4×30m先簡支后連續(xù)梁橋施工圖設計

1、430m先簡支后連續(xù)梁橋施工圖設計摘 要本次畢業(yè)設計課題是430米先簡支后連續(xù)梁橋施工圖設計。為了計算結果的準確與方便，本課題采用橋梁博士軟件進行結構計算，橋梁博士為我們提供了便捷的計算過程，準確的計算結果提高了工作效率。運用橋梁博士軟件進行結構計算，計算過程大致如下。首先，參照公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d60-2004），擬定方案設計尺寸，主要包括上部結構、下部結構以及附屬結構尺寸。其次，據(jù)施工工藝，建立模型劃分結構單元。本課題結構采用懸臂施工法，從施工工藝角度離散結構劃分單元，支座及變截面處必須為單元節(jié)點。把擬定好的結構尺寸輸入橋梁博士軟件中，其中的細部信息嚴格依據(jù)設計規(guī)范以及橋梁博士

2、使用說明，通過橋梁博士軟件計算，可以得到結構各個單元的內力與位移，從而計算橋梁支座及跨中的剪力和彎矩。內力計算完畢后，估算結構配筋面積，本結構為部分預應力結構，預應力鋼筋、普通鋼筋都需考慮。通過橋梁博士計算流程，容易得到各個單元截面所需的配筋面積，依據(jù)輸出的配筋面積可以初步擬定預應力鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)。最后把初步擬定的鋼束信息輸入橋梁博士中，進行結構安全驗算，通過橋梁博士軟件圖文并茂的顯示，很容易得到結構安全驗算的結果。結構安全驗算是個細部工作，必須通過多次驗算才能得到理想結果，經(jīng)過多次調節(jié)各號鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)以及加配普通鋼筋，最終使得結構安全驗算合格。關鍵詞： 先簡支后連續(xù)梁，預應力混

3、凝土，體系轉換abstract my graduate design issue is the construction design for simply supported continuous beam bridge (440m) meter. in order to have exact and facilitate results， the issue use dr. software which can provide a convenient and fast process and increase the efficiency of work. after using dr.

4、 software， the process of calculation is more or less as follows.firstly， after referring to highway bridge design general specification (jtg d60-2004)， you can make an initial draft including the upper structure， the lower part structure and the subsidiary structure size. secondly， according to con

5、struction technology， you can build models of structural units. from the perspective of the structure of discrete units and supporting the need for variable cross-section unit nodes， the issue adopt the method of cantalever.when input the initial draft into dr. bridge software， you must design the d

6、etailed information strictly according to design specifications and instructions for use dr. bridge software. through the calculation of dr. bridge software， you can estimate internal force and displacement of each part. therefore you can calculate bridge bearings and shearing force or flexural mome

7、nt of mid-span. then you can estimate reinforcing bars when completing calculation. there are three parts in this structure including prestressed structure， prestressed steel and ordinal steel which are necessary to be considered. through the flow of dr. bridge software， you can easily get reinforce

8、ment area of each section. also you can drawn up preliminary prstressed beam steel radical number according to the output of reinforcement area. at last， you must input it into dr. bridge software in order to check the structure safety. by the illustration of dr. bridge software， you can easily get

9、the result of checking the structural safety， which is detail work. if you want to get a ideal result， you must check in many times. after several adjustments of the steel beam， the beam for the numbers increase with the beam and with a few ordinary steel， you can make checking the structural safety

10、 qualified.kwywords: continuous beams， prestressed concrete，system conversion 目 錄摘 要1abstract2緒論71 方案比選81.1 技術標準81.2 技術規(guī)范81.3 構思宗旨81.4 初擬a、b、c三種橋型方案92 方案簡介及上部結構尺寸擬定102.1 主跨徑的擬定102.2 順橋向主梁尺寸擬定（跨中截面）102.3 橫橋向的尺寸擬定102.4 線性的選定112.5 附屬設施112.6 下部結構112.7 技術規(guī)范122.8 本橋主要材料122.9 橋梁設計荷載123 橋面板的計算133.1 主橋橋面板一計算

11、133.1.1 恒載內力133.1.2 活載內力133.2主橋橋面板二計算143.2.1恒載內力143.2.2 活載內力153.2.3 內力組合153.3 主梁橋面板懸臂板的計算163.3.1 恒載內力以縱向取1m的板條計算163.2.2 活載產(chǎn)生的內力163.3.3 行車道板的設計內力163.4 橋面板配筋173.4.1支點處配筋，沿縱向取1m寬板條計算173.4.2 跨中處配筋，沿縱向取1m寬板條計算174 電算模型174.1 使用軟件174.2 模型分析與建立174.3 恒載、活載內力計算184.3.1 恒載內力的計算184.3.2活載內力計算224.4 其他因素引起的內力計算354.4

12、.1 溫度引起的內力計算354.4.2 支座位移引起的內力計算354.4.3 一期恒載體系轉換后徐變引起的次內力計算364.5 內力組合394.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內力組合394.5.2 正常使用極限狀態(tài)的內力組合394.5.3 內力組合（一）404.6 預應力鋼束數(shù)量的確定及布置454.6.1 預應力鋼束面積的確定454.6.2 預應力鋼束根數(shù)的確定494.6.3 預應力束的布置504.7 預應力損失計算514.7.1 預應力鋼束與管道壁之間的摩擦損失（）514.7.2 錨具變形、鋼束回縮引起的應力損失（）524.7.3 分批張拉時混凝土彈性回縮引起的應力損失（）524.7.4 預應力

13、鋼筋的應力松弛損失（）524.7.5 混凝土引起的預用力損失()524.8 全梁的截面特性計算534.8 內力組合（二）575 各項應力驗算575.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算575.1.1 正截面抗彎承載力計算575.1.2 斜截面抗剪承載力計算605.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算605.2.1 電算應力結果605.2.2截面抗裂驗算645.2.3 正常使用階段豎向最大位移（撓度）655.3 持久狀況應力驗算655.3.1 混凝土截面法向壓應力驗算685.3.2 受拉區(qū)預應力鋼束拉應力驗算685.3.3 斜截面主壓應力驗算685.4 短暫狀況構件的應力計算695.5 錨下局部應力驗算

14、745.5.1 錨具745.5.2 截面尺寸驗算745.5.3 局部承壓承載力驗算756 主梁施工工藝756.1 0#段施工技術756.1.1 施工工藝流程756.1.2 地基處理756.1.3 搭設臨時支墩及支架756.1.4 鋼筋施工756.1.5 預應力管道施工766.1.6 梁體砼施工766.1.7 張拉及封錨施工766.1.8 0#段預壓776.2 先簡支后連續(xù)施工776.2.1 先簡支后連續(xù)施工工藝流程見下面工藝流程圖776.2.2 模板設計制作和安裝拆卸786.2.3 鋼筋制安及預應力筋管道的埋設786.2.5體系轉換79結論79緒 論畢業(yè)設計是專業(yè)理論知識靈活運用于工程設計實踐

15、的一次升華，是大學學習的閉幕。畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段，是深化、拓展、綜合教和學的重要過程，是對大學期間所學知識的全面總結。本次畢業(yè)設計課題是上武高速公路河南段專用連續(xù)梁橋施工圖設計，橋梁結構為四跨裝配式預應力混凝土連續(xù)梁橋（440m）。為了計算結果的準確與方便，本課題采用橋梁博士軟件進行結構計算，橋梁博士為我們提供了便捷的計算過程，準確的計算結果，提高了工作效率。運用橋梁博士軟件進行結構計算，計算過程大致如下。首先，參照公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d60-2004），擬定方案設計尺寸，主要包括上部結構、下部結構以及附屬結構。其次，依據(jù)施工工藝，建

16、立模型劃分結構單元。本結構采用懸臂施工法，從施工工藝角度離散結構劃分單元，支座及變截面處必須為單元節(jié)點。把擬定好的結構尺寸輸入橋梁博士軟件中，其中的細部信息嚴格依據(jù)設計規(guī)范以及橋梁博士使用說明，通過橋梁博士軟件計算，可以得到結構各個單元的內力與位移，從而計算橋梁支座及跨中的剪力和彎矩。內力計算完畢后，估算結構配筋面積，本結構為部分預應力結構，預應力鋼筋、普通鋼筋都需考慮。通過橋梁博士計算流程，容易得到各個單元截面所需的配筋面積，依據(jù)輸出的配筋面積可以初步擬定預應力鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)。最后把初步擬定的鋼束信息輸入橋梁博士中，進行結構安全驗算，通過橋梁博士軟件圖文并茂的顯示，很容易得到結構安全驗

17、算的結果。結構安全驗算是關鍵之處，必須通過多次驗算才能得到理想結果，經(jīng)過多次調節(jié)各號鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)以及加配普通鋼筋，最終使得結構安全驗算合格。 在設計過程中，我們碰到了許多問題，如軟件使用、專業(yè)知識、規(guī)范使用等，通過翻閱專業(yè)資料、請教指導老師以及討論研究，最終得到了圓滿地解決。畢業(yè)設計使我們受益菲淺，不僅進一步深化了我們的專業(yè)知識，而且也提高了我們的計算機使用能力。1 方案比選1.1 技術標準設計荷載：汽車荷載：公路-級 人群荷載：0kn/橋梁凈空：總寬34.5m：0.5（防撞墻）15.251（防撞墻） 車道：33.75m 橫 坡：橫坡2 縱 坡：考慮兩岸的引橋坡度和橋面標高，具體擬定如

18、下：邊跨橋臺起至主跨跨中為直線，其坡度為2。橋面鋪裝：8cm水泥混凝土+10cm瀝青混凝土截面形式：根據(jù)不同方案而異材 料：預應力混凝土連續(xù)梁采用號混凝土；預應力鋼筋采用270k級鋼絞線（15.24），極限抗拉強度1860mpa；普通鋼筋采用hrb335級螺紋鋼筋，構造鋼筋采用r235光圓鋼筋。 地質條件：地面上不為粘土，再往下為中細沙，再往下為亞粘土，再往下為粘土夾卵礫石，直到地下將近四五十米的地方才為卵礫巖。1.2 技術規(guī)范1. 中華人民共和國行業(yè)標準公路工程技術標準（jtgb01-2003）。2. 中華人民共和國交通部標準公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtj023-2004）

19、。3. 中華人民共和國交通部標準公路橋涵施工技術規(guī)范（jtg/t f50-2011）。4. 中華人民共和國交通部標準高速公路交通安全設計及施工技術規(guī)范（jtj074-94）。5. 中華人民共和國交通部標準公路橋梁板式橡膠支座（jt/t4-93）。1.3 構思宗旨在我國，安全、經(jīng)濟、適用、美觀是橋梁設計中的主要考慮因素，安全尤為重要。比選標準:（1） 符合當?shù)乜傮w發(fā)展規(guī)劃，滿足交通、通航、泄洪等能力要求。（2） 橋梁構造形式要簡潔、輕巧、美觀，能反映出本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平。（3） 設計方案求結構新穎，同時保證橋梁結構受力合理，技術可靠，施工方便。1.4 初擬a、b、c三種橋型方案表1-1 方案比

20、選標準a 先簡支后連續(xù)梁橋b 預應力混凝土連續(xù)變截面箱梁橋c 鋼筋混凝土梁拱組合橋安全施工難度施工難度最小，對地質要求低施工難度中等，對地質要求中等施工難度最大，對基礎要求較高抗載地 震、沖擊能力較強中等較弱功能跨越能力單孔最大約30m，跨徑較小，通航能力受限主跨可達60m，跨越能力強，利于航運主跨單孔跨徑可達百米，跨越能力最大梁系截面尺寸梁系為等截面結構，自重較大梁系為變截面空心結構，利于減輕結構自重梁系為變截面空心結構，利于減輕結構自重同跨徑，豎向荷載作用下預應力筋產(chǎn)生的預應力抵消結構自重產(chǎn)生的彎矩，亦即減小了結構的跨中彎矩主梁變形撓度曲線平緩，使結構受力明確，但支點處承載力較大能充分發(fā)揮

21、材料的性能，但在兩側產(chǎn)生較大的水平推力，對基礎要求較高經(jīng)濟施工方法澆筑墩臺混凝土，同時預制縱梁和橫隔梁，張拉預應力筋，安裝拱肋鋼管及吊桿、泵送鋼管混凝土、張拉吊桿及橫隔梁內預應力筋、吊裝箱梁、澆筑橋面板，最后進行橋面系施工，造價最低采用懸臂施工法，在進行橋墩橋臺施工同時，進行主梁節(jié)段的預制加工。等基礎強度符合設計要求時，再拖運至現(xiàn)場進行懸臂安裝，直至中間濕接縫合攏為止，張拉鋼筋后再進行橋面施工，造價中等采用纜索吊裝拼裝法，拱上建筑采用預制安裝法，造價最高工程量混凝土用量中等，鋼筋用量較少混凝土用量較多，但鋼材用量中等混凝土用量最少，但鋼材用量最多人工費和機具設備費最少中等最多工期較短中等較長養(yǎng)

22、護和后期營運養(yǎng)護難度較低，后期受損易修復養(yǎng)護難度較低，后期受損較難修復養(yǎng)護難度較低，后期受損最難修復美觀橋型橋型兩邊對稱，簡單大方與當?shù)丨h(huán)境交向呼應橋型多變復雜橋型如彎月，優(yōu)美結論推薦方案比選方案比選方案2 方案簡介及上部結構尺寸擬定本設計經(jīng)方案比選后采用等截面先簡支后連續(xù)梁結構，全長。 上部結構根據(jù)通行要求布置雙向6車道車道，采用單箱單室，箱寬3.331m。因基礎底面土質較差，采用樁柱式橋墩，橋臺采用樁柱式橋臺，墩臺均采用嵌巖樁基礎。2.1 主跨徑的擬定 跨徑擬定為40m，則全聯(lián)跨徑為2.2 順橋向主梁尺寸擬定（跨中截面）預應力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與邊跨徑之比通常在之間，標準設計中，高跨

23、比約在，當建筑高度不受限制時，增大梁高是比較經(jīng)濟的方案。可以節(jié)省預應力鋼束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根據(jù)橋下通車線路情況，并且為達到美觀的效果，取，即梁高為2.204m。本設計經(jīng)方案比選后采用四跨裝配式部分預應力混凝土連續(xù)梁結構，全長160m。根據(jù)橋下通航凈空要求，跨徑擬定為40m。 上部結構根據(jù)通行要求布置3車道，采用單箱單室，箱寬3.331m。因基礎底面土質較差，采用樁柱式橋墩，橋臺采用樁柱式橋臺，墩臺均采用嵌巖樁基礎。2.3 橫橋向的尺寸擬定上部結構根據(jù)通行3個車道要求，左側0.5m防撞墻，右側1m連續(xù)墻，采用單箱單室型箱梁。圖2-1 主梁橫斷面2.4 線性的選

24、定橋面鋪裝：選用8cm厚40號水泥混凝土調平層，上加三涂fyt-1改進型防水層，其上再加10cm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。橋面橫坡：根據(jù)橋規(guī)規(guī)定橫坡為1.5%3，取2，該坡度由梁底支座控制。豎曲線：考慮兩岸的引橋坡度和橋面標高，具體擬定如下：左邊自0號橋臺起至主跨跨中為直線，其坡度為2，右邊自3號橋臺起至主跨跨中亦為直線，其坡度為2。2.5 附屬設施1橋面鋪裝：選用8cm厚40號水泥混凝土調平層，上加三涂fyt-1改進型防水層，其上再加10cm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。2錨具：本設計采用gvm15-4和gvm15-5型錨及其配套設備。3支座：主橋四跨等截面先簡支后連續(xù)箱梁采用gyz和gyzf系列板式橡

25、膠支座，其性能應符合交通行業(yè)相關標準的規(guī)定，具體支座型號、參數(shù)詳見相關設計圖紙及產(chǎn)品說明書。4伸縮縫：根據(jù)高速公路的使用特點和平整度要求，主橋橋梁伸縮縫均采用d160毛勒伸縮縫。5防撞護欄：外側防撞護欄采用組合式防撞護欄，內側防撞護欄采用波形防撞護欄。2.5 下部結構由于0號臺地質條件較好，承臺直接落于弱風化巖石上作為基礎，所以不采用樁基基礎，而3號臺則是采用樁基基礎。下部的尺寸按照同地質條件和跨徑擬定，具體尺寸如下：圖2-2 下部結構圖2.7 技術規(guī)范公路工程技術標準(jtg b01-2003)公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d60-2004）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（jtg

26、d62-2004）2.8 本橋主要材料預應力混凝土連續(xù)梁采用號混凝土；預應力鋼筋采用270k級鋼絞線（15.24），；非預應力鋼筋采用hrb33級螺紋鋼筋，構造鋼筋采用r235光圓鋼筋。2.9 橋梁設計荷載根據(jù)規(guī)定荷載等級為公路級。3 橋面板的計算3.1 主橋連續(xù)單向板第一部分計算3.1.1 恒載內力以縱向1m寬的板條進行計算，沒延米板上的恒載g，則：瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層： 將承托的面積平坦于橋面板上，則： 主梁的自重： 合計：每米寬板條的恒載內力：計算跨徑：，所以取彎矩 剪力 3.1.2 活載內力根據(jù)公橋規(guī)，公路級車輛荷載的布置，要求板的最不利受力，后輪軸重為p=140kn，著地

27、長度為，寬度為有效分布寬度：（兩后輪軸距）所以取，說明支點處有效分布寬度無重疊?？傻冒宓挠行Х植紝挾葓D，在影響線上進行最不利情況的加載，利用結構力學計算得出簡支單向板的內力。作用于每米寬板條上的彎矩為： 圖3-1 單向板內力計算圖示作用于每米板條上的剪力為： , 3.1.3 內力組合由于所以：跨中彎矩 支點彎矩 3.2主橋橋面板二計算3.2.1恒載內力以縱向1m寬的板條進行計算，沒延米板上的恒載g，則：瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層： 將承托的面積平坦于橋面板上，則： 主梁的自重： 合計：每米寬板條的恒載內力：計算跨徑：，所以取 彎矩 剪力 3.2.2 活載內力根據(jù)公橋規(guī)，公路級車輛荷載的布

28、置，要求板的最不利受力，后輪軸重為p=140kn，著地長度為，寬度為有效分布寬度：（兩后輪軸距）所以取，說明支點處有效分布寬度無重疊?？傻冒宓挠行Х植紝挾葓D，在影響線上進行最不利情況的加載，利用結構力學計算得出簡支單向板的內力。作用于每米寬板條上的彎矩為：作用于每米板條上的剪力為： , 3.2.3 內力組合由于所以：跨中彎矩 支點彎矩 3.3 主梁橋面板懸臂板的計算懸臂板長度按短懸臂計算對于邊主梁外側懸臂板或沿縱縫不相連接的懸臂板，在計算根部最大彎矩時，應將車輪荷載靠板的邊緣布置。 圖3-2 懸臂板計算3.3.1 恒載內力以縱向取1m的板條計算瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層：人行道和欄桿：主

29、梁自重：合計： 每米寬板條的恒載內力：彎矩 剪力3.2.2 活載產(chǎn)生的內力一個車輪荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：（兩后輪軸距）兩后輪的有效分布寬度發(fā)生重疊，應一起計算其有效分布寬度。頂板中線上2個車輪對于懸臂板根部的有效分布寬度為：有效分布高度見圖。作用于每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米板條上的剪力為：3.3.3 行車道板的設計內力 所以箱形梁腹板頂板處的設計彎矩為：箱型梁頂板中間截面的設計彎矩為; 支點處的設計剪力為：3.4 橋面板配筋3.4.1支點處配筋，沿縱向取1m寬板條計算混凝土強度等級為c50，鋼筋采用hrb335，則：截面計算高度：, 將各參數(shù)代入數(shù)值：整理后得到： 取直徑為1

30、2100的hrb335鋼筋,3.4.2 跨中處配筋，沿縱向取1m寬板條計算, 將各參數(shù)代入數(shù)值：整理后得到： 取直徑為12300的hrb335鋼筋,4.4 其他因素引起的內力計算4.4.1 溫度引起的內力計算 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)公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d60-2004）第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，豎向日照反溫差為正溫差乘以-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力。4.4.2 支座位移引起的內力計算由于各個支座處的豎向支

31、座反力和地質條件的不同引起支座的不均勻，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，所以由它引起的內力是構成內力的重要組成部分。按矩陣位移法求解支座沉降次內力。在橋梁設計中，支座沉降工況的選取是應慎重考慮的問題。一般綜合考慮橋址處的地質、水文等情況，根據(jù)已建橋梁的設計經(jīng)驗來定。有時需選取幾種沉降工況計算，這樣就存在一個工況組合的問題。澄江一般對每個截面挑最不利的工況內力值作為沉降次內力。其計算方法是：四跨連續(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，所得到的內力進行疊加，取最不利的內力范圍。4.5 內力組合根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（jtg d60-2004）第4.1.6條

32、和第4.1.7條規(guī)定，進行承載能力極限狀態(tài)的內力組合和正常使用極限狀態(tài)的內力組合。4.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內力組合 組合i：基本組合在此基本組合考慮永久作用結構重力、基礎沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯度作用，則基本組合作用效應表達式為：式中：結構重要性系數(shù)，取為1.0； 永久作用結構重力效應分項系數(shù)，取為1.2；可變作用荷載效應分項系數(shù)，取為1.4；除汽車荷載效應（含沖擊力、離心力）、風荷載外其它可變作用效應系數(shù)；永久作用結構重力效應標準值；可變作用汽車荷載效應標準值。4.5.2 正常使用極限狀態(tài)的內力組合（1）短期組合在此短期組合考慮永久作用結構重力、基礎沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯

33、度作用，則短期組合作用效應表達式為：式中：可變作用荷載效應頻遇值系數(shù)，汽車取為0.7，溫度梯度取為0.8，其他1.0；第j個可變作用荷載效應頻遇值。（2）長期組合在此長期組合考慮永久作用結構重力、基礎沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯度作用，則長期組合作用效應表達式為：式中：可變作用荷載效應頻遇值系數(shù)，汽車取為0.4，溫度梯度取為0.8，其他1.0；第j個可變作用荷載效應準永久值。4.5.3 內力組合（一）按照橋規(guī)要求和以上計算結果，可進行承載能力極限狀態(tài)的內力組合和正常使用極限狀態(tài)的內力組合。組合結果用來按承載能力及按應力估算鋼束，這里只簡要給出承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)組合的彎矩和剪力

34、包絡圖（見下圖）。彎矩包絡圖 剪力包絡圖圖4-4 承載能力極限狀態(tài)內力包絡圖彎矩包絡圖剪力包絡圖圖4-5 正常使用極限狀態(tài)內力包絡圖4.6 預應力鋼束數(shù)量的確定及布置4.6.1 預應力鋼束面積的確定根據(jù)各個截面正截面抗裂要求，確定預應力鋼束數(shù)量。根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）規(guī)定，正截面抗裂應滿足下列條件要求：全預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下，分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構件應滿足：式中：在作用（或荷載）短期效應組合下構件抗裂性驗算截面邊緣混凝土的法向拉應力； 扣除全部預應力損失后的預加力在構件抗裂性驗算截面邊緣產(chǎn)生的混凝土有效預壓應力。配置主梁縱向預應力筋的目的是使

35、預應力混凝土梁在預應力和使用荷載共同作用下截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應力截面上、下緣均不出現(xiàn)拉應力，該條件可表示為： 可將上面的式子改寫為： 式中： 、分別表示預應力筋在截面上、下緣產(chǎn)生的有效預壓應力；、分別為截面上、下緣的抗彎模量（可按毛截面考慮）；、表示在作用（或荷載）短期效應組合下，計算截面最大、最小彎矩（自帶符號）。由預應力鋼束所產(chǎn)生的截面上、下緣產(chǎn)生的有效預壓應力分三種情況討論：（1） 截面上、下緣均配置預應力筋由預應力鋼束及在截面上、下緣產(chǎn)生的應力分別為： 將式（4-3）、（4-4）分別代入式（4-5）、（4-6），聯(lián)立方程式后解得：由此可得到上、下緣所需鋼束的面積為： 式中：、分別表

36、示截面上、下緣的預應力鋼筋重心距截面重心的距離；a估算鋼筋數(shù)量時近似采用毛截面面積；分別表示截面上、下緣每束（股）預應力筋的截面積；預應力筋的張拉控制應力；預應力損失，按張拉控制應力的20估算。（2） 只在截面下緣配置預應力筋時由下緣預應力鋼筋在截面上、下緣產(chǎn)生的應力分別為： 由截面下緣不出現(xiàn)拉應力來控制，下緣所需的有效預加力為： 由式可估算出下緣截面所需的鋼束的面積。（3）只在截面上緣配置預應力筋時由上緣預應力鋼筋在截面上、下緣產(chǎn)生的應力分別為： 由截面上緣不出現(xiàn)拉應力來控制，上緣所需的有效預加力為： 由式可估算出上緣截面所需的鋼束的面積。擬采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積，抗拉強度標準

37、值，張拉控制應力取，預應力損失按張拉控制應力的20估算。所需預應力鋼絞線的面積為：由橋梁博士估算結構配筋面積可得到正常使用極限狀態(tài)短期荷載效應組合下的配筋估算面積，各截面所需預應力鋼束的截面面積，見下表如表，取兩表中較大值作為估算值。4.6.3 預應力剛束的布置（1）布置原則：1）為避免梁體產(chǎn)生橫向彎曲，預應力筋應在截面上對稱布置，各施工階段都要滿足對稱布置的原則；2）為滿足布置、錨固等需要，預應力筋在梁體內可以平彎和豎彎，但要避免平彎和豎彎的疊加，且平彎和豎彎（不包括抗剪因素）的角度不宜大于20，半徑不能小于4m，常常取大于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

38、使用多次反向曲率變化的連續(xù)束；3）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及梗脅內，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；4）頂、底板的預應力筋應適量集中布置在腹板及梗脅等混凝土較厚的位置，而不宜采用均勻分散的布置方式，底板索一般都平行于底板布置；5）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；6）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；7）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，盡量使管道上下對齊，以便澆注和振搗，不宜采用梅花型布置，特

39、別當管道間距較小時；8）為了便于計算，應盡量減少預應力鋼筋的類型。9）本橋采用預埋金屬波紋管，根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第9.4.9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。10）根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第9.4.10規(guī)定，后張法預應力構件的曲線預應力鋼束的曲率半徑不宜小于4m。（2）鋼束的布置全橋預應力鋼束的布置情況，可參考后面的施工圖，現(xiàn)選取部分截面斷面，畫出鋼4.7 預應力損失計算由于施工中預應力鋼束的張拉采用后張法，故按公橋規(guī)（jtg d62-2004）第6.2.1條，應計算以下各項預應力損失：4.7.1 預

40、應力鋼束與管道壁之間的摩擦損失按“公預規(guī)”第6.2.2條規(guī)定，計算公式為： 式中：張拉鋼束時錨下的控制應力，mpa；鋼束與管道壁的摩檫系數(shù)，對于預埋金屬波紋管，取u0.20； 從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計；k 管道每米局部偏差對摩檫的影響系數(shù)，取k0.00251；x 從張拉端至計算截面的管道長度（以m計），可近似取其在縱軸上的投影長度。4.7.2 錨具變形、鋼束回縮引起的應力損失根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第6.2.3條，計算公式為：式中：錨具變形、鋼束回縮值（以mm計），按公橋規(guī)表6.2.3采用；本設計采用鋼制錐形錨具，每端由鋼束回縮引起的變形值為6mm

41、，兩端壓縮變形為12mm；預應力鋼束的有效長度，mm；4.7.3 分批張拉時混凝土彈性回縮引起的應力損失根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第6.2.5條，后張法構件采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于后張拉的鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失為：式中： 在計算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應力（mpa）；預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。4.7.4 預應力鋼筋的應力松弛損失 根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第6.2.6條，預應力鋼束由于鋼筋松弛引起的預應力損失終極值，按下式計算：式中：張拉系數(shù)，一次張拉時，；超張拉時， 鋼筋松弛系數(shù)，級松弛（普通

42、松弛），；級松弛（低松弛），；在橋梁博士計算程序中，松弛率填寫項輸入0時，則系統(tǒng)自動根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）6.2.6-1公式計算松弛損失，此時松弛系數(shù)取用0.3。 傳力錨固時的鋼束應力，對后張法構件。4.7.5 混凝土引起的預用力損失由混凝土收縮和徐變引起的應力損失可按公橋規(guī)（jtg d62-2004）第6.2.7條，進行計算，其計算結果由橋梁博士程序得到。4.8 全梁的截面特性計算由于強度和應力驗算中用到的截面各有不同，故應計算各截面的凈截面特性和換算截面特性，此計算過程由程序進行，結果見下表。4.9 預加力次力矩和徐變次內力計算4.9.1 預加力產(chǎn)生的次內力由于預加力次力矩

43、的計算在點算程序中已經(jīng)全部考慮，故這部分的計算不再進行。這里僅就次力矩的計算方法做一些介紹。首先選定結構基本體系，計算出預加力對基本體系的彎矩，此為靜定力矩。即初預矩；然后用力法求解結構在預加力作用下的贅余力，此即所謂“二次內力矩”。初預矩和二次內力矩之和即為預加力對結構的綜合力矩。4.9.2 收縮徐變引起的次內力計算根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）的編制理念，使用階段的收縮徐變時間應為“0”天，而將結構的收縮徐變考慮到施工階段中，即添加一個較長施工周期(如3650天)，用以完成結構的收縮徐變，而不在使用階段考慮。根據(jù)公橋規(guī)（jtg d62-2004）第4.2.12條規(guī)定，在先期結構上由

44、于結構自重產(chǎn)生的彎矩，經(jīng)過混凝土徐變重分配，在后期結構中時的彎矩，可按下式計算：式中 在先期結構自重作用下，按先期結構體系計算的彎矩； 在先期結構自重作用下，按后期結構體系計算的彎矩；從先期結構加載齡期至后期結構計算所考慮時間時的徐變系數(shù)，當缺乏符合當?shù)貙嶋H條件的數(shù)據(jù)時，可按公橋規(guī)（jtg d62-2004）附錄f計算；從先期結構加載齡期至后期結構計算所考慮時間時的徐變系數(shù)。 按以上規(guī)定，由橋梁博士有限元軟件程序可算出全橋結構的徐變次內力，見表如下。根據(jù)上表可得到承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的彎矩包絡圖和相應的剪力包絡圖，見圖如下。 彎矩包絡圖 剪力包絡圖 圖4-6 承載能力極限狀態(tài)內力

45、包絡圖 彎矩包絡圖 剪力包絡圖圖4-7 正常使用極限狀態(tài)組合內力包絡圖 彎矩包絡圖剪力包絡圖圖4-8 正常使用極限狀態(tài)組合內力包絡圖5 各項應力驗算5.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.1.1 正截面抗彎承載力計算由于單元劃分較多，不能在此一一顯示，因此依據(jù)內力和應力值確定顯示結果單元號，一般有跨中、支點、1/4跨、變截面處、配筋變化點等。部分的：2#（邊跨邊支點）、11#（邊跨1/4截面）、41#（中跨近中支點）、41#（中跨中支點）、43#（中跨近中支點）、52#（中跨1/4截面）、62#（中跨跨中）。圖5-1 半跨計算節(jié)點位置圖橋梁博士系統(tǒng)計算結果5.1.2 斜截面抗剪承載力計算由于梁

46、體中的主拉應力都不大于，故根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-2004）第7.1.6條規(guī)定，箍筋可僅按構造要求設置，取雙肢hrb33516的鋼筋，自支座中心起長度不小于一倍梁高范圍內，其間距為100mm，其他梁段箍筋間距采用200mm。5.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算5.2.1 電算應力結果使用階段荷載組合應力（長期效應）根據(jù)橋梁博士系統(tǒng)計算結果輸出使用階段荷載組合1應力（長期效應）見表如下。注：正截面抗裂性驗算僅給出邊跨邊支點、邊跨1/4截面、邊跨跨中截面、邊跨距近中支點、中跨支點、中跨近中支點、中跨跨中的，當然其他的也是滿足的。5.2.2截面抗裂驗算1.驗算條件根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-20

47、04）第6.1.1規(guī)定，應滿足下列條件：（1）正截面抗裂對于部分預應力a類構件，在作用（荷載）短期效應組合下，應符合下列條件：對于部分預應力a類構件，在作用（荷載）長期效應組合下，應符合下列條件：（2）斜截面抗裂對于部分預應力a類構件，在作用（荷載）短期效應組合下，應符合下列條件：預制段：現(xiàn)澆段：2.驗算結果根據(jù)前述應力計算結果，長期效應（組合1）混凝土邊緣未出現(xiàn)拉應力，符合。同時短期效應（組合2）拉應力與主拉應力，也符合與，現(xiàn)澆段主拉應力也符合。其他單元也是滿足的。計算結果表明，正、斜截面的抗裂性均能滿足規(guī)范要求。5.2.3 正常使用階段豎向最大位移（撓度）1使用階段的撓度計算使用階段的撓度

48、值，按短期荷載效應組合計算，并考慮撓度長期影響系數(shù)，其取值按公預規(guī)（jtg d62-2004）第6.5.3規(guī)定，對于c50混凝土取。短期效應組合作用下的撓度值，利用橋梁博士計算程序得到，中跨跨中撓度值，自重產(chǎn)生的中跨跨中撓度值 。因此，消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮撓度長期影響系數(shù)后，使用階段撓度值為 ：計算結果表明，使用階段的撓度值滿足規(guī)范要求。2預加力引起的反拱計算及預拱度的設置按公預規(guī)（jtg d62-2004）第6.5.4規(guī)定，預應力混凝土受彎構件由預加力引起的反拱值等于預加力引起的撓度乘以長期增長系數(shù)，取2.0。根據(jù)橋梁博士計算程序可得到中跨跨中由預應力引起的反拱度為：將預加力引起的反拱

49、與按荷載短期效應影響產(chǎn)生的長期撓度值相比較可知，由于預加力產(chǎn)生的長期反拱值小于按荷載短期效應組合計算的長期撓度，所以按公預規(guī)（jtg d62-2004）第6.5.5規(guī)定可設預拱度。5.3 持久狀況應力驗算按持久狀況設計的預應力混凝土受彎構件，應計算其使用階段正截面混凝土的法向壓應力、受拉鋼筋的拉應力及斜截面的主壓應力。計算時作用（或荷載）取其標準值，不計分項系數(shù)，汽車荷載應考慮沖擊系數(shù)。由橋梁博士計算程序得到正常使用極限狀態(tài)組合應力驗算結果5.3.1 混凝土截面法向壓應力驗算根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-2004）第7.1.5規(guī)定：未開裂構件受壓區(qū)混凝土的最大壓應力應滿足最大壓應力 滿足規(guī)范要求

50、；5.3.2 受拉區(qū)預應力鋼束拉應力驗算根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-2004）第7.1.5規(guī)定：未開裂構件受拉區(qū)預應力鋼絞線的最大拉應力應滿足由橋梁博士計算程序得到預應力鋼絞線在極限狀態(tài)組合（標準組合）最大拉應力結果5.3.3 斜截面主壓應力驗算根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-2004）第7.1.6規(guī)定：混凝土主壓應力在作用標準值組合下應符合下式規(guī)定最大壓應力滿足規(guī)范要求；最大主拉應力在30號節(jié)點，其值因此因此需要按下式計算箍筋的間距。式中： 箍筋的抗拉強度標準值；同一截面內箍筋的總截面面積；截面腹板寬度。按本條計算的箍筋用量少于按斜截面抗剪承載力計算的箍筋用量，因此按斜截面抗剪承載力計算結果配置

51、箍筋。計算結果表明，使用階段正截面混凝土的法向壓應力、預應力鋼絞線的拉應力及斜截面的主壓應力均滿足規(guī)范要求。5.4 短暫狀況構件的應力計算橋梁構件按短暫狀況設計時，應計算其在制作、運輸及安裝等施工階段，由自重、施工荷載等引起的正截面和斜截面的應力，并不應超過規(guī)范規(guī)定的限值。根據(jù)公預規(guī)（jtg d62-2004）第7.2.8條規(guī)定：預應力混凝土受彎構件，在預應力和構件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應力應符合下列規(guī)定：壓應力 拉應力 當時，預拉區(qū)應配置其配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋； 當時，預拉區(qū)應配置其配筋率不小于0.4%的縱向鋼筋； 當時，預拉區(qū)應配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內插取用。拉應力不應超過。式中 、按短暫狀況計算時截面預壓區(qū)、預拉區(qū)邊緣混凝土的壓應力、拉應力；、與制作、運輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強度相應的抗壓強度、抗拉強度標準值。由橋梁博士有限元模型計算結果可得到各施工階段應力驗算結果，由于單元過多，現(xiàn)選取二期恒載施工完成后施工階段（第14施工階段）及橋梁在