道橋類畢業(yè)論文(標準)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計主要是關于大跨度預應力混凝土連續(xù)梁橋上部結構的設計。預應力混凝土連續(xù)梁橋以結構受力性好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。</p><p>　　設計橋梁跨度為90m+120m+90m，分為兩幅設計，單幅為單箱單室，橋面總寬27m,雙向

2、4車道，上下行。主要采用懸臂掛籃施工，對稱平行澆筑混凝土。本橋設計分為126個單元和48個施工段。</p><p><b>　　設計過程如下：</b></p><p>　　首先，確定主梁主要構造及細部尺寸，它必須與橋梁的規(guī)定和施工保持一致，考慮到抗彎剛度和抗扭剛度影響，設計采用箱型粱。主梁的高度呈成二次拋物線變化，因為二次拋物線近似于連續(xù)梁橋彎矩變化的曲線。</

3、p><p>　　其次，利用橋梁博士電子軟件分析結構的總內(nèi)力（包括恒載和活載的內(nèi)力計算），用于計算內(nèi)力組合結果也由橋梁博士電子軟件計算而得，從而估算出縱向預應力筋的數(shù)目，然后再布置預應力鋼絲束。</p><p>　　再次，計算預應力損失及次內(nèi)力，次內(nèi)力包括先期恒載徐變次內(nèi)力、先期預應力徐變次內(nèi)力、后期合攏預應力索產(chǎn)生的彈性次內(nèi)力、局部溫度變化次內(nèi)力。</p><p>　　

4、然后進一步進行截面強度驗算，其中包括承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在正常使用極限狀態(tài)驗算中包括計算截面的混凝土法向應力驗算、預應力鋼筋中的拉應力驗算、截面的主應力計算。</p><p>　　最后，通過手算計算出橋面板及橋墩的形式及受力情況，最終整理成本橋設計的總體信息。</p><p>　　關鍵詞：預應力混凝土連續(xù)梁橋；次內(nèi)力；懸臂施工</p><p><

5、b>　　Abstract</b></p><p>　　The graduate design is mainly about the design of superstructure of long-span pre-stressed concrete continuous box Girder Bridge .Pre-stressed concrete continuous Girder Bi

6、rdge become one of main bridge types of the most full of completion ability because of subjecting to the dint function with the structure good,having the small defomation,few of control joint,going smoothly comfort,prote

7、cted the amout of engineering small and having the powerfully ability of carthquake proof and so on.For time</p><p>　　The spans of the bridge are 90m+120m+90m,main beam is respective designed,each suit has o

8、ne box one room and four traffic ways of all,the width of the bridge surface is 27m.The major girder applies cantilever hung-basket bearing,symmetric equilibrium construction. The bridge design is divided into 126 units

9、and 48 construction section</p><p>　　The design process is as follows:First, make sure the main girder structure of details and size, it must be with the rules and regulations of the bridge construction keep

10、s consistent, considering the bending stiffness and wrest resistant effect stiffness, design USES a box beams. The height of the main girder is into two parabolic change, because two parabolic approximate continuous gird

11、er bridge bending moment the curve of the change. </p><p>　　Secondly, the use of bridge structure analysis of electronic software dr total internal force (including the dead load and live load of internal fo

12、rce calculation), used to calculate the combination of internal force of the bridge by dr software and electronic calculation, and estimate the number of longitudinal prestressed reinforcement, and then arrangement of pr

13、estressed steel wire. </p><p>　　Again, the loss of prestress and internal force calculation time, time constant load first internal force including creep time internal force, first prestressed creep time int

14、ernal force, closed late prestressed cable effects of elastic time internal force, local temperature changes of internal force of The Times </p><p>　　And then further strength check section, including bearin

15、g capacity limit state and normal use limit state. In normal use limit state to prove the concrete method including the calculation of section to stress checking and calculating of the prestressed reinforced tensile stre

16、ss, section of the principal stress calculation.</p><p>　　Finally, the hand be calculated the bridge pier panel and form and stress distribution, and eventually finishing cost the overall information bridge

17、design.</p><p>　　Key words：Prestressed concrete continuous girder bridge ；Time internal ；</p><p>　　force Cantilever construction .</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&g

18、t;<b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1預應力混凝土連續(xù)橋梁概述1</p><p>　　第2章 設計基本資料3</p><p>　　2.1 工程

19、地質(zhì)概況3</p><p>　　2.2 設計基本資料3</p><p>　　2.2.1 設計背景3</p><p>　　2.2.2 地形、地貌3</p><p>　　2.2.3 氣象3</p><p>　　第3章 構造布置5</p><p>　　3.1 橋型選擇及孔徑劃分5<

20、/p><p>　　3.2 主梁截面形式與主梁高度的擬定5</p><p>　　3.2.1 橫截面設計5</p><p>　　3.2.2 主梁高度5</p><p>　　3.3 主梁截面細部尺寸擬定6</p><p>　　3.4 橋面鋪裝6</p><p>　　第4章 全橋節(jié)段劃分7<

21、;/p><p>　　4.1 分段原則7</p><p>　　4.2橋面單元劃分7</p><p>　　4.3 全橋施工段劃分7</p><p>　　第5章 主梁內(nèi)力計算8</p><p>　　5.1 恒載內(nèi)力計算8</p><p>　　5.1.1 一期恒載（結構自重）8</p>

22、;<p>　　5.1.2 二期恒載8</p><p>　　5.1.3 結構重力作用效應8</p><p>　　5.2 活載內(nèi)力計算10</p><p>　　5.2.1 橫向分布系數(shù)的計算10</p><p>　　5.2.2 活載內(nèi)力計算10</p><p>　　5.2.3 計算結果11<

23、/p><p>　　5.3 溫度引起的內(nèi)力計算15</p><p>　　5.4 支座位移引起的內(nèi)力計算16</p><p>　　5.5 內(nèi)力組合以及內(nèi)力包絡圖16</p><p>　　5.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合16</p><p>　　5.5.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合17</p>&l

24、t;p>　　第6章 預應力鋼束估算及布置18</p><p>　　6.1 鋼筋估算18</p><p>　　6.1.1 按承載能及極限計算時滿足正截面強度要求18</p><p>　　6.1.2 按正常使用及極限狀態(tài)的應力要求計算20</p><p>　　6.2 預應力束的布置25</p><p>　　

25、6.2.1 布置原則25</p><p>　　6.2.2 鋼束的布置25</p><p>　　第7章 預應力損失計算27</p><p>　　7.1 磨阻損失27</p><p>　　7.2 錨具變形損失27</p><p>　　7.3 混凝土彈性壓縮損失28</p><p>　　7

26、.4 預應力筋的引力松弛損失28</p><p>　　7.5 收縮徐變損失29</p><p>　　第8章 主梁截面強度及應力驗算31</p><p>　　8.1 正截面抗彎承載力驗算31</p><p>　　8.2 正截面抗彎承載力計算33</p><p>　　第9章 主梁變形驗算34</p>

27、<p>　　9.1 正截面抗彎承載力計算34</p><p>　　9.1.1 正截面抗裂驗算34</p><p>　　9.1.2 斜截面抗裂驗算35</p><p>　　9.1.3 使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算36</p><p>　　9.1.4 預應力鋼筋中的拉應力驗算36</p>&

28、lt;p>　　9.1.5 混凝土的主壓應力驗算36</p><p>　　9.2 短暫狀況預應力混凝土受彎構件應力驗算36</p><p>　　第10章 行車道板和支座計算與驗算38</p><p>　　10.1 行車道板的計算及驗算38</p><p>　　10.2 支座計算及驗算43</p><p>

29、　　第11章 橋墩計算及驗算47</p><p>　　11.1 橋墩型式及材料的選用47</p><p>　　11.2 擬定橋墩尺寸47</p><p>　　11.3 荷載計算48</p><p>　　11.4 橋墩正截面強度計算51</p><p>　　第12章 總 結54</p><

30、p><b>　　參考文獻55</b></p><p><b>　　致 謝56</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1預應力混凝土連續(xù)橋梁概述</p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋以結構受力性能好、變形小、伸縮分

31、少、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。</p><p>　　由于普通鋼筋混凝土結構存在不少缺點：如過早出現(xiàn)裂縫，使其不能有效的采用高強材料，結構自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使其材料利用率低。</p><p>　　為了解決這些問題，預應力混凝土結構應運而生，所謂預應力混凝土結構，就是在結構承擔荷載之前，預先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載

32、作用下混凝土產(chǎn)生的拉應力。</p><p>　　我國預應力混凝土結構起步較晚，但今年來得到飛速發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、T形粱、連續(xù)梁、斜拉橋等預應力混凝土結構體系，而且得到越來越廣泛的應用。</p><p>　　連續(xù)梁和懸臂梁比較：在恒載作用下，連續(xù)連在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩于同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點負彎矩

33、對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。所以，無論是城市橋梁還是跨河大橋，預應力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結構體系已經(jīng)成為預應力混凝土橋梁主要橋型之一。</p><p>　　另外，在設計預應力連續(xù)粱橋時，技術經(jīng)濟指針也是一個重要因素，他是設計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的經(jīng)濟技

34、術指針。但是，橋梁的經(jīng)濟技術指針的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指針和造價指針和很多因素有關。同時，一座橋的設計方案完成后，造價指針不能僅僅反應了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護維修等費用在內(nèi)。通過比較，連續(xù)梁的各項指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)梁橋是未來橋梁的發(fā)展方向。</p><p>　　1.2 畢業(yè)設計的目的和意義</p><p>　　畢業(yè)設計的目的在于培

35、養(yǎng)畢業(yè)生的綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎課和專業(yè)課知識，并結合相關設計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設計工作。設計過程中提高學生獨立分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備初學專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。</p><p>　　本次設計為（90+120+90）m公路預應力混凝土連續(xù)梁橋，橋寬27m，分為兩幅，設計時只考慮單幅設計。粱體采取單箱單室箱型截面，全橋共分126個單

36、元，一般單元為1m、2m、3m，共127節(jié)點，48施工段。按二次拋物線變化，這樣不僅使橋梁自重減輕，還增加了橋梁的美觀效果。</p><p>　　由于預應力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結構，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件橋梁博士進行計算，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。</p><p>　　由于本人水平有限，而且第一次從事這方面的設計，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位

37、老師批評指正。</p><p>　　第2章 設計基本資料</p><p>　　2.1 工程地質(zhì)概況</p><p>　　大橋橋位處地質(zhì)情況為：河槽表層為亞砂土，下層為卵石層，下層巖石為迭系紫紅色泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥頁巖互層， 砂巖單層厚 0.4~0.8m，泥頁巖厚0.5~1.5m，屬碎塊狀軟質(zhì)巖，容許承載力[σ0]=1000~1200KPa，&#

38、160;單軸抗壓強度為Ra=8~14MPa。</p><p>　　橋位河道寬 300m，正常水位為6.1-6.5米，歷史最高水位8.65米。</p><p>　　橋長和凈高不受設計流量和水位控制，水文計算僅作為計算沖刷、確定基底標高的依據(jù)。</p><p>　　2.2 設計基本資料</p><p>　　2.2.1 設計背景</p>

39、<p>　　渾河可謂是沈陽的母親河，為了方便沈陽市民的交通方便，目前渾河上的橋梁已經(jīng)不能滿足交通需求，所以必須再設計一橋梁以緩解交通壓力。</p><p>　　該橋的建設對耐久性和美觀要求比較高。該橋的建成，將為交通運輸帶來方便的同時，也會成為城市的一道風景線，同時符合綠色自然的發(fā)展規(guī)律，與城市融為一體。</p><p>　　2.2.2 地形、地貌</p>&l

40、t;p>　　該區(qū)宏觀地貌單元為沖洪積平原，地形平坦開闊。</p><p>　　上部結構根據(jù)通行要求需布置4車道，單側有1m寬的人行道，采用單箱單室結構形式。</p><p><b>　　2.2.3 氣象</b></p><p>　　當?shù)貧庀螅寒數(shù)匾辉缕骄鶜鉁貫?17 0C，七月份平均氣溫為+26 0C，受季風影響，降雨量年內(nèi)不均，春冬季降

41、雨較少，夏秋較為集中，一般6~9 月份降雨量可達全年總降雨量的63％~80％，平均降雨量為656.9mm，最大凍深為2~3.4m，每年11月至次年3月為凍結期，全年霜期為10月至次年4月，有霜期為150~210d。</p><p><b>　　第3章 構造布置</b></p><p>　　3.1 橋型選擇及孔徑劃分</p><p>　

42、　本設計經(jīng)過方案比選后采用三跨預應力混凝土變截面連續(xù)箱型梁結構。根據(jù)要求，主跨取為120m。邊跨跨徑根據(jù)國內(nèi)外已有經(jīng)驗和文獻一般取主跨徑的0.5~0.8倍，這里采用0.75倍的中跨徑，即90m，則全橋跨徑為90m+120m+90m=300m。</p><p>　　3.2 主梁截面形式與主梁高度的擬定</p><p>　　3.2.1 橫截面設計</p><p>　　梁

43、式橋橫截面的設計主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸；它與梁式橋體系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟用料等等因素都有關系。</p><p>　　在目前已建成的大跨徑預應力混凝土梁橋中，箱形截面是最適宜的橫截面型式。箱型截面還有如下優(yōu)點：這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。同時，因其頂板和底板都有較大的面積，所以能有效的抵抗正、負彎矩，并滿足

44、配筋要求。箱形截面亦具有良好的動力特性。</p><p>　　常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。從對箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。一般常用在橋寬14m左右的范圍。</p><p>　　綜上所述，根據(jù)任務書設計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱單室的箱型截面。如圖2-1：頂板厚度取30cm；底板厚為 80

45、cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化；腹板采用70cm。橋面根據(jù)通行要求布置上下行分離式，單向2車道，上部結構采用單箱單室結構形式，箱寬13.5m。</p><p>　　3.2.2 主梁高度</p><p>　　主梁高度：根據(jù)橋梁跨徑情況，支點處梁高取6.8m（高跨比為1/17.64）；跨中梁高取3m（高跨比為1/40）。 </p><p>　　3.3 主梁截面細部

46、尺寸擬定</p><p>　　頂板和底板：箱形梁截面的頂板和底板是結構承受正負彎矩的主要工作部位。</p><p>　　頂板：確定箱梁頂板厚度一般考慮兩個因素：滿足橋面橫向彎矩的要求和滿足布置縱橫向預應力筋的要求.本設計頂板厚度均為30cm。</p><p>　　底板：箱梁底板厚度隨箱梁負彎矩的增大而逐漸加厚直至墩頂，以適應受壓.底板除需復核使用階段的受壓要求外，在

47、破壞階段還宜使中和軸保持在底板內(nèi)，并有適當富余，一般為墩頂梁高的1/10～1/12.本設計底板厚度80cm。</p><p>　　腹板：箱梁腹板主要承受截面剪力和主拉應力，在預應力連續(xù)梁橋中，彎束對荷載剪力的抵消使得梁內(nèi)剪應力和主拉應力較小。在變高度連續(xù)梁橋中，截面高度變化也可減少主拉應力.除上述受力因素外，還要考慮預應力鋼筋的布置和施工要求。本設計取腹板厚70cm。具體細部尺寸如圖3-1</p>

48、<p>　　圖3-1 主梁截面尺寸圖（單位：cm）</p><p><b>　　3.4 橋面鋪裝</b></p><p>　　橋面鋪裝選用8cm厚C50防水混凝土作為鋪裝層，加上3cmAK--13A型瀝青混凝土抗滑表層.</p><p>　　第4章 全橋節(jié)段劃分</p><p><b>　　4.1 分

49、段原則</b></p><p>　　劃分單元應考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預應力布置等因素，單元分的越細計算的內(nèi)力就越精確，一般遵從以下原則：</p><p>　　構件的起點和終點以及變截面處;2.不同構件的交點或同一構件的折點處;3.施工分界線處;4.邊界或支承處;5.所關心截面處.</p><p><b>　　4.2橋面單元劃

50、分</b></p><p><b>　　全橋單元可劃分為</b></p><p>　　3*1+13*2+2*1+2+18*3+6*1+18*3+2+2*1+2+18*3+6*1+18*3+2+2*1+13*2+3*1。如圖4-1</p><p>　　圖4-1 全橋單元外形</p><p>　　4.3 全橋施工

51、段劃分</p><p>　　全橋分段為126個單元。127個節(jié)點。全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺附近單元處使用整體現(xiàn)澆法。</p><p>　　單元38~43與單元84~89為0號塊，接著每個單元為一個施工節(jié)段共劃分19個，接著兩端1-17號單元與110-126號單元采用整體現(xiàn)澆，18號109號單元為邊跨合攏節(jié)段，63號64號單元為中跨合攏節(jié)段。</p><p

52、>　　第5章 主梁內(nèi)力計算</p><p>　　根據(jù)梁跨結構縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進行內(nèi)力組合，畫出內(nèi)力包絡圖。</p><p>　　5.1 恒載內(nèi)力計算</p><p>　　5.1.1 一期恒載（結構自重）</p><p>　　結構自重根據(jù)《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》（TB1002.1-20

53、05）[1]，梁體容重初步按配筋率在3%以內(nèi)的鋼筋混凝土容重γ＝25.0kN/進行計算。</p><p>　　5.1.2 二期恒載</p><p>　　橋面二期恒載含鋪裝層和欄桿重。</p><p><b>　　每延米板上的恒載g</b></p><p><b>　　瀝青混凝土找平層：</b><

54、;/p><p><b>　　鋼筋混凝土面層：</b></p><p><b>　　欄桿重量：</b></p><p><b>　　二期恒載</b></p><p>　　5.1.3 結構重力作用效應</p><p>　　結構重力作用效應見圖5-1、5-2、5-

55、3以及表5-1。</p><p>　　圖5-1 結構重力作用效應彎矩圖</p><p>　　圖5-2 結構重力作用效應剪力圖</p><p>　　圖5-3 結構重力作用效應軸力圖</p><p>　　表5-1 結構重力作用效應表 </p><p>　　5.2 活載內(nèi)力計算</p><p>　　

56、活載內(nèi)力計算主要通過有限元軟件計算模型，輸入試使用階段活載所加載的相關參數(shù)得到。</p><p>　　5.2.1 橫向分布系數(shù)的計算</p><p>　　對于整體箱梁、整體板梁等結構，其橫向分布系數(shù)就是其所承受的汽車總列數(shù)，考慮橫向折減及偏載后的修正值。</p><p>　　根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1條規(guī)定，當橋涵設計車道數(shù)大于2時，有汽車荷載產(chǎn)生的效應應進行折減，但折

57、減后的效應不得小于設計車道數(shù)為2的荷載效應。大跨徑橋梁上的汽車荷載還應考慮縱向折減。</p><p>　　箱梁計算得到的偏載系數(shù)為1.15，對于本橋橋面為2車道的整體箱梁計算時，其橫向分布系數(shù)應為20.78（四車道橫向折減系數(shù)）1.15=1.356。</p><p>　　在橋梁博士有限元計算程序中，對于整體箱梁、整體板梁結構，填寫人行道寬度或者滿人總寬度時，人群荷載的橫向分布系數(shù)填1。&l

58、t;/p><p>　　5.2.2 活載內(nèi)力計算</p><p><b>　　沖擊系數(shù)計算</b></p><p>　　《橋規(guī)》4.3.2條條文說明對連續(xù)梁橋正彎矩段與負彎矩段的基頻與的計算有：</p><p><b>　　μ值可按下式計算：</b></p><p>　　當＜1.5

59、Hz時， μ=0.05</p><p>　　當1.5Hz≤≤14Hz時， μ=0.1767-0.0157</p><p>　　當＞14Hz時， μ=0.45</p><p><b>　　因此：正彎矩段：</b></p><p><b>　　負彎矩段：</b>

60、;</p><p>　　5.2.3 計算結果</p><p>　　表5-2到表5-5給出了汽車試用階段的加載結果。</p><p>　　表5-2 汽車使用階段內(nèi)力</p><p>　　表5-3 汽車使用階段內(nèi)力</p><p>　　表5-4 汽車使用階段內(nèi)力圖</p><p>　　5-5 汽車使

61、用階段內(nèi)力</p><p>　　5.3 溫度引起的內(nèi)力計算</p><p>　　由于連續(xù)梁只有一個橫向支座，所以整體溫變對梁體的內(nèi)力沒有影響，在這里只考慮橋面板由于日照等因素產(chǎn)生梯度溫度效應，根據(jù)《橋規(guī)》4.3.10條規(guī)定，橋面板表面豎向日照正溫差計算基數(shù)取14℃，取5.5℃，豎向日照反溫差乘以-0.5。按以上規(guī)定由橋梁博士有限元軟件程序可算出不均勻溫度引起的內(nèi)力。</p>

62、<p>　　在日照溫差下的各控制截面次內(nèi)力值如表5-6所示； </p><p>　　表5-6 各控制截面整體溫度次內(nèi)力表</p><p>　　在日照溫差下的各控制截面彎矩以及剪力如圖5-4 ，5-5所示</p><p>　　圖5-4 在日照溫差下的各控制截面彎矩圖</p><p>　　圖5-5 在日照溫差下的個控制界面剪力圖<

63、/p><p>　　5.4 支座位移引起的內(nèi)力計算</p><p>　　由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻變位，連續(xù)梁是一種超靜定結構，對支座的不均勻沉降特別敏感，所以由它引起的內(nèi)力是構成內(nèi)力的重要組成部分。其計算方法是:三跨連續(xù)梁的四個支點中的每個支點分別下沉2cm，其余的支點不動，所得到的內(nèi)力進行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。</p><p>　

64、　5.5 內(nèi)力組合以及內(nèi)力包絡圖</p><p>　　根據(jù)《橋規(guī)》4.1.6條和4.1.7條規(guī)定，進行承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合和正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。</p><p>　　5.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合</p><p>　　考慮永久作用：結構重力、基礎沉降；</p><p>　　考慮可變作用：汽車荷載、溫度梯度作用。</

65、p><p>　　承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力包絡圖如圖5-6以及圖5-7所示。</p><p>　　圖5-6 承載能力極限狀態(tài)彎矩包絡圖</p><p>　　圖5-7 承載能力極限狀態(tài)剪力包絡圖</p><p>　　5.5.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合</p><p>　　考慮永久作用：結構重力、基礎沉降；</p>

66、<p>　　考慮可變作用：汽車荷載、溫度梯度作用。</p><p>　　正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力包絡圖如圖5-8以及圖5-9所示。</p><p>　　圖5-8 正常使用極限狀態(tài)彎矩包絡圖</p><p>　　圖5-9 正常使用極限狀態(tài)剪力包絡圖</p><p>　　第6章 預應力鋼束估算及布置</p><p>

67、<b>　　6.1 鋼筋估算</b></p><p>　　根據(jù)《預規(guī)》（JTG D62-2004）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。</p><p>　　6.1.1 按承載能及極限計算時滿足正截面強度要求</p><p>　　預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混

68、凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。</p><p>　?。?）對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數(shù)量按下式計算，如下圖：</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　， </b></p>

69、<p><b>　　解上兩式得：</b></p><p>　　受壓區(qū)高度 </p><p>　　預應力筋數(shù) </p><p>　　或 </p><p>　　式中 —截面上組合力矩。<

70、/p><p>　　—混凝土抗壓設計強度；</p><p>　　—預應力筋抗拉設計強度；</p><p>　　—單根預應力筋束截面積； </p><p><b>　　b—截面寬度</b></p><p>　　（2）若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力

71、筋數(shù)量。這忽略實際上存在的雙筋影響時（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預應力筋）會使計算結果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。具體承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積見表6-1。</p><p>　　表6-1 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位：）</p><p>　　6.1.2 按正常使用及極限狀態(tài)的應力要求計算</p><p>　　規(guī)范（JTJ D62-2004）規(guī)定，截面上

72、的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。</p><p><b>　　寫成計算式為：</b></p><p>　　對于截面上緣 （1） </p><p>&

73、lt;b>　?。?）</b></p><p>　　對于截面下緣 （3）</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　其中，—由預應力產(chǎn)生的應力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標準強度。、項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數(shù)值取大小。&

74、lt;/p><p>　　一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數(shù)的最小值)。</p><p>　　公式（1）變?yōu)?（5）</p><p>　　公式（3）變?yōu)?

75、 （6）</p><p>　　由預應力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應力和截面下緣應力分為三種情況討論：</p><p>　　截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應力分別為：</p><p><b>　　（7）</b></p><p><b>　?。?）&l

76、t;/b></p><p>　　將式（5）、（6）分別代入式（7）、（8），解聯(lián)立方程后得到</p><p><b>　　（9）</b></p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　　令 </b></p><p>

77、;　　代入式（9）、（10）中得到</p><p><b>　?。?1）</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　式中—每束預應力筋的面積；</p><p>　　—預應力筋的永存應力(可取0.5~0.75估算)；</p><p>　　e—預應

78、力力筋重心離開截面重心的距離；</p><p><b>　　K—截面的核心距；</b></p><p>　　A—混凝土截面面積，取有效截面計算。</p><p>　　當截面只在下緣布置力筋Np下以抵抗正彎矩時</p><p>　　當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （13）</p>&l

79、t;p>　　當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時： （14）</p><p>　　當截面中只在上緣布置力筋N上 以抵抗負彎矩時：</p><p>　　當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時 （15）</p><p>　　當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時 （16）</p><p>　　當按上

80、緣和下緣的壓應力的限制條件計算時(求得預應力筋束數(shù)的最大值)。可由前面的式推導得：</p><p><b>　?。?7）</b></p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　有時需調(diào)整束數(shù)，當截面承受負彎矩時，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應力，同理，當截面承受正彎矩

81、時，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應增配根。其關系為：</p><p><b>　　當承受時， </b></p><p><b>　　當承受時， </b></p><p>　　具體正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面積見表6-2。</p><p>　　表6-2 正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面

82、積（單位：） </p><p>　　6.2 預應力束的布置</p><p>　　6.2.1 布置原則</p><p>　　為避免兩題產(chǎn)生橫向彎曲，預應力筋應在界面上對稱布置，各施工階段都要滿足對稱布置的原則；</p><p>　　為滿足布置、錨固等需要，預應力筋在梁體內(nèi)可以平彎和豎彎，但要避免平彎和豎彎的疊加，且平彎和豎彎的角度不宜大于2

83、0°，半徑不能小于4m，常取大于8m的數(shù)值，為了簡化構造和減少預應力損失，應盡量減少或避免平彎，避免使用多次反向曲率變化的連續(xù)束；</p><p>　　現(xiàn)階段有取消為抗剪而彎索的趨勢，彎索應盡量布置在腹板以及梗肋內(nèi)，錨固在截面中性軸附近，盡量以S型曲線錨固，以消除錨固點產(chǎn)生的橫向力；</p><p>　　頂、底板的預應力筋應適量集中布置在腹板及梗肋等混凝土較厚的位置，而不宜采用均

84、勻分散的布置方式，底板束一般都平行于底板布置；</p><p>　　為防止中間支點處因偏心距較大的錨固力作用而導致梁下緣開裂，通常在梁上、下緣布置幾束直線通長束；</p><p>　　若預應力鋼筋數(shù)量較多而不得不在板的中部布筋時，應盡量避開橫向正彎矩較大區(qū)域，應滿足構造要求；</p><p>　　力筋較多時可分層布置，先錨固或彎起靠近腹板中部的力筋，盡量使管道上下對

85、齊，以便澆注和振搗，不宜采用梅花型布置，特別管道間距較小時；</p><p>　　為了便于計算，應盡量減少預應力鋼筋的類型；</p><p>　　本橋采用預埋金屬波紋管，根據(jù)《公橋規(guī)》9.4.9條規(guī)定，直線管道的凈距不應小于40mm，且不宜小于管道直徑的0.6倍，其豎直方向可將兩管道疊置。</p><p>　　根據(jù)《公橋規(guī)》9.4.10條規(guī)定，后張法預應力構件的曲線

86、預應力鋼束的曲率半徑不宜小于4m。</p><p>　　6.2.2 鋼束的布置</p><p>　　根據(jù)前面的各截面鋼束配置表,得全橋配筋圖，圖6-3為半跨縱斷面鋼筋分布圖，橫截面鋼筋分布圖可在后施工圖中查閱。</p><p>　　圖6-3 半跨縱斷面鋼筋分布圖</p><p>　　第7章 預應力損失計算</p><p&g

87、t;　　根據(jù)《橋規(guī)》（JTG D62-2004）第6.2.1條規(guī)定，預應力混凝土構件在正常使用極限狀態(tài)計算中，由于施工中預應力索的張拉采用后張法，應考慮由下列因素引起的預應力損失：</p><p>　　預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦 </p><p>　　錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 </p><p&g

88、t;　　預應力鋼筋與臺座之間的溫差 </p><p>　　混凝土的彈性壓縮 </p><p>　　預應力鋼筋的應力松弛 </p><p>　　混凝土的收縮和徐變 </p>&

89、lt;p>　　預應力損失包括： 摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮、混凝土的彈性壓縮、預應力筋的應力松弛、混凝土的收縮與徐變等。</p><p><b>　　7.1 磨阻損失</b></p><p>　　摩阻損失指的是預應力筋與管道間的摩察損失δs1,由規(guī)定，按以下公式計算：</p><p>　　σcon——張拉鋼筋時錨下的控制應力（=0.75

90、）,</p><p>　　μ——預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)</p><p>　　θ——從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計，</p><p>　　k——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取0.0015</p><p>　　x——從張拉端至計算截面的管道長度,以米計。</p><p>　　7.2 錨

91、具變形損失</p><p>　　錨具變形，鋼筋回縮和拼裝構件的接縫壓縮損失δs2，在計算接縫壓縮引起的應力損失時，認為接縫在第一批鋼束錨固后既完成全部變形量，以后錨固得各批鋼束對該接縫不再產(chǎn)生壓縮。可按下式計算：</p><p>　　l——錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取6mm.</p><p>　　L——預應力鋼筋的有效長度；</p><

92、p>　　EP——預應力鋼筋的彈性模量。取195GPa。</p><p>　　7.3 混凝土彈性壓縮損失</p><p>　　后張法構件采用分批張拉時，先張拉是鋼束由于張拉后批鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失，可按下式計算：</p><p>　　——在先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應力；</p><p>　　

93、——預應力鋼筋與混凝土彈性模量比。</p><p>　　若逐一計算的值則甚為繁瑣，可采用下列近似計算公式</p><p>　　N——計算截面的分批張拉的鋼束批數(shù).</p><p>　　鋼束重心處混凝土法向應力： </p><p>　　式中M1為自重彎矩。</p><p>　　注意此

94、時計算Np時應考慮摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮的影響。預應力損失產(chǎn)生時，預應力孔道還沒壓漿，截面特性取靜截面特性（即扣除孔道部他的影響）。</p><p>　　對懸臂拼裝結構，作如下近似假設，可使先張拉鋼束重心處由后張拉各批鋼束產(chǎn)生的混凝土法向應力計算簡化：</p><p>　　1）每懸臂拼裝一段，相應張拉一批力筋；假設每批張拉預應力都相同，且都作用在全部預應力重心處；</p>

95、<p>　　2）在同一計算截面上，每一懸拼梁段自重所產(chǎn)生的自重彎矩都假設相等。</p><p>　　7.4 預應力筋的引力松弛損失</p><p>　　預應力筋的引力松弛損失指的是由鋼絞線組成的預應力鋼束，在采用</p><p>　　超張拉方法施工中，由鋼絞線松弛引起的損失終極值。此項應力損失可根據(jù)〈〈公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范〉〉JTG

96、 D62—2004 表6.2.6 條的規(guī)定，按下列公式計算。</p><p>　　對于鋼絲、鋼絞線，本設計中采用：</p><p>　　=ψ·ξ（MPa） </p><p>　　式中：ψ——張拉系數(shù)，一次張拉時，ψ=1.0；超張拉時，ψ=0.9；</p><p>　　ξ——鋼筋松弛系數(shù)，I級松弛（普通松弛），ξ=1.0；I

97、I級松弛（低松弛），ξ=0.3；</p><p>　　——傳力錨固時的鋼筋應力，對后張法構件 =---；對先張法構件，=-。</p><p>　　7.5 收縮徐變損失</p><p>　　由混凝土收縮和徐變引起的預應力鋼筋應力損失，這種損失可由以下公式計算：</p><p><b>　?。?.5-1）</b></p

98、><p><b>　?。?.5-2）</b></p><p><b>　?。?.5-3）</b></p><p><b>　　（7.5-4）</b></p><p>　　式中：、——構件受拉、受壓全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失；</p>&l

99、t;p>　　、——構件受拉、受壓全部縱向鋼筋截面重心處由預習應力產(chǎn)生的混凝土法向應力；</p><p>　　——截面回轉半徑，，后張法采用凈截面特性</p><p>　　、——構件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面重心至構件截面重心的距離；</p><p>　　——預應力鋼筋傳力錨固齡期為，計算考慮的齡期為t時的混凝土收縮、徐變，其終極值可按《公路鋼筋混凝土及預應

100、力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62—2004 中表6.2.7取用；</p><p>　　——加載齡期為，計算考慮的齡期為t時的徐變系數(shù)，可按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62—2004 中表6.2.7取用。這里各項預應力損失由橋梁博士程序導出。</p><p>　　第8章 主梁截面強度及應力驗算</p><p>　　8.1 正截面抗彎承載力

101、驗算</p><p>　　在承載能力極限狀態(tài)下，預應力混凝土梁沿著正截面和斜截面都有可能破壞，翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I形截面受彎構件，箱形截面受彎構件的正截面承載能力可參照T形截面計算</p><p>　　1）當符合下列條件時</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　應以寬度為的矩形截面按下面

102、公式計算正截面抗彎承載力：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　混凝土受壓區(qū)高度應按下式計算：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　截面受壓區(qū)高度應符合下列要求：</p><p><b>　?。?）</b

103、></p><p>　　當受壓區(qū)配有縱向普通鋼筋和預應力鋼筋，且預應力鋼筋受壓即（）為正時</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　當受壓區(qū)僅配縱向普通鋼筋或配普通鋼筋和預應力鋼筋，且預應力鋼筋受拉即（）為負時</p><p><b>　?。?）</b></p&g

104、t;<p>　　2）當不符合公式的條件時，計算中應考慮截面腹板受壓的作用，其正截面抗彎承載力應按下列規(guī)定計算：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　此時，受壓區(qū)高度應按下列公式計算，應應符合（4）、（5）、（6）的要求。</p><p><b>　?。?）</b></p>

105、;<p>　　式中 —橋梁結構的重要性系數(shù)，按《預規(guī)》JTG D62-2004第5.1.5條的規(guī)定采用，本設計為二級，取=1.0；</p><p><b>　　—彎矩組合設計值；</b></p><p>　　—混凝土軸心抗壓強度設計值，按《預規(guī)》JTG D62-2004表3.1.4采用；</p><p>　　—縱向預應力鋼筋的抗

106、拉強度設計值，按《預規(guī)》JTG D62-2004表3.2.3-2采用；</p><p>　　—受拉區(qū)縱向預應力鋼筋的截面面積；</p><p>　　—矩形截面寬度或T形截面腹板寬度，本設計應為箱形截面腹板總寬度；</p><p>　　—截面有效高度，，此處為截面全高；</p><p>　　、—受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼筋和預應力鋼筋的合力點至受拉區(qū)

107、邊緣、受壓區(qū)邊緣的距離；</p><p>　　—受壓區(qū)普通鋼筋合力點至受壓區(qū)邊緣的距離；</p><p>　　—T形或I形截面受壓翼緣厚度；</p><p>　　—T形或I形截面受壓翼緣的有效寬度，按《預規(guī)》JTG D62-2004第4.2.2的規(guī)定采用。</p><p>　　由于單元劃分較多，不能一一顯示，因此依據(jù)內(nèi)力和應力值確定顯示結果單

108、元號，一般有跨中、支點、1/4跨、變截面處、配筋變化點等。本模型最終確定顯示計算結果的節(jié)點號為2#（邊跨邊支點）、9#（邊跨1/4截面）、26#（邊跨近中支點截面）、29#（中跨支點）、32#（中跨近中支點）、36#（中跨1/4截面）、51#（中跨跨中截面），見圖8-1。</p><p>　　圖8-1 半跨計算節(jié)點位置圖</p><p>　　8.2 正截面抗彎承載力計算</p>

109、<p>　　由于梁體中的主拉應力都不大于0.5=1.33MPa，故根據(jù)《公橋規(guī)》7.1.6條規(guī)定，箍筋可僅按構造要求設置，取雙肢HRB335直徑16mm的鋼筋，自支座重心起長度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，其間距為100mm，其他梁段箍筋間距采用150mm。</p><p>　　第9章 主梁變形驗算</p><p>　　9.1 正截面抗彎承載力計算</p><p&

110、gt;　　預應力混凝土連續(xù)梁在各個受力階段均有其不同受力特點。從一開始施加預應力，其預應力鋼筋和混凝土就開始處于高應力下。為保證構件在各個階段的安全，除了要進行強度驗算外，還必須對其施工和使用階段的應力情況分別進行驗算。</p><p>　　9.1.1 正截面抗裂驗算</p><p>　　正截面抗裂應對構件正截面混凝土的拉應力進行驗算，并應符合下列要求：</p><p&

111、gt;　　1）全預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下預制構件 </p><p><b>　　（9-1）</b></p><p>　　分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構件</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　2）A類預應力混凝土構件，在作用

112、（或荷載）短期效應組合下</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　但在荷載長期效應組合下</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　斜截面抗裂應對構件斜截面混凝土的主拉應力進行驗算，并應符合下列要求：</p><p>　　

113、1）全預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下預制構件 </p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　現(xiàn)場澆筑（包括預制拼裝）構件</p><p><b>　　（9--6）</b></p><p>　　2）A類和B類預應力混凝土構件，在作用（或

114、荷載）短期效應組合下預制構件 </p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　現(xiàn)場澆筑（包括預制拼裝）構件</p><p><b>　　（9-8）</b></p><p>　　式中 —在作用（或荷載）短期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力，按

115、公式（1）計算；</p><p>　　—在荷載長期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力，按公式（2）計算；</p><p>　　—扣除全部預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓力，按《預規(guī)》JTG D62-2004第6.1.5條規(guī)定計算；</p><p>　　—由作用（或荷載）短期效應組合和預加力產(chǎn)生的混凝土主拉應力，按《預規(guī)》JTG D62

116、-2004第6.3.3條規(guī)定計算；</p><p>　　—混凝土的抗拉強度標準值，按《預規(guī)》JTG D62-2004表3.1.3采用。</p><p>　　受彎構件由作用（或荷載）產(chǎn)生的截面抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力，應按下列公式計算：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中 —按

117、作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值；</p><p>　　—按荷載長期效應組合計算的彎矩值，在組合的活荷載彎矩中，僅考慮汽車、人群等直接作用于構件的荷載產(chǎn)生的彎矩值。</p><p>　　注：后張法構建在計算應力時由自重產(chǎn)生拉應力效應時，公式（9-16），（9-17）中的可用，為構建凈截面抗裂邊緣的截面彈性抵抗距。</p><p>　　由于梁體中的主拉應力都不大

118、于0.5=1.33MPa，故根據(jù)《公橋規(guī)》7.1.6條規(guī)定，箍筋可僅按構造要求設置，取雙肢HRB335直徑16mm的鋼筋，自支座重心起長度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，其間距為100mm，其他梁段箍筋間距采用150mm。</p><p>　　9.1.2 斜截面抗裂驗算</p><p>　　斜截面抗裂應對構件斜截面混凝土的主拉應力進行驗算，并應符合下列要求：</p><p>

119、　　全預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下</p><p>　　預制構件 </p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　現(xiàn)場澆筑（包括預制拼裝）構件</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>