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PAGEPAGE15混凝土简支T梁桥设计中文摘要本设计是根据设计任务书和桥规,设计预应力简支T梁桥,对结构进行内力计算和配筋。桥梁跨径为20m,共三跨。主梁为变截面T梁,共设6道梁,中间采用湿接缝连接,采用横隔板增强横向联系。梁高为2.0m。桥面宽度为0.25m(防撞栏)+1.5m(人行道)+15.5m(机动车道)+1.5m人行道+0.25m(防撞栏),活荷载为公路一级荷载,预应力钢束采用Φ15.2低松弛高强度钢绞线,上部结构着重设计和计算预应力钢束的数量、布置、应力损失和主梁的截面几何特性,以及对主梁的截面承载力、应力、变形进行验算。运用偏心压力法求横向分布系数。根据结构受力验算,该桥梁结构形式满足安全性、耐久性等要求。关键词:预应力混凝土,简支T梁,横向分布系数目录摘要 ⅠAbstract Ⅱ目录 1绪论 3第1章设计资料及构造布置 61.1设计资料 61.2设计依据 61.3主要材料 61.4相关设计参数 61.5结构设计 61.6截面几何特性计算 8第2章主梁作用效应计算 122.1永久作用效应计算 122.2可变作用效应计算 132.3主梁作用效应组合 21第3章预应力钢束数量估算及其布置 223.1预应力钢束数量的估算 223.2预应力钢束的布置: 23第4章计算主梁截面几何特性 274.1截面面积及惯性矩计算 274.2截面静矩计算 294.3截面几何特性汇总 33第5章钢束预应力损失计算 355.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失 355.2锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 355.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失 365.4由预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失 375.5混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失 375.6成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预应力作用效应计算 395.7预应力损失汇总及预加力计算 39第6章主梁截面承载力与应力验算 436.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 436.1.1正截面承载力验算 436.1.2斜截面承载力验算 456.2持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 486.2.1正截面抗裂性验算 486.2.2斜截面抗裂性验算 496.3持久状况构件应力计算 536.3.1正截面混凝土压应力验算 536.3.2预应力筋拉应力验算 546.3.3斜截面混凝土主压应力验算 556.4短暂状况构件应力计算 596.4.1预加应力阶段的应力验算 596.4.2吊装应力验算 60第7章主梁变形验算 627.1计算由预加力引起的跨中反拱度 627.2计算由荷载引起的跨中挠度 647.3结构刚度验算 647.4预拱度的设置 64第8章横隔梁计算 668.1横隔梁上的可变作用计算(G-M法) 668.2横隔梁截面配筋与验算 678.3横梁剪力效应计算及配筋设计 69第9章行车道板计算 719.1悬臂板(边梁)荷载效应计算 719.1.1永久作用 719.1.2可变作用 719.1.3承载能力极限状态作用基本组合 729.2连续板荷载效应计算 729.2.1永久作用 729.2.2可变作用 739.2.3承载能力极限状态作用基本组合 759.3行车道板截面设计、配筋及承载力验算 75第10章主梁端部的局部承压验算 7710.1局部承压区的截面尺寸验算 7710.2局部抗压承载力验算 77第11章支座计算 7911.1确定支座平面尺寸 7911.2确定支座的厚度 7911.3验算支座的偏转情况 8011.4验算支座的抗滑稳定性 80第12章盖梁计算 8112.1荷载计算 8112.2内力计算 8612.3截面配筋设计与承载力校核 88第13章钻孔桩计算 9113.1荷载计算 9113.2桩长计算 9113.3桩的内力计算 9213.4桩身截面配筋与承载力验算 93结论 95参考文献 96设计资料及构造布置设计资料跨度和桥面宽度标准跨径:20m(墩中心距)。6×3.75m(机动车道)+0.5m(双黄线)+2×1.5m(人行道)技术标准1)设计荷载:公路-Ⅰ级荷载。2)、横坡:1.5%3)、桥面铺装:沥青混凝土铺装,混凝土三角垫层4)、桥梁跨径:简支梁标准跨径20m,共分3跨。各级荷载可按《桥规》有关条文执行。设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)(2)《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)(5)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)(6)《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)(7)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)(8)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)主要材料规格1、预应力钢筋:采用低松弛高强度钢绞线2、普通钢筋:直径大于或等于12mm采用HRB400钢筋;直径小于12mm的采用HPB300钢筋3、混凝土:预应力混凝土采用C50,普通混凝土C30。4、锚具及成孔管道:锚具采用夹片式群锚,管道采用φ70预埋金属波纹管成孔5、支座:板式橡胶支座主要设计数据本设计为简支T形梁。截面几何特性计算按照上述资料拟定尺寸,绘制T形梁的跨中及端部截面见图1-2、图1-3。图1-2T形梁跨中截面尺寸图(尺寸单位:mm)图1-3T形梁端部截面尺寸图(尺寸单位:mm)计算截面几何特征,跨中截面几何特征列表计算见表1-1。表1-1跨中截面几何特征计算表分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩大毛截面(含湿接缝)翼板37507.528236.1170423.6147.728500281.488571593.98三角承托50018.339276.112888.8936.89676495.3680273.08腹板260080208111.113661777.78-24.781610842.565273509.23下三角169140.6723844.341697.83-85.451237277.91239864.62马蹄1150157.5181236.1159896.94-102.2812056380.0212117275.85∑8169450299.3427878072.36小毛截面(不含湿接缝)翼板27007.52036050636.1155.748058090.748108715.74三角承托50018.3392752788.8944.91959331.11962108.89腹板2600802081103661677.78-16.76830387.054492053.72下三角169140.6723883.231597.83-77.431042592.951044179.67马蹄1150157.518123559906.94-94.2610459863.5510519759.38∑7119442863.2325126817.4大毛截面形心至上翼缘距离55.2094小毛截面形心至上翼缘距离62.242检验截面效率指标(希望)上核心距:下核心距:截面效率指标:∴以上初拟的主梁跨中截面是合理的。主梁内力计算主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。根据梁跨结构纵、横截面的布置,计算活载作用下荷载横向分布系数,求出各主梁控制截面的活载和最大活载内力,再进行主梁内力组合。因边梁所受作用效应最大,偏安全的考虑,其他梁与边梁设计相同,故仅需计算边梁作用效应。恒载内力计算永久作用集度主梁自重①跨中截面段主梁自重②马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算主梁端部截面面积为③支点段梁的自重④边主梁的横隔梁中横隔梁体积:端横隔梁体积:半跨被横隔梁重量⑤主梁永久作用集度二期恒载①翼缘板中间湿接缝集度②边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分)体积:一片端横隔梁(现浇部分)体积:③桥面铺装10cm水泥混凝土铺装:5cm细粒式沥青混凝土铺装:将桥面铺装重量均分给六片主梁,则:④防撞栏单侧防撞栏线荷载为。将两侧防撞栏均分配给六片主梁,则:⑤边梁二期永久作用集度恒载内力计算设a为计算截面至左侧支座的距离,并令。主梁弯矩M和剪力V的计算公式分别为:恒载内力计算见表2-1。图2-1永久作用效应计算图表2-1边梁恒载内力计算表作用效应跨中四分点支点C=0.5C=0.25C=0一期弯矩1548.861161.620剪力0128.33256.77二期弯矩1033.27775.010剪力085.58171.26∑弯矩2582.241936.650剪力0214.02428.14活载内力计算简支梁桥基频∵∴当车道大于两车道时,应进行车道折减,四车道折减系数为0.67,但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。分别按四车道、三车道和两车道布载进行计算,取最不利情况进行设计。主梁荷载横向分布系数桥跨内设五道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的跨宽比为:故可按偏心压力法来计算横向分布系数mc,求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=6,梁间距为3.05m,则1号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为η11==0.513η16==-0.179绘出荷载横向分布影响线,并按最不利位置布载,如图所示,其中:人行道缘石至1号梁轴线的距离Δ为Δ=0.875荷载横向分布影响线的零点至1号梁位的距离为x,可按比例关系求得解得x=11.3m并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标ηqi图2-1横向分布系数计算图示(四车道)图2-2横向分布系数计算图示(三车道)图2-3横向分布系数计算图示(二车道)计算荷载横向分布系数m1号梁的活载横向分布系数分别计算如下汽车荷载四车道三车道二车道人群荷载支点截面的荷载横向分布系数如图所示,按杠杆原理法绘制支点截面荷载横向分布影响线并进行布载。图2-4支点横向分布系数计算图示则1号梁可变作用横向分布系数计算如下可变作用(汽车):QUOTEm0=12×0.68=0.34可变作用(人群):QUOTEm0=0.6表2-21号梁活载横向分布系数活载类型mm汽车1.010.6475人群0.5531.287车道荷载取值公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值分别为:计算弯矩时,计算剪力时,计算主梁活载内力支点处横向分布系数取,从支点至第一根横梁段,横向分布系数从直线过渡到,其余梁段均取。计算时,均考虑荷载横向分布系数沿桥梁跨径方向的变化。计算跨中最大弯矩和最大剪力(采用直接加载求可变作用效应,如图13所示)可变效应为:不计冲击:冲击效应:图2-5跨中截面可变作用效应计算图示(尺寸单位:m)活载(汽车)标准效应活载(汽车)冲击效应人群效应计算四分点截面的最大弯矩和最大剪力(如图14所示)图2-6四分点截面可变作用效应计算图示(尺寸单位:m)活载(汽车)标准效应活载(汽车)冲击效应人群荷载效应计算支点截面的最大剪力(如图15所示)图2-7支点截面可变作用效应计算图示(尺寸单位:m)活载(汽车)标准效应活载(汽车)冲击效应人群荷载效应主梁内力组合表2-3作用效应组合表序号荷载类别跨中截面四分点截面支点截面①第一期永久作用1548.9701161.73128.44256.88②第二期永久作用1033.380775.0385.69171.37③总永久作用(①+②)2582.3501936.76214.13428.25④可变作用(汽车)1836.60147.601376.90240.35327.14⑤可变作用(汽车)冲击535.5043.03401.4070.0795.38⑥可变作用(人群)120.275.2094.111.720.81⑦标准组合(③+④+⑤+⑥)5074.72195.833809.16536.25871.58⑧短期组合(③+0.7×④+⑥)3988.24108.522994.69394.08678.06⑨极限组合[1.2×③+1.4×(④+⑤)+1.12×⑥]7308.1612304.10565485.478786.22481258.892预应力钢束数量估算及布置预应力钢束采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.20mm,公称面积140,,,。预应力钢束数量的估算按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数假设,则钢束数n为按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数钢束数据上述两种极限状态所估算的钢束数在4根左右,故取钢束数n=4。预应力钢束的布置跨中截面及锚固端截面的钢束位置采用内径70mm,外径77mm的预埋金属波纹管。管道至梁底和梁侧净距不应小于30mm及管道直径的一半,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,在竖直方向两管道可重叠。跨中截面的细部构造如图-1a所示。则钢束群重心至梁底距离为。图3-1钢束布置图(尺寸单位:mm)(a)跨中截面(b)锚固端截面为了方便操作,将所有钢束都锚固在梁端截面。锚固端截面布置的钢束如图3-1b所示。钢束群重心至梁底距离为对钢束群重心位置进行复核。锚固端截面几何特性计算见表3-1。表3-1锚固端截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩翼板37507.5028236.1170423.6155.6911172436.8811241749.38三角承托27317.474893.49944.0745.72546078.61545911.57腹板713092.50659636.1114274965.28-29.316598870.7620872724.93∑11153692765.7132660385.88上核心距:下核心距:。说明钢束群重心处于截面的核心范围内。钢束起弯角度和线形的确定预应力钢筋在跨中分为三排,N4号钢筋弯起角度为5°,其他钢筋弯起角度为7°.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,最下排两根钢束需进行平弯。钢束计算计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点至支座中心线的水平距离为钢束计算图示见图3-2,钢束起弯点至跨中的距离见表3-2。图3-2钢束计算图式表3-2钢束起弯点至跨中距离计算表钢束号起弯高度()()()()弯起角(°)R()()()4158.82566.394410099.729551651.603144.048988.364535039.108211.1118320317.724871476.1016179.989735.018227865.919412.3006540536.084971635.5822199.4248492.3123110691.51214.708750744.519671958.5614238.7861239.6063为靠近锚固端直线段长度,为钢束锚固点至钢束起弯点的竖直距离。,,,,控制截面的钢束重心位置计算①各钢束重心位置计算根据图19所示的几何关系,当计算截面在曲线段时,,;当计算截面在近锚固点的直线段时,。②计算钢束群重心到梁底的距离见表3-3,钢束布置图见图3-3。表3-3各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置计算表截面钢束号()R()()()()四分点4未弯起1651.60201101027.60523未弯起1476.10060110102110.281635.58120.078430.9987242225.83331238.681958.56040.1328720.9935463464.3696注:1号钢束在该处有直线段,其弯起高度为15.66。支点直线段()()()()()()4150.088376525.822.26921022.75378.71753500.12328326.413.25261056.76962780.12328321.52.64972297.372511060.12328316.592.046934137.9753图3-3钢束布置图(尺寸单位:mm)

表3-4钢束长度计算表钢束号半径R弯起角曲线长度直线长度有效长度钢束预留长度钢束长度()()()()()()()()41652.6020.0982665145.23988.251003564.751403704.7531477.10060.133173181.44734.913203570.471403710.4721636.58120.133173200.92492.205403564.021403704.0211959.56040.133173240.38239.507503557.531403697.53计算主梁截面几何特性截面面积及惯性矩计算在预加应力阶段,只需计算小毛截面的几何特性,计算公式如下:净截面面积:净截面惯性矩:计算结果见表4-1。表4-1跨中截面面积和惯性矩计算表截面(净面积)(换算面积)分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积7120-185693381701838352分块面积形心至上缘距离6315256152分块面积对上缘静矩442314-2812541418845018827525477713全截面重心到上缘距离60.743758.2022分块面积的自身惯性矩25126262忽略2512626227876962忽略27876962-1.3877-90.25633.093-92.7978分块面积对截面形心的惯性矩40587-1551160-1510574357861603705163949023615687.7329516452.19注:,,,。表4-2四分点翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截面(净面积)(换算面积)分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积7120-185693381701838352分块面积形心至上缘距离6314356143分块面积对上缘静矩442314-2654141577245018825975476163全截面重心到上缘距离60.972258.0166分块面积的自身惯性矩25126262忽略2512626227876962忽略27876962-1.1592-81.52382.907-84.4794分块面积对截面形心的惯性矩33190-1268496-1235306297181331871.35136158823890954.9329238549.74注:,,,。表4-3支点翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截面(净面积)(换算面积)分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积10104-18599181115418311337分块面积形心至上缘距离68866386分块面积对上缘静矩684558-1594466861269243315605708037全截面重心到上缘距离68.417163.4587分块面积的自身惯性矩29189276忽略2918927632661998忽略326619980.6646-17.19091.3783-22.1493分块面积对截面形心的惯性矩1137-61635-604991597976839927929128776.7732761277.65注:,,,。换算截面几何特性计算整体截面几何特性计算在正常使用阶段需要计算大截面(结构整体化以后的截面,含湿接缝)的几何特性,计算式如下:换算截面面积:换算截面惯性矩:有效分布宽度内截面几何特性计算预应力混凝土梁在计算预应力引起的混凝土应力时,预加力作为轴向力产生的应力按实际翼缘全宽计算,由预加力偏心引起的弯矩产生的应力按翼缘有效宽度计算。对于T形截面受压区翼缘计算宽度,应取下列三者中的最小值:(主梁间距)(cm)。此处,为梁腹板跨度,为承托长度,为受压区翼缘悬出板的厚度。由于,则,为承托根部厚度。故由于实际截面宽度小于或等于有效分布宽度,及截面宽度没有折减,故截面的抗弯惯性矩也不需要折减,取全宽截面值。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,在这两个阶段的剪应力应该叠加。在每一阶段中,凡是中和轴位置和面积突变处的剪应力,都需要计算。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。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。故对每一个荷载作用阶段,需要计算四个位置的剪应力,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(净轴和换轴)的静矩。b-b线以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。净轴(n-n)以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。换轴(o-o)以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。计算结果见表4-4、表4-5、表4-6。表4-4跨中截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部320039.74377949.85∑169713.04下三角4马蹄部分对净轴静矩16980.923013677.097马蹄5115097.7563112420.855肋部626078.756320477.748管道或钢束-186.265091.2564-16996.7634∑129575.607翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部3894.87422.371820021.0522∑181784.2422翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部3844.04423.642619956.5047∑181719.6947分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部320037.20227441.55∑213168.25下三角4马蹄部分对净轴静矩16983.464514106.6105马蹄51150100.2978115343.58肋部626081.297821138.538管道或钢束182.2893.797817098.5639∑167683.9624翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部3894.87419.830417746.8194∑223564.519翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部3844.04421.101117811.3669∑223629.0669表4-5四分点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部320039.97227995.55∑170489.89下三角4马蹄部分对净轴静矩16980.694513638.4805马蹄5115097.5278112159.08肋部626078.527820418.338管道或钢束-186.265082.5239-15370.2042∑130842.364翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部3899.44422.486120226.0977∑182720.4377翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部3840.33223.963920318.742∑182633.082分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部320037.01667404.43∑212433.33下三角4马蹄部分对净轴静矩16983.650014137.96马蹄51150100.4834115557.02肋部626081.483421186.794管道或钢束182.2885.479315582.2768∑166460.7208翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部3899.44419.530517567.701∑222596.601翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部3840.33221.008317655.0568∑222683.9568表4-6支点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部3340.448.717116584.4108∑192037.0003翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部32411.186626.208663194.9351∑238647.5246翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部32183.100228.687862629.4519∑238082.0414分块名称及序号已知:,,静矩类别及符号分块面积()分块面积重心至全截面重心距离()对净轴静矩()翼板1翼缘部分对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部3340.443.758714896.5715∑23310.5061翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部32411.186621.250251239.3075∑269653.2421翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部32183.100223.729451804.7679∑270218.7025截面几何特性汇总将计算结果进行汇总,见表4-7。表4-7截面几何特性计算总表名称符号单位截面跨中四分点支点混凝土净截面净面积6932.8456932.8456932.845净惯性矩23615686.8423890954.0429128775.88净轴到截面上缘距离59.853760.082267.5271净轴到截面下缘距离100.3663110.1378102.6929截面抵抗矩上缘395283.4073398367.2523432068.1724下缘214189.1108217135.7242283953.6322对净轴静矩翼缘部分面积169712.04170488.89192036.0003净轴以上面积181782.2422182719.4377238646.5446换轴以上面积181718.6947182632.082238081.0414马蹄部分面积129574.607130841.364-钢束群重心到净轴距离91.366382.633818.3009混凝土换算截面换算面积8351.398351.3911336.19换算惯性矩29516451.329238548.8532761276.76换轴到截面上缘距离57.312257.126662.5687换轴到截面下缘距离112.90778113.0934107.6513截面抵抗矩上缘516002.1377512807.7615524527.1439下缘261675.8802258786.3453304639.1338对换轴静矩翼缘部分面积213167.25212432.33233309.5061净轴以上面积223564.519222596.601269653.2421换轴以上面积223629.0669222683.956870218.7025马蹄部分面积167683.9624166460.7208-钢束群重心到换轴距离94.907886.589424.2593钢束群重心到截面下缘距离1927.605278.8165钢束预应力损失计算预应力钢束与管道壁间的摩擦损失预应力钢束与管道壁间的摩擦损失计算式为。:预应力钢筋锚下的控制应力,,取;:预应力钢筋与管道壁的摩擦系数,对于预埋钢波纹管,;:从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和();:管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取;:从张拉端到计算截面的管道长度(),近似取其在纵轴上的投影长度,四分点为计算截面时,。表5-1四分点截面管道摩擦损失值计算表钢束号1006.30580.00940470.0926174712.155323.13360.1646926.35490.023151350.02288794729.7666370.2321736.4040.040095250.03930642851.1434450.19726656.39810.031359770.03087657340.1678锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失对曲线预应力筋,在计算锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失时,应考虑锚固后反向摩擦的影响。反向摩擦影响长度::锚具变形、钢束回缩值(),查表得;:单位长度由管道摩擦引起的预应力损失,按下式计算:张拉端锚下控制应力,为;:预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后的锚固端应力,即跨中截面扣除后的钢筋应力;:张拉端至锚固端的距离()。张拉端锚下预应力损失:在反摩擦影响长度内,距张拉端x处的锚具变形、钢束回缩损失:在反摩擦影响长度外,锚具变形、钢束回缩损失:以上结果见表5-2。表5-2四分点、支点及跨中截面计算表四分点截面支点截面跨中截面钢束号影响长度锚固端距张拉端距离距张拉端距离距张拉端距离10.00516597915214.7539154.91936196.9192.28166.9153.24312226.9131.31720.0051600715223.6538154.82946246.0191.7675216.0152.629312276.0130.875730.00515429315232.3699154.74146295.1191.2564265.1152.078612325.1130.434340.00428340316746.6755140.84856289.2188.3755259.2138.694712319.2138.0563混凝土弹性压缩引起的预应力损失后张法梁当采用分批张拉时,先张拉的钢束由于张拉后钢束产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失。计算公式为::在计算截面先张拉的钢筋重心处,由后张拉各批钢筋产生的混凝土法向应力。按下式计算:、:分别为钢束锚固时预加的纵向力和弯矩;:计算截面上钢束重心到截面净轴的距离。采用逐根张拉钢束,张拉时按钢束2-3-1-4的顺序,计算时应从最后张拉的钢束逐步向前推进,计算结果见表5-3。由预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失钢铰线由松弛引起的应力损失的终极值,按下式计算::张拉系数,采用一次张拉,;:钢筋松弛系数,对于低松弛钢筋,;:传力锚固时的钢筋应力,对后张法构件,计算四分点截面钢绞线由松弛引起的应力损失见表5-4。表5-4四分点截面计算表钢束号110.318601178.049924.486721100.351315.714131103.584916.05941175.787724.217混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失可按下式计算::受拉区全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失;:钢束锚固时,全部钢束重心处由预加应力(扣除相应阶段的应力损失)产生的混凝土法向压应力,并根据张拉受力情况,考虑主梁重力的影响;:配筋率,;:钢束锚固时相应的净截面面积;:钢束群重心至截面净轴的距离;:截面回转半径,;:加载龄期为、计算龄期为t时的混凝土徐变系数;:加载龄期为、计算龄期为t时的混凝土收缩徐变。混凝土徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算构件理论厚度的计算公式::主梁混凝土截面面积;:构件与大气接触的截面周边长度。考虑混凝土收缩和徐变大部分在成桥之前完成,A和u均采用预制梁的数据。对于混凝土毛截面,跨中与四分点的截面上述数据完全相同,即。故由于混凝土收缩和徐变在相对湿度在80%条件下完成,受荷载时混凝土龄期为28天。查表得,。由于表中数值是按强度等级C40混凝土计算所得,而主梁为C50混凝土,所以查表所得数值应乘以,为混凝土轴心抗压强度标准值,对C50混凝土,,则,故,。计算混凝土收缩和徐变引起的预应力损失计算结果见表5-5。表5-5四分点截面混凝土收缩和徐变引起的预应力损失计算表计算数值////44508.43663143.821162.92323890955.04///6932.63582.6241950005.75计算应力损失值6.41998.640115.16001.752140.66703457.21810.000122.86620342.80.0060680.9[(1)+(2)]165.23031.2055计算数据成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算计算方法与预加应力阶段混凝土弹性压缩引起的预应力损失计算方法相同,其计算结果见表5-6。表5-6成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算表计算数据////8351.399.9129238548.85113.095.76钢束号锚固时预加纵向力//预加弯矩/锚固时钢束应力41025.164100461.0000001003510046103.961034523103452311027.1543100660.98254599802003649.7248676215212843961.11294181.000000942729454103.9896988024911642958.226993900.98772393583882288.228171473308310预应力损失汇总及预加力计算汇总结果见表5-7。表5-7钢束预应力损失总表截面钢束号预加应力阶段正常使用阶段锚固时预应力损失锚固时钢束应力锚固后预应力损失钢束有效应力四分点112.1491.2721.951188.1525.48126.511027.15229.7590.7582.551110.4616.71958.22351.1390.2458.451113.6917.05961.11440.1587.3601185.8925.211025.16跨中162.2130.331.551189.4525.64131.761023.04262.329.8695.781125.5718.38966.42362.396429.424368.93441152.774921.365990.6475451.519637.046301224.854129.98071054.111支点10.4238152.23312.80951148.063620.832276.68131041.550120.5196151.649318.12831143.232818.28971037.261830.6155151.068617.46941144.376520.41781038.277440.604137.684701175.131323.9441065.506施工阶段传力锚固应力及其产生的预加力可按如下方法计算。传力锚固时,。由产生的预加力:纵向力:弯矩:剪力:计算结果见表5-8。表5-8(1)预加力作用效应计算表截面钢束号预加力阶段由预应力钢束产生的预加力作用效应四分点10.1218730.99254611535.1211145.9147140.5673525.078420.0674310.99772410773.67471075.915772.6394906.85130110805.3651081.536601081.836940111512.95151152.295301152.6152∑4452.329213.20673663.0485跨中10111547.78071155.77820881.617420110921.80171093.18030964.930730111188.3481119.834901122.702140111894.72421190.472501193.5207∑4555.932604159.4379支点10.1218680.99254511142.17731106.9133135.7751-390.136220.1218680.99254511094.83541102.2145135.198558.605130.1218680.99254511106.04371103.3271135.3351506.194840.08715560.99619411407.44071137.403899.4127908.3385∑4446.5256505.72181079.6692表5-8(2)预加力作用效应计算表截面钢束号使用阶段由预应力钢束产生的预加力作用效应四分点10.1218710.99254510066.1531000.1291123.7757487.880620.0674310.9977239390.6782937.930864.4248818.25883019418.9884942.89880970.996140110046.62651005.662701035.6325∑3883.2884187.08953309.435跨中10110025.91421003.59140791.04352019471.0019948.10020860.95643019708.3775971.83770998.996740110330.31981034.031901062.931∑3954.228203710.5946支点10.1218680.99254510207.2231014.1147125.4919-307.074120.1218680.99254510165.19761009.9934124.0564103.809130.1218680.99254510175.15051010.9313125.101513.92640.08715560.99619510441.99081041.226392.1092883.1225∑4072.8827463.42551190.4505主梁截面承载力与应力验算根据预应力混凝土梁的破坏特性,主梁承载力验算主要包括持久状况承载能力极限状态承载力验算,持久状况抗裂性和应力验算,以及短暂状况构件的截面应力验算。持久状况承载能力极限状态承载力验算正截面承载力验算跨中截面正截面承载力验算(计算图如图23所示)确定受压区高度对于带承托翼缘板的T形截面,若成立时,中性轴在翼缘内,否则在腹板内。则,故中性轴在翼板内。图6-1跨中截面承载力计算图示(尺寸单位:mm)设中性轴到截面上缘距离为,则:构件的正截面相对界限受压区高度,对于混凝土和钢铰线取;:梁的有效高度,,以跨中截面为例,。验算正截面承载力正截面承载力计算式为:桥梁结构的重要性系数,设计安全等级为二级,取;:承载能力极限状态的跨中最大弯矩组合设计值。主梁跨中正截面承载力满足要求。四分点截面正截面承载力验算(计算图如图6-2所示)确定受压区高度对于带承托翼缘板的T形截面则,故中性轴在翼板内。图6-2四分点正截面承载力计算图示(尺寸单位:mm)设中性轴到截面上缘距离为,则:梁的有效高度,,以四分点截面为例,。验算正截面承载力正截面承载力计算式为:承载能力极限状态的跨中最大弯矩组合设计值。四分点正截面承载力满足要求。验算最小配筋率预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条件::受弯构件正截面抗弯承载力设计值,由以上计算可知,;:受弯构件正截面开裂弯矩值,按下式计算:,:全截面换算截面重心轴以上(或以下)部分截面对重心轴的面积矩;:换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩;:扣除全部预应力损失预应力筋在构件抗裂边缘产生的混凝土预压力。由此可得最小配筋率满足要求。斜截面承载力验算斜截面抗剪承载力验算计算受弯构件斜截面抗剪承载力时,其计算位置按下列规定采用:①距支座中心处的截面。②受拉区弯起钢筋弯起点处截面。③锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面。④箍筋数量或间距改变处的截面。⑤构件腹板宽度变化处的截面。复核主梁处截面尺寸当进行截面抗剪承载力计算时,T形截面梁截面尺寸应符合下式要求,即符合要求。截面抗剪承载力验算根据,若满足该式要求时,则无需进行斜截面抗剪承载力计算。预应力提高系数。对于距支座中心处截面:,,。因此需进行斜截面抗剪承载力计算。①计算斜截面的水平投影长度::斜截面受压端正截面处的广义剪跨比,,当时,;:通过斜截面受压端正截面内由荷载产生的最大剪力组合设计值;:相应于上述最大剪力时的弯矩组合设计值;:通过斜截面受压区顶端正截面上的有效高度,自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离。为了计算剪跨比,首先必须在确定最不利的截面位置后才能得到值和相应的值,因此只能采用试算的方法,即首先假定值,按所假定的最不利截面位置计算和值。根据公式求得和值,如果假定的值与计算的值相等或基本相等,则该处即为最不利位置。首先假定,计算得,相应的,而。计算结果与假定的值相差较大,还需试算,再取,计算得,相应的,则。计算结果与假定的值相差不大,而此处值为:,故应取。于是,重复利用上述方法试算得到最不利截面为距支座处2.7m,此处的,,,得水平投影长度。该处离支座的距离为。与试算结果大致相同,故取该处截面进行验算。②箍筋计算预应力混凝土T形梁腹板内箍筋直径不小于10mm,且采用带肋钢筋,间距不应大于250mm,选用的双肢箍筋,则箍筋的总面积为。箍筋间距,箍筋为HRB335钢筋,其抗拉设计强度为,,则箍筋的配筋率为。由上述计算可知,HRB335钢筋配箍率满足要求,同时在距支点一倍梁高范围内,箍筋间距缩小至100mm,采用闭合式箍筋。③抗剪承载力计算主梁斜截面抗剪承载力应满足下式的要求:。:斜截面受压端正截面内最大剪力组合值,为;:斜截面内混凝土与箍筋共同时的抗剪承载力,按下式计算::异号弯矩影响系数,简支梁取1.0;:预应力提高系数,对预应力混凝土受弯构件,取1.25;:受压翼缘的影响系数,取1.1;:斜截面受压端正截面处,T形截面腹板宽度,为420.9mm;:斜截面受压端正截面处梁的有效高度,为783.7mm;:斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率,,而,当时,取;:混凝土强度等级;:斜截面内箍筋配筋率,;:箍筋抗拉设计强度;:斜截面内箍筋的间距;:斜截面内配置在统一截面的箍筋各肢总截面面积;:与斜截面相交的预应力弯起钢束的抗剪承载力,按下式计算::斜截面内在同一弯起平面的预应力弯起钢筋的截面面积;:预应力弯起钢束的抗拉设计强度,;:预应力弯起钢筋在斜截面受压端正截面处的切线与水平线的夹角,见表6-1。表6-1斜截面受压端正截面处的钢束位置及钢束群重心位置计算表截面钢束号()R()()()()距支座处斜截面顶端41651.4901.00001010.0046.78753161.091475.990.109140.994031018.822199.311635.470.121870.992552259.301238.681958.450.121870.992553499.03上述计算说明主梁支点处的斜截面抗剪承载力满足要求。同理其他截面斜截面承载力也满足要求。斜截面抗弯承载力验算由于钢束都在梁端锚固,钢束根数沿梁跨没有变化,配筋率亦满足要求,可不必进行该项承载力验算。持久状况正常使用极限状态抗裂性验算桥梁预应力构件的抗裂验算,都是以构件混凝土的拉应力是否超过规定的限值来表示的,分为正截面抗裂和斜截面抗裂验算。正截面抗裂性验算全预应力混凝土预制构件,在作用(或荷载)短期效应组合下,应满足。,。正截面抗裂性验算的计算过程和结果见表6-2。表6-2正截面抗裂性验算计算表应力部位跨中下缘四分点下缘支点下缘(1)39531.17238821.77440717.717(2)3709483.63308324.01189339.5(3)6932.7356932.7359917.535(4)214189.001217135.614283953.522(5)261675.770258786.235304639.024(6)154897011617300(7)386797029005900(8)=(1)/(3)5.70305.60004.1056(9)=(2)/(4)17.318715.23624.1885(10)=(8)+(9)23.021720.83628.2941(11)=(6)/(4)7.23185.35030(12)=[(7)-(6)]/(5)8.86216.71930(13)=(11)+(12)16.093912.06960(14)=(13)-0.85×(10)-3.4745-5.6412-7.0500由以上计算可见,各截面的正截面抗裂性均符合的要求。斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性是由斜截面混凝土的主拉应力控制的。计算混凝土主拉应力时应选择跨径中最不利位置截面,对该截面的重心处和宽度急剧改变处进行验算。对边梁跨中截面上梗肋(a-a,见图21、图22所示)、净轴(n-n)、换轴(o-o)和下梗肋(b-b)等四处分别进行主拉应力验算,其他截面采用同样方法验算,计算过程及结果见表29、表30、表31。预制的全预应力混凝土构件在作用短期效应组合下,斜截面混凝土的主拉应力应符合下列要求:。:由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土主拉应力,按下式计算::在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土法向应力;:在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土剪应力。表6-3计算表截面应力部位a-ao-on-nb-b跨中截面(1)39535.117239535.117239535.117239535.1172(2)3709483.63709483.63709483.63709483.6(3)6932.73506932.73506932.73506932.7350(4)23615686.7323615686.7323615686.7323615686.73(5)34.74372.54150-72.2563(6)29516451.1929516451.1929516451.1929516451.19(7)32.20220-2.5415-74.7978(8)1548970154897015489701548970(9)3867970386797038679703867970(10)=(1)/(3)5.70275.70275.70275.7027(11)=(2)×(5)/(4)5.45740.39920-11.3489(12)=(10)-(11)0.24535.30355.702717.0525(13)=(8)×(5)/(4)2.27890.16670-4.7393(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)2.53000-0.1997-5.8766(15)=(13)+(14)4.80890.1667-0.1997-10.6159(16)=(12)+(15)5.05425.47025.50306.4366四分点截面(1)38823.077438823.077438823.077438823.0774(2)33083240330832403308324033083240(3)6932.73506932.73506932.73506932.7350(4)23890953.9323890953.9323890953.9323890953.93(5)34.97222.95560-72.0278(6)29238548.7429238548.7429238548.7429238548.74(7)32.01660-2.9556-74.9834(8)1161730116173011617301161730(9)2900590290059029005902900590(10)=(1)/(3)5.60005.60005.60005.6000(11)=(2)×(5)/(4)4.84280.40930-9.9741(12)=(10)-(11)0.75725.19075.600015.5741(13)=(8)×(5)/(4)1.70060.14370-3.5024(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)1.90410-0.1758-4.4593(15)=(13)+(14)3.60470.1437-0.1758-7.9617(16)=(12)+(15)4.36195.33445.42427.6124截面应力部位a-ao-on-n支点截面(1)40717.771740717.771740717.7717(2)1189339.51189339.51189339.5(3)9917.53509917.53509917.5350(4)29128775.7729128775.7729128775.77(5)45.01714.95840(6)32761276.6532761276.6532761276.65(7)40.05870-4.9584(8)000(9)000(10)=(1)/(3)4.10564.10564.1056(11)=(2)×(5)/(4)1.83810.20250(12)=(10)-(11)2.26753.90314.1056(13)=(8)×(5)/(4)000(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)000(15)=(13)+(14)000(16)=(12)+(15)2.26753.90314.1056表6-5计算表截面主应力部位跨中a-a5.05420.3731-0.02739o-o5.47020.3914-0.02786n-n5.50300.3913-0.02768b-b6.43660.2935-0.01336四分点a-a4.36190.7172-0.11490o-o5.33440.7471-0.10266n-n5.42420.7466-0.10009b-b7.61240.5653-0.04175支点a-a2.26760.3254-0.04577o-o3.90320.3528-0.03163n-n4.10560.3505-0.02971由上述计算,最大主拉应力为,其结果符合的要求。持久状况构件应力计算按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件,应计算其使用阶段正截面混凝土的法向压应力、受压区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主拉应力。计算时作用(或荷载)取其标准值,汽车荷载应计入冲击系数。正截面混凝土压应力验算使用阶段压应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应满足的要求。,根据以上公式所作正截面混凝土压应力验算的计算过程和结果,见表6-6。表6-6正截面混凝土法向压应力计算表应力部位跨中上缘跨中下缘四分点上缘四分点下缘支点上缘支点下缘(1)395313953138821388214071740717(2)370948337094833308324330832411893391189339(3)693269326932693299179917(4)395283214189398367217135432068283953(5)516002261675512807258786524527304639(6)154897015489701161730116173000(7)495445026803573715060200984700(8)=(1)/(3)5.70275.70275.60005.60004.10564.1056(9)=(2)/(4)-9.384417.3187-8.304715.2362-2.75274.1885(10)=(8)+(9)-3.681723.0214-2.704720.83621.35298.2941(11)=(6)/(4)3.9186-7.23182.9162-5.350300(12)=[(7)-(6)]/(5)6.5997-4.32364.9791-3.277300(13)=(11)+(12)10.5183-11.55447.8953-8.627600(14)=(13)+(10)6.836611.46705.190612.20861.35298.2941由上表的计算过程和计算结果可以看出,最大压应力在四分点截面下缘处,其值为,小于,符合的要求。预应力筋拉应力验算使用阶段预应力筋拉应力应满足。,,,。因为4号钢束最靠近受拉边缘,故只需对4号钢束进行验算,表6-7为4号预应力筋拉应力的计算过程和结果。表6-74号预应力筋拉应力验算表应力部位跨中四分点支点(1)23615686.7323890953.9329128775.77(2)29516451.1929238548.7432761276.65(3)91.256382.52380(4)93.797885.479423.1493(5)154897011617300(6)495445037150600(7)=(5)×(3)/(1)5.98564.01280(8)=[(6)-(5)]×(4)/(2)10.82207.46470(9)=(7)+(8)16.807611.47750(10)=5.65×(9)94.962964.84790(11)1054.00101025.05271065.3960(12)=(10)+(11)1148.96391089.90061065.3960由以上计算可见,4号预应力筋的最大拉应力发生在跨中截面,其值为,符合的要求。斜截面混凝土主压应力验算为了保证混凝土在沿主压应力方向破坏时也具有足够的安全度。对边梁跨中截面上梗肋(a-a)、净轴(n-n)、换轴(o-o)和下梗肋(b-b)等四处分别进行主压应力验算,其他截面采用同样方法验算。斜截面混凝土的主压应力应符合下列要求:。:由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土主拉应力,按下式计算::在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土法向应力;:在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土剪应力。表6-8计算表截面应力部位a-ao-on-nb-b跨中截面(1)39535.117239535.117239535.117239535.1172(2)3709483.63709483.63709483.63709483.6(3)6932.73506932.73506932.73506932.7350(4)23615686.7323615686.7323615686.7323615686.73(5)34.74372.54150-72.2563(6)29516451.1929516451.1929516451.1929516451.19(7)32.20220-2.5415-74.7978(8)1548970154897015489701548970(9)4954450495445049544504954450(10)=(1)/(3)5.70275.70275.70275.7027(11)=(2)×(5)/(4)5.45740.39920-11.3489(12)=(10)-(11)0.24535.30355.702717.0525(13)=(8)×(5)/(4)2.27890.16670-4.7393(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)3.71540-0.2932-8.6598(15)=(13)+(14)5.99430.1667-0.2932-13.3991(16)=(12)+(15)6.23965.47025.40953.6534四分点截面(1)38823.077438823.077438823.077438823.0774(2)33083240330832403308324033083240(3)6932.73506932.73506932.73506932.7350(4)23890953.9323890953.9323890953.9323890953.93(5)34.97222.95560-72.0278(6)29238548.7429238548.7429238548.7429238548.74(7)32.01660-2.9556-74.9834(8)1161730116173011617301161730(9)15060150601506015060(10)=(1)/(3)5.60005.60005.60005.6000(11)=(2)×(5)/(4)4.84280.40930-9.9741(12)=(10)-(11)0.75725.19075.600015.5741(13)=(8)×(5)/(4)1.70060.14370-3.5024(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)2.79590-0.2581-6.5481(15)=(13)+(14)4.49650.1437-0.2581-10.0505(16)=(12)+(15)5.25375.33445.34195.5236截面应力部位a-ao-on-n支点截面(1)40717.771740717.771740717.7717(2)1189339.51189339.51189339.5(3)9917.53509917.53509917.5350(4)29128775.7729128775.7729128775.77(5)45.01714.95840(6)32761276.6532761276.6532761276.65(7)40.05870-4.9584(8)000(9)000(10)=(1)/(3)4.10564.10564.1056(11)=(2)×(5)/(4)1.83810.20250(12)=(10)-(11)2.26753.90314.1056(13)=(8)×(5)/(4)000(14)=[(9)-(8)×(7)]/(6)000(15)=(13)+(14)000(16)=(12)+(15)2.26753.90314.1056表6-10计算表截面主应力部位跨中a-a6.23960.68846.3146o-o5.47020.72215.5639n-n5.40950.72195.5042b-b3.65340.54153.7320四分点a-a5.25371.23375.5290o-o5.33441.29045.6302n-n5.34191.28665.6356b-b5.52360.96925.6887支点a-a2.26760.62372.4278o-o3.90310.71494.0299n-n4.10560.69524.2201由上述计算,最大主压应力为,其结果符合的要求。短暂状况构件应力计算桥梁构件的短暂状况,应计算其在制作、运输机安装等施工阶段混凝土截面边缘的法向应力,并满足相应的设计要求。预加应力阶段的应力验算此阶段是指初始预加力与主梁自重力共同作用的阶段,验算混凝土截面下缘的最大压应力和上缘的最大拉应力和:,表6-11为预加应力阶段混凝土法向应力的计算过程及结果。应力部位跨中上缘跨中下缘四分点上缘四分点下缘支点上缘支点下缘(1)455484554844512445124445444454(2)415832641583263661937366193710785581078558(3)693269326932693299179917(4)395283214189398367217135432068283953(5)154897015489701161730116173000(6)=(1)/(3)6.57006.57006.42066.42064.48244.4824(7)=(2)/(4)-10.519919.4143-9.262116.86472.49633.7984(8)=(6)+(7)-3.949925.9843-2.841523.28536.97878.2808(9)=(5)/(4)3.9186-7.23182.9162-5.350600(10)=(8)+(9)-0.0313018.75250.074717.93476.97868.2808由表6-11可以看出,只有跨中上缘存在拉应力:;跨中下缘存在最大压应力:。预加应力阶段正截面压应力应满足故正截面压应力符合要求。由于存在拉应力,且,故应在预拉区配置配筋率不小于0.2%的纵向钢筋。和为与构件制作、运输和安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度相应的抗压强度、抗拉强度标准值,考虑混凝土强度达到C45时开始张拉压应力钢束,则,。配置纵向钢筋时,其配筋率,为预拉区普通钢筋面积,为T形梁毛截面积,。故。预拉区的纵向钢筋宜采用带肋钢筋,其直径不宜大于14mm。采用27根直径为12mm的HRB335钢筋,则。将27根直径为12mm的钢筋均匀分布在上翼缘内,见图6-3。图6-3预拉区钢筋布置图(尺寸单位:mm)吊装应力验算采用两点吊装,吊点设在两支点内50cm处,则两吊点间的距离为34.8m。对于边梁,一期恒载集度为。构件吊装运输时,构件重力应乘以动力系数1.2或者0.85,因此应分别按和两种情况进行吊装应力验算,超重和失重的计算方法与一期恒载计算方法相同,具体的计算结果见表6-12。吊装阶段法向应力计算结构见表6-13。表6-12超重和失重计算表超重计算失重计算跨中1707.841209.72四分点1280.88907.29支点-10.35-7.33表6-13吊装阶段法向应力计算表应力部位跨中上缘跨中下缘四分点上缘四分点下缘支点上缘支点下缘(1)455484554844512445124445444454(2)415832641583263661937366193710785581078558(3)693269326932693299179917(4)395283214189398367217135432068283953超重(5)170784017078401280880128088000失重(6)1209720120972090729090729000(7)=(1)/(3)6.57006.57006.42066.42064.48244.4824(8)=(2)/(4)-10.519919.4143-9.262116.86472.49633.7984(9)=(7)+(8)-3.949925.9643-2.841523.28536.97878.2808超重(10)=(5)/(4)4.3205-7.97353.2153-5.8990-0.023950.03645失重(11)=(6)/(4)3.0304-5.64792.2775-4.1784-0.016960.02581超重(12)=(9)+(10)0.370618.01080.373817.38636.95488.3173失重(13)=(9)+

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