連續(xù)箱梁橋畢業(yè)設(shè)計

1、 3×20m預應力混凝土連續(xù)箱梁分離式立交橋設(shè)計摘 要 本設(shè)計為3×2O米預應力混凝土連續(xù)箱梁分離式立交橋。由于設(shè)計要求上跨一條二級公路，因此選用互不影響直行交通的分離式立交橋。全橋為雙向四車道，分左右兩幅橋進行設(shè)計，單幅結(jié)構(gòu)橫向?qū)挾葹?2m。全橋采用先簡支后連續(xù)的方法進行施工。在設(shè)計過程中，首先進行尺寸擬定，然后計算荷載橫向分配系數(shù)，出于安全性和簡便性，根據(jù)橫向分配系數(shù)決定出以邊梁為例進行內(nèi)力組合并進行配筋計算,最后進行預應力損失及后期結(jié)構(gòu)截面驗算。關(guān)鍵詞 分離式立交橋,箱型梁，預應力混凝土，橫向分配系數(shù)ABSTRACTThe design for the 3 ×

2、; 20 meters of prestressed concrete continuous box girder separate overpass. Because a secondary road across the design requirements, so choose independently of each other direct transport of Separated Interchange. Full two-way four-lane bridge, at around two bridge design, single structure transver

3、se width of 12m. Full-bridge using the first method simple and continuous support construction. In the design process, first, the size of the formulation, and then calculate the lateral load distribution coefficient, for security and simplicity, according to the lateral distribution coefficient to d

4、etermine the side beams and an example of a combination of internal forces Reinforcement, Finally prestressing loss and post-structural cross-sectional checking. Key Words: Separate overpass, Box girder, Prestressed concrete, Horizontal partition coefficient目錄緒 論11.設(shè)計資料21.1 工程概況21.2設(shè)計標準21.3 設(shè)計使用材料及相

5、關(guān)參數(shù)21.4 設(shè)計使用規(guī)范42.橋型方案比選52.1預應力混凝土連續(xù)箱梁橋52.2鋼筋混凝土箱型拱橋52.3預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋62.4比選方案表62.5比選方案分析73.上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定93.1尺寸擬定93.2毛截面幾何特性124.內(nèi)力組合效應134.1 自重作用效應的計算134.1.1結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度計算134.1.2 內(nèi)力計算134.2 可變作用效應計算164.2.1汽車荷載的橫向分布系數(shù)164.2.2沖擊系數(shù)214.2.3車道折減系數(shù)224.2.4可變作用效應計算224.3溫差應力的計算264.4支座沉降的計算284.5內(nèi)力組合304.5.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計304.5.2

6、按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計314.5.3 計算結(jié)果325 預應力鋼筋的估算與布置345.1鋼束的估算345.1.1正彎矩配筋估算345.1.2負彎矩配筋計算345.2鋼束的布置346 預應力損失及有效預應力計算386.1 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力386.2 鋼束預應力損失386.3截面預應力損失合計和有效預應力437.箱梁及截面驗算457.1基本理論457.2計算公式458 抗裂驗算498.1基本理論498.2 正截面抗裂驗算508.3斜截面抗裂驗算519.持久狀況構(gòu)件的應力驗算539.1持久狀況應力計算與驗算539.1.1 持久狀況混凝土壓應力計算與驗算539.1.2 正常使用階段鋼束應力

7、計算與驗算549.2短暫狀況應力計算與驗算5510撓度驗算5710.1計算原理與方法5710.2計算結(jié)果5710.3變形驗算與預拱度設(shè)置58致 謝59參考文獻60緒 論本次畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一座連續(xù)箱梁分離式立交橋，要上跨金武公路。從而改善武威市涼州區(qū)白洪村附近交通狀況。連續(xù)梁橋為中、小跨度常用的橋型，具有技術(shù)成熟，施工方便的特點。連續(xù)梁橋為超靜定結(jié)構(gòu)，是公路橋梁中最常用的橋型，在城市道路交通中應用也很廣泛。 此地區(qū)地形起伏不大，但侵蝕現(xiàn)象嚴重。因此要求我們充分應用所學專業(yè)理論，理論聯(lián)系實際，來完成這個橋梁的設(shè)計。從而培養(yǎng)和訓練我們的專業(yè)設(shè)計能力、獨立解決綜合問題的能力和計算機CAD以及MIDA

8、S應用能力。通過畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，使我們在老師的指導下，自己獨立全面的完成一個工程設(shè)計，使我們在鞏固學過的課程的基礎(chǔ)上，學會考慮問題，分析問題，解決問題。并且繼續(xù)幫助我們學到新東西。培養(yǎng)我們勇于攀登高峰、刻苦鉆研、實事求是、謙虛謹慎、認真負責的工作作風。畢業(yè)設(shè)計是學生走向工作崗位前的一次“實戰(zhàn)演習”。因此畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)學生初步的科學研究能力，提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。11. 設(shè)計資料1.1 工程概況 1 、工程介紹金昌至武威高速公路位于金昌市金川區(qū)、永昌縣、武威市境內(nèi)。本段起點位于永昌縣境內(nèi)， X181北側(cè)約1.5km；終點位于永昌縣水源鎮(zhèn)與武威雙城鎮(zhèn)交界處，

9、路線自西北向東南延伸，主要控制點有：起點永昌縣水源鎮(zhèn)。本項目連接線按雙向四車道一級公路標準建設(shè)，主線按雙向四車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計速度80km/h，路基寬度24.5m；路線全長75.8062公里。 2、 地形地貌擬建橋梁兩側(cè)置于高階地之上，臺地的邊緣，地形起伏不大，侵蝕剝蝕嚴重現(xiàn)象嚴重。橋址區(qū)兩側(cè)臺地之上現(xiàn)已開墾為農(nóng)田。 3、地質(zhì)橋址區(qū)地層主要為第四系風積層、沖積層、洪積層、下白堊統(tǒng)河口群基巖。橋址區(qū)內(nèi)無斷裂構(gòu)造，橋址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定。橋址區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具中腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具中腐蝕性；橋址區(qū)沖積黃土對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具中腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕

10、性。橋位處巖土工程地質(zhì)分層及參數(shù)具體見橋位工程地質(zhì)縱斷面圖及地質(zhì)部分工程地質(zhì)勘察說明。4、 本橋設(shè)計要點 本橋平面分別位于直線(起始樁號:K19+000，終止樁號K19+187.722)：上，縱斷面縱坡2.72%；墩臺徑向布置。為了減小地震力的影響，橋墩宜采用自重輕、重心低、剛度均勻的結(jié)構(gòu)。橋梁下部結(jié)構(gòu)橋墩高度較小均采用圓形柱式墩。橋臺根據(jù)具體橋梁特點即填土高度選擇是否采用U形臺、柱式臺或肋板臺。1.2 設(shè)計標準 1.公路等級：一級公路（雙向四車道） 2.設(shè)計荷載：公路I級 3.設(shè)計洪水頻率： 1/100 4.橋梁斷面： 整體式路段大橋橋梁標準斷面： 中橋：2×（0.5m防撞護欄+凈

11、10.75m+0.75m防護欄）； 5.橋面橫坡： 2.0%； 6.地震動峰值加速度：地震動峰加速度為0.15g。 7.環(huán)境類別：類1.3 設(shè)計使用材料及相關(guān)參數(shù) 1、主要材料 (1) 混凝土預制箱梁、橫梁、現(xiàn)澆接頭及濕接縫采用C50砼；墩臺蓋梁、橋臺耳背墻以及墩臺身采用C30砼；墩臺鉆孔灌注樁基礎(chǔ)及系梁采用C30砼，支座墊石采用C40砼。其質(zhì)量要求應符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）的有關(guān)規(guī)定。 (2) 鋼材 1) 普通鋼筋HRB335帶肋鋼筋應符合鋼筋砼用鋼.第2部分.熱軋帶肋鋼筋（GB1499.22007）的規(guī)定，R235光圓鋼筋應符合鋼筋砼用鋼.第1部分.熱軋光圓

12、鋼筋（GB1499.12008）的規(guī)定，且焊接鋼筋應滿足可焊要求；鋼筋焊接網(wǎng)應符合鋼筋砼用鋼筋焊接網(wǎng)(GB/T 1499.32002)的規(guī)定。凡鋼筋直徑12mm者，均采用HRB335帶肋鋼筋；直徑12mm者采用R235光圓鋼筋。焊接質(zhì)量滿足鋼筋焊接及驗收規(guī)程（JGJ18-2003）。 2) 預應力鋼絞線預應力鋼絞線技術(shù)標準應符合國家標準預應力砼用鋼絞線(GB/T5224-2003)的規(guī)定，抗拉標準強度fpk1860M Pa，公稱直徑15.2mm，公稱面積140mm2，彈性模量Ep=1.95×105M Pa，松弛率為3.5%。 3) 鋼板、鋼管Q235鋼板、鋼管應符合碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/

13、T700-2006）的規(guī)定。 4) 錨具錨具參照OVM系列錨具及其配套設(shè)備設(shè)計。施工時可采用任何符合預應力筋錨具、夾具和連接器（GB/T14370）要求的產(chǎn)品。但需請注意相關(guān)尺寸改變而引起的相應改變。 5) 預應力管道箱梁底板縱向預應力管道、頂板負彎矩鋼束管道采用增強型鍍鋅鋼波紋管成孔。波紋管內(nèi)徑與最小鋼帶厚度關(guān)系嚴格按照預應力砼用金屬波紋管（JG2252007）標準執(zhí)行，(3) 其它材料水泥采用525號高強水泥，砂、石、水等的質(zhì)量要求均按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)的有關(guān)要求執(zhí)行。2、相關(guān)參數(shù)設(shè)計環(huán)境類別為類相對濕度55墩、臺不均勻沉降考慮為L/3000豎向梯度溫度效應：

14、考慮瀝青鋪裝層和橋面現(xiàn)澆層對梯度溫度的影響, 按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定取值。預應力管道成型為鍍鋅鋼波紋管：管道摩擦系數(shù) 0.23管道偏差系數(shù) 0.0015 lm鋼筋回縮和錨具變形為 6mm1.4 設(shè)計使用規(guī)范 （1）公路工程技術(shù)標準（JTG B012003） （2）公路勘測規(guī)范（JTG C102007） （3）公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范（JTG C302002） （4）公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ 06498） （5）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D0602004） （6）公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D0612005） （7）公路鋼筋砼及預應力砼橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004） （8）公路橋涵地基

15、與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D632007） （9）公路涵洞設(shè)計細則（JTG/T D65042007） （10）公路橋梁抗震設(shè)計細則（JTG/T B02012008） （11）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F502011） （12）公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范（JTG D812006） （13）公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則（JTG/T D812006） （14）公路工程砼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范（JTG/T B07012006）2. 橋型方案比選2.1 預應力混凝土連續(xù)箱梁橋 （1）孔徑布置。本方案采取等跨布置，孔徑為3×20m。在中跨下穿過金武公路（二級公路）。布置圖如圖示：圖1連續(xù)箱梁橋橋型布

16、置圖 （2）截面尺寸擬定。小于等于50m跨徑的橋梁一般采用等截面梁較實惠，根據(jù)已建成的橋梁資料分析，梁高 h/Lz=1/151/25；一般取用1/20略高一點。據(jù)此經(jīng)驗，梁高H為1.2m。細部尺寸見后。 （3）施工方案設(shè)計  上部結(jié)構(gòu)為3跨預應力混凝土連續(xù)箱梁，采用先簡支后連續(xù)的施工方法，即采用如下施工方法：1) 預制簡支箱梁，吊裝到位。2) 澆筑墩頂連續(xù)段接著混凝土，達到強度后張拉負彎矩區(qū)預應力剛束并壓注水泥漿。3) 再拆除臨時支座完成體系轉(zhuǎn)換。4) 完成主梁橫向接縫澆注。同時進行護欄和橋面鋪裝的施工。2.2鋼筋混凝土箱型拱橋（1） 孔徑布置。根據(jù)橋涵水文計算，在滿足通航

17、要求的前提下，主要孔徑如上方案一致，布置圖如圖示：圖2拱橋橋型布置圖（2） 施工方法選擇。對于主拱圈的施工，常見的施工方法有懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、轉(zhuǎn)體施工法，對于此橋，考慮到施工環(huán)境的影響，采用纜索吊裝拼裝法。2.3預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋（1） 孔徑布置。預應力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)與連續(xù)梁橋的橋跨布置一樣，只是將連續(xù)梁的橋墩與梁部固結(jié)，使結(jié)構(gòu)形成一個整體。布置圖如下圖示：圖3連續(xù)剛構(gòu)橋橋型布置圖（2） 截面尺寸擬定。連續(xù)鋼構(gòu)的細部尺寸大致與連續(xù)梁橋相同，其截面細部構(gòu)造圖如圖所示。（3） 下部結(jié)構(gòu)。從受力性能上考慮，連續(xù)剛構(gòu)橋利用高墩的柔性來減小主梁跨中彎矩，同時減小橋墩的尺寸；雙薄壁墩對主梁支點的

18、負彎矩有明顯的削峰作用，結(jié)構(gòu)受力合理、性能優(yōu)越。此橋橋墩采用雙薄壁矩形墩，橋臺采用柱式橋臺，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。（4） 施工方法設(shè)計   連續(xù)鋼構(gòu)因敦梁固結(jié)，在采用懸臂澆筑法施工時免去了臨時固結(jié)的施工和解除，因此其最佳施工方法為懸臂澆筑法施工，對于本橋采用此方法施工。2.4比選方案表比較項目方案類別第一方案第二方案第三方案預應力混凝土連續(xù)箱梁橋（3×20m）鋼筋混凝土箱型拱橋（3×20m）預應力混凝土T型鋼構(gòu)橋（3×20m） 橋長67m 67m 67m工藝技術(shù)要求 技術(shù)先進、工藝要求嚴格，所需設(shè)備較少，占用場地較少 已有成熟的工藝技術(shù)經(jīng)

19、驗，需用大量的吊裝設(shè)備，占用場地大，需用勞動力多。 技術(shù)較先進，工藝要求較嚴格。主橋上部構(gòu)造初用掛欄施工外，掛梁需另搞一套安裝設(shè)備。使用效果屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受力較好。主橋橋面較連續(xù)，行車條件好，養(yǎng)護也容易拱的承載潛力大，伸縮縫多，養(yǎng)護也麻煩?？v坡較大，土方量需求較多屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力次于超靜定結(jié)構(gòu)。橋面平整度易受懸臂撓度影響。行車條件稍差。2.5比選方案分析分離式立交橋指的是相交道路間沒有特設(shè)匝道的立交橋。是一種最簡單形式的立交橋，一般情況下只能保證直行方向的交通不受影響。 分離式立交橋應遵循以下設(shè)置原則：(1)在選擇上跨橋橋位時,應盡可能與被交叉路線正交。上跨橋位置的選擇,在保證現(xiàn)有公路的功

20、能和線形標準的前提下與被交叉路線正交可減少上跨橋的長度、跨度,降低工程造價,這是跨線橋設(shè)置的基本原則。(2)上跨橋的縱向線形,應盡可能保持水平式小坡度(不宜大于3%)。特別應避免與被交叉路橫向超高路段相反的縱向線形,否則在路上行車時會產(chǎn)生心理上的混亂感。(3)當被交叉路處于曲線路段,尤其是小半徑曲線,應盡量不設(shè)上跨構(gòu)造物,否則橋下行車的安全性受到影響。(4)上跨構(gòu)造物應盡可能提供較高和較寬的橋下凈空,最好以一跨跨越被交叉公路,以給人以舒暢,開闊的感覺。(5)跨越干線公路的上跨橋應采用輕盈的受力體系,簡潔明快的橋型結(jié)構(gòu)為宜,在較短的路段內(nèi)不宜采用過多的橋梁結(jié)構(gòu)形式。 隨著經(jīng)濟和交通的發(fā)展以及基礎(chǔ)

21、建設(shè)的快速推進，分離式立交橋的數(shù)量會越來越多，重要性會越來越大!在進行跨線橋設(shè)計時，應該把對結(jié)構(gòu)的美化設(shè)計和最低程度地減少對原有交通的影響放在突出位置，綜合考慮工期因素，選擇最合適的橋型方案! 綜上所述，優(yōu)先選擇方案一，預應力混凝土連續(xù)箱梁橋。 3. 上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定 3.1尺寸擬定1.跨徑擬定 即橋長67m，擬定跨徑總長為60m，為簡便計算且施工方便，使其分為3跨。每跨20m。2.梁高1).支點處梁高：規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在115125之間，本橋跨徑為20m。當橋梁建筑高度不受限制時，增大梁高是比較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板厚度，而混凝土用量增加

22、不多，但是可以節(jié)省預應力鋼束用量。綜合考慮，本橋取梁高為1.2m，即L/16.67。符合要求。2).跨中梁高：本方案采取等截面連續(xù)箱梁。故與支點等高為1.2m。3.頂板與底板箱梁截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負彎矩的主要工作部位，其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個方面的控制。支墩處底板還要承受很大的壓應力，一般來講：等截面的底板厚度也隨梁高變化，跨中處底板為2025cm，底板厚度最小為12cm。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。本設(shè)計中底板在跨中厚18cm，頂板厚18cm；支點處底板厚為25cm，頂板厚為18cm。4.腹板腹板的功能是承受截面的剪應力和主壓應力，其最小厚度應考

23、慮筋的位置和混凝土澆筑的要求。大跨度預應力混凝土箱梁橋，腹板厚度可以從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處較大的剪力。本設(shè)計跨中腹板厚18cm，支點處加寬至25cm。5.橫隔梁橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變。支承處的橫隔梁還起著承擔和分布支承反力的作用。在跨中設(shè)置30cm厚橫隔板。6.梗腋梗腋設(shè)置在頂板、底板與腹板的接頭處，其形式一般為1:1、1:2、1:3、1:4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)剪應力和畸形應力，此外，梗腋還可減弱應力的集中程度。本設(shè)計中，根據(jù)箱室外形設(shè)置1:4的上部梗腋。7.尺寸詳圖及橫斷面布置圖3-1中梁跨中（單位尺寸：

24、cm）圖3-2中梁支點（單位尺寸：cm）圖3-3邊梁跨中（單位尺寸：cm）圖3-4 邊梁支點（單位尺寸：cm） 圖3-5 橫斷面布置（單位尺寸：cm）3.2毛截面幾何特性 表3-1截面幾何特性計算結(jié)果截面位置截面積A()截面慣矩I()中性軸高度()預制中梁跨中0.98690.16990.7325支點1.1560.18880.7預制邊梁跨中1.08320.18210.7652支點1.25240.20340.7303成橋中梁跨中1.03790.17610.7755支點1.19670.19790.7390成橋邊梁跨中1.1280.1830.7862支點1.29740.22410.74914.內(nèi)力組合

25、效應 4.1 自重作用效應的計算本橋使用的是先簡支后連續(xù)的施工方法，施工主要有以下幾個步驟：1) 第一施工階段，為主梁的預制階段，待混凝土達到設(shè)計強度的90%后張拉正彎矩區(qū)的預應力鋼束，并壓注水泥漿，再將各跨預制梁安裝到位，形成由臨時支座支撐的簡支體系。2) 第二施工階段，先澆注兩跨之間接頭處的混凝土，待達到設(shè)計強度后張拉負彎矩區(qū)預應力鋼束，壓注水泥漿。3) 第三施工階段，拆除全部臨時支座，主梁支撐在永久支座上，完成體系轉(zhuǎn)換，再完成主梁橫向現(xiàn)澆接縫，最終形成三跨連續(xù)梁的空間結(jié)構(gòu)體系。4) 第四施工階段，完成護欄和橋面鋪裝的施工。由施工階段可知，結(jié)構(gòu)的自重是分階段進行的，主要包括第一施工階段結(jié)構(gòu)

26、自重的荷載集度，成橋后第一施工階段自重的增量結(jié)構(gòu)的二期作用自重。針對橋面的特點將空間結(jié)構(gòu)簡化為平面結(jié)構(gòu)進行計算，只考慮單片梁的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，把結(jié)構(gòu)自重效應平均分到每片梁上，而在進行汽車作用效應計算時考慮荷載的橫向分布系數(shù)。4.1.1 結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度計算1 .預制箱梁一期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度： 邊梁：2. 成橋后箱型一期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度增量預制梁計入每片梁間現(xiàn)澆橋面板及橫隔梁濕接縫混凝土后的自重作用荷載集度即為成橋后箱型梁一期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度增量。 邊梁：3. 二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度橋面鋪裝采用10cm瀝青混凝土鋪裝，且鋪裝成寬10.75m，瀝青混凝土重度為23kN/m3,8cm

27、厚C40混凝土調(diào)平層，另外一側(cè)護欄按每米延長0.30 m3混凝土計，混凝土重度按25kN/m3,因橋橫向由4片梁組成，則每片梁承擔的全部二期永久作用的1/4：4.1.2 內(nèi)力計算本橋為先簡支后連續(xù)的連續(xù)梁，施工過程中包含了結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，所以結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算過程必須首先將各施工階段產(chǎn)生的階段內(nèi)力計算出來然后進行內(nèi)力疊加。第一施工階段，結(jié)構(gòu)體系為簡支梁結(jié)構(gòu)，自重作用荷載為第二施工階段，由于兩跨接頭較短，混凝土重量較小，其產(chǎn)生的內(nèi)力較小，且會減小跨中彎矩，姑忽略不計第三施工階段，結(jié)構(gòu)體系以及那個轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁，因臨時支座間距較小，故忽略臨時支座移除產(chǎn)生的效應，自重作用荷載僅為翼緣板和橫隔梁接頭重力，即

28、第四施工階段，結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)梁，自重作用荷載為橋梁二期自重作用荷載，即。圖4-1 橋梁模型圖 1.第一施工階段結(jié)構(gòu)自重作用效應由midas可以導出跨中、1/4截面、端截面的內(nèi)力，內(nèi)力如下表4-1：表4-1 第一階段施工內(nèi)力截面左支點1/4截面1/2截面3/4截面右支點彎矩()0926.11234.9926.10剪力()258.61129.31.23129.3258.61 2.第三施工階段的效應第三施工階段通過澆濕接縫完成橋面的橫向連接，此期荷載增量假定均勻分配給四片梁。此階段中跨梁的計算跨徑為20m，邊跨的計算跨徑為19.6m，長度相差不大，都取為20m計算。通過midas可以得出第三施工階段

29、外力作用結(jié)果：第三施工階段自重作用效應引起內(nèi)力結(jié)果如表4-2： 表4-2 第三施工階段自重作用截面剪力（kN）彎矩（kN·m）邊跨左支點13.3-1.2邊跨1/4截面545.8邊跨1/2截面-3.350邊跨3/4截面-11.612.7邊跨右支點-19.9-66.3中跨左支點16.6-66.3中跨1/4截面8.3-3.9中跨1/2截面-1.516.9 3. 第四施工階段自重作用效應內(nèi)力第四施工階段結(jié)構(gòu)體系與第三階段相同，作用為二期自重作用載，通過midas得出數(shù)據(jù)結(jié)果。 第四施工階段自重作用效應引起的內(nèi)力如下表4-3： 表4-3 第四施工階段自重作用截面剪力（kN）彎矩（kN·

30、;m）截面剪力（kN）彎矩（kN·m）邊跨左支點99.8-1.4邊跨左支點-149.4-496.6邊跨1/4截面37.5343.1邊跨1/4截面124.6-496.6邊跨1/2截面-24.8374.7邊跨1/2截面62.3-29.3邊跨3/4截面-87.194.8邊跨3/4截面-3.7126.44 .結(jié)構(gòu)自重作用效應總應力上述3個階段內(nèi)力均為階段內(nèi)力，每個施工階段的累計內(nèi)力需要內(nèi)力疊加得到，具體疊加結(jié)果邊梁如表4-4：表4-4結(jié)構(gòu)自重作用總效應內(nèi)力截面剪力（kN）彎矩（kN·m）截面剪力（kN）彎矩（kN·m）邊跨左支點-371.7-2.0邊跨左支點427,9-5

31、62.9邊跨1/4截面-171.81315邊跨1/4截面-399.8-562.9邊跨1/2截面28.11659.6邊跨1/2截面-199.9892.9邊跨3/4截面2281033.6邊跨3/4截面-3.951378.2a)b)圖4-2 a)自重作用剪力圖（單位：KN）； b)自重作用彎矩圖（單位：KN·m）4.2 可變作用效應計算4.2.1 汽車荷載的橫向分布系數(shù)1.邊梁荷載橫向分布影響線 .邊跨邊梁荷載橫向分布系數(shù)（1）邊跨抗彎、抗扭慣矩計算：查上表毛截面特性得：；由對等跨常截面連續(xù)梁橋等效簡支梁抗彎慣矩換算系數(shù)為：邊跨：1.432，中跨：1.86?？古T矩換算系數(shù)為：邊中均為1。

32、則邊跨的等剛度常截面簡支梁的抗彎慣矩和抗扭慣矩分別為：（2） 比例參數(shù)和計算：（3）荷載橫向分布影響線計算：查公路橋梁荷載橫向分布計算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.1、0.15之間按內(nèi)插法得，繪制影響線：表4-5邊跨邊梁橫向分布系數(shù)影響線梁號123410.03850.12070.4690.2900.1560.085圖4-3 邊跨邊梁影響線 (4)荷載橫向分布系數(shù)的計算表4-6邊跨邊梁橫向分布系數(shù)梁號荷載橫向分布系數(shù)公路一級10.8505 . 中跨邊梁荷載橫向分布系數(shù) (1)則中跨的等剛度常截面簡支梁的抗彎慣矩和抗扭慣矩分別為： (2)比例參數(shù)和

33、計算： (3)荷載橫向分布影響線計算：查公路橋梁荷載橫向分布計算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.15、0.2之間按內(nèi)插法得，繪制影響線：表4-7中跨邊梁橫向分布系數(shù)影響線梁號123410.050.15680.5060.2920.140.062圖4-4 中跨邊梁影響線 (4)荷載橫向分布系數(shù)的計算：表4-8中跨邊梁橫向分布系數(shù)梁號荷載橫向分布系數(shù) 公路一級10.822 2.中梁荷載橫向分布影響線 .邊跨中梁荷載橫向分布系數(shù) （1）邊跨抗彎、抗扭慣矩計算：查上表毛截面特性得：I=0.1699； 由對等跨常截面連續(xù)梁橋等效簡支梁抗彎慣矩換算系數(shù)為：邊跨

34、：1.432，中跨：1.86?？古T矩換算系數(shù)為：邊中均為1。則邊跨中梁的等剛度常截面簡支梁的抗彎慣矩和抗扭慣矩分別為： (2)比例參數(shù)和計算： (3)荷載橫向分布影響線計算：查公路橋梁荷載橫向分布計算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.08之間按內(nèi)插法得，繪制影響線：表4-9邊跨中梁橫向分布系數(shù)影響線梁號123420.03590.080.2840.3080.2360.172圖4-5 邊跨中梁影響線（4） 荷載橫向分布系數(shù)的計算：表4-10邊跨中梁橫向分布系數(shù)梁號荷載橫向分布系數(shù)公路一級20.798 .中跨中梁荷載橫向分布系數(shù) (1)中跨抗彎、抗扭慣

35、矩計算： 則中跨中梁的等剛度常截面簡支梁的抗彎慣矩和抗扭慣矩分別為： (2)比例參數(shù)和計算： (3)荷載橫向分布影響線計算：查公路橋梁荷載橫向分布計算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.1之間按內(nèi)插法得，繪制影響線：表4-11中跨中梁橫向分布系數(shù)影響線梁號123420.04670.10.2940.3180.2350.162圖4-6 中跨中梁影響線 (4)荷載橫向分布系數(shù)的計算：表4-12中跨中梁橫向分布系數(shù)梁號荷載橫向分布系數(shù)公路一級 20.79954.2.2 沖擊系數(shù)=2.93對于正彎矩效應；橋梁自振頻率 =2.53當時， =0.15, 1.15對

36、于負彎矩效應：橋梁自振頻率=4.4當時，=0.245 , 1.2454.2.3 車道折減系數(shù)本橋為雙向四車道，即單向雙車道。按橋規(guī)二車道不折減，故折減系數(shù)為：14.2.4 可變作用效應計算由midas導出汽車荷載內(nèi)力，如下表4-13：4-13汽車荷載內(nèi)力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大彎矩（kN·m）最小彎矩（kN·m）邊跨左支點34.95-379.640-109.1邊跨1/4截面80.98-281.71919.35-122.92邊跨1/2截面210.46-141.171348.59-296.62邊跨3/4截面297.46-70.27974.57-420.41邊跨右

37、支點413.8-11.8187.8-96.19中跨左支點52.7-408.3187.8-96.19中跨1/4截面68.29-322.71609.5-560.92中跨1/2截面322.61-68.28609.5-560.86考慮荷載橫向分布系數(shù)后的汽車荷載內(nèi)力如表4-14：4-14考慮橫向分布系數(shù)的汽車荷載內(nèi)力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大彎矩（kN·m）最小彎矩（kN·m）邊跨左支點28.73-312.060-89.7邊跨1/4截面66.6-231.56755.8-101.04邊跨1/2截面173-116.041108.55-243.82邊跨3/4截面244.5-

38、57.76801.1-345.58邊跨右支點340.14-9.7154.37-790.68中跨左支點43.31-335.6154.37-790.68中跨1/4截面56.13-265.3501-461.06中跨1/2截面265.2-56.13501-461.06以下為汽車荷載作用下的彎矩和剪力影響線：圖4-6 邊跨左支點彎矩影響線圖4-7 邊跨左支點剪力影響線圖4-8 邊跨四分點彎矩影響線圖4-9 邊跨四分點剪力影響線圖4-10 邊跨跨中彎矩影響線圖4-11 邊跨跨中剪力影響線圖4-12 邊跨四分之三點彎矩影響線圖4-13 邊跨四分之三點剪力影響線圖4-14 中跨左支點彎矩影響線圖4-15 中跨

39、左支點剪力影響線圖4-16 中跨四分點彎矩影響線圖4-17 中跨四分點剪力影響線圖4-18 中跨跨中彎矩影響線圖4-19 中跨跨中剪力影響線4.3溫差應力的計算根據(jù)通規(guī)4.3.10規(guī)定，混凝土上部結(jié)構(gòu)豎向溫差反溫差為正溫差乘以-0.5的系數(shù)。根據(jù)通規(guī)4.3.10-3規(guī)定差基數(shù)為：，。由midas導出溫度梯度效應彎矩剪力數(shù)據(jù)如下表4-15示：表4-15溫度荷載內(nèi)力截面正梯度溫度負梯度溫度剪力彎矩剪力彎矩邊跨左支點-30.07015.040邊跨1/4截面-30.14106.9915.07-53.5邊跨1/2截面-30.14287.8115.07-144.9邊跨3/4截面-30.14408.3615

40、.07-204.18邊跨右支點-30.14589.215.07-294.6中跨左支點0589.20-294.6中跨1/4截面0589.20-294.6中跨1/2截面0589.20-294.6與上表相應的主梁溫度作用次內(nèi)力分布如圖4-20所示。a）b) c) d) 圖4-20 溫度作用次內(nèi)力a) 正梯度溫度剪力圖（單位：KN）；b）正梯度溫度彎矩圖（單位：KN· m）；c)反梯度溫度剪力圖（單位：KN）；d）反梯度溫度彎矩圖（單位：KN· m）4.4支座沉降的計算支座沉降應考慮的荷載工況較多，一個支座的沉降有4種可能，兩個支座的沉降有6種可能，三個支座的沉降有6種可能，四個支

41、座的沉降同樣也有1種可能，也就是說結(jié)構(gòu)的支座沉降一共有17種可能，用Midas即可方便的計算出結(jié)構(gòu)沉降產(chǎn)生的各控制截面的內(nèi)力包絡(luò)值。如下表4-21所示：表4-21 基礎(chǔ)沉降內(nèi)力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大彎矩（kN·m）最小彎矩（kN·m）邊跨左支點56.4-570.000.00邊跨1/4截面56.4-57200.31-196.4邊跨1/2截面56.4-57538.87-534.86邊跨3/4截面56.4-57764.58-758.24邊跨右支點56.4-571103.14-1090.46中跨左支點110.2-110.21053.48-1018.96中跨1/4截

42、面110.2-110.2661.88-657.12中跨1/2截面110.2-110.2334.14-333.04 a）b)圖4-21 基礎(chǔ)變位作用次內(nèi)力a）剪力包絡(luò)圖（單位：KN）；b)彎矩包絡(luò)圖（單位:kN·m）4.5內(nèi)力組合 為了進行預應力鋼束的計算，在不考慮預加力引起的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力及混凝土收縮徐變次內(nèi)力的前提下，按橋規(guī)通規(guī)第4.1.6條和第4.1.7條規(guī)定，根據(jù)可能出現(xiàn)的荷載進行第一次內(nèi)力組合。4.5.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計基本組合。永久作用的設(shè)計值效應和可變作用設(shè)計值效應相結(jié)合，其效應組合表達式為： (4.1)式中承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應組合設(shè)計值結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)

43、，按通規(guī)表1.0.9規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級采用，對應于設(shè)計安全等級一級、二級和三級分別取1.1、1.0、0.9；第i個永久作用效應的分項系數(shù)，當永久作用效應對結(jié)構(gòu)承載力不利時取，對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時，其分項系數(shù)取，其他永久作用效應分享系數(shù)見通規(guī)；第i個永久作用的標準值；汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）的分項系數(shù)，取；汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）的標準值；作用效應組合中除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）、風荷載外的其他第j個可變作用效應的分項系數(shù)，取，但風荷載的分項系數(shù)??；在作用效應組合中除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j個可變作用效應的標準值；在作用效應組合中

44、除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應的組合系數(shù)，取值見通規(guī)第4.1.6條。根據(jù)通規(guī)第4.1.6條規(guī)定，各種作用的分項系數(shù)取值如下結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)恒載作用效應的分項系數(shù)?。▽Y(jié)構(gòu)承載力不利），或（對結(jié)構(gòu)承載力有利）基礎(chǔ)變位作用效應的分項系數(shù)汽車荷載效應的分項系數(shù)取溫度作用效應的分項系數(shù)取則承載能力極限狀態(tài)組合下，對結(jié)構(gòu)承載不利時4.5.2按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計1.作用短期效應組合永久作用標準值效應與可變荷載作用頻遇值效應相組合，其效應表達式為： (4.2)式中 短期作用組合設(shè)計值 第j個可變作用效應的頻遇值系數(shù)。汽車荷載（不計沖擊力）；人群荷載；風荷載；溫度梯度作用；其他作用

45、 第j個可變作用效應的頻遇值； 則長期作用效應組合為： 2.作用長期效應組合永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為： (4.3)式中 短期作用組合設(shè)計值第j個可變作用效應的準永久值系數(shù)。汽車荷載（不計沖擊力）；人群荷載；風荷載；溫度梯度作用；其他作用 第j個可變作用效應的準永久值；根據(jù)通規(guī)第4.1.7條規(guī)定，各種作用的分項系數(shù)取值如下：汽車荷載（不計沖擊力）效應的準永久值系數(shù)取溫度作用效應的準永久值系數(shù)取則長期作用效應組合為： 774.5.3 計算結(jié)果根據(jù)上述要求進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。4-22內(nèi)力組合（邊梁）截面類別內(nèi)力分量承載能力極限狀

46、態(tài) （不利）短期效應組合長期效應組合結(jié)構(gòu)自重基礎(chǔ)沉降汽車荷載溫度荷載邊跨左支點最大彎矩-2.6000-3.12-2.6-2.6最小彎矩-2.60-89.70-128.7-65.39-38.48最大剪力-371.756.428.7315.07-335.7774-283.133-291.752最小剪力-371.7-57-312.06-30.14-968.3212-671.254-577.636邊跨1/4截面最大彎矩1315200.32755.8106.992937.28382129.9721903.232最小彎矩1315-196.4-101.0453.51296.5021090.6721120.9

47、84最大剪力-171.856.466.615.07-42.8794-56.724-76.704最小剪力-171.8-57-231.56-30.14-615.7412-415.004-345.536邊跨1/2截面最大彎矩1659.6538.861108.55287.814353.62663204.6932872.128最小彎矩1659.6-534.56-243.82-144.9984.3012838.446911.592最大剪力28.156.417315.07345.9606217.656165.756最小剪力28.1-57-116.04-30.14-214.1332-134.24-99.428

48、邊跨3/4截面最大彎矩1033.6764.58801.1408.363511.34122685.6382445.308最小彎矩1033.6-758.24-345.58-204.18-186.6636-129.89-26.216最大剪力22.856.4244.515.07439.7006262.406189.056最小剪力22.8-57-57.76-30.14-138.9012-98.744-81.416邊跨右支點最大彎矩-562.91103.14154.37589.21199.13121119.6591073.348最小彎矩-562.9-1090.46-790.68-294.6-3139.79

49、0-2442.516-2205.312最大剪力427.956.4340.1415.071059.7166734.454632.412最小剪力427.9-57-9.7-30.14414.5028339.998342.908中跨左支點最大彎矩-562.91053.48154.37589.21150.46441069.9991023.688最小彎矩-562.9-1018.96-790.68-294.6-3069.7208-2371.016-2133.812最大剪力-399.8110.243.310-311.13-259.283-272.276最小剪力-399.8-110.2-335.60-1057.596-744.92-644.24中跨1/4截面最大彎矩892.9661.88501589.22998.93842376.842226.54最小彎矩892.9-657.12-461.06-294.6-506.6896-322.642-184.324最大剪力-199.9110.256.130-53.302-50.409-67.248最小剪力-199.9-110.2-165.30-579.296-425.81-376.22中跨1/2截面最大彎矩1378.2334.14501589.23260.11322534.42384.1最小彎矩1378.2-333.04-461.06-