連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章 緒論 1\o"CurrentDocument"第一節(jié) 橋梁概述 1\o"CurrentDocument"第二節(jié) 方案比選 3\o"CurrentDocument"一、比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn) 3\o"CurrentDocument"二、方案編制 4\o"CurrentDocument"第二章 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 7\o"CurrentDocument"第一節(jié) 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 7\o"CurrentDocument"一、橋梁橫向布置 7\o"CurrentDocument"二、細(xì)部尺寸 7\o"CurrentDocument"第二節(jié)截面幾何特性 8\o"CurrentDocument"一、毛截面面積 8\o"CurrentDocument"二、慣性矩及剛度參數(shù) 8\o"CurrentDocument"第三章主梁內(nèi)力計(jì)算 10\o"CurrentDocument"第一節(jié)橫向分布系數(shù)的計(jì)算 10\o"CurrentDocument"第二節(jié)恒載內(nèi)力計(jì)算 14\o"CurrentDocument"一、單元化分 15\o"CurrentDocument"二、恒載布載 16\o"CurrentDocument"第三節(jié)活載內(nèi)力計(jì)算 19\o"CurrentDocument"―、沖擊系數(shù)G，u）的計(jì)算 19\o"CurrentDocument"二、活載布載 20\o"CurrentDocument"第四章次內(nèi)力計(jì)算 24\o"CurrentDocument"第―節(jié) 基礎(chǔ)位移引起的次內(nèi)力計(jì)算 24\o"CurrentDocument"第二節(jié) 溫度應(yīng)力引起的次內(nèi)力計(jì)算 24\o"CurrentDocument"第三節(jié) 混凝土收縮徐變引起的次內(nèi)力計(jì)算 25\o"CurrentDocument"第五章 作用效應(yīng)組合I 28\o"CurrentDocument"第―節(jié) 承載力極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合 28\o"CurrentDocument"第二節(jié) 正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合 29\o"CurrentDocument"第六章 預(yù)應(yīng)力筋的估算 33\o"CurrentDocument"第―節(jié)計(jì)算原理 33一、 正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算 36\o"CurrentDocument"二、 承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度計(jì)算 36\o"CurrentDocument"第二節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束的估算 37\o"CurrentDocument"一、預(yù)應(yīng)力筋估算 37\o"CurrentDocument"二、預(yù)應(yīng)力鋼束布置 39\o"CurrentDocument"第七章預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算 42\o"CurrentDocument"第一節(jié)鋼筋預(yù)應(yīng)力損失 42\o"CurrentDocument"一、摩阻損失 42\o"CurrentDocument"二、錨具變形損失 43\o"CurrentDocument"三、混凝土彈性壓縮損失 44\o"CurrentDocument"四、鋼筋的應(yīng)力松弛損失 46五、混凝土收縮徐變損失 47\o"CurrentDocument"六、有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算 50\o"CurrentDocument"第二節(jié)預(yù)加力引起的二次力矩 51\o"CurrentDocument"第三節(jié)作用效應(yīng)組合II 52\o"CurrentDocument"第八章主梁強(qiáng)度檢算 53\o"CurrentDocument"第一節(jié)承載能力極限狀態(tài)檢算 53\o"CurrentDocument"一、 I形截面的判別 53\o"CurrentDocument"二、 端跨跨中正截面承載能力計(jì)算 54\o"CurrentDocument"第二節(jié)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 56\o"CurrentDocument"一、 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算 56\o"CurrentDocument"二、 正截面檢算 58\o"CurrentDocument"三、 斜截面抗裂驗(yàn)算（主拉應(yīng)力） 59\o"CurrentDocument"四、 持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算 63五、 短暫狀況下預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算 65\o"CurrentDocument"第九章施工方法要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 66\o"CurrentDocument"第一節(jié)材料設(shè)備及施工程序 66\o"CurrentDocument"第二節(jié)支架及模板 68\o"CurrentDocument"第三節(jié)預(yù)應(yīng)力束布置 68\o"CurrentDocument"第四節(jié)混凝土工程 68\o"CurrentDocument"第五節(jié)張拉和壓漿 69結(jié)束語 70\o"CurrentDocument"致謝 71\o"CurrentDocument"主要參考文獻(xiàn) 72第一章緒論第一節(jié)橋梁概述橋梁是供汽車、火車、行人等跨越障礙（河流、山谷、或者其它線路等）的建筑工程物。從線路（公路或鐵路）的角度講，橋梁就是線路在跨越上述障礙時(shí)的延伸部分或連接部分。建立四通八達(dá)的現(xiàn)代化交通網(wǎng)，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，對于發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)全國各族人民團(tuán)結(jié)和鞏固國防等方面，都具有非常重要的作用。在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路以及水利建設(shè)中，為了跨越各種障礙，必須修建各種類型橋梁與涵洞，因此橋涵是交通線中的重要組成部分，而且往往是保證全線早日通車的關(guān)鍵。在經(jīng)濟(jì)上，橋梁和涵洞的造價(jià)一般說來平均占總造價(jià)的10%—20%。20世紀(jì)50年代以來，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)水平的提高，社會生產(chǎn)力的高速發(fā)展，人們對橋梁的要求已經(jīng)越來越高了，現(xiàn)代高速公路上迂回交叉的立交橋、高架橋和城市高架道路，幾十公里長的海峽大橋，新發(fā)展的城郊高速鐵路橋與輕軌運(yùn)輸高架橋等，這些新型橋梁不但是規(guī)模巨大的工程實(shí)體，而且猶如一條地上“彩虹”，將城市妝扮得格外美麗。縱觀世界各國的大城市，常以工程雄偉的大橋作為一種空間藝術(shù)結(jié)構(gòu)物存在于社會之中。我國幅員遼闊，大小山脈和江河湖泊縱橫全國，東面臨海，海灣、島嶼眾多。20世紀(jì)80年代后，我國實(shí)行改革開放政策以來，國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，社會主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化正在逐步實(shí)現(xiàn)，全國高速公路、高速鐵路、城市交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方興未艾。作為樞紐工程的橋梁建設(shè)的發(fā)展則突飛猛進(jìn)。至20世紀(jì)末，我國已建成的各類現(xiàn)代化橋梁在世界橋梁跨徑排名表上都進(jìn)入了重要名次，甚至是名列前茅。它從一個(gè)側(cè)面反映了我國生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展高度?；仡欉^去展望未來，我國廣大橋梁工程技術(shù)與科學(xué)工作者將不斷面臨著設(shè)計(jì)和建造各類橋梁的光榮而艱巨的任務(wù)。我國文化悠久，是世界上文明發(fā)達(dá)最早的國家之一。我國有許多科學(xué)技術(shù)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時(shí)代的歐洲，特別是5世紀(jì)以前，更是如此。其中就橋梁來說，我們的祖先也在世界橋梁建筑史上寫下了不少光輝燦爛的篇章。我國山川河流眾多，自然條件錯(cuò)綜復(fù)雜，古代橋梁不但數(shù)目驚人，而且類型也豐富多彩，幾乎包括了所有近代橋梁中的最主要形式。在原始人類尚不知如何造橋時(shí)，往往會利用自然界的物體，如天然倒塌的樹木、因自然地殼變化侵蝕而形成的拱狀物、森林里攀纏懸掛的藤蘿等，來幫助他們跨越溪流山澗和峽谷。等到人類已能夠聚族而居的時(shí)候，橋梁也勢必得到發(fā)展。例如，對距今已有6000余年的陜西西安半坡村新石器時(shí)代遺址的考古發(fā)現(xiàn)，在居住區(qū)四周有寬、深各約5-6個(gè)大圍溝。當(dāng)時(shí)的居住已能用木柱、草泥蓋成圓形的房屋，因而出入這樣的圍溝時(shí)不可能沒有搭設(shè)的橋梁。對橋梁起源的詳細(xì)考察和論證是考古學(xué)家的事。可以確定的是，橋梁是隨著歷史的演進(jìn)和社會的進(jìn)步而逐漸發(fā)展起來的。綜觀近代歷史，可以認(rèn)為，每當(dāng)陸地交通運(yùn)輸工具發(fā)生重大變化，對橋梁在載重、跨度方面提出新的要求時(shí)，這種要求便推動了橋梁工程技術(shù)的發(fā)展。橋梁發(fā)展到今天，其基本類型雖仍是梁橋、拱橋、和懸索橋，但建筑材料更加堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)型式更加豐富多彩，使用功能更加完備齊全，建橋技術(shù)更加先進(jìn)合理。在當(dāng)今社會中，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，建立四通八達(dá)的公路、鐵路交通網(wǎng)，對促進(jìn)交流、發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高國力，具有非常重要的意義。在公路、鐵路線路中橋梁以及涵洞是其重要組成部分。從技術(shù)上講，一座重要的大跨度橋梁通常會集中體現(xiàn)一個(gè)國家在工程設(shè)計(jì)、建筑材料和制造工藝等方面的當(dāng)代水平；從經(jīng)濟(jì)上講，一條線路中橋涵的造價(jià)要占10%-20%；從美學(xué)上講，橋梁不僅僅是滿足實(shí)用要求的工程結(jié)構(gòu)物，還常作為建筑藝術(shù)實(shí)體長久地存在于社會生活中。那些工程宏大、結(jié)構(gòu)造型雄偉壯觀的大橋，往往成為一座城市的標(biāo)志和驕傲。我國幅員遼闊，大小山脈縱橫，江河湖泊眾多。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，需要大力加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，修建大量的公路、鐵路和城市橋梁。橋梁由五個(gè)“大部件”與五個(gè)“小部件”所組成。所謂五大部件是指橋梁承受汽車及其它運(yùn)輸車輛的橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，它們要通過承受荷載的計(jì)算與分析，是橋梁結(jié)構(gòu)安全性的保證。這五大部件是：（1）橋跨結(jié)構(gòu)。是路線遇到障礙中斷時(shí)，跨越這類障礙的結(jié)構(gòu)物。（2）支座系統(tǒng)。它支承上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁墩臺上，它應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)載荷載、溫度變化或其他因素作用下所預(yù)計(jì)的位移功能。（3）橋墩。是在河中或岸上支承兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物。（4）橋臺。設(shè)在橋的兩端，一端與路堤連接，并防止路堤滑塌。為保護(hù)橋臺河路堤填土，橋臺兩側(cè)常做一些防護(hù)工程。另一側(cè)則支承橋跨上部結(jié)構(gòu)的端部。（5）墩臺基礎(chǔ)。是保證橋梁墩臺安全并將荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)部分。基礎(chǔ)工程載整個(gè)橋梁工程施工中是比較困難的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的問題也也很復(fù)雜。前兩個(gè)部件是橋梁上部結(jié)構(gòu)，后三個(gè)部件即是橋梁下部結(jié)構(gòu)。所謂五個(gè)小部件都是直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部件，過去總稱為橋面構(gòu)造，在橋梁設(shè)計(jì)中往往不夠重視，因而使橋梁服務(wù)質(zhì)量低下，外觀粗糙。在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，人類的文明水平也極大提高，人們對橋梁行車的舒適性和結(jié)構(gòu)物的觀賞水平要求愈來愈高，因而國際上在橋梁設(shè)計(jì)中很重視五小部件，這不但是“外觀包裝”，而且是服務(wù)功能的大問題。目前，國內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)工程師也越來越感受到五小部件的重要性這五小部件是：（1）橋梁鋪裝。鋪裝的平整、耐磨性、不翹曲、不滲水是保證行車舒適的關(guān)鍵。特別在鋼箱梁上鋪設(shè)瀝青路面的技術(shù)要求甚嚴(yán)。（2）排水防水系統(tǒng)。應(yīng)迅速排除橋面上積水，并使?jié)B水的可能性降至最小限度。此外，城市橋梁排水系統(tǒng)應(yīng)保證橋下無滴水和結(jié)構(gòu)上無漏水現(xiàn)象。（3）欄桿。它既是保證安全的構(gòu)造措施，又是有利于觀賞的最佳裝飾件。（4）伸縮縫。橋跨上部結(jié)構(gòu)之間，或在橋跨上部結(jié)構(gòu)與橋臺端墻之間，設(shè)有縫隙，保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的變位。為使橋面上行車順適，無任何顛動，橋上要設(shè)置伸縮縫構(gòu)造。特別是大橋或城市橋的伸縮縫，不但要結(jié)構(gòu)牢固，外觀光潔，而且需要經(jīng)常掃除掉入伸縮縫中的垃圾泥土，以保證它的功能作用。（5）燈光照明。現(xiàn)代城市中標(biāo)志式的大跨橋都裝置了多變幻的燈光照明，增添了光彩奪目的晚景。第二節(jié)方案比選一、比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)：橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：安全，功能，經(jīng)濟(jì)與美觀，其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重過去對橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠，現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸比如南京長江大橋，其橋下凈空過小，導(dǎo)致高噸位級輪船無法通行，影響長江上游城市的發(fā)展。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。二、方案編制：（一）、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋圖1.2.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋% ?pI方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)先進(jìn)，工藝要求較嚴(yán)格，屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受力較好，橋面連續(xù)無伸縮縫，養(yǎng)護(hù)容易，成本低，耐久性好，維修費(fèi)用少。連續(xù)梁在恒載作用下，由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩圖形與同跨相差不大，連續(xù)梁在活載作用下，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，其彎矩分布比較合理。橋梁整體性好，施工方法簡便易行，施工質(zhì)量可靠，平面及豎曲線型容易控制，對機(jī)具和起重能力要求不高，這要比方案二和方案三優(yōu)越，而且橋梁線型流暢，完全符合橋梁設(shè)計(jì)的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和美觀的基本原則。連續(xù)梁突出的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，動力性能好，主梁變形曲線平緩，有利于高速行車。連續(xù)梁在恒載作用下，由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩圖形與同跨懸臂梁相差不大，連續(xù)梁在活載作用下，主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩，對跨中彎矩有卸載作用，其彎矩分布要比懸臂梁合理。連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)不均勻沉降將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力，因此對橋梁基礎(chǔ)要求較高，通常宜用于地基較好的地方。二）、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋圖1.2.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋施工方便，適合中小跨徑，結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，目前國內(nèi)大量采用，安全，行車方便，結(jié)構(gòu)美觀，造價(jià)第二，用鋼量大，相同跨徑及恒活載下跨中彎矩較續(xù)梁橋大，所以承載力較續(xù)梁橋小。簡支梁橋是梁式橋中應(yīng)用最早，使用最廣泛的一種橋型。它受力簡單，梁中只有正彎矩，適用于T型截面梁這種構(gòu)造簡單的截面型式，體系溫度、混凝土收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力等均不會在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力，設(shè)計(jì)計(jì)算簡便，最易設(shè)計(jì)成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式結(jié)構(gòu)。由于簡支梁是靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形的影響，對基礎(chǔ)要求不高，能適用于地基較差的橋址建橋。在多孔簡支梁橋中，相鄰橋孔各自單獨(dú)受力，便于預(yù)制、架設(shè)，簡化施工管理，施工費(fèi)低，因此在城市高架橋，跨河大橋的引橋上被廣泛采用。簡支梁橋的設(shè)計(jì)主要受跨中正彎矩的控制，當(dāng)跨徑較大時(shí)，跨中恒載和活載彎矩將急劇增大，當(dāng)恒載彎矩所占的比例相當(dāng)大時(shí)，結(jié)構(gòu)承受的活載彎矩將變小。

三）、斜拉橋方案三：斜拉橋跨越能力大，行車平穩(wěn)，索力調(diào)整工序比較繁復(fù)，施工技術(shù)要求高具有現(xiàn)代氣息結(jié)構(gòu)輕盈美觀，目前國內(nèi)大量采用，但造價(jià)最高綜合以上比較，以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)樽罱K方案。第二章結(jié)構(gòu)尺寸擬定第一節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸擬定一、橋梁橫向布置橋面凈寬：2€凈一10.75m；兩側(cè)分別為中央分隔帶和安全護(hù)攔。全橋采用7塊預(yù)制的預(yù)應(yīng)力砼空心板，每塊板的寬度為1.57m,采用后張法施工，下圖2.1.1為一側(cè)橋梁橫斷面布置：圖2.1.1橋梁橫向布置（單位：cm）二、細(xì)部尺寸一塊空心板的橫斷面如圖2.1.2：圖2.1.2空心板橫斷面（單位：cm）第二節(jié)截面幾何特性一、毛截面面積?A-2(A,A,A,A,A)123451A1A=—…2…2?2cm212A?4…2?8cm22A?(4,6)x60… ?300cm2TOC\o"1-5"\h\z2A二丄…6…6?18cm22A?冗…282,11…28…2?3077.76cm25A?157…90?14130cm2\o"CurrentDocument"A?A-2(A,A,A,A,A)?7318.48cm2h 1 2 3 4 5二、慣性矩及剛度參數(shù)（一）、計(jì)算空心板截面抗彎慣性矩I1?右…1?右…157…903-22丫2282,11…28…2)…0.52,1…2…2…仃5-二3丿-2「-2「4…62x(45-31)2-2,1…2…60x'45-2--…603丿,1…6…6x'45-22--…6]3丿丿=9417…103cm4（二）、計(jì)算抗扭慣性矩IT:跨中截面截面形式如下圖2.2.1所示:

QQ場 1二L 沁 1,\LJ圖2.2.1跨中梁截面4兀4兀2ds1—+—tt丿2h€_

2h€_

t3其中：b=157-14=143cm1t=12cm1t=11cm2t=14cm3h=90-12+11=78.5cm2所以：4<1432<所以：4<1432<78.52143(11) + +…1211,2<78.514=13.95<106cm4（三）計(jì)算剛度參數(shù)丫2=5.8x9417x103(157\13.95<106…2000丿2=0.024第三章主梁內(nèi)力計(jì)第一節(jié)橫向分布系數(shù)的計(jì)算預(yù)制板間采用企口逢連接，所以跨中的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板（梁）法計(jì)算，跨中、14截面、支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)mc、mc的計(jì)算如下：一、計(jì)算跨中荷載橫向分布影響線及分布系數(shù)從文獻(xiàn)胡中的鉸接板荷載橫向分布影響線（附表）中查表，在,=0.02到0.04之間接直線內(nèi)插法求,=0.024的影響線坐標(biāo)值h、h、h、h，計(jì)算結(jié)果列于下表：1i 2i3i4i將表中h、h、h、h之值按一定比例尺繪于各號板的軸線下方，連成折線，就得到1i2i3i4i各板的荷載橫向分布影響線，如下表3.1.1所示。在影響線上荷載按最不利布載，就可以通過相應(yīng)影響線坐標(biāo)值求出各板的橫向分布系數(shù)鉸接板荷載橫向分布影響線（附表）表3.1.1板號,單位荷載作用位置（號板中心）工hki123456710.0224420215712510208808210000.043092351591090780590510.02425720915712297827620.0220219817013511109608810000.042352321851270910690590.02420920517313310709108230.0215717017615612811110210000.041691852011671190910780.02415917318115812610709740.0212513515616915618512510000.041091271671931671271090.024122133158174158173122

1r113.2C3c':-2gjElD.1QL"27do皚Q.O8L3.C/S圖3.1.21號板三行車隊(duì)橫向分布影響線圖3.1.31號板二行車隊(duì)橫向分布影響線22號板圖3.1.42號板三行車隊(duì)橫向分布影響線1f「1「I1U.^U90.E09 C.?05?：.；?、.■：二,.0.173 01330.']7 ）「9一 C.Oflr Ic..f___丄一一一丄圖3.1.52號板二行車隊(duì)橫向分布影響線圖3.1.63號板三行車隊(duì)橫向分布影響線ff:.：:s?.：_73517"3.1HC3.181C..LHl<>/ __nn<…匸n",：D7圖3.1.73號板二行車隊(duì)橫向分布影響線圖3.1.84號板三行車隊(duì)橫向分布影響線5號板5號板11!]10.1330.1543：583.1/10.1580.173 01￡e圖3.1.94號板三行二車行隊(duì)車橫隊(duì)載橫分向布分影布響影線響線1!'1!IC.l沱C/.330.13^O.15B o.1740..S.3.15S二行車隊(duì)橫載分布影響線圖3.1.105號板三行車隊(duì)橫向分布影響線r ”' I' 'i1Q.133U.lbb0150 0.1740.11C.15R0.173 °-12E圖3.1.115號板二行車隊(duì)橫向分布影響線一）1號板公路一級m，1?h，1(0.263+0.207+0.164+0.121+0.101+0.082)，0.469cq22TOC\o"1-5"\h\zm，1?h，1(0.263+0.207+0.164+0.121)，0.378c2 2(二)2號板公路一級m，1?h，1(0.209+0.204+0.177+0.133+0.111+0.091)，0.463cq22m，1?h，1(0.263+0.207+0.164+0.121)，0.362c2 2(三)3號板公路一級m，1?h，1(0.158+0.173+0.180+0.157+0.131+0.107)，0.453cq2 2m，1?h，1(0.263+0.207+0.164+0.121)，0.334c2 24號板公路一級m，1?h，1(0.133+0.160+0.174+0.160+0.173+0.116)，0.400cq22m，1?h，1(0.133+0.160+0.174+0.160)，0.314c2 2所以，綜上所得，公路一級荷載橫向分布系數(shù)的最大值m=0.378(三車道折減系cq數(shù)…，0.78),在設(shè)計(jì)中通常偏安全地取用最大值。

二、車道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)支點(diǎn)截面處荷載橫向分布系數(shù)m'采用杠桿法求得，荷載布置如下:c圖3.1.121號邊板最不利布截1 「八丨 1 1 1圖3.1.133號板最不利布截1155.5其它板影響線同2號板影響線，對于1號邊板：—= 解得x=1.116x185€18m'= ,1.116m'= ,1.116=0.558，對于2號邊板：m'cq2cq27…157?=0.586橫向分布系數(shù)匯總 表3.1.14梁號1234跨中橫向分布系數(shù)0.3780.3620.3530.357支點(diǎn)外橫向分面糸數(shù)0.5580.5860.5860.586第二節(jié)恒載內(nèi)力計(jì)算主梁恒載內(nèi)力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內(nèi)力S和二期恒載（如鋪裝、g1欄桿等）引起的主梁后期恒載內(nèi)力S。主梁的自重內(nèi)力計(jì)算方法可分為兩類：在施工過g2程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算；在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該分階段計(jì)算內(nèi)力，方法同上。本設(shè)計(jì)采用整孔架設(shè)法。查表可得預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土容重€取值為25.0－26.0KN/m3,本設(shè)計(jì)取25.0KN/m3。恒載集度—期恒載集度 q二A,25KN/m3二0.731848m2,25KN/m3二18.30KN/m1二期恒載集度q2二期恒載集度為橋面鋪裝與護(hù)攔恒載集度之和，本設(shè)計(jì)中橋面鋪裝采用9cm瀝青混凝土、8cm40號防水混凝土，鋪裝層寬度為10.75m,€砼=23KN/m3，護(hù)攔一側(cè)每延米按0.30/m2砼 €=25KN/m3砼染斷面由7片梁組成：q=-,血09,10.75)x23+0.30,2,25+(0.08,10.75)x25〕=8.39KN/m2 7—、單元化分本設(shè)計(jì)為等高度連續(xù)梁橋，在計(jì)算內(nèi)力時(shí)采用橋博士V3.03輔助計(jì)算，全橋沿縱向劃分為100個(gè)單元，101個(gè)節(jié)點(diǎn)，單元長度為1米。劃分如圖所示：圖3.2.1單元化分恒載內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)主梁為等截面梁，在計(jì)算內(nèi)力時(shí)，用均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線面積的方法計(jì)算，運(yùn)用有限元程序一一橋梁博士計(jì)算主梁影響線，由CAD輔助計(jì)算影響線面積。各控制截面—期恒載內(nèi)力計(jì)算如下：Q=q€wiijM——第i控制截面彎矩值iQ——第i控制截面剪力值iw——第i控制截面彎矩影響線面積iw——第i控制截面剪力影響線面積j二、恒載布載由橋博士計(jì)算得到各控制截面彎矩（剪力）影響線及恒載布載如下圖所示：圖3.2.2端跨支座處剪力影響線及布載二川

圖3.2.4端跨4截面剪力影響線及布載:(|=_n.3KN/v1\￡/\/X/、/\/、/\/\i \/\/j

圖3.2.83號支座負(fù)彎矩影響線及布載圖3.2.9第三跨跨中彎矩影響線及布載一期恒載qi作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算匯總： 表3.2.10'、、內(nèi)力截面、、、彎矩(KN.M)剪力(KN)截面、、、、彎矩(KN.M)剪力(KN)1號支座處85.344號支座處-777.34端跨1/4截面560.0067.15第四跨中截面718.49端跨中截面849.485號支座處-847.242號支座處-847.24第五跨中截面849.48第二跨中截面718.49第五跨3/4截面560.0067.153號支座處-777.346號支座處85.34第三跨中截面530.70—847.24 -777.34-'-777.34卜卜丄* 一847.241N.M849.481'Jr-718.49 '''I530.701? 718.4911卜I■/

7」丿849.481J11圖3.2.12一期恒載作用下剪力第三節(jié)活載內(nèi)力計(jì)算―、沖擊系數(shù)€1,u）的計(jì)算1、基頻：.13.616^ET?C1 2兀12.mc23.651正廠

c-

2兀12 mc式中：l結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑；E材料的彈性模量；I 跨中截面慣矩；Cm結(jié)構(gòu)跨中處的單位質(zhì)量；c注：活載為公路一級，其中q?10.5KN/m,計(jì)算跨徑1?20m,p?240KN,kE?3.25…1010PaI?0.09417m4Ccm?18.3…103-9.8?1830kg/m，計(jì)算剪力時(shí)cp…1.2 。k13.616-EI13.616C2兀12丫m325…1010…0.09417?7Hz183023.651\ET 23.651；3.25,1010,0.09417f c— 12.18Hz2 2€l2 m 2€l2 1830c正彎矩應(yīng)和剪力效應(yīng)用f1,負(fù)彎矩效應(yīng)用f當(dāng)1.5HZ<fF<14HZ時(shí)，…二0.176lnf—0.0157所以： …=0.1767ln7—0.0157=0.31…=0.1767ln12.18—0.0157=0.42活載內(nèi)力的計(jì)算公式：M=m(P,y+qw)

iikmaxkiQ=m(1.2,P,y+qw)

iikmaxkiM——第i截面在活載作用的彎矩值；iQ——第i截面在活載作用的剪力值；im——梁的橫向分布系數(shù)；iq——公路-I級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;kP——集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；kw——第i截面彎矩(剪力)影響線面積；i二、活載布載由橋博士計(jì)算得到各控制截面彎矩(剪力)影響線及活載作用下最大內(nèi)力布載如下圖所示：==E4(|-M卜二二I■1=8.KN/r7圖3.3.3端跨4截面剪力影響線及布載圖3.3.73號支座負(fù)彎矩影響線及布載第四節(jié)內(nèi)力組合活載作用下控制截面最大內(nèi)力的計(jì)算匯總：表3.4.1、“'--、、內(nèi)力截面■、、、彎矩(KN.M)剪力(KN)“'?-?、、、內(nèi)力截面彎矩(KN.M)剪力(KN)1號支座處155.274號支座處-324.63端跨1/4截面672.0388.57第四跨中截面430.89端跨中截面507.365號支座處-370.642號支座處-370.64第五跨中截面507.36第二跨中截面430.89第五跨3/4截面672.0388.573號支座處-324.636號支座處155.27第二跨跨中截面425.37活載作用下控制截面最小內(nèi)力計(jì)算匯總：表3.4.2內(nèi)力截面彎矩(KN.M)剪力(KN)''?'----、、、、內(nèi)力截面、、彎矩(KN.M)剪力(KN)1號支座處-38.274號支座處101.04端跨1/4截面-84.95-32.15第四跨中截面-106.87端跨中截面-110.505號支座處58.922號支座處58.92第五跨中截面-110.50第二跨中截面-106.87第五跨3/4截面-84.95-32.153號支座處101.046號支座處-38.27第二跨跨中截面-119.66第四章次內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)基礎(chǔ)位移引起的次內(nèi)力計(jì)算本橋設(shè)計(jì)為5跨一聯(lián)連續(xù)梁橋，支座沉降必引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力，設(shè)計(jì)為安全起見，分別對1號橋臺，2號橋墩，3號橋墩分別沉降和其各種組合沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行比較進(jìn)行設(shè)計(jì)。各橋臺、墩單獨(dú)沉降時(shí)，沉降值取2—3cm組合沉降時(shí)取值為1—2cm本設(shè)計(jì)中單獨(dú)沉降取2cm,組合沉降時(shí)取1cm,用“橋梁博士”計(jì)算結(jié)果如下：基礎(chǔ)位移引起的各截面內(nèi)力 表4.1.1類型沉降值1號橋臺剪力1/4截面彎矩 剪力1/2截面彎矩2號橋墩彎矩1/2截面彎矩3號橋墩彎矩1/2截面彎矩10.02-10.9-54.4-10.9-109-218-79.758.321.420.0224.712324.724749471.9-350-12830.02-17.5-87.5-17.5-175-3501195871071、20.016.934.56.969138-3.84-146-53.51、30.0114.2-70.9-14.2-142-28419.432364.12、30.013.618.03.63671.995.2119-10.71、2、30.01-1.85-9.23-1.85-18.5-36.955.41480第二節(jié)溫度應(yīng)力引起的次內(nèi)力計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)由于梯度溫度引起的效應(yīng)，可采用《公規(guī)》圖表所示豎向溫度曲線，對于砼結(jié)構(gòu)，當(dāng)梁高小于400mm時(shí)，圖中A二HT00(mm),梁高A等于或大于400mm時(shí)，A=300mm，對帶砼橋面板鋼結(jié)構(gòu)A=300mm,t為砼橋面板的厚度。砼上部結(jié)構(gòu)和帶砼橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差乘以-0.5

豎向日照正溫度計(jì)算的溫度基數(shù)如下表所示：表4.2.1結(jié)構(gòu)類型T1T250mm瀝青砼鋪裝層206.7100mm瀝青砼鋪裝層145.5按線性內(nèi)插法，90mm砼瀝青鋪裝層T1=15.2 T2=5.74,非線性溫度應(yīng)力圖如下:圖4.2.2非線性溫度應(yīng)力引起的各截面內(nèi)力如下： 表4.2.3端跨支點(diǎn)截面Q(KN)M(KN.M)端跨1/4截面24.5122端跨中截面24.52452號支座截面-6.12489第二跨中截面-6.124283號支座截面0367第三節(jié)混凝土收縮徐變引起的次內(nèi)力計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁先簡支后連續(xù)。簡支梁自重18.3KN/M簡支梁自重在端跨1/4截面彎矩M=686.25KN.M1g連續(xù)梁自重在端跨1/4截面彎矩M=672.03KN.M2g徐變終了后端跨1/4截面彎矩，按《規(guī)范》公式(4.2.12-1)計(jì)算：M=M+C-M并-e-血。恥,t0))]gt 1g 2g 1g=M1—e-DC，t0-^(t，t°))〕1g式中：t—徐變終了時(shí)間，按FIP建議25550天；T—回載齡期，梁體脫模后按簡支梁安裝齡期，取30天0t—轉(zhuǎn)換齡期，簡支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁齡期，取60天;上式中括號內(nèi)e的指數(shù)各值分別計(jì)算如下：1.?C,T)=申<(t-T)式中：0 0c 09=9卩(f)<(t)=1.2545x2.65x0.48208=1.60260 RH cm 011-(RH/RH)「 1-(0.8/1) =12545=1+ a=1+ =1.2545RH 0.46(h/h” 0.46(499.4925/100”0 3 3RH—相對濕度，取80%；RH—定值(100%)；0h—理論厚度，h=%=2x7318488.6941=299.5A—梁跨中截面面積(7318cm2)；cu—周邊周長(488.6941cm)；h—定值(100mm)；0<(fcm)= =崙1|)07=込見《規(guī)范》；cmcm0f=0.8f +8MPa=0.8x40+8=40MPa;cm cu,k/二10MPa(定值)；cm0<(T)= 00.1+1‘/[丿—定值(1“)0.20.1+X=0.218208丿.2(25550-30)913.60+。5550—30)]'1+1.2x”C,“)，”<(00c(t一“)，1.6026x0.989，1.5850H0.30.8丫81.0丿，0.9650.3，0.989299x+250，913.6100”(“,“)，”<(“一“00C0式中：”，1.60260卩（“_“）=c0|<H+10:)0.3_ (50—30)/ …913.60+(60叫0.3，0.355卩，913.600，“)，1.6026x0.355，0.5690混凝土收縮徐變引起的控制截面彎矩（KN.M） 表4.3.11號支座01/4截面-9.091/2截面-235.82號支座-189.45第二跨跨中-284.713號支座-207.57第三跨跨中-313.03第五章作用效應(yīng)組合I公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)：1、 只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。2、 當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。3、 施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮。4、 多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合。第一節(jié)承載力極限狀態(tài)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)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：基本組合和偶然組合，由于本設(shè)計(jì)不考慮偶然作用的影響，故只采用基本組合?；窘M合是永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：€S，€(?€S+€S+屮?€S) (7.1-1)0ud0GiGik Q1Q1k cQjQjki，1 j，2或 丫S，€(?S+S+屮?S) (7.1-2)0ud0 GidQ1d c Qjdi，1 j，2式中S—承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；ud€—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按《通規(guī)》JTGD60-2004表1.0.9規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全0等級采用，對應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級一級、二級和三級分別取1.1、1.0和0.9；€—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按《通規(guī)》JTGD60-2004表4.1.6的規(guī)Gi定采用；S、S—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；Gik Gid€—汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的分項(xiàng)系數(shù)，取€=1.4。當(dāng)某個(gè)Q1 Q1可變作用在效應(yīng)組合中其值超過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值；計(jì)算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項(xiàng)系數(shù)也與汽車荷載取同值；S、S—汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；Q1k Q1d€—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的Qj其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取€=1.4,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取Qj€=1.1；QjS、S—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第jQjkQjd個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；屮一在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變c作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取屮=0.80；c當(dāng)除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取屮=0.70；尚有三種可變作用參與組合時(shí)，其組合c系數(shù)取屮=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)，取屮=0.50。cc第二節(jié)正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：1作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻率值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：S，?S+?屮S （7.2-1）sd Gik 1jQjki，1 j，1式中S—作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；sd屮一第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）屮=0.7,人1j 1

群荷載€=1.0，風(fēng)荷載€=0.75，溫度梯度作用€=0.8，其他作用€=1.0；1111€1凡廠第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值。2作用長期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：Sld=]Es+Sld=]Es+工€ S2jQjkGiki=1j=17.2-2)式中S—作用長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；ld€2廠第€2廠第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù),汽車荷載（不計(jì)沖擊力）€=0.4，2溫度梯度作用€=0.8，2其他作用人群荷載€=0.4，溫度梯度作用€=0.8，2其他作用22€=1.0；2€2凡廠第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。此外，對于正常使用極限狀態(tài)還應(yīng)考慮作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合，現(xiàn)將承載力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)下控制截面的效應(yīng)組合值列于下表中：

荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表5.2.1控制截面項(xiàng)目基本組合Sd短期組合Ss長期組合SLMd(kNm)Qd(kN)Ms(kNm)Qs(kN)ML(kNm)SL(kN)邊支座Max647.79375.09328.51Min227.28197.41208.89邊跨L/4Max2800.52393.441626.76421.561425.15201.96Min953.78106.85886.38-15.37911.87111.47邊跨跨中Max2777.012656.042492.18Min1118.741774.341807.491號支座Max254.63348.56330.88Min-1105.09-796.13-684.94第二跨中Max2784.831722.721593.45Min1598.951147.591179.652號支座Max235.38387.37357.06Min-1139.00-847.60-750.21跨中Max2547.181543.611415.99Min1326.79931.25967.15圖圖5.2.2正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合下彎矩包絡(luò)圖圖5.2.3承載力極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合下彎矩包絡(luò)圖第六章預(yù)應(yīng)力筋的估算第一節(jié)計(jì)算原理根據(jù)《橋規(guī)》（JTGD60-2004）,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求（例如：承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等）。在這些控制條件中，最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)對達(dá)到承載能力極限狀態(tài)下具有一定的安全儲備。對橋梁結(jié)構(gòu)來說，結(jié)構(gòu)的使用性能要求包括抗裂性、裂縫寬度和撓度等限制。一般情況下全預(yù)應(yīng)力筋梁橋設(shè)計(jì)按應(yīng)力限制控制設(shè)計(jì)。在尺寸一定的情況下，結(jié)構(gòu)的下緣應(yīng)力主要與預(yù)應(yīng)力的大小有關(guān)。而結(jié)構(gòu)的極限承載力則與預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的數(shù)量有關(guān)。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋數(shù)量估算的一般方法是，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用性能要求（即正常使用極限狀態(tài)正截面應(yīng)力限值）確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。換句話說，預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋數(shù)量估算的基本原則是按結(jié)構(gòu)使用性能要求確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，極限承載力的不足部分由普通鋼筋來補(bǔ)充。圖6.1.1計(jì)算原理規(guī)范（JTJD62-2004）規(guī)定，截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)大于荷載引起的拉應(yīng)力，預(yù)壓應(yīng)力與荷載引起的壓應(yīng)力之和應(yīng)小于混凝土的允許壓應(yīng)力（為0.5f），或?yàn)樵谌我怆A段,ck全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時(shí)截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。寫成計(jì)算式為：對于截面上緣M,+mn€0 （6.1-1）p上W上對于截面下緣M+ maxp上 W上€0.5fck6.1-2)M—maxp下 W下6.1-3)Mmin€0.5fWck下6.1-4)其中，,一由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，w—截面抗彎模量，f一混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。p ckM、M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。maxmin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(yīng)力不是控制因素，為簡便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式(-5)變?yōu)椋篗>— minp上 W上6.1-5)公式(-7)變?yōu)椋篗>maxp下 W下6.1-6)由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力y和截面下緣應(yīng)力,分為三種情況討論:p上 p下(一)截面上下緣均配有力筋N，和N.以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋N，和N.在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為NNeNNe—p上+—p上——上+ p下一—p下下…,AW AW p上上上6.1-7)NNeNNep上—p上上+p下+ p下下…,AWAW p下下下6.1-8)將式(6.1-6)、(6.1-6)分別代入式(6.1-7)、(6.1-8)，解聯(lián)立方程后得到M(e—K)—M (K +e) maz下 下 min 上 下—(K+K)(e+e)上下上下6.1-9)M(e€K)-M(K€e) maz下 下 min上 上—(K €K)(e€e)上下上下令N，nAcp上 上ppeN，nAcp下 下ppe代入式（-13）、-14)中得到：M (e—K)—M (K€e)n…一―max下 ^下 min 上 下—上— (K€K)(e€e)上下上下1AcppeM (K€e)€M(K—e)n…一 max 下 上 min 上 上一下— (K €K )(e€ e)上下上下1Acppe6.1-10)6.1-11)6.1-12)式中A—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；pc—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力（可取0.5~0.75f

pe pd估算）；e—預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；K—截面的核心距；A—混凝土截面面積，取有效截面計(jì)算。WK，—

下A（二）當(dāng)截面只在下緣布置力筋N以抵抗正彎矩時(shí)p下當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：Mn< min—下e—K

下下1Acppe當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：Mn… max下e€K

下上1Acppe（三）當(dāng)截面中只在上緣布置力筋N上以抵抗負(fù)彎矩時(shí)：當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)Mn…— min——上e€K上下1Acppe當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：Mn至— max—上—e€K上下1Acppe6.1-13)6.1-14)6.1-15)6.1-16)當(dāng)按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計(jì)算時(shí)（求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值）。可由前面的式（6.1-1）和式（6.1-2）推導(dǎo)得：-M (e ,K)-M(K-e),(W,W)e max下 上 min下 下 上 Z下——下?(K,K)(e,e)上下上下cd——A€ppe6.1-17)M (K,e),M (K-e),(W,W)en?— m 下 -上 _上下— (K,K)(e,e)上下上下cd——A€ppe6.1-18)有時(shí)需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，如果截面下部多配n'根束，則上部束也要下相應(yīng)增配n'根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當(dāng)截面承受正彎矩時(shí)，如果截面上上部多配n'根束，則下部束也要相應(yīng)增配n'根。其關(guān)系為：上下當(dāng)承受M時(shí)，mine-Kn'—下 下n'上 k+e 下下上(6.1-19)當(dāng)承受M時(shí)，maxe-Kn'—上 上n'下 k+e 上上下(6.1-20)二、承載力極限狀態(tài)的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。1.對于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算：如圖：ho圖6.1.2工N…0，計(jì)算原理圖N…fbx…nAfcd ppd-1)€M=M,M=fbx(h—x/2) (7.1.2.2-2PPcd0解上兩式得：受壓區(qū)高度x=h-:h2-2Mp (7.1.2.2-3)0V0fbcd預(yù)應(yīng)力筋數(shù)Mn= p (-4a)Af(h-x/2)ppd0或fb( ! 2^… / 、n二」cdh-ih2-―p (7.1.2.2-4b)Af[M10fbIPpd cd式中M—截面上組合力矩；Pf—混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；cdf—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；pdA—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；pb—截面寬度；若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)(受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋)會使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的第二節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束的估算一、預(yù)應(yīng)力筋估算根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)截面特性：

A=0.6964m2質(zhì)心：X=0.78mY=0.45m1=0.075m4y=0.45mI_ 0.075y下-A=0.6964m2質(zhì)心：X=0.78mY=0.45m1=0.075m4y=0.45mI_ 0.075y下-0.45mk上-k下= =0.45x0.6964=0-239m下上下y€A上kT€A=°.239x0.6964=O.^rn3 e上=0.40me=0.33m下M=2656.04KN.MM=－886.38KN.Mmax min跨中截面鋼束估算及確定：fpk=1860MPay=0-5x幾=0-5x1860=930MPaAA,

yy（M〔吵w下丿k+e

上下0.6964 x1.823x10-4x930'656.°40.167〉°?2390.239<0.33=27.4計(jì)算數(shù)據(jù)取值應(yīng)偏于安全，取28根A—梁截面面積A—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積y，一預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力P，一預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力（可取0.5—0.75f計(jì)算）y pkf一預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按《規(guī)范》取1860MPapkM一跨中截面最大彎矩max支點(diǎn)處鋼束估算與確定：(M /…mi支點(diǎn)處鋼束估算與確定：(M /…minwi$ 上丿A,k+eyy 下上0.6964x^86-380.167^<0-2391.823x10-4x9300.239+0.40=8.2計(jì)算數(shù)據(jù)取值偏于安全，取10根A—梁截面面積A—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積y€—預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力P€—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取0.5－0.75f計(jì)算)ypkM—跨中截面最大彎矩max二、預(yù)應(yīng)力鋼束布置(_)、續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足《橋規(guī)》(JTGD60—2004)構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原則：1、 應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu)，要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束，以達(dá)到合理的布置型式。2、 應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。3、 預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。4、 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，這往往與橋梁體系、構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有密切關(guān)系。5、 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束的效益。6、 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí)的需要。7、 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對稱布置8、 應(yīng)留有_定數(shù)量的備用管道，_般占總數(shù)的1%。9、 錨距的最小間距的要求。(二)、鋼束布置1、跨中截面及錨固端截面的鋼束位置

(1)對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本設(shè)計(jì)采用€80金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑為85mm。根據(jù)《規(guī)范》第9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mm及管道直徑的1/2。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.4.9條規(guī)定，水平凈距不應(yīng)小于40mm及管道直徑的0.6倍，在豎直方向可將兩管道疊置。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為：a=2%1°8+8=8.9(cm)p圖6.2.1跨中正彎矩區(qū)鋼束布置(2).對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受比；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。按照上述錨頭布置的“均勻”、“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖所示。鋼束群重心至梁底距離為：2,122,12+74.43=32.8(cm)l：ife* 十圖6.2.2錨固端截面鋼束布置2．支點(diǎn)處負(fù)筋的布置圖6.2.3支點(diǎn)處負(fù)彎矩區(qū)鋼束布置根據(jù)估算鋼筋數(shù)量，跨中總共為28根，兩邊每孔道放9根，中間孔道放10根負(fù)彎矩鋼束每孔道放5根。第七章預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算第一節(jié)鋼筋預(yù)應(yīng)力損失根據(jù)《規(guī)范》，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)力鋼筋與管道之間的磨擦€l1錨具變形、鋼筋壓縮和接逢壓縮€l2預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差€l3混凝土的彈性壓縮€l4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛€l5混凝土的收縮和徐變€l6此外，尚應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈口之間的磨擦、臺座的彈性變形等因素引起的其它預(yù)應(yīng)力損失。一、摩阻損失后張法構(gòu)件張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間磨擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算:€=€l1con—e?￡e式中€—預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下張拉控制應(yīng)力MPa)con…一預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的磨擦系數(shù)，對于塑料波紋管在0.14—0.17之間取值。的投影長度0—從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和k—管道每米局部偏差對磨擦的影響系數(shù)X—從張拉端到計(jì)算截面的管道長度，可近似地取該段管道在構(gòu)件縱軸上m)對于跨中截面N筋:1€=€l1cone-6o+kx)=13951—e—(o.i5,o.o29i+0.0015,9.7)=26.25MPa對于跨中截面N=26.25MPa對于跨中截面N筋:2—e—Ge+kx))l1con=1391—e—(0?15,0.0087N0.001597)=22.04MPa跨中截面…計(jì)算： 表7.1.1l1鋼束號eX(m)kx、—e-6e+kx)丿…con…11(€)(rad)N17。10'0.02910.00449.70.01460.018821395MPa26.25MPaN20。30'0.00870.00139.70.01460.015791395MPa22.04MPa二、錨具變形損失預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：Sai…=El2lP式中 Al—張接端錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮值(mm),接《規(guī)范》采用。后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力曲線鋼筋由錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失應(yīng)考慮錨固后反向磨擦的影響，可參照《規(guī)范》附錄D計(jì)算。夾片式錨具無頂壓時(shí)，按《規(guī)范》表6.2.3為工Al=6mm反摩擦影響長度I，按《規(guī)范》公式(D.0.2—1)計(jì)算。fN1號鋼束計(jì)算如下：l=:—^^p=；6…1.95…10二4073mm二4.073mf A€ 0.0705d€—€ 1395-26.25式中 A€=—0 花二 =0.0705MPa/mmdl 19400a€=1395MPa（即€）；0con€—張拉端至錨固端摩擦損失；l1 （）1—e-（0.15x0.0291+0.0015x9.7）丿€=1395l1=26.25MPal—張拉端至錨固端摩擦損失計(jì)算長度，l=19400mmaal=4.073m<1x19.40=9.70mN1號鋼筋回縮（考慮反摩擦）影響f2未達(dá)跨中截面，在跨中截面€=0l2N2號鋼束計(jì)算如下:i?Al，E\6…1.95…105“ql= p= 二4068mm二4.068mf A€ 0.0707d€-€ 1395-22.04式中 A€=—0 p= =0.0707MPa/mmdl 19400al=4.068m<-x19.40=9.70mN2號鋼筋回縮（考慮反摩擦）影響未f 2達(dá)跨中截面，在跨中截面€=0l2三、混凝土彈性壓縮損失預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失可按下列規(guī)定計(jì)算：后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張接的鋼筋由張拉后批鋼筋所引起的混凝土彈性壓縮的預(yù)應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：€=a?A€l4EP PC式中A€—在計(jì)算截面鋼筋重心處，同全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力PC（MPa）?注：后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失的簡化計(jì)算方法列于《規(guī)范》附錄E。設(shè)鋼束張拉順序?yàn)椋篘1、N2,則按《規(guī)范》附錄E公式，由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失€為：l4上式中m—1€一a,€l4 2EPPCa—E/—1.95…105.. —6aep?PE? 3.25…104?6'Cm—鋼束根數(shù)，m=7;，€ 束預(yù)應(yīng)力鋼筋在全部鋼筋重心處產(chǎn)生的混凝土應(yīng)pc力，可取7束平均值。，€可按《規(guī)范》公式pc6.1.5-4)計(jì)算：,€Ne )-p+——p—pny1 ”丿n n6.1.5-4)€?€—€?€—€—€?€—€—0peconlcon l1 l2 con l16.1.5-6)（€為相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失，取€=€+€，跨中截面€=0）

lll1l2 l2N?€A—€A?€Appep l6spep相應(yīng)價(jià)段，€取為零）l6N1號鋼束N2號鋼束N1號鋼束N2號鋼束epn€Ay —€Ay€Ay—peppn 16ssn—peppnN Npp€=1395-26.25=1368.75MPape€=1395-22.04=1372.96MPapeN=1368.75x7…232.2576=317902.59NpN=1372.96x2…232.2576=637760.79Np1368.75…232.2576…(900—450—80)+1372.96…2…232.2576…(900—450—105)e?pn317902.59+637760.79=353.3mme計(jì)算式中，450mm為第5.2.3條算例2內(nèi)x,80mm、105mm分別為N1、N2號鋼pnn筋束重心至截面底面的距離。€a=引79?59+637760加*⑶7902.59+如5込3x一°50-32.8）696400 7493361.3333=2.71MPa€a計(jì)算式中，A=6964.00mnt,I=7493361.3333mm,353.3mm為x,a=32.8mmpcnnnm—1 7—1a<—a€a<x6x2.71<48.78MPal4 2EPPC2四、鋼筋的應(yīng)力松弛損失預(yù)應(yīng)力鋼筋由于鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值，可按下列規(guī)定計(jì)算。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線al5=屮?匚0.52-4^—0.26a屮f Pe“ 丿pk 丿式中屮一張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，屮=1.0;超張拉時(shí)屮=0.9:—鋼筋松弛系數(shù)，1級松弛（普通松弛），:=1.0;二級松弛匚=0.3a一傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對后張法構(gòu)件a=a—aaape peconl1－ l2－l4取屮=1.0， （=0.3a<a—a<a—a—a—apeconlcon l1 l2l4（跨中a=0）l2N1號鋼束N2號鋼束N1號鋼束a=1395—26.25—0—48.78=1319.97MPapea=1395—22.04—0—48.78=1324.18MPapef=1860MPapka<1.0x0.3x”0.52x1319切—0.26‘x1319.9715“1860丿=43.17MPa( 132418 \N2號鋼束 a二1.0€0.3€0.52x -0.26x1324.1815 …1860丿=43.78MPa五、混凝土收縮徐變損失由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失，可按下列公式計(jì)算：0.9Ie‘（t,t）〕+aa?C,t）aV7= PCS0 EP_PC 416 1+15ppPSa'a'(t<=。?9氣‘-CQ+16aa'IEP pC1+15p'p'PSA+A+Ap=―P—AA'+A'p'=―p SAp二p二1+玉PS i2P'二1+e2-psHPSi2式中Ae+Ae式中Ae+Aee——p~pPSA+APSaQ、a'C)—構(gòu)件受壓區(qū)、16 16A'e+A'e

e' —pp ssPSA'+A'PS受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；a、a‘—構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由預(yù)應(yīng)力混凝土產(chǎn)生的法向PCPC壓應(yīng)力（MPa）,應(yīng)按《規(guī)范》第6.1.5條和第6.1.6條計(jì)算。此時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失值僅考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固時(shí)（第一批）的損失，普通鋼筋應(yīng)力aQ、a'C）應(yīng)取零；aQ、a'C）16 16 16 16值不得大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度f的0.5倍；當(dāng)a'為拉應(yīng)力時(shí)應(yīng)取為cu pc零。計(jì)算,C）、,'C）時(shí)，可根據(jù)構(gòu)件制做情況考慮自重影響;l6 l6E—預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量；Pa—預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；ep?、?'—構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋配筋率；A—構(gòu)件截面面積，對于后張法構(gòu)件A=A,此處，A為換算截面，A為凈n0n截面;i—截面回轉(zhuǎn)半徑，i2…IA，后張法構(gòu)件取I…I，A…A，此處，I和I分別A n n 0 n為換算截面慣性矩和凈截面慣性矩;e、e'—構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離;ppe、e'—構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離；sse、e' —構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)，預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋截面重心至構(gòu)件截面psps重防軸的距離;8€）—預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期為，計(jì)算考慮齡期為t時(shí)的混凝土收縮應(yīng)csvt,t0丿 0變，其終極值8€,t）可查表得到；csu0eC,t）—加載齡期為t，計(jì)算考慮齡期為t時(shí)的徐變系數(shù)，其終極働C,t）可按00u0表取用。以上各式中各參數(shù)分項(xiàng)計(jì)算如下E=1.95xlO5MPaP8€）設(shè)傳力錨固齡期為=7天，計(jì)算齡期為徐變終極值時(shí)，橋梁所處環(huán)境cs\t,t0丿 0 u的年平均相對濕度為55%。構(gòu)件毛截面積為696400mm，截面周邊長度為7360mm,理論后度h=2A2x696400mm后度h-= =189mmu7360aEP=1.95xlO5. …aEP.■■'3.2