預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋計(jì)算書

目錄HYPERLINKHYPERLINK\l"_Toc138693480"參考文獻(xiàn)93緒論1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其發(fā)展：由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前，預(yù)先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復(fù)戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。50年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達(dá)到440米。雖然跨徑太大時(shí)并不總是用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實(shí)際工程中，跨徑小于400米時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與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(diǎn)負(fù)彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因?yàn)橄抻诋?dāng)時(shí)施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費(fèi)工費(fèi)時(shí)。到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。60年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在40—200米范圍內(nèi)占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，形成一種連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個(gè)重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。另外，由于連續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。在我國，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要在本世紀(jì)末趕超國際先進(jìn)水平，就必須解決好下面幾個(gè)課題：發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價(jià)來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指標(biāo)和造價(jià)指標(biāo)與很多因素有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個(gè)使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此，從這個(gè)角度來看，連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向?？偠灾蛔鶚虻脑O(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個(gè)專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動手能力，達(dá)到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)為(30+40+30)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋?qū)挒?8，分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單幅的設(shè)計(jì)。梁體采用單箱雙室箱型截面，全梁共分50個(gè)單元一般單元長度分為2m。頂板、底板、腹板厚度均不變。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，靠近中間支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用有限元分析軟件—MIDAS進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用滿堂支架法施工。本次設(shè)計(jì)中得到了xx、xx、xx等幾位老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請各位老師批評指正。第一章設(shè)計(jì)原始資料一、工程概況：1工程概況：工程項(xiàng)目屬xx國道主干線xx至xx高速公路。在某處與瀝2（G319）國道成135°立體交叉，屬小壩分離式立交橋。全長900米(含主橋)，東接線長395.9米，西接線長395.9米。接線按平微一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。大橋全長108.20米，寬25.10米。本設(shè)計(jì)為其工程中的108.20米立交橋部分。2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）路線道路等級：：高速公路路上的主干干道（2）橋面總寬為288.00米米，其中機(jī)機(jī)動車雙向向六車道，欄欄桿0.50米。（3）車輛載荷等級級：公路—I級（4）橋面坡度：橫坡坡1.5％、縱坡2％3地質(zhì)條件該處的地質(zhì)條件件較差，表表層4米的范圍內(nèi)內(nèi)為沙爍石石土，接著著為2.5米的粘土，中中層有5米以上沙爍爍石土，下下層為灰延延。4構(gòu)思宗旨（1）符合城市發(fā)展展規(guī)劃，滿滿足交通功功能需要。（2）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡簡潔，輕巧巧，反映新新科技成就就，體現(xiàn)人人民智慧。（3）設(shè)計(jì)方案力求結(jié)結(jié)構(gòu)新穎，保保證結(jié)構(gòu)受受力合理，技技術(shù)可靠，施施工方便。（4）與高速公路的等等級和周邊邊環(huán)境相宜宜。（5）學(xué)習(xí)等截面梁梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)過程。第二章方案比比選四、設(shè)計(jì)方案第一方：裝配式式預(yù)應(yīng)力混混凝土簡支支箱梁橋（1）孔徑布置：300m+40m+30m，全全長1088.20米米,寬26m。由于為簡簡支箱梁橋，每每跨之間還還留有5厘米的伸縮縮縫。橋面面設(shè)有1..5％的橫橫坡，其中中間標(biāo)高高高于外側(cè)標(biāo)標(biāo)高。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：：全橋采用用等截面箱箱梁組合梁梁。頂板厚厚度25ccm，腹板板厚度300cm，底底板厚度225cm。翼翼緣根部445cm，翼翼緣端部厚厚度22ccm，箱梁梁寬度3..20m。每跨設(shè)有有8片箱梁，全橋橋共計(jì)244片箱梁。橋面面設(shè)有1..5％的橫橫坡，2%的縱坡,其中間標(biāo)標(biāo)高高于外外側(cè)標(biāo)高。（3）下部構(gòu)造：采用用三圓柱式橋橋墩；樁基基礎(chǔ)（鉆孔孔灌注樁）。橋橋臺采用埋埋置式輕型型橋臺。（4）施工方案：全橋橋采用裝配配式施工方方法。裝配式簡簡支箱梁橋橋的發(fā)展簡支箱形截面梁梁以其優(yōu)良良的力學(xué)特特性－具有有較大的剛剛度和強(qiáng)大大的抗扭性性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，受受力明確、節(jié)節(jié)省材料、架架設(shè)安裝方方便，跨越越能力較大大、橋下視視覺效果好好等優(yōu)點(diǎn)。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋梁和高等級公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。簡支箱梁橋是和簡支T梁同時(shí)發(fā)展起來的斜面形式。第二方案：裝配配式預(yù)應(yīng)力力混凝土簡簡支T梁（1）孔徑布置置：30mm+40m+30m，全全長105米，寬26mm。由于為簡簡支T梁橋，每每跨之間還還留有4厘米的伸縮縮縫。橋面面設(shè)有1..5％的橫橫坡，2%的縱坡。其其中間標(biāo)高高高于外側(cè)側(cè)標(biāo)高。（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造：全全橋采用等等跨等截面面T型梁，主梁梁間距2..20m。預(yù)制T梁寬為1..8m，現(xiàn)澆濕接接縫0.440m，預(yù)制梁間間的翼板和和橫隔板待待T梁架設(shè)后后再現(xiàn)澆，以以加強(qiáng)橫斷斷面的整體體性。中心心梁高2..30m，肋厚厚0.20m，馬蹄寬寬0.40m，高0.40m，T梁翼緣端端部厚0..18m，翼緣根根部厚0..30m。橫隔板板間距為66.5米。每跨設(shè)有有12片T梁，全橋橋共計(jì)366片T梁。橋面面設(shè)有1..5％的橫橫坡，2%的縱坡。其其中間標(biāo)高高高于外側(cè)側(cè)標(biāo)高。（3）下部構(gòu)造造：采用三三圓柱式橋橋墩；樁基基礎(chǔ)（鉆孔孔灌注樁）。橋橋臺采用埋埋置式輕型型橋臺。（4）施工方案案：全橋采采用裝配式式施工方法法。裝配式預(yù)應(yīng)力混混凝土簡支支T梁預(yù)應(yīng)力混凝土TT形梁橋有結(jié)構(gòu)簡簡單，受力力明確、節(jié)節(jié)省材料、架架設(shè)安裝方方便，跨越越能力較大大等優(yōu)點(diǎn)。T型梁橋在在我國公路路上修建最最多，早在在50、60年代，我我國就建造造了許多T型梁橋，這這種橋型對對改善我國國公路交通通起到了重重要作用。80年代以來，我國公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡支T型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達(dá)到62m，吊裝重220t。T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從16m到50m跨徑，大多都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢為：采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標(biāo)號40～60號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。目前的預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點(diǎn)，建議預(yù)制時(shí)在臺座上設(shè)反拱，反拱值可采用預(yù)施應(yīng)力后裸梁上拱值的1/2～2/3。第三方案：變截截面預(yù)應(yīng)力力混凝土連連續(xù)梁橋孔徑布置：300m+40m+30m,全長1088.00mm，寬28m.橋面設(shè)有有1.5％的的橫坡，22%的縱坡，其其中間標(biāo)高高高于外側(cè)側(cè)標(biāo)高。主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：：上部結(jié)構(gòu)構(gòu)為變截面面箱梁。采采用雙幅分分離的的單單箱雙室形式。主主要采用高高強(qiáng)混凝土土以及大噸噸位預(yù)應(yīng)力力體系來實(shí)實(shí)現(xiàn)主梁的的輕型化。（具體尺寸擬定見圖3/2）下部構(gòu)造：上、下下行橋的橋橋墩基礎(chǔ)是是連成整體體的，全橋橋基礎(chǔ)均采采用鉆孔灌灌注摩擦樁樁，橋墩為為圓端形實(shí)實(shí)體墩。施工方案：全橋橋采用懸臂臂節(jié)段澆筑筑施工法。變截面預(yù)應(yīng)力混混凝土連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況況：連續(xù)剛構(gòu)橋也是是預(yù)應(yīng)力混混凝土連續(xù)續(xù)梁橋之一一，一般采采用變截面面箱梁。我我國公路系系統(tǒng)從80年中期開開始設(shè)計(jì)、建建造連續(xù)剛剛構(gòu)橋，至至今方興未未艾。連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)可以多跨跨相連，也也可以將邊邊跨松開，采采用支座，形形成剛構(gòu)一一連續(xù)梁體體系。一聯(lián)聯(lián)內(nèi)無縫，改改善了行車車條件；梁梁、墩固結(jié)結(jié)，不設(shè)支支座；合理理選擇梁與與墩的剛度度，可以減減小梁跨中中彎矩，從從而可以減減小梁的建建筑高度。所所以，連續(xù)續(xù)剛構(gòu)保持持了T形剛構(gòu)和和連續(xù)梁的的優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)剛剛構(gòu)橋適合合于大跨徑徑、高墩。高高墩采用柔柔性薄壁，如如同擺柱，對對主梁嵌固固作用減小小，梁的受受力接近于于連續(xù)梁。柔柔性墩需要要考慮主梁梁縱向變形形和轉(zhuǎn)動的的影響以及及墩身偏壓壓柱的穩(wěn)定定性；墩壁壁較厚，則則作為剛性性墩連續(xù)梁梁，如同框框架，橋墩墩要承受較較大彎矩。由于連續(xù)剛構(gòu)受受力和使用用上的特點(diǎn)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)計(jì)大跨徑預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土橋時(shí)，優(yōu)優(yōu)先考慮這這種橋形。當(dāng)當(dāng)然，橋墩墩較矮時(shí)，這這種橋型受受到限制。近年來，我國公路上修建了幾座著名的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3×245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m，為目前世界同類橋中最大跨徑。我國的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用50～60號高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束?，F(xiàn)在，有人正準(zhǔn)備設(shè)計(jì)300m左右跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，在我看來，若能采用輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土材料，其跨徑有望達(dá)300m左右。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達(dá)90％以上，故片面增大跨徑，已無實(shí)際意義。此時(shí)應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別的橋型。五方案比選：橋型方案第一方案：裝配配式預(yù)應(yīng)力力混凝土簡簡支箱梁橋橋第二方案：裝配配式預(yù)應(yīng)力力混凝土簡簡支T梁第三方案：變截截面預(yù)應(yīng)力力混凝土連連續(xù)梁橋使用性能建筑高度較低，易易保養(yǎng)和維維護(hù)，橋下下視覺效果果好。建筑高度較低，易易保養(yǎng)和維維護(hù)；抗震震能力差。行車平順舒；抗抗震能力強(qiáng)強(qiáng)。建筑高高度較高，易易開裂，難難以維護(hù)受力性能受力明確受力明確橋墩參加受彎作作用，使主主梁彎矩進(jìn)進(jìn)一步減小??；超靜定定次數(shù)高，對對常年溫差差、基礎(chǔ)變變形、日照照溫均較敏敏感；對基基礎(chǔ)要求較較高。經(jīng)濟(jì)性等截面形式，可可大量節(jié)省省模板，加加快建橋進(jìn)進(jìn)度，簡易易經(jīng)濟(jì)。等截面形式，可可大量節(jié)省省模板，加加快建橋進(jìn)進(jìn)度，簡易易經(jīng)濟(jì)。采用等截面梁能能較好符合合梁的內(nèi)力力分布規(guī)律律，充分利利用截面，合合理配置鋼鋼筋，經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)用美觀性構(gòu)造簡單，線形形簡潔美觀觀構(gòu)造簡單，線形形簡潔美觀觀構(gòu)造簡單，線形形簡潔美觀觀施工方面橋梁的上、下部部可平行施施工，使工工期大大縮縮短；無需需在高空進(jìn)進(jìn)行構(gòu)件制制作，質(zhì)量量以控制，可可在一處成成批生產(chǎn)，從從而降低成成本。橋梁的上、下部部可平行施施工，使工工期大大縮縮短；無需需在高空進(jìn)進(jìn)行構(gòu)件制制作，質(zhì)量量以控制，可可在一處成成批生產(chǎn)，從從而降低成成本。由于連續(xù)體系梁梁橋與簡支支體系梁橋橋受力差別別很大，故故他們的施施工方式大大不相同。目目前所用的的施工方式式大致可分分為逐孔施施工發(fā)節(jié)段段施工法和和頂推施工工法。由于于在高空作作業(yè)，施工工危險(xiǎn)度高高。適用性適用于對橋下視視覺有要求求的工程，適適用于各種種地質(zhì)情況況；用于對對工期緊的的工程；對對通航無過過高要求的的工程。適用于各種地質(zhì)質(zhì)情況；用用于對工期期緊的工程程；對通航航無過高要要求的工程程。對通航無過高要要求的工程程；對抗震震有要求的的工程；對對整體性有有要求的工工程。第一方案和第三三方案比較較：簡支梁橋?qū)儆陟o靜定結(jié)構(gòu)，它它構(gòu)造簡單單，施工方方便，其結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸易易于設(shè)計(jì)成成系列化和和標(biāo)準(zhǔn)化，有有利于在工工廠內(nèi)或地地上廣泛采采用工業(yè)化化施工，組組織大規(guī)模模預(yù)制生產(chǎn)產(chǎn)，并用現(xiàn)現(xiàn)代化的起起重設(shè)備進(jìn)進(jìn)行安裝。采采用裝配式式的施工方方法可以大大量節(jié)約模模板支架木木材，降低低勞動強(qiáng)度度，縮短工工期，顯著著加快建橋橋速度。就就現(xiàn)在建橋橋技術(shù)而言言，裝配式式預(yù)應(yīng)力混混凝土簡支支梁橋技術(shù)成成熟的多。建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù)。而且橋是建在G319國道上的，這有利于大型吊裝設(shè)備的運(yùn)作。工程跨度不是很大，長度也相對不長，簡支箱梁完全可以滿足工程要求。造價(jià)相對比第三方案要少很多。由于第一方案中箱梁是在預(yù)制廠制作的，無需高空作業(yè)，在施工安全上，第一方案明顯優(yōu)于第三方案。雖然第一方案有有些地方不不如第二和和第三方案案，如跨越越能力沒第第三方案長長等。工程程本身不要要求很大的的跨越度。對此項(xiàng)工程而言言第一方案案明顯優(yōu)于于第三方案案。第一方案和第二二方案比選選方案一與方案二二同是簡支支梁橋，不不同之處就就在與截面面形式。箱箱型截抗較之T形截面梁梁橋扭剛度度大，受力力性能好。除除此之外，主主要考慮到到本橋梁與與G319國道立交交，箱型梁梁橋給人的的視覺要明明顯好與T型梁橋，有有利于橋下下行車安全全。其它方方面第一方方案與第二二方案無太太大差別。對此項(xiàng)設(shè)計(jì)明顯顯第一方案案優(yōu)于第二二方案。綜上所述，變截截面預(yù)應(yīng)力力連續(xù)梁橋橋，最終選定定為第三方案。經(jīng)反復(fù)比較，第第三方案做做為本次設(shè)設(shè)計(jì)的推薦薦方案。第三章橋跨總體布置及及結(jié)構(gòu)尺寸寸擬定2.1尺寸擬定定本設(shè)計(jì)方案采用用三跨一聯(lián)預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土變截面面連續(xù)梁結(jié)結(jié)構(gòu)，全長長100m。設(shè)計(jì)主主跨為400m。2.1.1橋孔孔分跨連續(xù)梁橋有做成成三跨或者者四跨一聯(lián)聯(lián)的，也有有做成多跨跨一聯(lián)的，但但一般不超超過六跨。對對于橋孔分分跨，往往往要受到如如下因素的的影響：橋橋址地形、地地質(zhì)與水文文條件，通通航要求以以及墩臺、基基礎(chǔ)及支座座構(gòu)造，力力學(xué)要求，美美學(xué)要求等等。若采用用三跨不等等的橋孔布布置，一般般邊跨長度度可取為中中跨的0..5—0.8倍，這這樣可使中中跨跨中不不致產(chǎn)生異異號彎矩，此此外，邊跨跨跨長與中中跨跨長之之比還與施施工方法有有著密切的的聯(lián)系，對對于采用現(xiàn)現(xiàn)場澆筑的的橋梁，邊邊跨長度取取為中跨長長度的0..8倍是經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理的的。但是若若采用懸臂臂施工法，則則不然。本本設(shè)計(jì)跨度度，主要根根據(jù)設(shè)計(jì)任任務(wù)書來確確定，其跨跨度組合為為：(30+40+30)米?；颈痉弦陨仙显硪笄蟆?.1.2截面面形式一、立截面從預(yù)應(yīng)力混凝土土連續(xù)梁的的受力特點(diǎn)點(diǎn)來分析，連連續(xù)梁的立立面應(yīng)采取取變高度布布置為宜；；在恒、活活載作用下下，支點(diǎn)截截面將出現(xiàn)現(xiàn)較大的負(fù)負(fù)彎矩，從從絕對值來來看，支點(diǎn)點(diǎn)截面的負(fù)負(fù)彎矩往往往大于跨中中截面的正正彎矩，因因此，采用用變高度梁梁能較好地地符合梁的的內(nèi)力分布布規(guī)律，另另外，變高高度梁使梁梁體外形和和諧，節(jié)省省材料并增增大橋下凈凈空。但是是，在采用用頂推法、移移動模架法法、整孔架架設(shè)法施工工的橋梁，由由于施工的的需要，一一般采用等等高度梁。等等高度梁的的缺點(diǎn)是：：在支點(diǎn)上上不能利用用增加梁高高而只能增增加預(yù)應(yīng)力力束筋用量量來抵抗較較大的負(fù)彎彎矩，材料料用量多，但但是其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造簡單、線線形簡潔美美觀、預(yù)制制定型、施施工方便。一一般用于如如下情況：：1.橋梁為中中等跨徑，以以40—60米為主。采采用等截面面布置使橋橋梁構(gòu)造簡簡單，施工工迅速。由由于跨徑不不大，梁的的各截面內(nèi)內(nèi)力差異不不大，可采采用構(gòu)造措措施予以調(diào)調(diào)節(jié)。2.等截面布布置以等跨跨布置為宜宜，由于各各種原因需需要對個(gè)別別跨徑改變變跨長時(shí)，也也以等截面面為宜。3.采用有支支架施工，逐逐跨架設(shè)施施工、移動動模架法和和頂推法施施工的連續(xù)續(xù)梁橋較多多采用等截截面布置。雙層橋梁在無需需做大跨徑徑的情況下下，選用等等截面布置置可使結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造簡化化。結(jié)合以上的敘述述，所以本本設(shè)計(jì)中采采用滿堂支支架施工方方法，變截截面的梁。二、橫截面梁式橋橫截面的的設(shè)計(jì)主要要是確定橫橫截面布置置形式，包包括主梁截截面形式、主主梁間距、主主梁各部尺尺寸；它與與梁式橋體體系在立面面上布置、建建筑高度、施施工方法、美美觀要求以以及經(jīng)濟(jì)用用料等等因因素都有關(guān)關(guān)系。當(dāng)橫截面的核心心距較大時(shí)時(shí)，軸向壓壓力的偏心心可以愈大大，也就是是預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋合力的的力臂愈大大，可以充充分發(fā)揮預(yù)預(yù)應(yīng)力的作作用。箱形形截面就是是這樣的一一種截面。此此外，箱形形截面這種種閉合薄壁壁截面抗扭扭剛度很大大，對于彎彎橋和采用用懸臂施工工的橋梁尤尤為有利；；同時(shí)，因因其都具有有較大的面面積，所以以能夠有效效地抵抗正正負(fù)彎矩，并并滿足配筋筋要求；箱箱形截面具具有良好的的動力特性性；再者它它收縮變形形數(shù)值較小小，因而也也受到了人人們的重視視。總之，箱箱形截面是是大、中跨跨預(yù)應(yīng)力連連續(xù)梁最適適宜的橫截截面形式。常見的箱形截面面形式有：：單箱單室室、單箱雙雙室、雙箱箱單室、單單箱多室、雙雙箱多室等等等。單箱箱單室截面面的優(yōu)點(diǎn)是是受力明確確，施工方方便，節(jié)省省材料用量量。拿單箱箱單室和單單箱雙室比比較，兩者者對截面底底板的尺寸寸影響都不不大，對腹腹板的影響響也不致改改變對方案案的取舍；；但是，由由框架分析析可知：兩兩者對頂板板厚度的影影響顯著不不同，雙室室式頂板的的正負(fù)彎矩矩一般比單單室式分別別減少700%和50%。由由于雙室式式腹板總厚厚度增加，主主拉應(yīng)力和和剪應(yīng)力數(shù)數(shù)值不大，且且布束容易易，這是單單箱雙室的的優(yōu)點(diǎn)；但但是雙室式式也存在一一些缺點(diǎn)：：施工比較較困難，腹腹板自重彎彎矩所占恒恒載彎矩比比例增大等等等。本設(shè)設(shè)計(jì)是一座座公路連續(xù)續(xù)箱形梁，采采用的橫截截面形式為為單箱雙室。2.1.3梁高高根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)梁梁橋的中支支點(diǎn)主梁高高度與其跨跨徑之比通通常在1//15—1/25之間，而而跨中梁高高與主跨之之比一般為為1/40—1/50之間。當(dāng)當(dāng)建筑高度度不受限制制時(shí)，增大大梁高往往往是較經(jīng)濟(jì)濟(jì)的方案，因因?yàn)樵龃罅毫焊咧皇窃鲈黾痈拱甯吒叨?，而混混凝土用量量增加不多多，卻能顯顯著節(jié)省預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼束束用量。連續(xù)梁在支點(diǎn)和和跨中的梁梁估算值：：等高度梁：H=（～）l，常用H=（～）l變高度（曲線）梁梁：支點(diǎn)處處：H=（～）l，跨中H=（～）l變高度（直線）梁梁：支點(diǎn)處處：H=（～）l，跨中H=（～）l而此設(shè)計(jì)采用變變高度的直直線梁，支支點(diǎn)處梁高高為2.44米，跨中梁梁高為1..4米。2.1.4細(xì)部部尺寸一、頂板與底底板箱形截面的頂板板和底板是是結(jié)構(gòu)承受受正負(fù)彎矩矩的主要工工作部位。其其尺寸要受受到受力要要求和構(gòu)造造兩個(gè)方面面的控制。支支墩處底版版還要承受受很大的壓壓應(yīng)力，一一般來講：：變截面的的底版厚度度也隨梁高高變化，墩墩頂處底板板為梁高的的1/100-1/112，跨中處處底板一般般為200--250。底板厚厚最小應(yīng)有有120。箱梁頂頂板厚度應(yīng)應(yīng)滿足橫向向彎矩的要要求和布置置縱向預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋的要要求。本設(shè)計(jì)中采用雙雙面配筋，且且底板由支支點(diǎn)處以拋拋物線的形形式向跨中中變化。底底板在支點(diǎn)點(diǎn)處設(shè)計(jì)為為實(shí)心箱型型截面,在跨中厚厚25cm.頂板厚255cm。二、腹板和其其它細(xì)部結(jié)結(jié)構(gòu)1.箱梁腹板板厚度腹板的功功能是承受受截面的剪剪應(yīng)力和主主拉應(yīng)力。在在預(yù)應(yīng)力梁梁中，因?yàn)闉閺澥鴮ν馔饧袅Φ牡值窒饔?，所所以剪?yīng)力力和主拉應(yīng)應(yīng)力的值比比較小，腹腹板不必設(shè)設(shè)得太大；；同時(shí)，腹腹板的最小小厚度應(yīng)考考慮力筋的的布置和混混凝土澆筑筑要求，其其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)為：（1）腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力力筋時(shí)，采采用2000mm。（2）腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力力筋管道時(shí)時(shí)，采用2250—300mmm。（3）腹板內(nèi)有錨頭時(shí)時(shí)，采用2250—300mmm。大跨度預(yù)應(yīng)力混混凝土箱梁梁橋，腹板板厚度可從從跨中逐步步向支點(diǎn)加加寬，以承承受支點(diǎn)處處交大的剪剪力，一般般采用300—600mmm，甚至可可達(dá)到1mm左右。本設(shè)計(jì)支座處腹腹板厚取555cm.，跨中腹腹板厚取555cm。2.梗腋在頂板和和腹板接頭頭處須設(shè)置置梗腋。梗梗腋的形式式一般為1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋腋的作用是是：提高截截面的抗扭扭剛度和抗抗彎剛度，減減少扭轉(zhuǎn)剪剪應(yīng)力和畸畸變應(yīng)力。此此外，梗腋腋使力線過過渡比較平平緩，減弱弱了應(yīng)力的的集中程度度。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)據(jù)箱室的外外形設(shè)置了了寬2500mm，長6000mm的上部梗梗腋，而下下部采用1：1的梗腋。3.橫隔梁橫隔梁可以增強(qiáng)強(qiáng)橋梁的整整體性和良良好的橫向向分布，同同時(shí)還可以以限制畸變變；支承處處的橫隔梁梁還起著承承擔(dān)和分布布支承反力力的作用。由由于箱形截截面的抗扭扭剛度很大大，一般可可以比其它它截面的橋橋梁少設(shè)置置橫隔梁，甚甚至不設(shè)置置中間橫隔隔梁而只在在支座處設(shè)設(shè)置支承橫橫隔梁。因因此本設(shè)計(jì)計(jì)沒有加以以考慮，而而且由于中中間橫隔梁梁的尺寸及及對內(nèi)力的的影響較小小，在內(nèi)力力計(jì)算中也也可不作考考慮?？缰薪孛婕爸兄еc(diǎn)截面示示意圖如下下所示：（單單位為cm）2.1.4-1跨中處支支座處2.2主梁分分段與施工工階段的劃劃分2.2.1分分段原則主梁的分段應(yīng)該該考慮有限限元在分析析桿件時(shí)，分分段越細(xì)，計(jì)計(jì)算結(jié)果的的內(nèi)力越接接近真實(shí)值值，并且兼兼顧施工中中的實(shí)施，所以本設(shè)計(jì)分為50個(gè)單元。2.2.2具具體分段本橋全長1000米，全梁共共分50個(gè)梁段段，一般梁梁段長度分分成2.00m。2.2.3主主梁施工方方法及注意意事項(xiàng)主梁施工方法：主梁采用用滿堂支架架法施工，箱梁均采采用滿堂支支架、泵送送現(xiàn)澆砼施施工。圖2.2.3-1結(jié)構(gòu)簡圖圖第四章荷載內(nèi)力計(jì)算主梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱縱斷面的布布置，并通通過對移動動荷載作用用最不利位位置，確定定控制截面面的內(nèi)力，然然后進(jìn)行內(nèi)內(nèi)力組合，畫畫出內(nèi)力包包絡(luò)圖。（一）恒載內(nèi)力力計(jì)算第一期恒載（結(jié)結(jié)構(gòu)自重）恒載集度則：第二期恒載包括結(jié)構(gòu)自重、橋橋面二期荷荷載按65KN//m計(jì)。（二）活載內(nèi)力力計(jì)算活載取重車荷載載及輕車荷荷載，如下下圖：活載計(jì)計(jì)算時(shí)，為為六節(jié)車廂廂?？煞譃闉榱N情況況作用在橋橋梁上。（三）支座位移移引起的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算由于各個(gè)支座處處的豎向支支座反力和和地質(zhì)條件件的不同引引起支座的的不均勻沉沉降，連續(xù)續(xù)梁是一種種對支座沉沉降特別敏敏感的結(jié)構(gòu)構(gòu)，所以由由它引起的的內(nèi)力是構(gòu)構(gòu)成內(nèi)力的的重要組成成部分。其其具體計(jì)算算方法是：：三跨連續(xù)續(xù)梁的四個(gè)個(gè)支點(diǎn)中的的每個(gè)支點(diǎn)點(diǎn)分別下沉沉，其余的的支點(diǎn)不動動，所得到到的內(nèi)力進(jìn)進(jìn)行疊加，取取最不利的的內(nèi)力范圍圍。（四）荷載組合合及內(nèi)力包包絡(luò)圖首先求出在自重重和二期荷荷載及其共共同作用下下而產(chǎn)生的的梁體內(nèi)力力。梁體截面分布圖圖：利用橋梁計(jì)算軟軟件建模，將將其平分為為個(gè)單元，每每單元，將將單位集中中荷載在梁梁體上移動動，畫出其其各節(jié)點(diǎn)的的影響線，影影響線確定定后，將移移動荷載作作用在最大大處，由此此來計(jì)算出出移動荷載載在最不利利位置而產(chǎn)產(chǎn)生的梁體體的內(nèi)力。其其具體計(jì)算算過程如下下：自重作用下梁產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)力力為：將1/4跨截面、跨跨中截面和和支座截面面的數(shù)據(jù)列列于下表：：截面位置剪力彎矩端部-1609.22801/4跨截面-436.4777424.433邊跨跨中截面-599.4776813.188支座截面-2900.229-18022..07跨中截面0.929887.411檢算過程：分析：將梁體視視為二次超超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，其計(jì)算算簡圖如下下：由上面計(jì)算可以以知道，自自重作用在在梁上的荷荷載集度為為：作用簡圖如圖：：根據(jù)力力法求解，將將兩側(cè)的支支座假設(shè)定定為單位作作用力1下，簡直直梁的彎矩矩圖分別為為：在自重作用下，支支座處的支支座反力為為：根據(jù)力法的平衡衡方程：將以上數(shù)據(jù)代入入方程：解得：將、帶入方程，求支支座2和3的反力。計(jì)算簡圖如下解得：將數(shù)據(jù)與由Miidas計(jì)算出的的結(jié)果相比比，相差不不大，檢算算滿足要求求。自重作作用下的彎彎矩圖：在二期恒載作用用下，梁產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)力力為：截面位置剪力彎矩端部-697.07701/4跨截面-209.5773399.888邊跨跨中截面-277.9333143.511支座截面-1300.003-8337.999跨中截面0.034662.544二期恒載作用下下的彎矩圖圖：支座沉降下，梁梁產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力為：截面位置剪力彎矩端部-1028.00101/4跨截面-1028.0017710.044邊跨跨中截面1028.01115420.008支座截面-1260.99930840.115跨中截面1260.9995622.911支座沉降下，產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩矩圖為：利用Midas求出出影響線：：1截面反力影響線線：1.000-0.1122移動荷載在1截截面作用的的最不利位位置如圖所所示：2截面即邊跨1//4截面彎矩矩影響線：：3截面即邊跨跨中中截面彎矩矩影響線：：4截面即支座處反反力影響線線：1.0000-0.1113移動荷載最不利利加載情況況：彎矩影響線為：：0.7776-22.7266-3..6585截面即跨中截面面彎矩影響響線：根據(jù)上上面的影響響線，將移移動荷載加加載在最不不利的位置置，由此得得出移動荷荷載作用下下，梁產(chǎn)生生的內(nèi)力為為：截面位置剪力彎矩端部-1092.66701/4跨截面-632.75035.355邊跨跨中截面-630.55799.355支座截面-1536.55-8747.88跨中截面502.956594.244移動荷載作用下下的彎矩圖圖：將上述述的荷載進(jìn)進(jìn)行組合，可可以有5種情況：：1、自重+二期恒恒載2、自重+二期恒恒載+沉降3、自重+二期恒恒載+移動荷載載4、自重+二期恒恒載+沉降+移動荷載載將上述組合分別別計(jì)算，求求出內(nèi)力?，F(xiàn)現(xiàn)將各種組組合下的內(nèi)內(nèi)力列于下下表：自重+二期恒載截面位置剪力彎矩端部-2306.33501/4跨截面-646.04410824.331邊跨跨中截面-877.49956.699支座截面-4200.332-26360..06跨中截面0.9414549.995其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降降截面位置剪力彎矩端部-3334.33501/4跨截面-1674.00418534.335邊跨跨中截面-1530.66325376.776支座截面-5461.33-45956..89跨中截面1261.93320172.886其彎矩圖：自重+二期恒載+移動動荷載截面位置剪力彎矩端部-3399.00201/4跨截面-1278.77415859.666邊跨跨中截面-1507.9915756.004支座截面-5736.882-35107..86跨中截面503.921144.119其彎矩圖：自重+二期恒載+沉降降+移動荷載載截面位置剪力彎矩端部-4427.00201/4跨截面-2306.77423569.77邊跨跨中截面-2161.11331176.111支座截面-6997.881-54704..68跨中截面1764.88832310.77其彎矩圖：將上述述的組合進(jìn)進(jìn)行包絡(luò)，最最終求出彎彎矩包絡(luò)圖圖，根據(jù)包包絡(luò)圖進(jìn)行行配筋。包絡(luò)數(shù)據(jù)為：截面位置剪力彎矩端部-4427.00201/4跨截面-2306.77423569.77邊跨跨中截面-2161.11331176.111支座截面-6997.881-54704..68跨中截面1764.88832310.77其彎矩圖：3.2.1橫橫向分布系系數(shù)的考慮慮荷載橫向分布指指的是作用用在橋上的的車輛荷載載如何在各各主梁之間間進(jìn)行分配配，或者說說各主梁如如何分擔(dān)車車輛荷載。因因?yàn)榻孛娌刹捎脝蜗鋯螁问視r(shí)，可可直接按平平面桿系結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行活活載內(nèi)力計(jì)計(jì)算，無須須計(jì)算橫向向分布系數(shù)數(shù)，所以全全橋采用同同一個(gè)橫向向分配系數(shù)數(shù)。一、橫向分布系系數(shù)的計(jì)算算單箱雙室，橋面面凈寬度W＝14m，車輛單單向行駛，，橋涵的設(shè)計(jì)車道數(shù)為3車道。用剛性橫梁法計(jì)計(jì)算橫向影影響線豎標(biāo)標(biāo)值抗扭修正系數(shù)＝＝1.0計(jì)算橫向影響線線豎標(biāo)值對于1號邊梁的橫向影影響線豎標(biāo)標(biāo)值可以通通過簡化公公式計(jì)算：：單箱雙室計(jì)算簡簡化為3片梁肋汽車荷載布置見見下圖：圖3.2.1-1汽車荷載載布置其中：＝4.222+0+44.22＝35.228m22＝＝＝0.8333＝＝＝0.1667影響線圖如下：：圖3.2.1-2影響線圖圖用剛性橫梁法的的橫向分布布影響線為為直線，設(shè)設(shè)影響線零零點(diǎn)離1號梁軸線線的距離為為x，則：解得：x＝7..875mm根據(jù)《公路橋涵涵設(shè)計(jì)通用用規(guī)范》本設(shè)計(jì)的橋面凈凈寬度W＝13.00m，車輛輛單向行駛駛時(shí)在，橋橋涵的設(shè)計(jì)計(jì)車道數(shù)為為3車道。計(jì)算荷載得橫向向分布系數(shù)數(shù)：一車道加載時(shí)：：圖3.2.1-3一車道加加載＝0..87533二車道加載時(shí)：：3.2.1-4二車道加加載＝1.418三車道加載時(shí)：：圖3.2.1-5三車道加加載＝1.6353.2.2活活載因子的的計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的基頻頻反映了結(jié)結(jié)構(gòu)的尺寸寸、類型、建建筑材料等等動力特性性內(nèi)容，它它直接反映映了沖擊系系數(shù)與橋梁梁結(jié)構(gòu)之間間的關(guān)系。不不管橋梁的的建筑材料料、結(jié)構(gòu)類類型是否有有差別，也也不管結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸與跨跨徑是否有有差別，只只要橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的基頻頻相同，在在同樣條件件的汽車荷荷載下，就就能得到基基本相同的的沖擊系數(shù)數(shù)。橋梁的自振頻率率（基頻）宜宜采用有限限元方法計(jì)計(jì)算，對于于連續(xù)梁結(jié)結(jié)構(gòu)，當(dāng)無無更精確方方法計(jì)算時(shí)時(shí)，也可采采用下列公公式估算：：（3.2..2-1）（3.2..2-2）（3.2..2-3）式中—結(jié)構(gòu)構(gòu)的計(jì)算跨跨徑（）；；——結(jié)構(gòu)材料料的彈性模模量（）；；——結(jié)構(gòu)跨中中截面的截截面慣矩（）；—結(jié)結(jié)構(gòu)跨中處處的單位長長度質(zhì)量（），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（）；—結(jié)構(gòu)跨中處延米米結(jié)構(gòu)重力力（）；—重力加速度，。計(jì)算連續(xù)梁的沖沖擊力引起起的正彎矩矩效應(yīng)和剪剪力效應(yīng)時(shí)時(shí)，采用；；計(jì)算連續(xù)續(xù)梁的沖擊擊力引起的的負(fù)彎矩效效應(yīng)時(shí)，采采用。因邊垮跨度小按照最不不利效應(yīng)計(jì)計(jì)算法則取l＝30m，查得Ic=3..38799m4防撞墻、護(hù)欄荷荷載：q=133.4kNN/m鋪裝層荷載：qq=31..2kN//m中跨單元：Acc=8.8855q=88.8555×25=2221.3375kkN/mmc=(13.4++31.22+2211.3755)/100=265599μ值可按下式計(jì)算算：當(dāng)＜11.5Hzz時(shí)，μ=0.005當(dāng)1..5Hz≤≤14Hz時(shí)，μ=0.11767--0.01157當(dāng)＞114Hz時(shí)，μ=0.445式中——結(jié)構(gòu)基基頻（Hz）。求得：正彎矩效效應(yīng)：0.31157負(fù)彎矩效應(yīng)：0.4113FACTOR==(1+μ)nηξ式中1+μμ—沖擊系數(shù)數(shù)；n—車道數(shù)；η—車道折減系數(shù)；；ξ—偏載系數(shù)。EX:一車道道加載時(shí)FACTTOR1==1.4113×3××1×1××0.87753=33.7100EX:二車道道加載時(shí)FACTTOR2==1.4113×3××1×1××1.4118=6..011EX:三車道道加載時(shí)FACTTOR3==1.4113×3××0.788×1×11.6355=5.4406經(jīng)比較選取二車車道加載時(shí)時(shí)的最大值值6.0111計(jì)算第五章預(yù)應(yīng)力鋼束的估估算與布置置4.1力筋估估算4.1.1計(jì)計(jì)算原理根據(jù)《預(yù)規(guī)》（JJTGDD62-20044）規(guī)定，預(yù)預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)應(yīng)滿足彈性性階段（即即使用階段段）的應(yīng)力力要求和塑塑性階段（即即承載能力力極限狀態(tài)態(tài)）的正截截面強(qiáng)度要要求。一、按承載載能力極限限計(jì)算時(shí)滿滿足正截面面強(qiáng)度要求求：預(yù)應(yīng)力梁梁到達(dá)受彎彎的極限狀狀態(tài)時(shí)，受受壓區(qū)混凝凝土應(yīng)力達(dá)達(dá)到混凝土土抗壓設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度，受受拉區(qū)鋼筋筋達(dá)到抗拉拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度度。截面的的安全性是是通過截面面抗彎安全全系數(shù)來保保證的。1.對于僅承受受一個(gè)方向向的彎矩的的單筋截面面梁，所需需預(yù)應(yīng)力筋筋數(shù)量按下下式計(jì)算：：h0h0xNdfcd，（4.1.11.1-1），（4.1..1.1-2）解上兩式得：受壓區(qū)高度（4.1..1.1-3）預(yù)應(yīng)力筋數(shù)（4.1..1.1-4a）或（4.1..1.1-4b）式中—截截面上組合合力矩。—混凝土抗壓設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度；—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度；；—單根預(yù)應(yīng)力筋束束截面積；；b—截面寬寬度2.若截面承受受雙向彎矩矩時(shí)，需配配雙筋的，可可據(jù)截面上上正、負(fù)彎彎矩按上述述方法分別別計(jì)算上、下下緣所需預(yù)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)數(shù)量。這忽忽略實(shí)際上上存在的雙雙筋影響時(shí)時(shí)（受拉區(qū)區(qū)和受壓區(qū)區(qū)都有預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋）會會使計(jì)算結(jié)結(jié)果偏大，作作為力筋數(shù)數(shù)量的估算算是允許的的。二、使用荷載載下的應(yīng)力力要求ee上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++Np下Np上Mmax合成+--Mmin合成規(guī)范（JTJD62--20044）規(guī)定，截截面上的預(yù)預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)應(yīng)大于荷載載引起的拉拉應(yīng)力，預(yù)預(yù)壓應(yīng)力與與荷載引起起的壓應(yīng)力力之和應(yīng)小小于混凝土土的允許壓壓應(yīng)力（為為），或?yàn)闉樵谌我怆A階段，全截截面承壓，截截面上不出出現(xiàn)拉應(yīng)力力，同時(shí)截截面上最大大壓應(yīng)力小小于允許壓壓應(yīng)力。寫成計(jì)算式為：：對于截面上緣（4.1..1.1-5）（4.1..1.1-6）對于截面下緣（4.1..1.1-7）（4.1..1.1-8）其中，—由預(yù)應(yīng)應(yīng)力產(chǎn)生的的應(yīng)力，W—截面抗彎彎模量，——混凝土軸軸心抗壓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。Mmax、Mmin項(xiàng)的符號當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(shù)值取大小。一般情情況下，由由于梁截面面較高，受受壓區(qū)面積積較大，上上緣和下緣緣的壓應(yīng)力力不是控制制因素，為為簡便計(jì)，可可只考慮上上緣和下緣緣的拉應(yīng)力力的這個(gè)限限制條件((求得預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋束數(shù)數(shù)的最小值值)。公式（4.1..1.1-5）變?yōu)椋?.1..1.1--9）公式（4.1..1.1-7）變?yōu)椋?.1..1.1--10）由預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束產(chǎn)產(chǎn)生的截面面上緣應(yīng)力力和截面下下緣應(yīng)力分分為三種情情況討論：：截面上下緣均配配有力筋NNp上和Np下以抵抗正正負(fù)彎矩，由由力筋Np上和Np下在截面上上下緣產(chǎn)生生的壓應(yīng)力力分別為：：（4.1..1.1-11）（4.1..1.1-12）將式（4.1..1.1-9）、（4.1..1.1--10）分別代入入式（4.1..1.1--11）、（4.1..1.1--12），解聯(lián)立立方程后得得到（4.1..1.1-13）（44.1.11.1-14）令代入式（4.11.1.11-13）、（4.1..1.1--14）中得到（4.1..1.1-15）（4.1..1.1-16）式中Ap—每每束預(yù)應(yīng)力力筋的面積積；—預(yù)應(yīng)力筋的永存存應(yīng)力(可取0.5~00.75估估算)；e—預(yù)應(yīng)力力筋重心心離開截面面重心的距距離；K—截面的核心距；；A—混凝土截面面積積，取有效效截面計(jì)算算。當(dāng)截面只在下緣緣布置力筋筋Np下以抵抗正正彎矩時(shí)當(dāng)由上上緣不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)：（4.1..1.1-17）當(dāng)由下下緣不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)：（4.1..1.1-18）當(dāng)截面中只在上上緣布置力力筋N上以抵抗負(fù)負(fù)彎矩時(shí)：：當(dāng)由上上緣不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)（4.1..1.1-19）當(dāng)由下下緣不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)（4.1..1.1-12）當(dāng)按上緣和下緣緣的壓應(yīng)力力的限制條條件計(jì)算時(shí)時(shí)(求得預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋束數(shù)數(shù)的最大值值)。可由前前面的式（4.1..1.1-6）和式（4.1..1.1--8）推導(dǎo)得：：（4.1..1.1-21）（44.1.11.1-22）有時(shí)需調(diào)整束數(shù)數(shù)，當(dāng)截面面承受負(fù)彎彎矩時(shí)，如如果截面下下部多配根根束，則上上部束也要要相應(yīng)增配配根，才能能使上緣不不出現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力，同理理，當(dāng)截面面承受正彎彎矩時(shí)，如如果截面上上部多配根根束，則下下部束也要要相應(yīng)增配配根。其關(guān)關(guān)系為：當(dāng)承受時(shí)，當(dāng)承受時(shí)，4.1.2預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼束束的估算對于連續(xù)梁體系系，或凡是是預(yù)應(yīng)力混混凝土超靜靜定結(jié)構(gòu)，在在初步計(jì)算算預(yù)應(yīng)力筋筋數(shù)量時(shí)，必必須計(jì)及各各項(xiàng)次內(nèi)力力的影響。然然而，一些些次內(nèi)力項(xiàng)項(xiàng)的計(jì)算恰恰與預(yù)應(yīng)力力筋的數(shù)量量和布置有有關(guān)。因此此，在初步步計(jì)算預(yù)應(yīng)應(yīng)力時(shí)，只只能以預(yù)估估值來考慮慮，本設(shè)計(jì)計(jì)用BSAAS輸出組合彎矩值值來進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，此項(xiàng)項(xiàng)估算是非非常粗略的的。用于計(jì)計(jì)算的具體體彎矩?cái)?shù)值值見表4.1..2-1。具體計(jì)算如下：：預(yù)應(yīng)力鋼束采用用7φ5型號，采采用YM15--15。有關(guān)參參數(shù)為：Ap=15×1200×10－6=0.00021(m2)而預(yù)應(yīng)力抗拉設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度為為fpd=18600(MPa),,本設(shè)計(jì)在在估算預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋時(shí)時(shí)，預(yù)應(yīng)力力筋的永存存應(yīng)力取為為：σpe=0..5×18860=9930(MMPa)1.僅在上緣布布置預(yù)應(yīng)力力鋼束取第15號邊墩墩支座截面面為例，計(jì)計(jì)算如下：：（1）按正常使用狀態(tài)態(tài)計(jì)算：查截面特性，有有I=12..458((m4)，A=24..976((m2)，y1=1.1887(m)，y2=1.2113(m)，Ws=10..495,,WX=10.22704,,KS=0.4411,KKX=0.44202,,ES=0.994,EXX=1.221,Mmax=--449199.3711(KN?m);MMmin=--815000.8005(KN?m)其中：I—有效效截面慣性性矩；AA—有效截面面面積；yys—有效截面中中性軸距上上緣的距離離；yyx—有效截面中中性軸距下下緣的距離離。由式(4—199)有：=31(向上取整整)由式(4—200)有：=44（向下取取整）（2）按承載能力極限限計(jì)算時(shí)有有：h0=h-e=2..4-0..24=2.166(m),fcd=18.44MPa,bb=10m,Mp=-1033428..75(KN?m)受壓區(qū)高度為：：=0.2265=21比較以上兩種情情況，取331束鋼筋筋。2.僅在下緣布布置預(yù)應(yīng)力力鋼束以中跨跨中25號號截面為例例（1）按正常使用階段段計(jì)算有：：查截面特性，有有I=1.6692(m4)，A=8..21((m2)，ys=0.6118(m),yyx=0.7782(m),WS=2.7737,WWX=2.1164,KKS=0.22635,,KX=0.3383,EES=0.662,EXX=0.551,Mmax=361003.5443(KN?m),MMmin==106550.9661(KN?m)由式(4.1..1.1—17)有：=311當(dāng)由下緣不出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力控控制時(shí)：由式(4.1..1.1—18)有：=24（2）由承載能力極限限狀態(tài)計(jì)算算得：h0=h-e=1..4-0..15=1.255(m),fcd=18.44MPa,bb=14m,Mp=472669.7991(KN?m)受壓區(qū)高度為：：=0.11566111=17綜上計(jì)算可以得得25號截面面需24根鋼束.3.上、下下緣均布置置預(yù)應(yīng)力鋼鋼束以邊跨6號截面為為例：（1）按正常使用狀態(tài)態(tài)計(jì)算有：：查截面特性，有有：I=2.7718(m4)，A=8.49929(m2)，yS=0.76(m))，yX=0.911(m)，W上=3.576(mm3),W下=2.9887(m3),K上=0.3554(m)，K下=0.4224(m)，e下=0.76-0..15=0.611(m)，e上=11=0.700(m)Mmax=132271.4444(KN?m),MMmin=--166112.5998(KN?m)由式(4.1..1.1—15)有：=11（4.1..1.1-15）由式（4.1..1.1-16）有：=15由式（4.1..1.1-21）有：=22由式（4.1..1.1-22）有：=17（2）按承載能力極限限狀態(tài)計(jì)算算有：h0=h-e=1..67-00.15==1.522(m),fcd=18.44MPa上翼緣配筋時(shí)有有b=10m,Mp=-225002.8332(KN?m)受壓區(qū)高度為：：：=0.08277=7下翼緣配筋時(shí)有有b=14m,Mp=200889.6336(KN?m)受壓區(qū)高度為：：=0.05222=6表4.1.22-1預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋估估算結(jié)果正常使用極限狀狀態(tài)承載能力極限狀狀態(tài)實(shí)際配筋截面號控制截面nsnxnsnxnsnx1支座0002625142631/8截面7162944101751251/4截面6122861567143881573/8截面81548916891657101891/2截面1115761218101315941516113/8截面141410315151215121159131/4截面181318314201523151/8截面2217271629193017支座3121311828192819201625201/8截面1511192110713227753109231/4截面6835712244917412251210113263/8截面1713182720152128231724291/2截面24172530241725312216023323/8截面1914320336162116183481448816351/4截面913569153611117411123713101136381/8截面1712190392216254028182841支座3121314.2預(yù)應(yīng)力力鋼束的布布置（具體體布置圖見見圖紙）連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼鋼束的配置置不僅要滿滿足《橋規(guī)規(guī)》(TB1100022.3—99)構(gòu)造要求求，還應(yīng)考考慮以下原原則：1、應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡念A(yù)應(yīng)力束束的型式與與錨具型式式，對不同同跨徑的梁梁橋結(jié)構(gòu)，要要選用預(yù)加加力大小恰恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)應(yīng)力束，以以達(dá)到合理理的布置型型式。2、應(yīng)力束的布置置要考慮施施工的方便便，也不能能像鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)中任意切切斷鋼筋那那樣去切斷斷預(yù)應(yīng)力束束，而導(dǎo)致致在結(jié)構(gòu)中中布置過多多的錨具。3、預(yù)應(yīng)力束的布布置，既要要符合結(jié)構(gòu)構(gòu)受力的要要求，又要要注意在超超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)體系中避避免引起過過大的結(jié)構(gòu)構(gòu)次內(nèi)力。4、預(yù)應(yīng)力束的布布置，應(yīng)考考慮材料經(jīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的的先進(jìn)性，這這往往與橋橋梁體系、構(gòu)構(gòu)造尺寸、施施工方法的的選擇都有有密切關(guān)系系。5、預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避避免合用多多次反向曲曲率的連續(xù)續(xù)束，因?yàn)闉檫@會引起起很大的摩摩阻損失，降降低預(yù)應(yīng)力力束的效益益。6、預(yù)應(yīng)力束的布布置，不但但要考慮結(jié)結(jié)構(gòu)在使用用階段的彈彈性力狀態(tài)態(tài)的需要，而而且也要考考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)在破壞階階段時(shí)的需需要。7、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡盡量對稱布布置8、應(yīng)留有一定數(shù)數(shù)量的備用用管道，一一般占總數(shù)數(shù)的1%。9、錨距的最小間距距的要求。表4.2-2常用錨具具尺寸錨具型號錨墊板寸mm波紋管徑外/內(nèi)mm螺旋筋圈徑mm圈數(shù)千斤頂型號錨具最小布置間距mmOVM15-5518062/551704Ycw100200OVM15-7720077/702406Ycw150230OVM15-9923087/802706Ycw250260VM15-12227097/903307Ycw250290OVM15-119320107/10004008Ycw400420OVM15-227370127/12004708Ycw650490YM15-516567/601705YDC15000210YM15-719077/701905YDC15000230YM15-921587/802106YDC20000270YM15-12225092/852506YDC25000320YM15-155290102/953206YDC32000370YM15-177300107/10003407YDC42000400YM15-199300107/10003507YDC42000420YM15-244320117/11004007YDC52000460第六章預(yù)應(yīng)力損失及有有效應(yīng)力的的計(jì)算根據(jù)《橋規(guī)》（JTGD62-2004）第6.2.1條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)計(jì)算中，應(yīng)考慮由下列因素引起的預(yù)應(yīng)力損失：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管管道壁之間間的摩擦σl4錨具變形、鋼筋筋回縮和接接縫壓縮σl2預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺臺座之間的的溫差σl3混凝土的彈性壓壓縮σl4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)應(yīng)力松弛σσl5混凝土的收縮和和徐變σl6說明：從計(jì)算概概念上，每每根預(yù)應(yīng)力力束在每個(gè)個(gè)截面的預(yù)預(yù)應(yīng)力損失失都不一樣樣，但是由由于本設(shè)計(jì)計(jì)是畢業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)環(huán)節(jié)，時(shí)間間有限，所所以進(jìn)行一一定的簡化化，假定預(yù)預(yù)應(yīng)力束在在每個(gè)截面面的損失相相等。5.1預(yù)應(yīng)力力損失的計(jì)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失包括括：摩阻損失失、錨具變變形及鋼筋筋回縮、混混凝土的彈彈性壓縮、預(yù)預(yù)應(yīng)力筋的的應(yīng)力松弛弛、混凝土土的收縮與與徐變等5項(xiàng)。5.1.1摩阻阻損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與管管道之間摩摩擦引起的的應(yīng)力損失失可按下式式計(jì)算：(5.1.11-1)σcon——張拉拉鋼筋時(shí)錨錨下的控制制應(yīng)力（==0.75）,μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管管道壁的摩摩擦系數(shù)，對對金屬波紋紋管，取0.2θ——從張拉端至計(jì)算算截面曲線線管道部分分切線的夾夾角之和，以rad計(jì)，k——管道每米局部偏偏差對摩擦擦的影響系系數(shù)，取00.00115x——從張拉端至計(jì)算算截面的管管道長度,,以米計(jì)。表5.1.1-1系數(shù)k及μ的值管道類型Kμ橡膠管抽芯成型型的管道0.00150.55鐵皮套管0.00300.35金屬波紋管0.0020～～0.000300.20～0..26表5.1.1-2摩阻損失（上緣緣支座處）上上緣摩阻損損失計(jì)算截面號鋼束號束數(shù)θ(rad)xkx+μθβσ(Mp)支座NO.130.781260.1950.177742.1944NO.230.781260.1950.177742.1944NO.330.781260.1950.177742.1944NO.430.775260.1940.176737.8477NO.530.781260.1950.177742.1888NO.630.699260.1790.164685.0622NO.730.000260.0390.038160.0733NO.830.000210.0320.031129.7733NO.930.00019.50.0290.029120.6388NO.1040.00016.250.0240.024134.3688鋼束總數(shù)31截面平均損失159.2433表5.1.1-3摩阻損失（下下緣中跨跨跨中處）下緣摩阻損失截面號鋼束號束數(shù)θ(rad)xkx+μθβ每束σ(Mp)中跨1/2截面NO.131.559490.3850.3201338.4550NO.231.426490.3590.3011261.7003NO.331.391490.3520.2961240.8440NO.431.317490.3370.2861197.1886NO.531.324490.3380.2871200.9554NO.631.190490.3110.2681120.0443NO.730.347490.1430.133557.4844NO.830.364440.1390.130542.5199NO.930.36442.50.1370.128534.3144鋼束總數(shù)27截面平均損失333.09225.1.2.錨具變形形損失由錨具變形、鋼鋼筋回縮和和接縫壓縮縮引起的應(yīng)應(yīng)力損失，可可按下式計(jì)計(jì)算：((5.1.22-1)l——錨具變形、鋼筋筋回縮和接接縫壓縮值值；統(tǒng)一取取6mm.L——預(yù)應(yīng)力鋼筋的有有效長度；；EP——預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈彈性模量。取取195GPPa。表5.1.2-1錨具變形形損失（邊邊跨）上緣錨具變形損損失（邊跨跨）截面號鋼束號束數(shù)ΔL(cm)L(cm))Ep(Gp))σl2(Mp)邊支座NO.7311442019549鋼束總數(shù)3每束平均損失161/8截面NO.7311442019549鋼束總數(shù)3每束平均損失161/4截面NO.7311442019549NO.8311342019552鋼束總數(shù)6每束平均損失173/8截面NO.7311442019549NO.8311342019552NO.9311311719554鋼束總數(shù)9每束平均損失171/2截面NO.7311442019549NO.8311342019552NO.9311311719554NO.10416250195150鋼束總數(shù)13每束平均損失235/8截面NO.6311451519548NO.7311442019549NO.8311342019552NO.9311311719554NO.10416250195150鋼束總數(shù)16每束平均損失223/4截面NO.5311446719549NO.6311451519548NO.7311442019549NO.8311342019552NO.9311311719554NO.10416250195150鋼束總數(shù)19每束平均損失217/8截面NO.2311447619548NO.3311447119549NO.4311446419549NO.5311446719549NO.6311451519548NO.7311442019549NO.8311342019552NO.9311311719554NO.10416250195150鋼束總數(shù)28每束平均損失20表5.1.2-2錨具變形形損失（中中跨）上緣錨具變形損損失截面號鋼束號束數(shù)ΔL(cm)L(cm)Ep(Gp)σl2(Mp)支座NO.131.214548.2219548.253NO.231.214476.0019548.494NO.331.214470.8819548.512NO.431.214463.8819548.535NO.531.214466.8819548.525NO.631.214515.1119548.363NO.731.214419.8819548.683NO.831.213419.6619552.312NO.931.213117.1119553.518NO.1041.26250.0195149.7600鋼束總數(shù)31每束平均損失19.1921/8截面NO.431.214463.8819548.535NO.531.214466.8819548.525NO.631.214515.1119548.363NO.731.214419.8819548.683NO.831.213419.6619552.312NO.931.213117.1119553.518NO.1041.26250.0195149.7600鋼束總數(shù)22每束平均損失20.4411/4截面NO.831.213419.6619552.312NO.931.213117.1119553.518NO.1041.26250.0195149.7600鋼束總數(shù)