4×30m先簡支后連續(xù)連續(xù)箱梁畢設(shè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘要預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋優(yōu)點很多，比如構(gòu)造過程中整體剛度較大，動力性能良好，施工過程中工期較短，同時主梁撓曲變形相對較小，這樣對行車速度要求較高，通常適用于高速公路。另外，就先簡支后轉(zhuǎn)連續(xù)施工方法而言，由于其成橋后，在支點會產(chǎn)生負(fù)彎矩，對跨中的正彎矩進(jìn)行了平衡，從而提高了橋梁整體穩(wěn)定性與耐久性，比普通的簡支梁橋受理更均勻更合理。目前在大多高速公路橋中應(yīng)用極其廣泛。 本設(shè)計主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，對主橋430 m連續(xù)箱梁進(jìn)行了基本的設(shè)計。擬建該大橋正跨馬跑溝河，為

2、“U”字形河谷，工程地質(zhì)分區(qū)屬于沖洪積平原地質(zhì)區(qū)，橋址區(qū)域位于管子溝河道及兩岸，河道兩岸地勢較為開闊，地形較為平坦，河道溝道較深。本設(shè)計一開始先對橋址資料包括水文、地質(zhì)、氣象進(jìn)行描述，同時查閱了其適用的設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及材料的選取，隨即確定了設(shè)計方案及施工方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計過程大致如下：截面尺寸的擬定，每跨各個控制截面的內(nèi)力及其各類組合的計算匯總，估束及布筋（預(yù)應(yīng)力鋼筋），對承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力驗算，對正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行構(gòu)件抗裂性及變形驗算，對持久狀況和短暫狀況進(jìn)行構(gòu)件截面應(yīng)力驗算等。其中，鋼束布置時，由于使用的是Midas軟件建模，故一片中梁邊跨共設(shè)36根15.2鋼絞線，即N1每束設(shè)5根

3、，N2、N3、N4每束均設(shè)4根，且N1、N2、N3、N4均設(shè)為2束；中跨跨中共設(shè)32根鋼絞線，即N1、N2、N3、N4每束均設(shè)5根，且N1、N2、N3、N4均設(shè)為2束；中支點共設(shè)52根鋼絞線，即T1、T3每束均設(shè)4根，T2每束設(shè)3根，且T1、T2設(shè)為2束，T3設(shè)為3束。驗算后得知，主梁設(shè)計結(jié)構(gòu)安全，并滿足公路橋梁規(guī)范的各項要求。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；連續(xù)箱梁；先簡支后轉(zhuǎn)連續(xù)AbstractPrestressed concrete continuous box girder bridges has many advantages, such as greater overall stiffness d

4、uring construction, good dynamic performance, the construction process shorter duration, while the main beam deflection is relatively small, so the higher speed of traffic requirements, generally applicable on the highway. In addition, on the simply supported - continuous construction method, since

5、it a bridge, at the fulcrum will produce negative moment, cross the positive moment was balance, thereby improving the overall stability and durability of the bridge, Charpy than ordinary bridge accept more uniform and reasonable. Currently the most telling highway bridge in applications is extremel

6、y broad.The design of the main beams of prestressed concrete box girder, the main bridge 4 30 m continuous box girder made the basic design. The proposed bridge being Kuama ditch run for the U shaped valley, engineering geological zoning belong to the alluvial plain of the geological area, the bridg

7、e site area is located on the river and on both sides of the pipe ditch, river sides more open terrain, the terrain is relatively flat, river deeper channel. The design of a bridge began on the first site information, including hydrology, geology, meteorology description, check the design of its app

8、licable technical standards and the selection of materials, then determine the design and construction methods. Structural design process is as follows: a cross-sectional size of the formulation, calculated across a broad cross-section of the internal forces to control its various combinations of ea

9、ch summary, estimates and fabric reinforcement beam (prestressing steel), for the ultimate limit state checking the bearing capacity of normal limit state member crack resistance and deformation analysis of the situation and short lasting section stress member status checking and so on. Wherein, whe

10、n the steel beam arrangement, as is the Midas software modeling, it is a center sill side span a total of 36 15.2 strand, which is located 5 per tow N1, N2, N3, N4 are located four per bundle, and N1, N2, N3, N4 are set to 2 bundle; cross cross Party set up 32 strands, namely N1, N2, N3, N4 are loca

11、ted 5 per bundle, and N1, N2, N3, N4 are set 2 bundle; fulcrum total of 52 strands, namely T1, T3 are located four per bundle, T2 located 3 per bundle, and T1, T2 to 2 beams, T3 is set to 3 bundles. After checking that the main design of the structural safety of the beam, and to meet the requirement

12、s of highway bridge specification. After checking that the main design of the structural safety of the beam, and to meet the requirements of highway bridge specification.Keywords: Prestressed; Continuous box girder; Simple Support - Continuous目錄 TOC o 1-3 h z u 畢設(shè)總結(jié).77致謝.781. 橋址資料1.1 地質(zhì)、地形、水文及氣象資料全稱

13、是營盤水至雙塔高速公路，是國家高速公路網(wǎng)青島至銀川高速公路山西定邊至武威聯(lián)絡(luò)線的重要組成路段，是京拉高速公路與連霍高速公路的連接線，也是甘肅省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要路段。路線全長157.56公里，全線采用四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為80公里/小時，路基寬度25.5米。全線設(shè)互通式立交5處（預(yù)留1處），分離式立交11處。起點位于甘寧交界的白銀市景泰縣營盤水，途徑景泰縣城、景泰縣寺灘鄉(xiāng)、古浪縣裴家營、大靖鎮(zhèn)、土門鎮(zhèn)，終點位于武威市古浪縣泗水鎮(zhèn)雙塔，與甘肅省永古高速公路相連。營雙高速公路建成后不僅對地處西北的甘肅、寧夏、新疆、青海及內(nèi)蒙古等地的公路網(wǎng)建設(shè)具有重要的作用，而且將成為西北與華北、東北

14、各省市的一條紐帶。營雙高速公路建成后，從方向前往等地的車輛將能減少190公里左右的路程。營雙高速公路是甘肅省第一條在沙漠地帶修建的高速公路。項目全線位于與交界的和祁連山余脈向過渡地帶。同時，線路位于祁連山與南北地震帶的景泰地震亞帶，是我國重點監(jiān)視的主要地震活動區(qū)域之一。該大橋橋址區(qū)位于管子溝河道及沖溝兩岸，工程地質(zhì)分區(qū)屬于沖洪積平原地質(zhì)區(qū)，橋址區(qū)地層巖性較為簡單，主要有第四系沖洪積粉細(xì)砂、黃土、角礫。溝底出露角礫層（稍濕，青灰色，中密多呈棱角、片狀，骨料成分以變質(zhì)砂巖、板巖碎屑為主）。另外，河道兩岸地勢較為開闊，地形較為平坦，河道溝道較深，海拔高程1728-1751m左右，相對高差23m，溝寬

15、約180m。設(shè)計流量978,河床平時干涸無水，只有在暴雨季節(jié)有短暫性洪水，橋梁跨徑設(shè)置可依地形控制，不受流量影響。而沖溝兩岸出露沖洪積粉細(xì)砂（淺黃色，稍濕，中密，具有層理，多與黃土以互層形式出現(xiàn)），沖洪積黃土（淺黃色，硬塑-堅硬，土質(zhì)不均勻，多與粉細(xì)砂以互層形式出現(xiàn)）。1.2 設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1. 設(shè)計荷載：公路級荷載；2. 設(shè)計洪水頻率：1/100。3. 橋面凈寬：2凈-10.75m4. 設(shè)計車道：單幅3車道。5. 地震烈度：地震峰值加速度為0.20g，地震烈度等級為7度。6. 橋面橫坡：雙向 2%橫坡。1.3 材料選用1. 混凝土：選用C50混凝土構(gòu)件類型如下：預(yù)制主梁、端橫梁、跨中橫隔板、中

16、橫梁以及橋面現(xiàn)澆層；選用瀝青混凝土：橋面鋪裝。2. 普通鋼筋：選用R235和HRB335兩種類型鋼筋。若鋼筋直徑，則用HRB335熱軋帶肋鋼筋；若鋼筋直徑，則用R235鋼筋。3. 預(yù)應(yīng)力鋼筋：選取抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、公稱直徑的低松弛高強度鋼絞線。4. 橋面鋪裝: 橋面現(xiàn)澆層選用8厚C50混凝土，防水層選用10厚瀝青混凝土。1.4 施工方法施工方法：先簡支后轉(zhuǎn)連續(xù)施工法施工要點：施工過程工藝及其質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，均參照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JT J041-2000）中相關(guān)規(guī)定。然而，根據(jù)上部整體結(jié)構(gòu)特點，還應(yīng)注意以下幾點：上部梁體結(jié)構(gòu)：1）箱梁施工工藝流程如下：主梁預(yù)制架梁焊接現(xiàn)澆連續(xù)接頭的連接鋼筋及橫

17、隔板連接鋼筋，綁扎橫梁鋼筋及橫隔板鋼筋澆筑現(xiàn)澆連續(xù)接頭范圍混凝土待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90后，張拉負(fù)彎矩鋼束拆除臨時支座，形成連續(xù)體系澆筑橫隔板混凝土，剩余部分濕接縫混凝土以及現(xiàn)澆橋面板混凝土橋面系施工成橋。 圖1-1 施工過程簡圖2）設(shè)置臨時支座，安裝好永久支座后逐孔吊裝主梁，將各片主梁置于臨時支座上成為簡支狀態(tài)，同時搭接好橋面板鋼筋及端橫梁鋼筋。3)接好連續(xù)接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，安裝頂板束波紋管并穿預(yù)應(yīng)力鋼束。在氣溫最低時，澆筑連續(xù)接頭，中橫梁及其兩側(cè)與頂板負(fù)彎矩束同長度范圍內(nèi)的橋面板，達(dá)到設(shè)計強度的90后，張拉頂板負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束，并向波紋管內(nèi)壓注水泥漿。4）接頭施工完成后得澆筑

18、剩余部分橋面板濕接縫混凝土，剩余部分橋面板濕接縫混凝土應(yīng)由跨中向支點逐一澆筑。澆筑完成后拆除臨時支座，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。解除臨時支座時，應(yīng)特別注意嚴(yán)防高溫影響橡膠支座的質(zhì)量問題。5）搭接好頂板鋼束張拉預(yù)留槽口處鋼筋后，現(xiàn)澆調(diào)平層混凝土，噴灑防水層，再進(jìn)行護(hù)欄施工，橋面鋪裝施工以及伸縮縫的安裝。6）預(yù)制箱梁時應(yīng)保證支座預(yù)埋鋼板的位置、高度準(zhǔn)確。另外，護(hù)欄、伸縮縫的錨固鋼筋應(yīng)預(yù)先埋置好，并處理好預(yù)留泄水孔位置。7）所有預(yù)制箱梁的正彎矩鋼束均采用兩端張拉，且應(yīng)在橫橋向?qū)ΨQ均勻張2. 主梁的細(xì)部尺寸擬定 圖2-1 截面形式及尺寸2.1 梁高依連續(xù)梁橋可知，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的中支點主梁高度與其跨徑之比（

19、高跨比）一般處在1/151/25范圍，而跨中梁高與主跨徑之比一般在1/401/50范圍。當(dāng)建筑高度不受限制的情況下，增大梁高往往較經(jīng)濟(jì)，因增大梁高僅僅增加了腹板的高度，而混凝土用量增加并不是很多，反倒能大大地節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束的用量。估算連續(xù)梁在支點、跨中的梁高值分類如下：等高度梁： H=（）L，常用H=（）L。變高度（曲線）梁支點處：H=（）L，跨中H=（）L。變高度（直線）梁支點處：H=（）L，跨中H=（）L。因本設(shè)計采用的是等高度的預(yù)制箱梁，故按預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁設(shè)計取梁高值為160cm，高跨比,滿足規(guī)范要求。2.2 頂板厚度當(dāng)確定箱形截面頂板的厚度時，往往要考慮：橋面板橫向受彎的力學(xué)要求

20、，縱向預(yù)應(yīng)力束和橫向受力鋼筋布置時的構(gòu)造要求。根據(jù)以上要求按預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁設(shè)計,選取箱梁頂板厚度為18cm。2.3 底板厚度由于先簡支后連續(xù)施工時，存在矛盾對立的兩面：連續(xù)梁橋跨中正彎矩往往較大，因此底板厚度要??；同時，支點處也存在負(fù)彎矩，故底板應(yīng)保持一定的厚度來提供受壓的面積。從而按預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁設(shè)計取值，底板厚度在跨內(nèi)大部分區(qū)域設(shè)為18cm，在支點附近處設(shè)為25cm。即底板從距離支點220cm處至距離支點50cm處逐漸加厚（從18-25cm呈線性變化），在距離支點50cm處至支點范圍內(nèi)厚度設(shè)為25cm，而在距離支點220cm處至支點范圍內(nèi)厚度設(shè)為18cm。2.4 腹板厚度箱形截面梁一般有兩

21、塊以上的腹板，且每一塊腹板的最小厚度應(yīng)滿足梁體結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工時澆筑混凝土的工藝要求，此外還得考慮連續(xù)梁截面形狀變化規(guī)律，因此按預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁設(shè)計取值，腹板寬度除在支點附近區(qū)域加寬設(shè)為25cm外，其余截面均設(shè)為18cm。即腹板從距離支點220cm處至距離支點50cm處逐漸加厚（從18-25cm呈線性變化），在距離 支點50cm處至支點范圍內(nèi)厚度設(shè)為25cm，而在距離支點220cm處至支點范圍內(nèi)厚度設(shè)為18cm。2.5 翼板厚度依翼板懸臂長度的大小，按預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁設(shè)計取值，可設(shè)翼板根部（梗腋處）厚度為25cm，端部厚度為18cm。2.6 橫隔板厚度鑒于橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，

22、同時還可以限制畸變，支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。另外，因箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面類型的橋梁少設(shè)置橫隔梁，因此按預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁設(shè)計，橫隔板厚設(shè)為20cm。具體布置為：邊梁在支點處、距支點3.5m處、跨中處設(shè)置橫隔板，一共五道；中梁在支點處、距跨中3.5m處、跨中處設(shè)置橫隔板，一共也為五道。3. 主梁的各項內(nèi)力計算3.1 有限元模型的建立3.1.1 采用Midas Civil軟件建立梁體有限元模型 采用Midas Civi2013軟件建立的有限元模型，如圖3-1所示（詳圖）。為了簡化計算和便于分析，按一片中梁建立模型來模擬全橋，其中以橋梁軸線（縱向）方向為x方向

23、，沿x軸在水平面內(nèi)逆時針旋轉(zhuǎn)90后為y軸方向，z軸則與x軸和y軸所成平面垂直，方向向上。此模型中共建立36個節(jié)點，35個單元，且每跨分為8個單元。 圖3-1邁達(dá)斯有限元模型結(jié)構(gòu)組及約束支承條件如下：本設(shè)計共定義了兩個基本結(jié)構(gòu)組，其中一個為簡支階段，包括1至8單元，9至16單元，17至24單元，以及25至32單元；另一個為合龍階段，包括33，34，35三個單元。由于本橋是先簡支后轉(zhuǎn)連續(xù)施工的，所以在簡支階段，相應(yīng)的梁端附近節(jié)點處設(shè)置臨時支座，而在合龍階段，相應(yīng)的合龍段附近節(jié)點處應(yīng)設(shè)置永久支座。節(jié)點與支座對應(yīng)關(guān)系詳見表3-1。表3-1節(jié)點與支座對應(yīng)關(guān)系節(jié)點DxDyDzRxRyRz支座類型10111

24、01永久支座2111101臨時支座8011101臨時支座9111101永久支座11111101臨時支座17011101臨時支座18011101永久支座20111101臨時支座26011101臨時支座27011101永久支座29111101臨時支座35011101臨時支座36011101永久支座注:Dx，Dy,Dz表示支座的位移約束情況，Rx，Ry，Rz表示支座的轉(zhuǎn)角約束情況，1表示受到約束，而0則表示自由。3.1.2 控制截面幾何特性 支點至距支點0.5m處： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： y=1.2m z=0.925m距支點0.5m處至距支點2.2m處截面呈一次線性變化，其

25、中距支點0.5m處： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： y=1.2m z=0.925m 距支點2.2m處： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： y=1.2m z=0.972m 距支點2.2m處至跨中： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： y=1.2m z=0.972m3.2 主梁恒載內(nèi)力計算3.2.1 一期恒載計算 一期恒載（自重）為梁的自重，橫隔梁以及堵頭板三種構(gòu)件的自重之和。每延米梁重 g=1.2892633.52橫隔梁重 本設(shè)計中每片梁均設(shè)有3片橫隔梁，且在端部設(shè)有堵頭板，為了方便計算起見應(yīng)將其也按橫隔梁來處理，故簡化后每片梁共有5片橫隔梁，均要按集

26、中荷載去考慮。 橫隔梁面積： A=（0.358+0.358+0.342）1.42-0.0770.2-（0.5+0.5+0.4）0.2 =1.207 橫隔梁重: F=1.2070.226=6.283.2.2 二期恒載計算 在計算二期恒載時，應(yīng)將10cm厚瀝青混凝土防水層（容重24 kN/m3），8cm厚C50混凝土現(xiàn)澆層，18cm厚橫向濕接縫（容重26 kN/m3），以及防撞護(hù)欄與波形梁護(hù)欄所引起的恒荷載累加處理。橋面鋪裝：2.40.0826=4.992 2.40.124=5.76濕接縫： 0.50.1826=2.34 欄桿總計： 1424=1.75將以上各項累加得，所求二期恒載集度為：g=4.

27、992+5.76+2.34+1.75=14.842，為了保證設(shè)計安全，取g為15.3.2.3 各施工階段梁的內(nèi)力圖及各控制截面的內(nèi)力計算（1） 簡支階段 此階段工序為：先預(yù)制主梁（箱梁），待混凝土達(dá)到設(shè)計強度100%后張拉正彎矩區(qū)域的預(yù)應(yīng)力鋼束，并壓注水泥漿，再將各跨預(yù)制好的箱梁吊裝至墩頂，最終形成由臨時支座支承的簡支梁狀態(tài)。梁的彎矩和剪力詳見圖3-2，各控制截面的內(nèi)力詳見表3-3。 圖3-2 簡支階段梁的彎矩、剪力圖表3-2 簡支階段各控制截面的內(nèi)力表剪力彎矩剪力彎矩邊跨左端部00中跨左端部400.65-4.09邊跨1/4處-204.942102.55中跨1/4處-277.352102.55

28、邊跨1/2處2.922871.08中跨1/2處02871.08邊跨3/4處204.942102.55中跨3/4處277.351463.52邊跨右端部00中跨右端部16.36-4.09合龍階段 澆筑各梁之間的接頭（連接）段即可形成意義上的四跨連續(xù)梁。梁的彎矩和剪力詳見圖3-3，各控制截面的內(nèi)力詳見表3-3。 圖3-3合龍階段梁的彎矩、剪力圖表3-3合龍階段各控制截面的內(nèi)力表剪力彎矩剪力彎矩邊跨左端部00中跨左端部0.014.27邊跨1/4處-204.912102.03中跨1/4處-102.472678邊跨1/2處0.032870.31中跨1/2處02870.13邊跨3/4處204.972101.

29、54中跨3/4處277.351462.56邊跨右端部-24.5911.03中跨右端部40.91-5.08（3） 體系轉(zhuǎn)換階段 先拆除全橋的臨時支座，將主梁支承于永久支座上，此即完成體系轉(zhuǎn)換，最終形成四跨連續(xù)梁。梁的彎矩和剪力詳見圖3-4，各控制截面的內(nèi)力詳見表3-4。圖3-4 體系轉(zhuǎn)換階段梁的彎矩、剪力圖表3-4 體系轉(zhuǎn)換階段各控制截面的內(nèi)力表剪力彎矩剪力彎矩邊跨左端部-400.990中跨左端部-379.62339.69邊跨1/4處-188.762189.81中跨1/4處-183.92299.08邊跨1/2處16.182837.01中跨1/2處21.042909.83邊跨3/4處221.121

30、947.17中跨3/4處225.981983.54邊跨右端部433.34-485.3中跨右端部-374.46329.29（4）成橋階段 此階段，先進(jìn)行防護(hù)欄及橋面鋪裝施工，再對成橋施加二期恒載。梁的彎矩和剪力詳見圖3-5，各控制截面的內(nèi)力詳見表3-5。 圖3-5成橋階段梁的彎矩、剪力圖表3-5成橋階段各控制截面的內(nèi)力表剪力彎矩剪力彎矩邊跨左端部-577.660中跨左端部-759.25-1772.29邊跨1/4處-252.933092.97中跨1/4處-297.672480.62邊跨1/2處64.513799.58中跨1/2處19.773522.74邊跨3/4處381.942125.39中跨3/

31、4處337.212184.07邊跨右端部706.67-1935.16中跨右端部638.08-1215.973.3 主梁活載內(nèi)力計算3.3.1 沖擊系數(shù)的計算 根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004中4.3.2的相關(guān)規(guī)定，適用于連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)基頻計算公式如下： ，在此設(shè)計中： 沖擊系數(shù)（），得： 對應(yīng)于正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)： 對應(yīng)于負(fù)彎矩效應(yīng)：3.3.2 荷載橫向分布系數(shù)的計算因此設(shè)計相鄰兩片主梁的連結(jié)處可以承受彎矩，可考慮用剛接梁法計算荷載橫向分布系數(shù)，而在支點處則采用杠桿法計算之即可。（1）剛接梁法： 箱梁截面形式如圖3-6（a）所示，為了方便計算起見，可將截面簡化處理為如圖3-6

32、（b）所示的截面形式。 簡化處理情形中上翼板的平均厚度： cm，為保證安全取之為19cm。 截面形心至主梁上翼緣的距離： 截面慣性矩： （a） （b） （c）圖3-6截面簡圖 主梁的截面抗扭矩按如下公式計算： 在此設(shè)計中，可按圖3-6（c）所示截面形式計算，過程如下： 148.6cm，=82cm，=146cm，=19cm，=t=18cm 則：=0.372 主梁的抗彎剛度與抗扭剛度比例參數(shù)： 主梁與橋面板的抗彎剛度比例參數(shù)： 在，和0.04之間，查可表根據(jù)內(nèi)插法求得值，結(jié)果見下表3-6:表3-6 剛接箱梁橋荷載橫向分布影響線梁號梁位置123410.0000.0340.3150.2720.2280

33、.18520.0000.0340.2720.2570.2430.228影響線最不利加載： 由于本設(shè)計設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路 = 1 * ROMAN I級，故只考慮汽車荷載，沒有人群荷載與掛車荷載，按規(guī)范規(guī)定橫向應(yīng)布置三輛汽車，車輛荷載布置圖式如圖3-9所示。 1號梁影響線 2號梁影響線 圖3-7 剛接梁法車輛荷載圖示及影響線 對于1號梁：對于2號梁：（2）杠桿法： 在支點處，將主梁之間橫向聯(lián)結(jié)作用忽略不計，可用杠桿法計算荷載橫向分布系數(shù)。其車輛荷載圖示及影響線如圖3-8所示。 1號梁影響線 3號梁影響線 圖3-8 杠桿法車輛荷載圖示及影響線 對于1號梁：對于3號梁：（3）荷載橫向分布系數(shù)計算結(jié)果在

34、跨中取剛接梁法的數(shù)據(jù)，而在支點取杠桿法的數(shù)據(jù)。結(jié)果詳見表3-7：表3-7 荷載橫向分布系數(shù)結(jié)果表 中梁梁號1234跨中0.7950.7640.7640.795支點0.822110.8223.3.3主梁活載內(nèi)力的計算（1）主梁最大活載內(nèi)力的計算 先確定主梁活載橫向分布系數(shù)，將活載乘以相應(yīng)得橫向分布系數(shù)，然后在主梁內(nèi)力影響線上考慮最不利布載的各種情形，進(jìn)而求得主梁的最大活載內(nèi)力，計算公式如3-1所示: （3-1） 式（3-1）中：主梁所受的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力)； （1+）汽車荷載沖擊系數(shù)； 荷載橫向分布系數(shù)； 汽車軸重； 主梁內(nèi)力影響線的豎標(biāo)值。（2）車道荷載選取 依公路橋規(guī)知計算圖式見下圖

35、，其中,。 圖3-9 車道荷載計算圖式施加移動荷載后，各控制截面所受內(nèi)力的影響線以及最不利布載如下：圖3-10 邊跨左端點的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-11 邊跨左變化點截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-12 邊跨左變化點截面的剪力影響線最大、最小布載 圖3-13 邊跨1/4截面的彎矩影響線及最大、最小布載圖3-14 邊跨1/4截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-15 邊跨跨中截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-16 邊跨跨中截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-17 邊跨3/4截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-18 邊跨3/4截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3

36、-19 邊跨右變化點截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-20 邊跨右變化點截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-21 中跨左端點的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-22 中跨左端點的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-23 中跨左變化點截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-24 中跨左變化點截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-25 中跨1/4截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-26 中跨1/4截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-27 中跨跨中截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-28 中跨跨中截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-29 中跨3/4截面的彎矩影響線及最大、最

37、小布載 圖3-30 中跨3/4截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-31 中跨右變化點截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-32 中跨右變化點截面的剪力影響線及最大、最小布載 圖3-33 中跨右端點截面的彎矩影響線及最大、最小布載 圖3-34 中跨右端點截面的剪力影響線及最大、最小布載求各控制截面內(nèi)力值 表3-8控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點37.26-370.5800左變化點39.85-360.91160.25-16.771/4邊跨截面105.93-237.611715.14-251.48邊跨跨中截面208.9-129.562035-502.953/4邊跨截

38、面314.97-50.71204.11-754.43右變化點407.59-9.86261.42-1440.4中跨左端點46.22-392.61327.82-1590.27左變化點46.2-385.35327.82-1268.11/4中跨截面93.46-360.91342.56-1057.62 中跨跨中截面189.13-173.051812.3-575.583/4中跨截面299.51-83.251188.86-738.03右變化點400.5-57.62451.75-1131.1中跨右端點61.93-386.94461.38-1224.983.4 支座沉降及溫度變化引起的內(nèi)力計算3.4.1支座沉降

39、引起的內(nèi)力計算 本橋支座不均勻沉降設(shè)計值為1cm。由支座不均勻沉降引起的梁體內(nèi)力變化如圖3-35所示，各控制截面的內(nèi)力如表3-9所示。圖3-35 支座沉降梁體次內(nèi)力引起的彎矩、剪力圖 表3-9支座沉降引起的各控制截面的內(nèi)力表截面位置剪力彎矩最大值最小值最大值最小值邊跨左端點7.58-7.5800左變化點7.58 -7.58 3.79 -3.791/4邊跨截面 7.58 -7.58 56.86 -56.86邊跨跨中截面7.58 -7.58 113.72 -113.723/4邊跨截面7.58-7.58 210.77 -210.77 右變化點7.58-7.58223.66-223.66中跨左端點10

40、.73 -10.73227.45-227.45左變化點10.73 -10.73205.99-205.991/4中跨截面10.73 -10.73130.89-130.89中跨跨中截面10.73 -10.73 -30.03-30.033/4中跨截面10.73 -10.73-86.89-86.89右變化點10.73 -10.73-105.13-105.13中跨右端點10.73 -10.73-110.49-110.493.4.2溫度變化引起的內(nèi)力計算 在本設(shè)計中，溫度變化引起的內(nèi)力由Midas計算得出，其中根據(jù)規(guī)范得知本設(shè)計中：梁截面的初始溫度為5.2C，由豎向日照正溫差計算所得的溫度基數(shù)，。由溫度次

41、內(nèi)力引起的梁體內(nèi)力變化如圖3-36所示，各控制截面的內(nèi)力如表3-10所示。圖3-36 溫度變化梁體次內(nèi)力引起的彎矩、剪力圖表3-10 溫度次內(nèi)力引起的各控制截面的內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 截面位置剪力 彎矩 邊跨左端點-2.30中跨左端點0.7367.91左變化點-2.31.15左變化點0.7367.551/4邊跨截面-2.317.251/4中跨截面0.7366.31邊跨跨中截面-2.334.5中跨跨中截面0.7357.033/4邊跨截面-2.363.943/4中跨截面0.7351.48右變化點-2.367.85右變化點0.7346.5邊跨右端點0.7369中跨右端點-0.7346.143.5

42、作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)定時，依公路橋規(guī)應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：基本組合和偶然組合；按正常使用極限狀態(tài)設(shè)定時分為：短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合。3.5.1基本組合指永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用的設(shè)計值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： （3-2）公式內(nèi)參數(shù)含義詳見公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）4.1.6。 對于本設(shè)計進(jìn)行梁截面內(nèi)力基本組合計算時，相應(yīng)的荷載組合可表達(dá)為： 基本組合=1.2一期恒載（自重）+1.2二期恒載+1.4移動荷載+0.5沉降組合+1.12溫度荷載 表3-11 基本組合各控制截面的內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-

43、647.58-1218.5600左變化點-618.88-1176.13567.07319.241/4邊跨截面-161.77-642.736161.93408.63邊跨跨中截面363.32-110.537506.753953.633/4邊跨截面892.75380.814383.621641.66右變化點1383.67798.7-1346.12-3728.66中跨左端點-676.16-1290.29-572.22-2828.28左變化點-647.05-1251.22-128.17-2362.461/4中跨截面-220.12-745.284996.732033.17中跨跨中截面294.74-212.

44、316858.163515.133/4中跨截面830.2294.334332.171634.52右變化點1207.93691.53453.74-3388.12中跨右端點-626.69-1254.89-138.67-3897.5 圖3-37 基本組合彎矩包絡(luò)圖 圖3-38 基本組合剪力包絡(luò)圖3.5.2偶然組合 對于本設(shè)計進(jìn)行偶然組合計算時，相應(yīng)的荷載組合可表達(dá)為： 偶然組合=1.0一期恒載（自重）+1.0二期恒載+1.4移動荷載+0.5沉降組合+1.12溫度荷載表3-12 偶然組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-531.58-1102.5700左變化點-507.4

45、6-1064.95510.27262.441/4邊跨截面-110.73-591.685539.852786.59邊跨跨中截面350.88-122.986739.943186.813/4邊跨截面816.82304.883948.191206.24右變化點1140.95662.65176.66-3424.68中跨左端點-551.83-1165.96-396.23-2652.28左變化點-527.83-1131.7-13.15-2247.441/4中跨截面-160.73-685.894488.111524.55中跨跨中截面290.64-216.416142.22799.173/4中跨截面762.61

46、226.753885.041187.39右變化點1095.06563.82483.71-3154.23中跨右端點-508.68-1136.88-27.45-3598.54 圖3-39 偶然組合彎矩包絡(luò)圖 圖3-40 偶然組合剪力包絡(luò)圖3.5.3正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合 對此設(shè)計進(jìn)行短期效應(yīng)組合計算時，相應(yīng)的荷載組合可表達(dá)為為： =+0.7/ 公式內(nèi)參數(shù)含義詳見公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）4.1.7。 短期組合=1.0一期恒載（自重）+1.0二期恒載+0.4828移動荷載+1.0沉降組合+1.0溫度荷載 表3-12短期組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最

47、小邊跨左端點-559.75-756.500左變化點-536.09-728.18360.31274.921/4邊跨截面-208.43-374.193945.052997.17邊跨跨中截面155.24-8.124867.833646.393/4邊跨截面520.34343.784867.831941.55右變化點862.21660.65-1175.09-2000.37中跨左端點-582.28-793.79-1512.17-2411.71左變化點-558.33-766.72-548.45-999.611/4中跨截面-237.95-418.983275.012250.46中跨跨中截面122.21-52.

48、654445.283297.553/4中跨截面489.39304.522734.731813.82右變化點748.55613.98-15.81-1938.4中跨右端點-570.33-786.94-446.36-2311.75 圖3-41 短期組合彎矩包絡(luò)圖 圖3-42 短期組合剪力包絡(luò)圖3.5.4正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合 對此設(shè)計進(jìn)行長期效應(yīng)組合計算時，相應(yīng)的荷載組合可表達(dá)為：=+0.4/ 長期組合=1.0一期恒載（自重）+1.0二期恒載+1.0沉降組合+0.2759移動荷載+1.0溫度荷載 表3-13長期效應(yīng)內(nèi)力組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-567.

49、43-679.8700左變化點-543.78-653.55327.17278.381/4邊跨截面-230.37-325.13590.683049邊跨跨中截面111.9618.614448.063750.063/4邊跨截面455.11354.212634.32097.05右變化點777.86662.67-1228.78-1700.39中跨左端點-591.71-712.58-1566.57-2080.62左變化點-568.04-712.58-604.38-1051.741/4中跨截面-257.31-360.762997.362411.88中跨跨中截面83.01-16.914071.723415.8

50、43/4中跨截面427.35321.72490.991964.73右變化點670.5625.94-115.44-1653.81中跨右端點-583.1-706.89-532.51-2007.28圖3-43 長期組合彎矩包絡(luò)圖 圖3-44 長期組合剪力包絡(luò)圖 4. 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算布置及施加預(yù)應(yīng)力后的內(nèi)力組合4.1預(yù)應(yīng)力筋估算方法 參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理給出的有關(guān)部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件情形，可按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性驗算布置預(yù)應(yīng)力鋼束，也可按正常使用極限狀態(tài)界面壓應(yīng)力要求驗算核查。4.1.1按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗算要求估算鋼束數(shù)（1） 僅在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力鋼筋 （4-1）

51、（2）僅在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力鋼筋 （4-2）4.1.2按正常使用極限狀態(tài)界面壓應(yīng)力要求估算（1）僅在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力鋼筋 （4-3） （2）僅在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力鋼筋 （4-4）4.2預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)估算4.2.1截面特性值 對于支點截面：，； 梁截面上、下緣的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至截面重心的距離計算分別為： ， 假設(shè)偏心，則 對于跨中截面：，。 截面上、下緣的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至截面重心的距離計算分別為： 假設(shè)偏心，則 4.2.2按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗算要求估算鋼束數(shù)（短期效應(yīng)組合）（1）邊跨跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算 在邊跨跨中:，代入公式得： （2）中跨跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算 在中跨跨中

52、:， 代入公式得： （3）支點截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算 在中跨左支點:，代入公式得： 4.2.3按正常使用極限狀態(tài)界面壓應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)組合）（1）邊跨跨中預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算在此處，標(biāo)準(zhǔn)組合值由恒載、活載、溫度次內(nèi)力以及支座沉降次內(nèi)力按最不利組合組合而得，計算得出： ； 。 代入公式得： （2）中跨跨中預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算 （3） 估算支點截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算 4.2.4估算結(jié)果綜合以上兩種鋼筋估算結(jié)果，為了方便布置和施工，在邊跨跨中采用36根鋼絞線，分兩層布置，N1每束5根，N2、N3、N4均為每束4根；在中跨跨中采用32根鋼絞線，亦分兩層布置，N1、N2、N3、N4每束4根。其他位置所需的鋼

53、筋數(shù)量都要比支點處數(shù)量要少，為了施工方便，全橋采用相同的鋼束布置，在正彎矩區(qū)段鋼束布置在下緣(跨中處及附近截面)，在負(fù)彎矩區(qū)段鋼束布置在截面上緣（支點處及附近截面）。采用55金屬波紋管道成孔，預(yù)留孔道直徑55mm。依照連續(xù)梁橋中圖1-25鋼束計算圖示，得出邊跨鋼束計算表和中跨鋼束計算表見表4-1，表4-2。 表4-1邊跨鋼束估算表鋼束號起彎高度N189.012.476.6266.3333.790045005.0N275.013.561.5426.3373.770045005.0N361.010.950.1586.3313.760045005.0N43.51.52.01300.199.91003

54、0001.4 表4-2 中跨鋼束估算表鋼束號起彎高度N1104.010.893.288.5311.5110045005.0N289.713.376.4250.7349.390045005.0N376.09.266.8412.9287.180045005.0N43.51.81.71290.1109.910030001.4注：本設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼束布置詳見CAD附圖。4.3計算鋼束預(yù)應(yīng)力損失 經(jīng)Midas軟件運行分析后得知，每個鋼束的各項預(yù)應(yīng)力損失累加，總的鋼束預(yù)應(yīng)力損失。4.4施加預(yù)應(yīng)力后的各項內(nèi)力組合以及各種次內(nèi)力效應(yīng)4.4.1布置預(yù)應(yīng)力筋后的控制截面各項內(nèi)力組合（1）基本組合 基本組合=1.2一期

55、恒載（自重）+1.2二期恒載+1.4移動荷載+0.5沉降組合+1.2溫度荷載+1.0鋼束二次+1.0徐變二次+1.0收縮二次 表4-3 基本組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-911.54-1482.9800左變化點-186.61-744.77-1088.95-1336.991/4邊跨截面305.28-175.912068.84-2107.34邊跨跨中截面98.95-375.092846.39-1492.723/4邊跨截面293.02-614.525662.01970.82右變化點-156.03-761.415665.033540.87中跨左端點-469.19-

56、1083.698716.395588.11左變化點633.38-375.185245.852292.61/4中跨截面501.16108.155315.782362.54中跨跨中截面389.77-145.922898.83-1149.343/4中跨截面753.14145.182443.66-406.96右變化點886.04-158.221995.75-573.44中跨右端點-764.6-1392.832221.92-482.25 圖4-1 基本組合彎矩包絡(luò)圖 圖4-2 基本組合剪力包絡(luò)圖（2）偶然組合 偶然組合=一期恒載（自重）+二期恒載+1.4移動荷載+0.5沉降組合+1.2溫度荷載+1.0鋼

57、束二次+1.0徐變二次+1.0收縮二次表4-4 偶然組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-795.84-1367.2800左變化點-75.69-633.85-1145.61-1393.641/4邊跨截面356.03-504.211306.5-1918.78邊跨跨中截面86.21-125.162417.68-2727.153/4邊跨截面-178.82-387.833297.63-2255.07右變化點171.92-690.745756.19-337.85中跨左端點1045.19-959.298563.877012.63左變化點-344.79-255.559262.5

58、666151/4中跨截面798.27167.617904.181792.31中跨跨中截面692.84-9.864745.55-1152.693/4中跨截面497.13-213.432190.68-701.24右變化點640.7632.81894.43-370.07中跨右端點1444.82-1274.892527.64-170.62 圖4-3 偶然組合彎矩包絡(luò)圖 圖4-4 偶然組合剪力包絡(luò)圖（3）正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)內(nèi)力組合 短期組合=一期恒載（自重）+二期恒載+0.4828移動荷載+沉降組合+溫度荷載+鋼束二次+徐變二次+收縮二次 表4-5短期組合各控制截面內(nèi)力值截面位置剪力 彎矩 最大最

59、小最大最小邊跨左端點-834.13-1031.200左變化點-114.01-306.5-1290.69-1376.221/4邊跨截面254.9488.99-1515.18-2465.85邊跨跨中截面-109.24-271.71-504.25-1732.483/4邊跨截面-471.39-647.962276.251325.99右變化點-90.61-292.256772.465951.6中跨左端點312.2103.639124.087880.5左變化點717.01508.528646.297878.071/4中跨截面612.76431.633654.542566.16中跨跨中截面329.37154

60、.53554.74-598.243/4中跨截面53.25-131.48895.5-925.3右變化點-108.61-318.191406.48625.55中跨右端點1076.9852.841768.691110.5 圖4-5 短期組合彎矩包絡(luò)圖 圖4-6 短期組合剪力包絡(luò)圖（4）正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)內(nèi)力組合 長期組合=一期荷載（自重）+二期荷載+沉降組合+0.2759移動荷載+溫度荷載+預(yù)應(yīng)力+鋼束二次+徐變二次+收縮二次 表4-6長期效應(yīng)內(nèi)力組合各控制截面內(nèi)力表截面位置剪力 彎矩 最大最小最大最小邊跨左端點-841.89-954.500左變化點-121.78-231.77-1323.85