3.4.3负弯矩区段预应力钢束的估算及其布置:
墩顶截面钢束的估算和确定:
支点处负弯矩区段预应力钢束的估算在3.4.1中已经完成，即采用6束5Φ15.2（OVM15-5锚具），分别记为：3N4、3N5。
遵循前面所述的连续梁预应力筋束的配置除满足《公预规》构造及受力要求外，还应考虑的六点原则，负弯矩区段采用直径50mm的预留铁皮波纹管，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）规定，管道至梁顶和梁侧净距不应小于4cm及管道直径1/2。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）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，由于墩顶预应力束锚固处的弯起弧度很小，圆弧半径很大，故在墩顶预应力束布置成直线束六束，每根预应力束长度初步定位15m，只是在接近锚固处将钢束弯出梁顶，在梁顶预留的张拉槽处进行张拉并锚固，锚固处位置位于该跨第4道横隔梁和下一跨第2道横隔梁处，即L/4处。细部构造图如图3.14梁顶所示。
其中钢束群重心到梁底距离为2000-100=1900mm =190cm。
一束钢束的长度约为20m，故一片梁的负弯矩区段预应力束总长为6×15=90m,每孔桥（五片梁）的钢束计算长度为90×5=450m。
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图3.14 负弯矩钢筋布置图（梁顶）
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对于锚固截面在梁体的顶缘，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，以满足张拉操做方便的要求。按照上述锚头布置的“均匀”“分散”原则，锚固截面所布置的钢束如图3.15所示。
图3.15 锚固截面钢束布置图（尺寸单位：mm）
3.4.4主梁净、换算截面几何特性计算
表3.11 跨中截面翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表
分块面积 分块面积 全截面重 分块面积 分块 分块面积的 形心至上 对上缘 心到上 对截面形 I= 面积 自身惯矩 d i=ys-yi 截 面 分块名称 缘距离 静矩 缘距离 心的惯矩 ∑Ii+∑Ip
(cm) Ai Ii 42yi Si=Aiyi ys Ip=Aidi (cm) 24(cm) (cm) 3(cm) (cm) (cm4) (cm) 毛截面 7442 66.6 495637.2 35090000 -1.9 26865.6 （见表3.2） b1=200 净 33412777 扣管道面积 -117.75 185 -21783.75 64.7 忽略不计 -120.3 -1704088.6 （按预制截 (nΔA) 梁计算）面 -1677223 7324.25 — 473853.45 35090000 — ∑ 毛截面 7762 换 (见表3.2) B1=240 算 （按成桥钢束换算面积 200.04 截 梁计算） (αEp-1)nΔAp 面 7561.97 ∑ 计算数据 2264.1 497544.2 70.7 36150000 6.6 338113 39101467 185 — 37006.46 534550.66 忽略不计 -114.3 2613354 36150000 2— 2951467 ΔA=π×5/4=19.625(㎝) ΔAp= 5×1.39=6.95 (㎝) n=6束 αEp=5.797 37
在求得各验算截面的毛截面特性和钢束布置的基础上，即可计算主梁净截面和换算截面的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的静矩，为主梁在各受力阶段的应力验算准备计算数据。计算过程以跨中截面为例，见表3.11。其他截面计算结果见表3.12和3.13。 1. 截面面积及惯矩计算 (1)．净截面几何特性计算：
在预应力阶段，只需要计算小截面的几何特性。 计算公式如下：
截面积： An?A?n??A （3-11） 截面惯矩： In?I?n??A(yjs?yi)2 （3-12） (2)．换算截面几何特性计算：
整体截面几何特性计算
在使用荷载阶段需要计算大截面（结构整体化以后的截面）的几何特性，计算公式如下：
??截面积 : Ao?A?n((?截面惯矩: Io?I?nEpEp?1)?p?A （3-13）
2?1)?pA?(y i) （3-14） os?y以上式中：A,I——分别为混凝土毛截面面积和惯矩；
?A,?Ap——分别为一根管道截面积和钢束截面积；
yjs,yos——分别为净截面重心到主梁上缘的距离；
yi——分面积重心到主梁上缘的距离；
n——计算面积内所含的管道（钢束）数；
?Ep——钢束与混凝土的弹性摸量比值，由表1得?Ep=5.65。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）4.2.2条，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应力有效宽度计算。因此表3.10中的抗弯惯矩应进行折减。由于采用有效宽度方法计算的等效法向应力体积和原全宽内实际的法向应力体积是相等的，因此用有效宽度截面计算等效法向应力时，中性轴应取原全宽截面的中性轴。
有效分布宽度的计算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）4.2.2条，
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对于T形截面受压区翼缘计算宽度bf′，应取用下列三者中的最小值：
b'f?l2880??960(cm) 33b'f?220(cm)(主梁间距,此处为边梁到第2片梁的间距)
，bf′≤b+2bh＋12hh=18+2×30＋12×16=270(cm)
，，/bh＜1/3此处，b为梁腹板宽度，bh为承托长度，hh为受压区翼缘悬出板的厚度。当hh，，时，上式bh应以3hh代替，其中hh为承托根部厚度。
故：bf′=220 (cm)。
有效分布宽度内截面几何特性计算：
由于截面宽度不折减，截面的抗弯惯矩也不需折减，取全宽截面值。 2.其他截面计算结果
表3.12 净截面几何特性计算表（按成桥梁计算）
截面位置 左边支点 边跨左边变化点 边跨1/4 边跨跨中 边跨3/4 边跨右边变化点 左中支点 中跨左边变化点 中跨1/4 中跨跨中 截面积A（m2） 1.1032 0.7644 0.7644 0.7644 0.7644 0.7526 1.1234 0.7526 0.7644 0.7644 截面惯矩（m4） 中心轴至梁底距离 0.4101 0.3801 0.3541 0.3341 0.3541 0.3982 0.4302 0.3982 0.3541 0.3341 1.286 1.305 1.320 1.353 1.320 1.312 1.298 1.312 1.320 1.353 表3.13 换算截面几何特性计算表（按成桥梁计算）
截面位置 左边支点 边跨左边变化点 边跨1/4 边跨跨中 边跨3/4 截面积A（m2） 1.1350 0.7962 0.7962 0.7962 0.7962 39
截面惯矩（m4） 中心轴至梁底距离 0.4750 0.4356 0.4072 0.3910 0.4072 1.245 1.260 1.274 1.293 1.274
边跨右边变化点 左中支点 中跨左边变化点 中跨1/4 中跨跨中 0.8162 1.1550 0.8162 0.7962 0.7962 0.4425 0.4730 0.4425 0.4072 0.3910 1.256 1.248 1.256 1.274 1.293 3.5预应力损失及有效预应力计算
3.5.1 基本理论
预应力混凝土连续梁桥的设计计算，需要根据承受外荷载的情况，确定其本身预加应力的大小。然而筋束中的预应力往往受施工因素、材料性能及环境条件等因素的影响而引起预应力的损失。设计所需的预应力值，应是扣除相应阶段的应力损失后，筋束中实际存在的预应力（即有效预应力?pe）值。而梁内钢束的锚固应力和有效应力（永存应力）分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失。即如筋束张拉时的初始应力（一般称为张拉控制应力）为?con，相应的预应力损失值为?l，则有效预应力的表达式为：?pe=?con-?l。 3.5.2 预应力损失计算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范》（JTG D62—2004）6.2.1条规定，预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中，后张法应考虑下列因素引起的预应力损失值：
预应力筋束与管道壁之间的摩擦?l1 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩?l2 混凝土的弹性压缩?l4 预应力筋束的应力松弛?l5
钢束编号 2N1 2N2 2N3 θ(rad) μθ x(m) kx 1?e?(???kx)?con(MPa) ?l1(MPa) 0.0487 0.0486 0.0485 1395 1395 1395 2×68.00 2×67.86 2×67.72 0.1396 0.1396 0.1396 0.0279 0.0279 0.0279 14.72 14.65 14.56 0.0221 0.0220 0.0219 40