小箱梁畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要橋梁位于包頭市固陽縣金山鎮(zhèn)至達(dá)茂旗百靈廟鎮(zhèn)一級(jí)公路K5+098處，二相公村附近。河道與路線正交，河床穩(wěn)定，灘槽清楚，河道順直，洪水期無漂流物個(gè)泥石流，泄洪順暢；本橋平面線形為直線，與流水方向正交；橋面橫坡1.5%。根據(jù)所給資料擬定了三個(gè)橋型方案，方案一預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁橋，方案二采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T形梁橋，方案三是預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋。通過方案比選，最終選擇方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁橋?yàn)橥扑]方案，該方案采用等跨常截面連續(xù)梁橋，由四片主梁構(gòu)成，孔徑布置為：6×50m,橋梁全長(zhǎng)300m。主梁內(nèi)力計(jì)算采用程序與手算結(jié)合，以相互校核。最終使用的是程序計(jì)算的結(jié)果。內(nèi)力組合完成以后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋得估算與配置。預(yù)應(yīng)力鋼束按照均勻、分散且考慮錨具尺寸的原那么布置在上、下板以及腹板內(nèi)。完成五種預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算完后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失組合及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算，在截面強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算以及正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)只取了特殊截面進(jìn)行計(jì)算，最后進(jìn)行了橋墩及根底的設(shè)計(jì)、配筋和驗(yàn)算。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式墩，根底采用樁基。本設(shè)計(jì)僅對(duì)一個(gè)橋墩進(jìn)行了配筋及強(qiáng)度驗(yàn)算。在設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使一些計(jì)算過程更加簡(jiǎn)便，同時(shí)提高了對(duì)橋梁大師、橋梁博士等軟件的熟練程度。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；上部結(jié)構(gòu)；下部結(jié)構(gòu)；連續(xù)梁橋；內(nèi)力；內(nèi)力組合；截面強(qiáng)度；剛性擴(kuò)大根底。AbstractTheBridgeislocatedinthetownofBaotouCity,JinshanCountytoDaMaoQisolidBailingmiaoK5+098atthetownhighway,thesecondnearthevillageofMessire.Orthogonalchannelwiththeline,theriverbedstability,beachslotclear,straightriver,afloodofnon-driftingobjectsflow,floodandsmooth;astraighthorizontalalignmentofthebridge,andtheflowdirectionorthogonal;deckcrossslopeof1.5%.Accordingtothedatadevelopedbythethreebridgeprogram,theprogramofasmallcontinuousprestressedconcreteboxgirderbridge,prestressedconcretecontinuousprogramoftwoT-shapedgirderbridge,OptionIIIissimplysupportedprestressedconcreteT-beambridge.

Throughtheprogramselection,thefinalchoiceprogram:smallcontinuousprestressedconcreteboxbeambridgetotherecommendedprogram,whichoftenusessuchascross-sectionofbridge,constitutedbythefourmainbeam,theaperturearrangementis:6×50m,thewholebridgelength300m.Mainbeaminternalforcescalculatedusingtheprogramcombinedwiththehandcounttocheckeachother.Usingaprogramtocalculatethefinalresults.Combinationofinternalforcesiscomplete,thetendonwasestimatedandconfiguration.Prestressedsteelbeaminaccordancewiththeuniform,scatteredandarrangedtoconsidertheprinciplesofanchorageinthesizeoftheupperandlowerplateandtheweb.Aftercompletionoffiveprestresslosscalculation,thecompositionandtheeffectiveprestressprestresslosscalculation,calculationandcheckingthesectionstrengthandthelimitstatecheckingaspecialsectionjusttakethetimetocalculate,Finally,apierandfoundationdesign,reinforcementandchecking.[Keyword]:prestressed;Superstructure;Substructure;Continuousbeambridge;InternalForce;InternalForcecombination;Sectionstrength;Rigidexpandedbasis目錄摘要IAbstractII第一章橋梁結(jié)構(gòu)方案評(píng)選11.1設(shè)計(jì)資料1梁名橋稱1根本資料1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)11.2方案擬定2第一方案：預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)箱梁2第二方案：預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)T梁21.2.3第三方案：預(yù)應(yīng)力混泥土簡(jiǎn)支T梁31.3方案比擬31.4方案選擇3第二章推薦方案簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)尺寸擬定42.1推薦方案簡(jiǎn)介4總跨徑4橋梁分孔4橋梁的標(biāo)高42.2結(jié)構(gòu)尺寸擬定4箱梁截面尺寸擬定42.2.2橫隔梁尺寸擬定52.2.3蓋梁、墩柱、鉆孔樁尺寸擬定52.2.4橋梁主要材料選用6第三章橋面板計(jì)算63.1行車道板設(shè)計(jì)6恒載內(nèi)力6活載內(nèi)力7內(nèi)力組合93.2.外邊梁懸臂板內(nèi)力計(jì)算9恒載內(nèi)力93.2.2.活載內(nèi)力10內(nèi)力組合103.3配筋設(shè)計(jì)113.3.1支點(diǎn)處配筋113.3.2跨中配筋113.3.3懸臂板配筋12第四章主梁內(nèi)力計(jì)算134.1主梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐?34.2主梁截面幾何特性計(jì)算144.2.1中梁幾何特性計(jì)算14其它截面的截面特性計(jì)算154.3.恒載內(nèi)力計(jì)算164.3.1外邊梁恒載集度164.3.2中梁恒載集度16彎矩計(jì)算174.3.4剪力計(jì)算18其它截面恒載內(nèi)力計(jì)算184.4活載內(nèi)力計(jì)算18沖擊系數(shù)計(jì)算184.4.2車道折減系數(shù)194.5計(jì)算主梁荷載分布系數(shù)19邊跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算194.5.2.第二跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算224.5.3.第三跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算254.6活載內(nèi)力計(jì)算274.6.1汽車彎矩274.6.2汽車剪力284.7其它因素引起的次內(nèi)力計(jì)算294.8內(nèi)力組合304.8.1根本組合304.8.2短期效應(yīng)組合304.8.3長(zhǎng)期效應(yīng)組合314.8.4其它截面的內(nèi)力組合31第五章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置365.1力筋估算365.3橫截面布置405.4立面布置與平面布置41第六章預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算426.1計(jì)算內(nèi)容426.2預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦損失42控制應(yīng)力與有關(guān)參數(shù)確定426.2.2各截面的平均值426.3錨具變形、鋼束回縮、接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算43計(jì)算公式436.3.2.計(jì)算結(jié)果見表436.4混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失43計(jì)算方法43計(jì)算結(jié)果446.5預(yù)應(yīng)力鋼筋由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力松弛損失446.5.1計(jì)算方法45計(jì)算結(jié)果456.6混凝土徐變收縮損失的計(jì)算45計(jì)算方法45混凝土收縮系數(shù)與徐變系數(shù)的計(jì)算476.6.3混凝土徐變收縮損失486.6.4預(yù)應(yīng)力損失組合及有效預(yù)應(yīng)力486.7預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力506.7.1計(jì)算方法506.7.2計(jì)算結(jié)果506.8考慮預(yù)應(yīng)力次效應(yīng)后的內(nèi)力組合二51第七章主梁截面強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算537.1計(jì)算方法537.2正截面強(qiáng)度驗(yàn)算547.3正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算547.3.1短期效益下的驗(yàn)算557.3.2長(zhǎng)期效益下的驗(yàn)算56第八章蓋梁計(jì)算588.1上部結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算58蓋梁自重計(jì)算58恒載內(nèi)力計(jì)算598.2活載計(jì)算59活載橫向分布系數(shù)計(jì)算59按順橋向活載移動(dòng)情況求支座反力的最大值62各板恒載、活載內(nèi)力組合648.3蓋梁內(nèi)力計(jì)算64各截面彎矩計(jì)算64蓋梁內(nèi)力匯總658.4截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核65正截面承載力計(jì)算65斜截面承載力計(jì)算678.5蓋梁裂縫寬度驗(yàn)算68第九章橋墩墩柱設(shè)計(jì)709.1荷載計(jì)算70恒載計(jì)算70汽車荷載計(jì)算71雙柱反力橫向分布計(jì)算71荷載組合729.2截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算72作用于墩柱頂?shù)耐饬?2作用于墩柱底的外力73截面配筋計(jì)算73第十章鉆孔灌注樁計(jì)算7510.1鉆孔樁計(jì)算7510.1.1荷載計(jì)算75樁長(zhǎng)計(jì)算77樁的內(nèi)力計(jì)算〔m法〕78樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算8010.2墩頂縱向水平位移驗(yàn)算81致謝83參考文獻(xiàn)84外文翻譯85第一章橋梁結(jié)構(gòu)方案評(píng)選1.設(shè)計(jì)資料1.1.1梁名橋稱:包頭市固陽縣金山鎮(zhèn)至達(dá)茂旗百靈廟鎮(zhèn)一級(jí)公路,二相公大橋。1.1.2根本資料擬建橋梁位于包頭市固陽縣金山鎮(zhèn)至達(dá)茂旗百靈廟鎮(zhèn)一級(jí)公路K5+098處，二相公村附近。河道與路線正交，河床穩(wěn)定，灘槽清楚，河道順直，洪水期無漂流物個(gè)泥石流，泄洪順暢；本橋平面線形為直線，與流水方向正交；橋址斷面見附表，橋面橫坡采用1.5%。1.1.3設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級(jí)：Ⅰ級(jí)。2、橋面凈空：采用別離式斷面半幅：0.5m鋼筋混凝土的防撞護(hù)欄+凈11.0m+0.8m波形鋼板防護(hù)欄;左側(cè)邊緣距路線中心線0.4m。3、設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載：公路Ⅰ級(jí)。4、設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100。5、通航要求：無。6、地震烈度：7度。附表樁號(hào)地面高程設(shè)計(jì)高程樁號(hào)地面高程設(shè)計(jì)高程K15+8401443.961K16+0801439.546K15+8601443.966K16+1001439.497K15+8801443.9K16+1401439.881K15+9001443.713K16+1601439.941K15+9171443.518K16+1801440.16K15+9221442.379K16+2001440.348K15+940起點(diǎn)1442.391445.88K16+240終點(diǎn)1440.4381444.23K15+9451441.365K16+2601440.744K15+9541440.756K16+2801440.708K15+9601438.902K16+3201440.746K15+9801439.198K16+3401440.653K16+0001439.166K16+0201439.262K16+0401439.592K16+0601439.741.2方案擬定根據(jù)設(shè)計(jì)資料，做了預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)箱梁、預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)T梁、預(yù)應(yīng)力混泥土簡(jiǎn)支T梁三個(gè)方案進(jìn)行比擬。第一方案：預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)箱梁橋型布置如圖1.11〕.孔徑布置：米，全長(zhǎng)為300米。2〕.上部結(jié)構(gòu)主梁采用箱型截面，梁高2米，翼緣板和頂板厚為0.25米，腹板和底板也為0.25米，到支座處，腹板和底板加厚到0.35米。3〕.下部結(jié)構(gòu)兩端橋臺(tái)為柱式臺(tái)，根底為樁基，橋墩為雙柱式橋墩，根底采用樁根底。4〕.施工方法：簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)圖1.1方案一：等截面連續(xù)箱梁橋1.2.2第二方案：預(yù)應(yīng)力混泥土連續(xù)T梁橋型布置如圖1.21〕.孔徑布置：米，全長(zhǎng)300米。2〕.上部結(jié)構(gòu)主梁采用T型橫斷面，主梁高為2.5米，翼緣板厚為0.16米，翼緣板根部厚為0.25米，馬蹄寬0.4米，高為0.38米。3〕.下部結(jié)構(gòu)兩端橋臺(tái)為柱式臺(tái)，根底為樁基，橋墩為雙柱式橋墩，根底采用樁根底。4〕.施工方法：簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)圖1.2方案二：等截面連續(xù)T梁第三方案：預(yù)應(yīng)力混泥土簡(jiǎn)支T梁橋型布置如圖1.31〕.孔徑布置：米，全長(zhǎng)300米。2〕.上部結(jié)構(gòu)主梁采用T型橫斷面，主梁高為2.5米，翼緣板厚為0.16米，翼緣板根部厚為0.25米，馬蹄寬0.4米，高為0.38米。3〕.下部結(jié)構(gòu)兩端橋臺(tái)為柱式臺(tái)，根底為樁基，橋墩為雙柱式橋墩，根底采用樁根底。4〕.施工方法：采用整表達(dá)澆。圖1.3第三方案：預(yù)應(yīng)力混泥土簡(jiǎn)支T梁1.3方案比擬從結(jié)構(gòu)形式看：三個(gè)方案都屬于梁橋。從截面形式看：分為T形截面和箱型截面，T形截面的優(yōu)點(diǎn)是，制作簡(jiǎn)單，梁肋內(nèi)的配筋可以做成剛性的鋼筋骨架，各主梁之間利用多到橫隔梁連接，整體性好，其缺點(diǎn)是，截面形狀不穩(wěn)定，運(yùn)輸和安裝時(shí)較復(fù)雜，構(gòu)件正好在橋面板的跨中接頭，對(duì)板的受力不好；箱型截面的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的受力性能，箱型截面中偏載所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力與對(duì)稱荷載所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力兩者數(shù)值比擬接近。也就是說箱型截面具有很大的抗扭剛度，結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮整體受力作用。從結(jié)構(gòu)體系看：第三方案梁橋?qū)儆诤?jiǎn)支體系，第一、二方案屬于連續(xù)體系，連續(xù)體系梁橋比簡(jiǎn)支體系梁橋的受力更加均勻。從施工方法看，簡(jiǎn)支梁橋采用滿堂支架就地澆注，連續(xù)梁橋采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)。從經(jīng)濟(jì)角度看，由于第一方案的跨徑是少，而二、三方案跨徑多，因此二、三方案的下部結(jié)構(gòu)材料用量要多于第一方案，造價(jià)也隨之增加，第一方案的跨徑大于二、三方案，上部造價(jià)多于二、三方案，但綜合考慮到三個(gè)方案的總造價(jià)，第一方案要少于其它梁方案。1.4方案選擇總體來說，三個(gè)方案都是可行的，都滿足平安、使用、美觀的要求，從設(shè)計(jì)、施工難度以及經(jīng)濟(jì)角度考慮，推薦方案一：預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁。第二章推薦方案簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)尺寸擬定2.1推薦方案簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)經(jīng)評(píng)選后采用六跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁，全長(zhǎng)300m。橋下泄洪順暢以及無通航要求，將單跨跨徑擬定為50m，設(shè)三個(gè)車道，采用四片箱梁，每片箱梁寬為3.075m，橋面總寬為12.3m，凈寬為11m。總跨徑一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文資料來定，要求必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河流河流遭受過大的沖刷，另一方面，根據(jù)河床土壤的性質(zhì)和根底的埋置深度，視河床的沖刷程度，適當(dāng)縮短橋梁的總長(zhǎng)度，以節(jié)約總投資，根據(jù)以上原那么，本橋根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定為300m。橋梁分孔橋梁的分孔主要取決于經(jīng)濟(jì)分孔和施工的設(shè)備條件，跨徑越大，分孔越少，施工越難，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就越高，墩臺(tái)的數(shù)量越少，下部結(jié)構(gòu)造價(jià)相對(duì)較低，反之，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就越低，而下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就會(huì)增加，這與橋墩的高度以及根底工程的難易程度有關(guān)，最經(jīng)濟(jì)的分孔是使上、下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低，，綜合以上因素，本設(shè)計(jì)分六孔，每孔均為50米。橋梁的標(biāo)高跨河橋梁，其標(biāo)高應(yīng)滿足排洪和通航要求，但本設(shè)計(jì)不考慮排洪和通航，且橋梁的起、終點(diǎn)設(shè)計(jì)高程已給定，起點(diǎn)高程1445.88米，終點(diǎn)高程1444.23米。2.2結(jié)構(gòu)尺寸擬定箱梁截面尺寸擬定〔如圖2.1〕圖2.1主梁截面尺寸〔單位：cm〕梁高定為2米，高跨比為1/25,梁高與跨徑之比在1/15~1/25之間，滿足要求，翼緣板端部取0.25米，底板、腹板均取為0.25米，到支座處，腹板和底板均加厚到0.35米，過度段為線性變化。橫隔梁尺寸擬定為提高主梁的抗扭剛度，在主梁之間每隔6.25米設(shè)一道厚為20厘米的橫隔梁。見圖2.2所示。圖2.2橫隔梁布設(shè)示意圖〔單位：cm〕蓋梁、墩柱、鉆孔樁尺寸擬定蓋梁高為1.6米，長(zhǎng)為11.6米，寬為1.2米；墩柱直徑為1.2米；鉆孔樁直徑為1.4米。具體尺寸見圖2.4所示。圖2.4下部結(jié)構(gòu)尺寸〔單位：cm〕橋梁主要材料選用混泥土：預(yù)應(yīng)力混泥土主梁采用50號(hào)混泥土，墩柱和灌注樁采用30號(hào)混泥土；預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用低松弛高強(qiáng)鋼絞線，直徑為15.24mm，截面積為140，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，彈性模量；預(yù)應(yīng)力管道：采用鋼波紋圓扁管成型；支座：采用板式橡膠支座。第三章橋面板計(jì)算3.1行車道板設(shè)計(jì)橋面鋪裝采用C40防水混泥土，平均厚度為8，容重為25；面層為9后的瀝青混泥土，容重為25。恒載內(nèi)力取縱向1米寬板條進(jìn)行計(jì)算每延米板上的永久作用瀝青混泥土面層：C40混泥土面層：將承托面積平攤到橋面板：箱梁翼緣板自重：活載內(nèi)力1.有效分布寬度計(jì)算不發(fā)生重疊所以取沖擊系數(shù)2.活載彎矩計(jì)算3.活載剪力計(jì)算凈跨徑圖3.1板荷載分布不發(fā)生重疊取不發(fā)生重疊取內(nèi)力組合〔1〕.承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合由于，即主梁抗扭能力大者跨中彎矩：支點(diǎn)彎矩：〔2〕.正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合短期效應(yīng)組合：長(zhǎng)期效益組合：3.2.外邊梁懸臂板內(nèi)力計(jì)算恒載內(nèi)力取縱向1米寬板條進(jìn)行計(jì)算每延米板上的永久作用瀝青混泥土面層：C40混泥土面層：將承托面積平攤到橋面板：箱梁翼緣板自重：0.5鋼筋混泥土防撞墻自重：圖3.2外邊梁.活載內(nèi)力內(nèi)力組合〔1〕承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合〔2〕正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合短期效益期效益3.3配筋設(shè)計(jì)取1m寬板帶進(jìn)行配筋計(jì)算支點(diǎn)處配筋選用C50混凝土、HRB335鋼筋查表得：保護(hù)層取30mm，那么有效高度，選用HRB335按一排布置滿足要求3.3.2跨中配筋單向板保護(hù)層取30mm，有效高度選用HRB335按一排布置滿足要求懸臂板配筋保護(hù)層取30mm，有效高度選用HRB335按一排布置滿足要求第四章主梁內(nèi)力計(jì)算4.1主梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐直驹O(shè)計(jì)采用專用平面干系有限元程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。全橋單元?jiǎng)澐謺r(shí)，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)在施工過程及正常使用階段控制設(shè)計(jì)的界面位置，使控制界面位于單元節(jié)點(diǎn)處。本設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋，結(jié)合施工、使用中結(jié)構(gòu)的受力特性及預(yù)應(yīng)力筋束布置，將全橋劃分為251個(gè)單元、252個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖4.1單元?jiǎng)澐质疽狻矄挝籧m〕由于全橋單元?jiǎng)澐质菍?duì)稱的，在這里只給出了半橋單元?jiǎng)澐值墓?jié)點(diǎn)表表4.1單元節(jié)點(diǎn)劃分表節(jié)點(diǎn)號(hào)12〔支座〕34567X坐標(biāo)〔m〕00.40.62.556.257.5節(jié)點(diǎn)號(hào)891011〔1/4截面〕121314X坐標(biāo)〔m〕8.751011.2512.513.751516.25節(jié)點(diǎn)號(hào)15161718192021〔跨中〕X坐標(biāo)〔m〕17.518.752021.2522.523.7525節(jié)點(diǎn)號(hào)22232425262728X坐標(biāo)〔m〕26.2527.528.753031.2532.533.75節(jié)點(diǎn)號(hào)29303132333435X坐標(biāo)〔m〕3536.2537.5〔3/4截面〕38.754041.2542.5節(jié)點(diǎn)號(hào)36373839404142〔支座〕X坐標(biāo)〔m〕43.754546.2547.548.7549.650節(jié)點(diǎn)號(hào)43444546474849X坐標(biāo)〔m〕50.451.2552.553.755556.2557.5節(jié)點(diǎn)號(hào)50515253545556X坐標(biāo)〔m〕58.756061.2562.5〔1/4截面〕63.756566.25節(jié)點(diǎn)號(hào)57585960616263〔跨中〕X坐標(biāo)〔m〕67.568.757071.2572.573.7575節(jié)點(diǎn)號(hào)646566676686970X坐標(biāo)〔m〕76.2577.578.758081.2582.583.75節(jié)點(diǎn)號(hào)71727374757677X坐標(biāo)〔m〕8586.2587.5〔3/4截面〕88.759091.2592.5節(jié)點(diǎn)號(hào)78798081828384〔支座〕X坐標(biāo)〔m〕93.759596.2597.598.7599.6100節(jié)點(diǎn)號(hào)85868788869091X坐標(biāo)〔m〕100.4101.25102.5103.75105106.25107.5節(jié)點(diǎn)號(hào)92939495〔1/4截面〕969798X坐標(biāo)〔m〕108.75110111.25112.5113.75115116.25節(jié)點(diǎn)號(hào)99100101102103104105〔跨中〕X坐標(biāo)〔m〕117.5118.75120121.25122.5123.75125節(jié)點(diǎn)號(hào)106107108109110111112X坐標(biāo)〔m〕126.25127.5128.75130131.25132.5133.75節(jié)點(diǎn)號(hào)113114115〔3/4截面〕116117118119X坐標(biāo)〔m〕135136.25137.5138.75140141.25142.5節(jié)點(diǎn)號(hào)120121122123124125126X坐標(biāo)〔m〕143.75145146.25147.5148.75149.6150〔支座〕4.2主梁截面幾何特性計(jì)算4.2.1中梁幾何特性計(jì)算圖4.2主梁截面尺寸〔cm〕1.面積計(jì)算頂板面積：上承托面積：腹板面積：下承托面積：底板面積：2.截面形心到底邊的距離3.自身慣性矩頂板：上承托：腹板：下承托：底板：4.各分塊對(duì)截面形心慣性矩的計(jì)算頂板：上承托：腹板：下承托：底板：5.檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)說明以上初擬的主梁截面尺寸合理其它截面的截面特性計(jì)算表4.2毛截面特性計(jì)算結(jié)果截面位置截面積〔〕截面慣矩〔〕中性軸至梁底距離〔〕預(yù)制中梁跨中1.7580.8831.095支點(diǎn)2.1450.9921.05預(yù)制邊梁跨中1.7580.8831.095支點(diǎn)2.1450.9921.05成橋后中梁跨中1.9831.0061.184支點(diǎn)2.371.1321.128成橋后邊梁跨中1.9831.0061.184支點(diǎn)2.371.1321.1284.3.恒載內(nèi)力計(jì)算外邊梁恒載集度1.第一期恒載：〔跨中截面〕1〕主梁自重=1.982526=51.5452〕梁端腹板、底板加寬所增加的重力這算的恒載集度==0.47683〕橫隔梁2.第二期恒載1〕防撞墻：2〕鋪裝層：中梁恒載集度1.第一期恒載：〔跨中截面〕1〕主梁自重=1.982526=51.5452〕梁端腹板、底板加寬所增加的重力這算的恒載集度==0.47683〕橫隔梁2.第二期恒載1〕防撞墻：2〕鋪裝層：彎矩計(jì)算圖4.3計(jì)算模型〔單位：cm〕剪力計(jì)算其它截面恒載內(nèi)力計(jì)算表4.3恒載內(nèi)力計(jì)算表截面X〔〕Q()M()2左(支座)0.4-26.48-5.32右0.41288.3-5.311〔1/4截面〕12.5463.910709.321〔1/2截面〕25-350.4811406.8231〔3/4截面〕37.5-1164.862087.5242左(支座)50-1995.72-17549.4342右501753.17-17549.4353〔1/4截面〕62.5918.12-414.5463〔1/2截面〕7584.685908.1273〔3/4截面〕87.5-749.571719.2884左(支座)100-1583.82-11915.9184右1001629.97-11915.9195〔1/4截面〕112.5802.352220.92105〔1/2截面〕125-25.37077.59115〔3/4截面〕137.5-852.91588.95126左(支座)150-1680.53-14245.01126右1501684.12-14245.014.4活載內(nèi)力計(jì)算鑒于本設(shè)計(jì)箱梁的具體構(gòu)造特點(diǎn)，活載內(nèi)力計(jì)算考慮橫向分布，并采用剛接梁法計(jì)算。沖擊系數(shù)計(jì)算計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力時(shí)，采用；計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用。當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，因此，計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力時(shí)，?。挥?jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)。車道折減系數(shù)按《橋歸》三車道的折減系數(shù)為。4.5計(jì)算主梁荷載分布系數(shù)連續(xù)梁橋荷載橫向分布系數(shù)的簡(jiǎn)化實(shí)用計(jì)算方法是按等剛度原那么將連續(xù)梁橋的某一跨等代為等跨徑的等截面簡(jiǎn)支梁橋；來計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)。所謂等剛度是指在跨中施加一個(gè)集中荷載或一個(gè)集中扭矩，那么連續(xù)梁橋和等代簡(jiǎn)支梁橋的跨中撓度或扭轉(zhuǎn)角彼此相等。本設(shè)計(jì)為六等跨連續(xù)箱梁橋，計(jì)算跨徑為50m；又每片箱梁僅在支點(diǎn)附近很小區(qū)域內(nèi)腹板、底板尺寸有所改變，因此仍可近似按常截面箱梁考慮，這樣帶來的誤差不是很大。綜上所述本設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化為六等跨常截面連續(xù)箱梁橋。由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算得，等跨常截面連續(xù)梁等效簡(jiǎn)支梁抗彎慣距換算系數(shù)為：邊跨，第二跨，第三跨；而抗扭慣距換算系數(shù)為：。邊跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算(1)邊跨等代簡(jiǎn)支梁主梁抗彎、抗扭慣矩計(jì)算六等跨常截面連續(xù)梁的邊跨按等剛度原那么變換為常截面簡(jiǎn)支梁，其斷面布置不變，每片箱梁的抗彎、抗扭剛度彼此相等，只是大小發(fā)生了變化，其值可按下式計(jì)算：式中：邊跨的等剛度常截面簡(jiǎn)支梁的抗彎慣距；抗彎慣距修正系數(shù)；連續(xù)箱梁一片主梁跨中截面抗彎慣距；邊跨的等剛度常截面簡(jiǎn)支梁的抗扭慣距；抗扭慣距修正系數(shù)；連續(xù)箱梁一片主梁跨中截面抗扭慣距。其抗扭慣距一般按下式計(jì)算：式中：外箱壁軸線所包圍面積；、外箱壁軸線長(zhǎng)度和厚度；∴(2)比列參數(shù)和計(jì)算主梁抗彎剛度與抗扭剛度比列參數(shù)和主梁與橋面板的抗彎剛度比列參數(shù)一般按下式計(jì)算：式中：混泥土彈性模量；混泥土剪切彈性模量，取0.43；主梁抗彎慣距；主梁抗扭慣距；單位寬度(沿橋縱向)的橋面板抗彎慣距；主梁的計(jì)算跨徑；主梁間〔橫橋向〕橋面板的跨度；主梁之間橋面板凈跨度的一半；相當(dāng)于的常厚度橋面板厚度。對(duì)邊梁的等剛度常截面簡(jiǎn)支梁：。計(jì)算比列參數(shù)、如下：由于四片主梁的截面尺寸相同，截面抗彎慣距和抗扭慣距不變，因此?！?〕荷載橫向分布影響線計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn)所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表中四梁式的表，在、和、之間按內(nèi)插法計(jì)算。表4.4計(jì)算表梁號(hào)位置〔主梁軸線〕123410.00240.03610.32570.27110.22150.181420.00240.03610.27110.26360.24360.221530.00240.03610.22150.24360.26360.271140.00240.03610.18140.22150.27110.3257〔4〕荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算1號(hào)梁兩車道：三車道：2號(hào)梁兩車道：三車道：表4.5邊跨橫向分布系數(shù)計(jì)算表梁號(hào)荷載橫向分布系數(shù)兩車道三車道10.64430.601520.60950.53751號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線2號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線圖4.3橫向分布系數(shù)計(jì)算.第二跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算〔1〕第二跨的等剛度常截面簡(jiǎn)支主梁抗彎?？古T距計(jì)算，計(jì)算原理同邊跨，計(jì)算結(jié)果如下：1號(hào)梁兩車道：三車道：〔2〕.主梁比列參數(shù)、計(jì)算〔3〕.主梁荷載橫向分布影響系線計(jì)算計(jì)算方法同邊跨，先將、列于表4.6表4.6值計(jì)算表梁號(hào)位置〔主梁軸線〕123410.00320.0470.34420.27620.21450.173120.00320.0470.27620.26740.2360.217330.00320.0470.21450.2360.26740.304540.00320.0470.17480.21450.27620.34422.第二跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算〔如表4.7〕2號(hào)梁兩車道：三車道：1號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線2號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線圖4.4橫向分布計(jì)算4.7第二跨橫向分布系數(shù)計(jì)算表梁號(hào)荷載橫向分布系數(shù)兩車道三車道10.64430.601520.60950.5375.第三跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算〔1〕第三跨的等剛度常截面簡(jiǎn)支主梁抗彎?？古T距計(jì)算，計(jì)算原理同邊跨，計(jì)算結(jié)果如下：(2).主梁比列參數(shù)、計(jì)算〔3〕.主梁荷載橫向分布影響系線計(jì)算計(jì)算方法同邊跨，先將列于表4.84.8值計(jì)算表梁號(hào)位置〔主梁軸線〕123410.00320.0480.34560.27660.2140.164220.00320.0480.27660.26760.24220.21430.00320.0480.2140.24220.26760.276640.00320.0480.16420.2140.27660.34562.第二跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算〔如圖4.5〕1號(hào)梁兩車道：三車道：1號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線2號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)影響線圖4.5橫向分布計(jì)算2號(hào)梁兩車道：三車道：表4.9第三跨橫行分布系數(shù)計(jì)算表梁號(hào)荷載橫向分布系數(shù)兩車道三車道10.66160.630720.6030.53984.6活載內(nèi)力計(jì)算主梁活載橫向分布系數(shù)確定之后，將活載乘以相應(yīng)橫向分布系數(shù)后，在主梁內(nèi)力影響線上最不利布載，可求得主梁最大活載內(nèi)力，計(jì)算公式為：上述式中：所示截面的彎矩或剪力；汽車荷載的沖擊系數(shù)；汽車荷載橫向折減系數(shù)；跨中橫向分布系數(shù);汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；彎矩、剪力影響線的面積；沿橋跨縱向與集中荷載位置對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)；車道荷載中集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。汽車彎矩21單元右截面〔第一跨跨中〕圖4.621單元右截面彎矩影響線42單元右截面〔第二支座處〕圖4.742單元右截面彎矩影響線汽車剪力21單元右截面〔第一跨跨中〕圖4.821單元右截面剪力影響線42單元右截面〔第一跨支座處〕圖4.942單元右截面剪力影響線4.7其它因素引起的次內(nèi)力計(jì)算溫度次內(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。梯度溫度的取值，根據(jù)《通規(guī)》取值：圖4.10豎向溫度梯度〔單位：cm〕溫度引起的內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下表。表4.10溫度內(nèi)力計(jì)算表截面截面11〔1/4截面〕4.84E+015.86E+0273〔3/4截面〕1.33E+011.89E+0321〔1/2截面)4.84E+011.19E+0384〔第三支座〕4.50E+001.74E+0331〔3/4截面〕4.84E+011.80E+0395〔1/4截面〕-4.50E+001.80E+0342(第二支座)-1.33E+012.40E+03105〔1/2截面〕-4.50E+001.86E+0353〔1/4截面〕1.33E+012.22E+03115〔3/4截面〕-4.50E+001.91E+0363〔1/2截面〕1.33E+012.05E+03126〔中支座〕4.50E+001.96E+034.8內(nèi)力組合根本組合：〔〕25單元右截面42單元右截面短期效應(yīng)組合：〔〕25單元右截面：42單元右截面：長(zhǎng)期效應(yīng)組合：〔〕25單元右截面：42單元右截面：其它截面的內(nèi)力組合4.11活載剪力計(jì)算表截面內(nèi)力分量荷載組合結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)汽車荷載效應(yīng)汽車荷載效應(yīng)溫度效應(yīng)承載能力極限狀態(tài)組合〔1.2*①+1.4*②+0.8*1.4*④〕承載能力極限狀態(tài)組合〔1.2*①+1.4*③+0.8*1.4*④〕短期效益組合〔①+0.7*③+0.8*1.4*④〕長(zhǎng)期效益組合〔①+0.4*③+0.8*1.4*④〕①②③④Q恒Q汽大Q汽小Q溫Q大Q小Q大Q小Q大Q小2左(邊支座)5.02E+010.00E+002.89E+020.00E+006.02E+014.64E+028.08E+028.50E+028.08E+025.72E+026(1/8截面)1.58E+033.51E+02-6.08E+014.84E+012.42E+031.84E+032.04E+033.70E+032.02E+031.94E+0311〔1/4截面〕8.53E+022.73E+02-1.13E+024.84E+011.44E+039.04E+029.33E+021.91E+039.19E+029.71E+0216〔3/8截面〕1.29E+022.04E+02-1.72E+024.84E+014.80E+02-4.74E+01-1.92E+021.10E+02-2.06E+02-7.05E+0021〔1/2截面〕-5.94E+021.44E+02-2.37E+024.84E+01-4.73E+02-1.01E+03-1.33E+03-1.69E+03-1.34E+03-9.89E+0226〔5/8截面〕-1.32E+039.37E+01-3.04E+024.84E+01-1.41E+03-1.97E+03-2.48E+03-3.50E+03-2.49E+03-1.97E+0331〔3/4截面〕-2.04E+035.42E+01-3.73E+024.84E+01-2.33E+03-2.93E+03-3.62E+03-5.29E+03-3.64E+03-2.95E+0336〔7/8截面〕-2.77E+032.46E+01-4.31E+024.84E+01-3.24E+03-3.88E+03-4.75E+03-7.05E+03-4.76E+03-3.90E+0342(第二支座〕3.51E+03-1.05E+014.96E+02-4.84E+014.16E+034.87E+035.91E+038.86E+035.93E+034.88E+0348〔1/8截面〕2.33E+034.17E+02-5.48E+01-1.33E+013.37E+032.71E+032.97E+035.34E+032.98E+032.81E+0353〔1/4截面〕1.61E+033.45E+02-9.05E+01-1.33E+012.40E+031.79E+031.91E+033.60E+031.91E+031.88E+0358〔3/8截面〕8.86E+022.75E+02-1.41E+02-1.33E+011.44E+038.55E+028.07E+021.82E+038.11E+029.13E+0263〔1/2截面〕1.63E+022.09E+02-2.08E+02-1.33E+014.77E+02-1.06E+02-3.36E+026.93E+00-3.32E+02-7.66E+0168〔5/8截面〕-5.61E+021.49E+02-2.72E+02-1.33E+01-4.75E+02-1.06E+03-1.47E+03-1.80E+03-1.47E+03-1.06E+0373〔3/4截面〕-1.28E+031.00E+02-3.44E+02-1.33E+01-1.41E+03-2.03E+03-2.63E+03-3.61E+03-2.63E+03-2.05E+0378〔7/8截面〕-2.01E+037.47E+01-4.17E+02-1.33E+01-2.32E+03-3.00E+03-3.79E+03-5.40E+03-3.79E+03-3.03E+0384(第三支座〕2.75E+03-7.29E+014.78E+021.33E+013.21E+033.98E+034.95E+037.18E+034.94E+033.99E+0390〔1/8截面〕2.12E+034.14E+02-6.44E+014.50E+003.12E+032.45E+032.68E+034.87E+032.68E+032.56E+0395〔1/4截面〕1.39E+033.43E+02-9.74E+014.50E+002.15E+031.54E+031.63E+033.13E+031.63E+031.63E+03100〔3/8截面〕6.68E+022.72E+02-1.48E+024.50E+001.19E+035.99E+025.26E+021.35E+035.25E+026.62E+02105〔1/2截面〕-5.52E+012.06E+02-2.14E+024.50E+002.25E+02-3.62E+02-6.16E+02-4.61E+02-6.17E+02-3.26E+02110〔5/8截面〕-7.79E+021.46E+02-2.78E+024.50E+00-7.27E+02-1.32E+03-1.75E+03-2.27E+03-1.76E+03-1.31E+03115〔3/4截面〕-1.50E+039.62E+01-3.51E+024.50E+00-1.66E+03-2.29E+03-2.91E+03-4.08E+03-2.91E+03-2.30E+03120〔7/8截面〕-2.23E+036.37E+01-4.24E+024.50E+00-2.58E+03-3.26E+03-4.07E+03-5.88E+03-4.07E+03-3.28E+03126〔中支座〕2.97E+03-6.18E+014.85E+02-4.50E+003.47E+034.24E+035.23E+037.66E+035.23E+034.25E+034.12活載彎矩計(jì)算表截面內(nèi)力分量荷載組合結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)汽車荷載效應(yīng)汽車荷載效應(yīng)溫度效應(yīng)承載能力極限狀態(tài)組合〔1.2*①+1.4*②+0.8*1.4*④〕承載能力極限狀態(tài)組合〔1.2*①+1.4*③+0.8*1.4*④〕短期效益組合〔①+0.7*③+0.8*1.4*④〕長(zhǎng)期效益組合〔①+0.4*③+0.8*1.4*④〕①②③④M恒M汽大M汽小M溫M大M小M大M小M大M小2左(邊支座)-1.00E+010.00E+00-9.58E+018.91E-11-1.20E+01-1.46E+02-2.60E+02-2.68E+02-2.60E+02-2.64E+026(1/8截面)1.12E+041.94E+03-2.14E+022.83E+021.65E+041.35E+041.51E+042.64E+041.50E+042.14E+0411〔1/4截面〕1.88E+043.33E+03-4.42E+025.86E+022.79E+042.26E+042.53E+044.44E+042.51E+043.60E+0416〔3/8截面〕2.19E+044.02E+03-6.81E+028.89E+023.29E+042.63E+042.94E+045.17E+042.91E+044.19E+0421〔1/2截面〕2.04E+043.99E+03-9.23E+021.19E+033.14E+042.45E+042.74E+044.85E+042.70E+043.91E+0426〔5/8截面〕1.44E+043.43E+03-1.16E+031.49E+032.38E+041.74E+041.93E+043.49E+041.89E+042.78E+0431〔3/4截面〕3.93E+032.35E+03-1.40E+031.80E+031.00E+044.76E+035.19E+031.09E+044.65E+037.94E+0336〔7/8截面〕-1.11E+041.09E+03-1.86E+032.10E+03-9.43E+03-1.36E+04-1.56E+04-2.37E+04-1.62E+04-2.08E+0442(第二支座〕-3.07E+045.07E+02-3.31E+032.40E+03-3.34E+04-3.87E+04-4.50E+04-7.01E+04-4.57E+04-6.01E+0448〔1/8截面〕-1.38E+041.05E+03-2.14E+032.32E+03-1.25E+04-1.69E+04-1.95E+04-2.99E+04-2.02E+04-2.61E+0453〔1/4截面〕-1.46E+032.18E+03-1.68E+032.24E+033.80E+03-1.60E+03-1.91E+03-8.15E+02-2.58E+03-1.96E+0358〔3/8截面〕6.34E+033.05E+03-1.45E+032.15E+031.43E+047.99E+039.01E+031.75E+048.37E+031.32E+0463〔1/2截面〕9.62E+033.38E+03-1.23E+032.07E+031.86E+041.21E+041.38E+042.54E+041.32E+041.98E+0468〔5/8截面〕8.37E+033.08E+03-1.30E+031.99E+031.66E+041.05E+041.18E+042.20E+041.12E+041.70E+0473〔3/4截面〕2.61E+032.28E+03-1.43E+031.91E+038.45E+033.26E+033.56E+038.14E+032.98E+035.60E+0378〔7/8截面〕-7.68E+031.24E+03-1.85E+031.82E+03-5.44E+03-9.76E+03-1.15E+04-1.66E+04-1.20E+04-1.50E+0484(第三支座〕-2.25E+049.22E+02-2.98E+031.74E+03-2.38E+04-2.92E+04-3.45E+04-5.24E+04-3.50E+04-4.52E+0490〔1/8截面〕-7.01E+031.28E+03-1.84E+031.77E+03-4.64E+03-9.00E+03-1.07E+04-1.52E+04-1.12E+04-1.38E+0495〔1/4截面〕3.95E+032.31E+03-1.39E+031.80E+039.98E+034.80E+035.24E+031.10E+044.70E+037.98E+03100〔3/8截面〕1.04E+043.14E+03-1.23E+031.82E+031.89E+041.28E+041.44E+042.63E+041.38E+042.07E+04105〔1/2截面〕1.23E+043.45E+03-1.09E+031.85E+032.17E+041.53E+041.74E+043.13E+041.68E+042.48E+04110〔5/8截面〕9.70E+033.12E+03-1.26E+031.88E+031.81E+041.20E+041.35E+042.49E+041.29E+041.94E+04115〔3/4截面〕2.57E+032.27E+03-1.43E+031.91E+038.40E+033.22E+033.51E+038.06E+032.94E+035.54E+03120〔7/8截面〕-9.08E+031.20E+03-1.90E+031.94E+03-7.05E+03-1.14E+04-1.33E+04-1.96E+04-1.39E+04-1.75E+04126〔中支座〕-2.17E+047.54E+02-2.77E+031.96E+03-2.27E+04-2.77E+04-3.24E+04-4.97E+04-3.30E+04-4.29E+04第五章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置5.1力筋估算計(jì)算原理根據(jù)《預(yù)規(guī)》〔JTGD62-2004〕規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段〔即使用階段〕的應(yīng)力要求和塑性階段〔即承載能力極限狀態(tài)〕的正截面強(qiáng)度要求。1.按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求：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)力到達(dá)混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋到達(dá)抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的平安性是通過截面抗彎平安系數(shù)來保證的。1〕對(duì)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：hh0xNdFcd圖5.1單筋截面正截面承載力計(jì)算圖式，〔5-1〕，〔5-2〕解上兩式得：受壓區(qū)高度〔5-3〕預(yù)應(yīng)力筋數(shù)〔5-4a〕或〔5-4b〕式中：—截面上組合力矩?！炷量箟涸O(shè)計(jì)強(qiáng)度；—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；b—截面寬度2)假設(shè)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(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。2.使用荷載下的應(yīng)力要求ee上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++Np下Np上Mmax合成+--Mmin合成圖5.2應(yīng)力要求示意圖標(biāo)準(zhǔn)〔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〕，或?yàn)樵谌我怆A段，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(duì)于截面上緣〔5-5〕〔5-6〕對(duì)于截面下緣〔5-7〕〔5-8〕其中，—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。Mmax、Mmin項(xiàng)的符號(hào)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(jiǎn)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〔5-5〕變?yōu)椤?-9〕公式〔5-7〕變?yōu)椤?-10〕由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力和截面下緣應(yīng)力分為三種情況討論：截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為：〔5-11〕〔5-12〕將式〔5-9〕、〔5-10〕分別代入式〔5-11〕、〔5-12〕，解聯(lián)立方程后得到〔5-13〕〔5-14〕令代入式〔.1-13〕、〔4.1.1.1-14〕中得到〔5-15〕〔5-16〕式中Ap—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取0.75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。當(dāng)截面只在下緣布置力筋Np下以抵抗正彎矩時(shí)當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：〔5-17〕當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：〔5-18〕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)〔5-19〕當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)〔5-20〕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)?？捎汕懊娴氖健?6〕和式〔5.1.1-8〕推導(dǎo)得：〔5-21〕〔5-22〕有時(shí)需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，如果截面下部多配根束，那么上部束也要相應(yīng)增配根，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)，如果截面上部多配根束，那么下部束也要相應(yīng)增配根。其關(guān)系為：當(dāng)承受時(shí)，當(dāng)承受時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼束的估算對(duì)于連續(xù)梁體系，或但凡預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量時(shí)，必須計(jì)及各項(xiàng)次內(nèi)力的影響。然而，一些次內(nèi)力項(xiàng)的計(jì)算恰與預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量和布置有關(guān)。因此，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力時(shí)，只能以預(yù)估值來考慮，本設(shè)計(jì)用橋梁軟件輸出組合彎矩值來進(jìn)行設(shè)計(jì)。表5.1鋼束表截面承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)實(shí)際采用鋼束數(shù)上緣下緣上緣下緣上緣下緣2左(邊支座)0.050.000.130.06626(1/8截面)0.004.920.065.586811〔1/4截面〕0.008.510.069.4261216〔3/8截面〕0.0010.130.0611.101221〔1/2截面〕0.009.550.0610.581226〔5/8截面〕0.006.880.068.051231〔3/4截面〕0.002.460.063.44836〔7/8截面〕5.120.005.970.069242(第二支座〕14.100.0014.480.0615248〔1/8截面〕6.420.007.270.069253〔1/4截面〕1.360.572.081.759858〔3/8截面〕0.003.660.064.871263〔1/2截面〕0.005.030.066.301268〔5/8截面〕0.004.420.065.651273〔3/4截面〕0.001.950.522.991278〔7/8截面〕3.760.004.420.069284(第三支座〕10.800.0010.710.0615290〔1/8截面〕3.490.004.160.069295〔1/4截面〕0.002.450.063.4498100〔3/8截面〕0.005.200.066.4312105〔1/2截面〕0.006.070.067.3412110〔5/8截面〕0.004.940.066.1712115〔3/4截面〕0.001.940.522.2112120〔7/8截面〕4.340.005.060.0698126(中支座)11.600.0011.010.061525.3橫截面布置預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，絕大多數(shù)預(yù)應(yīng)力鋼束的穿束、張拉錨固均需在箱梁內(nèi)部作業(yè)。因此，配筋控制截面〔鋼束最多截面〕布置鋼束時(shí)，充分考慮這一特點(diǎn)，盡量靠近腹板采用分散布置，分散錨固頂、底板束鋼筋水平間距稍大些，且不設(shè)平彎、斜彎，以方便施工。根據(jù)上述結(jié)果及預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)原那么，最終布設(shè)結(jié)果見圖5.3、圖5.4圖5.442節(jié)點(diǎn)〔支座處〕配筋圖5.521節(jié)點(diǎn)〔第一跨跨中截面處〕配筋5.4立面布置與平面布置預(yù)應(yīng)力鋼束立面及平面布置的重點(diǎn)在于確定各鋼束錨固和彎起的位置以及彎起角度和彎起半徑的大小。在頂、底板鋼束布置中，由于工作空間較大，所有鋼筋均采用兩端張拉錨固，彎起角均為15°，彎起半徑為13.514m。第六章預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算6.1計(jì)算內(nèi)容參考文獻(xiàn)【5】：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)即使中，應(yīng)考慮由以下因素引起的預(yù)應(yīng)力損失：預(yù)應(yīng)力筋與管道壁之間的摩擦錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮混凝土的彈性壓縮預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛混凝土的收縮和徐變6.2預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦損失〔〕后張法構(gòu)件張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下式計(jì)算：式中：——預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下的張拉控制應(yīng)力。μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)。θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線管道局部切線的夾角之和(rad)。k——管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)。x——從張拉端至計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度?？刂茟?yīng)力與有關(guān)參數(shù)確定1、控制應(yīng)力бcon=1860×0.75=1395〔MPa〕2、其他參數(shù)μ=0.15，k=0.0015，〔預(yù)埋塑料波紋管，鋼絞線〕各截面的平均值見下表表6.1各截面的平均值截面X〔m〕截面X〔m〕11(1/4第一跨)12.537.9137(1/4第四跨)162.537.921(1/2第一跨)2555.7147(1/2第四跨)17555.731(3/4第一跨)37.537.9157)3/4第四跨)187.537.953(1/4第二跨)62.5109179(1/4第五跨)212.510963(1/2第二跨)75126189(1/2第五跨)22512673(3/4第二跨)87.5109199(3/4第五跨)237.510995(1/4第三跨)112.5109221(1/4第六跨)262.5109105(1/2第三跨)125126231(1/2第六跨)275126115(3/4第三跨)137.5109241(3/4第六跨)287.51096.3錨具變形、鋼束回縮、接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算計(jì)算公式：〔參考文獻(xiàn)【5】〕∑⊿l：錨具變形\鋼筋回縮和接縫壓縮值，可按(㎜)《橋規(guī)》〔JTGD62-2004〕規(guī)定取值，本設(shè)計(jì)取4㎜〔夾片式錨具〕L：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長(zhǎng)度(張拉端至錨固端之間的距離)〔㎜〕；Ep：預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量，Ep=1.95×105MPa6.3.2.計(jì)算結(jié)果見表表6.2各截面計(jì)算表截面X〔m〕截面X〔m〕2〔邊支座〕0.460.968127150.4011〔1/4第一跨〕12.50137〔1/4第四跨〕162.537.921〔1/2第一跨〕250147〔1/2第四跨〕17555.731〔3/4第一跨〕37.50157〔3/4第四跨〕187.537.94149.666.8167199.604350.4131.09169200.413453〔1/4第二跨〕62.50179〔1/4第五跨〕212.5063〔1/2第二跨〕750189〔1/2第五跨〕225073〔3/4第二跨〕87.50199〔3/4第五跨〕237.508399.6134209249.613485100.4134211250.413495〔1/4第三跨〕112.50221〔1/4第六跨〕262.50105〔1/2第三跨〕1250231〔1/2第六跨〕2750115〔3/4第三跨〕137.50241〔3/4第六跨〕287.50125149.6134251(邊支座)299.61346.4混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失〔)：計(jì)算方法參考文獻(xiàn)【5】后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉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。假設(shè)后張拉在先張拉鋼筋重心處產(chǎn)生混凝土預(yù)加應(yīng)力為，相應(yīng)的混凝土壓應(yīng)變?yōu)?，從而形成預(yù)應(yīng)力損失為：=EpΔσpe/Ec=αEPΔσpe；αEP=1.95×105/〔3.45×104〕=5.652m束〔根〕鋼筋的彈性壓縮損失是各不相同的，最先張拉的一束鋼筋損失最大，σl4〔1〕=〔m-1〕EpΔσpe/Ec=(m-1)αEPΔσpe，最后張拉的一束鋼筋沒有損失。簡(jiǎn)化計(jì)算m束〔根〕鋼筋的彈性壓縮損失平均值：σl4=(m-1)/2αEP·Δσpe有效預(yù)應(yīng)力：σpe=σcon－σl1－σl2Δσpe=〔Ny/As＋Ny·eyj2/Ij＋Mg1/Ij·eyj)/mm——預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)；Ny——為有效預(yù)應(yīng)力；As——混凝土凈面積；eyj——鋼束重心至混凝土凈截面形心之距離；Ij——混凝土凈截面慣矩；Mg1——一期恒載產(chǎn)生的彎矩。計(jì)算結(jié)果邊錨固面、邊支點(diǎn)處未配預(yù)應(yīng)力束，沒有預(yù)應(yīng)力?；炷恋膹椥詨嚎s引起的應(yīng)力損失〔)見表6.3表6.3各截面計(jì)算表截面X〔m〕截面X〔m〕2〔邊支座〕0.415.674127150.41511〔1/4第一跨〕12.5136137〔1/4第四跨〕162.575.321〔1/2第一跨〕25153147〔1/2第四跨〕17569.931〔3/4第一跨〕37.574.3157〔3/4第四跨〕187.562.84149.659.1167199.637.54350.41.16169200.41.653〔1/4第二跨〕62.554179〔1/4第五跨〕212.553.463〔1/2第二跨〕7545.7189〔1/2第五跨〕22536.773〔3/4第二跨〕87.535199〔3/4第五跨〕237.511.58399.621.3209249.637.685100.41.01211250.40.1695〔1/4第三跨〕112.553.8221〔1/4第六跨〕262.556.6105〔1/2第三跨〕12548.1231〔1/2第六跨〕27576.6115〔3/4第三跨〕137.535.7241〔3/4第六跨〕287.587.4125149.626.1251(邊支座)299.62.486.5預(yù)應(yīng)力鋼筋由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力松弛損失()計(jì)算方法參考文獻(xiàn)【5】鋼絞線：=ψξ(0.52σpe/fpk–0.26)ψ:張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，ψ為1.0，超張拉時(shí)，ψ=0.9，本設(shè)計(jì)取0.9ξ：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，本設(shè)計(jì)取0.3；fpk:預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，1860MPa:傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對(duì)后張法構(gòu)件=σcon-σl1-σl2計(jì)算結(jié)果邊錨固面、邊支點(diǎn)處未配預(yù)應(yīng)力束，沒有預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力鋼筋由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力松弛損失()見表6.4。表6.4預(yù)應(yīng)力鋼筋由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力松弛損失()表6.4各截面計(jì)算表截面X〔m〕截面X〔m〕2〔邊支座〕0.421.1127150.421.111〔1/4第一跨〕12.521.1137〔1/4第四跨〕162.521.121〔1/2第一跨〕2521.1147〔1/2第四跨〕17521.131〔3/4第一跨〕37.521.1157〔3/4第四跨〕187.521.14149.621.1167199.621.14350.421.1169200.421.153〔1/4第二跨〕62.521.1179〔1/4第五跨〕212.521.163〔1/2第二跨〕7521.1189〔1/2第五跨〕22521.173〔3/4第二跨〕87.521.1199〔3/4第五跨〕237.521.18399.621.1209249.621.185100.421.1211250.421.1截面112.521.1221〔1/4第六跨〕262.521.12〔邊支座〕12521.1231〔1/2第六跨〕27521.1115〔1/4第一跨〕137.521.1241〔3/4第六跨〕287.521.1125149.621.1251(邊支座)299.621.16.6混凝土徐變收縮損失的計(jì)算計(jì)算方法參考文獻(xiàn)【5】式中：、——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力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；Ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量；—預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量與混凝土的彈性模量之比；ρ、ρ'——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率；——截面回轉(zhuǎn)半徑，；——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；、——構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混泥土法向壓應(yīng)力〔MPa〕，所需的不考慮縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響。Ny——扣除一期預(yù)應(yīng)力損失σιI〔σιI=σι1+σι2+σι4〕后的有效預(yù)應(yīng)力；Aj——混凝土凈面積；Ij——混凝土凈截面慣矩；I0——混凝土換算截面慣矩；——預(yù)應(yīng)力鋼束合力作用點(diǎn)至混凝土凈截面形心之距離；——預(yù)應(yīng)力鋼束合力作用點(diǎn)至混凝土換算截面形心之距離；Mg1——一期恒載產(chǎn)生的彎矩；Mg2——二期恒載產(chǎn)生的彎矩；ξcs(t,t0)—混凝土收縮系數(shù)?！虞d齡期為，計(jì)算考慮的齡期為時(shí)的徐變系數(shù)，混凝土收縮系數(shù)與徐變系數(shù)的計(jì)算參考文獻(xiàn)【5】1．收縮系數(shù)式中：t——計(jì)算考慮時(shí)刻的混凝土齡期；——收縮開始時(shí)刻的混凝土齡期〔d〕，可假定為3～7d；——收縮開始時(shí)刻的混凝土齡期為，計(jì)算考慮時(shí)刻的混凝土齡期為t時(shí)的收縮應(yīng)變；——名義收縮系數(shù)；——收縮隨時(shí)間開展的系數(shù)；——強(qiáng)度等級(jí)C20～C50混凝土在28d齡期時(shí)的平均立方體抗壓強(qiáng)度〔〕，；——齡期為28d，具有95%保證率的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值〔〕；——與年平均相對(duì)濕度有關(guān)的系數(shù)；——環(huán)境平均相對(duì)濕度〔%〕；——依水泥種類而定的系數(shù)，對(duì)一般的硅酸鹽類水泥或快硬水泥，=5.0，——構(gòu)件理論厚度〔mm〕，A為構(gòu)件截面面積，u為構(gòu)件與大氣接觸的周邊長(zhǎng)度；2．徐變系數(shù)式中：——加載齡期為，計(jì)算考慮齡期t時(shí)的混凝土徐變系數(shù)；——名義徐變系數(shù)，〔查表得〕；——加載后徐變隨時(shí)間開展的系數(shù)。，混凝土徐變收縮損失混凝土徐變收縮損失的計(jì)算結(jié)果見表6.5。表6.5混凝土徐變收縮損失截面X〔m〕截面X〔m〕2〔邊支座〕0.48.006127150.427.811〔1/4第一跨〕12.514.5137〔1/4第四跨〕162.526.221〔1/2第一跨〕2514.1147〔1/2第四跨〕1751.1231〔3/4第一跨〕37.524.9157〔3/4第四跨〕187.521.84149.629.1167199.624.84350.419.8169200.413.453〔1/4第二跨〕62.525.4179〔1/4第五跨〕212.523.663〔1/2第二跨〕752.44189〔1/2第五跨〕2252.2173〔3/4第二跨〕87.522.7199〔3/4第五跨〕237.5318399.613.4209249.619.685100.413.4211250.419.6截面112.523.2221〔1/4第六跨〕262.523.82〔邊支座〕1250.96231〔1/2第六跨〕27513.4115〔1/4第一跨〕137.523.1241〔3/4第六跨〕287.514.1125149.615.1251(邊支座)299.64.54預(yù)應(yīng)力損失組合及有效預(yù)應(yīng)力根據(jù)上述各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算結(jié)果,可按施工與使用階段對(duì)預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行組合，進(jìn)而可得相應(yīng)階段有效預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損失值組合，對(duì)于后張法：預(yù)加力階段〔I〕，即,使用階段〔II〕，,鋼筋有效預(yù)應(yīng)力σy，預(yù)加力階段：,使用階段：，預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力匯總見表6.6、6.7。6.6正筋各截面預(yù)應(yīng)力損失截面X〔m〕sigma-s1sigma-s2sigma-s4sigma-s5sigma-s6有效預(yù)應(yīng)力2〔邊支座〕0.42.92260.96815.67421.18.0061.29E+0311〔1/4第一跨〕12.537.9013621.114.51.19E+0321〔1/2第一跨〕2555.7015321.114.11.15E+0331〔3/4第一跨〕37.537.9074.321.124.91.24E+034149.6066.859.121.129.11.34E+334350.42.91131.091.1621.119.81.22E+0353〔1/4第二跨〕62.510905421.125.41.19E+0363〔1/2第二跨〕75126045.721.12.441.20E+0373〔3/4第二跨〕87.510903521.122.71.21E+038399.6013421.321.113.41.20E+0385100.401341.0121.113.41.23E+03截面112.5109053.821.123.21.19E+032〔邊支座〕125126048.121.10.961.20E+03115〔1/4第一跨〕137.5109035.721.123.11.21E+03125149.6013426.121.115.11.20E+03127150.4066.81521.127.81.29E+03137〔1/4第四跨〕162.537.9075.321.126.21.23E+03147〔1/2第四跨〕17555.7069.921.11.121.25E+03157〔3/4第四跨〕187.537.9062.821.121.81.25E+03167199.6066.837.521.124.81.32E+03169200.401341.621.113.41.22E+03179〔1/4第五跨〕212.5109053.421.123.61.19E+03189〔1/2第五跨〕225126036.721.12.211.21E+03199〔3/4第五跨〕237.5109011.521.1311.23E+03209249.6013437.621.119.61.18E+03211250.401340.1621.119.61.22E+03221〔1/4第六跨〕262.5109056.621.123.81.18E+03231〔1/2第六跨〕275126076.621.113.41.16E+03241〔3/4第六跨〕287.5109087.421.114.11.16E+03251(邊支座)299.601342.4821.14.541.23E+036.7負(fù)筋各截面預(yù)應(yīng)力損失截面X〔m〕sigma-s1sigma-s2sigma-s4sigma-s5sigma-s6有效預(yù)應(yīng)力3238.75050.7228.321.131.881.26E+0342〔第二支座〕5034.115.3351.1221.114.11.26E+035362.525.71251.921.132.61.25E+037387.5063.712.421.1251.27E+0384〔第三支座〕10037.2053.221.12.271.28E+0394111.25063.717.921.12.271.27E+03115137.5063.737.521.132.81.24E+03126〔第四支座〕15037.2067.121.12.991.27E+03136161.25063.742.521.129.81.24E+03157187.5063.78.6321.125.61.28E+03168〔第五支座〕20037.2047.421.12.381.29E+03178211.25063.717.921.122.51.27E+0319