龍橋設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目名稱： 吉林市福龍橋設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 交通建筑工程 </p><p>　　專業(yè)年級(jí)： 土木工程 </p><p>　　學(xué)生姓名： 王信陽

2、 </p><p>　　班級(jí)學(xué)號(hào)： 二班01號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師： 王凱英 </p><p>　　二○一二年 月 二十 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的

3、題目是吉林市福龍中橋施工圖設(shè)計(jì)，專題題目是主跨40m的連續(xù)箱梁橋設(shè)計(jì)。依據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D60—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 D62—2004》和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ041-2000)，通過綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先，根據(jù)地形圖提出三種橋型比較方案。然后從外觀、施工難易程度和造價(jià)等多方面考慮，最

4、終選出最優(yōu)方案。</p><p>　　其次，就是進(jìn)行比選的最優(yōu)方案,即跨徑為40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，梁截面采用變化的單箱雙室截面，截面高度在全橋范圍內(nèi)均為兩米，為等截面連續(xù)梁橋。主梁采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法。</p><p>　　最后，利用橋梁博士建模,輸入材料特性、截面形狀等結(jié)構(gòu)信息，然后用橋梁博士報(bào)告模板輸出每個(gè)截面的所需的鋼筋面積，以此來布置預(yù)應(yīng)力鋼束?？梢?/p>

5、根據(jù)橋梁博士輸出的施工內(nèi)力、活載內(nèi)力、長(zhǎng)（短）期效應(yīng)組合驗(yàn)算、鋼束驗(yàn)算等報(bào)告整理計(jì)算書，并繪制方案圖及相關(guān)施工圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 連續(xù)梁橋； 等截面； 先簡(jiǎn)支后連續(xù)； 橋梁博士</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The application of fibre reinforced pol

6、ymer (FRP) or steel reinforced polymer (SRP) materials to the tension side of a reinforced/prestressed concrete member has been accepted as a strengthening technique to increase the load carrying capacity and in some cas

7、es can enhance member serviceability. Proper installation and regular inspection of a composite (FRP or SRP) strengthening system is important since quality of the bond is essential to internally transfer forces. This pa

8、per describes an expe</p><p>　　2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.</p><p>　　Keywords: Prestressed; Strengthening; Installation procedures; Fibre reinforced polymers; Steel reinforced polymer

9、s; Bridge girder; Inspection procedures;Value engineering</p><p>　　不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p><b>

10、　　1 設(shè)計(jì)說明2</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范和技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范2</p><p>　　1.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容3</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)要求3</p>&l

11、t;p>　　1.4 設(shè)計(jì)日程表3</p><p>　　1.5 比選方案4</p><p>　　1.6 主要材料6</p><p>　　1.6.1 混凝土6</p><p>　　1.6.2 鋼材6</p><p>　　1.6.3 縱向預(yù)應(yīng)力管道7</p><p>　　

12、1.6.4 錨具7</p><p>　　1.7 施工工藝7</p><p>　　2 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定8</p><p>　　2.1 橋梁結(jié)構(gòu)圖示及尺寸8</p><p>　　2.1.1 橋孔分跨8</p><p>　　2.1.2 截面形式8</p><p>　　

13、2.1.3 主梁高度9</p><p>　　2.1.4 細(xì)部尺寸9</p><p>　　2．2 主梁分段與施工階段的劃分10</p><p>　　2．2.1 分段原則10</p><p>　　2.2.2 具體分段10</p><p>　　2.2.3 主梁施工方法11</p><

14、p>　　3 荷載內(nèi)力計(jì)算12</p><p>　　3.1 恒載內(nèi)力計(jì)算12</p><p>　　3.2 活載內(nèi)力計(jì)算14</p><p>　　3.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮14</p><p>　　3.2.2 活載因子的計(jì)算14</p><p>　　3.2.3 計(jì)算結(jié)果15</p&g

15、t;<p>　　4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置20</p><p>　　4.1 受力鋼筋估算20</p><p>　　4.1.1 計(jì)算原理20</p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算20</p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置22</p><p>　　5 預(yù)應(yīng)力損失及有效

16、應(yīng)力的計(jì)算23</p><p>　　5.1 預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算23</p><p>　　5.1.1 摩阻損失23</p><p>　　5.1.2 錨具變形損失24</p><p>　　5.1.3 混凝土的彈性壓縮24</p><p>　　5.1.4 鋼束松弛損失24</p><p

17、>　　5.1.5 收縮徐變損失24</p><p>　　5.2 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算25</p><p>　　6 次內(nèi)力的計(jì)算27</p><p>　　6.1 徐變次內(nèi)力計(jì)算27</p><p>　　6.2 預(yù)加力引起的次內(nèi)力28</p><p>　　6.3 溫度次內(nèi)力的計(jì)算30</p>

18、;<p>　　7 內(nèi)力驗(yàn)算33</p><p>　　7.1 正截面抗彎承載能力驗(yàn)算34</p><p>　　7.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算36</p><p>　　7.3 持久狀況下預(yù)應(yīng)力構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合應(yīng)力驗(yàn)算39</p><p>　　7.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算41</p>

19、<p>　　7.5 承載能力極限狀態(tài)基本組合正截面強(qiáng)度驗(yàn)算42</p><p>　　7.6 撓度計(jì)算與驗(yàn)算預(yù)拱度的設(shè)計(jì)54</p><p>　　7.6.1 撓度計(jì)算54</p><p>　　8 下部結(jié)構(gòu)計(jì)算56</p><p>　　8.1 橋墩的設(shè)計(jì)56</p><p>　　8.1.1 豎直

20、荷載計(jì)算56</p><p>　　8.1.2 橋墩配筋計(jì)算56</p><p>　　8.2基礎(chǔ)計(jì)算57</p><p>　　8.2.1 荷載計(jì)算57</p><p>　　8.2.2 單樁承載力驗(yàn)算59</p><p>　　8.2.3 樁基配筋計(jì)算60</p><p>　　8.3

21、墩底縱向水平位移驗(yàn)算61</p><p>　　8.3.1 樁在地面處的水平位移和轉(zhuǎn)角61</p><p>　　8.3.2 墩底縱向水平位移計(jì)算62</p><p>　　9 主要工程數(shù)量計(jì)算63</p><p>　　9.1 混凝土總用量計(jì)算63</p><p>　　9.1.1 梁體混凝土（C50）用量

22、計(jì)算63</p><p>　　9.1.2 橋面鋪裝、樁基混凝土（C25）用量計(jì)算63</p><p>　　9.1.3 橋墩、承臺(tái)混凝土（C30）用量63</p><p>　　9.2 鋼絞線及錨具總用量計(jì)算64</p><p><b>　　結(jié)束語65</b></p><p><

23、b>　　參考文獻(xiàn)66</b></p><p><b>　　致 謝67</b></p><p><b>　　附 錄68</b></p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　選題背景</b></p>

24、<p><b>　　課題來源</b></p><p><b>　　教師假擬</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的及意義</b></p><p>　　我國(guó)大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，是加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的重要保證。四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于加強(qiáng)全國(guó)各族人民的團(tuán)結(jié)，發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)文化

25、交流，消滅城鄉(xiāng)差別，鞏固國(guó)防等方面，都具有非常重要的作用。在眾多橋型中，以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的發(fā)展和應(yīng)用最引人矚目。這是由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋以其結(jié)構(gòu)剛度大、行車平順性好、伸縮縫少和養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)主和設(shè)計(jì)、施工單位的歡迎。目前在40m～150m 跨度范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋已成為最主要的橋梁形式之一。</p><p>　　解決的主要問題及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求</p><

26、p><b>　　解決的主要問題 </b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)布置及尺寸擬定 </p><p>　?。?）毛截面幾何特性的計(jì)算</p><p>　?。?）毛截面幾何特性的計(jì)算</p><p><b>　?。?）主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p&

27、gt;　?。?）預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置</p><p>　?、兕A(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量的估算 ②預(yù)應(yīng)力鋼束布置計(jì)算</p><p>　　（5）計(jì)算主梁截面幾何特性</p><p>　?、?截面面積及慣性矩計(jì)算 ②截面靜距計(jì)算 ③截面幾何特性匯總</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算</p><p>　?。?）承載能力

28、極限狀態(tài)計(jì)算</p><p>　?、倏缰薪孛嬲孛娉休d力計(jì)算 ②驗(yàn)算最小配筋率（跨中截面）</p><p>　　③ 斜截面抗剪承載力計(jì)算</p><p>　?。?）持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　①正截面抗裂性驗(yàn)算 ②斜截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　?。?）持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算</

29、p><p>　　①正截面混凝土法向壓應(yīng)力驗(yàn)算 ②預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　?、坌苯孛婊炷林鲏簯?yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　（10）短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　?、兕A(yù)加應(yīng)力階段的應(yīng)力驗(yàn)算 ②吊裝應(yīng)力驗(yàn)算</p><p><b>　?。?1）鉸縫計(jì)算</b></p>

30、;<p><b>　　技術(shù)要求</b></p><p>　　（1） 位于吉林市，其橋址地形地質(zhì)斷面圖見附圖。</p><p>　?。?） 道路等級(jí)：一級(jí)公路。 </p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-Ⅰ級(jí)。</p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)車速：100km/h。</p><p

31、>　?。?） 橋?qū)挘?.5m+15m+0.5m。</p><p>　?。?） 橋面橫坡：2%</p><p>　　（7） 地震基本烈度：Ⅶ度；</p><p>　?。?） 巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)建議值如下表。</p><p>　?。?） 氣象資料：橋址區(qū)位于亞熱帶大陸季風(fēng)性溫濕氣候地區(qū)，具有四季分明，無霜期長(zhǎng)，日照充足，水源充足，濕光同季，雨

32、熱同季的氣候特征。最高月平均氣溫, 最低月平均氣溫。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題</p><p><b>　　國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況</b></p><p>　　(1)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋發(fā)展</p><p>　　自60年代中期在德國(guó)萊茵河上采用懸臂澆筑法建成Bendorf橋以來，懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工法得

33、到不斷改進(jìn)、完善和推廣應(yīng)用，從而使得預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為許多國(guó)家廣泛采用的橋型之一。我國(guó)自50年代中期開始修建預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，至今已有40多年的歷史，比歐洲起步晚，但近對(duì)年來發(fā)展迅速，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、試驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，這種橋型的設(shè)計(jì)施工均較成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，

34、成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的適用范圍一般在150m以內(nèi)，上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。目前我國(guó)已建成的有代表性的大跨徑公路和城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[3][4][5]。</p><p><b>　　（2）箱梁施工特點(diǎn)</b></p><p>　　箱梁施工方便、受力明確。上部結(jié)構(gòu)抗扭性好, 建筑高度低, 大懸臂輕盈、美觀,

35、 尤其在平曲線上優(yōu)勢(shì)更為明顯。下部結(jié)構(gòu)不用設(shè)置蓋梁, 橋墩的設(shè)計(jì)可以相對(duì)靈活, 可以采用多種造型, 并與上部結(jié)構(gòu)的造型呼應(yīng), 形成整體的美感。箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室）分離式箱，早期為矩形箱，逐漸發(fā)展成斜腰板的梯形箱。箱梁橋可以是變高度，也可以是等高度。從美觀上看，有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋，用變高度箱梁是較美觀的；多跨橋（三跨以上）用等高箱梁具有較好的外觀效果。</p><p><b>

36、　　（3）施工方法</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的高速發(fā)展是取決于材料與預(yù)應(yīng)力技術(shù)的先進(jìn)水平，設(shè)計(jì)理論的日益完善和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，橋梁方案的競(jìng)爭(zhēng)能力更加取決于現(xiàn)代化施工技術(shù)水平的提高，橋梁造價(jià)的降低。20世紀(jì)50年代以后相繼出現(xiàn)了懸臂法頂推法。至70年代，這些方法在具體橋梁工程的應(yīng)用上各自又有了不斷的革新。方法如:A懸臂澆注法，B應(yīng)用系梁的懸臂拼裝法，C漸近架設(shè)法，D逐孔架設(shè)法，E逐

37、孔拼裝法，F(xiàn)下系梁逐孔澆注法，G上系梁逐孔澆注法(F、G又稱移動(dòng)模架法)，H頂推法。適應(yīng)性最大，應(yīng)用最廣泛的是懸臂施工法(包括懸臂澆注法與懸臂拼裝法) 。現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工。采用滿堂支架現(xiàn)澆混凝土施工方案。施工工藝流程為：搭設(shè)支架（支架預(yù)壓）→模板安裝→鋼筋加工、安裝及預(yù)應(yīng)力管道預(yù)埋→混凝土澆筑→砼養(yǎng)護(hù)及拆?！A(yù)應(yīng)力鋼筋制作（砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的90%）→穿預(yù)應(yīng)力筋→預(yù)應(yīng)力張拉→壓漿、封錨→卸落支架。預(yù)制預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工。采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連

38、續(xù)施工法。支座安裝→預(yù)制梁運(yùn)輸→梁的架設(shè)、安裝等。</p><p>　?。?）新型材料的應(yīng)用</p><p>　　建橋離不開材料，材料是影響橋梁發(fā)展的第一要素。利用鋼筋和混凝土這兩種不同性質(zhì)的材料組成復(fù)合材料——鋼筋混凝土，以利用鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能。隨著鋼筋和混凝土強(qiáng)度的提高，橋梁的跨越能力隨之提高。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼材、高標(biāo)號(hào)混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力錨固體系的研制開發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)了

39、大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展。在八十年代后期，國(guó)內(nèi)開始生產(chǎn)1860MPa的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，加上與其配套的大噸位預(yù)應(yīng)力錨具和張拉設(shè)備的研制成功，C50與C60混凝土的應(yīng)用，使得預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力得到很大提高。在這以前，我國(guó)人量采用1600MPa的高強(qiáng)度碳素鋼絲和與其配套的鋼質(zhì)錐形錨(即F式錨具)。這種錨具的張拉噸位小，使用時(shí)的控制張拉力僅565kN，每張拉10kN預(yù)應(yīng)力需要的布束面積約為0.255cm2/kN;若采

40、用型錨具，張拉10kN預(yù)應(yīng)力所需的布束面積約0.096 cm2/kN;采用道橋222型的錨具時(shí)，張拉10kN預(yù)應(yīng)力所需的布束面積約為0.067cm2/kN。三者的比例為1:0.38:0.26，由此可以看到，采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨具體系后，使得預(yù)應(yīng)力箱梁布束范圍內(nèi)的頂板、腹板和底板尺寸，</p><p>　?。?）計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　自七十年代后期以來，我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)分析專用軟件和

41、CAD技術(shù)得到大力開發(fā)和應(yīng)用。其中包括采用有限元法編制的橋梁通用綜合程序以及許多橋梁專用程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖一體化，大大提高了計(jì)算精度和速度，特別適用于大量重復(fù)計(jì)算、局部應(yīng)力分析、設(shè)計(jì)方優(yōu)化。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件如國(guó)產(chǎn)的如橋梁博士、國(guó)外ANSYS,Algor,LUSAS,Midas等開發(fā)和推廣應(yīng)用，適應(yīng)了橋梁建設(shè)高速發(fā)展的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)己被廣泛應(yīng)用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制。使得成橋后的線型平順，

42、符合橋梁的縱向設(shè)計(jì)標(biāo)高，橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)能與設(shè)計(jì)計(jì)算一致。</p><p>　?。?）橋梁技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　未來橋梁將體現(xiàn)以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)形式趨于多姿多態(tài)；深水施工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展；新型材料擎起大跨、輕質(zhì)橋梁；建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高；用途更加多樣性；更注重環(huán)保與美學(xué)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想</b></p>

43、<p>　　設(shè)計(jì)時(shí)將橋梁空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，</p><p><b>　　橫向分布系數(shù)</b></p><p>　　2. 設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 。</p><p>　　當(dāng)以整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，按此狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法稱極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。</

44、p><p><b>　　承載能力極限狀態(tài)</b></p><p><b>　　正常使用極限狀態(tài)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)論述 </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)特點(diǎn)</b></p><p>　　根據(jù)橋涵規(guī)范及相

45、關(guān)通用構(gòu)造圖對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)基本資料 </b></p><p><b>　　橋梁線形布置</b></p><p><b>　　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)</p><p>　　橋面凈寬：

46、0.5m+15m+0.5m</p><p>　　結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.1，環(huán)境條件II類，計(jì)算收縮徐變時(shí)，考慮存梁期為90天</p><p><b>　　地震烈度：Ⅵ度</b></p><p><b>　　主要材料</b></p><p><b>　　(1)混凝土</b><

47、/p><p>　?。?）主梁：C50號(hào)混凝土，</p><p>　?。?）橋面鋪裝、樁基、承臺(tái)、橋臺(tái)、搭板：C25</p><p><b>　?。?）橋墩：C30</b></p><p><b>　　( 2)鋼材</b></p><p>　　主筋：HRB335級(jí)鋼筋、R235鋼筋

48、</p><p>　?。?）構(gòu)造鋼筋：HRB335級(jí)鋼筋、R235鋼筋</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力筋：采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱面積。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束錨下控制應(yīng)力≤0.75×1860=1395Mpa，一端錨具變形及鋼束回縮量0.006m；標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度,計(jì)算彈性模量：1.95×105Mpa；鋼束松弛率。</p>

49、<p>　　(3) 縱向預(yù)應(yīng)力管道</p><p>　　預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。</p><p><b>　　(4) 錨具</b></p><p>　　錨具采用YM15-7錨，內(nèi)徑70mm。</p><p>　　.2.2.4 施工工藝</p><p>　　主梁施工方法為先簡(jiǎn)支

50、后連續(xù)、支架現(xiàn)澆混凝土施工。預(yù)應(yīng)力施工采用后張法。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力管道安裝： 預(yù)應(yīng)力管道位置安裝的準(zhǔn)確與否直接影響到梁體的受力情況與設(shè)計(jì)是否一致，關(guān)系到橋梁施工質(zhì)量，是預(yù)應(yīng)力施工中的重點(diǎn)，在管道安裝的過程中，主要需加強(qiáng)對(duì)波紋管生產(chǎn)質(zhì)量、管道定位和管道接頭進(jìn)行控制，避免管道上浮及漏漿現(xiàn)象。本橋采用的金屬波紋管是厚0.3mm鍍鋅鋼帶加工而成的雙波波紋管，在現(xiàn)場(chǎng)加工；波紋管的位置有設(shè)計(jì)圖給定的計(jì)算坐標(biāo)

51、確定，并采用井字形鋼筋定位網(wǎng)片固定預(yù)應(yīng)力管道位置。</p><p>　?。?）混凝土澆筑及振搗措施：合理的混凝土澆筑及振搗工藝，對(duì)防止管道上浮、漏漿及堵塞十分重要。本橋混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50，按照先底板、腹板，后頂板的施工順序進(jìn)行澆筑?；炷帘仨氁獙Ｈ素?fù)責(zé)振搗。振搗時(shí)，要避免振搗棒碰撞預(yù)應(yīng)力管道，造成管道漏漿。特別要加強(qiáng)錨墊板下的搗實(shí)，因該部位鋼筋較密，振搗棒難以伸入，除用外部振動(dòng)外還應(yīng)用鋼釬或竹棍輔助插動(dòng)，確保

52、澆筑的混凝土密實(shí)。為防止管道漏漿，還需在混凝土澆筑前在管道里加穿芯管，并在澆筑過程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)管道情況，防止漏漿堵塞，保證管道通暢。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力張拉：預(yù)應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力施工中最關(guān)鍵的一道工序，必須保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，張拉采用應(yīng)力、伸長(zhǎng)值雙控標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，也要根據(jù)設(shè)計(jì)資料合理的選擇張拉力、張拉千斤頂型號(hào)以及張拉程序，確保施工質(zhì)量和大橋合攏。</p><p>　

53、?。?）孔道灌漿：預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后24h以內(nèi)要求灌漿，盡快灌漿可防止預(yù)應(yīng)力鋼材銹蝕和松弛，確保力筋中的有效應(yīng)力和耐久性。灌漿時(shí)灰漿強(qiáng)度不低于40MPa,水灰比為0.33～0.35，摻入0.4～0.6%FDN高效減水劑。灌漿前要排除管道內(nèi)集水，灌漿壓力開始采用0.4～0.5MPa，待預(yù)應(yīng)力管道波峰出氣孔或另一端冒出濃漿，然后增壓至0.7MPa，保壓后灌漿方可停止，對(duì)外露錨具要盡快采用同標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行封錨。</p><

54、p>　　2.2.5 設(shè)計(jì)規(guī)范 </p><p>　?、佟豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01-2003</p><p>　?、凇豆窐蚝O(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTG D60-2004</p><p>　?、邸豆蜂摻罨炷良邦A(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D62-2004</p><p>　?、堋豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》JTJ041-2000&l

55、t;/p><p>　?、荨额A(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2003</p><p>　?、蕖豆方煌ò踩O(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（JTG D81-2006)</p><p>　?、摺朵摻詈附蛹膀?yàn)收規(guī)程》JGJ 18-2003</p><p>　　2.2.6 溫度影響</p><p>　　主梁上、下緣溫差5℃。</p

56、><p>　　3.橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　3.1 橋梁結(jié)構(gòu)圖示及尺寸</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案采用四跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)160m。上部結(jié)構(gòu)采用雙向四車道布置，單箱雙室結(jié)構(gòu)。根據(jù)土層情況，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主跨徑定為40m，等截面連續(xù)梁橋立面布置以等跨徑為宜，故全聯(lián)跨徑40+40+40+40=160m。</p&g

57、t;<p>　　3.1.1 橋孔分跨</p><p>　　對(duì)于橋梁分孔，往往要受到如下因素影響:橋址地形、地質(zhì)水文條件、通航要求以及墩臺(tái)、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造要求等。</p><p>　　橋梁的分孔和造價(jià)有很大關(guān)系，跨徑和孔數(shù)不同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)不同?？鐝皆酱螅讛?shù)越少，上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)就越大，相應(yīng)的墩臺(tái)的造價(jià)則越小。當(dāng)遇到水深較大或河床地質(zhì)不良的河流，其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工

58、都較復(fù)雜，造價(jià)也就越高，因而跨徑宜選的大一些。對(duì)于寬淺河床（如北方季節(jié)性河流），且河床地質(zhì)較均勻的河流，橋墩和基礎(chǔ)的造價(jià)相對(duì)較低，跨徑也可以取小一些。一般認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)的造價(jià)就是要是上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低。</p><p>　　對(duì)于通航河流，首先應(yīng)該滿足通航要求。將通航孔布置在主航道位置，其余的橋孔跨徑則應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)跨徑。對(duì)于變遷性河流，則需要多設(shè)計(jì)個(gè)通航孔。</p><p>　　對(duì)

59、于連續(xù)梁橋，結(jié)構(gòu)超過五跨時(shí)內(nèi)力情況雖然與五跨時(shí)相差不大，但是溫度變化等的影響增大，進(jìn)而造成梁端伸縮量增大，需設(shè)置大位移量的伸縮縫。每聯(lián)長(zhǎng)度太短，則伸縮縫的數(shù)目增多，不利于高速行車。</p><p>　　根據(jù)橋址斷面處的情況，此處沒有通航河流，且不存在橋下交通，要求的橋長(zhǎng)為160m,故考慮采用等截面的連續(xù)梁橋，又等截面連續(xù)梁橋立面布置宜為等跨徑，主跨擬定為為40m，跨徑較小，因而主跨與邊跨產(chǎn)生的跨中彎矩差距相對(duì)較小

60、。結(jié)合橋址斷面土層情況考慮，確定為40+40+40+40m的跨度組合。</p><p>　　3.1.2 截面形式</p><p>　　3.1.3.1 立截面</p><p>　　從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的受力特點(diǎn)來分析，由于跨徑較小，故采用等高度布置即可，經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　3.1.3.2 橫截面</p><

61、p>　　梁式橋橫截面設(shè)計(jì)主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力的力臂越大，使預(yù)應(yīng)力的作用得以充分發(fā)揮。箱型截面就具有此種功能。此外，箱型截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對(duì)于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利。同時(shí)，箱型截面大多都具有較大的截面面積，因而能夠有效的抵抗正負(fù)彎矩，又具有較大的空心率，既能滿足配筋要求，又節(jié)約混凝土材料，對(duì)減輕橋梁

62、自重極為有利。除此之外，箱型截面還具有良好的動(dòng)力特性，收縮變形量較小，從而得到越來越廣泛的應(yīng)用。尤其適用于大、中跨徑的橋梁。</p><p>　　常見的箱型截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问?、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等。單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)是受力明確、施工方便、節(jié)約材料用量等。加之，雙室腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的值不大，且布束容易。此項(xiàng)工程橋?qū)捯?guī)定為0.5+15+0.5，采用雙向四車道，易產(chǎn)生較大的扭矩。綜上采

63、用單箱雙室為主梁橫截面形式。 </p><p>　　3.1.3 主梁高度</p><p>　　根據(jù)已建成的橋梁分析，主梁高度與起跨徑之比通常在1/15～1/25之間。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案?？梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根據(jù)橋下通車線路情況，并且為達(dá)到美觀的效果，取梁高為2m，這樣高跨比為2/40=1/20，位于1

64、/15～1/25之間，符合要求。</p><p>　　3.1.4 細(xì)部尺寸</p><p>　　3.1.4.1 頂板、底板</p><p>　　箱型截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要承受部位。其尺寸要受到力學(xué)要求和構(gòu)造要求兩個(gè)方面的控制。</p><p>　　（1）箱型底板厚度：在連續(xù)箱梁中，底板除須符合運(yùn)營(yíng)階段的受壓要求以外，在結(jié)

65、構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)，應(yīng)保持中性軸保持在底板以內(nèi)，并有適當(dāng)?shù)母挥?，本設(shè)計(jì)底板厚在跨中處取30cm，支座處取60cm。</p><p>　　（2）箱型頂板的厚度：確定箱型截面頂板的厚度一般要顧及兩個(gè)因素：滿足橋面板橫向彎矩的要求、滿足布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的要求。本設(shè)計(jì)頂板厚在跨中處取30cm，在支座處取40cm。</p><p>　　2.1.4.2 腹板和其他細(xì)部結(jié)構(gòu)</p><

66、p>　　(1)箱梁腹板厚度: 腹板的功能是承受截面的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。腹板的最小厚度應(yīng)考慮受力鋼筋的布置和混凝土澆筑的要求。</p><p>　　(2)倒角: 在頂板和腹板、底板與腹板接頭處須設(shè)置倒角。倒角的作用是：提高界面的抗扭剛度和抗彎剛度，減少扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和畸變應(yīng)力。此外，倒角使應(yīng)力線過渡較為平緩。減弱了應(yīng)力的集中程度。</p><p>　　(3)橫隔梁: 橫隔梁可以增橋梁的整體

67、性，同時(shí)可以限制畸變，支承處的橫隔梁還起到承擔(dān)和分配支撐反力的作用。由于采用的箱型截面本身具有較大的抗扭剛度，一般可以不設(shè)或者少設(shè)橫隔梁。在本次設(shè)計(jì)中沒有設(shè)計(jì)橫隔梁。</p><p><b>　　具體尺寸見下圖：</b></p><p><b>　　圖2.1 跨中截面</b></p><p>　　圖2.2 支座處截面<

68、;/p><p>　　3．2 主梁分段與施工階段的劃分</p><p>　　3．2.1 分段原則</p><p>　　主梁分段越細(xì)，計(jì)算結(jié)果越接近真實(shí)值，而且由于受力的原因，梁段各截面形式亦存在變化。同時(shí)須考慮到施工階段中，各梁段混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力束張拉的時(shí)間上存在先后，期間存在安裝臨時(shí)支座、連續(xù)梁橋施工中的體系轉(zhuǎn)換、張拉鋼束錨固等工序，在分段過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮到在

69、全橋各部位荷載、位移、支座設(shè)置、截面變化等因素，方便對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行準(zhǔn)確定位，使其在單元或節(jié)點(diǎn)上得到正確的反映。</p><p>　　3.2.2 具體分段</p><p>　　全橋梁段以1米為一單元，并在兩端橋頭部位以及中間三個(gè)設(shè)置橋墩的部位細(xì)分為0.5m的單元。全橋總計(jì)168個(gè)單元。結(jié)構(gòu)模型見圖：</p><p>　　圖 2.3 結(jié)構(gòu)橋博單元模型</p>

70、<p>　　3.2.3 主梁施工方法</p><p>　　主梁施工方法：主梁采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法，采用支架現(xiàn)澆混凝土施工。第一施工階段現(xiàn)場(chǎng)搭建支架現(xiàn)澆混凝土主梁，并安裝臨時(shí)支座，使各跨梁段簡(jiǎn)支在墩頂。第二施工階段張拉下緣預(yù)應(yīng)力束，第三階段澆筑墩頂混凝土，使各梁段在墩頂合攏，在第四施工階段完成上緣預(yù)應(yīng)力張拉，第五施工階段完成橋面鋪裝等橋面系的布置</p><p><

71、;b>　　作用效應(yīng)計(jì)算</b></p><p><b>　　永久作用效應(yīng)計(jì)算</b></p><p>　　空心板自重（一期結(jié)構(gòu)自重）</p><p><b>　　中板 </b></p><p><b>　　邊板 </b></p><p&

72、gt;　　橋面系自重（二期結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　由于是高速公路，沒有人行道及欄桿，只有防撞護(hù)欄，本設(shè)計(jì)采用混凝土防撞護(hù)欄，按單側(cè)7.5kN/m線荷載計(jì)算。</p><p>　　橋面鋪裝上層為10cm厚C30瀝青混凝土，下層為10cm厚C40防水混凝土，則全橋?qū)掍佈b層每延長(zhǎng)米重力為</p><p>　　上述自重效應(yīng)是在各空心板形成整體后再加至橋上的，由于橋梁

73、橫向彎曲變形，各板分配到的自重效應(yīng)是不相同的。為了計(jì)算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到的每延長(zhǎng)米橋面系重力為</p><p>　　鉸縫自重計(jì)算（二期結(jié)構(gòu)自重）</p><p>　　由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板每延米總重力G為:</p><p><b>　　中板 </b></p><p><

74、b>　　邊板 </b></p><p>　　2.3.1.4 荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　2.3.2.4.1 恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　主梁的內(nèi)力計(jì)算可分為設(shè)計(jì)和施工內(nèi)力計(jì)算兩個(gè)部分。</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)力是強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。施工內(nèi)力是指施工過程中，各施工階段的臨時(shí)施工荷載，如施工機(jī)具設(shè)備（支

75、架、張拉設(shè)備等）、模版、施工人員等引起的內(nèi)力，主要供施工階段驗(yàn)算時(shí)使用。由于對(duì)橋梁施工方面知識(shí)的欠缺，對(duì)施工荷載缺乏熟練的掌握，此次施工為支架現(xiàn)澆混凝土，支架則簡(jiǎn)化為作用于個(gè)單元的豎向支撐存在于第一施工階段，在本次設(shè)計(jì)中對(duì)該項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容作了簡(jiǎn)化處理，主要考慮了一般恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力，</p><p>　　主梁恒載內(nèi)力，包括一期恒載(主梁自重)引起的一期恒載內(nèi)力和二期恒載（橋面系自重）引起的主梁后期恒載內(nèi)力。主梁一期

76、恒載內(nèi)力計(jì)算方法可以分為兩類：在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，如在掛籃懸臂現(xiàn)澆等，若主梁為等截面，則可按均不何在生意主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算；在施工過程中存在體系轉(zhuǎn)換時(shí)，須分階段計(jì)算內(nèi)力。本次設(shè)計(jì)采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法，第一施工階段澆筑各跨梁段并安裝臨時(shí)支座，使其簡(jiǎn)支在橋墩、橋臺(tái)上，待第二階段張拉預(yù)應(yīng)力束后，在第三施工階段完成體系轉(zhuǎn)換，澆筑墩頂混凝土梁段，使各跨梁段在墩頂合龍，由分散的簡(jiǎn)支體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁超靜定體系。</p&g

77、t;<p>　　橋面鋪裝為20毫米厚的瀝青表面處治以及80毫米厚的防水混凝土，忽略護(hù)欄、路燈等的自重，計(jì)算所得每延米二期恒載集度Q為：</p><p>　　二期荷載(后期荷載)集度約為：Q=38.08KN/m.</p><p>　　由橋梁博士系統(tǒng)計(jì)算所得的有關(guān)結(jié)果下表3.1所示：</p><p>　　表3.1 毛截面幾何特性</p>&l

78、t;p>　　圖3.1 一期恒載剪力圖</p><p>　　3.2 一期恒載彎矩圖</p><p>　　圖3.3 二期恒載剪力圖</p><p>　　圖3.4 二期恒載彎矩圖</p><p><b>　　活載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　活載內(nèi)力計(jì)算為基本可變荷載（公路級(jí)）在橋梁使用階

79、段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。</p><p><b>　　橫向分布系數(shù)的考慮</b></p><p>　　荷載橫向分布是指作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進(jìn)行分配的，或者說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。截面采用單箱雙室，用一根梁來模擬計(jì)算箱梁，通常取橫向分布系數(shù)=橋面凈寬為W=15m。車輛雙向行駛，設(shè)計(jì)車道數(shù)為四車道，由《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》得橫向折減系數(shù)

80、為0.67，</p><p>　　因此橫向分布系數(shù)為。</p><p><b>　　活載因子的計(jì)算</b></p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)的極品反映了結(jié)構(gòu)尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(nèi)容，他直接反映了沖擊系屬于橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨進(jìn)是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載

81、下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。</p><p>　　橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用些列公式估算：</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（3-

82、3）</b></p><p>　　式中 —結(jié)構(gòu)計(jì)算跨徑（）；</p><p>　　—結(jié)構(gòu)材料的彈性模量()；</p><p>　　—結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩()；</p><p>　　—結(jié)構(gòu)跨中出的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（，當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為）；</p><p>　　—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（）；<

83、/p><p><b>　　—重力加速度，。</b></p><p>　　計(jì)算連續(xù)梁沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用；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。</p><p><b>　　取=40m,查得,</b></p><p><b>　　兩側(cè)欄桿：</b></

84、p><p><b>　　鋪裝層荷載：</b></p><p><b>　　跨中單元：</b></p><p><b>　　可按下式計(jì)算；</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)， </p><p>　　當(dāng)時(shí)， </p

85、><p>　　當(dāng)時(shí)， </p><p><b>　　式中—結(jié)構(gòu)基頻()</b></p><p>　　當(dāng)計(jì)算正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)：；</p><p>　　當(dāng)計(jì)算負(fù)彎矩效應(yīng)：。</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果</b></p><

86、;p>　　本設(shè)計(jì)中采用橋梁博士軟件進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，現(xiàn)僅將對(duì)稱結(jié)構(gòu)控制界面的結(jié)果列于表3.2</p><p>　　表3.2 第三施工階段累計(jì)內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　圖 3.5 第三施工階段累計(jì)內(nèi)力圖</p><p>　　表3.3 第四施工階段累計(jì)內(nèi)力</p><p>　　圖3.6 第四施工階段累計(jì)內(nèi)力圖</p><

87、;p>　　表3.4 第五施工階段累計(jì)內(nèi)力</p><p>　　圖3.7 第五施工階段累計(jì)內(nèi)力圖</p><p>　　4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置</p><p>　　4.1 受力鋼筋估算</p><p>　　4.1.1 計(jì)算原理</p><p>　　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 D

88、62-2004）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。</p><p>　　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 D62—2004）》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)按正常使用的極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求來估算鋼束數(shù)目。</p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算</p><p

89、>　　對(duì)于連續(xù)梁體系，或凡是預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力受力鋼筋數(shù)量時(shí)，必須考慮各項(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)力受力鋼筋的數(shù)量和不知有關(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)用橋梁博士輸出組合彎矩值來進(jìn)行設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)采用的預(yù)應(yīng)力鋼束信息見表4.1</p><p>　　表4.1 預(yù)應(yīng)力鋼束信息表</p><p>　　各主要截面預(yù)應(yīng)力鋼束

90、信息見表4.2</p><p>　　表4.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算結(jié)果</p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置</p><p>　　連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足《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構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原則：</p><p>　　(1) 選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型號(hào)和錨具形式，達(dá)到合理的布置形

91、式。</p><p>　　(2) 預(yù)應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便</p><p>　　(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。</p><p>　　(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。</p><p>　　（5) 預(yù)

92、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(huì)引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束的效力。</p><p>　　(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，鋼束立面布置見圖4.1。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)盡量對(duì)稱布置</p><p>　?。?）應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。<

93、;/p><p>　?。?）應(yīng)滿足錨具的最小間距要求。</p><p>　　圖4.1 第一跨鋼束立面布置</p><p>　　圖4.2 第二跨鋼束立面布置</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及布置</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算</p><p>　　在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋設(shè)計(jì)時(shí)，首先根

94、據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，然后根據(jù)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量，本設(shè)計(jì)為部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，現(xiàn)根據(jù)正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力。</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定對(duì)于A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足的要求。式中，為在作用短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂鹽酸邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力；為構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)應(yīng)力。</p&g

95、t;<p>　　初步設(shè)計(jì)時(shí)，和的值可按下式進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　式中 、—構(gòu)件毛截面面積及其對(duì)毛截面受拉邊緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距，，可預(yù)先假定；</p><p>　　—按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值。</p><p>　　代入，可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件正截

96、面抗裂性要求所需的最小有效預(yù)加力為</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，預(yù)應(yīng)力空心板采用C50，，空心板毛截面面積為，彈性抵抗矩為。</p><p><b>　　假設(shè)=5.0cm，</b></p><p><b>　　把數(shù)據(jù)代入上式得</b></p><p>　　所需預(yù)應(yīng)力鋼束截面面積按下式計(jì)算</

97、p><p>　　式中 —預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力；</p><p>　　—全部預(yù)應(yīng)力損失值。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用1×7股標(biāo)準(zhǔn)鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋，直徑15.24mm，公稱面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為，彈性模量.</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》，，現(xiàn)取，預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%的張拉控制應(yīng)力，則</p

98、><p>　　采用22根鋼絞線，鋼絞線截面面積</p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置</b></p><p>　　設(shè)計(jì)采用22根鋼絞線布置如圖2-11。</p><p>　　圖2-11 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖</p><p>　　普通鋼筋數(shù)量的估算及布置</p><p&

99、gt;　　在預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下，可由正截面承載力能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋的數(shù)量，暫不考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響，空心板截面可換成等效工字形截面（見圖2-12）來考慮：</p><p>　　利用面積與慣性矩相等的條件進(jìn)行換算，且應(yīng)滿足原空心板的孔洞重心的豎向位置不變。</p><p><b>　　即：</b></p&

100、gt;<p>　　按面積相等： </p><p>　　按慣性矩相等： </p><p>　　式中： </p><p>　　圖2-12 空心板等效工字形截面（單位：cm）</p><p>　　代入上兩式聯(lián)立解得：，</p><p&g

101、t;　　則得等效工字形截面的上翼緣板厚度為</p><p>　　等效工字形截面的下緣板厚度為</p><p>　　等效工字形截面的腹板厚度為</p><p>　　假設(shè)截面受壓區(qū)高度，設(shè)有效高度，正截面承載力為</p><p>　　式中 —橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，本設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，故取為1.0；</p><p>　　

102、—混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，C50混凝土</p><p>　　—承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩值。</p><p><b>　　代入相關(guān)參數(shù)值，得</b></p><p>　　解，且，故假設(shè)正確。</p><p>　　上述計(jì)算說明中和軸位于翼緣板內(nèi)，可根據(jù)下式計(jì)算普通鋼筋面積；</p><p>

103、　　說明按受力計(jì)算不需要配置縱向普通鋼筋，只需按構(gòu)造要求配置。</p><p>　　普通鋼筋選用HRB335鋼筋，，，根據(jù)《通規(guī)》，。因此普通鋼筋采用 4根直徑為20mm的HRB335鋼筋，則。</p><p>　　普通鋼筋布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長(zhǎng)布置，鋼筋重心至板下緣的距離為5.0cm，即。</p><p>　　為防止板端上緣拉應(yīng)力過大，

104、普通鋼筋全截面配置，空心板內(nèi)截面實(shí)際配筋如表2-10所示。</p><p>　　表2-10 板內(nèi)截面實(shí)際配筋</p><p>　　換算截面幾何特性計(jì)算</p><p><b>　　（1）換算截面面積</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　而

105、 ， </p><p>　?。?）換算截面重心位置</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋換算截面對(duì)空心板毛截面重心軸的靜矩為</p><p>　　換算截面到空心板毛截面重心軸的距離為 </p><p>　　換算截面到空心板截面下緣的距離為 </p><p>　　換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心及普通鋼

106、筋重心的距離分別為</p><p>　　（3）換算截面慣性矩</p><p>　?。?）換算截面彈性抵抗矩</p><p><b>　　下緣： </b></p><p><b>　　上緣： </b></p><p>　　將以上數(shù)據(jù)帶入得各截面換算后的幾何特性如

107、表2-11。</p><p>　　表2-11 換算截面幾何特性</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)計(jì)算</p><p><b>　　正截面承載能力計(jì)算</b></p><p>　　荷載基本組合表達(dá)式 </p><p>　　《通規(guī)》4.1.6-1式</p><p>　

108、　受壓區(qū)高度位于腹板中時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮截面腹板受壓作用。其正截面抗彎承載力應(yīng)符合：</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》5.2.3-2式</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》5.2.3-3式</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋采用鋼絞線，混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為C50查《公預(yù)規(guī)》第5.2.1相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb =0.4。</p><p>　　正截面極限承載能力計(jì)

109、算結(jié)果如表2-12所示。</p><p>　　表2-12 正截面極限承載能力計(jì)算 </p><p><b>　　斜截面承載能力計(jì)算</b></p><p>　　（1）截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核</p><p>　　選取距支點(diǎn)處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。截面構(gòu)造尺寸及配筋見圖3-11所示。&

110、lt;/p><p>　　先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，按《公預(yù)規(guī)》5.2.9條計(jì)算，公式如下：</p><p>　　式中：—驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN），由表3-11得支點(diǎn)處剪力及截面剪力，內(nèi)插得到距支點(diǎn)h/2=475mm處的截面剪力：</p><p>　　—相應(yīng)于剪力組合設(shè)計(jì)值處的等效工字形截面腹板寬度，；</p><p>　　—相應(yīng)于剪力

111、組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度，；</p><p>　　—混凝土強(qiáng)度等級(jí)（Mpa），空心板為C50，。</p><p><b>　　代入上式得</b></p><p>　　所以，空心板距支點(diǎn)處截面尺寸滿足抗剪要求。</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第5.2.10條：滿足下式，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算</p>

112、<p>　　式中 —混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C50，??；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，取1.25。</p><p><b>　　代入上式得</b></p><p>　　所以，不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，梁體可按構(gòu)造要求配置箍筋即可。</p><p><b>　　預(yù)應(yīng)

113、力損失計(jì)算</b></p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第6.1.3條，采用鋼絞線的張拉控制值：</p><p>　　則各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算如下。</p><p>　　錨具變形及鋼筋回縮產(chǎn)生的應(yīng)力損失</p><p>　　由《公預(yù)規(guī)》6.2.3：后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力曲線鋼筋由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)考慮錨固后反向摩擦

114、的影響。反摩擦影響長(zhǎng)度：</p><p>　　， 《公預(yù)規(guī)》D.0.2-1式</p><p>　　式中—張拉端錨具變形、鋼筋回縮值（mm），查《公預(yù)規(guī)》表6.2.3，對(duì)于夾片錨具（無頂壓時(shí)）；本設(shè)計(jì)為兩端張拉，＝12mm，l取半。試算后有，，如表2-13所示。</p><p>　　表2-13 計(jì)算表 </p>

115、<p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛引起的應(yīng)力損失</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第6.2.6-1有：</p><p>　　式中—張拉系數(shù)，一次張拉取;</p><p>　　ζ—鋼筋松弛系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用Ⅱ級(jí)松弛（低松弛）鋼絞線，取ζ；</p><p>　　—傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，查《預(yù)規(guī)》表6.2.8，對(duì)后張法構(gòu)件，</p&g

116、t;<p>　　計(jì)算結(jié)果如表2-14所示。</p><p>　　表2-14 計(jì)算表 </p><p>　　混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第6.2.5條，后張法混凝土構(gòu)件當(dāng)采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼筋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)

117、算： </p><p>　　式中—在計(jì)算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力（）</p><p>　　式中 、――分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向軸力和彎矩</p><p>　　―― 計(jì)算截面上鋼束重心到截面重心的距離。</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝彈性模量的比值 =</p><

118、;p>　　本設(shè)計(jì)中采用逐根張拉鋼束，預(yù)制時(shí)張拉N1～N4，張拉順序?yàn)镹1、N4、N2、N3，計(jì)算時(shí)從最后張拉的一束逐步向前推進(jìn)。以邊板跨中截面為例，如表2-15所示。</p><p>　　表2-15 邊板中跨截面計(jì)算表格 </p><p>　　混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》第6.2

119、.7條計(jì)算：</p><p>　　《公預(yù)規(guī)》6.2.7-1式</p><p>　　式中混凝土收縮和徐變系數(shù)終極值，假定環(huán)境年平均相對(duì)濕度RH=80%，預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為7d，加載齡期為90d。</p><p>　　理論厚度 邊板 </p><p><b>　　中板 </b></p><p&g

120、t;　　查《公預(yù)規(guī)》表6.2.7直線內(nèi)插得，中板、；邊板、。表值對(duì)C50及以上混凝土，表列值應(yīng)乘以 ，式中C50的</p><p>　　計(jì)算縱向鋼筋截面重心處由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力，按 ， 計(jì)算，此時(shí)預(yù)應(yīng)力損失，考慮錨固鋼筋時(shí)（第一批）的損失，，根據(jù)施工情況考慮自重影響。</p><p>　　結(jié)果如表2-16,表2-17所示。</p><p>　　表2-16

121、 計(jì)算表 </p><p>　　表2-17 計(jì)算表 </p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力損失組合計(jì)算</b></p><p>　　各階段預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如表2-18所示。</p>