連續(xù)剛構(gòu)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　莄薄膃肇螞薄袂芃薈薃羅肆蒄螞肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈螅螈莄蒃螄袀膇荿螃羂莃蒞螂膅芅蚄螂襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肇莂蝿螈節(jié)羋袈袁肅薇袇羃芀蒃袆肅肅葿袆裊荿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁蕿羄膈芇薈肆莃薆薇螆膆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇螞薄袂芃薈薃羅肆蒄螞肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈螅螈莄蒃螄袀膇荿螃羂莃蒞螂膅芅蚄螂襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肇莂蝿螈節(jié)羋袈袁肅薇

2、袇羃芀蒃袆肅肅葿袆裊荿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁蕿羄膈芇薈肆莃薆薇螆膆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇螞薄袂芃薈薃羅肆蒄螞肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈螅螈莄蒃螄袀膇荿螃羂莃蒞螂膅芅蚄螂襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肇莂蝿螈節(jié)羋袈袁肅薇袇羃芀蒃袆肅肅葿袆裊荿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁蕿羄膈芇薈肆莃薆薇螆膆薂薆羈蒂蒈薅肁芅莄薄膃肇螞薄袂芃薈薃羅肆蒄螞肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿蚅蠆肁肂薁蚈膄莈蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈

3、螅螈莄蒃螄袀膇荿螃羂莃蒞螂膅芅蚄螂襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肇莂蝿螈節(jié)羋袈袁肅薇袇羃芀蒃袆肅肅葿袆裊荿蒞裊羇膁蚃襖肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂蒞莁蕿羄膈芇薈肆莃</p><p>　　(65m+115m+65m)公路預(yù)應(yīng)力混凝土</p><p><b>　　連續(xù)剛構(gòu)梁橋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p&

4、gt;<b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p>　　發(fā)題日期：2008年4月 </p><p>　　完成日期：2008年6月

5、 </p><p>　　題 目： 65 + 115 +65 m公路預(yù)應(yīng)力混凝土雙薄壁墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)</p><p>　　本論文的目的、意義 根據(jù)教育部指示，畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科院校本科培養(yǎng)計(jì)劃中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生在學(xué)完培養(yǎng)計(jì)劃所規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及各類必修課和選修專業(yè)課程之后，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、

6、基本知識(shí)和基本技能以及分析和解決實(shí)際問題的能力。和以往的理論教學(xué)不同，畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立地、系統(tǒng)地完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)，掌握一個(gè)工程設(shè)計(jì)的全過程。在鞏固已學(xué)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學(xué)習(xí)到一些新的專業(yè)知識(shí)，有所創(chuàng)新 。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p>　　(一) 主要技術(shù)指標(biāo)</p&

7、gt;<p>　　(1) 孔跨布置：見“分組題目”；</p><p>　　(2) 公路等級(jí)：一級(jí)</p><p>　　(3) 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-I級(jí)，人群荷載3.5kN/m2；</p><p>　　(4) 橋面寬度：橋面寬20.5m，即：凈2×7.5m（車行道）+1.50m（中央分隔帶）+2×2.0m（人行道與欄桿）；</p&g

8、t;<p>　　(5) 橋面縱坡：0% (平坡)；</p><p>　　(6) 橋面橫坡：±1.5%。</p><p>　　(7) 橋軸平面線型：直線。</p><p><b>　　(二)材料規(guī)格</b></p><p>　　(1) 梁體混凝土：C50級(jí)混凝土；</p><p&

9、gt;　　(2) 橋面鋪裝及欄桿混凝土：C40級(jí)混凝土；</p><p>　　(3) 預(yù)應(yīng)力鋼筋及錨具：</p><p>　　主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋可選用7-φj15.24、9-φj15.24、12-φj15.24或19-φj15.24高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(1-φj15.24公稱斷面面積為140.00mm2)，=1860MPa，=1488MPa；對(duì)應(yīng)錨具分別為YM15-7、YM15-9、YM15

10、-12或YM15-19；對(duì)應(yīng)波紋管直徑分別為(內(nèi)徑)φ70、φ80、φ85、φ100mm(外徑比內(nèi)徑大7mm)。</p><p>　　主梁豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用32冷拉IV級(jí)鋼筋，=735MPa(冷拉應(yīng)力)，=550MPa；對(duì)應(yīng)錨具為M34×3(螺距)；對(duì)應(yīng)孔道直徑φ43mm，錨墊板邊長(zhǎng)a = 140mm，相鄰錨板中心距離不小于15cm。</p><p><b>　　(4)

11、 普通鋼筋：</b></p><p>　　受力主鋼筋用II級(jí)鋼筋(12~28)，=340MPa，=340~320MPa；非受力鋼筋用I級(jí)鋼筋(φ8~20)，=240MPa，=240MPa。</p><p>　　(三)施工順序及要點(diǎn)</p><p>　　(1) 墩臺(tái)基礎(chǔ)施工：橋臺(tái)采用明挖基礎(chǔ)，橋墩采用鉆孔樁基礎(chǔ)。</p><p>　

12、　(2) 墩身：剛構(gòu)橋下部結(jié)構(gòu)的主墩墩身采用薄壁空心墩，墩高均為30m；</p><p>　　(3) 主梁橫截面：本橋?yàn)閱蜗鋯问业南淞航孛妫旱紫戮壖暗装迳暇壘炊螔佄锞€規(guī)律變化，腹板、底板可根據(jù)要求變厚；</p><p>　　(4) 在支架上施工中間墩頂0#段；</p><p>　　(5) 在滿堂支架上施工邊跨靠近邊支座梁段；</p><p&

13、gt;　　(6) 在中間墩頂0#段上安置懸臂掛籃設(shè)施：箱梁雙懸臂狀態(tài)施工采用掛籃懸臂對(duì)稱澆筑，中跨及邊跨合攏段采用吊模澆筑，掛籃自重＋施工荷載控制在3700 kN以內(nèi)，掛籃自重按1300 kN計(jì)；</p><p>　　(7) 從中間墩頂0#段兩側(cè)利用懸臂掛籃設(shè)施逐段對(duì)稱施工主梁；</p><p>　　(8) 施工邊跨、中跨合攏段主梁；</p><p>　　(9) 拆

14、除掛籃設(shè)施和邊跨支架；</p><p>　　(10) 拆除0＃段與橋墩的臨時(shí)固接；</p><p>　　(11) 橋面鋪裝、人行道板及欄桿施工(總的荷載集度可近似取為32kN/m)；</p><p>　　(12)不考慮橋下通航的要求，不考慮其它特種荷載，本設(shè)計(jì)不包括墩底承臺(tái)以下部分的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)<

15、;/b></p><p><b>　　(1)橋式方案擬定</b></p><p>　　說明所選擇橋式適合的地理、地質(zhì)環(huán)境；主要尺寸如梁高等確定的一般方法：結(jié)構(gòu)受力的合理性和經(jīng)濟(jì)性等。</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析基本原理描述；有限元結(jié)

16、構(gòu)分析計(jì)算和設(shè)計(jì)軟件的原理及使用，包括結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的確定、單元?jiǎng)澐?、施工階段的劃分及其對(duì)內(nèi)力的影響等。</p><p>　　(3)預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋設(shè)計(jì)</p><p>　　基本設(shè)計(jì)計(jì)算原理描述；相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用的具體公式、參數(shù)表征方式的使用；構(gòu)造要求。</p><p><b>　　(4)主要截面檢算</b></p><p

17、>　　基本設(shè)計(jì)計(jì)算原理描述；相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用的具體公式、參數(shù)表征方式的使用。</p><p>　　(5)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書</p><p><b>　　詳見附錄一。</b></p><p>　　(6)繪制結(jié)構(gòu)主要施工圖</p><p>　　繪制橋梁結(jié)構(gòu)(主梁)主要構(gòu)造圖(立面、平面、橫斷面和階段劃分圖)，分階段預(yù)應(yīng)

18、力鋼筋布置圖(各個(gè)施工階段預(yù)應(yīng)力布置，包括縱向立面、平面和各個(gè)橫斷面布置)，施工程序圖等，要求達(dá)到A3幅面圖紙不少于16張或A2幅面圖紙不少于8張(相當(dāng)于0#圖2張)。</p><p>　　(7)外文資料翻譯，要求選擇一篇外文專業(yè)科技文獻(xiàn)（外文字符不少于10000個(gè)）翻譯或用外文寫出本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要（不少于500漢字，在答辯時(shí)用外語(yǔ)宣讀）。</p><p>　　(8)畢業(yè)設(shè)計(jì)的說明書不少

19、于15000漢字。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p><b>　　(一)設(shè)計(jì)規(guī)范</b></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</p><p><b>　　(二)設(shè)計(jì)任務(wù)書。</b></p><p>&

20、lt;b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1) 根據(jù)任務(wù)書提出完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃。</p><p>　　(2) 掌握橋梁設(shè)計(jì)的基本原理和方法。</p><p>　　(3) 熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的應(yīng)用和相關(guān)橋梁專業(yè)計(jì)算軟件的使用。</p><p>　　(4) 設(shè)計(jì)計(jì)算無誤，數(shù)據(jù)表格化；文整說明簡(jiǎn)明扼要，條理清晰；章節(jié)

21、編號(hào)分明，圖、表編號(hào)說明清楚；文句通順，字跡工整，圖紙美觀；裝訂成冊(cè)。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計(jì)為總長(zhǎng)為245m的公路直線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,跨徑組成為65m+115m+65m，截面形式為單箱單室箱型，墩身為雙薄壁柔性墩。設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路I級(jí)汽車荷載。主梁采用掛籃懸臂對(duì)稱施工。因時(shí)間所限，未涉及下部結(jié)構(gòu)（橋墩和基

22、礎(chǔ)）、橫向預(yù)應(yīng)力及豎向預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)活載位置的不同，連續(xù)剛構(gòu)橋的斷面可能出現(xiàn)正彎矩或負(fù)彎矩，因而，要按彎矩變化的幅值布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⑦B續(xù)梁與薄壁墩（柔性）固結(jié)而成，既保持了連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又節(jié)省了支座，減少墩與基礎(chǔ)的工程量，并改善了結(jié)構(gòu)的水平荷載作用下的受力性能，即各柔性墩按剛度比分配水平力。</p><p>　　參考了大量的工程實(shí)例，對(duì)結(jié)構(gòu)方面進(jìn)

23、行了較為詳細(xì)的分析和研究。橫截面采用單箱單室截面，梁高按二次拋物線變化，從支座處最大5.8米到跨中2.5米，頂板厚度為25cm。為了減小施工難度，并結(jié)合連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點(diǎn)，底板厚度呈直線線性變化，由支座向跨中減，支座處為0.7m,跨中為0.4m。運(yùn)用BSAS對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了內(nèi)力分析,然后對(duì)鋼筋數(shù)量進(jìn)行估計(jì)并配置鋼筋，檢算主要控制截面的承載能力。繪制結(jié)構(gòu)施工圖，包括橋跨布置圖、施工程序圖等，進(jìn)行外文翻譯，最后編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及文檔整理。&

24、lt;/p><p>　　【關(guān)鍵詞】: 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋；懸臂施工；內(nèi)力分析；</p><p>　　預(yù)應(yīng)力損失；次內(nèi)力。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Design is a prestressing concrete continuing steel bridge, with

25、 the total length of 245m of the highway，spans are 65m, 115m, and 65m respectively, the form of the section is single-box single-room，and the piers are flexible double think-wall。 The standard of the loads is highway one

26、 car loads. The main beam of the bridge is constructed symmetrically by Hanging Basket cantilever。 Because of the time constraint, the design doesn’t contain the lower structure (piers and foundations), horizontal pre<

27、;/p><p>　　Design is made on the basis of lots of real projects case, so it gives a detailed analysis and study of the structure. The cross section is in form of single-box single-room , the height of the beam

28、 changes according to the cross-section parabolic ，from the supports the maximal height is 5.8m to the inter - Main beamheight of 2.5m, and the thick of the Roof is 22cm. In order to alleviate the difficulties of constr

29、uction, the thick of the bottom ,combined with the stress feature of continuing </p><p>　　Key words: prestressing concrete continuing steel bridge; cantilever construction; analysis of internal forces;

30、 prestressing lose; secondary internal forces</p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)1</p><p>　　1.2 受力特點(diǎn)2</p><p>　　1.3 構(gòu)造特點(diǎn)2</p><p&g

31、t;　　1.3.1 零號(hào)塊2</p><p>　　1.3.2 橫隔板3</p><p>　　1.3.3 合攏段3</p><p>　　第2章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸4</p><p>　　2.1 橋跨結(jié)構(gòu)圖式及尺寸擬定4</p><p>　　2.1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：4</p><

32、;p>　　2.1.2 結(jié)構(gòu)圖式4</p><p>　　2.1.3 主要尺寸擬定5</p><p>　　2.2 主梁分段與施工階段的劃分6</p><p>　　2.2.1 分段原則6</p><p>　　2.2.2 具體分段6</p><p>　　2.2.3 施工階段的劃分6</p>&

33、lt;p>　　第3章 荷載內(nèi)力計(jì)算8</p><p>　　3.1 恒載內(nèi)力計(jì)算8</p><p>　　3.1.1 計(jì)算方法8</p><p>　　3.1.2 計(jì)算結(jié)果9</p><p>　　3.2 活載內(nèi)力計(jì)算17</p><p>　　3.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮18</p>&

34、lt;p>　　3.2.2 活載因子的計(jì)算18</p><p>　　3.2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果18</p><p>　　第4章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置30</p><p>　　4.1 預(yù)應(yīng)力筋的估算30</p><p>　　4.1.1 預(yù)應(yīng)力筋的估算方法30</p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力筋的估算3

35、4</p><p>　　4.1.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置39</p><p>　　4.1.4 截面特性計(jì)算41</p><p>　　第5章 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算43</p><p>　　5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦損失43</p><p>　　5.2 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮損失48</p

36、><p>　　5.3 彈性壓縮損失52</p><p>　　5.4 鋼筋松馳引起的應(yīng)力損失55</p><p>　　5.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失56</p><p>　　5.6 有效預(yù)應(yīng)力值58</p><p>　　第6章 次內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合59</p><p>　　6.1

37、自重徐變次內(nèi)力計(jì)算59</p><p>　　6.2 預(yù)加力徐變次內(nèi)力計(jì)算64</p><p>　　6.3 溫度次內(nèi)力計(jì)算67</p><p>　　6.4 墩臺(tái)支座不均勻沉降次內(nèi)力計(jì)算71</p><p>　　6.5 預(yù)加力引起的二次力矩計(jì)算73</p><p>　　第7章 截面驗(yàn)算76</p>

38、<p>　　7.1 內(nèi)力組合76</p><p>　　7.1.1 荷載和荷載效應(yīng)76</p><p>　　7.1.2 內(nèi)力組合76</p><p>　　7.2 承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算76</p><p>　　7.2.1 基本理論81</p><p>　　7.2.2 截面驗(yàn)算82</

39、p><p>　　7.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算83</p><p>　　7.3.1 使用階段應(yīng)力驗(yàn)算90</p><p>　　7.3.2 變形驗(yàn)算91</p><p>　　8.1 混凝土總用量計(jì)算93</p><p>　　8.1.1 梁體混凝土（C50）用量計(jì)算93</p><p>　

40、　8.1.2 橋面鋪裝混凝土用量計(jì)算94</p><p>　　8.2 鋼絞線及錨具總用量計(jì)算94</p><p><b>　　總結(jié)與討論96</b></p><p><b>　　致 謝97</b></p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)98</b></p

41、><p><b>　　附錄一99</b></p><p><b>　　附錄二116</b></p><p><b>　　包絡(luò)圖116</b></p><p>　　附錄三 實(shí)習(xí)報(bào)告119</p><p><b>　　第1章 緒 論</b

42、></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校本科培養(yǎng)計(jì)劃中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生在學(xué)完培養(yǎng)計(jì)劃所規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及各類必修和選修專業(yè)課程之后，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，分析和解決實(shí)際問題的能力。和以往的理論教學(xué)不一樣，畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立.系統(tǒng)完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)，以期能掌握一個(gè)工程設(shè)計(jì)的全過程，在鞏固已學(xué)課程的基礎(chǔ)上

43、，學(xué)會(huì)考慮問題、分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學(xué)習(xí)到一些新的專業(yè)知識(shí)，有所創(chuàng)新，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)的一般步驟：參照已有的設(shè)計(jì)擬定結(jié)構(gòu)幾何尺寸和材料類型，模擬實(shí)際的施工步驟，計(jì)算恒載及活載內(nèi)力；然后再根據(jù)實(shí)際情況確定溫度、沉降等荷載，計(jì)算其產(chǎn)生的內(nèi)力，并

44、與恒、活載內(nèi)力進(jìn)行正常使用與承載能力組合。這是設(shè)計(jì)過程中的第一次組合(BSAS完成)，兩種組合的結(jié)果分別作為按正常使用和按承載能力估算鋼束的計(jì)算內(nèi)力。估算出各截面的鋼束后，按照一定要求將鋼束布置好，重新模擬施工過程并考慮預(yù)應(yīng)力的作用，計(jì)算恒載內(nèi)力。由于鋼束對(duì)截面幾何特性的影響，溫度、沉降等內(nèi)力也需重新計(jì)算，但其與鋼束估算時(shí)計(jì)算得到的結(jié)果差別非常小。各種荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算出來后，需進(jìn)行承載能力組合和正常使用組合，以進(jìn)行截面強(qiáng)度驗(yàn)算、應(yīng)力

45、驗(yàn)算和變形驗(yàn)算，這是設(shè)計(jì)過程中的第二次組合。如各項(xiàng)驗(yàn)算均滿足要求且認(rèn)為合理，則設(shè)計(jì)通過。如有些截面的有些驗(yàn)算通不過，則需調(diào)整鋼束甚至修改截面尺寸后重新計(jì)算，直到各項(xiàng)驗(yàn)算均通過為止。</p><p>　　如上所述，設(shè)計(jì)過程一般包括兩次組合。第一次組合是為了估算鋼束。此時(shí)鋼束還未確定，也就無法考慮預(yù)加力的作用。由于預(yù)加力對(duì)徐變有很大影響，故估算鋼束時(shí)一般也不考慮收縮徐變的影響。況且，此時(shí)用的幾何特性都是毛截面幾何特性

46、，所以第一次組合的內(nèi)力不是橋梁的實(shí)際受力狀態(tài)，僅供估束參考。根據(jù)估束結(jié)果確定鋼束數(shù)量和幾何形狀后，考慮預(yù)加力和收縮徐變的影響重新計(jì)算的內(nèi)力是當(dāng)前配束下的受力。如各項(xiàng)驗(yàn)算均通過，那么可作為最終結(jié)果。如個(gè)別截面不滿足，但兩次組合結(jié)果相差不大，可適當(dāng)調(diào)整鋼束后重新計(jì)算；如兩次組合結(jié)果相差很大，則應(yīng)將第二次組合內(nèi)力作為估束依據(jù)重新估束，再重復(fù)進(jìn)行驗(yàn)算，直到各項(xiàng)驗(yàn)算全部通過且兩次組合結(jié)果相差不大為止?？傊?，設(shè)計(jì)的過程就是一個(gè)逐次迭代逐次逼近的過程

47、。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員可能一次就能通過，但對(duì)我們初次設(shè)計(jì)，可能需“迭代”多次，甚至需要修改截面尺寸。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋采用懸臂施工法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，經(jīng)過一系列的施工階段而逐步形成最終的連續(xù)剛構(gòu)體系。在各個(gè)施工階段，可能具有不同的靜力體系，其中包括安裝單元、拆除單元、張拉預(yù)應(yīng)力、移動(dòng)掛籃等工況。因此計(jì)算其恒載內(nèi)力時(shí)必須精確模擬各個(gè)施工階段，反映在結(jié)構(gòu)約束、荷載列向量和總剛矩陣等隨施工階

48、段而發(fā)生變化。橋梁的恒載內(nèi)力由各施工階段引起的內(nèi)力迭加而成，顯然對(duì)不同的施工方法，橋梁的恒載內(nèi)力是有很大差別的。而活載和溫度、沉降等內(nèi)力在成橋后才發(fā)生，作用在最終連續(xù)剛構(gòu)體系上，故與施工方法無關(guān)。為了保證施工安全和長(zhǎng)期正常使用，進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)每一個(gè)受力階段計(jì)算各種荷載作用下的應(yīng)力和變形，并進(jìn)行組合。懸臂施工涉及到非常多的施工工況，且由于體系發(fā)生轉(zhuǎn)換而使預(yù)加力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計(jì)算變得復(fù)雜，故設(shè)計(jì)時(shí)一般必須借助電算完成。</

49、p><p><b>　　1.2 受力特點(diǎn)</b></p><p>　　采用懸臂施工的連續(xù)剛構(gòu)橋，在施工過程中經(jīng)歷T型剛構(gòu)受力狀態(tài)，合攏后形成連續(xù)剛構(gòu)橋，其恒載產(chǎn)生的內(nèi)力由各施工階段產(chǎn)生的內(nèi)力迭加而成。由于合攏段較短，其產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小，故T型剛構(gòu)受力狀態(tài)為主要部分。對(duì)懸臂施工連續(xù)剛構(gòu)橋，合攏后根部負(fù)彎矩很大，而中跨跨中恒載彎矩很小。二期恒載加上以后，根部負(fù)彎矩增大，中跨

50、跨中承受相對(duì)較小的正彎矩。因此，截面幾何尺寸擬定時(shí)，應(yīng)根據(jù)以上彎矩分布特點(diǎn)，增大主梁根部附近斷面的抗彎剛度，提高截面下緣的承壓能力。</p><p>　　懸臂施工時(shí)，澆筑一節(jié)段梁體，達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉此段鋼束。梁體自重產(chǎn)生負(fù)彎矩，預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生正彎矩，二者結(jié)合使得梁體基本處于偏心受壓受力狀態(tài)，其軸向力非常大，抗剪強(qiáng)度一般不成問題，而最小正應(yīng)力又較大，故主拉應(yīng)力也易滿足。</p><p>&

51、lt;b>　　1.3 構(gòu)造特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1.3.1 零號(hào)塊</b></p><p>　　零號(hào)塊是懸臂澆筑施工的中心塊體，又是體系轉(zhuǎn)換的控制塊體。零號(hào)塊受力非常復(fù)雜，且一般作為施工機(jī)具和材料堆放的臨時(shí)場(chǎng)地，故其頂板、底板、腹板尺寸都取得較大。零號(hào)塊已不能處理為一般的桿系，對(duì)重要橋梁都要進(jìn)行零號(hào)塊空間應(yīng)力分析。從國(guó)內(nèi)施工來看，

52、零號(hào)塊時(shí)有開裂，故其施工工藝及結(jié)構(gòu)構(gòu)造是很值得研究的問題。</p><p><b>　　1.3.2 橫隔板</b></p><p>　　懸臂施工的連續(xù)剛構(gòu)大多采用箱形截面，抗扭剛度較大，故除零號(hào)塊內(nèi)設(shè)置橫隔板外，主橋沿縱向一般不設(shè)橫隔板。零號(hào)塊內(nèi)橫隔板傳遞荷載較大，通常采用一片實(shí)體或兩片式剛性橫隔板，中部開設(shè)過人洞。在各跨上需考慮不平衡段底板鋼束彎起錨固的要求，還需設(shè)

53、置預(yù)留伸縮槽。</p><p><b>　　1.3.3 合攏段</b></p><p>　　合攏段的施工是橋梁施工的重要環(huán)節(jié)。在合攏段施工過程中，由于溫度變化、混凝土早期收縮、已完成結(jié)構(gòu)的收縮徐變、新澆混凝土的水化熱，以及結(jié)構(gòu)體系變化和施工荷載等因素，對(duì)尚未達(dá)到強(qiáng)度的合攏段混凝土有直接影響，故必須重視合攏段的構(gòu)造措施，使合攏段與兩側(cè)梁體保持變形協(xié)調(diào)，并在施工過程中能傳

54、遞內(nèi)力。合攏段的長(zhǎng)度在滿足施工要求的情況下，應(yīng)盡量縮短，以便于構(gòu)造處理，一般取1.5～3m。本設(shè)計(jì)取1.5m。</p><p>　　合攏段的構(gòu)造處理有以下幾種：(1)用勁性鋼管作為合攏段的預(yù)應(yīng)力套管；(2)加強(qiáng)配筋；(3)用臨時(shí)勁性鋼桿鎖定；(4)壓柱支撐。合攏段施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)合攏段應(yīng)采用早強(qiáng)、高強(qiáng)、少收縮混凝土；(2)合攏段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)選在一天中溫度較低時(shí)，并使混凝土澆筑后溫度開始緩慢上升為宜；

55、(3)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。</p><p>　　第2章 橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸</p><p>　　2.1 橋跨結(jié)構(gòu)圖式及尺寸擬定</p><p>　　2.1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　　1、設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅰ級(jí) </p><p>　　2、橋梁寬度：橋面寬20.5m，即：凈2×7.5m（車

56、行道）+1.50m（中央分隔帶）+2×2.0m（人行道與欄桿）；</p><p>　　3、橋面設(shè)1.5％的雙向橫坡。</p><p>　　4、擬定參數(shù)：橫斷面下緣寬度12.5m，上緣寬度20.5m，上翼緣外懸臂長(zhǎng)為4m。</p><p>　　2.1.2 結(jié)構(gòu)圖式</p><p><b>　　1、截面形式</b>

57、</p><p>　　為了減小上部結(jié)構(gòu)的自重，達(dá)到增加跨度、減少下部結(jié)構(gòu)的工程量、增加截面抗扭剛度的目的，本橋采用單室箱形截面。上部結(jié)構(gòu)采用變截面箱形梁。</p><p>　　剛構(gòu)墩為雙薄壁墩，該墩的結(jié)構(gòu)剛度能適應(yīng)主梁變形，協(xié)調(diào)主梁與墩之間的變形，即利用此墩的柔度形成擺動(dòng)式支承體系能適應(yīng)由預(yù)加力、荷載、混凝土收縮徐變和溫度變化所產(chǎn)生的縱向位移。</p><p>&l

58、t;b>　　2、立面形式</b></p><p>　　本橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。</p><p>　　本橋跨徑組65+115+65＝245m。 </p><p>　　兩橋墩高度均為30m。</p><p><b>　　施工方法</b></p><p>　　(1)　主橋下部施工

59、</p><p>　　下部基礎(chǔ)采用鋼板樁圍堰，搭設(shè)水中工作平臺(tái)，進(jìn)行鉆孔成樁和澆筑承臺(tái)，墩身采用翻模板分節(jié)進(jìn)行施工。</p><p>　　(2)　上部箱梁施工</p><p>　　懸臂施工方法是從橋墩開始對(duì)稱地、不斷懸臂接長(zhǎng)的施工方法，它一般分為懸臂澆筑法和懸臂拼接法。兩種方法是大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋主要采用的施工方法。本橋選用的施工方法就是懸臂施工方法中的懸臂澆筑法，即

60、掛籃分段澆筑、懸臂對(duì)稱施工。即從中間墩頂兩側(cè)利用懸臂掛籃設(shè)施逐段對(duì)稱施工主梁。 </p><p>　　2.1.3 主要尺寸擬定</p><p><b>　　1、跨度</b></p><p>　　橋梁跨度應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)，功能，通行能力及抗洪防災(zāi)要求，再根據(jù)水利部門推薦橋位處主橋主跨徑的范圍，及主河槽布置橋孔要求，結(jié)合橋址處的水文、地質(zhì)、河道斷面、

61、通航、環(huán)境要求綜合考慮，選出適合于該橋位的跨徑。橋位選擇在河道順直穩(wěn)定，河床地質(zhì)條件良好的河段。本橋跨徑組成：65m+115m+65m，邊跨與中跨的比值為0.565，橋梁工程全長(zhǎng)245m。</p><p><b>　　2、主梁高度</b></p><p>　　連續(xù)剛構(gòu)橋中支點(diǎn)的高跨比一般為 ～，其中大部分為左右。本橋剛構(gòu)墩頂梁高5.8m，是主跨徑的。</p>

62、;<p>　　主跨中部箱梁的高跨比一般為～，并有下降的趨勢(shì)。本橋跨中截面梁高2.5m，是主跨徑的。</p><p>　　梁高沿跨徑方向按二次拋物線變化，在繪圖中近似以直線表示。</p><p><b>　　3、箱梁腹板厚度</b></p><p><b>　　腹板確定經(jīng)驗(yàn)公式：</b></p>

63、<p>　　腹板總厚度： (m),其中，B為橋面總寬度(m)；L為主跨跨度(m)。</p><p>　　同時(shí)應(yīng)滿足構(gòu)造要求：?jiǎn)蝹€(gè)腹板厚度t0≥0.15m。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，腹板厚度在中支點(diǎn)和邊支座處等高段為70cm，跨中為40cm，按階梯性變化。</p><p><b>　　4、箱梁底板厚度</b></p>

64、<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，當(dāng)采用懸臂施工方法時(shí)，梁的下緣特別是靠近橋墩的截面承受很大的壓力。箱形截面的底板應(yīng)提供足夠大的承壓面積，發(fā)揮良好的受力作用。在發(fā)生變號(hào)彎矩的截面中，頂板和底板上都應(yīng)各自發(fā)揮承壓的作用。</p><p>　　(1)　箱梁橋墩處底板厚度</p><p>　　箱梁底板厚度隨箱梁負(fù)彎矩的增大而從跨中逐漸加厚直至橋墩處，以

65、適應(yīng)受壓要求。底板除需符合使用階段的受壓要求外，在破壞階段還宜保持在底板以內(nèi)有適當(dāng)?shù)母挥唷?lt;/p><p>　　本橋橋墩處底板厚度選用70cm。</p><p>　　(2)　箱梁跨中底板厚度</p><p>　　大跨度連續(xù)箱梁因跨中彎矩要求底板內(nèi)需配置一定數(shù)量的鋼束和鋼筋，此時(shí)跨中底板厚度取為30cm。</p><p>　　其余梁段的底板厚度

66、沿跨徑按線性變化。</p><p><b>　　5、箱梁頂板厚度</b></p><p>　　確定箱形截面頂板厚度一般考慮兩個(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。</p><p>　　箱梁斷面頂板厚在全梁范圍內(nèi)一致取為25cm。</p><p>　　2.2 主梁分段與施工階段的劃分</p

67、><p>　　2.2.1 分段原則</p><p>　　根據(jù)選用的施工方案(懸臂澆筑)及所用施工機(jī)具(掛籃)的承重、支承點(diǎn)位置及支反力，對(duì)上部箱梁進(jìn)行施工分段，梁段長(zhǎng)度規(guī)格應(yīng)盡量減少，以利于掛籃施工。梁段長(zhǎng)度變化處的梁段重量差應(yīng)盡量減少，以利于施工控制。即考慮懸臂施工掛籃起吊能力并兼顧計(jì)算單元?jiǎng)澐诌M(jìn)行分段。箱梁分段完成后進(jìn)行單元?jiǎng)澐志幪?hào)。</p><p>　　2.2.2

68、 具體分段</p><p>　　本橋全長(zhǎng)245m，全橋共分98個(gè)梁段單元， 0號(hào)塊長(zhǎng)度7m，一般梁段長(zhǎng)度分成4m、5m，跨中合攏段3.0m。其中0號(hào)塊和邊跨等高梁段單元滿堂支架施工。</p><p>　　2.2.3 施工階段的劃分</p><p>　　1、步驟：(1) 剛構(gòu)墩墩身施工完畢至墩頂。</p><p>　　(2) 澆筑0號(hào)梁段，即1

69、1，0，12梁段和32，0，33梁段。</p><p>　　(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。</p><p>　　(4) 在0梁段上對(duì)稱架設(shè)掛籃4個(gè)，每個(gè)掛籃按1300KN考慮。</p><p>　　2、步驟：(1) 對(duì)稱澆筑10，13，31，34梁段。</p><p>　　(2) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。<

70、/p><p>　　3、步驟：(1) 往兩端移動(dòng)掛籃。</p><p>　　(2) 對(duì)稱澆筑9，14，30，35梁段。</p><p>　　(3) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。</p><p>　　4、步驟：(1) 按前步驟依次澆筑8-2，15-21，29-23，36-42梁段。</p><p>　　(2) 混凝土

71、強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。</p><p>　　5、步驟：(1)安裝邊支座，并現(xiàn)澆邊跨等高梁段1，43梁段。</p><p>　　6、步驟：(1) 拆除邊跨掛籃，安裝中跨合攏段吊籃。</p><p>　　(2) 架設(shè)中跨合攏段鋼支撐，并張拉頂?shù)装迮R時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼索。</p><p>　　(3) 澆筑合攏段22梁段。</p>&

72、lt;p>　　(4) 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。</p><p>　　7、步驟：(1) 拆除邊跨托架和吊籃。</p><p>　　(2) 拆除中跨吊籃。</p><p>　　8、步驟：施加橋面二期荷載</p><p><b>　　梁段分段示意圖</b></p><p>　　第3章

73、 荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.1 恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3.1.1 計(jì)算方法</p><p>　　恒載內(nèi)力計(jì)算采用BSAS軟件提供的有限元方法計(jì)算，由于不同的施工方法所計(jì)算出來的恒載內(nèi)力會(huì)不一樣，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格考慮施工階段的劃分。</p><p>　　混凝土及鋼筋材料特性的取值</p><p&

74、gt;　　混凝土：橋墩及鋪裝C40，主梁C50</p><p>　　容重：γ1＝25.0kN/m3；γ2＝26.0kN/m3;</p><p>　　彈性模量 C40：Ec＝3.25×104MPa； C50：Ec＝3.45×104MPa；</p><p>　　線膨脹系數(shù)：α＝1.0×10-5；</p><p&g

75、t;　　混凝土抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 C40：fck＝26.8 MPa； C50：fck＝32.4 MPa；</p><p>　　混凝土抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 C40：ftk＝2.40 MPa； C50：ftk＝2.65 MPa；</p><p>　　鋼絞線：采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，用19Φ15.2的鋼絲燒制而成的鋼絞線，即φS15.24；</p><p>　　單根φS15.2

76、4公稱斷面面積：A＝140.00mm2；</p><p>　　抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk＝1860MPa；</p><p>　　彈性模量：Ep＝1.95×105MPa；</p><p>　　粗鋼筋：采用精扎螺紋鋼，直徑25mm；</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋管道：連續(xù)剛構(gòu)梁縱、橫向采用金屬波紋管成孔，豎向預(yù)應(yīng)力采用鐵皮管成孔；</

77、p><p>　　錨具：采用YM15－19錨具。</p><p><b>　　計(jì)算階段劃分</b></p><p>　　由主墩懸臂法施工至最大懸臂；</p><p>　　安裝邊支座，現(xiàn)澆邊跨等高梁段；</p><p>　　邊跨合攏，拆除邊跨臨時(shí)支座；</p><p><b&

78、gt;　　合攏中跨；</b></p><p><b>　　拆除吊籃；</b></p><p><b>　　橋面鋪裝；</b></p><p><b>　　運(yùn)營(yíng)階段；</b></p><p><b>　　計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p>&

79、lt;p>　　圖3.1-1 計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　4、二期荷載</b></p><p><b>　　橋面鋪裝及橫斷面</b></p><p>　　主梁頂平坡，鋪裝層橫坡1.5％的雙向坡。橋面鋪裝水泥混凝土，最薄處厚8.0cm。水泥混凝土鋪裝層的優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，耐磨性能好，適合重載交通。</p&

80、gt;<p>　　(2) 二期恒載計(jì)算</p><p>　　即計(jì)算按32kN/m計(jì)。</p><p>　　3.1.2 計(jì)算結(jié)果</p><p>　　2、截面特性計(jì)算結(jié)果</p><p>　　表2.1 毛截面幾何特性</p><p>　　表2.2 施工階段計(jì)算結(jié)果（包括一期恒載和二期恒載）

81、</p><p>　　圖3.1-2 施工階段彎矩圖</p><p>　　3.2 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　活載內(nèi)力計(jì)算為基本可變荷載在橋梁使用階段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。</p><p>　　公路標(biāo)準(zhǔn)活載圖式：公路—Ⅰ級(jí)。</p><p>　　3.2.1 橫向分布系數(shù)的考慮</p><p&g

82、t;　　荷載橫向分布系數(shù)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(shí)，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(gè)橫向分配系數(shù)。本設(shè)計(jì)偏載系數(shù)為1.0。</p><p>　　3.2.2 活載因子的計(jì)算</p><p>　　FACTOR=(1+μ)·n·η·ζ

83、 （3—1）</p><p>　　式中：1+μ——沖擊系數(shù)；</p><p><b>　　n——車道數(shù)；</b></p><p>　　η——車道折減系數(shù)；</p><p><b>　　ζ——偏載系數(shù)。</b></p><p>　　根據(jù)《公路橋

84、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ D60—2004）：</p><p><b>　　公路—Ⅰ級(jí)：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)車道為雙向4車道，單向?yàn)?.5m，汽車的折減系數(shù)為η=0.67；</p><p>　　本橋計(jì)算跨徑小于150m，所以不考慮縱向車道折減。</p><p>　　本橋跨度L取為115m，根據(jù)規(guī)定：，μ＝

85、0.055。所以本設(shè)計(jì)中取μ＝0.055。</p><p>　　FACTOR＝(1+μ)·n·η·ζ＝(1+0.055) ×4×0.67×1.1=3.1104</p><p>　　3.2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用BSAS軟件進(jìn)行該內(nèi)力計(jì)算，現(xiàn)僅將結(jié)構(gòu)的結(jié)果列于下表。</p>

86、;<p><b>　　活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</b></p><p>　　表3.2 公路Ⅰ級(jí)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果</p><p>　　第4章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置</p><p>　　4.1 預(yù)應(yīng)力筋的估算</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土截面配筋，是根據(jù)前面兩種極限狀態(tài)的組合結(jié)果，確定截面受力

87、的性質(zhì)，分為軸拉、軸壓，上緣受拉偏壓、下緣受拉偏壓、上緣受拉偏拉、下緣受拉偏拉，上緣受拉受彎和下緣受拉受彎8種受力類型，分別按照相應(yīng)的鋼筋估算公式進(jìn)行計(jì)算。估算結(jié)果為截面上緣配筋和截面下緣配筋，此為截面最小配筋，設(shè)計(jì)者可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)放寬。</p><p>　　需要說明的是，之所以稱為鋼束“估算”，是因?yàn)橛?jì)算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實(shí)受力。確定鋼束需要知道各截面的計(jì)算內(nèi)力，而布置好鋼束前又不可能求得橋梁的真實(shí)

88、受力狀態(tài)，故只能稱為“估算”。此時(shí)與真實(shí)受力狀態(tài)的差異由以下四方面引起：①未考慮預(yù)加力的作用；②未考慮預(yù)加力對(duì)徐變、收縮的影響；③未考慮（鋼束）孔道的影響；④各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事先擬定</p><p>　　4.1.1 預(yù)應(yīng)力筋的估算方法</p><p>　　根據(jù)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足使用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)力筋的數(shù)量可從這兩方面綜合考慮

89、。</p><p><b>　　按承載能力極限計(jì)算</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。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。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：</p><p><b>　　：</b&g

90、t;</p><p>　　圖4-1承載力極限狀態(tài)計(jì)算圖</p><p>　　， （4-1）</p><p>　　， （4-2）</p><p><b>　　解上兩式得：</b></p>

91、;<p>　　受壓區(qū)高度 （4-3）</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋數(shù) ， （4-4a）</p><p>　　或 （4-4b）</p><p>　　式中： MP—截面

92、上組合力矩（考慮混凝土安全系數(shù)1.25時(shí)，）。</p><p>　　Ra—混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；</p><p>　　Ry—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；</p><p>　　Ay—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； </p><p><b>　　b—截面寬度。</b></p><p>　　若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙

93、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。</p><p>　　② 按正常使用狀態(tài)計(jì)算</p><p>　　拉應(yīng)力滿足要求估算下限；壓應(yīng)力滿足要求估算上限。</p><p>　　圖4-2 正常使用狀態(tài)計(jì)算圖</p><

94、;p>　　規(guī)范規(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：</p><p>　　對(duì)于截面上緣 （4-5）</p><p><b>　?。?-6）

95、</b></p><p>　　對(duì)于截面下緣 （4-7）</p><p><b>　?。?-8）</b></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(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

96、按代數(shù)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(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)。</p><p>　　公式（4-5）變?yōu)?（4-9）</p><p>　　公式（4-7）變?yōu)?

97、 （4-10）</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>　　a、截面上下緣均配有力筋Ny上和Ny下以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋Ny上和Ny下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為：</p><p><b>　?。?-11）</b><

98、;/p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　將式（4-9）、（4-10）分別代入式（4-11）(4-12)，解聯(lián)立方程后得到</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><

99、p>　　令 </p><p>　　代入式（4-13）（4-14）中得到</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　式中，Ay—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積； </p><

100、p>　　Ry—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取0.5～0.75估算)；</p><p>　　e—預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；</p><p>　　K—截面的核心距；</p><p>　　A—混凝土截面面積； </p><p>　　b、當(dāng)截面只在下緣布置力筋Ny下以抵抗正彎矩時(shí)</p><p>

101、;　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （4-17）</p><p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （4-18）</p><p>　　c、當(dāng)截面中只在上緣布置力筋Ny上 以抵抗負(fù)彎矩時(shí)：</p><p>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí) （4-19）</p>

102、<p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí) （4-20）</p><p>　　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?4-6)和式（4-8）推導(dǎo)得：</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p><b>　?。?-22）</

103、b></p><p>　　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，則上部束也要相應(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，則下部束也要相應(yīng)增配根。其關(guān)系為：</p><p>　　當(dāng)承受時(shí)， （4-23）</p><p>　　當(dāng)承受時(shí)，

104、 （4-24）</p><p>　　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)用提高15％的BSAS輸出彎矩值來進(jìn)行設(shè)計(jì)，此項(xiàng)估算是非常粗略的。</p><p>　　4.1.2 預(yù)應(yīng)力筋的

105、估算</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用19-φj15.24鋼絞線，每束預(yù)應(yīng)力鋼筋面積：Ay=19×140×10-6=0.00266 m2，設(shè)計(jì)強(qiáng)度：Ry=0.8×1860=1488 MPa；混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為32.4MPa。</p><p>　　采用電子表格計(jì)算，根據(jù)以上公式經(jīng)計(jì)算，分別為截面上、下緣最大最小配筋束數(shù)。將計(jì)算結(jié)果匯總于表4-1中，比較各截面所需的

106、鋼束數(shù)，結(jié)合施工及鋼束的布置構(gòu)造情況，選定該截面所用的鋼束數(shù)。</p><p>　　表4.1 各截面的最大彎矩和最小彎矩值</p><p>　　表4.2 各截面所需要的鋼筋數(shù)：</p><p>　　4.1.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置</p><p>　　預(yù)應(yīng)力對(duì)構(gòu)件有壓力、彎矩、剪力等作用，在其作用下，構(gòu)件發(fā)生變形。對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)，這些變形在支承處

107、要受到約束，從而引起附加反力，由附加反力引起的彎矩叫二次彎矩（次內(nèi)矩）。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，在不改變預(yù)應(yīng)力筋兩端支承處的位置和各支承間的基本形狀的條件下，改變它在各中間支承處的偏心距；那么，并不會(huì)影響其壓力線的位置，這就是預(yù)應(yīng)力鋼筋的線性變換原理。根據(jù)這一原理，當(dāng)壓力線的位置與力筋重心重合時(shí)，這樣布置的鋼筋稱為吻合索；此時(shí)二次彎矩沒有了，但預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力影響仍舊可按等代荷載求得。從這一理論出發(fā)，預(yù)應(yīng)力鋼束的布置應(yīng)盡量與吻合索相近。

108、同時(shí)，結(jié)合其它施工、受力、經(jīng)濟(jì)等因素，可以得出預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的配束原則如下：</p><p>　?。?）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束筋的型式與錨具型式,對(duì)不同跨徑的橋梁結(jié)構(gòu),要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束筋,以達(dá)到合理的布置型式。避免造成因預(yù)應(yīng)力束筋與錨具型式選擇不當(dāng)，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸加大。</p><p>　　（2）預(yù)應(yīng)力束筋的布置要考慮施工的方便，也不能如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣

109、去切斷預(yù)應(yīng)力束筋，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，這樣錨下應(yīng)力區(qū)受力較復(fù)雜，因而必須在構(gòu)造上加以保證，為此常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，而使施工不便。</p><p>　　（3）預(yù)應(yīng)力束筋的布置，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)力束筋配置，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，

110、施工方法的選擇都有密切關(guān)系。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力束筋應(yīng)避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會(huì)引起很大摩阻損失，減低預(yù)應(yīng)力束筋的效益。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力束筋的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性受力狀態(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。</p><p>　?。?）當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋要分層布置時(shí)，頂板的長(zhǎng)束布置在上層，短束布置在下層，底

111、板長(zhǎng)束布置在下層，短束布置在上層。</p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力筋布置不要太靠近翼緣兩側(cè)，在同一截面上錨固要適當(dāng)分散。</p><p>　?。?）在設(shè)置孔道時(shí)需要預(yù)留一定的備用孔道，以便在必要時(shí)補(bǔ)充。</p><p>　?。?0）當(dāng)力筋數(shù)量較多時(shí)可分層布置，一般來說，先錨固下層力筋，后錨固上層力筋。</p><p>　?。?1）鋼束在橫斷

112、面中布置時(shí)直束靠近頂板位置，彎束位于或靠近腹板，便于下彎錨固。</p><p>　?。?2）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)和施工的方便，進(jìn)行對(duì)稱布束，錨頭布置盡量靠近壓應(yīng)力區(qū)。</p><p>　　（13）本橋中采用預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《預(yù)規(guī)》）9.1.1規(guī)定,后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力直線形鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于其管道

113、直徑的1/2?！额A(yù)規(guī)》9.3.4規(guī)定，各主鋼筋間橫向凈距和層與層之間的豎向凈距，當(dāng)鋼筋為三層及以下時(shí)，不應(yīng)小于30mm，并不小于鋼筋直徑；當(dāng)鋼筋為三層以上時(shí)，不應(yīng)小于40mm，并不小于鋼筋直徑的1.25倍。對(duì)于束筋，此處直徑采用等代直徑。同時(shí)，《預(yù)規(guī)》,后張法預(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4m 。</p><p>　　本設(shè)計(jì)鋼束彎曲半徑根據(jù)實(shí)際情況采用5，彎起角為25°、10

114、6;和9°等,具體布置見圖紙。</p><p>　　4.1.4截面特性計(jì)算</p><p>　　采用正常極限狀態(tài)估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，在驗(yàn)算過程中只考慮端支座截面，邊跨1/4截面，邊跨跨中截面，邊跨3/4截面，0號(hào)塊中心截面，中跨1/8截面，中跨3/8截面，中跨跨中截面。各截面的計(jì)算如下：</p><p>　　表4.3 關(guān)鍵截面的計(jì)算數(shù)據(jù)：</p&

115、gt;<p>　　第5章 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　由《預(yù)規(guī)》第六章第二節(jié)規(guī)定，在按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)應(yīng)力作為荷載計(jì)算其效應(yīng)，因此需要計(jì)算預(yù)應(yīng)力值。</p><p>　　由于采用懸臂澆注的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，按《預(yù)規(guī)》第6.2.1條應(yīng)計(jì)算以下各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失值：</p><p>　　(1)預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦

116、 </p><p>　　(2)錨具變形、鋼筋回縮及接縫壓縮 </p><p>　　(3)混凝土的彈性壓縮 </p><p>　　(4)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛 </p><p>　　(5)混凝土的收縮與徐變

117、 </p><p>　　此外，尚因考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈口之間的摩擦、臺(tái)座的彈性變形等因素引起的其他預(yù)應(yīng)力損失。</p><p>　　5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦損失</p><p>　　在后張法構(gòu)件中，張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋在預(yù)留孔道中發(fā)生滑動(dòng)，因而產(chǎn)生摩阻力。鋼筋在遠(yuǎn)離張拉端處的應(yīng)力會(huì)由于這種摩阻力的存在而小于張拉端處的應(yīng)力。這種預(yù)應(yīng)力的減小稱為管道摩阻損失

118、。</p><p>　　由《預(yù)規(guī)》第5.2.6條,預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　——張拉鋼筋時(shí)錨下的控制應(yīng)力（≤0.75）,故= 0.75×1860=1395MPa</p><p>　　μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)