展架桥（01号桥）施工图设计
3、各截面钢束位置及其倾角计算
仍以N3号钢束为例（图4—2），计算钢束上任一点i离梁底距离ai?a?ci及该点处钢束的倾角?i，式中a为钢束弯起前重心至梁底的距离，a=10cm；ci为i点所在计算截面处钢束位置的升高值。
计算时，首先应判断出i点所处在的区段，然后计算ci及?i，即
当（xi-xk）≤0时，i点位于直线段还未弯起，ci=0，故ai=a=10cm；?i=0 当0﹤（xi-xk）≤（Lb1?Lb2）时，i点位于圆弧弯曲段，ci及?i按下式计算，即
ci?R?R2?(xi?xk)2 （4—2）
?i?sin?1(xi?xk) （4—3） R当（xi-xk）﹥（Lb1?Lb2）时，i点位于靠近锚固端的直线段，此时?i=?0=8?，ci按下式计算，即：
ci=（xi-xk-Lb2）tan?0 （4—4）
各截面钢束位置ai及其倾角?i计算值详见表（4—2）
表4—2 各截面钢束位置（ai）及其倾角（?i）计算表
钢束编号 N1 N2 N3 N1 L/4截面 =975cm xi计算截面 xk（cm） 64.1 922.6 1489.3 64.1 922.6 1489.3 （Lb1?Lb2）(cm) 834.7 556.5 278.2 834.7 556.5 278.2 （xi-xk）(cm) ?i?sin?1(xi?xk)(?) Rci(cm) ai?a?ci(cm) 跨中截面 xi=0 为负值，钢束尚未弯起 0 0 10 （xi-xk）﹥（Lb1?Lb2） 0﹤（xi-xk）﹤556.5 为负值，钢束尚未弯起 8 0.751 0 69.1 0.34 0 79.1 10.34 10 续上表 N2 N3 N1 N2 64.1 922.6 834.7 556.5 （xi-xk）﹥（Lb1?Lb2） （xi-xk）﹥4176 8 8 206.0 105.1 216.0 115.1 支点截面 第25页
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xi=1950cm N3 1489.3 278.2 （xi-xk）﹥2088 8 45.1 55.1 4、钢束平弯段的位置及平弯角 N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2、N3在梁中的平弯采用相同的形式。平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯曲角为??638180=4.569? ?8000?4.3 非预应力钢筋截面积估算及布置
按构件承载能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能力极限状态的要求来确定。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到底边的距离为a=80mm ,则有
h0?h?a=2400-80=2320mm
先假定为第一类T形截面，由公式?0Md?fcdb/fx(h0?x/2)计算受压区高度x， 即 1.0?15802.98?106?22.4?2200x(2320?x/2)
求得 x=142.6mm﹤h/f（=152.5mm） 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?22.4?2200?142.6?1260?5040330=2051mm2
采用6根直径为22mm的HRB400钢筋, 提供的钢筋截面面积As=2281 mm2。在梁底
×80布置成一排（图4—3），其间距为80mm， 图4—3 非预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm） 钢筋重心到底边的距离为as=45mm。
5 主梁截面几何特性计算
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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。该桥中的T形从施工到运营经历了如下两个阶段。
5.1 主梁预制并张拉预应力钢筋
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，所以其截面特性为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梁翼板宽度为220cm。
5.2 灌浆封锚，主梁吊装就位
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。 截面几何特性的计算可以列表进行，第一阶段跨中截面列表于5—1中。可求得其它受力阶段控制截面几何特性如表5—2所示。
表5—1 第一阶段跨中截面几何特性计算表
分块名称 分块面积 Ai（mm2） Ai重心至梁顶距离对梁顶边面积矩Si?Aiyi自身惯性矩Ii （mm4） （yu?yi） （mm） Ix?Ai(yu?yi)2截面惯性矩（mm4） I?Ii?Ix yi（mm3） 843.891×106 28.0625×106 -26.554×106 673.450×109 ≈0 1.3 0.0015×109 23.826×109 （mm） 混凝土全截面 899000 938.7 2355 非预应力钢筋换算面积 预留管道面积 净截面面积 (?ES?1)As= 11900 ?3?702/4= -1415 -1360 2300 ynu??Si/An -11545 An=899355 ≈0 673.4505×109 -21.354×109 2.4735×109 675.924×109 ?Si=940.0 =845.362×160 注：?ES?Es/Ec?2.0?105/3.45?104=5.797
表5—2 各控制截面不同阶段的几何特性汇总表
A 2受力阶段 计算截面 (mm)yu(mm) yb(mm) ep(mm) I(mm4) Wu?I/yu W(mm3) Wb?I/yb Wp?I/ep 阶段1：孔道压浆前 跨中截面 899355 L/4截面 899355 支点截面 1615855
940.0 943.5 1053.5 1460 1456.5 1346.5 1360 1082.5 9.5 675.924×109 683.651×109 933.220×109 7.191×108 7.246×108 8.858×108 4.630×108 4.694×108 6.931×108 4.970×108 6.315×108 98.233×108 第27页
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阶段2：管道结硬后 跨中截面 922445 L/4截面 922445 支点截面 1746045
747.2 744.8 778.1 1426 1428.2 1346.3 1326 1054.2 9.3 699.751×109 710.979×109 933.224×109 7.184×108 7.316×108 8.857×108 4.907×108 4.978×108 6.932×108 5.277×108 6.744×108 100.347×108
6 持久状况截面承载能力极限状态计算
6.1 正截面承载力计算
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