橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)---54+90+54應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　題 目 龍開口永久交通橋設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè) 土木工程（橋梁） </p><p>　　班 級(jí) 2008級(jí) 茅橋班 </p>&

2、lt;p>　　學(xué) 生 衡 煉 </p><p>　　指導(dǎo)教師 劉 東 </p><p><b>　　重慶交通大學(xué)</b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　前言</b>

3、</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中必不可少的環(huán)節(jié)，是在學(xué)完教學(xué)大綱所規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和必修的專業(yè)課以后進(jìn)行的，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。本設(shè)計(jì)是在劉東老師和同組其他各位同學(xué)的耐心指導(dǎo)和幫助下完成的。</p><p>　　龍開口永久交通橋畢業(yè)設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了橋梁方案的設(shè)計(jì)與比較，橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算，施工組織設(shè)計(jì)以及手工制圖和CAD制圖。橋梁的方案設(shè)計(jì)與比較是按安全

4、、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的基本原則進(jìn)行的，從擬定的六個(gè)方案中，選出三個(gè)進(jìn)行了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算中，運(yùn)用了Midas軟件進(jìn)行電算和手算相結(jié)合的方法，配置預(yù)應(yīng)力鋼束、驗(yàn)算。該橋位最終選定為預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，該橋特點(diǎn)是梁體連續(xù)，既保持了連續(xù)梁主梁連續(xù)無縫，行車平順又可最大限度地應(yīng)用平衡懸臂施工法的優(yōu)點(diǎn)；邊跨合龍后，拆除臨時(shí)錨固，轉(zhuǎn)換為支座即體系的轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行中跨合龍。連續(xù)梁結(jié)構(gòu)整體性好，采用單柱式橋墩。并且結(jié)構(gòu)性能好，變形小，伸縮縫

5、少，行車平順舒適、造型簡(jiǎn)潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小，抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而成為最富有競(jìng)爭(zhēng)力的主要橋型之一。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和不斷完善，特別是伴隨各種先進(jìn)的施工方法的出現(xiàn)，更使預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋活躍在橋梁工程的各個(gè)領(lǐng)域，以它獨(dú)有的魅力而取代其他的橋型成為優(yōu)勝方案。</p><p>　　如今伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)要結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況考慮運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我初步了解了一座橋從最初的地質(zhì)資料，到設(shè)

6、計(jì)完成中間的工程，尤其是對(duì)連續(xù)梁橋的內(nèi)力計(jì)算和施工有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。同時(shí)也培養(yǎng)了本人查閱參考資料的能力以及進(jìn)一步熟悉、應(yīng)用和理解《橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，進(jìn)一步鞏固已學(xué)基礎(chǔ)課程知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。</p><p>　　全文由本人編寫，劉東老師指導(dǎo)審閱。</p><p>　　由于本人水平有限、時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中難免有疏忽和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正，使本人得到更進(jìn)一步的提高，謝謝大家的支持！<

7、;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)基本資料1</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)資料1</b></p>

8、<p><b>　　1.1.1地形1</b></p><p>　　1.1.2地質(zhì)描述2</p><p>　　1.1.3水文情況2</p><p>　　1.1.4路線資料2</p><p>　　1.1.5橋面布置2</p><p>　　1.1.6設(shè)計(jì)荷載2</p>

9、<p>　　1.1.7當(dāng)?shù)貧庀笄闆r2</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)2</b></p><p>　　第二章 方案比選4</p><p>　　2.1初擬橋梁方案4</p><p>　　2.2比選橋梁方案5</p><p>　　2.3 技術(shù)比較8</p>

10、<p>　　2.4各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較9</p><p>　　2.5推薦橋型方案10</p><p>　　第三章 結(jié)構(gòu)構(gòu)造及內(nèi)力計(jì)算11</p><p>　　3.1 橋梁要素簡(jiǎn)述11</p><p>　　3.2.推薦橋型方案結(jié)構(gòu)尺寸細(xì)化及使用材料11</p><p>　　3.2.1設(shè)計(jì)基本情況

11、11</p><p>　　3.2.2上部構(gòu)造主箱細(xì)部尺寸擬定12</p><p>　　3.2.3下部構(gòu)造13</p><p>　　3.3單元的劃分及結(jié)構(gòu)模型的建立14</p><p>　　3.4 內(nèi)力計(jì)算15</p><p>　　第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和配筋17</p><p>　　

12、4.1 配筋估算17</p><p>　　4.1.1 主梁控制截面17</p><p>　　4.1.2 最不利荷載組合18</p><p>　　4.1.3 筋束計(jì)算19</p><p>　　4.1.4 控制截面估束22</p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力束布置24</p><p>　

13、　4.2.1 布置原則24</p><p>　　4.2.2 鋼束布置25</p><p>　　4.2.3 控制截面截面特性計(jì)算26</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算29</p><p>　　5.1鋼束與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失（）29</p><p>　　5.2 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起

14、的應(yīng)力損失(）33</p><p>　　5.3 后張法由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失(）37</p><p>　　5.3.1邊跨跨中截面37</p><p>　　5.3.2支點(diǎn)截面37</p><p>　　5.3.3中跨1/4L截面38</p><p>　　5.3.4中跨跨中截面38</p>

15、<p>　　5.4 鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失38</p><p>　　5.5 混凝土收縮、徐變引起的應(yīng)力損失39</p><p>　　5.5.1邊跨跨中截面40</p><p>　　5.5.2支點(diǎn)截面41</p><p>　　5.5.3 中跨1/4截面41</p><p>　　5.5.4 中跨跨中

16、截面41</p><p>　　5.6 各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失值匯總組合42</p><p>　　第六章 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算43</p><p>　　6.1承載能力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度驗(yàn)算43</p><p>　　6.2 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算43</p><p>　　6.2.1邊跨跨中控制截面44</p>

17、<p>　　6.2.2支點(diǎn)控制截面44</p><p>　　6.2.3中跨1/4L控制截面45</p><p>　　6.2.4中跨跨中控制截面45</p><p>　　6.3 持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算46</p><p>　　6.3.1對(duì)于邊跨跨中控制截面46</p><p>　　6.3.2對(duì)于支點(diǎn)控制

18、截面47</p><p>　　6.3.3 對(duì)于中跨1/4L控制截面48</p><p>　　6.3.4 對(duì)于中跨跨中控制截面49</p><p>　　6.4短暫狀況應(yīng)力驗(yàn)算50</p><p>　　6.4.1對(duì)于邊跨跨中控制截面50</p><p>　　6.4.2對(duì)于支點(diǎn)控制截面50</p>

19、<p>　　6.4.3 對(duì)于中跨1/4L控制截面51</p><p>　　6.4.4 對(duì)于中跨跨中控制截面51</p><p>　　6.5撓度驗(yàn)算52</p><p>　　第七章 行車道板計(jì)算54</p><p>　　7.1 懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算54</p><p>　　7.1.1 恒載效應(yīng)54&l

20、t;/p><p>　　7.1.2 活載效應(yīng)55</p><p>　　7.2 單向板荷載效應(yīng)計(jì)算55</p><p>　　7.2.1 恒載效應(yīng)56</p><p>　　7.2.2 活載效應(yīng)56</p><p>　　7.3 荷載組合59</p><p>　　7.3.1 懸臂板的荷載組合59&

21、lt;/p><p>　　7.3.2 單向板的荷載組合59</p><p>　　7.4 配筋計(jì)算59</p><p>　　7.4.1 懸臂板的配筋59</p><p>　　7.4.2 單向板的配筋60</p><p>　　第八章 施工組織設(shè)計(jì)62</p><p>　　8.1工程概況介紹62

22、</p><p>　　8.2各結(jié)構(gòu)施工方法的選定62</p><p>　　8.3施工組織設(shè)計(jì)63</p><p>　　8.3.1施工過程描述如下圖63</p><p>　　8.3.2.梁段細(xì)部施工63</p><p>　　8.3.3.基礎(chǔ)及橋墩的施工64</p><p>　　8.3.4

23、.主梁施工65</p><p>　　8.4預(yù)應(yīng)力張拉工藝67</p><p>　　8.5 伸縮縫、支座及橋面系施工68</p><p>　　8.6 施工注意事項(xiàng)69</p><p>　　8.7施工工序圖見附圖70</p><p><b>　　結(jié)論71</b></p>&l

24、t;p><b>　　致謝72</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)73</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是一座全長(zhǎng)216米的3跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，跨徑布置為：54m+90m+54m。在設(shè)計(jì)中充分地考慮了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的基本理

25、念和方法、施工的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)力和變形控制技術(shù)等。并且嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)的程序，內(nèi)容包括對(duì)連續(xù)梁橋的概述、方案的初選、方案的比選、最后的評(píng)定以及對(duì)主梁內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算、施工圖設(shè)計(jì)、施工方法的選擇等，在設(shè)計(jì)中，本橋擬用大跨徑的連續(xù)梁的主要施工方法——懸臂現(xiàn)澆施工法進(jìn)行施工。采用現(xiàn)澆這種方式，結(jié)構(gòu)的整體性更好，全截面共同承受恒載和活載。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者查閱了較多關(guān)于連續(xù)梁橋的資料，參閱了一些關(guān)于在建或已建的同類橋梁的設(shè)計(jì)和施工資料。同時(shí)

26、嚴(yán)格遵從交通部頒布實(shí)施的關(guān)于此類橋梁設(shè)計(jì)、施工規(guī)范，最終達(dá)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，方案設(shè)計(jì)，施工組織設(shè)計(jì)，平衡懸臂施工</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The design is a three-span pre-stressed continuo

27、us girder bridge.It is 216 meters long.The span is 54 meters+90 meters +54 meters。 In this design ,it contains the conception of the pre-stressed continuous girder bridge the main technology about construction prestresse

28、d control and deformation control.It also contains the comparison of projects, the inherent strIIess,the calculation of structure; the design of construction drawings、the selection of construction method and so on. In th

29、is design ,t</p><p>　　KEY WORDS:continuous pre-stressed girder bridge,project design，construction organization design，balanced cantilever construction</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)基本資料</p><p><

30、;b>　　1.1設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　1.1.1地形</b></p><p><b>　　龍開口永久交通橋</b></p><p><b>　　1.1.2地質(zhì)描述</b></p><p>　　覆蓋層為塊石土，厚1.5m～3m，下伏基巖為

31、砂巖。</p><p><b>　　1.1.3水文情況</b></p><p>　　低水位333，設(shè)計(jì)洪水位338，設(shè)計(jì)洪水頻率1/100。</p><p><b>　　1.1.4路線資料</b></p><p><b>　　直線橋</b></p><p&g

32、t;<b>　　1.1.5橋面布置</b></p><p>　　凈9m（行車道）+2x2.0m（人行道）+2x0.25m（欄桿）=13.5m</p><p><b>　　1.1.6設(shè)計(jì)荷載</b></p><p>　　公路-II級(jí) 人群荷載根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）第4.3.5條取用 。&l

33、t;/p><p>　　1.1.7當(dāng)?shù)貧庀笄闆r</p><p>　　多年平均氣溫為16℃，極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-2℃。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p><p>　?。?）《公路圬工橋涵

34、設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D61-2005）</p><p>　?。?）《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》（JTG D62-2004）</p><p>　?。?）《公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）</p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——梁橋(上、下冊(cè))》</p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——拱橋

35、(上、下冊(cè))》</p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——基本資料》</p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)——墩臺(tái)與基礎(chǔ)》</p><p>　?。?）《橋梁工程(上冊(cè))——范立礎(chǔ)編》</p><p>　?。?0）《橋梁工程(下冊(cè))——顧安邦編》</p><p>　?。?1）《橋梁施工與組織管理(上、下冊(cè))

36、 ——黃繩武編》</p><p>　?。?2）《橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》</p><p><b>　　第二章 方案比選</b></p><p><b>　　2.1初擬橋梁方案</b></p><p>　　根據(jù)橋址地形、地質(zhì)、水文條件和設(shè)計(jì)要求以及施工上的可行性，初步擬出不同體系、不同材料且各具特色并可能

37、實(shí)現(xiàn)的六個(gè)方案圖式，分別為：</p><p>　?。ㄒ唬┻B續(xù)梁橋：跨徑布置（54m+90m+54m）</p><p>　?。ǘ┥铣惺焦皹颍嚎鐝讲贾?(320m+100m+320m)</p><p>　　（三）簡(jiǎn)支梁橋：跨徑布置（540m）</p><p>　?。ㄋ模┻B續(xù)剛構(gòu)橋：跨徑布置（54m+95+54m）</p><

38、p>　?。ㄎ澹┆?dú)塔斜拉橋：跨徑布置（120m+80m）</p><p>　?。┬蓖葎倶?gòu)：跨徑布置（50m+105m+50m）</p><p>　　根據(jù)初步擬定的六個(gè)方案進(jìn)行粗選，方案四的連續(xù)鋼構(gòu)橋和方案一的連續(xù)梁橋方案有一定的類似處，但橋址處地形較為平坦，高差約20m，設(shè)置的墩柔性較差，所以舍棄連續(xù)鋼構(gòu)橋方案；對(duì)于獨(dú)塔斜拉橋橋梁造價(jià)高，尤其是拉索費(fèi)用昂貴；施工比較復(fù)雜，不但要修建

39、比較高的索塔，施工中還要多次調(diào)整索力，工序復(fù)雜；主塔錨固區(qū)應(yīng)力集中，混凝土易開裂；主梁錨固區(qū)應(yīng)力集中，也容易出現(xiàn)開裂；斜拉橋成橋后維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高，尤其涉及換索時(shí)，費(fèi)用昂貴。斜腿剛構(gòu)橋鋼材用量大，施工較為復(fù)雜，造價(jià)較高，且施工控制難度大。所以綜合橋址地層良好等因素，從總體布局、通航要求、環(huán)境協(xié)調(diào)、技術(shù)先進(jìn)性、施工可能、景觀要求、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面考慮后，舍去連續(xù)鋼構(gòu)橋、獨(dú)塔斜拉橋和斜腿鋼構(gòu)橋三個(gè)方案，選出簡(jiǎn)支梁橋、上承式拱橋、變截面連續(xù)梁橋

40、三個(gè)方進(jìn)行方案精選比較。</p><p>　　2.2比選橋梁方案 </p><p>　　第一方案——連續(xù)梁橋（54m+90m+54m）</p><p>　　1、方案優(yōu)點(diǎn):a、連續(xù)梁充分應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使施工設(shè)備機(jī)械化，生產(chǎn)工廠化，提高了施工質(zhì)量，降低了施工費(fèi)用。b、連續(xù)梁結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，動(dòng)力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。c、橋梁外型較美觀與設(shè)

41、計(jì)資料的地形結(jié)合較完美，無需水下施工，主梁縱向?yàn)樽兘孛嫘问剑沽后w外形和諧，節(jié)省材料并加大了橋下凈空，目前連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)成熟。</p><p>　　2、總體布局和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為：54m+90m+54m，橋梁全長(zhǎng)</p><p>　　216m,三跨變截面單箱單室連續(xù)梁體系,采用三向預(yù)應(yīng)力體系,橋面寬度13.5m,橋面橫橋向設(shè)1.5%的雙向橫坡。</p>&l

42、t;p>　　3、主梁截面：箱梁支點(diǎn)梁高5m，跨中及端部梁高均為2m，從支點(diǎn)到跨中（兩端）箱梁底緣按二次拋物線變化，箱梁頂板寬13.5m，底板寬7m，翼緣板懸臂長(zhǎng)為3.25m，底板厚度從0.8m變化到0.25m，全橋的頂板厚度不發(fā)生變化為0.25m，跨中腹板厚為0.25m，支點(diǎn)腹板厚度為0.8m。 0#塊距墩中心2.25m范圍內(nèi)箱梁頂板、底板厚度分別為0.25m、0.8m，腹板厚度為0.8m，采用C50混凝土澆筑。</p>

43、;<p>　　4、下部構(gòu)造：由于整個(gè)地形較為平坦，設(shè)墩處墩高約為20m,且橋墩處無水，故擬采用厚為2.5m.寬8.2m的鋼筋混凝土實(shí)體板式橋墩，基礎(chǔ)采用高1.5m,襟邊0.8m的兩層擴(kuò)大基礎(chǔ)。總體布置圖見圖2-1。</p><p>　　5、施工方案：該三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用掛藍(lán)懸臂施工，0號(hào)塊采用搭支架現(xiàn)澆，然后采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工，跨中合龍。合龍順序?yàn)椋合冗吙绾淆垼缓筮M(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，最后中跨

44、合龍。墩身采用滑模施工法，基礎(chǔ)和橋臺(tái)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工方法。</p><p>　　6、綜合評(píng)價(jià)：連續(xù)梁橋線型優(yōu)美與地形完美結(jié)合，協(xié)調(diào)；橋面連續(xù)，無需設(shè)伸縮縫，行車平穩(wěn)、舒適；連續(xù)梁橋采用傳統(tǒng)的掛籃懸臂施工，目前施工工藝成熟，施工簡(jiǎn)便，建橋費(fèi)用比較省，日后維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也比較少；可以通過設(shè)置預(yù)拱度、中跨合龍前進(jìn)行預(yù)推解決主跨跨中下?lián)蠁栴}；結(jié)構(gòu)剛度大，動(dòng)力性能好，變形小，主梁變形撓曲線平緩；當(dāng)然連續(xù)梁也有不足，比如

45、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(duì)橋梁基礎(chǔ)要求較高。此外，箱梁截面局部溫差，混凝土收縮、徐變及預(yù)應(yīng)力均會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力，增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。</p><p>　　第二方案——上承式拱橋(320m+100m+320m)</p><p>　　1、方案優(yōu)點(diǎn):a、拱是主要承受軸向壓力作用，這樣可充分發(fā)揮混凝土的抗壓性能，無需昂貴的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，構(gòu)造簡(jiǎn)單，與其他

46、方案相比節(jié)省鋼材水泥。b、拱橋曲線優(yōu)美，造型美觀，抗風(fēng)穩(wěn)定性強(qiáng)、造價(jià)低、維護(hù)費(fèi)用少。c、采用纜索吊裝施工，質(zhì)量易于保證，施工周期較短。</p><p>　　2、總體布局和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為：3×20m+100m+3×20m，主跨為凈跨徑100m的箱板拱橋，凈矢高為20m，矢跨比為，拱軸系數(shù)為1.79。拱上為矩形立柱，橋面為11跨9.7m的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板梁。兩邊引橋分別為3跨20

47、m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支空心板梁；下部結(jié)構(gòu)采用圓形橋墩，基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)。全橋?qū)挒?3.5m，橋面橫坡為雙向1.5%。</p><p>　　3、主拱截面：采用鋼筋混凝土箱板拱，拱全寬11.96m，拱厚2m，箱形截面底板厚0.15m,頂板厚0.15m,箱壁厚0.1m。采用C40混凝土。主拱圈初擬采用纜索吊裝施工，因?yàn)闃蛭粌蓚?cè)地勢(shì)平坦，有利于預(yù)制拱肋。拱箱吊裝就位以后，采用濕接縫連接，為增大拱箱的整體性，除了在吊裝點(diǎn)和立柱下設(shè)置橫

48、隔板外，在每隔3m的拱肋弧長(zhǎng)處設(shè)置一橫隔板。</p><p>　　4、橋面系：拱上橋面系采用預(yù)制等跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板梁，跨徑為9.7m，板厚為0.5m，每塊板寬1.2m（預(yù)留企口現(xiàn)澆連接），全橋?qū)挾确较蚬灿?1塊。橋面板吊裝就位以后，采用濕接縫連接；引橋橋面系采用預(yù)制等跨預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支空心板梁，跨徑為20m，板厚為1m，每塊板寬1.5m（預(yù)留企口現(xiàn)澆連接），全橋?qū)挾确较蚬灿?塊。在整個(gè)橋面板上現(xiàn)澆10公分左右的混

49、凝土墊層， 5公分左右的瀝青混凝土鋪裝層。</p><p>　　5、拱上建筑：采用三柱式矩形立柱，平面尺寸為0.8m×1.2m。在與拱圈相接的地方設(shè)置一個(gè)柱腳，平均高約1m，對(duì)高度超過10.00m的立柱，設(shè)有橫系梁。</p><p>　　6、引橋下部結(jié)構(gòu)：引橋下部結(jié)構(gòu)采用直徑為1.5m的三柱式圓形橋墩，基礎(chǔ)采用襟邊0.5m，高1m的雙層擴(kuò)大基礎(chǔ)總體布置見圖2-2.</p&g

50、t;<p>　　7、施工方案：雖然此橋所在地形較好，但跨徑較大，為了節(jié)省模板支架，提高工效，以及保證施工質(zhì)量，主拱采用纜索吊裝施工，拱圈合龍后再完成拱上建筑的施工。拱上立柱及橋面板采用預(yù)制吊裝的施工方法；引橋橋墩采用模板現(xiàn)澆，基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工方法。</p><p>　　8、綜合評(píng)價(jià)：上承式拱橋方案總體來說造型比較美觀，環(huán)境結(jié)合較為協(xié)調(diào)，造價(jià)較省，預(yù)制構(gòu)件節(jié)省了施工時(shí)間。然而，拱橋是一種推力

51、結(jié)構(gòu)，支承拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，對(duì)地基要求很高；橋面系為簡(jiǎn)支體系，連續(xù)性較差，行車舒適度較差，在纜索吊裝過程中施工控制難度較大，建造時(shí)需要的勞動(dòng)力較多，不利于節(jié)約成本。</p><p>　　第三方案——先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋（540m）</p><p>　　1、方案優(yōu)點(diǎn)：a、受力簡(jiǎn)單，在一期恒載作用下梁中只有正彎矩，適用T形截面梁這種構(gòu)造簡(jiǎn)單的截面形式。b、靜定結(jié)

52、構(gòu)受力明確，體系溫度變化、混凝土收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力等均不會(huì)在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力，且對(duì)地基要求不高。c、設(shè)計(jì)計(jì)算方便，標(biāo)準(zhǔn)跨徑可工廠預(yù)制，工藝成熟，質(zhì)量能夠保證。d、采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，行車舒適。</p><p>　　2、總體布局和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為：540m的預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T形截面梁橋，橋梁全長(zhǎng)215.5m，橋面寬度13.5m，橋面設(shè)雙向橫坡，坡度為1.5%。下部結(jié)構(gòu)采用圓柱形橋墩，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。&l

53、t;/p><p>　　3、主梁截面：主梁采用預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁，梁高2.5米,每片主梁總寬2.25m，橋面總寬13.5m，共六片T梁，中梁兩翼緣板留0.125m的現(xiàn)澆濕接縫，跨中腹板寬0.18m，支點(diǎn)腹板寬0.5m，跨中到支點(diǎn)在處漸變。9m行車道，兩邊各設(shè)2m的人行道和0.25m的欄桿。</p><p>　　4、下部構(gòu)造：整個(gè)下部結(jié)構(gòu)橋墩均采用直徑2.2m的雙柱式圓形實(shí)心橋墩，基礎(chǔ)采用高1m,襟邊

54、0.5m的兩層擴(kuò)大基礎(chǔ)。每個(gè)橋墩中部設(shè)一道橫隔梁，橫隔梁高1.5m，寬1.2m。總體布置圖見圖2-3。</p><p>　　5、施工方案：本橋采用預(yù)制安裝的施工方法，在工廠將梁體預(yù)制完成后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位，再現(xiàn)澆濕接縫。蓋梁采用現(xiàn)澆施工，基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工方法。</p><p>　　6、總體評(píng)價(jià)：根據(jù)地形情況，簡(jiǎn)支梁橋方案也是可行的，簡(jiǎn)支梁橋受力明確，簡(jiǎn)單，計(jì)算清楚。另外施工工

55、藝成熟，工廠化施工縮短了施工工期。但簡(jiǎn)支梁橋由于設(shè)置的伸縮縫較多，對(duì)于行車的舒適性有較大的影響，另外梁體的吊裝對(duì)設(shè)備要求較高，對(duì)于本橋40m的簡(jiǎn)支梁，梁體的笨重也使得安裝重力較大，相對(duì)的給裝配式施工帶來了困難，實(shí)際上顯得并不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)本橋3#橋墩處在深水處，在設(shè)計(jì)上有一定缺陷，施工上也帶來了一定的難度。</p><p><b>　　2.3 技術(shù)比較</b></p><p&

56、gt;　　1、根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思宗旨，橋型方案應(yīng)滿足受力合理、技術(shù)可靠、施工方便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保美觀的原則。以上三個(gè)方案基本符合要求。 </p><p>　　2、從結(jié)構(gòu)外形及受力的角度看：第一方案變截面連續(xù)梁橋，變截面箱形梁適應(yīng)梁的縱向變形，線型優(yōu)美，與環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時(shí)橋面連續(xù)提高了行車的舒適度；第二方案上承式拱橋，這種橋型充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能，曲線優(yōu)美，受力較為明確；第三方案預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋，結(jié)構(gòu)受力明確，外形

57、簡(jiǎn)潔美觀，施工方便，快捷?！?</p><p>　　3 、從施工及維護(hù)方面評(píng)比：三個(gè)方案在國(guó)內(nèi)多有較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。第三方案，預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋，橋型略顯笨重，安裝重力較大，對(duì)吊裝設(shè)備要求較高，給施工帶來一定困難，綜合來看并不經(jīng)濟(jì)方案，第二方案，上承式拱橋，在設(shè)計(jì)上有一點(diǎn)缺陷，橋長(zhǎng)較其他兩個(gè)方案長(zhǎng)一些，材料用量較大，施工中占用場(chǎng)地較大施工監(jiān)控難度大；相比之下，第一方案，連續(xù)梁橋，結(jié)構(gòu)合理，受力明確，節(jié)省施工用

58、料，施工速度快，不但施工安全，質(zhì)量可靠，造價(jià)相對(duì)較低。</p><p>　　2.4各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較 </p><p>　　表2.1 方案比選表</p><p>　　2.5推薦橋型方案</p><p>　　經(jīng)過對(duì)以上三個(gè)比選方案的技術(shù),經(jīng)濟(jì)比較，推薦第一方案連續(xù)梁橋作為推

59、薦橋型方案。其優(yōu)點(diǎn)如下:</p><p>　?。?）、連續(xù)梁橋線型流暢，造型簡(jiǎn)潔美觀，行車舒適性較好，養(yǎng)護(hù)工程量小。</p><p>　?。?）、連續(xù)梁橋受力明確，支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中有卸載作用，故比其他橋型承載能力大。</p><p>　?。?）、連續(xù)梁橋，主梁采用箱形截面，其是一種閉口薄壁截面，其抗扭剛度大，并且有較高的截面效率指標(biāo)，同時(shí)它的頂板和底板面積均比較大，

60、能有效承擔(dān)正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；另外箱形截面的整體穩(wěn)定性好，材料用量也較省，符合安全、經(jīng)濟(jì)的原則。</p><p>　?。?）、連續(xù)梁橋施工方便，采用平衡懸臂施工法，充分利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使施工設(shè)備機(jī)械化，生產(chǎn)工廠化，從而提高施工質(zhì)量，降低費(fèi)用。</p><p>　?。?）、近幾年建造連續(xù)梁較多，施工技術(shù)可靠。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)的安排和教學(xué)的需要

61、，以及設(shè)計(jì)者的意愿，最終確定的方案為連續(xù)梁橋。</p><p>　　第三章 結(jié)構(gòu)構(gòu)造及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.1 橋梁要素簡(jiǎn)述</p><p>　　設(shè)計(jì)范圍K24+940-K25+150</p><p>　　橋跨布置：主跨徑定為90m，邊跨跨徑根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)，主跨與邊跨的比值為1:0.55-1:0.65，本設(shè)計(jì)才用1:0

62、.6即54m+90m+54m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。橋梁全長(zhǎng)216m。</p><p>　　箱梁：根據(jù)設(shè)計(jì)資料及結(jié)構(gòu)要求，主橋采用單箱單室箱梁，箱頂寬13.5m，箱底寬7m，梁高5~2m。梁體在端部、墩頂處設(shè)有橫隔板，橫隔板中部設(shè)有孔洞，以利檢查人員通過。支點(diǎn)處高跨比，在范圍內(nèi)，滿足要求。</p><p>　　主墩：鋼筋混凝土實(shí)心單柱式橋墩，1號(hào)墩高22.8m，2號(hào)墩高24.5m，采用擴(kuò)大基

63、礎(chǔ)，墩厚2.5m，寬8.2m。</p><p>　　橋面鋪裝：由于本設(shè)計(jì)中橋面橫坡設(shè)置在橋面鋪裝上，橫坡1.50%所以在本設(shè)計(jì)中鋪裝層從橋面邊緣到橋面中心防水混凝土厚度為10cm，上加5cm厚的瀝青混凝土磨耗層，橋面混凝土與瀝青混凝土之間防水層，防水層采用橋面專用防水涂料。</p><p>　　3.2.推薦橋型方案結(jié)構(gòu)尺寸細(xì)化及使用材料</p><p>　　3.2.

64、1設(shè)計(jì)基本情況</p><p>　　a、.橋梁寬度：0.25m（防護(hù)欄）2m（人行道）+9m（行車道）+2m(人行道)0.25m（防護(hù)欄）=13.5m</p><p>　　b、.荷載等級(jí)：公路II級(jí)；人群荷載按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范內(nèi)插取值為2.7kN/㎡.</p><p><b>　　c、.材料性能參數(shù)</b></p><

65、p><b>　?。?）混凝土</b></p><p>　　主橋箱梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =32.4,=2.65；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=22.4,=1.83 ；彈性模量 =3.45×.</p><p>　　橋墩強(qiáng)度等級(jí)為C30，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=20.1,</p><p>　　=2.01；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

66、=13.8, =1.39；彈性模量=3.00×. </p><p><b>　?。?）普通鋼筋</b></p><p>　　1）縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=340</p><p>　

67、　彈性模量 =2.0×105</p><p>　　2）箍筋及構(gòu)造鋼筋采用R235鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=235</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=195</p><p>　　彈性模量 =2.1×105</p><p><b>　?。?）

68、 預(yù)應(yīng)力鋼筋</b></p><p>　　具體指標(biāo)詳見第4章.</p><p>　　3.2.2上部構(gòu)造主箱細(xì)部尺寸擬定</p><p>　　a. 立面布置: 本橋主橋邊跨為54m，主跨為90m，邊中跨比為0.6。</p><p><b>　　b. 上部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　

69、根據(jù)已成橋資料及《梁橋》、《橋梁工程》（上冊(cè)）手冊(cè)有關(guān)連續(xù)梁截面形式及尺寸的相關(guān)內(nèi)容，擬訂主梁尺寸如下：</p><p>　　采用單箱單室箱梁截面，箱頂板寬13.5m，底板寬7m。</p><p>　　變截面梁墩頂處梁高與最大跨徑的關(guān)系：梁高為，依據(jù)此關(guān)系支點(diǎn)梁高取5.0m.</p><p>　　變截面梁跨中處梁高與最大跨徑的關(guān)系：梁高為, 依據(jù)此關(guān)系跨中梁高取2.

70、0m.</p><p>　　梁底高度曲線采用2次拋物線變化以跨中梁底為原點(diǎn)，頂板厚不變,取25cm，跨中處底板厚25cm，支點(diǎn)底板厚80cm，以便布置預(yù)應(yīng)力束，箱梁底板按2次拋物線變化以跨中梁底為原點(diǎn)。其支點(diǎn)、跨中截面如下圖3-1,3-2所示：</p><p>　　圖3-1 支點(diǎn)梁截面圖</p><p>　　圖3-2 中跨跨中梁截面圖</p><

71、p><b>　　3.2.3下部構(gòu)造</b></p><p>　　兩個(gè)主墩均采用單柱式實(shí)體橋墩，縱橋向?qū)挾葹?.5m，橫橋向?qū)挾?.2m，墩高分別為22.8m，24.5m。根據(jù)給出的地質(zhì)條件，認(rèn)為地質(zhì)條件良好，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，采用人工明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工。</p><p><b>　　其它情況說明：</b></p><p&g

72、t;　　橋面鋪裝中心厚度為10.15cm，靠人行道處10cm,橋面設(shè)置1.5%橫坡，橋面鋪裝時(shí)形成橫坡，橋面鋪裝使用C40號(hào)防水混凝土。</p><p>　　3.3單元的劃分及結(jié)構(gòu)模型的建立</p><p>　　根據(jù)施工的要求，掛籃的承重量一般在200噸以內(nèi)，這就要求單元長(zhǎng)度在3m-5m之間。中跨合攏段一般都在1.5m-3m之間。本橋單元?jiǎng)澐珠L(zhǎng)度為3.25m 、5m。</p>

73、<p>　　本橋模型采用midas軟件建立。本次使用的midas軟件是在網(wǎng)絡(luò)上購(gòu)買的，附帶加密狗，網(wǎng)址：http://www.midasuser.com。全橋共分為58個(gè)單元，主梁58個(gè)，因?yàn)槭沁B續(xù)梁，故模型中沒有建橋墩。邊跨兩端各為8m的現(xiàn)澆段，分為3個(gè)單元2m，3m，3m。邊跨、中跨合龍段均為2 m，并單獨(dú)劃分成2個(gè)單元。施工按照劃分的單元逐段懸臂施工。坐標(biāo)原點(diǎn)建在全橋左端橋面上，沿跨徑為x軸（向右為正）。支點(diǎn)處4.5m

74、長(zhǎng)為等高度的梁高，支點(diǎn)到跨中截面變化為二次曲線。以下為全橋計(jì)算單元?jiǎng)澐质疽鈭D： </p><p>　　連續(xù)梁橋施工節(jié)段布置圖（半跨）</p><p>　　Midas輸出0號(hào)塊施工圖（渲染效果圖）：</p><p>　　圖3-4 0號(hào)塊施工圖</p><p>　　Midas輸出0號(hào)塊施工彎矩內(nèi)力圖：</p><p>　

75、　圖3-5 0號(hào)塊施工時(shí)彎矩圖</p><p>　　Midas輸出最大懸臂段施工圖（渲染效果圖）：</p><p>　　圖3-6 最大懸臂段施工圖</p><p>　　Midas輸出最大懸臂段施工彎矩內(nèi)力圖：</p><p>　　圖3-7 最大懸臂段施工時(shí)彎矩圖</p><p>　　Midas輸出成橋階段極限承載

76、能力彎矩組合包絡(luò)圖：</p><p>　　圖3-8 成橋階段承載能力極限組合彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　Midas輸出成橋階段正常使用狀態(tài)短期組合彎矩包絡(luò)圖：</p><p>　　圖3-9 成橋階段正常使用狀態(tài)短期組合彎矩包絡(luò)圖</p><p><b>　　3.4 內(nèi)力計(jì)算</b></p><

77、p>　　采用midas軟件建模，考慮施工階段的影響，荷載為車道荷載，將全部活載及恒載以及收縮徐變溫度荷載按最不利荷載組合得到承載能力極限狀態(tài)基本組合和正常使用階段短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合的包絡(luò)圖，現(xiàn)選取主要內(nèi)力控制截面：邊跨垮中，支點(diǎn)，中跨1/4處，中跨跨中內(nèi)力計(jì)算結(jié)果列于表3.1，如下：</p><p>　　表3.1 承載能力極限狀態(tài)和使用階段主梁內(nèi)力組合計(jì)算結(jié)果</p>

78、;<p>　　第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和配筋</p><p>　　梁段力筋布置采用三向預(yù)應(yīng)力，包括縱向預(yù)應(yīng)力，橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力，主要進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)，對(duì)于橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力在力筋布置時(shí)做簡(jiǎn)要說明。</p><p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D060-2004）和《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》（JTG D062-2004）的要求，參照《

79、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（人民交通出版社）和《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—梁橋分冊(cè)》（人民交通出版社）采用手算。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足使用荷載下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)下的正截面強(qiáng)度要求。因此預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量可以從這兩方面綜合確定。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力梁達(dá)到受彎極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)的混凝土應(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)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，</p><p>　　本橋取邊跨跨中截面、支點(diǎn)截面、1/4

80、跨中截面，跨中截面進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束估算。</p><p><b>　　4.1 配筋估算</b></p><p>　　4.1.1 主梁控制截面</p><p>　　截面幾何特性（邊跨跨中，橋墩支點(diǎn)，中跨1/4L處、中跨跨中截面）計(jì)算，</p><p>　　調(diào)用midas截面計(jì)算。假設(shè)邊跨跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼束的重心距上緣30cm，

81、支點(diǎn)截面預(yù)應(yīng)力鋼束的重心距上緣50cm，中跨1/4L截面預(yù)應(yīng)力鋼束的重心距上緣40cm,中跨跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼束的重心距下緣10cm。計(jì)算結(jié)果見表4.1。</p><p>　　表4.1 截面幾何特性計(jì)算表</p><p>　　其中：——截面形心距截面上緣的距離；</p><p>　　——截面形心距截面下緣的距離；</p>

82、;<p>　　——截面上緣抗彎模量,按下式計(jì)算＝I/；</p><p>　　——截面下緣抗彎模量，按下式計(jì)算＝I/；</p><p>　　, ——截面上下緣核心矩，按下式計(jì)算，, ＝/A, /A;</p><p>　　，——截面上緣，下緣預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距截面形心的距離；</p><p>　　4.1.2 最不利荷載組合</p

83、><p>　　表 4.2 荷載最不利組合計(jì)算表</p><p>　　4.1.3 筋束計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土梁在預(yù)加應(yīng)力和使用荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)滿足的條件是：截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力，且上、下緣的混凝土均不被壓碎。</p><p><b>　　上緣應(yīng)力：</b>

84、</p><p><b>　　式（4.1）</b></p><p><b>　　式（4.2）</b></p><p><b>　　式（4.3）</b></p><p><b>　　式（4.4）</b></p><p>　　式中：－由

85、預(yù)加力在截面上緣和下緣所產(chǎn)生的應(yīng)力；</p><p>　　－分別為截面上、下緣的抗彎模量（可按毛截面考慮）；</p><p>　?。奢d最不利組合時(shí)的計(jì)算截面內(nèi)力，當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值；</p><p>　?。炷翉潐簯?yīng)力限值。</p><p>　　一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上、下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，

86、為簡(jiǎn)便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限值條件。在《公路橋規(guī)》中，當(dāng)預(yù)拉區(qū)配置受力的非預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，容許截面出現(xiàn)少許拉應(yīng)力，但在估算數(shù)量時(shí)，依然假設(shè)等于零。</p><p>　　根據(jù)截面受力情況，其配筋由三種形式：截面上、下緣均布置力筋以抵抗正、負(fù)彎矩；僅在截面下緣布置力筋以抵抗正彎矩或僅在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩。下面就分這三種情況討論：</p><p>　?。ㄒ唬?截面上下緣均配置

87、有力筋和以抵抗截面正負(fù)彎矩，由力筋和在截面上下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別是：</p><p><b>　　式（4.5）</b></p><p><b>　　式（4.6）</b></p><p>　　將式（4.1）～式（4.4）分別代入式（4.5）、式（4.6），解聯(lián)立方程式后得到：</p><p><b

88、>　　式（4.7）</b></p><p><b>　　式（4.8）</b></p><p>　　式中：－分別是上緣的預(yù)應(yīng)力力筋重心和下緣的預(yù)應(yīng)力力筋重心離截面重心的距離；</p><p>　?。謩e是截面的上核心矩和下核心矩；</p><p>　?。炷两孛娣e，本計(jì)算書中取凈截面面積計(jì)算。</

89、p><p><b>　　令， </b></p><p>　　代入式（4.7）、式（4.8）中得到： </p><p><b>　　式（4.9）</b></p><p><b>　　式（4.10）</b></p><p>　　式中：－上緣和下緣預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)

90、目；</p><p>　　－每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；</p><p>　　－預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力。</p><p>　?。ǘ?當(dāng)截面只在下緣布置力筋以抵抗正彎矩時(shí)：</p><p>　　當(dāng)上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：</p><p><b>　　由得到</b></p><p>&l

91、t;b>　　式（4.11）</b></p><p>　　當(dāng)下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：</p><p><b>　　由得到：</b></p><p><b>　　式（4.12）</b></p><p>　?。ㄈ?截面中只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩時(shí)：</p><p

92、>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)</p><p><b>　　由得到：</b></p><p><b>　　式（4.13）</b></p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：</p><p><b>　　由得到：</b></p><p>&l

93、t;b>　　式（4.14）</b></p><p>　　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。截面安全性時(shí)通過計(jì)算截面抗彎安全系數(shù)來保證的。在初步估算預(yù)應(yīng)力力筋數(shù)量時(shí)，T型或箱形截面，當(dāng)中性軸位于受壓翼緣內(nèi)可按矩形截面計(jì)算，但是當(dāng)忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)（受拉區(qū)、受壓區(qū)均有預(yù)應(yīng)力筋）會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算使允許的。<

94、;/p><p>　　按破壞階段估算預(yù)應(yīng)力筋的基本公式是：</p><p><b>　　如圖4-1知：</b></p><p><b>　　式（4.15）</b></p><p><b>　　式（4.16）</b></p><p>　　圖4-1 截面內(nèi)力圖&

95、lt;/p><p>　　由式（4.16）解得： </p><p><b>　　式（4.17）</b></p><p>　　將式（4.17）代入式（4.15），整理后得：</p><p>　　或 式（4.18）</p><p>　　式中：－預(yù)應(yīng)力筋數(shù)目；</p><p>

96、　?。炷量箟涸O(shè)計(jì)強(qiáng)度；</p><p>　　－預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；</p><p>　?。炷涟踩禂?shù)，通常取1.25；</p><p><b>　　－截面有效高度。</b></p><p>　　若截面承受雙向彎矩時(shí)，可視為單筋截面，分別計(jì)算上、下緣所需得力筋數(shù)量。</p><p>　　T

97、型或箱形截面，當(dāng)中性軸位于腹板內(nèi)，則應(yīng)考慮截面腹板部分受壓混凝土得工作，相應(yīng)計(jì)算方法與公式可以參照《公路橋規(guī)》。</p><p>　　4.1.4 控制截面估束</p><p>　　擬采用φj15.2鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，張拉控制應(yīng)力取 </p><p>　　，預(yù)應(yīng)力損失張拉控制應(yīng)力的20%估算。混凝土采用抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)

98、值，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取。</p><p>　　a、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)</p><p>　　邊跨跨中截面：由荷載組合包絡(luò)圖知僅上緣布置鋼筋。</p><p>　　,H=2.32m,,m, , 取m, m, k=2</p><p>　　故可按第一類形截面設(shè)計(jì)</p><p>　　支點(diǎn)截面：由荷載組合包絡(luò)圖知僅上緣布置鋼筋。

99、</p><p>　　,H=5m,,m, , 取m, m, k=2</p><p>　　故可按第一類形截面設(shè)計(jì)</p><p>　　中跨1/4L截面：由荷載組合包絡(luò)圖知僅上緣布置鋼筋。</p><p>　　,H=2.6m,,m, , 取m, m, k=2</p><p>　　故可按第一類形截面設(shè)計(jì)</p>

100、<p>　　中跨跨中截面：由荷載組合包絡(luò)圖知僅下緣布筋。</p><p>　　,H=2m,,m, , 取m, m, k=2</p><p>　　故可按第一類形截面設(shè)計(jì)</p><p>　　b、按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求和截面壓應(yīng)力要求估算。</p><p>　　根據(jù)前面預(yù)應(yīng)力估束所滿足的條件代入公式進(jìn)行估束，荷載組合分

101、別為使用階段的短期效應(yīng)組合和彈性效應(yīng)組合，詳細(xì)計(jì)算在excel表格中完成，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果整理后匯總列于下表。</p><p>　　表4.3 預(yù)應(yīng)力估束匯總表 </p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力束布置</p><p>　　4.2.1 布置原則</p><p>　　1、縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為

102、設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行了對(duì)稱布束，錨頭布置盡量靠近壓應(yīng)力區(qū)，且預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置，其重心線不得超出束界范圍。</p><p>　　2、鋼束在橫斷面中布置時(shí)直束靠近頂板布置，彎束位于或靠近腹板，便</p><p>　　于下彎錨固；預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起的角度應(yīng)與所承受的剪力變化規(guī)律相配合。</p><p>　　3、本橋采用預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋<

103、;/p><p>　　涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）第9.4.9.1條規(guī)定，其水平凈距不應(yīng)小于4cm，且不宜小于管道直徑的0.6倍，管道與構(gòu)件頂面或側(cè)面邊緣的凈距不應(yīng)小于3.5cm；至構(gòu)件底面的凈距不小于5cm；管道的內(nèi)徑比預(yù)應(yīng)力筋的外徑至少大于1cm；后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑鋼絞線不應(yīng)小于6m。</p><p>　　本橋取定管道外徑為10cm,管道凈間距為8cm。上緣

104、最邊緣預(yù)應(yīng)力鋼束到梁頂</p><p>　　的凈距為10cm，下緣最邊緣預(yù)應(yīng)力鋼束到梁頂?shù)膬艟酁?cm。</p><p>　　4.2.2 鋼束布置</p><p><b>　　橫斷面布置</b></p><p><b>　　a、邊跨跨中截面</b></p><p>　　邊跨跨

105、中截面鋼束估算為432根，擬分為24束，每束18根，平均分布在上翼緣板上，鋼絲束、鋼絞線其曲率半徑不小于4m；縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為了設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行對(duì)稱布置，預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖4-2。</p><p>　　圖4-2 邊跨跨中截面預(yù)應(yīng)力布置圖</p><p><b>　　b、支點(diǎn)截面</b></p><p>　　支點(diǎn)截面鋼束

106、估算為972根，擬分為54束，每束18根，平均分布在上翼緣板上，鋼絲束、鋼絞線其曲率半徑不小于4m；縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為了設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行對(duì)稱布置，預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖4-3。</p><p>　　圖4-3 支點(diǎn)截面預(yù)應(yīng)力布置圖</p><p><b>　　c、中跨1/4截面</b></p><p>　　中跨1/4截面預(yù)應(yīng)力

107、根數(shù)與邊跨相同，全部布置在上翼緣板上，布置與邊跨跨中截面相同，故此處不在列出。詳見圖4-2</p><p><b>　　d.中跨跨中截面</b></p><p>　　中跨跨中截面鋼束估算為160根，擬分為16束，每束10根，平均分布在底板上，鋼絲束、鋼絞線其曲率半徑不小于4m；縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為了設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行對(duì)稱布置,預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖4-

108、4。</p><p>　　圖4-4 中跨跨中截面預(yù)應(yīng)力布置圖</p><p>　　4.2.3 控制截面截面特性計(jì)算</p><p>　　根據(jù)布置的預(yù)應(yīng)力鋼束，重新進(jìn)行截面特性計(jì)算?，F(xiàn)將控制截面：邊跨跨中截面，支點(diǎn)截面，1/4中跨截面，中跨跨中截面的截面特性計(jì)算結(jié)果分別列于表4.4,表4.5,表4.6和表4.7。計(jì)算過程在excel中完成。</p>&

109、lt;p>　　表4.4 邊跨跨中截面特性計(jì)算表</p><p>　　表4.5 支點(diǎn)截面特性計(jì)算表</p><p>　　表4.6 中跨1/4L截面特性計(jì)算表</p><p>　　表4.7 中跨跨中截

110、面特性計(jì)算表</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力束的張拉控制應(yīng)力，參照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D060-2004）和《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》（JTG D062-2004）的要求，參照《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（人民交通出版社，葉見曙主編）和《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—梁橋分冊(cè)》（人民交通出版社）規(guī)定：</p><p>

111、　　構(gòu)件在預(yù)加應(yīng)力時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨下控制應(yīng)力應(yīng)符合，故。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉采用后張法，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，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》（JTG D062-2004）第6.2.1條，應(yīng)計(jì)算以下各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失：</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失；錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失；混凝土彈性壓縮引

112、起的應(yīng)力損失；鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失；混凝土收縮、徐變引起的應(yīng)力損失。現(xiàn)分別計(jì)算選取的控制截面的預(yù)應(yīng)力損失。</p><p>　　5.1鋼束與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失（）</p><p>　　根據(jù)《橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》預(yù)規(guī)第6.2.2條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力筋與管壁間的摩擦損失按下列公式計(jì)算：</p><p><b>　　式（5.1）</b></p&g

113、t;<p>　　式中：－張拉鋼筋時(shí)錨下的控制應(yīng)力，</p><p><b>　　張拉控制應(yīng)力；</b></p><p>　　－預(yù)應(yīng)力筋與管道壁的摩擦系數(shù)，預(yù)埋金屬波紋管取0.25；</p><p>　?。瓘膹埨酥劣?jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計(jì)；</p><p>　?。艿烂棵拙植科顚?duì)摩擦

114、的影響系數(shù)，預(yù)埋金屬管取0.0015；</p><p>　　－從張拉端至計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度，以米計(jì)，可近似取該管道在構(gòu)件縱軸上投影長(zhǎng)度。</p><p>　　表5.1 邊跨跨中截面管道摩擦預(yù)應(yīng)力 </p><p>　　表5.2 支點(diǎn)截面管道摩擦預(yù)應(yīng)力損失 </p><p

115、>　　表5.3 中跨1/4截面管道摩擦預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　5.4 中跨跨中截面管道摩擦預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　5.2 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失(）</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用YM15-10和YM15-18兩種錨具，按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混

116、凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D062-2004）第6.2.3條錨具變形、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算</p><p><b>　　式（5.2）</b></p><p>　　式中：—錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值，mm，按《公預(yù)規(guī)》表6.2.3采用，本橋采用的是夾片錨具，取6mm；</p><p>　　—張拉端至錨固端之間的距離（mm）；&

117、lt;/p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量，。</p><p>　　后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力曲線鋼筋有錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響，可參照《公預(yù)規(guī)》附錄D計(jì)算如下：</p><p>　　反摩擦影響長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式（5.3）</b></p>

118、<p><b>　　式（5.4）</b></p><p>　　式中：—單位長(zhǎng)度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失；</p><p>　　—張拉端錨下控制應(yīng)力，按《公預(yù)規(guī)》第6.1.3條的規(guī)定采用；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端預(yù)應(yīng)力；</p><p>　　—張拉端到錨固端的距離。</

119、p><p>　　當(dāng)時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋離張拉端處考慮反摩擦厚的預(yù)應(yīng)力損失（），可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式（5.5）</b></p><p><b>　　式（5.6）</b></p><p>　　式中，當(dāng)時(shí)在影響范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力鋼筋考慮反摩擦后在張拉端錨下的預(yù)應(yīng)力損失值；如，表示處預(yù)應(yīng)力鋼筋不

120、受反摩擦的影響。</p><p>　　表5.5 邊跨跨中截面錨具變形預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　表5.6 支點(diǎn)截面錨具變形預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　表5.7 中跨1/4L截面錨具變形預(yù)應(yīng)力損失</p><p>　　表5.8