成都学院学士学位论文（设计）
1号梁作用效应组合
表3.6 1号梁作用效应组合
荷载类型 Mmax KN·m 跨中截面 四分点截面 支点截面 序号 Qmax KN 0.00 0.00 0.00 0.00 Mmax KN·m 497.33 74.86 259.87 832.06 Qmax KN 34.01 5.12 17.77 56.9 Qmax KN 136.00 20.475 71.08 227.56 ① ② ③ ④ 一期恒载标准值G1 二期恒载标准值G2 三期恒载标准值G3 总永久作用=①+②+③ 663.105 99.82 346.50 1108.14 ⑤ 公路II级汽车荷载标准值（含冲击力，μ=0.32） 1236.98 107.79 913.62 202.61 284.38 ⑥ 公路II级汽车荷载标准值（不含冲击力） 937.11 81.06 692.14 153.49 215.44 ⑦ 作用长期效应组合 1.0×（④+0.4×⑥） 1483.24 32.42 1108.92 118.30 313.74 ⑧ 作用短期效应组合 1.0×（④+0.7×⑥） 1764.12 56.74 1316.56 164.34 447.18 ⑨ 承载能力极限状态下的基本组合1.2×④+1.4×⑤ 3061.54 150.91 2277.54 351.93 671.20
23
成都学院学士学位论文（设计）
2号梁作用效应组合
表3.7 2号梁作用效应组合
序号 荷载类型 Mmax KN·m 跨中截面 四分点截面 支点截面 Qmax KN 0.00 0.00 0.00 0.00 Mmax KN·m 497.33 74.86 259.87 832.06 Qmax KN 34.01 5.12 17.77 56.9 Qmax KN 136.00 20.475 71.08 227.56 ① ② ③ ④ 一期恒载标准值G1 二期恒载标准值G2 三期恒载标准值G3 总永久作用=①+②+③ 661.82 99.82 346.50 1108.14 ⑤ 公路II级汽车荷载标准值（含冲击力，μ=0.32） 934.72 81.45 700.99 152.99 222.73 ⑥ 公路II级汽车荷载标准值（不含冲击力） 708.12 61.70 531.05 115.90 168.73 ⑦ 作用长期效应组合 1.0×（④+0.4×⑥） 1391.39 24.68 1044.48 103.26 295.05 ⑧ 作用短期效应组合 1.0×（④+0.7×⑥） 1603.82 43.19 1203.80 138.03 345.67 ⑨ 承载能力极限状态下的基本组合1.2×④+1.4×⑤ 2638.38 114.03 1979.86 282.47 584.89
24
成都学院学士学位论文（设计）
4 预应力钢筋面积的估算及其布置
4.1 估算预应力钢筋面积
按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量，根据跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面所需要的有效预加力为：
Npe?Ms/W
e1p0.85(?)AW式中Ms为荷载短期效应弯矩组合值， Ms?1764.12kN?m。设预应力钢筋截面重心距截面下缘为ap?150mm，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为： ep?yb?ap?1068.1?150?918.1mm
钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表1.1可得跨中截面全截面面积A=597600mm2，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为： W?I/yb?18.64?1010/1068.1?1.75?108mm3
所以有效预应力为： NpeMs/W1764.12?106/1.75?108???1.71?106N
19181ep?)0.85(?)0.85(85976001.75?10AW预应力钢绞线采用标准1×7标准型－15.20-1860-GB/T5224-2003，其标准抗拉强度为1860MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa。单根钢绞线公称直径为15.24mm，公称面积为140mm，要求钢绞线供货厂家具有ISO9002质量体系认证证书，产品质量有部级以上鉴定证书。
预应力钢筋的张拉控制应力?con?0.75fpk?0.75?1860?1395MPa，预应力损失
按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为：
Ap?Npe(1?0.2)?con1.71?106??1532.26mm2 0.8?13952所需预应力钢绞数为 np?1532.26?10.9，取15根。 140孔道数为5，则采用5束3Φs15.2预应力钢绞线，则预应力的截面面积为Ap=140
25
成都学院学士学位论文（设计）
×15=2100mm2，采用φ70的金属波纹管成孔。
4.2 预应力钢束布置
4.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置
对于跨中截面，在保证布置管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心矩大些，本设计才用内径70mm，外径77mm的预埋铁皮波形管，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级管道直径的1/2，根据《公预规》9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm级管道直径的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4.1所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： ap?3?10.0?17.0?28.0?15(cm)
5对于锚固端截面,钢束布置通常考虑下述两个方面: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所示，钢束群重心至梁底距离为: ap?
a 跨中截面 b 锚固截面
2?32?64?116?140?76.8(cm)
5
图4.1 钢束布置图（cm）
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。见图4.2
26
成都学院学士学位论文（设计）
图4.2 钢束群心位置复核图式（cm）
其中：Ai?8736cm2;ys?60.6cm;yb?160?60.6?99.4cm, 故计算得：
上核心距：Ks??I22730843??26.78cm
?A?yb8736.?99.4?I22730843??42.94cm
?A?ys8736.?60.6下核心距：Kx??y?ap?(yb?Kx)?78.6?(99.4?42.94)?22.14cm
说明钢束群重心处于截面核心的范围内。 4.2.2 钢束起弯角的确定
确定钢束起弯角时,既要照顾到由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,本设计将端部锚固端截面分成上、下两部分(见图4-3),上部钢束的弯起角度定为15o,下部钢束弯起角度为7o,为简化计算和施工,所有钢束布置的线形均为直线加圆弧,并且整根钢束都布置在同一竖直面内。
27