0.515225103/9.8=1.3142103N/m根据桥规的规定,可计算出汽车荷载的冲击系数为:=0.1760f-0.0157=0.241+=1.24 按桥规4.3.1条,当车道大于两车道时,需进行车道折减,当采用两车道布载时不需要进行折减，采用三车道布载时，折减系数为0.78。 3.2.2 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本桥跨内设有七道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为：=2.472所以可修正刚性横隔梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc。 计算主梁抗扭惯性矩IT对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：IT=cibiti3bi，ti相应为单个矩形截面的宽度和厚度；ci矩形截面抗扭刚度系数；根据t/b查表计算；m梁截面划分成单个矩形截面的块书。对于跨中截面，翼缘板的换算厚度：t1=13马蹄部分的换算厚度平均为：t3=24IT的计算图式如图3-2 IT计算表 表2.4分块名称titi/ biciIT= ci bi ti3翼缘板1.70.130.076470.0011717腹板1.380.160.115940.0017466马蹄0.360.240.666670.00097450.0038974计算抗扭修正系数 本设计主梁间距相同，并将主梁近似看成等截面。 查表得n=7时，=1.021, G=0.4E则： =0.953计算横向影响线竖坐标值：ij=+式中：n=7, a1=5.1，a2=3.4，a3=1.7，a1=5.1，a4=0， a5=-1.7，a6=-3.4，a7 =-5.1， =2（5.12+3.42+1.72）=80.921#梁：11 =1/7+0.9535.12/80.92=0.449 17 =1/7-0.9535.12/80.92=-0.1632#梁：21 =1/7+0.9533.45.1/80.92=0.347 27 =1/7-0.9533.45.1/80.92=-0.0613#梁：31 =1/7+0.9531.75.1/80.92=0.245 37 =1/7-0.9531.75.1/80.92=0.0414#梁：41 =47 =1/7=0.143将计算所得的ij值汇总于表2.5内各梁的影响线竖标值 表2.5梁号aii1i715.10.449-0.16323.40.347-0.06131.70.2450.041400.1430.143计算荷载横向分布系数可变作用：（汽车公路I级）1号梁： 两车道：mc= 42=2n1=20.272=0.544三车道：mc=620.78=2.342=2.340.179=0.419 mc=0.5442号梁： 两车道：mc= 42=2n1=20.229=0.458三车道：mc=620.78=2.342=2.340.167=0.391 mc=0.4583号梁： 两车道：mc= 42=2n1=20.162=0.324三车道：mc=620.78=2.342=2.340.119=0.278 mc=0.3244号梁： 三车道：mc=620.78=2.342=2.340.143=0.335（2）支点截面的荷载横向分布系数mo如图所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，计算横向分布系数。 M01=0.50.882=0.441 M01=0.51.00=0.500M01=0.520.618=0.618M01=0.520.618=0.618(3)横向分布系数汇总，见表2.6表2.6可变作用类别1234mc0544045803240335mo04410500061806183.2.3 车道荷载的取值 根据桥规4.3.1条,公路I级的均布荷载标准值qk=10.5KN/m，集中荷载标准值pk按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时，pk=180KN；桥梁计算跨径大于或等于50m时，pk=360KN；桥梁计算跨径在5m50m时，pk采用直线内插求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。本设计中，计算弯矩时qk=10.5KN/m，pk=（29.16-5）+180=276.64KN计算剪力时: pk=276.641.2=331.968 KN3.2.4 计算可变作用效应 对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载跨中弯矩时，采用全跨中统一的横向分布系数mc，考虑到跨中和四分点剪力影响线的较大竖标位于桥跨中部，故按不变化的mc计算，计算支点附近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l/4之间，横向分布系数用mc与mo值直线插入，其余均取mc值。（1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力弯矩:M=（1+）mc（pkyk+ qkww）剪力:Q=（1+）（mkpkyk+mkqkwQ+Q） Q=（mo-mc）（2+yk）其中：（1+）汽车冲击系数Mmax =1.2410.544（276.647.29+10.57.2929.16）=2113.2155 KN/mVmax =1.2410.544（331.9680.5+10.50.514.58）=137.7833KN（2）四分点截面的最大弯矩和最大剪力 图3-7Q=（0.441-0.544）（-0.25）=0.219Mmax = 1.2410.544（276.645.4675+10.55.467529.16） =1584.9116 KN/mVmax = 1.241（0.544331.9680.75+0.54410.50.754.87+0.219）=226.309 KN（3）变截面的最大弯矩和最大剪力计算变截面产生的剪力时，应特别注意集中荷载荷载pk的作用位置。集中荷载若作用在计算截面，虽然影响纵坐标最大，但其对应的横向分布系数较小，荷载向跨中方向移动，就出现相反情况，因此应对两个荷载进行比较，即影响线纵坐标最大值和横向分布系数达到最大值的截面（l/4截面），然后取一个最大的作为所求值。Mmax=1.2410.544（276.641.2797+10.51.279729.16）=405.53KNm Q=（0.441-0.544）0.8759=-2.3019变截面处: Vmax,= 1.2410.469+0.441331.9680.954+0.54410.50.95427.8186-2.3019=275.3103KN跨处: Vmax,= 1.2410.544311.9680.8333+0.54410.50.95427.8126-2.3019=277.7345KNVmax,Vmax, 取Vmax=Vmax,=277,7345KN （3） 支点处的最大弯矩和最大剪力Mmax= 1.2410.544276.640+10.50.1=0 KNmQ=（0.441-0.544）（2+0.8333）=-2.482Vmax= 1.241（0.441331.968+0.54410.529.16-2.482）=281.724 KN(5)主梁内力汇总主梁内力汇总表 表2.7梁位1234MQMQMQMQ恒载跨中2497.56002691.74802691.74802691.7480L/41873.181173.0002018.811184.6192018.811184.6192018.8111843619变截面438.412311.081472.509335.268472.509335.268472.509335.268支点0342.6010369.2390369.2390369.239活载跨中2113.216137.7831779.141116.0011258.60682.0621015.04366.182L/41584.912226.3091334.136190.135943.955133.846761.282107.991变截面405.053277.735312.089274.968220.938274.183178.183216.638支点0281.7240294.0180324.6830254.6263.3主梁作用效应组合 结构重要系数ro=1.0，基本组合用于承载能力极限状态计算（验算强度），短期基本组合用于正常使用极限状态，长期基本组合用于正常极限状态（用于验算裂缝和挠度）80内力组合表 表2.8截面弯矩（KN/m）剪力（KN）基本组合M（KN/m）/Q（KN）短期组合M（KN/m）/Q（KN）长期组合M（KN/m）/Q（KN）MG1MG2MQVG1VG2VQr0Sud=r0（1.2SGik+1.4SQik）SGik+0.7SQik/1.24SGik+0.4SQik/1.241跨中1791.913705.6472113.21600137.783r0Md=5955.574r0Vd=192.896Md=3690.505Vd=77.781Md=3179.243Vd=44.446L/41343.945529.2361584.912122.90248.398226.3094466.694522.3932767.889299.0552384.443244.303变314.545123.867405.053223.19087.981277.735673.169762.126667.071467.867569.074400.673支点000245.80496.797281.7240805.5350501.6390433.4802跨中1975.472716.2761779.14100116.0015720.895162.4013696.10265.4843265.66437.420L/41481.604537.2071334.358135.49249.102190.1354290.674487.7322772.076291.9532449.248245.953变346.777125.732312.089246.05389.215274.9681003.935787.728648.688490.492573.183423.967支点000270.98498.255294.0180854.7120535.2170464.0843跨中1975.472716.2761258.6060082.0624992.146114.893402.25146.3253097.7526.472L/41481.604537.207943.955135.49249.127133.8463744.110408.9272551.689260.1772323.313227.795变346.777125.732220.938246.05389.215274.183876.324786.178597.232490.049543.779423.714支点000270.98498.255324.6830897.6430552.5280473.9754跨中1975.472716.2761015.0430066.1824651.57892.6553264.75637.3613016.56221.349L/41481.604537.207761.282135.49249.127107.9913488.368372.7302448.567245.5822264.386219.455变346.777125.732178.183246.05389.215216.638816.467705.615573.096457.564529.987405.1514预应力钢束的估算及其布置4.1跨中截面钢束的估算和确定根据跨中截面正截面抗裂要求A类构件计算，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加应力： Npe=Npe使用阶段预应力钢筋永久应力的合力；Ms按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值；A构件混凝土全截面面积；W构件全截面对抗裂验算边缘弹性抵抗矩；ep预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离；对于2号梁：Ms=3696.102 KNm 设预应力钢筋截面重心距截面下缘为ap=100mm，则预应力钢筋的 合力作用点至截面重心轴的距离为ep=yx-ap=110.7-10=100.7cm，估算钢筋数量时，可近似采用毛截面几何性质，由表 2.3可得跨中毛截面面积A=5232cm2，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩：W=179362.21cm3所以有效预加力合力为： Npe=2.49173106 N 预应力钢筋的张拉控制应力con=0.75fpk=0.751860=1395Mpa预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则所需预应力钢绞线的面积为：Ap=2232.736mm2采用3束6s15.2钢绞线，提供的预应力筋截面面积为：Ap=36139=2502mm2，采用夹片锚，70金属波纹管成孔，预留管道直径约为75mm，预应力筋束的75mm预应力筋束的布置如下图所示：4.2 预应力钢筋的布置4.2.1 跨中截面预应力钢筋的布置 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30mm及管道直径的1/2。 根据公预规9.4.9条规定，后张法预应力混凝土构件直线管道的净距不应小于40mm，且不宜小于管道直径的0.6倍；对于预埋的金属管在竖直方向上可将两管道叠置。 跨中截面的预应力钢筋初步布置如图4.2.2 锚固面钢束布置 为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且N1，N2在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力，此时钢束群重心至梁底距离为：ap=53.67cm 校核上述布置的钢束群位置： y= ap-（yx-hx）=53.67-（110.7-59.02）=1.99cm0说明钢束群重心处于截面的核心范围内4.2.3 其他截面钢束位置及倾角计算(1) 钢束弯起形状，弯起角及其弯曲半径为简化计算和施工，所有钢束位置的线形均为直线加圆弧，并且整根钢束都布置在同一个竖直面内，确定钢束起弯角时，既要照顾到其弯起产生足够的竖向剪应力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大，N1，N2和N3弯起角均取=8，各钢束的弯曲半径：RN1=45000mm，RN2=30000mm，RN3=15000mm，钢束各控制位置的确定以N3号钢束为例，其弯起布置如图(2) 由ld=c.ctg0确定导线点距锚固点的水平距离:ld=c.ctg0=400ctg8=2846mm弯起点至导线点的水平距离 : lb2=R.tg=15000tg4=1049mm弯起点至锚固点的水平距离 : lw=ld+ lb2=2846+1049=3895 mm则弯起点至跨中截面的水平距离为 : xk=29160/2+249.72-lw=10935mm根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为：lb1=lb2.cos0=1049cos8=1039 mm弯止点到跨中截面的水平距离为：xk+lb1+lb2=10935+1039+1049=13023mm同理可以计算N1，N2的控制点位置，将钢束的控制参数汇总于下表2.9各钢束弯曲控制要素表 表2.9钢束号升高值C（mm）弯起角（）弯起半径（mm）支点至锚固点的距离（mm）弯起点至跨中截面的水平距离（mm）弯止点距跨中截面的水平距离（mm）N1151084500093.737837046N2800830000193.51698411160N3400815000249.731074713023(3) 各截面钢束位置及其倾角计算 仍N3号钢束为例，计算钢束上任一点i离梁底距离ai=a+ci及该点处钢束的倾角i，式中a为钢束弯起前其重心至梁底的距离，a=100 mm，ci为i点所在计算截面处钢束位置的升高值。 计算时，首先应判断出i点所在的区段，然后计算ci及i，即：当xi-xk0时，i点位于直线段还未弯起，ci=0，a=ai=100mm，i=0当0xi-xkLb1+ Lb2时，i点位于圆弧曲线段，ci及i按下式计算， ci=R（1-cosi） ，i=arcsin 当xi-xkLb1+ Lb2时，i点位于靠近锚固端的直线段上，此时，i=0=8， ci=（xi-xk-Lb2）tg0 各截面钢束位置ai及其倾角i计算值详见表2.10各截面钢束位置及其倾角计算表 表2.10截面钢束编号xk()Lb1+Lb2()xi xk()=arcsin()ci()ai =a+ ci()跨中xi=0N17836263为负值,钢束尚为弯起00100N269844176N3107472088L/4xi=5490N1783626347076.004247347N269844176000100N3107472088000100变截面xi=13909N1783626313126814021502N26984417669258678778N310747208831628297397支点xi=14580N1783626313979814971597N26984417675968773873N310747208838338391491(4) 钢束平弯段的位置及平弯角 N1，N2，N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N1，N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2，N3在主梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置如图所示，平弯方程为：y=120-8.3310-7x24.3 非预应力钢筋截面积估算及布置 按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量，在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。 设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a=90 mm，则有：h0=h-a=1750-90=1660 mm hf，=130mm bf，=L/3=29.16/3=9.720m，bf，=1700mm，bf，=b+ 2hf，=160+12130=1720mm，bf，=1700mm0Md=5959.71 KN.mfcdbf，hf，（h0- ）fcdbf，hf，（h0- ）=22.41700130（1660-130/2）10-6=7945.39 KN.m应按第一类T形梁计算由0Mdfcdbf，x（h0-）计算受压区高度x，即5959.71103=22.41061700x（1660-x/2）10-9化简为：x2-3320x+313009.979=0解得：x=97.1mmbh0=0.41660=664mm且hf，=130mm则根据正截面承载力计算要求的非预应力钢筋截面面积为：As=1946.6mm2采用720（外径22.7）HRB335钢筋，提供的截面面积As=2200mm2，在梁底布置非预应力筋。5计算主梁截面几何特性 后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算，本设计中主梁从施工到运营经历了以下几个阶段(1) 主梁预制并张拉预应力钢筋（阶段） 主梁混凝土强度达到设计强度的90%以后，进行预应力筋的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，T梁翼板宽为1600mm。(2) 灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇100mm湿接缝（阶段） 预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊装就位后现浇100mm湿接缝，但湿接缝还没有参与截面受力，所有此时的截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，T梁翼板宽度为1600mm。(3) 桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段（阶段） 桥面湿接缝结硬后，主梁即为全截面参与工作，截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，T梁翼板有效宽度为1700mm。 截面几何特性的计算可以列表进行，以第一阶段跨中截面为例列表如下，表2.11同理可以求得其他受力阶段控制截面几何特性，如表2.12第一阶段跨中截面几何特性计算表 表2.11分块名称砼全截面非预应力钢筋换算面积预留管道面积净截面面积分块面积Ai(cm2)5152(ES-1) AS=127.534-115.4545164.08分块面积对上缘的距离yi(cm)65.2170.5165yU=Si/Ai=65.6分块面积对上缘的静矩Si(cm3)33590421744.55-19049.91338598.64分块面积自身惯性矩Ii(cm4)195553350019555335yU-yi(cm)0.4-104.9-99.4Ii=Ai(yU-yi)(cm)824.321403385.41-1140727.08-148624.68