m预应力混凝土空心板桥计算书

目录HYPERLINK\l"_Toc264830071"1设计资料料料1HYPERLINK\l"_Toc264830072"1.1主要技技技术指标标1HYPERLINK\l"_Toc264830073"1.2材料规规规格1HYPERLINK\l"_Toc264830074"1.3采用的的的技术规规范11HYPERLINK\l"_Toc264830075"2构造形式式式及尺寸寸选定定2HYPERLINK\l"_Toc264830076"3空心板毛毛毛截面几几何特特性计算算3HYPERLINK\l"_Toc264830077"3.1边跨空空空心板毛毛截面面几何特特性计计算3HYPERLINK\l"_Toc264830078"3.1.1毛毛毛截面面面积A3HYPERLINK\l"_Toc264830079"3.1.2毛毛毛截面重重心位位置3HYPERLINK\l"_Toc264830080"3.1.3空空空心板毛毛截面面对其重重心轴轴的惯距距I4HYPERLINK\l"_Toc264830081"3.2中跨空空空心板毛毛截面面几何特特性计计算4HYPERLINK\l"_Toc264830082"3.2.1毛毛毛截面面面积A4HYPERLINK\l"_Toc264830083"3.2.2毛毛毛截面重重心位位置5HYPERLINK\l"_Toc264830084"3.2.3空空空心板毛毛截面面对其重重心轴轴的惯距距I5HYPERLINK\l"_Toc264830085"3.3边、中中中跨空心心板毛毛截面几几何特特性汇总总6HYPERLINK\l"_Toc264830086"4作用效应应应计算7HYPERLINK\l"_Toc264830087"4.1永久作作作用效应应计算算7HYPERLINK\l"_Toc264830088"4.1.1边边边跨板作作用效效应计算算7HYPERLINK\l"_Toc264830089"4.1.2中中中跨板作作用效效应计算算8HYPERLINK\l"_Toc264830090"4.1.3横横横隔板重重8HYPERLINK\l"_Toc264830091"4.2可变作作作用效应应计算算9HYPERLINK\l"_Toc264830092"4.3利用桥桥桥梁结构构电算算程序计计算99HYPERLINK\l"_Toc264830093"4.3.1汽汽汽车荷载载横向向分布系系数计计算9HYPERLINK\l"_Toc264830094"4.3.2汽汽汽车荷载载冲击击系数计计算112HYPERLINK\l"_Toc264830095"4.3.3结结结构重力力作用用以及影影响线线计算133HYPERLINK\l"_Toc264830096"4.4作用效效效应组合合汇总总17HYPERLINK\l"_Toc264830097"5预应力钢钢钢筋数量量估算算及布置置199HYPERLINK\l"_Toc264830098"5.1预应力钢钢钢筋数量量的估估算19HYPERLINK\l"_Toc264830099"5.2预应力力力钢筋的的布置置20HYPERLINK\l"_Toc264830100"5.3普通钢钢钢筋数量量的估估算及布布置221HYPERLINK\l"_Toc264830101"6换算截面面面几何特特性计计算22HYPERLINK\l"_Toc264830102"6.1换算截截截面面积积222HYPERLINK\l"_Toc264830103"6.2换算截截截面重心心的位位置23HYPERLINK\l"_Toc264830104"6.3换算截截截面惯性性矩223HYPERLINK\l"_Toc264830105"6.4换算截截截面的弹弹性抵抵抗矩244HYPERLINK\l"_Toc264830106"7承载能力力力极限状状态计计算24HYPERLINK\l"_Toc264830107"7.1跨中截截截面正截截面抗抗弯承载载力计计算24HYPERLINK\l"_Toc264830108"7.2斜截面面面抗弯承承载力力计算255HYPERLINK\l"_Toc264830109"7.2.1截截截面抗剪剪强度度上、下下限的的复核255HYPERLINK\l"_Toc264830110"7.2.2斜斜斜截面抗抗剪承承载力计计算227HYPERLINK\l"_Toc264830111"8预应力损损损失计算算299HYPERLINK\l"_Toc264830112"8.1锚具变变变形、回回缩引引起的应应力损损失29HYPERLINK\l"_Toc264830113"8.2钢筋与与与台座间间的温温差引起起的应应力损失失299HYPERLINK\l"_Toc264830114"8.3混凝土土土弹性压压缩引引起的预预应力力损失300HYPERLINK\l"_Toc264830115"8.4预应力力力钢绞线线由于于应力松松弛引引起的预预应力力损失300HYPERLINK\l"_Toc264830117"8.5混凝土土土的收缩缩和徐徐变引起起的应应力损失失311HYPERLINK\l"_Toc264830118"8.6预应力力力损失组组合333HYPERLINK\l"_Toc264830119"9正常使用用用极限状状态计计算34HYPERLINK\l"_Toc264830120"9.1正截面面面抗裂性性验算算34HYPERLINK\l"_Toc264830121"9.2斜截面面面抗裂性性验算算38HYPERLINK\l"_Toc264830122"9.2.1正正正温差应应力338HYPERLINK\l"_Toc264830123"9.2.2反反反温差应应力（为为正温差差应力力乘以）39HYPERLINK\l"_Toc264830124"9.2.3主主主拉应力力399HYPERLINK\l"_Toc264830125"10变形计计计算42HYPERLINK\l"_Toc264830126"10.1正常常常使用阶阶段的的挠度计计算442HYPERLINK\l"_Toc264830127"10.2预加加加力引起起的反反拱度计计算及及预拱度度的设设置43HYPERLINK\l"_Toc264830128"10.2.1预加力引引起起的反拱拱度计计算43HYPERLINK\l"_Toc264830129"10.2.2预拱度的的设设置45HYPERLINK\l"_Toc264830130"11持久状状状态应力力验算算45HYPERLINK\l"_Toc264830131"11.1跨中中中截面混混凝土土的法向向压应应力验算45HYPERLINK\l"_Toc264830132"11.2跨中中中预应力力钢绞绞线的拉拉应力力验算46HYPERLINK\l"_Toc264830133"11.3斜截截截面主应应力验验算46HYPERLINK\l"_Toc264830134"12短暂状状状态应力力验算算48HYPERLINK\l"_Toc264830135"12.1跨中中中截面499HYPERLINK\l"_Toc264830136"12.1.1由预加力力产产生的混混凝土土法向应应力449HYPERLINK\l"_Toc264830137"12.1.2由板自重重产产生的板板截面面上、下下缘应应力50HYPERLINK\l"_Toc264830138"12.2截面面面50HYPERLINK\l"_Toc264830139"12.3支点点点截面511HYPERLINK\l"_Toc264830140"13最小配配配筋率复复核552HYPERLINK\l"_Toc264830141"14铰缝计计计算54HYPERLINK\l"_Toc264830142"14.1铰缝缝缝剪力计计算554HYPERLINK\l"_Toc264830143"14.1.1铰缝剪力力影影响线544HYPERLINK\l"_Toc264830144"14.1.2铰缝剪力力555HYPERLINK\l"_Toc264830145"14.2铰缝缝缝抗剪强强度验验算55HYPERLINK\l"_Toc264830146"15预制空空空心板吊吊杯计计算57HYPERLINK\l"_Toc264830147"16支座计计计算57HYPERLINK\l"_Toc264830148"16.1选定定定支座的的平面面尺寸577HYPERLINK\l"_Toc264830149"16.2确定定定支座的的厚度度58HYPERLINK\l"_Toc264830150"16.3验算算算支座的的偏转转59HYPERLINK\l"_Toc264830151"16.4验算算算支座的的稳定定性60HYPERLINK\l"_Toc264830152"17下部结结结构计算算611HYPERLINK\l"_Toc264830153"17.1盖梁梁梁计算611HYPERLINK\l"_Toc264830154"17.1.1设计资料料611HYPERLINK\l"_Toc264830155"17.1.2盖梁计算算611HYPERLINK\l"_Toc264830156"17.1.3内力计算算699HYPERLINK\l"_Toc264830157"17.1.4截面配筋筋设设计与承承载力力校核722HYPERLINK\l"_Toc264830158"17.2桥墩墩墩墩柱设设计773HYPERLINK\l"_Toc264830159"17.2.1作用效用用计计算74HYPERLINK\l"_Toc264830160"17.2.2截面配筋筋计计算及应应力验验算76HYPERLINK\l"_Toc264830161"参考文献79HYPERLINK\l"_Toc264830162"致谢80附件1：开题报报告（文文献综综述）附件2：译文及及原文文影印件件第1页共80页20m预应力混混混凝土空空心板板桥设计计计算算书1设计资料料料1.1主要技技技术指标标桥跨布布布置:166××20..0m，桥梁全全长340m。跨径:标准跨跨径：220.0mm；计算跨径：1888.888mm。桥面总宽:1113.225mm，横向布布置置为0.5m（防撞护护栏栏）+0.55m（左路肩肩安安全距离离）+（3×3..775）m（车道宽宽）+0.55m（右路肩肩安安全距离离）+0.55m（防撞护护栏栏）。设计荷载：公路路路-I级。桥面纵坡：2%%%。桥面横坡：1...5%。1.2材料规规规格主梁：采用C5550预应力混混凝凝土，容容重为为26kNN//m3；弹性模模量量为3.455××107KPa；现浇铺平层：采采采用C50混凝土,厚度为10cm；桥面铺装：采用用用防水混混凝土土，厚度度为8cm,容重为25kkNN/m3。缘石、栏杆：参参参照已建建桥梁梁，按5.4kkNN/m计入恒载载。1.3采用的的的技术规规范[1]]]《公路桥桥涵涵设计通通用规规范》(JTGD600-220044))；[2]《公路路路钢筋砼砼及预预应力砼砼桥涵涵设计规规范》(JTGD622-220044)；[3]《公路路路砖石及及砼桥桥涵设计计规范范》(JTJD633-220055)。构造形式及尺寸寸寸选定本设计全桥6车车车道，上上、下下行分幅幅布置置，单幅幅宽度度为13.2255m,全桥采用C50预制预应应力力混凝土土空心心板，每每块空空心板宽99cm，高85cmm,空心板全全长19.9966m。全桥空空心心板横断断面布布置如图2-1，边、中中跨跨空心板板截面面及构造造尺寸寸见图2-1。图2.1全全全桥横断面面布布置(单位:cmm))（1）边跨空心心板板截面构造造造及尺寸(单位:cmm))（2）中跨空心心板板截面构造造造及尺寸(单位:cmm))图2.2边边边、中跨空空心心板截面面构造造及尺寸寸3空心板毛毛毛截面几几何特特性计算算3.1边跨空空空心板毛毛截面面几何特特性计计算3.1.1毛毛毛截面面面积A空心板毛截面面面面积为：：3.1.2毛毛毛截面重重心位位置全截面对1/222板高处的的静静距：则毛截面重心离离离1/2板高的距距离离为:把毛截截截面外框框简化化为规则则矩形形时的余余缺部部分面积A余缺:余缺部部部分对1/2板高的距距离离为:3.1.3空空空心板毛毛截面面对其重重心轴轴的惯距距I如图2-2中((11)图,设每个挖挖空空的半圆圆面积积为A′:半圆圆圆重心轴轴：半圆对其自身身身重心轴的的惯惯性距为：：则空心板毛截截截面对其重重心心轴的惯惯性距距I为：3.2中跨空空空心板毛毛截面面几何特特性计计算3.2.1毛毛毛截面面面积A空心板毛截面面面面积为：：3.2.2毛毛毛截面重重心位位置全截面对1/222板高处的的静静距：则毛截面重心离离离1/2板高的距距离离为:把毛毛毛截面外外框简简化为规规则矩矩形时的的铰缝缝面积A铰:铰缝重重重心对1/2板高的距距离离为:3.2.3空空空心板毛毛截面面对其重重心轴轴的惯距距I如图2-2中((11)图,设每个挖挖空空的半圆圆面积积为A′:半圆重心轴：半圆对其自身身身重心轴的的惯惯性距为：：则空心板毛截截截面对其重重心心轴的惯惯性距距I为：3.3边、中中中跨空心心板毛毛截面几几何特特性汇总总本桥梁设计的预预预制空心心板的的毛截面面几何何特性采采用分分块面积积累加加法计算算，叠叠加时挖挖空部部分按负负面积积计算。空心板截面的抗抗抗扭刚度度可简简化为图3-1的单箱截截面面来计算:图3.1计计计算IT的空心板板截截面图简简化图图（尺寸寸单位位：cm）抗扭惯矩IT为为为：表3-1毛截截截面几何特特性性计算汇汇总截面号边跨空心板截面面面（1、13号板）中跨空心板截面面面（2—12号板）截面形式面积0.38967777mm20.36907777mm2抗弯惯矩3.69971116×110--2m43.4315666×100-22m4抗扭惯矩4.676×1110-2m44.676×1110-2m4形心y上值43.463777cm41.504cccm形心y下值41.536555cm43.906cccm4作用效应应应计算4.1永久作用用用效应计计算4.1.1边边边跨板作作用效效应计算算⑴空心板自重（第第第一阶段段结构构自重）(kN/m)⑵桥面面面系自重重（第第二阶段段结构构自重）栏杆、缘缘石（参参照已已建桥梁梁）取取（1.455++1.225）2=5..44(kNN/mm)桥面铺装采用888cm等厚度的的防防水混凝凝土,则全桥宽宽铺铺装每延延米重重力为:(kN/m)桥面现现现浇C50桥面板每每延延米重力力（10cm厚）：为计算方便近似似似按各板板平均均分担来来考虑虑,则每块空空心心板分摊摊到的的每延米米桥面面系重力力为:(kN/m)⑶铰缝缝缝自重（第第二二阶段结结构自自重）铰缝采用C4000细集料混混凝凝土，容容重为为24kNN//m,边跨取单单个个铰缝的的一半半计算，则则其其自重为:由此得空心板每每每延米总总重力力为：(kN/m)（第第一阶段段结构构自重）(kN/m)（第第二阶段段结构构自重）(kN/m)4.1.2中中中跨板作作用效效应计算算⑴空心板自重（第第第一阶段段结构构自重）(kN/m)⑵桥面面面系自重重（第第二阶段段结构构自重）栏杆、缘缘石（参参照已已建桥梁梁）取取（1.455++1.225）×2=55..4(kkN//m)。桥面铺装采用888cm等厚度的的防防水混凝凝土,则全桥宽宽铺铺装每延延米重重力为:(kN/m)桥面现现现浇C50桥面板每每延延米重力力（10cm厚）：为计算方便近似似似按各板板平均均分担来来考虑虑,则每块空空心心板分摊摊到的的每延米米桥面面系重力力为:(kN/m)⑶铰缝缝缝自重（第第二二阶段结结构自自重）铰缝采用C4000细集料混混凝凝土，容容重为为24kNN//m,中跨取两两个个单铰缝缝的一一半计算算，即即为一个个铰缝缝重量，则则其其自重为:由此得空心板每每每延米总总重力力为：(kN/m)（第第一阶段段结构构自重）(kN/m)（第第二阶段段结构构自重）(kN/m)4.1.3横横横隔板重重每块板板板的横格格梁均均设置在在板两两端空心心部分分，封住住端部部口，厚厚度h为20cmm,其横隔板板重重为：横隔板截面面积积积A=233112.1114498××2==46224..22998（cm2)重力G=g·AA··h=2666×0..46624222998×00.22=2..40046((kNN)4.2可变作用用用效应计计算本桥汽车荷载采采采用公路—Ι级荷载，它它它由车道道荷载载和车辆辆荷载载组成。《桥桥规》规定桥桥梁结构整体体计算采用车车道荷载。公公路—Ι级车道荷载载均布荷载标标准值为10.5kN/m，集中荷载。而在计算剪力效效效应时，集集中中荷载标标准值值Pk应乘以1.2的系数，即即即计算剪剪力时时4.3利用桥桥桥梁结构构电算算程序计计算4.3.1汽汽汽车荷载载横向向分布系系数计计算根据截面几何尺尺尺寸特点,利用《桥桥梁梁结构电电算程程序设计计》,首先利用用铰铰接板法法荷载载影响线线计算算程序LTDJJB计算荷载载横横向分布布影响响线，再再利用用其结果果运行行TRLOODDM程序计算算荷荷载横向向分布布系数。运运行行LTDJJB程序时输输入入文件为LCS11::outfig13,18.8888,0,,0.003669977166,0..04467660000,1..6955E--4,11.0,,0.00,输出数数数据文件FIG内容为：：（各各板的横横向分分布影响响线竖竖标值图图表表表示）1号板荷载横向向向分布影响响线线图示2号板荷载横向向向分布影响响线线图示3号板荷载横向向向分布影响响线线图示4号板荷载横向向向分布影响响线线图示5号板荷载横向向向分布影响响线线图示6号板荷载横向向向分布影响响线线图示7号板荷载横向向向分布影响响线线图图4.1各各各板的横向向分分布影响响线竖竖标值图图表8～1113号板的荷荷载载横向分分布影影响线关关于中中点和1～6号板对称称，故故在此省省略其其图示。利用已求的荷载载载横向分分布影影响线数数据，接接着再运运行TRLOODDM程序计算算荷荷载横向向分布布系数，输输入入数据文文件为为LCS22::FIGOUT１，0.1，1133.25，0.5，3，1.5，3输出文文文件为OUT：（将其其汇汇总列表表如下下表）。表4-1各板板板荷载横向向分分布系数数计算算汇总表表梁号I荷载横向分布系系系数最不利车列数10.2363220.2339230.2281240.2212250.2100360.2032370.1985380.2032390.21003100.22122110.22812120.23392130.23632由上面程序的计计计算结果果可知知，1号板（边边板板）在荷荷载作作用下的的横向向分布系系数最最大，且且其自自重也最最大为为最不利利的受受力板。为为设设计的简简便，现现以1号板的作作用用效应为为研究究对象进进行设设计计算算。支点处的荷载横横横向分布布系数数，按杠杠杆法法计算，由由图图4-3得1号板的支支点点荷载横横向分分布系数数如下下：图4.2111号板支点处处荷荷载横向向分布影响线线及及最不利利布载载图表4-21号号号板的荷载载横横向分布布系数数作用位置跨中至L/4处处处支点汽车荷载0.23630.54.3.2汽汽汽车荷载载冲击击系数计计算《桥规》规定汽汽汽车荷载载的冲冲击力标标准值值为汽车车荷载载标准值值乘以以冲击系系数。按结构基基频f的不同而而不不同,对于简支支板板桥:(2-1)当f<1.5HHHz时,=0..005;当f>144HHz时,=0..445;当时,.((2--2)代入数据得:(HZ)所以,4.3.3结结结构重力力作用用以及影影响线线计算每跨1119.996mm取20个单元，25个结点，桥桥桥墩简化化为活活动和固固定铰铰支座。结结点点x、y坐标按各各结结点对应应截面面的形心心点位位置来确确定，计计算网格格图（结结构离散散图）如如图4-3。图4.3计计计算网格图图（单单位：cm）输入数据（文件件件名为LCS0011.DAAT）20, 21,,, 3, 1, 1, 0, 1, 1, 21, 1,1, 1, 222, 1, 1, 2, 2, 3, 1, 1, 3, 3, 4, 1, 1,4, 4, 555, 1, 1, 5, 5, 6, 1, 1, 6, 6, 7, 1, 1, 7, 7, 8, 1, 1, 8, 8, 9, 1, 1, 9, 9, 10, 1, 1, 10,10,,,11, 1, 1, 1111, 11, 12, 1, 1, 12, 12, 13, 1, 1, 13,13,,,14, 1, 1, 1144,144, 15, 1, 1, 15,1155, 16, 1, 1 16,16,,,17, 1, 1, 177,117, 18, 1, 1,118,,18,, 19, 1, 1,19,19, 20, 1, 1, 2200,200, 21, 1, 1,1, 0, 000, 2,,0..54,, 0.011008,3,,11.188, 0.022336,4,2.2888,00.004566,5,,33.388,0.006776,6,4..48,,00.088966,7,5.5888,00.111166,8,6..68,,00.133366,99,77.778, 0.155556, 10,88.888,0.117776, 111,, 9.988,, 0.199996,112,,111.008,0..22116,,13,12...18,,00.244366, 14,,13..288,00.226566,15,,114.338,,0..28876,,16,15...48,,00.300966, 17,,16..588,00.333166,18,,117.668,,0..35536,,19,18...78,,00.377566, 20,,19..422,00.338844,21,,119.996,,0..39992,,1, 26, 3.455EE+077 1, 0.388896777,, 3.699997166E--02 2 2, 0, 000, 99999,, 20, 999999, 0, 99999,,1,1, 111,2,, 2,2,,33,2,, 4,2,, 5,2,,6,2, 777,2,, 8,2,,99,2,, 10,22,, 11,22,,12,2, 13,22,, 14,22,,115,22, 16,22,, 17,22,,18,2, 19,22,, 20,22,,20, 20,,,1, 10, 5.36677, 1.0,,120,10, 5.36677, 1.0,,02, 1, 2, 2.440446 21,2, 2.44044621 1, 2, 333, 4, 5, 6, 7,8, 9, 1110, 11, 12, 13, 14,15,16, 17, 18, 19, 20, 21计算结果的输出出出文件为LCS0011.OUUT、LCS0011.DEED、LCS0011.DAA2。限于篇篇幅幅现取2、7、11这三个重重要要关心点点的数数据作出出图示示（对称称结构构取一半半结构构的关心心截面面）。剪力数据图示：：：①2号截面剪剪力图图示：图4.4222号结点剪剪力力数据对对应的的图示②7号截面剪剪力图图示：图4.5777号结点剪剪力力数据对对应的的图示③11号截面剪剪力图图示：图4.61111号结点剪剪力力数据对对应的的图示弯矩数数数据图示示：①2号结点弯矩矩数数据图示图4.7222号结点弯弯矩矩数据图图②7号结点弯矩矩数数据图示图4.8777号结点弯弯矩矩数据图图③11号结点弯弯矩数数据图示示图4.91111号结点弯弯矩矩数据图图影响线数据文件件件LCS0011.DAA2,,输入LCS0011.RQQT文件：0.1,0.000,0..0,,10..5,,2355.5522运行BDLOAADD程序，计计算算结果文文件为为LCS0011.SQQ1,,再输入HZZ文件LCS0011.HZZZ::1.0,0,000.233633,1..01.2275,,,3,修改文件名字，运运行HZZH程序（荷载载组合程序）计算结果输出文文文件为LCS0011.OZZH,,根据计算算结结果所得得弯矩矩的基本本数据据作其包包络图图示如下下：图4.10弯矩包络络图(单位:kNN··m)4.4作用效应应应组合汇汇总按《桥规》公路路路桥涵结结构设设计应按按承载载能力极极限状状态和正正常使使用极限限状态态进行效效应组组合，并并用不不同的计计算项项目。按按承载载能力极极限状状态设计计时的的基本组组合表表达式为为：式中：————结构重要要性性系数，本本桥桥属大桥桥，==1.0；——效应组合设设计计值；——永久作用效效应应标准值；；；——汽车荷载效效应应（含汽车车车冲击力力）的的标准值值。按正常常常使用极极限状状态设计计时，应应根据不不同的的设计要要求，采采用以下下两种种效应组组合:(1)作用短期期期效应组组合表表达式：式中：————作用短期期效效应组合合设计计值；——永久作用效效应应标准值；；；——不计冲击的的汽汽车荷载效效效应标准准值。(2)作用长期期期效应组组合表表达式：式中：各符号意意意义见上上面说说明。《桥规》还规定定定结构构构件当当需要弹弹性阶阶段截面面应力力计算时时，应应采用标标准值值效应组组合，即即此时效效应组组合表达达式为为：式中：————标准值效效应应组合设设计值值；,——永久作用用效应应，汽车车荷载效效应（含含汽车冲冲击力力）的标标准值值。按《桥规》各种种种组合表表达式式可求得得各效效应组合合设计计值，现现将计计算汇总总于表表4-3中。表4-3空心心心板作用效效应应组合计计算汇汇总表序号作用种类弯矩M(kN··mm)剪力V(kN))跨中L/4跨中L/4支点作用效应标准值值值永久作用效应451.43338.57047.8295.64239.14179.35025.3350.66690.57517.92073.15146.30可变作用效应车道荷载不计冲击373.24279.9339.2563.25171.27458.15343.6148.1877.65210.23承载能力极限状状状态基本组合(1)))828.68621.50087.78175.56(2)))641.41481.0567.45108.71294.32=(1)+(((2)1470.09991102.555567.45196.49469.88正常使用极限状状状态作用短期效应组组组合(3)690.57517.92073.15146.30(4)261.27195.9527.4844.28119.89=(3)+(((4)951.84713.8727.48117.43266.19使用长期效应组组组合(5)690.57517.92073.15146.30(6)149.30111.9715.725.368.51=(5)+(((6)839.87629.8915.798.45214.81弹性阶段截面应应应力标准值效应组合合合(7)690.57517.92073.15146.30(8)458.15343.6148.1877.65210.23=(7)+(((8)1148.7222861.5348.18150.8356.53预应力钢筋数量量量估算及及布置置预应力钢筋数量量量的估算算本桥采采采用先张张法预预应力混混凝土土空心板板构造造形式。设设计计时应满满足不不同设计计状况况下规范范规定定的控制制条件件要求，例例如如承载力力、抗抗裂性、裂裂缝缝宽度、变变形形及应力力等要要求。在在这些些控制条条件中中，最重重要的的是满足足结构构在正常常使用用极限状状态下下的使用用性能能要求和和保证证结构在在达到到承载能能力极极限状态态时具具有一定定的安安全储备备。因因此，预预应力力混凝土土桥梁梁设计时时，一一般情况况下，首首先根据据结构构在正常常使用用极限状状态正正截面抗抗裂性性或裂缝缝宽度度限值确确定预预应力钢钢筋的的数量，在在由由构件的的承载载能力极极限状状态要求求确定定普通钢筋筋的数量。本本本设计以部分分预预应力A类构件设设计计，首先先按正正常使用用极限限状态正正截面面抗裂性性确定定有效预预加力力Npe。按《公预规》666.3..1条，A类预应力力混混凝土构构件正正截面抗抗裂性性是控制制混凝凝土的法法向拉拉应力，并并符符合以下下条件件：在作用短期效应应应组合下下，应应满足要求求。式中:——在在作用短期期期效应组组合Msd作用下下，构构件抗裂裂性验验算边缘缘混凝凝土的法法向拉拉应力；；在初步设计时，和可按公式近似计算：(51)(5-2)))式中:A,WW———构件毛截截面面面积及及对毛毛截面受受拉边边缘的弹弹性抵抵抗矩；；——预应力钢筋筋重重心对毛截截截面重心心轴的的偏心矩矩，,,可预先假假定定。代入即可求得满满满足部分分预应应力A类构件正正截截面抗裂裂性要要求所需需的有有效预加加力为为：(53)式中：——混凝凝凝土抗拉拉强度度标准值值。本预应力空心板板板桥采用C50，=2.6655Mpaa,由表4-3得，空心板板的的毛截面面换算算面积:假设,代入得：：：则所需的预应力力力钢筋截截面面面积Ap为：(5-4)式中：——预预预应力钢钢筋的的张拉控控制应应力；——全部预应力力损损失值，按按按张拉控控制应应力的20%估算。本桥采用1×777股钢绞线线作作为预应应力钢钢筋，直直径15.22mmm，公称截截面面面积13900mmm，=186600Mpa，Ep=11..95××100Mpaa.按《公预规》现现现取预应力力损损失总和和近似似假定为为张拉拉控制应应力来来估算，则则:采用10根，115.22钢绞线，单单单根钢绞绞线公公称面积139,=139900。5.2预应力钢钢钢筋的布布置预应力空心板选选选用10根1×7钢绞线布布置置在空心心板下下缘，==440mm，沿空心心板板跨长直直线布布置，即沿跨跨长长=40mmm保持不变变，见见图5.1.预应力钢钢筋筋布置应应满足足《公预预规》的的要求，钢钢绞绞线净距距不小小于25mmm,端部设置置长长度不小小于150mmm的螺旋钢钢筋筋。图5.1空心心心板跨中截截面面预应力力钢筋筋置图5.2空心板换换算算等效工工字形形截面第68页共80页（尺寸单位：cccm）（尺寸单单位位：cm）5.3普通钢筋筋筋数量的的估算算及布置置在预应力钢筋数数数量已经经确定定的情况况下，可可由正截截面承承载能力力极限限状态要要求的的条件确确定普普通钢筋筋的数数量，暂暂不考考虑在受受压区区配置预预应力力钢筋，也也暂暂不考虑虑普通通钢筋的的影响响。空心心板截截面可换换算成成等效工工字形形截面来来考虑虑：换算成工字型截截截面时，由由：：得：联立上式可得，，。则得等效工字形形形截面的的上翼翼板缘厚厚度：：得等效工字形截截截面的下下翼板板缘厚度度：得等效工字形截截截面的肋肋板厚厚度：等效工字形截面面面尺寸见见上图图图5.2。估算普通钢筋时时时，可先先假定定,则由下列列可可求得受受压区区的高度度，设设根据公式:（5-555）由《公预规》可可可得：，跨跨中中弯矩，代代人人上式：：解得：说明中和轴在翼翼翼缘板内内，可可由下式式求的的普通钢钢筋面面积为：：拟采用，按《公预规》，，普通钢筋51444布置在空空心心板下缘缘一排排（截面面受拉拉边缘），沿沿空心板跨长长直线布置，钢钢筋重心至板板下缘处，即即。6换算截面几几何何特性计算算算由前前前面计算算已知知空心板板毛截截面的几几何特特性。毛毛截面面面积：：，毛毛截面重重心轴轴到1/2板高的距距离离：（向上上），毛毛截面对对其中中心轴的的惯性性矩：。6.1换算截面面面面积(6-1)(62)(6-333)代入得：6.2换算截面面面重心的的位置置所有钢筋换算截截截面对毛毛截面面重心的的静距距为：==换算截面重心至至至空心板板毛截截面重心心的距距离为：：（向下）则换算截面重心心心至空心心板截截面下缘缘的距距离为则换算截面重心心心至空心心板截截面上缘缘的距距离为换算截面重心至至至预应力力钢筋筋重心的的距离离为：换算截面重心至至至普通钢钢筋重重心的距距离为为：6.3换算截面面面惯性矩矩==6.4换算截面面面的弹性性抵抗抗矩下缘：上缘：7承载能力极极限限状态计算算算7.1跨中截面面面正截面面抗弯弯承载力力计算算跨中截面构造尺尺尺寸及配配筋见见图5.1。预应力力钢钢绞线合合力作作用点到到截面面底边的的距离离为，普通通钢钢筋距底底边距距离为，则则预预应力钢钢筋和和普通钢钢筋的的合力作作用点点至截面面底边边距离为为采用换算等效工工工字形截截面计计算，参参见图图5-2，上翼板板厚厚度：，上上翼翼缘工作作宽度度：，肋宽宽。首先按公公式式：(7-1)判断截面类型：：：所以属于第一类类类T型截面，应应应按宽度度的矩矩形截面面计算算抗弯承承载力力。由计算混凝土受受受压区高度度：：由得：当代人下列公式式式计算出跨跨中中截面的的抗弯弯承载力力：计算结果表明，跨跨中截面抗弯弯承载力满足足要求。7.2斜截面抗抗抗弯承载载力计计算7.2.1截面面面抗剪强强度上上、下限限的复复核取距支点h/222处截面进进行行斜截面面抗剪剪承载力力计算算。截面面构造造尺寸及及配筋筋见图5.1。首先进进行行抗剪强强度上上、下限限复核核，按《公公预预规》5.2..9条：(7-222)式中：——验算算算截面处处的剪剪力组合合设计计值，由表4-3得支点处处剪剪力和跨跨中剪剪力，内内插得得到距支支点处处的截面面剪力力：——截面有效高高度度，由于本本本桥预应应力筋筋和普通通钢筋筋都是直直线配配置，有有效高高度与跨中中截截面相同同，；；——边长为15500的混凝土土立方体体抗压压强度，空空心心板C50,则；——等效工字形形截截面的腹板板板宽度，。代人上述公式：：：计算结果表明空空空心板截截面尺尺寸符合合要求求。按《公预规》第第第5.2..110条：式中，=1.000,11.225是按《公公预预规》第5.2..110条，板式式受受弯构件件可乘乘以1.25提高系数数。由于，则沿跨中中中各截面面的控控制剪力力组合合设计值值。而而，故在L/4至支点的的部部分区段段内应应按计算算要求求配置抗抗剪箍箍筋，其其它区区段可按按构造造要求配配置箍箍筋，为为了构构造方便便和便便于施工工，本本桥预应应力混混凝土空空心板板不设弯弯起钢钢筋，计计算剪剪力全部部由混混凝土及及箍筋筋承受，则则斜斜截面抗抗剪承承载力按按下列列计算：：(7-3)(((7-4))式中，各系数值值值按《公公预规规》第5.2..7条规定取取用用：——异号弯矩影影响响系数，简简简支梁；——预应力提高高系系数，本桥桥桥为部分分预应应力A类构件，偏偏偏安全取取；——受压翼缘的的影影响系数，取取；——等效工字形形截截面的肋宽宽宽及有效效高度度，，——纵向钢筋的的配配筋率，——箍筋配筋率率，，箍筋选选用用双肢，，则写出箍筋间间间距的计算算式式为：=取箍筋间距，按按按《公预预规》要要求，在在支座座中心向向跨中中方向不不小于于一倍梁梁高范范围内，箍箍筋筋间距取取。配箍率（按《公预规》9.3..113条规定，）在组合设计剪力力力值：的部分梁梁段段，可只只按构构造要求求配置置箍筋，设设箍箍筋仍选选用双双肢配筋率率取，则由此此求求得构造造配箍箍间距：：。经比较和综合考考考虑，箍箍筋沿沿空心板板跨长长布置如如图7.1。图7.1空心心心板箍筋布布置置图（尺尺寸单单位：cm）7.2.2斜截截截面抗剪剪承载载力计算算由图777.1,选取三个个位位置进行行空心心板斜截截面抗抗剪承载载力的的计算:①距支座中心处处处截面：；；②距跨中位置；；；③距跨中位置。计算截面的剪力力力组合设设计值值，可按按表4-3由跨中和和支支点的设设计值值内插得得到，计计算结果果列于于表7-1。表7-1各计计计算截面剪剪力力组合设设计值值截面位置x（mmmm）支点跨中剪力组合设计值值值(kN)⑴距支座中心，由于空心板的预预预应力筋筋及普普通钢筋筋是直直线配筋筋，故故此截面面的有有效高度度取与与跨中近近似相相同，，其其等等效工字字形截截面的肋肋宽。由由于不设设弯起起斜筋，因因此此，斜截截面抗抗剪承载载力按按下式计计算：：(7-555)式中，，，，此处，箍筋间距距距，，，代入得：=计算表明斜截面面面抗剪承承载力力满足要要求。⑵距跨中截面处处处：此处，箍筋间距距距，。斜截面抗剪承载载载力：斜截面抗剪承载载载力满足足要求求。⑶距跨中截面处处处此处，箍筋间距距距，斜截面抗剪承载载载力：=计算表明均满足足足斜截面面抗剪剪承载力力要求求。8预应力损失计计计算本桥预应力钢筋筋筋采用直直径为为15.22mmm的股钢绞线线，采采用先张张法,其材料的的相相关数据据为：：。8.1锚具变变变形、回回缩引引起的应应力损损失预应力钢绞线的的的有效长长度取取为张拉拉台座座的长度度，设设台座长L=500mm,采用一端端张张拉及夹夹片式式锚具，有有顶顶压时，则则8.2钢筋与与与台座间间的温温差引起起的应应力损失失为减少温差引起起起的预应应力损损失，采采用分分阶段养养护措措施。设设控制制预应力力钢绞绞线与台台座之之间的最最大温温差。则。8.3混凝土土土弹性压压缩引引起的预预应力力损失对于先先先张拉法法构件件，((88-1))(8-222)(83)(84)由《公预规》666.2..8条，先张张法法构件传传力锚锚固时的的损失失为：(8-555)则由前面计算空心心心板换算算截面面面积:,，，8.4预应力力力钢绞线线由于于应力松松弛引引起的预预应力力损失(8-6)式中，代入得:。8.5混凝土的的的收缩和和徐变变引起的的应力力损失根据《公预规》第6.2.7条，混凝土收缩、徐变引起的构件受拉取预应力钢筋的预应力损失按下列公式计算：(8-7)))(88)式中：——受拉拉拉区全部部纵向向钢筋截截面重重心处的的预应应力损失失值；；——构件受拉区区全全部纵向钢钢钢筋重心心处，由由预应力力和结结构自重重产生生的混凝凝土法法向压应应力（MPa），按《公公公预规》第第6.1..5条和第6.1..6条规定计计算算：——预应力钢筋筋的的弹性模量量量——预应力钢筋筋弹弹性模量与与与混凝土土弹性性模量的的比值值：=5..665；——受拉区全部部纵纵向钢筋配配配筋率：：；——构件的截面面面面积，对先先先张法构构件，——截面的回转转半半径，,先张法构构件件取，，——构件受拉区区预预应力钢筋筋筋截面重重心至至构件截截面重重心的距距离；；——构件受拉区区纵纵向普通钢钢钢筋截面面重心心至构件件重心心的距离离；——构件受拉区区纵纵向预应力力力钢筋和和普通通钢筋截截面重重心至构构件重重心的距距离；；——预应力钢筋筋传传力锚固龄龄龄期为，计计算算考虑的的龄期期为时的混混凝凝土收缩缩应变变；——加载龄期为为，计计算考虑虑的龄期期为时时的徐变变系数数。考虑结构自重的的的影响，由由于于收缩徐徐变持持续时间间较长长，采用用全部部永久作作用，空空心板跨跨中截截面全部部永久久作用弯弯矩，在在全部钢钢筋重重心处由由自重重产生的的拉应应力为：：跨中截面：处截面：支点截面：则全部纵向钢筋筋筋重心处处的压压应力为为：跨中截面：L/4处截面：：：支点截面：由《公预规》666.2..7条规定，不不得得大于传传力锚锚固时混混凝土土立方体体抗压压强度的0.5倍，设传传力力锚固时时，混混凝土达达到C40，则，，则跨中中、L/4截面、支支点点截面全全部钢钢筋重心心处的的压应力3.477、5.200、10.3377，均小于0.5，满满足足要求。设传力锚固龄期期期d，计算龄龄期期为混凝凝土终终极值，该该桥桥所处环环境的的大气相相对湿湿度为75％，由前前面面的计算算，构构件毛截截面面面积，空心心板板和大气气接触触的周边边长度度为u：理论厚度查《公预规》表表表6.2..7直线内插插得得到：把各项值代入计计计算式中,得：跨中截面：L/4处截面：：：支点截面：8.6预应力损损损失组合合传力锚固时的第第第一批损损失：：传力锚固后预应应应力损失失总和和：跨中截面：L/4处截面：：：支点截面：各截面的有效预预预应力：：(88-99)跨中截面：L/4处截面：：：支点截面：9正常使用极极限限状态计算算算9.1正截面抗抗抗裂性验验算正截面抗裂性计计计算是对对构件件跨中截截面混混凝土的的拉应应力进行行计算算，并满满足《公公预规》6.3条要求。对对对于部分分预应应力A类构件，应应应满足两两个要要求：第一，在作用短短短期效应应组合合下，；第二，在作用长长长期效应应组合合下，，即即不不出现拉拉应力力。式中为在作用短短短期效应应组合合下，空空心板板抗裂验验算边边缘的混混凝土土法向拉拉应力力，由表4-3，空心板跨中截面面面弯矩，换换算算截面下下缘抵抵抗矩，。为扣除全部预应应应力损失失后的的预加力力，在在构件抗抗裂验验算边缘缘产生生的预压压应力力为：(91)为在作用长期效效效应组合合下，空空心板抗抗裂验验算边缘缘的混混凝土法法向拉拉应力，由由表表4-3，空心板跨中截面面面弯矩，换换算算截面下下缘抵抵抗矩：：，符合《公预规》对A类构件的规定。温差应力计算，按按《公预规》附附录B计算。本示示例桥面铺装装厚度100mm，由《桥规规》4.3.110条，T1=14℃，T2=5.5℃，竖向温度度梯度见图1-12，由于空心心板高为850mm，大于400mm，取A=3000mm。图9.1空空空心板竖向向温温度梯度度（尺尺寸单位位：cm）对于简支板桥，温温度差应力：：正温差应力：式中：——混凝凝凝土线膨膨胀系系数，；——混凝土弹性性数数量，C50，；——截面内的单单元元面积；，——换算截面面面面积和惯惯距；；——单元面积内内温温差梯度平平平均值，均均以以正值代代入；；y——计算应力力点至至换算截截面重心心轴的的距离，重重心心轴以上上取正正值，以以下取取负值；；——单位面积重重心心至换算截截截面重心心轴的的距离，重重心心轴以上上取正正值，以以下取取负值。列表计计计算，，，计算结结果果见表9-1。表9-1温度度度应力计算算表表编号单元面积（mmmm2）温度（℃）单元面积重心至至至换算截截面重重心距离离（mm）123正温差应力：梁顶：粱底：预应力钢筋重心心心处：普通钢筋重心处处处：预应力钢筋温差差差应力：：普通钢筋温差应应应力：反温差应力：按《公预规》444.2..100条，反温温差差为正温温差乘乘以,则得反温温差差应力:梁顶：粱底：预应力钢绞线反反反温差应应力：：普通钢筋反温差差差应力：：以上正值表示压压压应力,负值表示示拉拉应力。设温差频遇系数数数为0.8，则考虑虑温温差应力力，在在作用短短期效效应组合合下，粱粱底总拉拉应力力为：则，满足预应力力力A类构件条条件件。在作用长期效应应应组合下下，粱粱底的总总拉应应力为：：则，符合A类预预预应力混凝凝土土条件。上述计算结果表表表明，在在短期期效应组组合及及长期效效应组组合下，并并考考虑温差差应力力，正截截面抗抗裂性均均满足足要求。9.2斜截面抗抗抗裂性验验算部分预应力A类类类构件斜斜截面面抗裂性性验算算是以主主拉应应力控制制，采采用作用用的短短期效应应组合合。选用用支点点截面，分分别别计算支支点截截面A-A纤维（空空洞洞顶面），B-B纤维（空空心心板换算算截面面），C-C纤维（空空洞洞底面）处处主主拉应力力，对对于部分分预应应力A类构件应应满满足：(92)式中：——混凝凝凝土的抗抗拉强强度标准准值，C50，；——由作用短期期效效应组合和和和预加力力引起起的混凝凝土主主拉应力力，并并考虑温温差作作用。9.2.1正正正温差应应力A-A纤维：：：B-B纤维：：：C-C纤维：：：9.2.2反反反温差应应力（为为正温差差应力力乘以）A-A纤维：B-B纤维：：：C-C纤维：：：以上正值表示压压压应力,负值表示示拉拉应力。9.2.3主主主拉应力力（1）A-A纤纤维：：(9-333)(9-4)式中：——支点点点截面短短期组组合效应应剪力力设计值值，，——计算主拉应应力力出处截面面面腹板的的宽度度，取b=，——空心板A--AA纤维以上上截截面对空空心伴伴换算截截面重重心轴的的静矩矩(9-5)由上式（9-555）可得：：(9-6)为竖向荷载产生生生的弯矩矩，在在支点，（计入正温差应应应力）（计入反温差应应应力）主拉应应应力（计计入正正温差应应力）：：计入反温差应力力力：负值表示拉应力力力。预应力混凝土AAA类构件，在在在短期效效应组组合下，预预制制构件应应符合合：现A-A纤维，符符符合要求求。（2）B-BB纤维维：在支点处由竖向向向荷载产产生的的弯矩,则有：=2.72MPPPa（计入正正温温差效应应）（计入反正温差差差效应）（计入正温差应应应力）（计入反温差应应应力）B-B纤维，负负负值表示示拉应应力，均均小于于，符合《公公公预规》对对部部分预应应力A类构件斜斜截截面抗裂裂性要要求。（3）C-CC纤维维：(9-7)(98)在支点处由竖向向向荷载产产生的的弯矩，则则有有：（计入正温差差差应力）（计入反温差应应应力）（计入正温差应应应力）（计入反温差应应应力）负值表示拉应力力力。C-C纤维处的的的主拉应应力，。上述结果表明，本本桥空心板满满足《公预规规》对部分预预应力A类构件斜截截面抗裂性要要求。10变形计算算算10.1正常常常使用阶阶段的的挠度计计算使用阶段的挠度度度值，按按短期期荷载效效应组组合计算算，并并考虑挠挠度长长期增长长系数数，对于C50混凝土，，对对于部分分预应应力A类构件，使使使用阶段段的挠挠度计算算时，抗抗弯刚度度。取取跨中截截面尺尺寸及配配筋情情况确定定：短期荷载组合作作作用下的的挠度度值，可可简化化为按等等效均均布荷载载作用用情况计计算：：自重产生的挠度度度值按等等效均均布荷载载作用用情况计计算：：消除自重产生的的的挠度，并并考考虑长期期影响响系数后，正正常使用用阶段段的挠度度值为为：计算结果表明，使使用阶段的挠挠度值满足《公公预规》要求求。10.2预加力力力引起的的反拱拱度计算算及预预拱度的的设置置10.2.1预加力引引起起的反拱拱度计计算空心板当放松预预预应力钢钢绞线线时跨中中产生生反拱度度，设设这时空空心板板混凝土土强度度达到C40。预应力力产产生的反反拱度度计算按按跨中中截面尺尺寸及及配筋计计算，并并考虑反反拱长长期增长长系数数。此时的抗弯刚度度度：。放松预应力钢绞绞绞线时，设设空空心板混混凝土土强度达达到C40，这时，换算截面面积：：：所有钢筋截面换换换算面积积对毛毛截面重重心的的静矩为为：换算截面重心至至至毛截面面重心心的距离离：（向下移）换算截面重心至至至空心板板下缘缘的距离离：换算截面重心至至至空心板板上缘缘的距离离：预应力钢绞线至至至换算截截面重重心的距距离：：普通钢筋至换算算算截面重重心的的距离：：换算截面惯矩：：：换算截面的弹性性性抵抗矩矩：上缘下缘空心板换算截面面面几何特特性汇汇总于表10-1。表10-1空空空心板换算算截截面几何何特性性汇总表表项目符号单位换算截面面积换算截面重心至至至截面下下缘距距离换算截面重心至至至截面上上缘距距离预应力钢筋至截截截面重心心轴距距离普通钢筋至截面面面重心轴轴距离离换算截面惯矩换算截面弹性抵抵抵抗矩由9.1节计算算算得扣除预预应应力损失失后的的预加力力为：：则由预加力产生生生的跨中中反拱拱度，并并乘反反拱长期期增长长系数，得得：：10.2.2预拱度的的设设置由《公预规》666.5..5条，当预预加加应力的的长期期反拱值值小于于按荷载载短期期效应组组合计计算的长长期挠挠度时，应应设设预拱度度，其其值按该该荷载载的挠度度值与与预加应应力长长期反拱拱值之之差采用用。，应设预拱度。跨中预拱度，支支支点，预拱拱度度值沿顺顺桥向向做成平平顺的的曲线。11持久状态态态应力验验算持久状态应力计计计算应计计算使使用阶段段正截截面混凝凝土的的法向压压应力力、预应力力钢钢筋的拉拉应力力、斜截面面的的主压应应力。计计算时作作用取取标准值值，不不计分项项系数数，汽车车荷载载考虑冲冲击系系数。11.1跨中截截截面混凝凝土的的法向压压应力力验算跨中截截截面的有有效预预应力：：跨中截截截面的有有效预预加力：：标准值值值效应组组合11.2跨中中中预应力力钢绞绞线的拉拉应力力验算式中：为按荷载载载效应标标准值值计算的的预应应力钢绞绞线重重心处混混凝土土法向拉拉应力力。有效预应力：考虑温差应力，则则预应力钢绞绞线中的拉应应力为：11.3斜截截截面主应应力验验算斜截面主应力计计计算选取取支点点截面的A-A纤维、B-B纤维、C-C纤维在标标准准值效应应和预预应力作作用下下产生的的主压压应力和主主拉拉应力验算算，并并满足下下式要要求：(11-1)(1111-2))(1111-3))⑴A-A纤维（计入正温差应应应力）计入反温差应力力力时：，符合《公预规规规》要求求。⑵B-B纤维（计入正温差应应应力）计入反温差应力力力时：，符合《公预规规规》要求求。⑶C-C纤维（计入正温差应应应力）（计入正温差应应应力）计入反温差应力力力时：（计入反温差应应应力），符合《公预规规规》要求求。以上主拉应力最最最大值发发生在在A-A纤维处为为,按《公预预规规》7.1..6条，在区段段，箍箍筋可按按构造造设置，在在=1..333MPa区段，箍箍筋筋间距按下下列列公式计计算：：(114)式中：——箍筋筋筋抗拉强强度标标准值，箍箍筋筋采用HRB33335，；——同一截面内内箍箍筋的总截截截面面积积，双双肢；，采用。此时配配配箍率：：按《公预规》999.3..133条，对于HRB33335,不小小于于，满足要要求求。支点点附近近箍筋间间距100mmmm,其它截面面适适当加大大，需需按计算算决定定，箍筋筋布置置图见图7.1，既满足足斜斜截面抗抗剪要要求，也也满足足主拉应应力计计算要求求，箍箍筋间距距也满满足不大大于板板高的一一半即即，以及不不大大于的构造造要要求。12短暂状态应应力力验算预应力混凝土受受受弯构件件按短短暂状态态计算算时，应应计算算构件在在制造造、运输输及安安装等施施工阶阶段，由由预加加力（扣扣除相相应的应应力损损失）、构构件件自重及及其它它施工荷荷载引引起的截截面应应力，并满足《公预规规规》要求求。为为此，对对本桥桥应计算算在放放松预应应力钢钢绞线时时预制制空心板板的板板底压应应力和和板顶拉拉应力力。设预制空心板当当当混凝土土强度度达到C40时，放松松预预应力钢钢绞线线，这时时，空空心板处处于初初始预加加力及及空心板板自重重共同作作用下下，计算算空心心板板顶顶（上上缘）、板板底底（下缘缘）法法向应力力。设预制制制空心板板当混混凝土强强度达达到C40时,放松预应应力力钢绞线线，已已知C40混凝土参参数数：由此计算空心板板板截面的的几何何特性，见见表表10-1。放松预应力钢绞绞绞线时，空空心心板截面面法向向应力计计算取取跨中、L/4、支点三三个个截面，计计算算如下。12.1跨中中中截面12.1.1由由由预加力力产生生的混凝凝土法法向应力力由《公预规》666.1..5条：(12-1)))式中：——先张张张法预应应力钢钢筋和普普通钢钢筋的合合力，其其值为(1222-2))(1222-3))其中——放松松预应力钢绞绞绞线时预应应力力损失值值，由由《公预预规》6.2..8条，对先先张张法构件件,则12.1.2由由由板自重重产生生的板截截面上上、下缘缘应力力由表4-3，空空心心板跨中截截截面板自自重弯弯矩由板自重产生的的的截面法法向应应力为：：放松预应力钢绞绞绞线时，由由预预加力及及板自自重共同同作用用，空心心板上上下缘产产生的的法向应应力为为：截面上下缘均为为为压应力力，且且小于，符符合合《公预预规》要要求。12.2截面面面由表4-3，LL//4截面板自自重重弯矩，由由板板自重产产生的的截面法法向应应力为：：放松预应力钢绞绞绞线时，由由预预加力及及板自自重共同同作用用下板上上下缘缘应力为为：板上下缘应力均均均为压应应力，且且小于，符符合合《公预预规》要要求。12.3支点截截截面预加力产生的支支支点截面面上下下缘的法法向应应力为：：(124)板自重在支点截截截面产生生的弯弯矩为0，因此，支支支点截面面跨中中法向应应力为为：下缘压应力，满满满足要求求。跨中、L/4和和和支点截截面在在放松预预应力力钢绞线线时板板上下缘缘应力力计算结结果汇汇总于表12-1。表12-1短短短暂状态空空心心板截面面正应应力汇总总表截面跨中截面L/4截面支点截面应力位置项目作用种类预加力-2.8811.15-2.8611.06-2.7910.80板自重4.97-4.953.73-3.7200总应力值2.096.200.877.34-2.7910.80压应力限值18.7618.7618.7618.7618.76表中负值为拉应应应力，正正值为为压应力力，压压应力均均满足足《公预预规》要要求。为防止支点截面面面上缘拉拉应力力过大，采采用用降低支支点截截面预压压力的的方法，即即支支点附近近设置置套管，使使预预应力钢钢绞线线与混凝凝土局局部隔离离，以以不传递递预压压力。设设支点点截面附附近仅仅有5根钢绞线线传传递预压压力，另5根隔离，则则此时空心心板上缘拉拉应力将减减为：按《公预规》要要要求，预预拉区区需配置置不小小于0.2%的纵向普普通通钢筋，其其值值为：故则可采用71112钢筋，。13最小小小配筋率率复核核按《公预规》999.1..122条，预应应力力混凝土土受弯弯构件最最小配配筋率应应满足足下列要要求：：(13-111)式中：——受弯弯弯构件正正截面面承载力力设计计值，由7.1节计算得得;——受弯构件正正截截面开裂弯弯弯矩值，按按下下式计算算：(13-2)(13-3)其中：——扣除除除全部预预应力力损失后后预应应力钢筋筋和普普通钢筋筋合力力在构件抗抗裂裂边缘产产生的的混凝土土预压压应力，由由9.1节计算得得；——换算截面重重心心轴以上部部部分对重重心轴轴的静矩矩，其其值为：：——换算截面抗抗裂裂边缘的弹弹弹性抵抗抗矩，由6.4节计算得得：——混凝土轴轴心抗抗拉标准准值，C50，。代入计算式得：：：，满足《公预规规规》要求求。按《公预规》999.1..122条，部分分预预应力受受弯构构件中普普通受受拉钢筋筋的截截面面积积不应应小于。本本桥桥梁设计计的普普通受拉拉钢筋筋：这里b采用空心心板等等效工字字形截面面的肋肋宽，，计计算算结果说说明满满足《公公预规规》要求求。14铰缝计算算算14.1铰缝剪剪剪力计算算14.1.1铰缝剪力力影影响线铰缝剪力近似按按按荷载横横向分分布理论论计算算。设铰铰缝剪剪力沿空空心板板跨长方方向按按半波正正弦曲曲线分布布，则则由铰接接板横横向分布布系数数计算，可可求求得铰缝缝剪力力影响线线。铰缝剪力影响线线线的表达达式为为：当单位荷载P===1作用在铰铰缝缝以左时，铰铰铰缝处的剪剪力；当单位力P=111作用在铰铰缝缝以右时，铰铰铰缝处的剪剪力力。式中：——铰缝缝缝以左各板板的的荷载横横向分分布影响响线竖竖标值之之和。经查询《公路桥桥桥涵设计计手册册—梁桥（上上册册）》的的第一一篇附录录（二二）中13块板的铰铰接接板荷载载横向向分布影影响线线表可得得，铰铰缝剪力力影响响线各坐坐标值值。考虑虑空心心板桥横横截面面的结构构对称称性，只只需计计算铰缝1—7号板的剪剪力力影响线线，计计算结果果列于于表14-1。图14.1V7剪力影响响线线及横向向最不不利加载载图(尺寸单位位：cm；竖标为×10-33)经试算比较，最不利。现现现画出影响响线线如上图14.1。，并在在其其上布置置汽车车荷载，得得铰铰缝的横向向分分布系数数：14.1.2铰铰铰缝剪力力公路一Ⅱ级车道道道荷载中中的均均布荷载载沿板板桥纵向向展开开成半波波正弦弦荷载时时，其其表达式式为：：（高速公路未设设设人行道道）车道荷载中的集集集中荷载载展开开成半波波正弦弦荷载时时其表表达式为为：计算铰缝剪力时时时，沿纵纵向取取1m长铰缝考考虑虑，并考考虑汽汽车冲击击