[毕业设计]3×35m装配式预应力简支t梁桥设计109页

1、土木狗论坛 土木工程毕业设计大全免费下载(海量样板,本CAD附图上论坛免费下载)十年老店，品牌信誉，超低价按任务书定做学姐QQ7654 76453微信tmgbbs目录摘要IVABSTRACTV第1章 设计资料及构造布置11.1 设计资料11.1.1 桥梁跨径及桥宽11.1.2 设计荷载11.1.3 材料工艺11.1.4 设计依据11.1.5 基本计算数据21.2 横截面布置31.2.1 主梁间距与主梁片数31.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定41.3 横截面沿跨长变化61.4 横隔梁设置6第2章 主梁作用效应计算72.1 （边主梁）永久作用效应计算72.1.1永久作

2、用集度72.1.2 永久作用效应82.2 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）92.2.1 冲击系数和车道折减系数92.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数102.2.3 车道荷载的取值142.2.4 计算可变作用效应142.3 主梁作用效应组合17第3章 预应力钢束的估算及其布置193.1 跨中截面钢束的估算和确定193.1.1 正常使用极限状态193.1.2 承载能力极限状态193.2预应力钢束布置203.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置203.2.2 钢束起弯角和线形的确定213.2.3 钢束计算21第4章 计算主梁截面几何特性254.1 截面面积及惯矩计算254.1.1 净截面几何特性

3、计算254.1.2 换算截面几何特性计算254.2 截面净矩计算264.3 截面几何特性汇总29第5章 钢束预应力损失值305.1 预应力钢束与管道壁之间的磨擦引起的预应力损失305.2 由锚具变形、钢束回缩引起的损失305.3 混凝土弹性压缩引起的损失315.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失335.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失335.5.1 徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算345.5.2 计算345.6 成桥后张拉号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失345.7 预加力计算及钢束预应力损失汇总37第6章 主梁截面承载力验算386.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算386.1.

4、1 正截面承载力验算386.1.2 斜截面承载力验算406.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算416.2.1 正截面抗裂验算416.2.1 斜截面抗裂验算426.3 持久状况构件的应力验算456.3.1 正截面混凝土的压应力验算456.3.2 预应力筋拉应力验算466.3.3 截面混凝土主压应力验算486.4 短暂状况构件的应力验算526.4.1 预加应力阶段的应力验算526.4.2 吊装应力验算53第7章 主梁端部的局部承压验算557.1 局部承压区的截面尺寸验算557.2 局部抗压承载力验算56第8章 主梁变形验算588.1 计算由预加力引起的跨中反拱度588.2 计算由荷载引起的跨中挠

5、度618.3 结构刚度验算618.4 预拱度的设置61第9章 横隔梁计算629.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用629.2 跨中横隔梁的作用效应影响线629.2.1 弯矩影响线629.2.2 剪力影响线639.3 截面作用效应计算649.4 截面配筋计算65第10章 行车道板计算6610.1 悬臂板荷载效应计算6610.1.1 永久作用6610.1.2 可变作用6710.1.3 承载能力极限状态作用基本组合6710.2 连续板荷载效应计算6710.2.1 永久作用6710.2.2 可变作用6910.2.3 作用效应组合7010.3 截面设计、配筋与承载力验算70第11章 支座验算7311.

6、1 选用支座的平面尺寸7311.2 确定支座的厚度7311.3 验算支座的偏转7411.4 验算支座的抗滑稳定性7411.4.1 计入汽车制动力时7411.4.2 不计入汽车制动力时75第12章 桥墩的尺寸7612.1 设计标准及上部构造7612.2 材料7612.3 桥墩尺寸7612.4 设计依据76第13章 桥梁博士电算校核7713.1 预应力钢束的估算7713.2 钢束的预应力损失7713.3 预应力效应计算7713.4 钢束引伸量输出7713.5 使用阶段承载能力极限组合7813.5.1 使用阶段（承载能力极限）内力组合7813.5.2 使用阶段（正常使用极限）内力组合7813.6 钢

7、束最大应力验算7813.7 正截面强度验算7813.8 截面验算7913.8.1 长期效应组合抗裂验算7913.8.2短期效应组合验算7913.8.3持久状况预应力构件标准效应应力验算8013.9 手算与电算小结79结 论81参考文献82致 谢83附录84英文原文84中文翻译95任务书105开题报告109116土木狗论坛 土木工程毕业设计大全免费下载(海量样板,本CAD附图上论坛免费下载)十年老店，品牌信誉，超低价按任务书定做学姐QQ7654 76453微信tmgbbs摘要本设计依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD2004）与公路桥涵设计设计通用规

8、范（JTGD2004）进行桥梁上部结构设计与验算。全桥总长105m，桥面净宽14+20.5m，荷载等级为公路级。本桥上部结构采用装配式预应力混凝土简支T梁桥，净跨径35m，计算跨径34.2m；单跨采用6根预应力T梁，梁高230cm；桥面坡度为1.5%；支座采用板式橡胶支座。全桥以A类构件进行设计。本设计主要以手算为主，对主梁即预应力混凝土简支梁桥进行永久效应计算，可变作用效应计算并进行效应组合，以此对主梁进行预应力钢筋的估算和布置。手算的内容：主梁截面的几何特性，预应力损失计算，验算主梁各个危险截面主拉应力和主压应力，对行车道板和横隔梁进行荷载效应计算、配筋计算以及应力验算。在算得数据后用桥梁

9、博士进行全桥结构安全验算与预应力钢筋的计算，可以得到桥梁博士算得的数据，最后将手算和电算进行比较。通过手算与电算的比较可知桥梁的设计是可行的。计算书的数据主要是以手算的数据为主。关键词：T梁；预应力混凝土；A类构件；手算；电算。AbstractThe design basis of reinforced concrete and prestressed concrete highway bridge design specifications (JTGD-2004) and Highway Bridge Design General Specification (JTGD-2004) carr

10、ied out the design and checking the upper part of the bridge structure. Full-bridge length of 105m, deck width -14 +2 0.5m, the design effect for the road level. The Bridges of the assembled prestressed concrete T-beam bridage, net span 35m, calculate the span of 34.2m; using six single-span prestre

11、ssed T beams, beam height 230cm; deck slope of 1.5%; bearing using laminated rubber bearings. Full-bridge with a Class Amember of the design.The design brief for the main beam that is prestressed concrete beam bridge permanent effect calculations, as well as variable-action effects calculated effect

12、 combination, in order for the main beams prestressed reinforced estimates and layout. Calculate the geometric characteristics of the main beam section, after the prestressing losses. Checking the girder dangerous section of each principal tensile stress and compressive stress. Right lane plate and

13、diaphragm beams load effect calculations, stress calculations and checking reinforcement. These are obtained by hand calculation, and calculated the full bridge structural safety checking and prestressed steel beam bridge with a PhD, and finally the hand count and count for comparison.Keywords: T-be

14、am; estimate tendons arrangement; A class member；theoretical calculations; computer calculation土木狗论坛 土木工程毕业设计大全免费下载(海量样板,本CAD附图上论坛免费下载)十年老店，品牌信誉，超低价按任务书定做学姐QQ7654 76453微信tmgbbs第1章 设计资料及构造布置1.1 设计资料1.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：335m；预制梁长：34.92m；计算跨径：34.20m；桥面净空：净14m+20.5m（防撞栏）=15m。1.1.2 设计荷载公路级，每侧防

15、撞栏重力的作用力为7.5kN/m（混凝土防撞栏）。1.1.3 材料工艺混凝土：主梁用C50混凝土；立柱，盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，桩基采用C25混凝土。桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土、FYT-1改进型防水层和8cm厚C50水泥混凝土调平层。预应力筋：采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的钢绞丝15.2钢绞丝，每束6根，全梁可配七束，=1860MPa。普通钢筋直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。后张法制作主梁，采用内径70mm，外径77mm的波纹管，其厚度不小于7mm。1.1.4 设计依据1）交通部颁公路工程技术标准（JTG B01-2

16、003），简称标准；2）交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），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（JTG D62-2004），简称公预规；4）交通部颁公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；5）桥梁工程、结构设计原理、基础工程等教材。1.1.5 基本计算数据基本计算数据表表1-1名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度EMPaMPaMPaMPaMPaMPa503.4510432.42.6522.41.83短暂状态容许压应力容许拉应力0.70.7MPaMPa20.72

17、1.757持久状态标准荷载组合容许压应力容许主压应力短期效应组合容许拉应力容许主拉应力0.5 0.6 st-0.85pc0.6 MPaMPaMPaMPa16.219.4401.59s15.2钢绞丝标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力conE0.75pkMPaMPaMPaMPa18601.9510512601395持久状态应力标准荷载组合0.65 MPa1209材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞丝kN/m3kN/m3kN/m325.023.078.5钢筋与混凝土的弹性模量比无量纲5.65本设计考虑混凝土强度达到C45是开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则：=2

18、9.6MPa，=2.51MPa。1.2 横截面布置1.2.1 主梁间距与主梁片数主梁间距通常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很有效，故可在许可条件下适当加宽T梁翼板。本设计主梁翼板宽度为2500mm，由于跨度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。运输阶段的小截面（bi=1600）（主梁比较多的才用1600mm的预制长度）和运营阶段的大截面（bi=2500）。净14m+2*0.5m的桥宽选用六片主梁。（如下图1.1所示）图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）1.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定1） 主梁高度预应力简支梁桥的主梁高度与其跨径之

19、比通常在1/151/25，标准设计中高跨比约在1/181/19（公预规：主梁在没有建筑高度的要求下，增加高度是比较经济的，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土的用量增加不多）。本算例取用2300mm的主梁高度是比较合适的。2） 主要截面细部尺寸T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩（公预规：当T梁间采用横向整体现浇连接时，其悬臂端厚度不应小于140mm，T梁与腹板连接处的翼缘厚度，不应小于梁高的1/10，当该处设有承托时翼缘厚度可计入承托加厚部分厚度），腹板厚度取200mm（公预规：T形截面梁的腹板宽度不应小于140mm，其上下承托之间的腹板高度，腹板

20、内设有竖向预应力筋时，不应大于腹板宽度的20倍，没有设预应力筋时，不应大于腹板宽度的15倍）。初拟马蹄宽度为550mm，高度250mm，马蹄与腹板交接处作三角过度，高度150mm，以减少局部应力（公预规：马蹄面积占截面面积的10%20%为宜）。按照以上拟定尺寸，就可绘出梁跨中截面图（如图1.2所示）。 图1-2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）3）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表1-2 跨中截面几何特性计算表 表1-2分块名称分块面积Ai（cm2）分块面积形心至上缘距离yi（cm）分块面积对上缘静矩Si=Aiyi（cm3）分块面积自身惯矩Ii（

21、cm4）Di=ys-yi（cm）分块面积对截面形心的惯矩Ix=AIdi2（cm4）I=II+IX(cm4)（1）（2）（3）=(1)（2）(4)（5）（6）=（1）（5）2（7）=（4）（6）大毛截面翼板37507.52812570312.575.792154046521610778三角承托50018.339166.52777.77864.95721097062112484腹板380011041800011431667-26.71271101214142678下三角262.5200525003281.25-116.735755713578853马蹄1375217.5299062.571614.

22、6-134.224766946248385609687.5806854I=66283353小毛截面翼板24007.5180004500088.061861095318655953三角承托50018.339166.52777.7877.2329820052984783腹板380011041800011431667-14.4479235212224018下三角262.5200525003281.25-104.428632752866556马蹄1375217.5299062.571614.6-121.920445375205169908337.5796729I=57248299注：大毛截面形心至上缘

23、距离:y =S/A=83.29（cm）；小毛截面形心至上缘距离: y=S/A=96.56（cm）。4） 检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：k=66283353/9681.5（230-83.29）=46.64(cm)下核心距：k=82.15(cm)截面效率指标: =46.64+82.15/230=0.560.5表明以上截面初拟的主梁跨中截面是合理的。1.3 横截面沿跨长变化在距梁端支座中心线1500mm内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分在六分点开始向支点逐渐抬高，马蹄抬高的同时腹板亦开始变化（公预规马蹄抬高与腹板变宽的长度不小于12倍的宽度差且要在5m范围内变化完成），再距第一道横隔

24、梁处4.2m变化完成。1.4 横隔梁设置本设计在桥跨中、六分点、四分点和支点设置七道横隔梁，其间距为5.7m（桥规：横隔梁的间距在510m设置一道为宜）。端横隔梁与主梁同高，厚度为上部260mm，下部240mm；中横隔梁高度为2050mm（中横隔梁的高度与马蹄的下坡低端齐平），厚度为上部180mm，下部160mm（内横隔梁的厚度在160180mm为宜）。第2章 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数计算，可分别求得主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。2.1 （边主梁）

25、永久作用效应计算2.1.1 永久作用集度（1）预制梁自重 跨中截面段主梁自重（六分点截面至跨中截面，长11.4m）：G=0.833752511.4=237.62kN 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m）：G=（1.443625+0.83375）4.225/2=119.56（kN） 支点段梁自重（长1.86m）：G=1.443625251.86=67.85kN 边主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17（1.90.7--0.1750.50.15）=0.2196（m3）端横隔梁体积：0.25（2.150.525-0.50.0650.325）=0.2795（m3）故半跨内横隔梁重力为：

26、G=(2.50.2196+10.2795) 25=20.71(kN) 预制梁永久作用集度g=（237.62+119.56+67.85+20.71）/17.48=25.5(kN/m)则中间横隔梁的重力是边梁重力的2倍。即：g=（237.62+119.56+67.85+41.425）/17.48=26.68(kN/m)（2）二期永久作用 现浇T梁翼板集度g=0.150.925=3.38(kN/m) 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：0.170.451.90=0.14535（m3）一片端横隔梁（现浇部分）体积：0.250.452.15=0.241875（m3）故：g=（50.14535

27、+20.241875）25/34.96=0.86(kN/m)则：g=（50.2907+20.48375）25/34.96=1.73(kN/m) 铺装10cm厚的沥青混凝土：0.12314=32.2(kN/m)8cm厚的混凝土铺装：0.082514=28（kN/m）若将桥面铺装均摊给六片主梁，则： g=（28.00+32.20）/6=10.03（kN/m） 栏杆一侧防撞栏：7.5（kN/m）；若将防撞栏均摊给六片主梁，则：g=7.52/6=2.5(kN/m） 边梁二期永久作用集度：g=3.38+0.86+10.03+2.5=16.77（kN/m）则中主梁二期永久作用集度：g=3.38+1.73+

28、10.03+2.5=17.64(kN/m)2.1.2 永久作用效应如图2-1所示，设为计算截面离左支座的距离，并令=。主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： M= Q=永久作用效应计算见表2-1。图2-1 永久作用效应计算图1号梁永久作用效应表2-1作用效应跨中=0.5四分点=0.25N7锚固点=0.0424支点=0一期弯矩（kNm）3677.12757.79594.950剪力（kN）0215.03393.74430.07二期弯矩（kNm）2451.861838.89396.710剪力（kN）0143.38262.54286.77弯矩（kNm）6128.964596.68991.660剪力（kN）0

29、358.41656.28716.842.2 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）2.2.1 冲击系数和车道折减系数按桥规4.2.3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估算：=3.14(Hz)其中： m=G/g=0.9687525103/9.81=2468.78（kg/m）根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：=0.1767-0.0157=0.186根据桥规4.3.1条，当车道数大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减22%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两行车队不载的计算结果。本算例按四车道设计，因此在计算可变作用效应时需进行

30、车道折减。2.2.2 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如前所述，本桥桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为： =34.2/15=2.282所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向系数影响线和计算横向分布系数mc. 计算主梁抗扭惯矩对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下列公式计算：=式中：，相应为单个矩形截面的宽度和高度； 系数； m梁截面划分成单个矩形截面的个数；对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：=17.2（cm）马蹄部分的换算平均厚度：=32.5（cm）图2-2 (尺寸单位：mm)图2-2示出了，的计算见表2-2。IT计算表表2-2分块名称bi（cm）

31、ti（cm）bi/ticiITi=cibit3i（103m4）翼缘板25017.214.53491/34.24037腹板180.3209.0150.31004.47144马蹄5532.51.69230.20983.9611212.67293 计算抗扭修正系数对于本算例主梁的间距相同，并将主梁近似的看成等截面，则得： =式中：G=0.4E；l=34.2m；60.01267293=0.07603758m4；a1=6.25m，a2=3.75m，a3=1.25m，a4=-1.25m，a5=-3.75m，a6=-6.25m；Ii=0.66283353m4。计算得：=0.96。 按修正的刚性横梁法计算横向

32、影响线竖坐标值：ij=式中：n=6，,=2(6.252+3.752+1.252)=109.375 (m2)计算所得的ij列于表2-3内ij值表2-3梁号10.50950.37240.23520.098-0.039-0.17620.37240.290.20780.12550.0432-0.03930.23520.20780.18040.15290.12550.098 计算荷载横向分布系数（1号梁）可变作用（汽车公路I级）（图2-3）：四车道：mcq=（0.5231+0.425+0.355+0.257+0.186+0.085+0.017-0.0092）0.67=0.5883三车道：mcq=(0.5

33、231+0.425+0.355+0.257+0.186+0.085) 0.78=0.7141两车道：mcq=(0.5231+0.425+0.355+0.257）1=0.779故取可变作用（汽车）的横向分布系数：mcq=0.779。图2-3 跨中的横向分布系数m计算图式（2）支点截面的荷载横向分布系数m0（图2-4）图2-4 支点的横向分布系数m计算图式（一号梁）可变作用（汽车）：m0q=0.5（1.1+0.38）=0.74（3）横向分布系数汇总（见表2-4）表2-4位置梁号mm1号梁（公路-I）0.7790.742号梁（公路-I）0.60990.813号梁（公路-I）0.47440.812.2

34、.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q和集中荷载标准值P为：q=10.5（kN/m）计算弯矩时： P=297kN计算剪力时： P=2971.2=356.4（kN）2.2.4 计算可变作用效应在可变作用效应计算中，本算例对于横向分布系数的取值如下考虑：支点横向分布系数取m， 从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m直线过渡到m，其余梁段均取m。（1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算跨中最大弯矩和最大剪力采用直接求可变作用效应（如图2-5），计算公式公式为：S=mqk+mPky式中：S所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力； q车道均布荷载标准值； P车道集中荷载标准值；

35、 影响线上同号区段的面积； y影响线上最大坐标值；可变作用（汽车）标准效应：M=0.58.5579-0.0395.710.50.95+0.7792978.55=3171.82（kNm）V=0.50.77910.50.517.1-0.50.0395.710.50.056+0.779356.40.5=173.72（kN）可变作用（汽车）冲击效应：M=3171.820.186=589.96（kNm） V=173.7200.186=32.31（kN）图2-5 跨中截面作用效应计算图式（2）求四分点截面的最大弯矩和最大剪力（图2-6所示）图2-6 四分点截面作用效应计算图式可变作用

36、（汽车）标准效应：Mmax=0.50.779125-0.5（1.425）+5.70.4750.03910.5+0.7792976.4125=2378.31（kNm）Vmax=0.50.77910.50.7525.65-0.50.0395.710.50.056+0.779356.40.75=286.84（kN）可变作用（汽车）冲击效应：M=2378.310.186=442.36（kNm） V=286.8400.186=53.35(kN)（3）求N7锚固点截面的最大弯矩和最大剪力（图2-7所示）图2-7 N7锚固截面作用效应计算图式由于在该处有预应力筋的锚固，应力有突变，是控

37、制截面，位置离支座中心1.4531m。可变作用（汽车）效应：计算N7锚固截面汽车荷载产生的弯矩和剪力，应特别注意集中荷载Pk的作用位置。集中荷载若作用在计算截面，虽然影响线纵坐标最大，但其对应的横向分布系数较小，荷载向跨中方向移动，就出现相反的情况。通过比较，集中荷载作用在第一根横梁处为不利情况，结果如下：Mmax=0.510.50.77934.21.383-0.510.51.45311.3830.036-0.510.54.22560.0281.324-0.510.50.0395.70.061+2970.7791.2033=470.61（kNm）Vmax=0.510.50.77932.7556

38、0.958-0.510.50.0284.22560.9169-0.510.50.0395.70.0422+356.40.7790.834=359.27（kN）汽车冲击效应：M=470.610.186=87.53（kNm） V=359.270.186=66.82(kN)（4）求支点截面的最大剪力（图2-8所示）图2-8 支点截面剪力计算图式可变作用（汽车）效应：Vmax=0.510.50.779134.2-0.510.50.0395.7（0.056+0.94）+356.40.7790.8333=370.06（kN）可变作用（汽车）冲击效应：V=370.060.186=68.83（kN）2.3 主

39、梁作用效应组合本设计按桥规.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表2-5。主梁作用效应组合表2-5序号荷载类别跨中截面四分点截面N7锚固截面支点MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)(1)一期永久作用3677.102757.79215.03594.95393.74430.07(2)二期永久作用2451.8601838.89143.38396.71262.54286.77(3)总永久作用=（1）+（2）6128.96045

40、96.68358.41991.66656.28716.84(4)可变（汽车）公路-级3171.82173.722378.31286.84470.61359.27370.06(5)可变作用（汽车）冲击589.9632.31442.3653.3587.5366.8268.83（6）标准组合（3）+(4)+（5）9890.74206.037417.35698.61549.81082.371155.73（7）短期组合（3）+0.7（4）8349.23121.66261.51559.211321.09907.77975.882（8）极限组合1.2（3）+1.4(4)+（5）12621.2288.4494

41、64.95906.361971.391384.061474.65第3章 预应力钢束的估算及其布置3.1 跨中截面钢束的估算和确定根据公预规规定，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。以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需钢束进行估算，并按这些估算的刚束数的多少确定主梁的配束。3.1.1 按照正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁带马蹄的T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： n=式中：M持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表1-7取用； C与荷载有关的经验系数，对于公路I级，取用0.51； 一

42、股6s15.2钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是1.4 cm2， 故=8.4 cm2。在一中已计算出成桥后跨中截面y=146.71cm, k=46.64cm,初估=15cm,则钢束偏心距为e=y=146.7115=131.71cm。1号梁 n= 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图示，受压区混凝土达到极限强度fcd，应力图示呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度fpd则钢束的估算公式为： n= 式中：M承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表2-5取用;经验系数，一般采用0.750.77，本桥采用0.76。预应力钢绞线的设计强度，见表1-1，为1260 MPa。计算得

43、= = 6.933根据以上两种极限状态，取钢束数=7。3.2 预应力钢束布置3.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置（1）对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本桥采用内径70mm外径77mm的预埋铁皮波纹管，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，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，跨中截面的细部结构如图3-1a所示，由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： = =15.07(cm)（2）由于主梁预制时为小截面，若钢束全部在预制时张拉完毕有可能会在

44、上缘出现较大的拉应力，在下缘出现较大的压应力。考虑到这个原因本桥预制时在梁端锚固N1N6号钢束，N7号钢束在成桥后锚固在梁顶。对于锚固端界面，钢束布置通常考虑以下两个方面：一是预应力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。按照上述锚头布置的均匀、分散原则，锚固端截面所布置的钢束如图3-2b。钢束群重心至梁底距离为： = 96.67（cm） a)锚固截面 b)跨中截面图3-1 钢束布置图（尺寸单位：mm）为验核上述布置的钢束群重心位置，需计算锚固端截面几何特性，图3-2示出计算图示，计算结果见表3-1。 钢束锚固截面几何特性计算表 表3

45、-1分块名称AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ii+Ix(cm2)(cm)(cm3)(cm4)(cm)(cm4)(cm4)=+翼板37507.52812570312.586.2727909423.427979735.88三角承托211.2517.173626495.8576.61239522.051270018腹板11825122.514485634550885.4-28.739760507.5455311392.9415786.251480313.9684531147其中： =93.77（cm） y=y=136.23（cm）故计算得ks= =39.31（cm） kx =57

46、.10（cm） y=(yk)=96.67(136.2357.10)=17.54（cm）说明钢束群重心处于截面的核心范围内。3.2.2 钢束起弯角和线形的确定确定钢束起弯角时，既要照顾到由其弯起产生足够的竖向预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。为此，本桥将端部锚固端界面分成上下两部分（见图3-3），上部钢束的弯起角定为15,下部钢束弯起角初定为7。在梁顶锚固的钢束弯起角为18。N7号钢束在离支座中心线1500mm处锚固。为简化计算和施工，所有钢束布置的线型均选用直线加圆弧再加一段直线，并且整根束都布置在同一个竖直面内。3.2.3 钢束计算（1）计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点到支座

47、中线的水平距离axi（见图3-3）为：ax1(ax2)=3040tan7=25.09（cm） ax3(ax4)=3080tan7=20.18（cm）ax5=3025tan15=23.30（cm） ax6=3055tan15=15.26（cm）ax7=（15030sin18/2）=145.31（cm）图3-3 钢束群重心位置复核图式（尺寸单位：mm） 图3-4 封锚端混凝土块尺寸图（尺寸单位：mm）计算点弯起点计算点弯起结束点跨径中线锚固点 图3-4为钢束计算图式，钢束起弯点至跨中距离列表计算在表3-2内。图 3-4 钢束计算图式（尺寸单位：mm）表3-2钢束号起弯高度y（cm）y1（cm）y2

48、（cm）L1（cm）x3（cm）R（cm）x2（cm）x1（cm）N1（N3）3112.1918.8110099.2572523.53307.541329.3N3（N4）63.312.1951.1110099.2576856.86835.64795.29N5146.025.88120.1210096.59153525.25912.40724.31N6168.325.88142.4210096.59154179.711081.79546.88N7184.4830.9153.5810095.11183137.90969.66499.93（2）控制截面的钢束重心位置计算 各束重心位置计算由图1-14

49、所示的几何关系，当计算截面在曲线段时计算公式为：当计算截面在近锚固点的直线段时计算公式为：tan式中：钢束在计算截面处钢束重心到梁底的距离； 钢束起弯前到梁底的距离 R钢束弯起半径（见表1-10） 计算钢束群重心到梁底距离ap（见表3-3）各计算截面的钢束位置及钢束重心位置 表3-3截面钢束号XcmRcmcoscmcmcm四分点N1(N2)未弯起2523.539.09.020.00N3(N4)59.716856.860.00870.9999616.716.97N5130.693525.250.03710.999319.011.43N6308.124179.710.07370.9972216.7