预应力混凝土等截面连续梁桥毕业设计

1、预应力混凝土等截面连续梁桥设计原始资料1. 地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情况（1） 气象：天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区，部分地区受海洋气 候影响。四季分明，冬季寒冷干旱，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中， 秋季冷暖变化显著。年平均气温 12.2°C,最冷月平均气温-4°C,七月平均气温 26.4 0C。（2） 工程地质：天津地铁一号线经过地区处于海河冲积平原上,地形平坦,地势低 平,地下水位埋深较浅,沿线分布了较多的粉砂、细砂、粉土,均为地震可液 化层,局部地段具有地震液化现象。沿线地层简单,第四系地层广泛发育,地 层分布从上到下

2、依次为人工堆积层、新近沉积层、上部陆相层、第一海相层、 中上部陆相层、上部及中上部地层广泛发育沉积有十几米厚的软土。a. 人工填土层,厚度 5m, ?k=100KPa；b. 粉质黏土,中密,厚度 15m,?k=150 KPa；c. 粉质黏土,密实,厚度 1 5m, ?k=1 80KPa；d. 粉质黏土,密实,厚度 1 0m, ?k=1 90KPa 。第一章 方案比选一、桥型方案比选 桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较,从安全、 功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选,最终确定桥梁形式。桥梁设计原则1 适用性 桥上应保证车辆和人群的安全畅通,并应满足将来交通量增

3、长的需要。桥下应满 足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限,并便于检查和维修。2舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度, 要控制桥梁的竖向与横向振幅, 避免车辆在桥上 振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件,在制造、运输、安装和使用过程中应具有 足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3经济性 设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。4先进性 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设,应尽量采用先进工 艺技术和施工机械、设备,以利于减少劳动强度,加快施工进度,保证工程质量和施 工安全。5美观 一座桥梁,尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形

4、,应与周围的景致相协调。合理 的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则,对桥梁作出综合评估。梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下， 其支座仅产生垂直反力， 而无水平推力的 桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善 和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征： 1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取 材，成本较低； 2）结构造型灵活， 可模型好， 可根据使用要求浇铸成各种形状的结构； 3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少； 4）结构的整体性好，刚度较 大，变性较小； 5）可采用预制方式建造， 将桥梁的构件标

5、准化， 进而实现工业化生产； 6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重， 既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力； 8）预应力混凝土梁式 桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、 横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。拱桥拱桥的静力特点是， 在竖直何在作用下， 拱的两端不仅有竖直反力， 而且还有水平 反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载 q 的作用下，简直梁 的跨中弯矩为 qL2/8 ，全

6、梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截 面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均 较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利 用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高， 石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥， 要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大 推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破 坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。由于 天津地铁一号线所建位置地质情况是软土地基，故不

7、考虑此桥型。梁拱组合桥软土地基上建造拱桥， 存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。 为此采用大吨位预应力 筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体， 按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化，同时能提高这类 桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉，同时桥型美观，反映 出力与美的统一、结构形式与环境的和谐，增加了城市的景观。斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨， 梁是多跨弹性支撑梁， 梁内弯 矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁， 现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过他们。斜拉桥与悬索

8、桥不同之处是， 斜拉桥直接锚于主梁上， 称自锚体系， 拉索承受巨大 的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁 通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特性上一般远胜 于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地 锚体系。斜拉桥具有施工方便、 桥型美观、 用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和 排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增大。但实际跨度不大，此 桥型不予考虑。目前我国城市轨道交通高架桥结构一般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受 力明确，受无缝钢轨因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小

9、，设计施工易标准化、 简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件也不如连续梁。连续梁结构与同等跨度 的简支梁相比，可以降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观； 其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维 修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给 城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，桥上无缝钢轨 因温度变化而产生的水平力很大，使得梁体与墩台之间的受力十分复杂，加大了设计 难度。考虑到天津地铁工程地质条件，综合考虑，采用连续梁结构作为高架区间的标 准型式。比较项目弟一万案第一方案第二方案预应力

10、混凝土预应力混凝土主桥跨桥型梁拱组合桥r连续梁万案比选简直梁由预应力混凝土在垂直荷载的软土地基上建上表可 知，根据连续梁桥在垂作用下，其支座造拱桥，存在桥天津地铁一号直荷载的作用仅产生垂直反台抵抗水平推线的情 况，结合下，其支座仅产力，而无水平推力的薄弱环节。桥梁设计原则，生垂直反力，而力。结构造型灵为此采用大吨选择第 一方案无水平推力。结活，整体性好，位预应力筋以经济上 比第三构造型灵活，可刚度较大，承担拱的水平方案好； 跨径上模型好，可根据其跨径较小；且推力；预应力筋满足要 求，景观使用要求浇铸简直梁梁高较的寄体是系梁，与环境 协调，比 第二方 案好；工主桥跨结构特占八、成各种形状的大，与

11、城市的景即加劲纵梁，从结构，整体性观不协调而以梁式桥为期上较 短，对整好，刚度较大，基体，按各种梁个工程 进度来变性较小。受力桥的弯矩包络说不会 受其影明确，理论计算图用拱来加强。响；施工 难度较较简单，设计和这样可以使桥小，针对 当地地施工的方法日梁结构轻型化，质情况， 米用桩臻完善和成熟同时能提高这基，加强 基础强类桥梁的跨越度。所以 选择第能力一方案 作为首侧面上看线条跨径一般，线条跨径较大，线条选。.、建筑造型明晰，与当地的明晰，但比较单非常美，与环境梁部截 面形式梁地形配合，显得调，与景观配合和谐，增加了城美观大方很不协调。市的景观养护维修量小小较大部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、

12、槽型梁、T型梁等可采用的梁型。连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该 方案需采用就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工 期不受控制，对桥下道路交通影响较其他方案稍大。简直组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制 板，重量轻。但从桥下看，景观效果稍差。从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输 费用较低。但桥面板需现浇施工，增加现场作业量，工期也相应延长。但美观较差，并 且徐变变形大，对于无缝线路整体道床轨道结构形式来说，存在着后期维修养护工作 量大的缺点。槽型梁为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑

13、高度最低，且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但下承式混凝土结构受力不很合理，受拉区混凝土 即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区（上翼缘）压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。同时，由于结构为开口截面，结构刚度及 抗扭性较差，而且需要较大的技术储备才能实现。T型梁结构受力明确，设计及施工经验成熟，跨越能力大，施工可采用预制吊装的方 法，施工进度较快。该方案建筑结构高度最高，由于梁底部呈网状，景观效果差。同时, 其帽梁虽较槽型梁方案短些，但较其他梁型长，设计时其帽梁也须设计成预应力钢筋 混凝土帽梁，另外预制和吊装的实施过程也存在着与其他预制梁同样的问题。相比之下，

14、箱型梁抗扭刚度大，整体受力和动力稳定性能好，外观简洁，适应性 强，在直线、曲线、折返线及过渡线等区间段均可采用，且施工技术成熟，造价适中。 因此，结合工程特点和施工条件，选择连续箱型梁。箱型梁截面图如下：三、桥 墩方案比选桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。重力式实体桥墩主要依靠自身重力来平衡外力保证桥墩的稳定，适用于地基良好 的桥梁。重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及体积较大，外形粗 壮，很少应用于城市桥梁。空心桥墩适用于桥长而谷深的桥梁，这样可减少很大的圬工。柱式桥墩是目前公路桥梁、桥宽较大的城市桥梁和立交桥及中小跨度铁路旱桥中 广泛采用的桥

15、墩形式。这种桥墩既可以减轻墩身重量、节省圬工材料，又比较美观、 结构轻巧，桥下通视情况良好。轻型桥墩适用于小跨度、低墩以及三孔以下（全桥长不大于20m的公路桥梁。轻型桥墩可减少圬工材料，获得较好的经济效益。在地质不良地段、路基稳定不能保证 时，不宜采用轻型桥墩。拼装式桥墩可提高施工质量、缩短施工周期、减轻劳动强度，使桥梁建设向结构轻型化、制造工厂化及施工机械化发展。适用于交通较为方便、同类桥墩数量多的长 大干线中的中小跨度桥梁工点。由上面的解释可知，柱式桥墩是最合适的墩型，与天津地铁一号线的要求非常吻 合。所以选择柱式桥墩。第二章 上部结构尺寸拟定及内力计算本设计经方案比选后采用三跨一联预应力

16、混凝土等截面连续梁结构，全长100m。根据桥下通航净容要求，主跨径定为 40m。上部结构根据通行2个车道要求，采用单箱双室箱型梁，箱宽 8.8m。1. 主跨径的拟定主跨径定为40m，边跨跨径根据国内外已有经验，为主跨的0.50.8倍，采用0.75倍的中跨径，即30m，则全联跨径为：2. 主梁尺寸拟定(跨中截面)(1) 主梁高度预应力混凝土连续梁桥的主梁高度与起跨径之比通常在1151/25之间，标准设计中，高跨比约在1/181-'19，当建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案。可以节省预应力钢束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根据桥下通车线路情况，并且为达到美观

17、的效果，取梁高为2m，这样高跨比为2 40 1 20，位于1.151/25之间，符合要求。(2) 细部尺寸在跨中处顶板厚取20cm，底板厚取30cm，腹板厚取60cm ;支座处为便于配置预应力 筋，顶板厚取30cm，底板厚取40cm，腹板厚取100cm;端部为了布设锚具，因此将腹 板厚度设定为100cm。具体尺寸见下图：一、本桥主要材料预应力混凝土连续梁采用C50号混凝土；预应力钢筋采用10 7 5的钢绞线，fpk 1860MPa ;非预应力钢筋采用级钢筋，构造钢筋采用 级钢筋。二、桥梁设计荷载根据规范规定荷载等级为轻轨车辆，如下图：三、主梁内力计算根据梁跨结构纵断面的布置，并通过对移动荷载作

18、用最不利位置，确定控制截面 的内力，然后进行内力组合，画出内力包络图。(一) 恒载内力计算1. 第一期恒载(结构自重) 恒载集度贝U:G1 (5.5468 80 6.8992 10 6.223 10) 25 14374.15KN2. 第二期恒载包括结构自重、桥面二期荷载按 65KN/m计（二）活载内力计算活载取重车荷载及轻车荷载，如下图：£2 r:*V I7至hr T工-可白“二 rrrTI-I: F'.-L pF活 载计算时，为六节车厢。可分为六种情况作用在桥梁上。（三）支座位移引起的内力计算由于各个支座处的竖向支座反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降，连续梁是一种对支

19、座沉降特别敏感的结构，所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部 分。其具体计算方法是：三跨连续梁的四个支点中的每个支点分别下沉1cm，其余的支点不动，所得到的内力进行叠加，取最不利的内力范围。（四）荷载组合及内力包络图首先求出在自重和二期荷载及其共同作用下而产生的梁体内力。梁体截面分布图:利用Midas桥梁计算软件建模，将其平分为40个单元，每单元2.5m，将单位集中 荷载1在梁体上移动，画出其各节点的影响线，影响线确定后，将移动荷载作用在最大 处，由此来计算出移动荷载在最不利位置而产生的梁体的内力。其具体计算过程如下：自重作用下梁产生的内力为：将1/4跨截面、跨中截面和支座截面的数据列于下表

20、:截面位置剪力KN弯矩KN m端部-1609.2801/4跨截面-436.477424.43边跨跨中截面-599.476813.18支座截面-2900.29-18022.07跨中截面0.929887.41检算过程：分析：将梁体视为二次超静定结构，其计算简图如下: 由上面计算可以知道，自重作用在梁上的荷载集度为: 作用简图如图：根据力 法求解，将两侧的支座假设定为单位作用力1下，简直梁的弯矩图分别为：在自重作用下，支座处的支座反力为：R, R2 7187 KN根据力法的平衡方程：将以上数据代入方程：21000600047613875X,X20ElElEl解得：X11763.5 KN将Xi、X2带

21、入方程，求支座2和3的反力。计算简图如下解得： R, R25423.5KN将数据与由Midas计算出的结果相比，相差不大，检算满足要求 自重作用下的弯矩图：在二期恒载作用下，梁产生的内力为：截面位置剪力KN弯矩KN m端部-697.0701/4跨截面-209.573399.88边跨跨中截面-277.933143.51支座截面-1300.03-8337.99跨中截面0.034662.54二期恒载作用下的弯矩图:支座沉降下,梁产生的内力为:截面位置剪力KN弯矩KN m端部-1028.0101/4跨截面-1028.017710.04边跨跨中截面1028.0115420.08支座截面-1260.993

22、0840.15跨中截面1260.995622.91支座沉降下，产生的弯矩图为:利用Midas求出影响线。1截面反力影响线:1.000-0.122移动荷载在1截面作用的最不利位置如图所示：2截面即边跨1/4截面弯矩影响线：3截面即边跨跨中截面弯矩影响线：4截面即支座处反力影响线：1.000-0.113移动荷载最不利加载情况： 弯矩影响线为：0.776-2.726-3.6585截面即跨中截面弯矩影响线：根据上面的影响线，将移动荷载加载在最不利的位置，由此得出移动荷载作用下, 梁产生的内力为：截面位置剪力KN弯矩KN m端部-1092.6701/4跨截面-632.75035.35边跨跨中截面-630

23、.55799.35支座截面-1536.5-8747.8跨中截面502.956594.24移动荷载作用下的弯矩图:将上述的荷载进行组合，可以有5种情况:1自重+二期恒载2自重+二期恒载+沉降3、自重+二期恒载+移动荷载4、自重+二期恒载+沉降+移动荷载将上述组合分别计算，求出内力。现将各种组合下的内力列于下表: 自重+二期恒载截面位置剪力KN弯矩KN m端部-2306.3501/4跨截面-646.0410824.31边跨跨中截面-877.49956.69支座截面-4200.32-26360.06跨中截面0.9414549.95其弯矩图：自重+二期恒载+沉降截面位置剪力KN弯矩KN m端部-333

24、4.3501/4跨截面-1674.0418534.35边跨跨中截面-1530.6325376.76支座截面-5461.3-45956.89跨中截面1261.9320172.86其弯矩图：自重+二期恒载+移动荷载截面位置剪力KN弯矩KN m端部-3399.0201/4跨截面-1278.7415859.66边跨跨中截面-1507.915756.04支座截面-5736.82-35107.86跨中截面503.921144.19其弯矩图：自重+二期恒载+沉降+移动荷载截面位置剪力KN弯矩KN m端部-4427.0201/4跨截面-2306.7423569.7边跨跨中截面-2161.1331176.11支

25、座截面-6997.81-54704.68跨中截面1764.8832310.7其弯矩图:将上述的组合进行包络，最终求出弯矩包络图，根据包络图进行配筋。 包络数据为：截面位置剪力KN弯矩KN m端部-4427.0201/4跨截面-2306.7423569.7边跨跨中截面-2161.1331176.11支座截面-6997.81-54704.68跨中截面1764.8832310.7其弯矩图:第三章 预应力筋的设计与布置根据包络图可知，支座处的弯矩绝对值最大，由此按支座处的弯矩估算预应力筋 的面积，通长配置。根据轻轨规范规定，顶面保护层厚度取a 80mm，则估算h。hah、400mm预应力筋面积估算公式

26、为：其中：Md 弯矩设计值；fptk 预应力筋的抗拉强度设计值Zp 预应力钢筋重心到受压合力的距离，近似取用则 ApMf ptk Z p拟定钢绞线采用15.2 7 5，其面积为A 138.7mm2则总共所需钢绞线：n 18999.437136.98根138.7取为140根，拟定共18个预埋金属波纹管管道，则每个管道至少有钢绞线为10根。由公式x 丄可知：bf fcd截面抗弯承载力按下式验算：经检验：满足要求根据规范取预埋金属波纹管直径为80mm，管间的间距为80mm插图预应力筋图综合分析，三号预应力钢筋在11节点便可以弯到下侧，抵抗下部的弯矩值，上部 分由一号、二号和短索就可以满足要求，三号钢

27、筋取用半径为20m，则在11节点时高度为780mm在10节点时，上部的弯矩由一号预应力筋及短索就可以承担，二号钢筋 可以弯到下部与三号钢筋共同承担下部所受的弯矩，采用30m半径，则在11节点时二号筋高度为1200mm，10节点时二号钢筋的高度时720mm。在9节点时，上部弯矩由 短索既可以完全承担，所以一号钢筋此时也可以弯到下部与其它钢筋共同承担下部逐 渐增大的弯矩，在11节点采用51m半径，11节点时高度为1640mm，到9节点时一号预 应力钢筋的高度870mm。下面进行验证：分析12节点的预应力筋配置 其中 M 41003.14KN m设受压区高度x 345mm利用公式Md Ap fptd

28、(h0 |)求出h。，由此来确定钢筋可下移的最大位移。解得：ho 1153.6mm此刻三号预应力钢筋高度为1200mm，二号预应力钢筋高度为1620mm，一号预应 力钢筋高度为1840mm，满足要求。其钢筋配置图如下图：分析11节点的预应力钢筋配置其中M29978.3水Nm受压区高度由公式x 如估算bf fcd根据Md Apfptdg亍)计算求出b，此刻，上部由一号和二号钢筋承担上部弯矩，所以 Ap 140 138.7 19418mm2由Md Ap fptdg 2）得ho窗沖'此刻二号筋和一号筋的作用高度为 1200mm和1640mm，满足要求。其钢筋配置图如下图：分析10节点的预应力

29、钢筋布置其中M 21195.56KN m此刻三号预应力钢筋高度为480mm，二号预应力钢筋的高度为720mm，一号预应 力钢筋的高度为1240mm。其钢筋配置图如下图：分析9号节点的预应力钢筋布置其中M 13732.8KN m此刻三号预应力钢筋高度为130mm，二号预应力钢筋高度为520mm，一号预应力 钢筋高度为870mm。其钢筋配置图如下图：分析8号节点的预应力钢筋布置其中 M 31671.81KN m此刻三号预应力钢筋高度为130mm，二号预应力钢筋高度为320mm，一号预应力 钢筋高度为520mm。其钢筋配置图如下图：分析7号节点（跨中）的预应力钢筋布置其中 M 32310KN m此刻

30、三号预应力钢筋高度为130mm，二号预应力钢筋高度为320mm，一号预应力 钢筋高度为520mm。其钢筋配置图如下图：第四章非预应力钢筋的布置一、钢筋布置图由于预应力钢筋可以完全承担构造的要求，所以非预应力钢筋按照构造配筋。其 具体布置见下图：二、非预 应力钢筋横向布置计算首先分析顶板及翼缘的自重及上部作用下的力为：1）顶板及翼缘自重取1m宽的板带作为分析对象图：2) 移动荷载在双车道同时作用重车时，由轨道传至梁体的力为：一列车作用为140KN，作用在每个轨道上，再传力给梁体，其作用面积为1m2，则在1m板上作用荷载大小为q移 701 70KN /m。3) 二期荷载纵向上q? 65KN /m，

31、则在横向1m板上大小为：当这些力共同作用时，求出其最大弯矩，根据最大弯矩配设横向钢筋，满足顶板 的横向要求。其共同作用的简图为：支座反力：R R?202 KN根据上面的数据可以求出弯矩，弯矩图如下：其中：Mmax 114.033KN m取 a 25mm，则 h0 h a 275mm1、.,1 2 s 0.0676 b 0-55 (满足要求)根据钢筋表选用 16100，则As 2010mm，满足要求。第五章截面特性表截面类型面积(cm2)惯性矩(cm4)质心位置(cm)1净截面69891.9950.321E984.34换算截面72263.2740.323E984.662净截面69891.9950

32、.321E984.34换算截面72263.2740.323E984.663净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.344净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.235净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.206净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.137净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.138净截面55468.0620

33、.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.139净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4802.86E981.1610净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4802.86E981.2311净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4800.286E981.6812净截面69891.9950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9513净截面69891.9950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9714净截面69891.9

34、950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9515净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4800.286E981.6816净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4800.286E981.2317净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.480.286E981.1618净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1319净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1320净截面55

35、468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1321净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1322净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1323净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1324净截面55468.0620.284E981.66换算截面57839.3410.285E981.1325净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.480.286E981.1626

36、净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4800.286E981.2327净截面55468.0620.284E981.66换算截面58226.4800.286E981.6828净截面69891.9950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9529净截面69891.9950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9730净截面69891.9950.321E984.34换算截面72650.4100.325E984.9531净截面55468.06281.66换算截面58226.4800.286E981.6832净

37、截面55468.06281.66换算截面58226.4802.86E981.2333净截面55468.06281.66换算截面58226.4802.86E981.1634净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981.1335净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981.1336净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981.1337净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981.2038净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981

38、.2339净截面55468.06281.66换算截面57839.3410.285E981.3440净截面69891.9950.321E984.34换算截面72263.2740.323E984.6641净截面69891.9950.321E984.34换算截面69891.9950.321E984.34第六章预应力损失计算预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失11式中11 由于摩擦引起的应力损失（MPa）；con钢筋（锚下）控制应力（MPa）；从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（rad）；从张拉端至计算截面的管道长度 （m）；钢筋与管道壁之间的摩擦系数，按表 634 1采用；由规范表634

39、1可知，管道类型为金属波纹管时，取0.25, k取0.0015。x取值为跨中截面到张拉端的距离，x =50m计算过程：其中 0.083radl2；锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失式中12 由于锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（MPa）；L预应力钢筋的有效长度（m）；L 锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩值（m ）。采用夹片式JM12锚具，则根据规范表2可知，L! = 4mm ,接缝压缩值L?=1 mm。计算过程：三混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失l3；此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温差引起的应力损失l 3不予考虑。四混凝土弹性压缩引

40、起的应力损失 l4 ；在后张法结构中， 由于一般预应力筋的数量较多， 限于张拉设备等条件的限制， 一般都采用分批张拉、锚固预应力筋。在这种情况下，已张拉完毕、锚固的预应力筋， 将会在后续分批张拉预应力筋时发生弹性压缩变形，从而产生应力损失。式中14 由于混凝土的弹性压缩引起的应力损失（MPa ）;在先行张拉的预应力钢筋重心处， 由于后来张拉一根钢筋而产生 的混凝土正应力；对于连续梁可取若干有代表性截面上应力的 平均值（ MPa）； 在所计算的钢筋张拉后再张拉的钢筋根数。经推导可得公式其他形式为：m 表示预应力筋张拉的总批数；在代表截面（如 1/4 截面）的全部预应力钢筋形心处混凝土的预压应力（

41、预应力筋的预拉应力扣除 11和 1 2后算得）叫所有预应力筋预加应力（扣除相应阶段的应力损失11和12后）的内力； 预应力筋预加应力的合力 Np至混凝土净截面形心轴的距离;An、In 混凝土的净截面面积和截面惯性矩计算过程：根据截面特性列表可知:Np Npe2n兀nr取 m3，贝y 14np cm五预应力筋松弛引起的应力损失15对预应力钢筋，仅在传力锚固时钢筋应力p 0.5 fpk的情况下，才考虑由于钢筋松弛引起的应力损失，其终极值:式中 15由于钢筋松弛引起的应力损失 （MPa ）;传力锚固时预应力钢筋的应力，按规范第条的规定计算(MPa);松弛系数，对钢绞线,按0.025采用。I级松弛时，

42、按0.08采用，II级松弛时,计算过程:15p取 0.08六混凝土收缩和徐变引起的应力损失16。由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失终极值按下列公式计算： 式中16由收缩、徐变引起的应力损失终极值 （MPa ），传力锚固时，在计算截面上预应力钢筋重心处，由于预加力（扣 除相应阶段的应力损失）和梁自重产生的混凝土正应力；对连 续梁可取若干有代表性截面的平均值（MPa ）;混凝土徐变系数的终极值;混凝土收缩应变的终极值;n 梁的配筋率换算系数；ns 非预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；Ap、As 预应力钢筋及非预应力钢筋的截面面积 （m2）；A 梁截面面积，对后张法构件，可近似按净截面计算（m

43、2）；eA预应力钢筋及非预应力钢筋重心至梁截面重心轴的距离（m）；i截面回旋半径（m ）;I 截面惯性矩，对于后张法构件，可近似按按净截面计算（m4）；其中，、 值可按表634 3采用。 取1.20， 取1.1 10 4。根据截面特性列表可知：eA 0.8 I 3.0235 m4A 6.268m2计算过程：取支座和跨中处分析，求跨中）2根据公式:NpAnNpe2n在支座处：在跨中处：由上可知，在预应力损失后所剩余的有效预应力为:第七章正截面承载能力计算由平衡条件可写出如下方程：沿纵向力的方向平衡条件：X 0对受拉区钢筋（预应力筋和非预应力筋）合力作用点力矩平衡条件： M ps 0式中fem 混

44、凝土弯曲抗压强度设计值；fpy 预应力筋抗拉强度设计值；fsy 非预应力筋的抗拉强度设计值；sy非预应力筋的抗压强度设计值;Ap、As分别为受拉区预应力筋和非预应力筋截面面积；Ap、A分别为受压区预应力筋和非预应力筋截面面积：Ac 受压区混凝土截面面积；Sc,ps 受压区混凝土截面对受拉区钢筋合力作用点的净矩；a'p、as 分别为受压区预应力筋合力作用点和非预应力筋合力作用点至截 面受压边缘的距离；ho、a受压区预应力筋和非预应力筋合力作用点至截面受压边缘和受拉边缘的距离，h0 h a ；h0、a'分别为受压区预应力筋和非预应力筋合力点至截面受拉边缘和受压边缘距离h0 h a&

45、#39; ；Mu截面弯矩承载能力；M 截面弯矩设计值。其中 假设受压高度x即x在翼板内，则: 受压区预应力筋Ap的应力p :式中np受压区预应力钢筋与混凝土弹性模量之比；fpy 预应力筋抗压强度设计值，按规范表 取值;pcAp合力处由预应力所产生的混凝土应力;pe受压区预应力筋在荷载作用前已存在有效预应力f apy p21674 1.6644 10300 2.19912 21023.1 8.8x 300 3.0788 10得 x 0.124mh、= 0.2m则Muf s1 cm c,psfsyA、(ho as)pAp (h0 a'p)检验:Mu 49500M 26606.811.86（

46、符合要求）2取跨中处7节点处 此时h01.68m代入公式 fpyApfsyAsfem 代fsy AspAp 得:2 2 21674 1.6644 10300 2.1991 1023.1 8.8x 300 3.0788 10得 x 0.124m hf 0.2m则 MufemSe,ps fsy A、(0pAp (h。Qp)检算： 匹 557401.8(符合要求)M 31176.113.取支座处13节点检算此时h0 1.57m代入公式fpyApfsy Asfem Acfsy A；pAp 得:1674 2.4966 10300 4.4611023.14x 300 1.571 10fsy Asfem A

47、efsy Asp Ap得： x 0.546m hf 0.4m因此， A (b'f b)hf bx检算：丛 业阻1.8（符合要求）M 54704.7则 MufemSe,psfsyA (h°as)pap (h0 ap)第八章 斜截面抗剪承载力斜截面抗剪承载力计算公式为:式中：V斜截面剪力设计值；Vu 斜截面抗剪承载能力;Ves 斜截面上混凝土和箍筋提供的抗剪承载力;b、ho 构件的宽度和有效高度；fsv 箍筋抗拉强度设计值；Asv 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积; s 箍筋间距；Vb 斜截面上弯起钢筋提供的抗剪承载力。因没有非预应力弯起钢筋，则Vb 0.8fpyApbSi

48、n p分别为弯起的非预应力筋和预应力筋的切线倾角Asb、Apb 分别为与检算的斜截面相交的非预应力弯起钢筋和预应力弯起钢筋 的全部截面面积；a.支座处:取 s 0.1m已知：fpy 1674MPaApb 8 10 1.387 10 4 1.1096 10 2m2S、 p计算过程:则Vb 0.8fpyApb Sin p 0.8 1674 106 1.1096 10 2 0.1313b. 14截面处：取s 0.2m已知： fpy 1674MPaApb 120 1.387 1041.6644 10 4m2贝UVb 0.8fpyApbsin p 0.8 1674 106 1.6644 10 2 0.0

49、937b.跨中处：取s 0.2m已知：fpy 1674MPaApb 0 p 0 sin p 0 则 Vb 0经上述检算可知，斜截面抗剪承载内力满足要求。第九章截面正应力计算预应力混凝土构件在各个受力阶段均有不同得受力特点，从施加预应力起，其截 面内的钢筋和混凝土就处于高应力状态，经受着考验。为了保证构件在各工作阶段工 作的安全可靠，除按承载能力极限状态进行强度检算外，还必须对其在施工和使用阶 段的应力状态进行验算，并予以控制。1.预加预应力阶段混凝土截面正应力计算本阶段构件主要承受预加力和构件自重的作用，其受力特点是：预加力值最大（因预应力损失最小），而外荷载最小（仅有构件的自重作用）。（1）

50、由预加力产生的混凝土截面正应力式中:后张法构件NpNpepnpc= m p AnWnNp 后张法构件预应力筋的有效预加力(扣除相应阶段的预应Ap、力损失)，对于曲线配筋的后张法梁：Ap 分别为受拉区和受压区预应力筋的截面面积;Apb弯起预应力筋的截面面积;concon分别为张拉受拉区和受压区预应力筋时锚下的控制应力;pe分别为受拉区和受压区预应力筋(扣除相应阶段的预应力损失)的有效预应力；p计算截面处弯起的预应力筋的切线与构件轴线的夹角;epn后张法构件预应力筋的合力作用点至净截面形心轴的距离;In、Wn 分别为构件净截面面积、惯性矩和截面模量。(2) 由构件自重gi产生的混凝土截面正应力后张法构件gci=AnMg1Wn式中:Ng1、Mgl 分别为自重引起的计算轴力和弯矩(轴力以压为正)(3) 预加应力阶段的总应力后张法构件Npm N pepnNg1Mg1c AnW.AnW.检算过程：Np ( con1 )(ApApb