張家口市城市快速路北環(huán)線清水河大橋設(shè)計(jì)

河北工業(yè)大學(xué)2011屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)域漿2孝0散1潔1窗年蘆掌0麗6逼嘗月陷改0鑼5零析日概述1.1設(shè)計(jì)資料清水河大橋位于張家口市城市快速路北環(huán)線上，橫跨清水河，是連接?xùn)|環(huán)和西環(huán)的重要橋梁之一。設(shè)計(jì)速度60Km/h，雙向六車道，設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)，設(shè)計(jì)洪水頻率1/300，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年，抗震烈度7度，設(shè)計(jì)風(fēng)速31.1m/s,設(shè)計(jì)風(fēng)壓0.55KN/m2。本地區(qū)氣候?qū)倥瘻嘏c中溫之過渡帶的東亞半干旱大陸性季風(fēng)氣候，全年長時(shí)間受蒙古高氣壓控制，春季風(fēng)強(qiáng)，夏季涼爽，雨量集中，秋季短促，冬季漫長少雪。年平均氣溫7.5℃，1月平均氣溫-10.5℃，極端最低氣溫-26℃，7月平均氣溫23.2℃，極端最高氣溫40.9℃。年均降水量406毫米，無霜期144天，年均日照2877小時(shí)。最大凍土深度1.63m。路線經(jīng)過區(qū)域所處地質(zhì)構(gòu)造單元屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)燕山沉降帶冀北斷褶束之宣龍復(fù)向斜的西段，主要由太古界崇禮群變質(zhì)巖系組成基底，中元古界以來的地層構(gòu)成蓋層。構(gòu)造形跡以開闊褶皺及高角度斷層為主；新生代則以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主。張家口盆地就是沿東西向斷裂所形成的構(gòu)造盆地。主要設(shè)計(jì)指標(biāo)有：1）設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)2）橋面寬：0.5米（護(hù)欄）+13.25米（車行道）+1米（中央分割帶）+13.25米（車行道）+0.5米（護(hù)欄）=28.5m3）設(shè)計(jì)車道：6車道4）設(shè)計(jì)車速：60km/h5）地震烈度：基本烈度6度，按7度設(shè)防6）橋面橫坡：雙向2%橫坡7）橋面縱坡：3.0%以內(nèi)8）溫度：1月平均氣溫-10.5℃，極端最低氣溫-26℃，7月平均氣溫23.2℃，極端最高氣溫40.9℃。1.2設(shè)計(jì)過程1）分析橋涵水文，地質(zhì)資料，氣象資料等2）初步確定橋梁方案，進(jìn)行擬定比對(duì)3）確定橋梁最終橋型及橫斷面4）合理確定橋梁的總體布置，橋梁分孔5）初擬橋梁上下部結(jié)構(gòu)造型及尺寸6）上部結(jié)構(gòu)計(jì)算（包括恒載和活載等）7）下部結(jié)構(gòu)計(jì)算8）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算9）使用階段和施工階段的強(qiáng)度剛度驗(yàn)算10）繪制施工圖，包括總體布置圖，主梁鋼筋（普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋）布置圖，下部結(jié)構(gòu)一般布置圖11）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1.3方案比選依據(jù)設(shè)計(jì)資料，橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋和斜拉橋。從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，全橋長192m，設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)，可以初步的選定以下三種橋型：下承式系桿拱橋圖1.1下承式系桿拱橋單位：cm圖1.1下承式系桿拱橋單位：cm下承式拱橋的行車道位于拱肋的下部，橋面系（行車道，人行道，欄桿等）用吊桿掛在拱肋下。拱橋的靜力特點(diǎn)是，在豎直力作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。如在均布荷載的作用下，簡(jiǎn)直梁的跨中彎矩為，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的三鉸拱的任何截面彎矩均為零，拱只受軸向壓力。設(shè)計(jì)合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。石拱對(duì)石料的要求較高，石料加工、開采與砌筑費(fèi)工，現(xiàn)在已很少采用。其優(yōu)點(diǎn)是橋型美觀，尤其是在城市中是為數(shù)不多的城市建筑的亮點(diǎn)，更繼承了中國古老的石拱橋的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。不僅在受力上保持了上承式拱橋的基本力學(xué)特性，也可以充分的發(fā)揮拱圈混凝土材料的抗壓性能，而且構(gòu)件簡(jiǎn)潔明快，具有廣泛的適用場(chǎng)合。由墩、臺(tái)承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。在不等跨的多孔連續(xù)拱橋中，為了平衡左右橋墩的水平推力，將較大跨徑一孔的矢跨比加大，做成下承式拱橋，可以減小大跨的水平推力。而且可以減小路線轉(zhuǎn)彎的障礙。但是它對(duì)施工的要求較高，而且需要一支專業(yè)的施工隊(duì)伍，對(duì)總體道路的工期有一定的影響。2）斜拉橋斜拉橋是一種橋面體系以主梁受軸向力（密索體系）或受彎（稀索體系）為主，支承體系以拉索受拉和索塔受壓為主的橋梁。斜拉橋的拉索相當(dāng)于在主梁跨內(nèi)增加了若干彈性支承，使主梁跨徑明顯減小，因此大大減小了梁內(nèi)彎矩，梁體尺寸和重力等，使橋梁的跨越能力顯著增大。獨(dú)塔斜拉橋也具有橋型美觀，抗風(fēng)性能好，雖然跨度會(huì)相對(duì)較小，不過也具有一定跨越能力，但是由于它是一種高次超靜定結(jié)構(gòu)，計(jì)算量大，而且施工技術(shù)高，難度大，費(fèi)用高，因此一般不適用于小跨徑橋梁。圖1.2斜拉橋單位：cm圖1.2斜拉橋單位：cm3）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋近二十年來，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的主要橋型之一，在40—200米的范圍內(nèi)，與其他的結(jié)構(gòu)體系相比，常成為最佳橋型方案?；炷吝B續(xù)梁橋在垂直荷載作用下，支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。連續(xù)梁可以做成兩跨或是三跨以及多跨一聯(lián)的。通過計(jì)算可知，在恒載的作用下，由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，因此相對(duì)而言，彎矩分布更加的合理。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度較大，變性較小，動(dòng)力性能好，主梁變形繞曲線平緩，有利于高速行車。受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟。此標(biāo)段處于北環(huán)線快速路上，因此連續(xù)梁的有利高速行車更加符合要求，加之其施工難度相對(duì)較小，施工技術(shù)相對(duì)較低。同時(shí)，鋼筋混凝土連續(xù)梁橋不易裝配化施工，而花費(fèi)較高費(fèi)用現(xiàn)澆卻仍然會(huì)產(chǎn)生裂縫，僅在城市高架橋，小半徑彎橋中有少量使用。而預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋卻應(yīng)用非常廣泛，隨著懸臂施工法等技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)使設(shè)備機(jī)械化，從而提高了施工質(zhì)量，降低了施工費(fèi)用。圖1.3預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋單位：cm由上可知.預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。因此綜合考慮選擇預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。在梁的橫截面選擇上，橋梁截面形式可考慮箱形梁、空心板、T型梁等梁型。空心板和箱梁的設(shè)計(jì)方法基本是一樣的，均屬受彎構(gòu)件，所不同的是構(gòu)件的截面高度。受彎構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅強(qiáng)度要滿足要求，其變形（撓度）也有一定的要求，不能超過規(guī)范的允許值。受均布荷載受彎構(gòu)件的跨中最大撓度，與構(gòu)件跨度的四次方、荷載的大小成正比，而與構(gòu)件截面高度的三次方、構(gòu)件截面的寬度成反比。也就是說，當(dāng)撓度值固定時(shí)，要加大構(gòu)件的跨度，就必須增加構(gòu)件的截面高度（增加寬度作用不大）。空心板由于受建筑要求的限制，截面高度不可能太大，所以它的跨度也就受到了限制。箱形梁由于截面高度較大，所以它的跨度也就比空心板大得多。所以空心板主要應(yīng)用于小跨徑橋梁上，而且自重大，截面用料不經(jīng)濟(jì)。T型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟，跨越能力大，施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀效果差。單箱雙室梁截面方案的結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好，施工方便，材料用料經(jīng)濟(jì)，因此綜合以上比選，綜合考慮確定采用兩個(gè)對(duì)稱的單箱雙室截面，其中截面形式如下：圖1.4箱梁截面圖單位dm方案比較預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁下承式拱橋獨(dú)塔斜拉橋適用性受力情況比較合理，不易開裂。河床壓縮相對(duì)較多，汛期泄洪能力相對(duì)較差主跨跨越河道，河床壓縮較少，汛期泄洪能力較好。主橋橋長較短，單住斜拉橋可滿足要求，河床壓縮少，汛期泄洪能力較好安全性⒈跨徑適中，結(jié)構(gòu)施工方便，工期較短⒉箱梁構(gòu)件可工廠化預(yù)制施工，質(zhì)量可靠，工期有保證，但需要預(yù)制廠與吊裝設(shè)備。⒊行車平順舒適橋梁整體性好，懸臂現(xiàn)澆施工難度相對(duì)較大。⒈橋型復(fù)雜，施工難度大，工期長⒉后期營運(yùn)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高⒊行車較平順美觀性橋型簡(jiǎn)潔明快，與環(huán)境協(xié)調(diào)橋型簡(jiǎn)潔明快，與環(huán)境協(xié)調(diào)橋型美觀，氣勢(shì)雄偉，但在山區(qū)沒有必要工期較短較長較長方案排名最優(yōu)較好較差2初步設(shè)計(jì)2.1方案介紹本橋總跨徑190米，為40+2*55+40五跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，施工方式為滿堂支架，其截面尺寸圖如下：圖2.1橫截面尺寸圖(dm)2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)2、橋全寬:0.5米（護(hù)欄）+13.25米（車行道）+1米（中央分割帶）+13.25米（車行道）+0.5米（護(hù)欄）=28.5m3、設(shè)計(jì)車速：60km/h4、橋梁縱坡：2.0%5、橋梁橫坡：雙向2%橫坡6、地震烈度：基本烈度6度，按7度設(shè)防2.3主要材料選擇1、混凝土：(1）橋面瀝青混凝土鋪裝：容重23KN/m3(2）連續(xù)梁：C50(3）樁基、承臺(tái)、橋墩、橋臺(tái)、搭板：C402、鋼筋：（1）預(yù)應(yīng)力筋：箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束采用φ15.2mm高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，E=1.95×105MPa。（2）輔助鋼筋：II級(jí)鋼筋3橋面板計(jì)算和梁的有效寬度計(jì)算3.1橋面板的計(jì)算橋面板的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)車加局部荷載，對(duì)板進(jìn)行局部驗(yàn)算和配筋。橋總寬為28.5米，按6個(gè)車道設(shè)計(jì)。其內(nèi)力的計(jì)算在后邊的恒載內(nèi)力計(jì)算中有說明。3.2梁有效寬度的計(jì)算(1）橋的剪力滯理論箱型梁和T型梁由于剪力滯效應(yīng)，在梁承受彎矩時(shí)，頂?shù)装逅艿睦瓑簯?yīng)力，隨著離腹板的距離越遠(yuǎn)，受力越小，所以不是全梁在受力，如果按照全梁截面進(jìn)行受力分析，必然導(dǎo)致不安全。目前，橋梁剪力滯計(jì)算的方法很多，有有線條法，比擬桿法，差分法等，但目前應(yīng)用較為方便應(yīng)用也較廣泛的是等效寬度法，規(guī)范上給出了計(jì)算方法。本設(shè)計(jì)采用次種方法。寬度法考慮梁剪力滯效應(yīng):1)簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段，懸臂梁中間跨的中部梁段：Bmi=ρfbi2)簡(jiǎn)支梁支點(diǎn)，連續(xù)梁邊支點(diǎn)及中間支點(diǎn)，懸臂梁懸臂段：Bmi=ρsbi(2)橋的剪力滯計(jì)算如圖所示，將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如圖6的的各種小梁，分別進(jìn)行計(jì)算。圖2.2梁截面分隔（dm）A=9.945m2I=10.7925m4型心軸距上1.104m距下1.596m1）邊跨的計(jì)算：圖2.3考慮剪力滯效應(yīng)的邊跨截面尺寸A=9.8068m2I=10.6315m4型心軸距上1.1127m距下1.5873m根據(jù)平行移軸定理移到1.104處換算為I=10.6388m42）中跨的計(jì)算：圖2.4考慮剪力滯效應(yīng)的中跨截面尺寸A=9.8m2I=10.6248m4型心軸距上1.113m距下1.587m根據(jù)平行移軸定理移到1.104處換算為I=10.6326m44主梁內(nèi)力計(jì)算4.1恒載的內(nèi)力計(jì)算（1）一期恒載即梁的恒載內(nèi)力計(jì)算：梁的恒載集度：=Aγ=9.945×25=248.625kN/m（2）二期恒載橋面鋪裝和欄桿的內(nèi)力計(jì)算：橋面的恒載集度=0.09×14.25×23+22.5=52.00kN/m（3）恒載集度q=+=248.625+52.00=300.625kN/m圖4.1彎矩圖圖4.2剪力圖恒載作用下截面彎矩和剪力大小如下表：表1恒載作用下各截面彎矩與剪力跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)彎矩（kN/m）剪力(kN)1000.004310．641/41028075.21304.391/22026087.89-1701.863/430-5961.91-4708.11140-68074.22-7714.36200-68074.228056.961/413.2514290.533923.371/318.3329115.022545.51/227.539818.36-210.232/336.6725260.85-2965.963/441.258509.28-4343.82155-79636.72-8477.41300-79636.728477.411/413.258509.284343.821/318.3325260.852965.961/227.539818.36210.232/336.6729115.02-2545.53/441.2514290.53-3923.37155-68074.22-8056.96400-68074.227714.361/410-5961.914708.111/22026087.891701.863/43028075.2-1304.391400.00-4310．644.2活載的內(nèi)力計(jì)算荷載設(shè)計(jì)等級(jí)是公路I級(jí)，（1）沖擊系數(shù)的計(jì)算：應(yīng)用規(guī)范給定的公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算正彎矩和剪力效應(yīng)時(shí)，因1.5Hz≤f1≤14Hz，故μ1=0.1767lnf1-0.0157=0.145因1.5Hz≤f2≤14Hz故μ2=0.1767lnf2-0.0157=0.24注：當(dāng)計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用μ1；計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用μ2。（2）橫向分布系數(shù)的計(jì)算：1）截面特性：截面特性：面積A=9.945，抗彎慣性距I=10.7925，抗扭慣性距J=24.65982）偏心壓力法：將梁的整體橫截面做如圖所示的分割，將梁分成三部分I=3.301m4I=3.89m4偏心壓力法：邊梁：圖4.4邊梁橫向加載—三車道偏載邊梁汽車荷載的橫向分布系數(shù)=（0.8+0.66+0.56+0.42+0.32+0.17）/2=1.47；全梁汽車荷載的增大系數(shù)3）修正偏心壓力法：箱型梁的抗扭慣性矩較大，一般采用修正偏心壓力法其中為抗彎慣距換算系數(shù)，為簡(jiǎn)支跨中作用單位力時(shí)產(chǎn)生的撓度與連續(xù)梁跨中作用單位力時(shí)的撓度比值，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行計(jì)算。邊跨Cw=1.35中跨Cw=1.97為抗扭慣距換算系數(shù)，取=1為混凝土彈性模量=3.45×MPa，為混凝土剪切模量G=0.4邊跨中間跨邊跨的計(jì)算：圖4.5邊跨邊梁橫向加載—三車道偏載邊梁汽車荷載橫向分布系數(shù)中間跨的計(jì)算：圖4.6中跨邊梁橫向加載—雙車道偏載邊梁汽車荷載橫向分布系數(shù)綜上所述，取最大的橫向分布系數(shù)，即按照邊跨計(jì)算的橫向分布系數(shù)：全梁汽車荷載的增大系數(shù)：4）偏心壓力法和修正偏心壓力法的比較：箱型梁橋有較大的抗扭剛度，修正后的橫向分布比修正前整體降低很多，根據(jù)文獻(xiàn)《橋跨結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化分析荷載橫向分布》胡肇茲主編，修正偏心壓力法在計(jì)算箱梁的橫向分布比較精確。在計(jì)算連續(xù)梁的橫向分布方面，各種參考書都給了不同的方法，總體分為：等代簡(jiǎn)支梁和橋梁跨徑進(jìn)行修正。在考慮到抗扭合連續(xù)梁同時(shí)修正方面，文獻(xiàn)《橋梁計(jì)算理論》程翔云編著用薄壁板結(jié)構(gòu)力學(xué)解出的公式是比較精確的。故采用偏心壓力法計(jì)算所得的增大系數(shù),即：全梁汽車荷載的增大系數(shù)（3）汽車荷載的內(nèi)力計(jì)算汽車荷載的加載過程事例（用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器）：彎矩：邊跨1/2處的彎矩影響線：圖4.7邊跨1/2處的彎矩影響線該處最大影響線指為8.29b、中跨1/2處的彎矩影響線：圖4.8中跨1/2處的彎矩影響線該處最大影響線值為9.243綜上所述，取跨中處截面的影響線為最不利影響線。c、最大汽車荷載彎矩加載如圖圖4.9中跨1/2處正彎矩縱向加載中跨1/2處汽車最大正彎矩為5654.4d、最小汽車荷載彎矩加載圖示：圖4.10中跨1/2處負(fù)彎矩縱向加載中跨1/2處汽車最小彎矩為-1336.51剪力：a、剪力影響線圖示：圖4.11中跨1/2處的剪力影響線根據(jù)剪力影響線，最大剪力加載如圖所示：圖4.12中跨1/2處正剪力縱向加載中間跨1/2處汽車最大正剪力為：314.46kN負(fù)剪力加載如圖所示：圖4.13中跨1/2處負(fù)剪力縱向加載中間跨1/2處汽車最小負(fù)剪力為：-314.78kN3）單車道正中加載（彎矩+或剪力）各控制界面的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如表。表2車道車載截面內(nèi)力跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)彎矩(Kn/m)剪力（kN）正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力1000.000.00115.25-66.861/410-899.742780.5910.25-66.861/220-1799.484511.17-94.75-66.863/430-2699.221991.76-199.75-66.86140-3598.96-1577.7-304.75-66.86200-3598.96-1577.7314.46405.971/413.752020.3-1457.1314.46261.591/318.333452.24-1416.9314.46213.471/227.55654.4-1336.5314.46117.222/336.673674.27-1256.1-213.79-314.783/441.252353.35-1219.9-216.92-314.78155-2932.86-1095.4-406.29-314.78300-2932.86-1095.438.91343.961/413.25-2208.451660.8338.91199.581/318.33-1966.982138.4238.91151.461/227.5-1484.042431.8738.9155.212/336.67-1001.101843.0338.91-41.043/441.25-759.631217.7538.91-89.17155-35.22-1981.5238.91-233.54400-35.22-1981.52215.1327.521/4101584.58-1486.14110.1327.521/2202082.39-990.765.1327.523/4301566.19-495.38-99.8727.521400.000.00-204.8727.524）汽車荷載計(jì)入沖擊力和增大系數(shù)（即三車道偏載）時(shí)，或μ1=0.145μ2=0.24表3三車道車載截面內(nèi)力跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)彎矩(Kn/m)剪力（kN）正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力100.0000385.9866-223.9221/410.00-3013.3410085.234.32853-223.9221/220.00-6026.6916362.02-317.33-223.9223/430.00-9040.027224.113-668.987-223.922140.00-12053.3-5722.32-1020.65-223.922200.00-12053.3-5722.321053.1661359.6451/413.756766.237-5284.91053.166876.09761/318.3311561.98-5139.11053.166714.93771/227.5018937.3-4847.491053.166392.58452/336.6712305.59-4555.87-716.009-1054.243/441.257881.664-4424.57-726.492-1054.24155.00-9822.51-3973.02-1360.71-1054.24300.00-9822.51-3973.02130.31451151.9651/413.25-7396.376023.831130.3145668.41841/318.33-6587.667756.05130.3145507.25841/227.50-4970.238820.393130.3145184.90522/336.67-3352.816684.669130.3145-137.4483/441.25-2544.094416.779130.3145-298.641155.00-117.956-7186.97130.3145-782.154400.00-117.956-7186.97720.497392.167921/410.005306.957-5390.23368.839192.167921/220.006974.184-3593.4917.1810292.167923/430.005245.366-1796.75-334.47792.16792140.0000-686.13692.167925其他因素引起的內(nèi)力計(jì)算5.1溫度次內(nèi)力包括：1）年平均溫差引起的內(nèi)力；2）呈線性變化的溫度梯度引起的內(nèi)力。本設(shè)計(jì)為連續(xù)梁，橋縱向只設(shè)置了一個(gè)縱向約束支座，縱向伸縮變形不產(chǎn)生次內(nèi)力，因此年平均溫差不引起此內(nèi)力，只計(jì)算溫度梯度引起的次內(nèi)力。溫度梯度的取值，應(yīng)根據(jù)《通用規(guī)范》給定：圖5.1溫度梯度圖橋面鋪裝為90mm的瀝青混凝土，，梁高大于40cm，取A=30cm用全截面等效的箱型截面計(jì)算：圖5.2截面溫度梯度劃分A=9.8m2I=10.6248m4型心軸距上1.113m距下1.587m其中，混凝土彈性模量：混凝土和鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)：表4溫度梯度作用下內(nèi)力跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)彎矩(kN*m)剪力(kN)1000125.761/410-1257.62125.761/220-2515.23125.763/430-3772.85125.76140-5030.46125.76200-5030.46125.761/413.25-4680.87-25.431/318.33-4562.01-25.431/227.5-4331.27-25.432/336.67-4100.54-25.433/441.25-3981.68-25.43155-3632.08-25.43300-3632.08-25.431/413.25-3981.6825.431/318.33-4100.5425.431/227.5-4331.2725.432/336.67-4562.0125.433/441.25-4680.8725.43155-5030.4625.43400-5030.4625.431/410-3772.85-125.761/220-2515.23-125.763/430-1257.62-125.761400-125.765.2支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算由于支座處的豎向反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是對(duì)支座沉降敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的地質(zhì)情況，取四跨連續(xù)梁的四個(gè)支點(diǎn)每個(gè)支點(diǎn)分別沉降0.5cm，其余支點(diǎn)不動(dòng)，所得的內(nèi)力進(jìn)行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。采用MIDAS直接得出最不利的支座沉降內(nèi)力。表5支座位移引起的內(nèi)力跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)MaxMin剪力(kN)彎矩(kN*m)剪力(kN)彎矩(kN*m)10084.270-87.101/41084.27871.04-87.1-842.711/22084.271742.08-87.1-1685.413/43084.272613.13-87.1-2528.1214084.273484.17-87.1-3370.8320084.273484.17-87.1-3370.831/413.25127.251805.64-117.81-1822.081/318.33127.251401.84-117.81-1462.41/227.5127.251065.2-117.81-1211.412/336.67127.251191.67-117.81-1423.533/441.25127.251575.17-117.81-1851.16155127.253108.9-117.81-3514.66300127.253108.9-117.81-3514.661/413.2591.471851.16-127.25-1764.951/318.3391.471423.53-127.25-1170.051/227.591.471211.41-127.25-633.232/336.6791.471462.4-127.25-559.523/441.2591.471822.08-127.25-751.9315591.473484.17-127.25-1922.0540091.473484.17-127.25-1922.051/41087.12613.13-48.05-1393.491/22087.11742.08-48.05-961.033/43087.1871.04-48.05-480.5114087.10-48.0505.3徐變引起的內(nèi)力靜定結(jié)構(gòu)由混凝土的徐變不會(huì)產(chǎn)生徐變次內(nèi)力。對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土徐變受到多余約束的制約，從而引起徐變次內(nèi)力，徐變次內(nèi)力的存在使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，重分布后的內(nèi)力可按規(guī)范方法進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際上，徐變次內(nèi)力是由于體系轉(zhuǎn)換（即從靜定結(jié)構(gòu)到超靜定結(jié)構(gòu)）而產(chǎn)生的，因此在施工時(shí)應(yīng)盡量避免反復(fù)的體系轉(zhuǎn)換次數(shù)。本設(shè)計(jì)為滿堂支架施工，沒有體系轉(zhuǎn)換，故不考慮徐變次內(nèi)力。6內(nèi)力組合6.1承載能力極限狀態(tài)組合1.2恒載+0.5支座位移+1.4汽車荷載+0.8*1.4溫度梯度結(jié)果如下表：表6承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)MaxMin剪力(kN)彎矩(kN*m)剪力(kN)彎矩(kN*m)005836.39404938.97201/4101736.57228674.621331.47246155.71/220-2363.2521274.22-2276.0350904.673/430-6463.07-22201.1-5883.53-2001.99140-10562.9-101751-9491.03-96315.60011266.02-10175111651.55-96315.61/413.256157.55522936.945850.7544251.4831/318.334504.11147354.953971.68622541.311/227.51197.23570582.21213.515936145.22/336.67-4586.4944118.15-5118.9119204.513/441.25-6254.618131-6772.35-810.888155-12102.8-111321-11732.7-1064430010330.41-11132111701.82-1064431/413.255419.946-3120.256109.66613859.981/318.333766.51417783.534230.6136567.941/227.5459.637737184.77472.439755569.322/336.67-2847.2426504.52-3285.7339546.033/441.25-4500.689910.697-5164.8518368.91155-9460.99-85042-10802.1-97641.70010290.85-850429347.564-97641.71/4106042.862-2115.385631.497-19094.81/2201943.0439475.442023.99723329.143/430-2156.7840236.8-1583.529702.07140-6256.610-519106.2正常使用極限承載能力組合（1）作用短期效應(yīng)組合恒載+0.7汽車荷載+0.8溫度作用+1.0支座沉降表7短期效應(yīng)組合內(nèi)力位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)MaxMin剪力(kN)彎矩(kN*m)剪力(kN)彎矩(kN*m)004765.70804167.40201/4101513.29825830.811161.15233286.031/220-1739.1221599.1-1845.133843.713/430-4991.52-12695.1-4851.35-6451.43140-8243.94-77051.7-7857.6-79475008979.054-77051.79022.22-794751/413.254767.49217087.844398.4845024.3241/318.333389.62234960.642907.80320405.641/227.5633.892250674.65-73.574931748.692/336.67-3360.2631786-3842.0817367.783/441.25-4745.4612416.27-5219.94375.577155-9323-86309.2-9353.53-88838.2008675.536-86309.29145.631-88838.21/413.254546.8541997.6374704.8077775.6681/318.333168.99418792.593214.13526239.61/227.5413.264234085.59232.757741894.392/336.67-2342.4624580.85-2748.6229585.163/441.25-3720.3310587.05-4239.3312885.65155-7853.92-68697-8711.37-79051.5008330.522-686977671.972-79051.51/4104952.789-2652.194623.97-14146.81/2201700.37930699.711617.7220599.233/430-1552.0331611.9-1388.5425330.87140-4804.440-4394.790（2）作用長期效應(yīng)組合：恒載+0.4汽車荷載+0.8溫度梯度+支座沉降表8長期效應(yīng)組合內(nèi)力位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)MaxMin剪力(kN)彎矩(kN*m)剪力(kN)彎矩(kN*m)004649.91204234.5801/4101502.99926734.811228.3330260.471/220-1643.9223407.11-1777.9228935.13/430-4790.83-9983.07-4784.17-8618.66140-7937.74-73435.7-7790.42-77758.3008663.104-73435.78614.326-77758.31/413.254451.54215057.974135.6556609.7941/318.333073.67231492.042693.32121947.371/227.5317.942444993.46-191.3533202.942/336.67-3145.4528094.32-3525.8118734.543/441.25-4527.5110051.77-4903.671702.948155-8914.78-83362.5-9037.26-87646.3008636.442-83362.58800.042-87646.31/413.254507.764216.5484504.2815968.5181/318.333129.920768.883061.95723912.791/227.5374.169835576.66177.286139248.272/336.67-2381.5625586.69-2707.3927579.763/441.25-3759.4311350.28-4149.7411560.62155-7893.02-68661.6-8476.73-76895.4008114.373-68661.67644.321-76895.41/4104842.137-4244.284596.319-12529.81/2201695.22428607.461590.06921677.283/430-1451.6930038.29-1416.1825869.89140-4804.450-4394.7807預(yù)應(yīng)力配筋的估算一般預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋數(shù)量估計(jì)的方法是：根據(jù)構(gòu)件正截面抗裂性確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算時(shí)截面特性可取全截面特性。按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量:全預(yù)應(yīng)力混凝土梁按作用短期效應(yīng)組合進(jìn)行正截面抗裂性驗(yàn)算，計(jì)算所得的正截面混凝土法向拉應(yīng)力應(yīng)滿足0的要求，由此得到由上式稍作變化，即可得到全預(yù)應(yīng)力混凝土梁滿足作用短期效應(yīng)組合抗裂驗(yàn)算所需的有效預(yù)加力，即式中Npe—使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永存應(yīng)力的合力；—按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；A—構(gòu)件混凝土截面面積；W—構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩；—預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離.求得Npe的值后，再確定適當(dāng)?shù)膹埨刂茟?yīng)力并扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失（對(duì)于配高強(qiáng)鋼絲或鋼絞線的后張法構(gòu)件約為0.2）就可以估算出所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋的總面積ApNpe/(10.2)Ap確定之后，則可按一束預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積Ap1算出所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋束數(shù)為式中的Ap1為一束預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積。通過計(jì)算可知：預(yù)應(yīng)力鋼筋通長布置210束，另外在支座處添加300束。8預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(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)力鋼筋與管道壁之間的摩擦σl4錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮σl2預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差σl3混凝土的彈性壓縮σl4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛σl5混凝土的收縮和徐變?chǔ)襩6說明：從計(jì)算概念上，每根預(yù)應(yīng)力束在每個(gè)截面的預(yù)應(yīng)力損失都不一樣，但是由于本設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，時(shí)間有限，所以進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，假定預(yù)應(yīng)力束在每個(gè)截面的損失相等。8.1預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失包括：摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮、混凝土的彈性壓縮、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛、混凝土的收縮與徐變等5項(xiàng)。8.1.1摩阻損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算：σcon——張拉鋼筋時(shí)錨下的控制應(yīng)力（=0.75）,μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)金屬波紋管，取0.2θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計(jì)，k——管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取0.0015x——從張拉端至計(jì)算截面的管道長度,以米計(jì)。表8.1系數(shù)k及μ的值管道類型Kμ橡膠管抽芯成型的管道0.00150.55鐵皮套管0.00300.35金屬波紋管0.0020～0.00300.20～0.268.1.2錨具變形損失由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：l——錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取6mm.L——預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長度；EP——預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。取195GPa。8.1.3混凝土的彈性壓縮后張預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼筋由于張拉后批鋼筋所產(chǎn)生的砼彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算——在先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；——預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量比。若逐一計(jì)算的值則甚為繁瑣，可采用下列近似計(jì)算公式N——計(jì)算截面的分批張拉的鋼束批數(shù).鋼束重心處混凝土法向應(yīng)力：式中M1為自重彎矩。注意此時(shí)計(jì)算Np時(shí)應(yīng)考慮摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮的影響。預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生時(shí)，預(yù)應(yīng)力孔道還沒壓漿，截面特性取靜截面特性（即扣除孔道部他的影響）。8.1.4鋼束松弛損失鋼束松弛（徐變）引起的應(yīng)力損失（）此項(xiàng)應(yīng)力損失可根據(jù)〈〈公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范〉〉JTGD62—2004表6.2.6條的規(guī)定，按下列公式計(jì)算。對(duì)于鋼絲、鋼絞線，本設(shè)計(jì)中采用=ψ·ξ（MPa）式中：ψ——張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，ψ=1.0；超張拉時(shí)，ψ=0.9；ξ——鋼筋松弛系數(shù)，I級(jí)松弛（普通松弛），ξ=1.0；II級(jí)松弛（低松弛），ξ=0.3；——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對(duì)后張法構(gòu)件=；對(duì)先張法構(gòu)件，=-。8.1.5收縮徐變損失由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失式中：、——構(gòu)件受拉、受壓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；、——構(gòu)件受拉、受壓全部縱向鋼筋截面重心處由預(yù)習(xí)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；——截面回轉(zhuǎn)半徑，，后張法采用凈截面特性、——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；——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期為，計(jì)算考慮的齡期為t時(shí)的混凝土收縮、徐變，其終極值可按〈〈公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范〉〉JTGD62—2004中表6.2.7取用；——加載齡期為，計(jì)算考慮的齡期為t時(shí)的徐變系數(shù)，可按〈公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范〉〉JTGD62—2004中表6.2.7取用.8.2有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失的最后結(jié)果應(yīng)列表給出各個(gè)截面的各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失、張拉錨固階段和使用階段的有效預(yù)應(yīng)力以及使用階段扣除全部損失的有效預(yù)應(yīng)力值。（使用階段扣除全部損失的有效預(yù)應(yīng)力值）（張拉錨固階段的有效預(yù)應(yīng)力）9主梁截面驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁從預(yù)加力開始到承載破壞，需經(jīng)受預(yù)加應(yīng)力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個(gè)受力階段，為保證主梁受力可靠并予以控制，應(yīng)對(duì)控制截面進(jìn)行各個(gè)階段的驗(yàn)算。驗(yàn)算中用到的計(jì)算內(nèi)力值為第七章內(nèi)力組合值。本章后續(xù)內(nèi)容為：先進(jìn)行破壞階段（即承載能力極限狀態(tài)下）的截面強(qiáng)度驗(yàn)算，再進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)下的截面應(yīng)力驗(yàn)算。根據(jù)《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁在使用荷載作用下，只要截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力就不必進(jìn)行抗裂性驗(yàn)算。9.1正截面抗彎承載力和斜截面抗剪驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿著正截面和斜截面都有可能破壞.翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I形截面受彎構(gòu)件，箱形截面受彎構(gòu)件的正截面承載能力可參照T形截面計(jì)算，由于本設(shè)計(jì)未考慮普通鋼筋，故其正截面抗彎承載能力按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算時(shí)也不考慮普通鋼筋的影響，所以有：1當(dāng)符合下列條件時(shí)（9.1-1）應(yīng)以寬度為的矩形截面按下面公式計(jì)算正截面抗彎承載力：（9.1-2）混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下式計(jì)算：（9.1-3）截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求：（9.1-4）當(dāng)受壓區(qū)配有縱向普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓即（）為正時(shí)（9.1-5）當(dāng)受壓區(qū)僅配縱向普通鋼筋或配普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受拉即（）為負(fù)時(shí)（9.1-6）2當(dāng)不符合公式（8.1-1）的條件時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮截面腹板受壓的作用，其正截面抗彎承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：（9.1-7）此時(shí)，受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式計(jì)算，應(yīng)應(yīng)符合（8-4）、（8-5）、（8-6）的要求。（9.1-8）式中—橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004第5.1.5條的規(guī)定采用，本設(shè)計(jì)為二級(jí)，取=1.0；—彎矩組合設(shè)計(jì)值；—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004表3.1.4采用；—縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004表3.2.3-2采用；—受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；—矩形截面寬度或T形截面腹板寬度，本設(shè)計(jì)應(yīng)為箱形截面腹板總寬度；—截面有效高度，，此處為截面全高；、—受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至受拉區(qū)邊緣、受壓區(qū)邊緣的距離；—受壓區(qū)普通鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離；—T形或I形截面受壓翼緣厚度；—T形或I形截面受壓翼緣的有效寬度，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004第4.2.2的規(guī)定采用。使用階段正截面抗彎驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)rMuMn(kN-m)(kN-m)100038752.5251/41024171.67591501.5641/22017718.23591523.4213/43010351.04639369.925140-75640.777182799.966200-75640.777182799.9661/413.7539125.60363365.4131/227.569815.18892466.3253/441.2518590.70952644.025155-123041.23208662.824300-123041.23208662.8241/413.2521540.65352644.0251/227.570660.51392466.3253/441.255247.92160608.485155-75890.957182799.966400-75890.957182799.9661/4109411.55836246.6071/22057270.80883096.3723/43024222.28187583.252140024767.34使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)rVdVn(kN)(kN)100-4066.13413401.931/410-762.82312808.221/2203620.58512787.763/4308609.72213357.0314016730.8724060.38200-11434.3824060.381/413.75-3058.6411722.511/227.51958.60910905.73/441.258303.96210666.6515519639.11424527.76300-13873.5424527.761/413.25-4174.83510666.651/227.5671.74210905.73/441.256890.65611235.7815516846.9224060.38400-11313.8424060.381/410-4660.64912901.051/220-831.56113435.583/4303497.24614038.541404075.66613045.989.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在各個(gè)受力階段均有其不同受力特點(diǎn)。從一開始施加預(yù)應(yīng)力，其預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土就開始處于高應(yīng)力下。為保證構(gòu)件在各個(gè)階段的安全，除了要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算外，還必須對(duì)其施工和使用階段的應(yīng)力情況分別進(jìn)行驗(yàn)算。9.2.1正截面抗裂驗(yàn)算1)正截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列要求：1、全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件（9.2.1-1）分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構(gòu)件（9.2.1-2）2、A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下（9.2.1-3）但在荷載長期效應(yīng)組合下（9.2.1-4）式中—在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按公式（9.2.2-1）計(jì)算；—在荷載長期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按公式（9.2.2-2）計(jì)算；—扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓力，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004第6.1.5條規(guī)定計(jì)算；—由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004第6.3.3條規(guī)定計(jì)算；—混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004表3.1.3采用。受彎構(gòu)件由作用（或荷載）產(chǎn)生的截面抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，應(yīng)按下列公式計(jì)算：（9.2.1-9）（9.2.1-10）式中—按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；—按荷載長期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值，在組合的活荷載彎矩中，僅考慮汽車、人群等直接作用于構(gòu)件的荷載產(chǎn)生的彎矩值。使用階段正截面抗裂驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)正截面應(yīng)力最大值（MPa）正截面拉應(yīng)力允許值（MPa）邊跨002.80500.258.751.55100.517.51.10600.7526.251.45101351.0550中跨000.22800.2512.50.34600.525-1.55100.7537.50.2930150-1.1610邊跨00-2.19200.258.750.53500.517.5-1.48700.7526.25-0.08301351.2540邊跨000.34500.258.751.500.517.51.62800.7526.251.43301351.6709.2.2斜截面抗裂驗(yàn)算斜截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列要求：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件（9.2.2-1）現(xiàn)場(chǎng)澆筑（包括預(yù)制拼裝）構(gòu)件（9.2.2-2）式中—由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力，按（8.2.2-3）計(jì)算；—混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按《預(yù)規(guī)》JTGD62-2004表3.1.3采用。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力，應(yīng)按下列公式計(jì)算；（9.2.2-3）（9.2.2-4）（9.2.2-5）（9.2.2-6）（9.2.2-7）（9.2.2-8）式中—在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)加力和作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；—由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土豎向壓應(yīng)力；—在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的預(yù)加力和按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的剪力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力；當(dāng)計(jì)算截面作用有扭矩時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入由扭矩引起的剪應(yīng)力；對(duì)后張預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)，尚宜考慮預(yù)加力引起的次剪力；—在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，由扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的縱向預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向預(yù)壓應(yīng)力；--是由預(yù)加力在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的次彎矩；epn—凈截面重心至計(jì)算纖維處的距離；—換算截面重心軸至計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)的距離；—在同一截面上豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的肢數(shù)；ypn、ypn’—受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至凈截面重心軸的距離；--縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力、—豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋、縱向預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力；AP、AP’—受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；—單肢豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；—豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的間距；—計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)處構(gòu)件腹板的寬度；—計(jì)算截面上同一彎起平面內(nèi)預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的截面面積；、—計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)以上（或以下）部分換算截面面積對(duì)換算截面重心軸、凈截面面積對(duì)凈截面重心軸的面積矩；—計(jì)算截面上預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱軸線的夾角。由于本設(shè)計(jì)未考慮豎向預(yù)應(yīng)力的影響，所以=0。使用階段斜截面抗裂驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)主拉應(yīng)力最大值（MPa）主拉應(yīng)力允許值（MPa）邊跨006.10919.440.258.757.6619.440.517.57.27119.440.7526.256.2319.441356.33419.44中跨006.33419.440.2512.56.05519.440.5256.69919.440.7537.55.08219.441505.11119.44邊跨006.70619.440.258.756.04619.440.517.56.119.440.7526.256.119.441356.39419.44邊跨006.23719.440.258.757.04819.440.517.56.12219.440.7526.256.10919.441357.6619.449.3短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀況計(jì)算時(shí)，由預(yù)加力和荷載產(chǎn)生的法向應(yīng)力按（8.2.2-7）、（8.2.3-2）公式進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，荷載采用施工荷載，截面性質(zhì)采用凈截面見表8-1。在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：1壓應(yīng)力（9.3-1）2拉應(yīng)力1）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.2％的縱向鋼筋；2）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.4％的縱向鋼筋；3）當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內(nèi)差取用。式中、——按短暫狀況計(jì)算時(shí)截面預(yù)壓區(qū)、預(yù)拉區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)力、拉應(yīng)力；、——與制作、運(yùn)輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)最大壓應(yīng)力值(MPa)壓應(yīng)力允許值(MPa)邊跨006.10916.20.258.757.6616.20.517.57.27116.20.7526.256.2316.21356.33416.2中跨006.33416.20.2512.56.05516.20.5256.69916.20.7537.54.8116.21509.49316.2邊跨009.49316.20.258.755.11116.20.517.56.70616.20.7526.256.04616.21356.116.2邊跨006.116.20.258.756.39416.20.517.56.23716.20.7526.257.04816.21356.12216.2使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算跨數(shù)位置距本跨支點(diǎn)的距離(m)主壓應(yīng)力最大值(MPa)主壓應(yīng)力允許值(MPa)邊跨006.10919.440.258.757.6619.440.517.57.27119.440.7526.256.2319.441356.33419.44中跨006.33419.440.2512.56.05519.440.5256.69919.440.7537.54.8119.441509.49319.44邊跨009.49319.440.258.755.11119.440.517.56.70619.440.7526.256.04619.441356.119.44邊跨006.119.440.258.756.39419.440.517.56.23719.440.7526.257.04819.441356.12219.449.4預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算(9.4.3-1)（9.4.3-2）式中——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；——受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效應(yīng)力；——混凝土法向拉應(yīng)力，按（9.4.3-2）計(jì)算；——預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力。受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算驗(yàn)算Sig_DLSig_LLSig_ADLSig_ALL(MPa)(MPa)(MPa)(MPa)通長OK1189.1231191.50513951209支座1OK1189.721193.68613951209支座2OK1190.0131198.90713951209支座3OK1185.7491194.79213951209表中Sig_DL 施工階段扣除短期預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效應(yīng)力；Sig_LL扣除全部預(yù)應(yīng)力損失并考慮使用階段作用標(biāo)準(zhǔn)值引起的鋼束應(yīng)力變化后的預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力；Sig_ADL施工階段預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力允許值；Sig_ALL使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力允許值。10撓度的計(jì)算與驗(yàn)算預(yù)拱度的設(shè)計(jì)10.1撓度計(jì)算除對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算外，還須對(duì)結(jié)構(gòu)的變形驗(yàn)算，根據(jù)〈〈公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范〉〉JTGD62—2004的第6.5.2條相關(guān)規(guī)定：鋼筋混凝土橋梁，以汽車荷載（不計(jì)沖擊力）計(jì)算上部構(gòu)造最大豎向撓度，不應(yīng)超過下面的值： 梁式橋主梁跨中 此處L為計(jì)算跨徑，采用平板掛車或覆板帶車荷載驗(yàn)算時(shí)，上述允許撓度可增加20%,即（1+20％）＝。荷載在一個(gè)橋跨范圍內(nèi)移動(dòng)產(chǎn)生的正負(fù)不同的撓度時(shí)，計(jì)算撓度應(yīng)為其正負(fù)撓度的最大絕對(duì)值之和。 由軟件計(jì)算結(jié)果，可查得： 在公路I級(jí)汽車活載作用下：邊跨跨中最大正撓度為0.002451,最大負(fù)撓度為-0.005155；中跨跨中最大正撓度為0.003156,最大負(fù)撓度為-0.007766。按規(guī)定，<<預(yù)規(guī)>>第6.5.3條當(dāng)采用C40～C80混凝土?xí)r，=1.45～1.35，中間強(qiáng)度等級(jí)可按直線內(nèi)插取用為撓度長期增長系數(shù)所以，C50混凝土長期增長系數(shù)取1.42,a)邊跨跨中截面最大變形乘以混凝土長期增長系數(shù)為：1.42=1.42×（0.002451+0.005155）