橋梁畢業(yè)設計----35m跨預應力混凝土簡支箱梁橋計算

1、<p>　　35M跨預應力混凝土簡支箱梁橋計算</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本橋采用預應力簡支梁結構，全橋總長為35米，全寬為9.5米，、，單跨橋，全橋斷面都采用單箱單室結構。</p><p>　　全橋計算采用橋梁博士，首先對整座橋進行單元劃分，本橋共劃分為37個單元，各個單元的斷面形式都為單箱單室

2、結構，分別確定各個單元的具體尺寸和坐標位置，把所有信息輸入后建立全橋立體模型。接下來定出鋼束幾何形狀進行輸入。采用整體預制施工，荷載為公路一級，設計車道數(shù)為兩車道。所有數(shù)據輸入完畢就進行數(shù)據計算，計算完成就可看輸出結果。結果包括單元截面應力、強度驗算、鋼束應力驗算、使用階段應力、計算模型等。單元強度、鋼束應力驗算通不過的，就要進行鋼束調整直到所有驗算滿足通過后上部結構計算完成。最后完成初步設計。</p><p>

3、　　該軟件計算數(shù)據結果輸出清晰明了,計算結果安全.可用于設計此類直線及大半徑橋梁，但不適于做小半徑的曲線橋梁，計算精度不夠。</p><p>　　關鍵詞：簡支梁 初步設計 立體模型</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章．總體說明-----------------------------------------

4、------------------3</p><p>　　第二章 全橋縱向模型建立---------------------------------------------------4</p><p>　　第三章 基本數(shù)據計算--------------------------------------------------------6</p><p>　　第

5、四章 結構計算-------------------------------------------------------------7</p><p>　　第五章 結構驗算-------------------------------------------------------------9</p><p>　　第六章 預應力損失計算------------------------

6、------------------------------19</p><p>　　結論--------------------------------------------------------------------------24</p><p>　　致謝--------------------------------------------------------------

7、------------25</p><p>　　主要參考文獻------------------------------------------------------------------25</p><p><b>　　第一章.總體說明</b></p><p><b>　　1 設計資料：</b></p>

8、<p><b>　　1)橋梁跨徑及橋寬</b></p><p>　　標準跨徑：35m（墩中心距離）</p><p>　　橋面凈空：凈-8+2*0.75=9.5m</p><p><b>　　2) 設計荷載</b></p><p>　　汽車荷載等級：公路-Ⅰ級，人群荷載標準值為3.5KN

9、/m２</p><p>　　3 )材料及施工工藝</p><p>　　混凝土：主梁采用C40混凝土，欄桿及橋面鋪裝采用C20混凝土</p><p>　　預應力鋼筋采用ASTM270級15.24底松弛鋼絞線（相當于原標準Ⅱ級鋼筋），小于12mm的采用R235或（Q235）熱扎光圓鋼筋（相當于原標準Ⅰ級鋼筋）</p><p><b>　

10、　4) 設計依據</b></p><p>　　<<公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范>>（JTG D62--2004）</p><p>　　<<公路橋涵設計通用規(guī)范>>（JTG D60--2004）</p><p><b>　　5)橋面鋪裝：</b></p><

11、;p>　　采用5cm厚C20混凝土+5cm厚瀝青混凝土。</p><p><b>　　6)施工方式：</b></p><p><b>　　預制</b></p><p><b>　　7)溫度效應</b></p><p>　　梯度溫度引起的效應按T1=20℃ T2=6.7℃考

12、慮。</p><p><b>　　2.設計規(guī)范：</b></p><p>　　1.《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）</p><p>　　2.《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p><p>　　3.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）</p&g

13、t;<p>　　4.《公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTJ022-85）</p><p>　　5.《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTJ024-85）</p><p>　　6.《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004-89）</p><p>　　7.《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041-2</p><p><b>　

14、　一 </b></p><p>　　第二章 全橋縱向模型建立</p><p>　　選用箱型截面出于這樣幾點考慮：首先，箱型截面整體性好，結構剛度大；其次，箱梁的頂、底板可提供足夠面積來布設預應力鋼束以承受正、負彎矩；另外，抗扭能力強，同時箱型截面能夠提供較大的頂板翼緣懸臂，底版寬度相應較窄，可大幅度減小下部結構工程量。</p><p>　　2.1初步擬訂

15、截面尺寸：</p><p>　　由經驗可知，本橋可采用單箱單室。</p><p>　　箱梁由頂板，底板，腹板等各部分組成。他們的擬訂尺寸如下：</p><p>　　1）預應力混凝土梁橋的標準設計高跨比為1/17~1/19，本設計取梁高2m，高跨比為1/17.5。</p><p>　　2）頂板厚度確定：頂板的厚度取決于頂板的跨徑及頂板內縱橫向管

16、道的布置，細頭所占的最小尺寸和施工水平，其尺寸可根據經驗公式估算：d/36 +15cm </p><p>　　式中：d為腹板凈距。</p><p>　　根據所知設計資料，頂板厚度擬采用25cm</p><p>　　箱梁懸臂板長度確定：箱梁懸臂板長度經驗估計公式為</p><p>　　單箱單室：c/b=0.24-0.00048Lmax+0.0

17、058b</p><p>　　式中：c為一側懸臂板長度，b為箱梁頂寬</p><p><b>　　擬取懸臂長2.5m</b></p><p>　　腹板厚度確定：經驗公式：h/36+5cm+管道尺寸</p><p>　　式中：h為高度（cm）</p><p>　　腹板厚度擬采用50cm</p&

18、gt;<p>　　底板厚度確定：擬采用25cm</p><p>　　6）橫隔梁設置：為方便施工，主梁不設跨中橫隔梁橫隔梁高度與主梁同高厚度取用20cm</p><p><b>　　具體尺寸見下頁圖：</b></p><p>　　毛截面幾何特性計算：</p><p><b>　　A=59500cm&

19、lt;/b></p><p>　　毛截面重心距h/2高出的距離為：8.5cm</p><p>　　毛截面對重心的慣性距為：300300245cm </p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　全橋擬采用37個單元，單元幾何圖及三維圖見下圖：</p><p><b

20、>　　圖2-2</b></p><p><b>　　全橋三維圖形：</b></p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　第三章 基本數(shù)據計算</p><p><b>　　3.1基本數(shù)據</b></p><p>　　

21、橋結構為單箱單室，車道數(shù)為2，橫向折減系數(shù)為1</p><p>　　考慮到荷載偏心效應和剪力滯效應，橫向分布系數(shù)為2×1。2=2.4</p><p>　　施工階段存在均布的永久荷載即二期恒載為：</p><p>　　q=橋面鋪裝集度+防撞護攔集度</p><p>　　=0.05×9.5×25+0.05×

22、9.5×21+0.301×1.5×25</p><p>　　=33.14（kN/m）</p><p>　　其中瀝青鋪裝層密度按21kN/m，護攔按10米3.01 m 混凝土計算，混凝土容重按25kN/m計</p><p><b>　　3.2鋼筋估算：</b></p><p>　　預應力鋼筋采

23、用ASTM270級15.24底松弛鋼絞線，本橋采用的預應力混凝土為C40混凝土；預應力鋼束采用中交04預應力筋:270K級鋼絞線(15.24)的鋼絞線，fpd=1860Mpa,其公稱面積139mm2。張拉千斤頂型號為2PZ－460/31。</p><p>　　輸入原始數(shù)據后，可得配筋在正常使用狀態(tài)的估算圖如下：</p><p><b>　　圖3-1</b></p

24、><p>　　每束鋼束編束根數(shù)為6根，故，所需鋼束數(shù)為：</p><p>　　n=（0.021×1000000）/6*139=25.2</p><p><b>　　取鋼筋束為26束</b></p><p><b>　　第四章 結構計算</b></p><p>　　預應力

25、混凝土連續(xù)梁采用“橋梁博士3.0BETA2.0”程序進行內力分析和配束，并進行結構安全性驗算。</p><p>　　計算由于梯度溫度引起的效應時按T1=20℃ T2=6.7℃。</p><p>　　4.1應用程序計算的說明</p><p>　　《橋梁博士》系統(tǒng)是一套通用橋梁結構設計施工計算系統(tǒng)，具有以下特點：</p><p>　　1、系統(tǒng)寄托

26、在Windows工作平臺，遵從國際標準的用戶界面，充分利用Windows強大的軟件與設備支持特性和多任務功能。</p><p>　　2、系統(tǒng)的數(shù)據輸入全部采用標準的界面人機交互輸入，并提供了強大的數(shù)據自動生成和編輯功能，以及有效的數(shù)據糾錯與查錯功能，從而使得數(shù)據輸入這一繁瑣的工作得到了大大的簡化。</p><p>　　3、系統(tǒng)具有強大的直線橋梁、平面斜、彎和異型橋梁設計與施工計算功能，能進

27、行各種結構體系的恒載與活載的線性與非線性結構響應計算，能夠實現(xiàn)復雜的截面施工操作，能夠有效地模擬施工中采用的臨時支架和掛籃設備，能夠進行結構上下部共同作用的分析；能夠自動對斜拉橋等帶索體系進行結構優(yōu)化及考慮活載效應后估算拉索面積，并能夠自動計算每根拉索的施工張拉力；能夠自動按照規(guī)范進行三種承載能力極限狀態(tài)組合和六種正常使用極限狀態(tài)組合（包括施工階段組合V）,并根據您的要求進行這九種組合的配筋計算或應力驗算和強度驗算及抗裂性驗算；系統(tǒng)同時

28、附有截面設計計算、活載橫向分布系數(shù)計算以及基礎計算等模塊。</p><p>　　4.2荷載組合的處理</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)組合， </p><p>　　組合I：基本組合；按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.6條規(guī)定；按此組合驗算結構的承載能力極限狀態(tài)的強度；</p><p>　　正常使用極限狀態(tài)內力組合</p>

29、<p>　　組合I：長期效應組合；按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定；</p><p>　　組合II：短期效應組合；按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定；按此組合驗算鋼筋混凝土結構的裂縫寬度；</p><p><b>　　組合V：施工組合</b></p><p><b>　　應力組合</b

30、></p><p>　　組合I：長期效應組合，僅供部分預應力A類構件的抗裂安全驗算（參照規(guī)范JTG D62 – 2004第6.3.1條），組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定，但組合時只考慮直接作用荷載，不考慮間接作用，例如不計汽車沖擊、不計沉降、溫度等；符合規(guī)范JTG D62 -2004第6.3.1條規(guī)定；</p><p>　　組合II：短期效應組合，對預應力混

31、凝土構件而言是按照抗裂驗算的要求進行組合計算的，組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定，并滿足規(guī)范JTG D62 – 2004第6.3.1條有關規(guī)定，即對全預應力構件和部分預應力A類構件以及預制和現(xiàn)澆構件的最小法向應力組合時預應力引起的應力部分分別按照0.85（全預應力預制構件）、0.8（全預應力現(xiàn)澆構件）、1.0（部分預應力A類構件）的系數(shù)來考慮的。其它類型應力以及非預應力構件的各種應力組合由預應力引起的應力部分都是

32、按照1.0的系數(shù)考慮的；</p><p>　　組合III：標準組合，所有應力組合時各種荷載的分項組合系數(shù)都為1.0，參與組合的荷載類型為規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條中短期效應組合中規(guī)定的所有荷載類型，只是荷載分項系數(shù)都為1.0；</p><p><b>　　4.3計算結果匯總</b></p><p>　　預應力混凝土構件設計：&l

33、t;/p><p>　　承載能力極限狀態(tài)強度驗算：查看承載能力極限狀態(tài)荷載組合I強度驗算結果。 </p><p>　　正常使用極限狀態(tài)應力驗算：</p><p>　　法向壓應力：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合III應力驗算結果；（最大壓應力驗算結果）。</p><p>　　法向拉應力（抗裂性）： </p><p>　　全預應力

34、構件：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合II應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）。</p><p>　　部分預應力A類構件：長期效應組合：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合I應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）；短期效應組合：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合II應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）。</p><p>　　主壓應力：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合III應力驗算結果；（最大主壓應力驗算結果）。&

35、lt;/p><p>　　主拉應力：查看正常使用極限狀態(tài)荷載組合II應力驗算結果；（最大主拉應力驗算結果）。</p><p><b>　　第五章 結構驗算</b></p><p><b>　　5.1承載能力驗算</b></p><p>　　5.1.1正截面強度驗算</p><p>

36、　　公路橋涵的持久狀況設計應按承載能力極限狀態(tài)的要求，對構件進行承載力及穩(wěn)定計算，必要時尚進行結構的傾覆和滑移的計算。在進行承載能力極限狀態(tài)計算時，作用（或荷載）的效應（其中汽車荷載應計入沖擊系數(shù)）應采用其組合設計值；結構材料性能采用其強度的設計值。</p><p><b>　　正截面承載能力計算</b></p><p>　　由平衡條件可寫出如下方程：</p&g

37、t;<p>　　沿縱向力的方向平衡條件：</p><p>　　對受拉區(qū)鋼筋（預應力筋和非預應力筋）合力作用點力矩平衡條件：</p><p>　　式中 ——混凝土彎曲抗壓強度設計值；</p><p>　　——預應力筋抗拉強度設計值；</p><p>　　——非預應力筋的抗拉強度設計值；</p><p>

38、　　——非預應力筋的抗壓強度設計值；</p><p>　　——受壓預應力筋的計算應力；</p><p>　　、——分別為受拉區(qū)預應力筋和非預應力筋截面面積；</p><p>　　、——分別為受壓區(qū)預應力筋和非預應力筋截面面積：</p><p>　　——受壓區(qū)混凝土截面面積；</p><p>　　——受壓區(qū)混凝土截面對受

39、拉區(qū)鋼筋合力作用點的凈</p><p><b>　　矩；</b></p><p>　　、——分別為受壓區(qū)預應力筋合力作用點和非預應力筋合力作用點至截面受壓邊緣的距離；</p><p>　　、——受壓區(qū)預應力筋和非預應力筋合力作用點至截面受壓邊緣和受拉邊緣的距離，；</p><p>　　、——分別為受壓區(qū)預應力筋和非預應力

40、筋合力點至截面受拉邊緣和受壓邊緣距離；</p><p>　　——截面彎矩承載能力；</p><p>　　——截面彎矩設計值。</p><p>　　其中 假設受壓高度,即在翼板內，則：</p><p>　　受壓區(qū)預應力筋的應力：</p><p>　　式中 ——受壓區(qū)預應力鋼筋與混凝土彈性模量之比；</p&g

41、t;<p>　　——預應力筋抗壓強度設計值，按規(guī)范表取值；</p><p>　　——合力處由預應力所產生的混凝土應力；</p><p>　　——受壓區(qū)預應力筋在荷載作用前已存在有效預應力。</p><p>　　矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構件，其正截面抗彎承載力計算應符合下列規(guī)定： （5-1）

42、 </p><p>　　混凝土受壓區(qū)高度x應按下式計算： </p><p><b>　　（5-2）</b></p><p>　　截面受壓區(qū)高度應符合下列要求： </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 ——橋梁

43、結構的重要性系數(shù)；</p><p>　　Md——彎矩組合設計值；</p><p>　　cd——混凝土軸心抗壓強度設計值；</p><p>　　b——矩形截面寬度或T形截面腹</p><p><b>　　寬度； </b></p><p>　　pd——縱向預應力鋼筋的抗拉強度設計值； </p

44、><p>　　Ap——受拉區(qū)縱向預應力鋼筋的截面面積；</p><p>　　——界限相對受壓區(qū)高度；</p><p>　　h0 ——截面有效高度，h0=h-a, 此處h為截面全高。</p><p>　　翼緣位于受壓區(qū)的形截面或形截面受彎構件，其正截面抗彎承載力應按下列規(guī)定進行計算： </p&g

45、t;<p>　　圖4-1中支點正截面受彎承載力計算簡圖</p><p>　　hf——T形I形或截面受壓翼緣厚度； （5-4）</p><p>　　bf——T形I形或截面受壓翼緣的有效寬度。</p><p>　　上面給出的正截面承載力計算公式是針對正常的適筋梁的破壞狀態(tài)導出來。因而，截面配筋率必須滿足下列要求：</p>

46、<p>　　=0.45=,且不小于0.2％。</p><p>　　b――矩形截面的梁寬，T型截面的腹板寬度；</p><p>　　――截面的有效高度，即縱向受拉鋼筋合力作用點到受拉邊緣的距離；</p><p>　　限制配筋率可以轉化為限制應力變圖變形零點至截面上邊緣的距離進一步轉化為限制混凝土受壓區(qū)等效矩形應力圖的高度：</p><p

47、>　　式中：――相對于“界限破壞”時的混凝土受壓區(qū)高度；</p><p>　　――相對界限受壓區(qū)高度，又稱為混凝土受壓高度界限系數(shù)。</p><p><b>　　計算結果：</b></p><p><b>　　表5-1</b></p><p>　　單元承載能力極限組合最大抗力及對應內力圖<

48、;/p><p><b>　　圖5-1</b></p><p>　　單元承載能力極限組合最小抗力及對應內力圖</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　5.1.2斜截面抗剪驗算</p><p>　　矩形、T形、和I形截面的受彎構件，當配置箍筋和彎起鋼筋時，其

49、斜截面抗剪承載力計算應符合下列規(guī)定：</p><p>　　0VdVcs+ Vpb （5-5） Vcs=1230.4510-3bh0 （5-6）</p><p>　　Vpb=0.75*10-3*fpd*∑Apb*sinθ

50、 （5-7）</p><p>　　式中 Vd——斜截面受壓端上由作用（或荷載）效應產生的最大剪力組合設計值；</p><p>　　Vcs——斜截面內混凝土和箍筋共同的抗剪承載力設計值（kN）；</p><p>　　Vpb——與斜截面相交的預應力彎起鋼筋抗剪承載力設計值（kN）；</p><p>　　1——異號彎矩影響系數(shù)，計

51、算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載</p><p>　　時，1=1.0；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間梁段的抗剪承載力時，1=0.9；</p><p>　　2——預應力提高系數(shù)，對預應力混凝土受彎構件，2=1.25</p><p>　　3——受壓翼緣的影響系數(shù)；</p><p>　　b——斜截面受壓端正截面處，矩形截面寬度（mm），或T形和I形

52、截面腹板</p><p><b>　　寬度（mm）</b></p><p>　　h0——斜截面受壓端正截面的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣</p><p><b>　　距離（mm）；</b></p><p>　　P——斜截面內縱向受拉鋼筋的配筋百分率，P=100，=（Ap+Apb+As）/

53、b h0</p><p>　　——邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）；</p><p>　　sv——斜截面內箍筋賠筋率，sv=Asv/svb；</p><p>　　—— 箍筋抗拉強度設計值；</p><p>　　Apb——斜截面內在同一彎起平面的預應力彎起鋼筋截面面（mm）；</p><p>　　θ

54、——預應力彎起鋼筋（在斜截面受壓端正截面處）的切線與水平線的夾角。</p><p><b>　　使用階段應力驗算：</b></p><p>　　對控制點：跨中，支點處及1/4跨處進行使用階段應力的驗算。</p><p>　　單元號＝2 10 19 27 37</p><p><b>　　表5-2</b&g

55、t;</p><p><b>　　圖5-3</b></p><p>　　5.2抗裂性驗算（注：所有輸出壓正拉負 單位：MPa）</p><p>　　正截面抗裂（壓正拉負 單位：MPa）：</p><p>　　A類預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下應滿足以下規(guī)定：</p><p>　　

56、stpc0.7tk =2.1MPa （5-8）</p><p>　　長期效應組合下應滿足以下規(guī)定：</p><p>　　ltpc0 （5-9）</p><p>　　式中 st——在作用（或荷載）短期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力；<

57、;/p><p>　　lt——在作用（或荷載）長期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力；</p><p>　　tk——混凝土抗拉強度標準值；tk=3MPa;</p><p>　　pc——扣除預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預加力。</p><p><b>　　斜截面抗裂：</b></p>

58、<p>　　A類預應力混凝土構件在作用（或荷載）短期效應組合下應符合下列規(guī)定：</p><p>　　現(xiàn)場澆筑： tp 0.5tk =1.5MPa （5-10）</p><p>　　tp= （5-11）</p><p>　　式中： tp——由作用（或荷載）短期效應組合和預加力產生的

59、混凝土主拉應力；</p><p>　　tk——混凝土抗拉強度標準值；</p><p>　　——在計算主應力點，由預加力和按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩MS產生的混凝土發(fā)向應力；</p><p>　　——由豎向預應力鋼筋的預加力產生的混凝土豎向壓應力；</p><p>　　——在計算主應力點，由預應力彎起鋼筋的預加力和按作用（或荷載）短

60、期效應計算的剪力VS產生的混凝土剪應力。</p><p><b>　　計算結果：</b></p><p><b>　　長期效應組合驗算：</b></p><p><b>　　表5-3</b></p><p>　　長期效應組合最大正拉應力圖</p><p>

61、;<b>　　圖5-4</b></p><p><b>　　短期效應組合驗算</b></p><p><b>　　表5-4</b></p><p>　　短期效應組合最大正拉應力圖</p><p><b>　　圖5-5</b></p><

62、p>　　短期效應組合最大主拉應力圖</p><p><b>　　圖5-6</b></p><p>　　所選單元節(jié)點號為上緣最小、下緣最小、最大主拉應力較大的單元節(jié)點，要求滿足（JTG D62-2004）第6.3.1條。</p><p><b>　　正截面抗裂：</b></p><p>　　A類

63、預應力混凝土構件，在作用（或荷載）短期效應組合下應滿足以下規(guī)定：</p><p>　　stpc0.7tk =1.855MPa （5-12）</p><p>　　長期效應組合下應滿足以下規(guī)定：</p><p>　　ltpc0 （5-13）</p>

64、;<p>　　式中 st——在作用（或荷載）短期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力；</p><p>　　lt——在作用（或荷載）長期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力；</p><p>　　tk——混凝土抗拉強度標準值；tk=2.65MPa;</p><p>　　pc——扣除預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預

65、加力。</p><p><b>　　斜截面抗裂：</b></p><p>　　A類預應力混凝土構件在作用（或荷載）短期效應組合下應符合下列規(guī)定：</p><p>　　現(xiàn)場澆筑： tp 0.5tk =1.325 MPa （5-14）</p><p>　　tp=

66、 （5-15）</p><p>　　式中： tp——由作用（或荷載）短期效應組合和預加力產生的混凝土主拉應力；</p><p>　　tk——混凝土抗拉強度標準值；</p><p>　　——在計算主應力點，由預加力和按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩MS產生的混凝土發(fā)向應力；</p><p>　　——由豎向預應力鋼筋的預加力

67、產生的混凝土豎向壓應力；</p><p>　　——在計算主應力點，由預應力彎起鋼筋的預加力和按作用（或荷載）短期效應計算的剪力VS產生的混凝土剪應力。</p><p>　　故各截面不滿足全預應力混凝土構件的要求，滿足部分預應力混凝土A類構件的要求。</p><p>　　5.3混凝土應力驗算（注：所有輸出壓正拉負 單位：MPa）</p><p>

68、;　　要求滿足（JTG D62-2004）第7.1.5條。</p><p>　　0.5ck=0.535=17.5MPa （5-16）</p><p>　　ck——混凝土抗壓強度標準值；ck=35MPa；</p><p>　　pc——扣除預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預加力；</p>&l

69、t;p>　　pt——由預加力產生的混凝土法向拉應力。</p><p>　　所選單元節(jié)點號為上緣最大、下緣最大、最大主壓應力較大截面。要求滿足《橋規(guī)》（JTJ 023－85）要求：</p><p>　　0.6ck=0.632.4=19.44MPa </p><p>　　ck——混凝土抗壓強度標準值；ck=32.4MP

70、a；</p><p>　　pc——扣除預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預加力；</p><p>　　pt——由預加力產生的混凝土法向拉應力。</p><p>　　故截面處混凝主應力滿足要求。</p><p>　　持久狀況下預應力構件標準值效應組合應力驗算</p><p><b>　　表5-5

71、</b></p><p><b>　　圖5-7</b></p><p>　　組合3為正截面壓應力驗算。</p><p>　　所選單元節(jié)點號為上緣最大、下緣最大、最大主壓應力較大截面。要求滿足（JTG D62-2004）第7.1.5條。</p><p>　　0.5ck=0.532.4=16.2MPa

72、 （5-17）</p><p>　　ck——混凝土抗壓強度標準值；ck=32.4MPa；</p><p>　　pc——扣除預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預加力；</p><p>　　pt——由預加力產生的混凝土法向拉應力。</p><p>　　故截面處混凝主應力滿足要求。</p>

73、;<p>　　第六章 預應力損失計算</p><p>　　由于全橋為對稱體系，故只取支點和跨中和1/4跨三個控制點進行計算，全橋共31個控制點，取2，9 16三個點（單位：MPa）</p><p>　　一．預應力筋與孔道壁之間摩擦引起的應力損失；</p><p>　　式中 ——由于摩擦引起的應力損失（）；</p><p>　　—

74、—鋼筋（錨下）控制應力（）；</p><p>　　——從張拉端至計算截面的長度上，鋼筋彎起角之和（）；</p><p>　　χ——從張拉端至計算截面的管道長度（）；</p><p>　　——鋼筋與管道壁之間的摩擦系數(shù)；</p><p>　　——考慮每米管道對其設計位置的偏差系數(shù)。</p><p>　　預應力管道成形采用

75、鋼波紋管，取，取。</p><p>　　χ取值為跨中截面到張拉端的距離。</p><p><b>　　具體計算結果如下：</b></p><p><b>　　表6-1</b></p><p>　　二．錨具變形、預應力筋回縮和分塊拼裝構件接縫壓密引起的應力損失；</p><p>

76、;　　式中 ——由于錨頭變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失（）；</p><p>　　——預應力鋼筋的有效長度（）；</p><p>　　——錨頭變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值（）。</p><p>　　采用OVM錨具，根據規(guī)范表可知，＝6，接縫壓縮值＝1。</p><p><b>　　計算結果：</b></p&g

77、t;<p><b>　　表6-2</b></p><p>　　三．混凝土加熱養(yǎng)護時，預應力筋和臺座之間溫差引起的應力損失；</p><p>　　在先張法中，鋼筋的張拉和臨時錨固都是在常溫下進行的，當采用蒸汽和其他加熱方法養(yǎng)護混凝土時，鋼筋就會因為受熱而伸長，而加力臺座不受加熱的影響，設置在兩個加力臺座之間的臨時錨固點之間的距離保持不變，這樣將使鋼筋松動。

78、降溫時鋼筋已經和混凝土粘接成一體，無法恢復到原來的應力狀態(tài)，于是產生了應力損失：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　――預應力鋼筋的線膨脹系數(shù)，?。?0000～12000；</p><p>　　――預應力鋼筋的彈性模量，取＝180

79、00～20000Mpa。</p><p>　　本例為后張法混凝土構件，所以此項全部為零。</p><p>　　四．混凝土彈性壓縮引起的應力損失；</p><p>　　在后張法結構中，由于一般預應力筋的數(shù)量較多，限于張拉設備等條件的限制，一般都采用分批張拉、錨固預應力筋。在這種情況下，已張拉完畢、錨固的預應力筋，將會在后續(xù)分批張拉預應力筋時發(fā)生彈性壓縮變形，從而產生應

80、力損失。</p><p>　　式中 ——由于混凝土的彈性壓縮引起的應力損失（）；</p><p>　　——在先行張拉的預應力鋼筋重心處，由于后來張拉一根鋼筋而產生的混凝土正應力；對于連續(xù)梁可取若干有代表性截面上應力的平均值（）；</p><p>　　——在所計算的鋼筋張拉后再張拉的鋼筋根數(shù)。</p><p>　　經推導可得公式其他形式為：

81、</p><p>　　——表示預應力筋張拉的總批數(shù)；</p><p>　　——在代表截面（如l/4截面）的全部預應力鋼筋形心處混凝土的預壓應力（預應力筋的預拉應力扣除和后算得）。</p><p>　　——所有預應力筋預加應力（扣除相應階段的應力損失和后）的內力；</p><p>　　——預應力筋預加應力的合力至混凝土凈截面形心軸的距離；<

82、;/p><p><b>　　計算結果：</b></p><p><b>　　表6-3</b></p><p>　　五. 預應力筋松弛引起的應力損失；</p><p>　　對預應力鋼筋，僅在傳力錨固時鋼筋應力的情況下，才考慮由于鋼筋松弛引起的應力損失，其終極值：</p><p>　

83、　式中 ——由于鋼筋松弛引起的應力損失（）；</p><p>　　——傳力錨固時預應力鋼筋的應力，按規(guī)范第條的規(guī)定計算（）；</p><p>　　——松弛系數(shù)，對鋼絞線，級松弛時，按采用，級松弛時，按采用。</p><p><b>　　計算結果：</b></p><p><b>　　表6-4</b&

84、gt;</p><p>　　六．混凝土收縮和徐變引起的應力損失。</p><p>　　由于混凝土收縮、徐變引起的應力損失終極值按下列公式計算：</p><p>　　式中 ——由收縮、徐變引起的應力損失終極值（），</p><p>　　——傳力錨固時，在計算截面上預應力鋼筋重心處，由于預加力(扣除相應階段的應力損失)和梁自重產生的混凝土正

85、應力；對連續(xù)梁可取若干有代表性截面的平均值（）；</p><p>　　——混凝土徐變系數(shù)的終極值；</p><p>　　——混凝土收縮應變的終極值；</p><p>　　——梁的配筋率換算系數(shù)；</p><p>　　——非預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比；</p><p>　　、——預應力鋼筋及非預應力鋼筋的截面

86、面積（）；</p><p>　　——梁截面面積，對后張法構件，可近似按凈截面計算（）；</p><p>　　——預應力鋼筋及非預應力鋼筋重心至梁截面重心軸的距離（）；</p><p>　　——截面回旋半徑()；</p><p>　　——截面慣性矩，對于后張法構件，可近似按按凈截面計算（）；</p><p><b&

87、gt;　　計算結果： </b></p><p><b>　　表6-5</b></p><p><b>　　有效預應力：</b></p><p><b>　　表6-6</b></p><p><b>　　結論</b></p><

88、;p>　　為預應力混凝土簡支箱梁橋，本設計內力計算、配束一律采用通用橋梁結構設計施工計算系統(tǒng)《橋梁博士3.0Beta2.0》。內力計算考慮結構自重、車道荷載，以及由梯度溫度、支座沉降、預應力引起的次內力等因素。預應力考慮由預應力鋼束與孔道壁之間的摩擦、預應力鋼束應力松弛、混凝土收縮和徐變引起的損失。該橋所配預應力鋼束采用中交新預應力270K級鋼絞線（φs15.24），根據位置和功能的不同，可以將箱梁縱向預應力鋼束分為腹板束、底板束

89、。每個腹板從上到下分三層布置。腹板束沿縱向隨彎矩的正負交替而起伏布置，在支點處盡量朝頂板方向靠近，而在跨中附近，又下彎盡量靠近底板方向布置。腹板束在每道施工縫處交錯錨固，每道施工縫錨固總鋼束數(shù)的一半，剩下的另一半到下一施工縫錨固。鋼束錨固后，通過預應力連接器延長，繼續(xù)下階段施工。頂板束布置在支點附近的頂板承托內，一端錨頭預埋在混凝土內，另一端在施工縫處張拉。頂板束的規(guī)格為7φs15.2。底板束布置在靠近腹板的底板內，規(guī)格為：7φs15.

90、2及9φs15.2（適用于最后一跨），在每個施工縫處根據需要或通過連接或張拉錨固，在最后一個施工階段底板束須在箱梁內部反向張拉。最后對箱</p><p>　　通過這次設計，進一步認識到連續(xù)箱梁橋的優(yōu)點及發(fā)展前景。改革開放以來，我國公路建設事業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是高速公路建設，從無到有，現(xiàn)已建成8700km。作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到相應發(fā)展，跨越大江（河）、海峽（灣）的長大橋梁建設也相繼修建，一般公路和

91、高等級公路上的中、小橋、立交橋，形式多樣，工程質量不斷提高，為公路運輸提供了安全、舒適的服務。</p><p>　　箱形截面能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大；箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋；箱梁容許有最大細長度；應力值σg+p較低，重心軸不偏一邊，同T形梁相比徐變變形較小。箱梁截面有單箱單

92、室、單箱雙室（或多室），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。隨著交通量的快速增長，車速提高，人們出行希望有快速、舒適的交通條件，預應力混凝土連續(xù)箱梁橋能適應這一需要。它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強，外形美觀，便于養(yǎng)護等。70年代我國公路上開始修建連續(xù)箱梁橋，到目前為止我國已

93、建成了多座連續(xù)箱梁橋，如一聯(lián)長度1340m的錢塘江第二大橋（公路橋）和跨高集海峽、全長2070m的廈門大橋等。連續(xù)箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時因地，根據安全經濟、保證質量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有：立支架就地現(xiàn)澆、預制拼</p><p>　　本次設計雖然順利完成但在完成設計過程中，感覺到自己在混凝土結構設計原理、有限元理論等方面的知識缺乏，實際動手能力的薄弱，理論知識與工程

94、實踐的結合還存在一定問題。使得設計還存在一些缺點：1.對新規(guī)范的理解有偏差；2.對各類工程軟件的運用不熟練等。還須在以后的工作與學習中不斷完善。</p><p><b>　　致謝：</b></p><p>　　在此次畢業(yè)設計的完成過程中，十分感謝王慧萍老師一直給予的關懷和幫助，為設計過程中悉心指導，并且提供很多參考資料。</p><p><

95、;b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]范立礎，橋梁工程（上冊）[J].北京，人民交通出版社，2001.7</p><p>　　[2]姚玲森，橋梁工程[J]。北京，人民交通出版社，1997.5重印。</p><p>　　[3]葉見曙等，結構設計原理[J]。北京，人民交通出版社，1996。</p><p>　　

96、[4]中交公路規(guī)劃設計院:《公路橋涵設計通用規(guī)范》,人民交通出版 社,2004 </p><p>　　[5]張樹仁:《橋梁設計規(guī)范學習與應用講評》,人民交通出版社,2005 </p><p>　　[6]中交公路規(guī)劃設計院:《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設