橋梁工程畢業(yè)論文變截面連續(xù)梁橋以及邁達(dá)斯用法和簡支梁橋計(jì)算書模板

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述1</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)原始資料………………………………………………

2、……………………</p><p>　　第二章 方案比選……………………………………………………………………….</p><p>　　第三章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定4</p><p>　　2.1 尺寸擬定9</p><p>　　2.1.1 橋孔分跨9</p><p>　　2.1.2 截面形式9</p

3、><p>　　2.1.3 梁高10</p><p>　　2.1.4 細(xì)部尺寸11</p><p>　　2.2 主梁分段與施工階段的劃分12</p><p>　　2.2.1 分段原則12</p><p>　　2.2.2 具體分段12</p><p>　　2.2.3 主梁施工方法及注意事項(xiàng)1

4、3</p><p>　　第四章 荷載內(nèi)力計(jì)算15</p><p>　　3.1 恒載內(nèi)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2 活載內(nèi)力計(jì)算錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮28</p><p>　　3.2.2 活載因子的計(jì)算30</p><

5、p>　　3.2.3 計(jì)算結(jié)果錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置33</p><p>　　4.1 力筋估算33</p><p>　　4.1.1 計(jì)算原理33</p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算36</p><p>　　4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置41<

6、;/p><p>　　第六章 預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算41</p><p>　　5.1 預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算42</p><p>　　5.1.1摩阻損失42</p><p>　　5.1.2. 錨具變形損失43</p><p>　　5.1.3. 混凝土的彈性壓縮46</p><p>　　5.1.

7、4.鋼束松弛損失49</p><p>　　5.1.5.收縮徐變損失50</p><p>　　5.2 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算54</p><p>　　第七章 次內(nèi)力的計(jì)算55</p><p>　　6.1 徐變次內(nèi)力的計(jì)算55</p><p>　　6.2 預(yù)加力引起的二次力矩55</p><p&g

8、t;　　6.3 溫度次內(nèi)力的計(jì)算56</p><p>　　6.4 支座位移引起的次內(nèi)力58</p><p>　　第八章 內(nèi)力組合59</p><p>　　7.1 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合59</p><p>　　7.2 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合63</p><p>　　第九章 主梁截面驗(yàn)算66

9、</p><p>　　8.1 截面強(qiáng)度驗(yàn)算69</p><p>　　8.2 截面應(yīng)力驗(yàn)算71</p><p>　　8.2.1 正截面和斜截面抗裂驗(yàn)算71</p><p>　　8.2.2 法向拉應(yīng)力錯誤！未定義書簽。</p><p>　　8.2.3 主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力73</p><p>

10、;　　8.2.4 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗(yàn)算77</p><p>　　8.2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力79</p><p>　　8.3 撓度的計(jì)算與驗(yàn)算預(yù)拱度的設(shè)計(jì)83</p><p>　　第十章 施工方法要點(diǎn)及注意事項(xiàng)85</p><p>　　9.1 材料設(shè)備及施工程序85</p><p&

11、gt;　　9.2 支架及模板87</p><p>　　9.3預(yù)應(yīng)力束布置87</p><p>　　9.4 混凝土工程87</p><p>　　9.5 張拉和壓漿88</p><p>　　第十一章 主要工程數(shù)量計(jì)算89</p><p>　　11.1 混凝土總用量計(jì)算89</p><

12、;p>　　11.1.1 梁體混凝土（C40號）用量計(jì)算89</p><p>　　11.1.3 防撞墻（C20號）混凝土用量計(jì)算89</p><p>　　11.2 鋼絞線及錨具總用量計(jì)算90</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)91</b></p><p><b>　　致 謝92&

13、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)93</b></p><p>　　附錄1：實(shí)習(xí)報(bào)告錯誤！未定義書簽。</p><p>　　附錄2 外文文獻(xiàn)翻譯94</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述&l

14、t;/p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其發(fā)展：</p><p>　　由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。</p><p>　　為了

15、解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前，預(yù)先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當(dāng)時西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復(fù)戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。50年代，預(yù)應(yīng)力混

16、凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達(dá)到440米。雖然跨徑太大時并不總是用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實(shí)際工程中，跨徑小于400米時，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。</p><p>　　我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚，但近年來得到了飛速發(fā)展?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。</p><p>　　雖然預(yù)應(yīng)力混凝土

17、橋梁的發(fā)展還不到80年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。</p><p>　　連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)

18、力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因?yàn)橄抻诋?dāng)時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費(fèi)工費(fèi)時。到后來，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。60年代初期在中等跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，應(yīng)用了逐跨架設(shè)法與頂推法；在較大跨連續(xù)梁中，則應(yīng)用更完善的懸臂施工方法，這就使連續(xù)梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在40—200米范圍內(nèi)占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案

19、。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。</p><p>　　然而，當(dāng)跨度很大時，連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，形成一種連續(xù)—剛構(gòu)體系。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。</p><p>　　另外，由于連

20、續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。</p><p>　　在我國，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要在本世紀(jì)末趕超國際先進(jìn)水平，就必須解決好下面幾個課題：</p><p>　　發(fā)展大噸位的錨固張拉

21、體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。</p><p>　　在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)—剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。</p><p>　　充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。</p

22、><p>　　另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指標(biāo)和造價指標(biāo)與很多因素有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品

23、工業(yè)化、勞動力和材料價格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。同時，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)—剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù)—剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)—剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向。</p><p>　　總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)

24、人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動手能力，達(dá)到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)為(30+40+30)

25、m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋?qū)挒?8，分為兩幅，設(shè)計(jì)時只考慮單幅的設(shè)計(jì)。梁體采用單箱雙室箱型截面，全梁共分50個單元一般單元長度分為2m。頂板、底板、腹板厚度均不變。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，靠近中間支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。</p><p>　　由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性

26、難以保證，所以采用有限元分析軟件—MIDAS進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用滿堂支架法施工。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中得到了羅紀(jì)彬、陳立強(qiáng)、李學(xué)文等幾位老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位老師批評指正

27、。</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)原始資料</p><p><b>　　一、工程概況：</b></p><p><b>　　1工程概況：</b></p><p>　　工程項(xiàng)目屬衡昆國道主干線福寧至廣南高速公路。在某處與瀝2（G319）國道成135°立體交叉，屬小壩分離式立交橋。全長90

28、0米(含主橋)，東接線長395.9米，西接線長395.9米。接線按平微一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。大橋全長108.20米，寬25.10米。本設(shè)計(jì)為其工程中的108.20米立交橋部分。</p><p><b>　　2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　?。?）路線道路等級：高速公路上的主干道</p><p>　?。?）橋面總寬為28.00米，其中機(jī)動車雙

29、向六車道，欄桿0.50米。</p><p>　?。?）車輛載荷等級：公路—I級</p><p>　?。?）橋面坡度：橫坡1.5％、縱坡2％</p><p><b>　　3 地質(zhì)條件</b></p><p>　　該處的地質(zhì)條件較差，表層4米的范圍內(nèi)為沙爍石土，接著為2.5米的粘土，中層有5米以上沙爍石土，下層為灰延。<

30、;/p><p><b>　　4 構(gòu)思宗旨</b></p><p>　?。?）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。</p><p>　?。?）橋梁結(jié)構(gòu)造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)新穎，保證結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。</p><p>　

31、　（4）與高速公路的等級和周邊環(huán)境相宜。</p><p>　　（5）學(xué)習(xí)等截面梁橋的設(shè)計(jì)過程。</p><p><b>　　第二章 方案比選</b></p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　第一方：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋</p><p>　

32、　（1）孔徑布置：30m+40m+30m，全長108.20米,寬26m。由于為簡支箱梁橋，每跨之間還留有5厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　（2）主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等截面箱梁組合梁。頂板厚度25cm，腹板厚度30cm，底板厚度25cm。翼緣根部45cm，翼緣端部厚度22cm，箱梁寬度3.20m。每跨設(shè)有8片箱梁，全橋共計(jì)24片箱梁。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%

33、的縱坡,其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　?。?）下部構(gòu)造：采用三圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺采用埋置式輕型橋臺。</p><p>　?。?）施工方案：全橋采用裝配式施工方法。</p><p>　　裝配式簡支箱梁橋的發(fā)展</p><p>　　簡支箱形截面梁以其優(yōu)良的力學(xué)特性－具有較大的剛度和強(qiáng)大的抗扭性能和結(jié)構(gòu)簡單，受力明

34、確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點(diǎn)。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋梁和高等級公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。簡支箱梁橋是和簡支T梁同時發(fā)展起來的斜面形式。 </p><p>　　第二方案：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁</p><p>　?。?） 孔徑布置：30m+40m+30m，全長105米，寬26m。由于為簡支T梁橋，每跨之間還留有4厘米的伸縮縫。橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2

35、%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　?。?） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等跨等截面T型梁，主梁間距2.20m。預(yù)制T梁寬為1.8m，現(xiàn)澆濕接縫0.40m，預(yù)制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設(shè)后再現(xiàn)澆，以加強(qiáng)橫斷面的整體性。中心梁高2.30m，肋厚0.20m，馬蹄寬0.40m，高0.40m，T梁翼緣端部厚0.18m，翼緣根部厚0.30m。橫隔板間距為6.5米。每跨設(shè)有12片T梁，全橋共計(jì)36片T梁。橋

36、面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡。其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　（3） 下部構(gòu)造：采用三圓柱式橋墩；樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁）。橋臺采用埋置式輕型橋臺。</p><p>　?。?） 施工方案：全橋采用裝配式施工方法。</p><p>　　裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋有結(jié)構(gòu)簡單，受力明確

37、、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。T型梁橋在我國公路上修建最多，早在50、60年代，我國就建造了許多T型梁橋，這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。 80年代以來，我國公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡支T型梁橋（或橋面連續(xù)），如河南的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達(dá)到62m，吊裝重220t?！　形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從16m到50m跨徑，大多都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)

38、應(yīng)力混凝土T形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預(yù)制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢為：采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標(biāo)號40～60號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)?！　∑渥畲罂鐝揭圆怀^50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜?！　?/p>

39、目前的預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來</p><p>　　第三方案：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋</p><p>　　孔徑布置：30m+40m+30m,全長108.00m，寬28m.橋面設(shè)有1.5％的橫坡，2%的縱坡，其中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。</p><p>　　主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。采用雙幅分離的的單箱雙室形

40、式。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。（具體尺寸擬定見圖3/2）</p><p>　　下部構(gòu)造：上、下行橋的橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端形實(shí)體墩。</p><p>　　施工方案：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。</p><p>　　變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展概況：</p><p>　

41、　連續(xù)剛構(gòu)橋也是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。我國公路系統(tǒng)從80年中期開始設(shè)計(jì)、建造連續(xù)剛構(gòu)橋，至今方興未艾?！　∵B續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無縫，改善了行車條件；梁、墩固結(jié)，不設(shè)支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續(xù)剛構(gòu)保持了T形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)?！　∵B續(xù)剛構(gòu)橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固

42、作用減小，梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動的影響以及墩身偏壓柱的穩(wěn)定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續(xù)梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。</p><p>　　由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時，優(yōu)先考慮這種橋形。當(dāng)然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制?！　〗陙恚覈飞闲藿藥鬃念A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3

43、15;245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m，為目前世界同類橋中最大跨徑?！　∥覈念A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用50～60號高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束?！　‖F(xiàn)在，有人正準(zhǔn)備設(shè)計(jì)300m左右跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，在我看來，若能采用輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土材料，其跨徑有望達(dá)300m左右。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達(dá)90％以上，故片面增大跨徑，已無實(shí)際意義。此時應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別

44、的橋型。</p><p><b>　　五 方案比選：</b></p><p>　　第一方案和第三方案比較：</p><p>　　簡支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，它構(gòu)造簡單，施工方便，其結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于在工廠內(nèi)或地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，并用現(xiàn)代化的起重設(shè)備進(jìn)行安裝。采用裝配式的施工方法可以大量節(jié)約模板支架木材，降

45、低勞動強(qiáng)度，縮短工期，顯著加快建橋速度。就現(xiàn)在建橋技術(shù)而言，裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋技術(shù)成熟的多。建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù)。而且橋是建在G319國道上的，這有利于大型吊裝設(shè)備的運(yùn)作。工程跨度不是很大，長度也相對不長，簡支箱梁完全可以滿足工程要求。造價相對比第三方案要少很多。由于第一方案中箱梁是在預(yù)制廠制作的，無需高空作業(yè)，在施工安全上，第一方案明顯優(yōu)于第三方案。</p><p>　　雖然第一方案有些地方不如第

46、二和第三方案，如跨越能力沒第三方案長等。工程本身不要求很大的跨越度。</p><p>　　對此項(xiàng)工程而言第一方案明顯優(yōu)于第三方案。</p><p>　　第一方案和第二方案比選</p><p>　　方案一與方案二同是簡支梁橋，不同之處就在與截面形式。箱型截抗較之T形截面梁橋扭剛度大，受力性能好。除此之外，主要考慮到本橋梁與G319國道立交，箱型梁橋給人的視覺要明顯好與

47、T型梁橋，有利于橋下行車安全。其它方面第一方案與第二方案無太大差別。</p><p>　　對此項(xiàng)設(shè)計(jì)明顯第一方案優(yōu)于第二方案。</p><p>　　綜上所述，變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，最終選定為第三方案。</p><p>　　經(jīng)反復(fù)比較，第三方案做為本次設(shè)計(jì)的推薦方案。</p><p>　　第三章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p>

48、<p><b>　　2.1 尺寸擬定</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)方案采用三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長100m。設(shè)計(jì)主跨為40m。</p><p>　　2.1.1 橋孔分跨</p><p>　　連續(xù)梁橋有做成三跨或者四跨一聯(lián)的，也有做成多跨一聯(lián)的，但一般不超過六跨。對于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形

49、、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。若采用三跨不等的橋孔布置，一般邊跨長度可取為中跨的0.5—0.8倍，這樣可使中跨跨中不致產(chǎn)生異號彎矩，此外，邊跨跨長與中跨跨長之比還與施工方法有著密切的聯(lián)系，對于采用現(xiàn)場澆筑的橋梁，邊跨長度取為中跨長度的0.8倍是經(jīng)濟(jì)合理的。但是若采用懸臂施工法，則不然。本設(shè)計(jì)跨度，主要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來確定，其跨度組合為：(30+40+30)米?；痉弦陨显硪?。</p

50、><p>　　2.1.2 截面形式</p><p><b>　　一、 立截面 </b></p><p>　　從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的受力特點(diǎn)來分析，連續(xù)梁的立面應(yīng)采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從絕對值來看，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩往往大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變高度梁能較好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，另外，變高度梁使梁

51、體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。但是，在采用頂推法、移動模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺點(diǎn)是：在支點(diǎn)上不能利用增加梁高而只能增加預(yù)應(yīng)力束筋用量來抵抗較大的負(fù)彎矩，材料用量多，但是其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、線形簡潔美觀、預(yù)制定型、施工方便。一般用于如下情況：</p><p>　　1. 橋梁為中等跨徑，以40—60米為主。采用等截面布置使橋梁構(gòu)造簡單，施工迅速。由于跨徑不大

52、，梁的各截面內(nèi)力差異不大，可采用構(gòu)造措施予以調(diào)節(jié)。</p><p>　　2. 等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對個別跨徑改變跨長時，也以等截面為宜。</p><p>　　3. 采用有支架施工，逐跨架設(shè)施工、移動模架法和頂推法施工的連續(xù)梁橋較多采用等截面布置。</p><p>　　雙層橋梁在無需做大跨徑的情況下，選用等截面布置可使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡化。</p&

53、gt;<p>　　結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用滿堂支架施工方法，變截面的梁。</p><p><b>　　二、 橫截面 </b></p><p>　　梁式橋橫截面的設(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；它與梁式橋體系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟(jì)用料等等因素都有關(guān)系。</p>&l

54、t;p>　　當(dāng)橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。箱形截面就是這樣的一種截面。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視?？傊?，箱形截面是大、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。&

55、lt;/p><p>　　常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。單箱單室截面的優(yōu)點(diǎn)是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少70%和50%。由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，

56、這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫截面形式為單箱雙室。</p><p><b>　　2.1.3 梁高</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的中支點(diǎn)主梁高度與其跨徑之比通常在1/15—1/25之間，而跨中梁高與主跨之比一般為1/40—1/50之間

57、。當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊咧皇窃黾痈拱甯叨?，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。</p><p>　　連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值：</p><p>　　等高度梁： H=（～）l，常用H=（～）l</p><p>　　變高度（曲線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）l，跨中H=（～）l</p><p>

58、;　　變高度（直線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）l，跨中H=（～）l</p><p>　　而此設(shè)計(jì)采用變高度的直線梁，支點(diǎn)處梁高為2.4米，跨中梁高為1.4米。</p><p>　　2.1.4 細(xì)部尺寸</p><p>　　一、 頂板與底板 </p><p>　　箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個

59、方面的控制。支墩處底版還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的1/10-1/12，跨中處底板一般為200-250。底板厚最小應(yīng)有120。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用雙面配筋，且底板由支點(diǎn)處以拋物線的形式向跨中變化。底板在支點(diǎn)處設(shè)計(jì)為實(shí)心箱型截面,在跨中厚25cm.頂板厚25cm。</p><

60、p>　　二、 腹板和其它細(xì)部結(jié)構(gòu)</p><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。在預(yù)應(yīng)力梁中，因?yàn)閺澥鴮ν饧袅Φ牡窒饔?，所以剪?yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大；同時，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為：</p><p>　　（1） 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時，采用200mm。</p><p>　

61、?。?） 腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋管道時，采用250—300mm。</p><p>　?。?） 腹板內(nèi)有錨頭時，采用250—300mm。</p><p>　　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點(diǎn)加寬，以承受支點(diǎn)處較大的剪力，一般采用300—600mm，甚至可達(dá)到1m左右。</p><p>　　本設(shè)計(jì)支座處腹板厚取55cm.，跨中腹板厚取55cm。</p

62、><p>　　2. 梗腋 在頂板和腹板接頭處須設(shè)置梗腋。梗腋的形式一般為1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋的作用是：提高截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，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，根據(jù)箱室的外形設(shè)置了寬250mm，長600mm的上部梗腋，而下部采用1：1的梗腋。</p><p><b

63、>　　3. 橫隔梁</b></p><p>　　橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫隔梁，甚至不設(shè)置中間橫隔梁而只在支座處設(shè)置支承橫隔梁。因此本設(shè)計(jì)沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內(nèi)力的影響較小，在內(nèi)力計(jì)算中也可不作考慮。</p><

64、p>　　跨中截面及中支點(diǎn)截面示意圖如下所示：（單位為cm）</p><p>　　2.1.4-1 跨中處 </p><p>　　2.1.4-2支座處</p><p>　　2.2 主梁分段與施工階段的劃分</p><p>　　2.2.1 分段原則</p><p>　　主梁的分段應(yīng)該考慮有限元在分析桿件時，分段越細(xì)，計(jì)

65、算結(jié)果的內(nèi)力越接近真實(shí)值，并且兼顧施工中的實(shí)施，所以本設(shè)計(jì)分為50個單元。</p><p>　　2.2.2 具體分段</p><p>　　本橋全長100米，全梁共分50個梁段，一般梁段長度分成2.0m。</p><p>　　2.2.3 主梁施工方法及注意事項(xiàng)</p><p>　　主梁施工方法 ：主梁采用滿堂支架法施工，箱梁均采用滿堂支架、泵送

66、現(xiàn)澆砼施工。</p><p>　　圖2.2.3-1 結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　第四章 :荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，畫出內(nèi)力包絡(luò)圖。</p><p

67、><b>　?。ㄒ唬┖爿d內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　第一期恒載（結(jié)構(gòu)自重）</p><p><b>　　恒載集度</b></p><p><b>　　則： </b></p><p><b>　　第二期恒載</b></p>&

68、lt;p>　　包括結(jié)構(gòu)自重、橋面二期荷載按65KN/m計(jì)。</p><p><b>　?。ǘ┗钶d內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　活載取重車荷載及輕車荷載，如下圖：</p><p>　　活載計(jì)算時，為六節(jié)車廂?？煞譃榱N情況作用在橋梁上。</p><p>　　（三）支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算</p>

69、<p>　　由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是一種對支座沉降特別敏感的結(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。其具體計(jì)算方法是：三跨連續(xù)梁的四個支點(diǎn)中的每個支點(diǎn)分別下沉，其余的支點(diǎn)不動，所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。</p><p>　?。ㄋ模┖奢d組合及內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p>　　首先求出在自重和二期荷載及其共同

70、作用下而產(chǎn)生的梁體內(nèi)力。</p><p><b>　　梁體截面分布圖：</b></p><p>　　利用橋梁計(jì)算軟件建模，將其平分為個單元，每單元，將單位集中荷載在梁體上移動，畫出其各節(jié)點(diǎn)的影響線，影響線確定后，將移動荷載作用在最大處，由此來計(jì)算出移動荷載在最不利位置而產(chǎn)生的梁體的內(nèi)力。其具體計(jì)算過程如下：</p><p>　　自重作用下梁產(chǎn)生

71、的內(nèi)力為：</p><p>　　將1/4跨截面、跨中截面和支座截面的數(shù)據(jù)列于下表：</p><p><b>　　檢算過程：</b></p><p>　　分析：將梁體視為二次超靜定結(jié)構(gòu)，其計(jì)算簡圖如下：</p><p>　　由上面計(jì)算可以知道，自重作用在梁上的荷載集度為：</p><p><b

72、>　　作用簡圖如圖：</b></p><p>　　根據(jù)力法求解，將兩側(cè)的支座假設(shè)定為單位作用力1下，簡直梁的彎矩圖分別為：</p><p>　　在自重作用下，支座處的支座反力為：</p><p>　　根據(jù)力法的平衡方程：</p><p><b>　　,.,.,.</b></p><p

73、>　　將以上數(shù)據(jù)代入方程：</p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　將 、帶入方程，求支座2和3的反力。</p><p><b>　　計(jì)算簡圖如下</b></p><p><b>　　解得： </b></p><p>

74、　　將數(shù)據(jù)與由Midas計(jì)算出的結(jié)果相比，相差不大，檢算滿足要求。</p><p>　　自重作用下的彎矩圖：</p><p>　　在二期恒載作用下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：</p><p>　　二期恒載作用下的彎矩圖：</p><p>　　支座沉降下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：</p><p>　　支座沉降下，產(chǎn)生的彎矩圖為：</

75、p><p>　　利用Midas求出影響線：</p><p><b>　　1截面反力影響線：</b></p><p><b>　　1.000</b></p><p>　　-0.122 </p><p>　　移動荷載在

76、1截面作用的最不利位置如圖所示：</p><p>　　2截面即邊跨1/4截面彎矩影響線：</p><p>　　3截面即邊跨跨中截面彎矩影響線：</p><p>　　4截面即支座處反力影響線：</p><p><b>　　1.000</b></p><p><b>　　-0.113<

77、/b></p><p>　　移動荷載最不利加載情況：</p><p><b>　　彎矩影響線為：</b></p><p><b>　　0.776</b></p><p>　　-2.726 -3.658</p><p>　　5截面即跨中截面

78、彎矩影響線：</p><p>　　根據(jù)上面的影響線，將移動荷載加載在最不利的位置，由此得出移動荷載作用下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：</p><p>　　移動荷載作用下的彎矩圖：</p><p>　　將上述的荷載進(jìn)行組合，可以有5種情況：</p><p><b>　　1、自重+二期恒載</b></p><p&g

79、t;　　2、自重+二期恒載+沉降</p><p>　　3、自重+二期恒載+移動荷載</p><p>　　4、自重+二期恒載+沉降+移動荷載</p><p>　　將上述組合分別計(jì)算，求出內(nèi)力。現(xiàn)將各種組合下的內(nèi)力列于下表：</p><p><b>　　自重+二期恒載</b></p><p><

80、b>　　其彎矩圖：</b></p><p>　　自重+二期恒載+沉降</p><p><b>　　其彎矩圖：</b></p><p>　　自重+二期恒載+移動荷載</p><p><b>　　其彎矩圖：</b></p><p>　　自重+二期恒載+沉降+移動

81、荷載</p><p><b>　　其彎矩圖：</b></p><p>　　將上述的組合進(jìn)行包絡(luò)，最終求出彎矩包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖進(jìn)行配筋。</p><p><b>　　包絡(luò)數(shù)據(jù)為：</b></p><p><b>　　其彎矩圖：</b></p><p>　

82、　3.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮</p><p>　　荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進(jìn)行分配，或者說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。因?yàn)榻孛娌捎脝蜗鋯问視r，可直接按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載內(nèi)力計(jì)算，無須計(jì)算橫向分布系數(shù)，所以全橋采用同一個橫向分配系數(shù)。</p><p>　　一、橫向分布系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　單箱雙室，橋面凈寬度W＝14m，車輛單

83、向行駛，，橋涵的設(shè)計(jì)車道數(shù)為3車道。</p><p>　　用剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值</p><p>　　抗扭修正系數(shù)＝1.0</p><p>　　計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值</p><p>　　對于1號邊梁的橫向影響線豎標(biāo)值可以通過簡化公式計(jì)算：</p><p>　　單箱雙室計(jì)算簡化為3片梁肋</p>

84、<p>　　汽車荷載布置見下圖：</p><p>　　圖 3.2.1-1 汽車荷載布置</p><p>　　其中：＝4.22+0+4.22＝35.28 m2</p><p><b>　?。剑?.833</b></p><p><b>　?。剑?.167</b></p>&l

85、t;p><b>　　影響線圖如下：</b></p><p>　　圖 3.2.1-2 影響線圖</p><p>　　用剛性橫梁法的橫向分布影響線為直線，設(shè)影響線零點(diǎn)離1號梁軸線的距離為x，則：</p><p>　　解得：x＝7.875m</p><p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》</p>&l

86、t;p>　　本設(shè)計(jì)的橋面凈寬度W＝13.0m，車輛單向行駛時在，橋涵的設(shè)計(jì)車道數(shù)為3車道。</p><p>　　計(jì)算荷載得橫向分布系數(shù)：</p><p><b>　　一車道加載時：</b></p><p>　　圖 3.2.1-3 一車道加載</p><p><b>　?。?.8753</b>

87、</p><p><b>　　二車道加載時：</b></p><p>　　3.2.1-4 二車道加載</p><p><b>　?。?.418</b></p><p><b>　　三車道加載時：</b></p><p>　　圖3.2.1-5 三車道

88、加載</p><p><b>　　＝1.635</b></p><p>　　3.2.2 活載因子的計(jì)算</p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(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)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下

89、，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，對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計(jì)算時，也可采用下列公式估算：</p><p><b>　?。?.2.2-1）</b></p><p><b>　?。?.2.2-2）</b></p><p><b&g

90、t;　　（3.2.2-3）</b></p><p>　　式中 —結(jié)構(gòu)的計(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)跨中處的單位長度質(zhì)量（），當(dāng)換算為重力計(jì)算時，其單位應(yīng)為（）；</p><p>　　—結(jié)構(gòu)跨中

91、處延米結(jié)構(gòu)重力（）；</p><p><b>　　—重力加速度，。</b></p><p>　　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，采用；計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時，采用。</p><p>　　因邊垮跨度小 按照最不利效應(yīng)計(jì)算法則 取l＝30m，查得Ic=3.3879m4</p><p>　　防撞墻

92、、護(hù)欄荷載：q=13.4kN/m</p><p>　　鋪裝層荷載：q=31.2kN/m </p><p>　　中跨單元：Ac=8.855 q=8.855×25=221.375 kN/m</p><p>　　mc=(13.4+31.2+221.375)/10=26599</p><p><b>　　μ值可按下式計(jì)算：&

93、lt;/b></p><p>　　當(dāng)＜1.5Hz時， μ=0.05</p><p>　　當(dāng)1.5Hz≤≤14Hz時， μ=0.1767-0.0157</p><p>　　當(dāng)＞14Hz時， μ=0.45</p><p>　　式中 ——結(jié)構(gòu)基頻（Hz）。</p><p>

94、　　求得：正彎矩效應(yīng)： 0.3157 </p><p>　　負(fù)彎矩效應(yīng)： 0.413</p><p>　　FACTOR=(1+μ)nηξ </p><p>　　式中 1+μ—沖擊系數(shù)；</p><p><b>　　n—車道數(shù)；</b></p><p

95、><b>　　η—車道折減系數(shù)；</b></p><p><b>　　ξ—偏載系數(shù)。</b></p><p>　　EX: 一車道加載時FACTOR1=1.413×3×1×1×0.8753=3.710</p><p>　　EX: 二車道加載時FACTOR2=1.413×

96、3×1×1×1.418=6.011</p><p>　　EX: 三車道加載時FACTOR3=1.413×3×0.78×1×1.635=5.406</p><p>　　經(jīng)比較選取二車道加載時的最大值6.011計(jì)算</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置</p><p

97、><b>　　4.1 力筋估算</b></p><p>　　4.1.1 計(jì)算原理</p><p>　　根據(jù)《預(yù)規(guī)》（JTG D62-2004）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>　　一、 按承載能力極限計(jì)算時滿足正截面強(qiáng)度要求：</p>&

98、lt;p>　　預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。</p><p>　　1.對于僅承受一個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：</p><p><b>　　如圖：</b></p><p>　　， （4.1

99、.1.1-1）</p><p>　　， （4.1.1.1-2）</p><p><b>　　解上兩式得：</b></p><p>　　受壓區(qū)高度 （4.1.1.1-3）</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋數(shù) （4.1.1.1-4a）<

100、;/p><p>　　或 （4.1.1.1-4b）</p><p>　　式中 —截面上組合力矩。</p><p>　　—混凝土抗壓設(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>　　—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； </p><p><

101、;b>　　b—截面寬度</b></p><p>　　2.若截面承受雙向彎矩時，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（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋）會使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。</p><p>　　二、 使用荷載下的應(yīng)力要求</p><p>　　規(guī)范（JTJ D62-

102、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，同時截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。</p><p><b>　　寫成計(jì)算式為：</b></p><p>　　對于截面上緣 （4.1.1.1-5）</p&

103、gt;<p>　?。?.1.1.1-6）</p><p>　　對于截面下緣 （4.1.1.1-7）</p><p>　　（4.1.1.1-8）</p><p>　　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)的符號當(dāng)為正彎矩時取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時取負(fù)值，且按代數(shù)

104、值取大小。</p><p>　　一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為簡便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。</p><p>　　公式（4.1.1.1-5）變?yōu)?（4.1.1.1-9）</p><p>　　公式（4.1.1.1-7）變?yōu)?

105、 （4.1.1.1-10）</p><p>　　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：</p><p>　　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：</p><p>　　（4.1.1.1-11）</p><p>　　（4.1.1.1

106、-12）</p><p>　　將式（4.1.1.1-9）、（4.1.1.1-10）分別代入式（4.1.1.1-11）、（4.1.1.1-12），解聯(lián)立方程后得到</p><p>　?。?.1.1.1-13）</p><p>　?。?.1.1.1-14）</p><p><b>　　令 </b></p>

107、<p>　　代入式（4.1.1.1-13）、（4.1.1.1-14）中得到</p><p>　　（4.1.1.1-15）</p><p>　?。?.1.1.1-16）</p><p>　　式中 Ap—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(可取0.5~0.75估算)；</p><p

108、>　　e—預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；</p><p><b>　　K—截面的核心距；</b></p><p>　　A—混凝土截面面積，取有效截面計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)截面只在下緣布置力筋Np下以抵抗正彎矩時</p><p>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時： （4.1.1.1-17）<

109、;/p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時： （4.1.1.1-18）</p><p>　　當(dāng)截面中只在上緣布置力筋N上 以抵抗負(fù)彎矩時：</p><p>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時 （4.1.1.1-19）</p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時 （4.1.1.1-12）</p>

110、<p>　　當(dāng)按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計(jì)算時(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值)。可由前面的式（4.1.1.1-6）和式（4.1.1.1-8）推導(dǎo)得：</p><p>　?。?.1.1.1-21）</p><p>　?。?.1.1.1-22）</p><p>　　有時需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應(yīng)增配根，才能使上緣不

111、出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當(dāng)截面承受正彎矩時，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應(yīng)增配根。其關(guān)系為：</p><p><b>　　當(dāng)承受時， </b></p><p><b>　　當(dāng)承受時， </b></p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算</p><p>　　對于連續(xù)梁體系，或凡是預(yù)應(yīng)

112、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，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，只能以預(yù)估值來考慮，本設(shè)計(jì)用BSAS輸出組合彎矩值來進(jìn)行設(shè)計(jì)，此項(xiàng)估算是非常粗略的。用于計(jì)算的具體彎矩?cái)?shù)值見表4.1.2-1。</p><p><b>　　具體計(jì)算如下：</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束采用7φ

113、5型號，采用YM15-15。有關(guān)參數(shù)為：</p><p>　　Ap=15×120×10－6=0.0021(m2) </p><p>　　而預(yù)應(yīng)力抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度為fpd=1860(MPa),本設(shè)計(jì)在估算預(yù)應(yīng)力鋼筋時，預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力取為：σpe=0.5×1860=930(MPa)</p><p>　　1. 僅在上緣布置預(yù)應(yīng)力鋼束<

114、;/p><p>　　取第15號邊墩支座截面為例，計(jì)算如下：</p><p>　?。?） 按正常使用狀態(tài)計(jì)算：</p><p>　　查截面特性，有I=12.458(m4)，A=24.976(m2)，y1=1.187(m)，y2=1.213(m)，Ws=10.495,WX=10.2704,KS=0.411,KX=0.4202,ES=0.94,EX=1.21,Mmax=-44

115、919.371(KN?m);Mmin=-81500.805(KN?m)</p><p>　　其中：I—有效截面慣性矩；</p><p><b>　　A—有效截面面積；</b></p><p>　　ys—有效截面中性軸距上緣的距離；</p><p>　　yx—有效截面中性軸距下緣的距離。</p><p&

116、gt;　　由式(4—19)有：</p><p><b>　　=31(向上取整)</b></p><p>　　由式(4—20)有：</p><p><b>　　=44（向下取整）</b></p><p>　?。?） 按承載能力極限計(jì)算時有：</p><p>　　h0 =h-e=

117、2.4-0.24=2.16(m),fcd=18.4MPa,b=10m,Mp=-103428.75(KN?m)</p><p>　　受壓區(qū)高度為：=0.265</p><p><b>　　=21</b></p><p>　　比較以上兩種情況，取31束鋼筋。</p><p>　　2. 僅在下緣布置預(yù)應(yīng)力鋼束</p>

118、;<p>　　以中跨跨中25號截面為例</p><p>　　（1） 按正常使用階段計(jì)算有：</p><p>　　查截面特性，有I=1.692(m4)，A= 8.21 (m2)，ys =0.618(m), yx =0.782(m),WS=2.737,WX=2.164,KS=0.2635,KX=0.383,ES=0.62,EX=0.51,Mmax=36103.543(KN?m),

119、Mmin=10650.961(KN?m)</p><p>　　由式(4.1.1.1—17)有：</p><p><b>　　=31 </b></p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時： </p><p>　　由式(4.1.1.1—18)有：</p><p><b>　　=24

120、</b></p><p>　?。?） 由承載能力極限狀態(tài)計(jì)算得：</p><p>　　h0 =h-e=1.4-0.15=1.25(m),fcd=18.4MPa,b=14m,Mp=47269.791(KN?m)</p><p>　　受壓區(qū)高度為：=0.156611</p><p><b>　　=17</b>&l

121、t;/p><p>　　綜上計(jì)算可以得25號截面需24根鋼束.</p><p>　　3. 上、下緣均布置預(yù)應(yīng)力鋼束</p><p>　　以邊跨6號截面為例：</p><p>　?。?） 按正常使用狀態(tài)計(jì)算有：</p><p><b>　　查截面特性，有：</b></p><p>