04级本科毕业设计
N2 N5 直线段 N1(N3) 22.7 2125.37 94.37 2938.31 y 21 ψ 7 7 15 15 — 0.0368 x5 32.32 28.63 29.30 23.94 第 31 页 共 73 页
— 16.7 16.7 11.0 ai 0.99932 9.0 x5tan 3.97 3.52 7.85 6.41 a0 9.0 26.03 16.7 56.48 68.86 16.7 107.15 9.0 128.59 支点 N4(N6) 43.3 N2 N5 98.3 126.0 5.2.4、非预应力钢筋截面积估算及布置
按构件承载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力极限状态的要求来确定。其中Md=11212.66 KN.m，设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底端的距离为a=80mm，则有h0?h?a?2000?80?1920mm
先假设为第一类T形截面，由公式?0Md?fcdb?fx(h0?x2)，计算受压区高度x， 即 1.0×11212.66×106＝22.4×2100x（1920－x/2）
求得x=128.44 mm 则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为: As?fcdb?fx?fpdApfsd,（该值为负值） 说明预应力钢筋足够,非预应力钢筋只需按构造要求配置即可. 采用5根直径为18mm的HRB400钢筋，提供的钢筋截面积As=1272.5mm。在梁底布置成一排，其间距为75mm，钢筋重心到底边距离为as?45mm，混凝土保护层厚度为45-18/2=36mm大于规范规定的30mm，并大于最大钢筋的直径，故满足构造要求 5.3、主梁截面几何特性计算 2 31 04级本科毕业设计 运营经历了二个阶段： （1）、主梁预制并张拉预应力钢筋 第 32 页 共 73 页 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。从施工到 主梁混凝土达到设计强度的90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性未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翼板宽度为2100mm。 （2）、灌浆封锚，主梁吊装就位，桥面、栏杆施工和营运阶段 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。此时的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翼板宽度为2100mm。 各阶段控制截面几何特性见下表 各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总表 受力 阶段 计算 A（mm） 截面 跨中 阶段1 孔道压浆前 截面 L/4 截面 支点 截面 阶段2 管道结硬后，全截面参与工作 跨中 截面 L/4 截面 支点 截面 2Yu (mm) Yb (mm) Ep (mm) W(mm)?10 38?10 3I(mm4)?10 9Wu= I/yu Wb= I/yb Wp= I/ep 832.032 601.6 1250.4 1050.4 584.009 593.2 1262.8 923.8 914.209 631.7 1218.3 182.5 832.032 613.8 1236.2 1036.2 593.811 609.1 1240.9 902.9 956.011 602.4 1247.6 179.96 375.24 234.36 303.27 375.24 249.07 293.5 3.757 2.006 2.187 3.921 2.029 2.529 4.743 2.722 16.170 4.029 2.223 2.427 4.025 2.195 2.748 4.806 2.570 15.854 5.4、持久状况截面承载力极限状态计算 5.4.1 、正截面承载力计算（荷载检验时b?f取2100mm） 一般取最大的跨中截面进行正截面承载力计算。 32 04级本科毕业设计 (1) 求受压区高度x 第 33 页 共 73 页 先按第一类T形截面梁，略去构造钢筋影响，计算混凝土受压区高度x，即 x?fpdAp?fsdAsfcdb?f?1260?5035.84?330?1272.5?125.96mm?h?f?200mm 22.4?2100受压区全部位于翼缘板内，说明确实是第一类T形截面梁。 (2) 正截面承载力计算 跨中截面的预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边距离为 a?fpdApap?fsdAsasfpdAp?fsdAs?1260?5035.84?100?330?1272.5?45?96.6mm 1260?5035.84?330?1272.5所以h0?h?a?2000?96.6?1903.4mm 由内力组合表知，梁跨中截面组合设计值。截面抗弯承载力由公式得： Mu?fcdb?fx(h0?x2) ?22.4?2100?125.96?(1903.4?125.962) ?12904.78kN?m??0Md(?1.0?11212.66?11212.66kN?m)故跨中截面正截面承载力满足要求。 5.4.2、 斜截面承载力计算 (1) 斜截面抗剪承载力计算 以支点处截面的斜截面抗剪承载力验算。 首先，根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即 0.5?10?3?2ftdbh0??0Vd?0.51?10?3fcu,kbh0 式中的Vd为验算截面处剪力组合设计值，这里Vd?1277.76kN；fcu,k为混凝土强度等级，这里fcu,k?50MPa；b=400mm；h0为相应于剪力组合设计值处的截面有效高度，即纵向受拉钢筋合力点（包括预应力钢筋和非预应力钢筋）至混凝土受压边缘的距离，这里纵 33 04级本科毕业设计 向受拉钢筋合力点距截面下缘的距离为 第 34 页 共 73 页 a?fpdApap?fsdAsasfpdAp?fsdAs?1260?5035.84?627.6?330?1272.5?45?638.7mm1260?5035.84?330?1272.5， 所以 h0?2000?638.7?1361.3mm ?2为预应力提高系数，?2?1.25；代入上式得 ?0Vd?1.0?1277.76?1277.76kN 0.5?10?3?2ftdbh0?0.5?10?3?1.25?1.65?400?1361.3?561.54kN??0Vd0.51?10?3fcu,kbh0?0.51?10?3?50?400?1361.3?1963.67kN??0Vd 计算表明，截面尺寸满足设计要求，但需按计算配置抗剪钢筋（箍筋设计）。 斜截面抗剪承载力由公式得， ?0Vd?Vcs?Vpb 式中 Vcs??1?2?30.45?10?3bh0(2?0.6p)fcu,k?sufsu Vpd?0.75?10?3fpd?Apbsin?p 其中 ?1——异号弯矩影响系数，?1?1.0； ?2——预应力提高系数，?2?1.25； ?3——受压翼缘的影响系数，?3?1.1。 p?100??100?Ap?Apb?As5035.84?1272.5bh?100?400?1361.3?1.158 0箍筋选用双肢直径为12mm的HRB335钢筋，fsv?280MPa，间距sv?200mm，则 Asv?2?113.1?226.2mm2，故 ?sv?Asvs?226.2?0.00283 vb200?400 34 04级本科毕业设计 间距小于0.5h=1000mm和400mm ,满足构造要求。 第 35 页 共 73 页 计算所得出的箍筋配筋率大于?sv?0.2%?0.12%（HRB335时的最小配筋率）且箍筋 Vcs?1.0?1.25?1.1?0.45?10?3?400?1361.3?(2?0.6?1.158)?50?0.00283?280.2kN ?1309同时根据构造要求，在支座中心向跨中长度方向的一倍梁高范围内，设计箍筋间距 sv?100mm；而后至跨中截面统一的箍筋间距取sv?200mm sin?p采用全部梁端6束预应力钢筋的平均值，即sin?p?0.1392。所以 Vpd?0.75?10?3?1260?5035.84?0.1392?662.43kN Vcs?Vpd?1309.2?662.43?1971.63kN??0Vd?1112..92kN 跨中截面处斜截面抗剪满足要求。非预应力构造钢筋作为承载力储备，未予考虑。 (2) 斜截面抗弯承载力 由于钢束均锚固于梁端，钢束数量沿跨长方向没有变化，且弯起角度缓和，其斜截面抗弯强度一般不控制设计，故不另行验算。 5.5、钢束预应力损失计算 5.5.1、预应力钢筋张拉（锚下）控制应力?con 按桥规规定采用?con?0.75fpk?0.75?1860?1395MPa 5.5.2、钢束应力损失 (1)、应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失?l1 由公式: ?l1??con[1?e?(???kx)] 对于跨中截面：x?l2?d；d为锚固点到支点中线的水平距离；?、k分别为预应力钢筋与管道壁的摩擦系数及管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，采用预埋金属波纹管成 35