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空心板桥计算截面几何特性分析案例综述
目录
TOC\o1-2\h\u29484空心板桥计算截面几何特性分析案例综述 1
209771.1截面面积及惯性矩计算 1
18323第三阶段：桥面，栏杆和人行道施工运营阶段 1
61571.1.2换算截面几何特性计算 1
74061.2截面净矩计算 3
194671.3截面几何特性汇总 3
1.1截面面积及惯性矩计算
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进行计算。本次设计中的T形梁从施工到运营共经历了如下三个阶段：
第一阶段：预制主梁并张拉预应力钢筋；
主梁混凝土强度达到设计强度的百分之九十及以上之后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性的计算中应扣除预应力管道的面积，并且此时主梁没有湿接缝，应扣除湿接缝的面积。
第二阶段：灌注封锚，主梁吊装就位之后现浇湿接缝阶段；
预应力钢筋张拉完成后进行管道压浆，确保压降完成后进行封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊装就位后现浇600mm湿接缝，但湿接缝还没有参与截面受力，此时的截面特性计算采用计入预应力钢筋孔道面积的换算截面。
第三阶段：桥面，栏杆和人行道施工运营阶段
桥面湿接缝达到设计强度后，主梁即为全截面参与受力工作，此时界面特性应计入预应力钢筋的换算截面。
在预加应力阶段只需计算小截面的几何特性。计算公式如下：
截面积
A
截面惯矩
I
1.1.2换算截面几何特性计算
（1）整体截面几何特性计算
在使用荷载揭短需要计算大截面（结构整体化以后的截面）的几何特性，计算公式如下：
截面积
A
截面惯矩
I
以上式中：A,
?A
—分面积重心到主梁上缘的距离；
—计算面积内所含的管道数目；
—钢束与混凝土的弹性模量比值，由表1-1得αEp
（2）有效分布宽度内截面几何特性计算：
根据《公预规》，1.2.2条，预应力混凝土梁在计算预应力引起的混凝土应力时，预加力作为产生的应力按实际翼缘全宽计算，由预应力偏心引起的弯矩产生的应力按翼缘有效宽度计算。因此表1-12抗弯惯矩应该进行折剪。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式法向应力时，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《公预规》1.2.2条，对于T形截面受压区翼缘计算宽度，应采取下列三者中的最小值：
bf
两片T梁的平均间距为280cm
b
故取b
②有效分布宽度内截面几何特性计算。
由于截面宽度不折剪，截面的抗弯惯矩也不需要折剪，取全宽截面值。
1.2截面净矩计算
预应力钢筋混凝土梁在张拉阶段和使用阶段都要产生剪应力，这两个阶段的剪应力应该叠加。在每一个阶段中，凡是中和轴位置和面积突变处的剪应力都是需要计算的。例如，张拉阶段和使用阶段的截面（图4-1），除了两个阶段a-a和b-b位置的剪应力需要计算外，还应计算：
图4-1静矩计算图式
（1）在张拉阶段，净截面的中和轴（简称净轴）位置产生的最大剪应力，应该与使用阶段在净轴位置产生的剪应力叠加。
（2）在使用阶段，换算截面的中和轴（简称换轴）位置产生的最大剪应力应该与张拉阶段在换轴位置的剪应力叠加。
因此，对于每一个荷载作用阶段，需要计算四个位置（共8种）的剪应力，即需要计算下面几种情况的净矩：
a-a线（图1-15）以上（或以下）的面积对中行轴（净轴和换轴）的净矩：
b-b线以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的净矩：
净轴（n-n）以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的净矩：
换轴（o-o）以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的净矩。
1.3截面几何特性汇总
其他截面特性值均可用同样的方法计算，下面将计算结果并列于表4-3中。
跨中截面对重心轴静矩计算
截面几何特性汇总表
表4-3
分块名称及序号
b1=210cmys=83.89cm
b1=280cmys=86.65cm
静矩类别及符号
分块面积Ai(cm2)
分块面积重心至全截面重心距离yi(cm)
对净轴静矩Si-j=Aiyi(cm3)
静矩类别及符号
Ai(cm2)
yi(cm)
对换轴静矩(cm3)
翼板①
翼板部分对净轴静矩Sa-n(cm3)
3300
76.39
252087
翼板部分对换轴静矩Sa-o(cm3)
4200
79.15
332430
三角承托②
500
65.56
32780
500
68.32
34160
肋部③
210
63.89
13416.9
210
66.65
13996.5
∑
/
/
298283.9
/
/
380586.5
下三角①
马蹄部分对净轴静矩Sb-n(cm3)
292.5
116.11
33962.18
马蹄部分对换