預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，綜合考慮橋位的地質(zhì)、地形條件，提出了獨(dú)塔斜拉橋、上承式鋼管混凝土拱橋和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)三個(gè)比選方案。按“安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀和有利于環(huán)保”的橋梁設(shè)計(jì)原則，分析了三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。推薦預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)作為設(shè)計(jì)方案。推薦方案以基本設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，參考國(guó)內(nèi)外成功的大跨連續(xù)鋼構(gòu)橋

2、，擬定了的跨徑，主梁采用1.8次拋物線變梁高的單箱單室箱主梁，橋墩為雙薄壁空心墩，橋臺(tái)為輕型橋臺(tái)，基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，施工階段采取掛籃懸臂現(xiàn)澆法。對(duì)推薦方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)細(xì)部尺寸擬定，對(duì)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了內(nèi)力計(jì)算、配筋設(shè)計(jì)及控制截面強(qiáng)度、應(yīng)力驗(yàn)算，變形驗(yàn)算等。經(jīng)分析比較及驗(yàn)算結(jié)果表明該橋梁設(shè)計(jì)合理，符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，鋼管混凝土拱橋，斜拉橋，懸臂現(xiàn)澆，應(yīng)力驗(yàn)算&l

3、t;/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　According to the design requirements, the existing design specification of highway bridge, considering the geology and terrain conditions of the brid

4、ge site, after preliminary selection, three bridge type schemas are presented, they are cable-stayed bridge, arch bridge and prestressed concrete continuous rigid frame bridge . Then comparing the advantages and disadvan

5、tages of three options comprehensively by the philosophy of bridge design as “Security, Economy, Application, Beauty and Environmen</p><p>　　Key word: prestressed concrete continuous rigid frame bridge, doub

6、le thin-wall hollow pier , cantilever casting construction 目 錄</p><p>　　第一章 概述 ·····················

7、········ ···1</p><p>　　1.1 地質(zhì)條件····················

8、······· ···1</p><p>　　1.2 主要技術(shù)指標(biāo)····················

9、3;·······1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)·······················&#

10、183;···1</p><p>　　第二章 方案比選···························

11、83;···2</p><p>　　2.1 概述····························

12、 ····2</p><p>　　2.2 比選原則························· ··

13、;···2</p><p>　　2.3 比選方案························· ···

14、;··2</p><p>　　2.3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 ·············· ·····2</p><p>　　2.3.2 上承式鋼管混凝土拱橋 ·&

15、#183;············· ·····3 2.3.3 獨(dú)塔斜拉橋 ···············&

16、#183;··········4</p><p>　　2.4 方案比較····················&#

17、183;·········5</p><p>　　第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置 ···················8<

18、;/p><p>　　3.1 橋型布置······························8</p>

19、<p>　　3.2 橋孔布置······························8</p><p

20、>　　3.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定·················· ·····8</p><p>　　3.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)尺寸擬定···

21、83;···················10</p><p>　　3.5 本橋使用材料···········&

22、#183;·········· ·····11</p><p>　　3.6 毛截面幾何特性計(jì)算··············&

23、#183;···· ·····11</p><p>　　第四章 荷載內(nèi)力計(jì)算 ····················

24、83;· ·····12</p><p>　　4.1 模型簡(jiǎn)介····················· ···&

25、#183;····12</p><p>　　4.2 全橋結(jié)構(gòu)單元的劃分························12</p

26、><p>　　4.2.1 劃分單元原則 ························12</p><p>　　4.2.2 橋梁具體單元?jiǎng)澐?

27、3;·····················12</p><p>　　4.3 全橋施工節(jié)段的劃分·········

28、;···············12</p><p>　　4.3.1 橋梁劃分施工分段原則 ··············&#

29、183;·····12</p><p>　　4.3.2 施工分段劃分 ························13

30、</p><p>　　4.4 恒載、活載內(nèi)力計(jì)算··············· ·········14</p><p>　　4.4.1 恒載內(nèi)力計(jì)算

31、· ·············· ·········14</p><p>　　4.4.2 懸臂澆筑階段內(nèi)力 ·····

32、83;················15</p><p>　　4.4.3 邊跨合龍階段內(nèi)力 ·············&#

33、183;········16</p><p>　　4.4.4 次邊跨合龍階段內(nèi)力 ·····················

34、17</p><p>　　4.4.4 中跨合龍階段內(nèi)力 ······················18</p><p>　　4.4.5 活載內(nèi)力計(jì)算 ·&#

35、183;················ ······19</p><p>　　4.5 其他因素引起的內(nèi)力計(jì)算·······

36、···············21</p><p>　　4.5.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)算 ··············

37、3;······21</p><p>　　4.5.2 支座沉降引起的內(nèi)力計(jì)算 ···················23</p><p>　

38、　4.5.3 收縮、徐變引起的內(nèi)力計(jì)算 ··················24</p><p>　　4.6 內(nèi)力組合·········

39、83;····················27</p><p>　　4.6.1 正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合 ········

40、83;· ······27</p><p>　　4.6.2 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合 ·········· ······27</p><p>　　4.6.3

41、 主要荷載組合 ························27</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 ····&

42、#183;··········· ·····31</p><p>　　5.1 鋼束估算··············

43、·········· ·····31</p><p>　　5.1.1 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求 ··········32</p><

44、;p>　　5.1.2 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算 ········ ·····32</p><p>　　5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置············

45、········· ·····35</p><p>　　5.3 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算················&#

46、183;···· ·····36</p><p>　　5.3.1 預(yù)應(yīng)力與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失 ············36</p><p>　　5.3.2 錨具變形、鋼筋

47、回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失··· ·····37</p><p>　　5.3.3 混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 ········· ·····37</p><p>　

48、　5.3.4 鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失 ···················38</p><p>　　5.3.5 混凝土收縮徐變引起的應(yīng)力損失 ······

49、83;··· ·····38</p><p>　　5.3.6 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算 ·····················&#

50、183;·40</p><p>　　5.4 預(yù)應(yīng)力計(jì)算······················· ·····41<

51、/p><p>　　第六章 強(qiáng)度驗(yàn)算 ························ ·····41</p>&l

52、t;p>　　6.1 正截面承載能力驗(yàn)算························41</p><p>　　6.2 斜截面承載能力驗(yàn)算··&#

53、183;·····················43</p><p>　　第七章 應(yīng)力驗(yàn)算 ·········&

54、#183;····················44</p><p>　　7.1 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算········

55、;· ·····45</p><p>　　7.1.1 壓應(yīng)力驗(yàn)算 ···················· ····

56、;·45</p><p>　　7.1.2 拉應(yīng)力驗(yàn)算 ···················· ·····45</p><p>　

57、　7.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 ·········· ·····46</p><p>　　7.2.1 持久狀況(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 46</p><p>　　7.2.2 持久狀況(使用階段)

58、混凝土的主壓應(yīng)力驗(yàn)算 ······ ····46</p><p>　　7.2.3 持久狀況(使用階段)預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算 ··········46</p><p>　　第八章 抗裂驗(yàn)算

59、······························50</p><p>　　8.1 正截面抗裂驗(yàn)算

60、83;···················· ·····50</p><p>　　8.2 斜截面抗裂驗(yàn)算·····

61、;···················· ·51</p><p>　　致謝 ··········

62、3;······················ ···53</p><p>　　參考文獻(xiàn)······&#

63、183;························· ··54</p><p>　　附錄：外文翻譯 ···&#

64、183;························ ··55</p><p><b>　　第一章 概述</b></p&g

65、t;<p><b>　　1.1 地質(zhì)條件</b></p><p>　　圖1-1 橋址縱斷面圖</p><p>　　1.2 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　橋面凈寬：2×12m＋0.5m （分離式）</p><p>　　設(shè)計(jì)荷載：公路－Ｉ級(jí)</p><p>　　行車速

66、度：80km/h</p><p><b>　　橋面橫坡：2%</b></p><p><b>　　通航要求：無(wú)</b></p><p>　　溫度：最高年平均溫度34℃，最低年平均溫度-10℃。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　1、《公路橋涵設(shè)計(jì)

67、通用規(guī)范》（JTG D60-2004）。</p><p>　　2、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007）。</p><p>　　3、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041-2000）。</p><p>　　4、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）。</p><p>　　5、《公路橋涵圬

68、工設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D61-2005）</p><p><b>　　第二章 方案比選</b></p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　橋式方案比選是初步設(shè)計(jì)階段的工作重點(diǎn)，一般要進(jìn)行多個(gè)方案比較。各方案均要求提供橋式布置圖，圖上必須標(biāo)明橋跨位置，高程布置，上、下部結(jié)構(gòu)形式及工程數(shù)量。對(duì)推薦

69、方案，還要提供上、下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置圖，以及一些主要的及特殊部位的細(xì)節(jié)處理圖。</p><p>　　設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和比較，要全面考慮各項(xiàng)指標(biāo)，綜合分析每一方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選定一個(gè)符合當(dāng)前條件的最佳推薦方案。有時(shí)，占優(yōu)勢(shì)的方案還應(yīng)吸取其他方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步加以改善。 </p><p><b>　　2.2 比選原則</b></p><p>　　設(shè)計(jì)

70、從安全性、技術(shù)適用性、施工難度、設(shè)計(jì)施工周期、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和觀賞性等幾方面對(duì)各比選方案進(jìn)行評(píng)比，其中安全性為主要因素。</p><p><b>　　2.3 比選方案</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范,綜合考慮橋位地質(zhì)地形條件，擬定了三個(gè)比選方案：</p><p>　　方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋<

71、/p><p>　　方案二：上承式鋼管混凝土拱橋</p><p><b>　　方案三：獨(dú)塔斜拉橋</b></p><p>　　2.3.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋</p><p><b>　　1.結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)</b></p><p>　?、旁诟叨沾罂鐝綐蛄褐校c其它結(jié)構(gòu)體系比較，預(yù)應(yīng)力

72、混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋常成為最佳的橋型方案。</p><p>　　⑵預(yù)應(yīng)力砼充分發(fā)揮了高強(qiáng)材料的特性，具有強(qiáng)度高、剛度大、變形小以及抗裂性能好的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?、墙Y(jié)構(gòu)伸縮縫數(shù)量少，高速行車平順舒適，維修工作量小，維護(hù)簡(jiǎn)單。</p><p>　?、瓤勺畲笙薅鹊膽?yīng)用平衡懸臂施工法，施工技術(shù)成熟，易保證工程質(zhì)量。</p><p>　　⑸采用水

73、平抗推剛度較小的雙薄壁墩，可以減小水平位移在墩中產(chǎn)生的彎矩，且薄壁墩底承受的彎矩、梁體內(nèi)的軸力隨著墩高的增大而急劇減小。</p><p>　?、蔬B續(xù)鋼構(gòu)除了保持連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)外，墩梁固結(jié)節(jié)省了大型支座的昂貴費(fèi)用，減少了墩和基礎(chǔ)的工程量，并改善了結(jié)構(gòu)在水平荷載（例如地震荷載）作用下的受力性能，適用于中等以上跨徑的高墩橋梁。</p><p><b>　　2.橋跨布置</b>

74、</p><p>　　該橋?yàn)槿A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑分布為95m+4×170m+95m，橋梁總長(zhǎng)870m,邊主跨比0.56。橋梁設(shè)置單向縱坡，坡度為1％。</p><p><b>　　3.橫斷面布置</b></p><p>　　主梁采用單箱單室箱形截面，梁高按1.8次拋物線變化，設(shè)計(jì)為雙幅橋，單幅橋位單向雙車道，橋面寬12m，橫

75、向布置為0.5m+10.75m+0.75m，橋面橫坡2%。</p><p><b>　　4.基礎(chǔ)</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m，樁中心距4.0m采用C40混凝土，為摩擦樁。承臺(tái)為矩形承臺(tái)，厚4m，兩承臺(tái)尺寸均為23m×14.5m，采用C40混凝土。</p><p><b>　　5.施工

76、要點(diǎn)</b></p><p>　?、艠蛄荷喜坎捎脪旎@懸臂澆注施工，施工時(shí)要對(duì)稱澆注，應(yīng)注意立模高程的合理設(shè)置，準(zhǔn)確控制懸澆高程，確保每個(gè)工況的設(shè)計(jì)線形，主梁邊中跨合龍高差應(yīng)控制在1cm以內(nèi)。</p><p>　?、剖┕ず蟮闹髁簜溆妙A(yù)應(yīng)力束孔處理如下：頂板束預(yù)留孔灌漿封填，底板束預(yù)留孔留下備用，但不穿預(yù)應(yīng)力束。</p><p>　?、窍淞簯覞彩┕r(shí)在底板上

77、的施工孔不封堵，作為箱梁的通氣孔。</p><p>　　⑶橋墩采用爬模法施工，兩端橋臺(tái)采用整體現(xiàn)澆。</p><p><b>　　6.總體布置圖</b></p><p>　　圖2-1 連續(xù)剛構(gòu)橋總體布置圖</p><p>　　2.3.2 上承式鋼管混凝土拱橋</p><p><b>　

78、　1.結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)</b></p><p>　?、牛皹蚴且允軌簽橹鞯慕Y(jié)構(gòu)體系，對(duì)地基的要求比較高。</p><p>　　⑵．拱上立柱與主梁的彈性連接使結(jié)構(gòu)成為超靜定結(jié)構(gòu)，并將主梁上的作用傳遞到主拱圈上，同時(shí)其減跨作用使主梁的高度降低，降低了結(jié)構(gòu)自重。</p><p>　?、牵摴軐?duì)混凝土形成了三向受壓特性，使混凝土的抗壓強(qiáng)度大大提高，作為受壓為主的結(jié)構(gòu)

79、，大大的提高了材料的利用率。</p><p><b>　　2.橋跨布置</b></p><p>　　該橋?yàn)樯铣惺戒摴芑炷岭p連拱，腹孔為連續(xù)梁式腹孔；兩個(gè)拱的矢跨比均采用1/5,計(jì)算跨徑320m，凈矢高64m；拱軸系數(shù)取2.24；拱上立柱間距為10m；拱圈為變高度截面，變高度截面截面高度變化按Ritter規(guī)律變化，n取0.8，拱頂高5.72m，拱腳高11.5m。<

80、;/p><p><b>　　3.橫斷面布置</b></p><p>　　連續(xù)梁式腹孔支撐著T形主梁，設(shè)計(jì)為雙幅橋，單幅橋位單向雙車道，橋面寬12m。橫向布置為0.5m+10.75m+0.75m。</p><p><b>　　4.基礎(chǔ)</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。樁徑1.5m，

81、樁中心距4.0m采用C40混凝土，為摩擦樁。拱座為大型混凝土實(shí)心拱座，采用C40混凝土。</p><p><b>　　5.施工要點(diǎn)</b></p><p>　?、牛ㄟ^纜索吊裝施工進(jìn)行主拱圈的施工，安裝過程應(yīng)嚴(yán)格控制主拱圈的線形。</p><p>　　⑵．待主拱圈合龍后，進(jìn)行鋼管內(nèi)混凝土灌注。</p><p>　?、牵?/p>

82、過纜索吊裝進(jìn)行主梁拼裝。</p><p><b>　　6.總體布置圖</b></p><p>　　圖2-2 上承式鋼管混凝土拱橋總體布置圖</p><p>　　2.3.3獨(dú)塔雙跨斜拉橋</p><p>　　1.斜拉橋的受力特點(diǎn)</p><p>　?、判崩瓨?qū)俳M合體系橋梁，它的上部結(jié)構(gòu)由主梁、拉索

83、和索塔組成。</p><p>　?、菩崩瓨蚴且环N橋面體系以主梁受軸力（密索體系）或受彎（稀索體系）為主、支承體系以拉索受拉和索塔受壓為主的橋梁。</p><p>　?、切崩瓨蚴且环N高次超靜定的組合結(jié)構(gòu)，拉索與主梁是彈性連接，使主梁的跨徑顯著減小，從而大大減小了梁內(nèi)彎矩、梁體尺寸和梁體重力，使橋梁的跨越能力顯著增大，是大跨度橋梁所采用的主要形式之一。</p><p>

84、　　⑷與懸索橋相比，斜拉橋不需要笨重的錨固裝置，抗風(fēng)性能又優(yōu)于懸索橋，由調(diào)整拉索的預(yù)拉力可以調(diào)整主梁的內(nèi)力，使主梁的內(nèi)力分布更均勻合理。</p><p><b>　　2.橋跨布置</b></p><p>　　該橋?yàn)楠?dú)塔不等跨斜拉橋, 跨徑分布為310m+220m，半漂浮體系。主塔高226m ；索距取左跨12m，右跨8m；拉索為扇形布置的雙索面形式。</p>

85、<p><b>　　3.橫斷面布置</b></p><p>　　主梁采用鋼箱梁截面形式，梁高為3m。設(shè)計(jì)為雙幅橋，單幅橋位單向雙車道，橋面寬12m。橫向布置為0.5m+10.75m+0.75m。</p><p><b>　　4.基礎(chǔ)</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。樁徑1.5m，樁中心

86、距4.0m采用C40混凝土，為摩擦樁。</p><p><b>　　5.施工要點(diǎn)</b></p><p>　?、挪捎脩冶燮囱b法施工，施工過程中應(yīng)控制橋梁的線形。</p><p>　?、浦魉捎门滥７ㄊ┕?，施工過程應(yīng)通過測(cè)量監(jiān)控主塔的垂直度，確保在容許的范圍內(nèi)，澆筑量測(cè)時(shí)應(yīng)該選擇一天溫度較低的時(shí)候，以免日照溫差對(duì)主塔產(chǎn)生影響。</p>

87、<p>　?、菕熘魉鲿r(shí)應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算拉索的初始索力，以免施工過程中使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的受力或主梁的線形異常。</p><p><b>　　6.總體布置圖</b></p><p>　　圖2-3 獨(dú)塔斜拉橋布置圖</p><p><b>　　2.4 方案比較</b></p><p>　　方案比選

88、從該橋橋址的實(shí)際地理位置地形環(huán)境，結(jié)合實(shí)用耐久、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、美觀和有利于環(huán)保的設(shè)計(jì)原則綜合考慮。從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。</p><p><b>　　a.實(shí)用性</b></p><p>　　橋上應(yīng)保證車輛安全暢通，并應(yīng)滿足將來(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于

89、檢查和維修。只有滿足了這一基本條件后，才能談得上對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的其他要求，既做到總造價(jià)經(jīng)濟(jì)，又保證工程質(zhì)量和使用安全可靠。</p><p><b>　　b.舒適與安全性</b></p><p>　　現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度，故應(yīng)控制橋梁的振幅，避免車輛受到過大振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。<

90、;/p><p><b>　　c.經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái)的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi)用。</p><p><b>　　d.美觀</b></p><p>　　一座橋梁，尤其是作為一個(gè)城市或地區(qū)的標(biāo)志性建筑的大跨徑橋梁更應(yīng)具有優(yōu)美的外形，同時(shí)應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)一致。合理優(yōu)美

91、的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，而非豪華的裝飾。</p><p><b>　　e.有利于環(huán)保</b></p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計(jì)等全面考慮環(huán)境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)體系，將不利影響減至最小。</p><p>　

92、　方案比選時(shí)應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)擬定的橋梁比選方案作出綜合評(píng)估，選出最優(yōu)的橋梁方案。以下為各比選方案的性能對(duì)比表：</p><p>　　表 2.1 比選方案對(duì)照表</p><p>　　通過對(duì)各設(shè)計(jì)方案在技術(shù)及施工適用性，安全性，經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性，美觀性，設(shè)計(jì)、施工周期等幾方面的綜合對(duì)比分析，結(jié)合老莊河大橋總體布置的需要，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋優(yōu)勢(shì)明顯，被確定為最終設(shè)計(jì)方案。</p>

93、;<p>　　第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)梁橋總體布置</p><p><b>　　3.1 橋型布置</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用六跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，橋梁總長(zhǎng)870m，橋梁起始里程樁號(hào)為K 196+310.58m，終止里程樁號(hào)為K 197+189.42m，橋面標(biāo)高為1151.78m。</p><p>&l

94、t;b>　　3.2 橋孔布置</b></p><p>　　連續(xù)梁跨徑的布置可采用等跨和不等跨兩種。采用等跨布置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模式統(tǒng)一，適于采用頂推法、移動(dòng)模架法或簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)法施工的橋梁，但等跨布置將使邊跨內(nèi)力控制全橋設(shè)計(jì)，不經(jīng)濟(jì)。所以，連續(xù)梁跨徑布置一般以采用不等跨形式，邊跨與中跨跨徑之比一般為0.5～0.8 ,這樣可使中跨跨中彎矩不致產(chǎn)生異號(hào)彎矩。</p><p>　　本設(shè)

95、計(jì)推薦方案根據(jù)任務(wù)書要求以及橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求等確定為的形式，邊跨與中跨之比為0.56。</p><p>　　圖3-1 連續(xù)剛構(gòu)總體布置圖</p><p>　　3.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　1.順橋向梁的尺寸擬定</p><p>　　a.墩頂處梁高：根據(jù)規(guī)范，梁高為1/16～1/20L，取1/18.9L即

96、9m。</p><p>　　b.跨中梁高：根據(jù)規(guī)范，梁高取3.2m。</p><p>　　c.梁底曲線：根據(jù)規(guī)范，選用1.8次曲線。</p><p>　　2. 橫橋向的尺寸擬定</p><p>　　單幅橋?qū)挒?2m，設(shè)計(jì)為雙向分離式橋梁，橋面布置為0.5m+10.25m+0.75m。主梁采用單箱單室，細(xì)部尺寸擬定如下圖：</p>

97、<p>　　圖3-2 墩頂截面（單位:cm）</p><p>　　圖3-3 跨中截面（單位:cm）</p><p>　?。?）底板厚度：本橋截面縱向?yàn)樽兘孛?，支點(diǎn)處底板厚取120cm，跨中厚為35cm，梁底按1.8次拋物線變化。</p><p>　?。?）頂板厚度：考慮橋面板橫向彎矩的受力要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造要求，取頂板厚30cm ,全橋頂板厚相

98、同。</p><p>　　（3）懸臂尺寸：頂板兩側(cè)懸臂板長(zhǎng)度一般取2—5m，且懸臂端厚度不小于10cm。本橋懸臂板取2.75m，懸臂端部厚度18cm，懸臂根部厚度60cm。</p><p>　?。?）腹板厚度：腹板在支點(diǎn)處為滿足剪力增加的需求需加厚，取65cm；腹板在跨中處承受剪力較小，厚度可適當(dāng)減薄，取40cm。</p><p>　?。?）橫隔板：一般設(shè)置于支承處

99、以承擔(dān)和分布很大的支承反力。本橋共設(shè)22道橫隔板，兩橋臺(tái)支點(diǎn)各1道和五墩頂支點(diǎn)各4道。墩支點(diǎn)處四個(gè)橫隔板對(duì)稱設(shè)置，厚度依次為125cm,50cm,50cm,125cm，端支點(diǎn)處橫隔板厚150cm，橫隔板與箱梁連接處均設(shè)有承托。</p><p>　?。?）橋面鋪裝：根據(jù)規(guī)范要求，選用8cm厚C40號(hào)防水混凝土，上加9cm厚瀝青混凝土磨耗層。共計(jì)17cm厚。 </p><p&g

100、t;　　3.橋面鋪裝和線型的選定</p><p>　　橋面鋪裝：根據(jù)《橋梁工程》選用8cm防水混凝土鋪裝層和9cm厚的瀝青混凝土磨耗層，共計(jì)17cm厚。</p><p>　　橋面橫坡：根據(jù)規(guī)范規(guī)定為1.5%～3.0%,取2%,該坡度由箱梁形狀控制。</p><p>　　3.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　主墩采用薄壁空心墩，橋墩

101、寬度為12m，順橋向壁厚為0.5m,橫橋向壁厚為0.5m，橫橋向?qū)挾热∨c梁底同寬6.5m，墩高分別為58.25m、94.33m、57.38m、105.1m、46.54m。根據(jù)給出的地質(zhì)條件，認(rèn)為地質(zhì)條件一般，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。承臺(tái)縱寬為14.5m、橫橋向?qū)挒?，?.0m。24根樁的樁徑1.5m，凈間距2.5m。</p><p>　　3.5 本橋使用材料</p><p><b&g

102、t;　　1.混凝土</b></p><p>　　箱梁采用C50號(hào)，墩身和基礎(chǔ)采用C40號(hào)砼。</p><p>　　表3.1混凝土材料特性</p><p><b>　　2.鋼材</b></p><p>　　表3.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料特性</p><p>　　非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑≥12mm的用

103、Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋，直徑<12mm的用Ⅰ級(jí)光圓鋼筋。帶肋鋼筋應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2—2007的規(guī)定、光圓鋼筋應(yīng)符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1499.1—2007的規(guī)定。</p><p><b>　　3、錨具</b></p><p>　　頂板束采用OVM27-27型錨具、腹板束采用OVM12-12型錨具、底板束采用OVM9-9型錨具，

104、單個(gè)錨具的回縮為6mm。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用精扎螺紋鋼筋，采用扁錨。橫向預(yù)應(yīng)力筋采用鋼絞線，采用扁錨。所有鋼絞線均符合ASTM416-87A的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　4. 預(yù)應(yīng)力管道</b></p><p>　　采用鋼波紋圓、扁管成型；</p><p><b>　　5.伸縮縫</b></p>&l

105、t;p>　　伸縮縫采用HXC-80A定型產(chǎn)品，全橋共2道。 </p><p><b>　　6.橋梁支座</b></p><p>　　單向活動(dòng)和雙向活動(dòng)盆式支座。  </p><p>　　3.6 毛界面幾何特性計(jì)算</p><p>　　在工程設(shè)計(jì)中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進(jìn)行，

106、其計(jì)算式為</p><p><b>　　全截面面積：</b></p><p>　　全截面重心至梁頂?shù)木嚯x：</p><p>　　式中 ——分塊面積；</p><p>　　——分塊面積的重心至梁頂邊的距離。</p><p>　　主梁跨中（I—I）截面的全截面幾何特性如表13-5所示。根據(jù)圖13-20

107、可知變化點(diǎn)處的截面幾何尺寸與跨中截面相同，故幾何特性也相同，為</p><p>　　式中 ——分塊面積對(duì)其自身重心軸的慣性矩；</p><p>　　——對(duì)x-x（重心）軸的慣性矩。</p><p>　　現(xiàn)將幾個(gè)關(guān)鍵截面的毛截面幾何特性列表3.1. </p><p>　　表3.3 毛界面幾何特性</p><p>　　第四

108、章 內(nèi)力計(jì)算及荷載組合</p><p><b>　　4.1 模型簡(jiǎn)介</b></p><p>　　上部結(jié)構(gòu)采用MIDAS橋梁軟件進(jìn)行成橋和各施工階段狀態(tài)下恒載、活載、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變、支座強(qiáng)迫位移、溫度變化等作用的計(jì)算。橫向按框架和簡(jiǎn)支板考慮固端影響的模式進(jìn)行計(jì)算，按其最不利內(nèi)力控制截面設(shè)計(jì)。主橋合擾在夜間溫度較低時(shí)進(jìn)行，合擾順序?yàn)橄冗吙缭俅芜吙缱詈笾锌绾蠑n。

109、下部結(jié)構(gòu)按最不利荷載組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，支座沉降1、3、5號(hào)墩按1cm考慮，2、4墩按1.5cm考慮。</p><p>　　4.2 全橋結(jié)構(gòu)單元的劃分</p><p>　　4.2.1 劃分單元原則</p><p>　　全橋按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預(yù)應(yīng)力布置等因素，按照桿系程序分析原理，遵循結(jié)構(gòu)離散化的原則，在適當(dāng)位置劃分節(jié)點(diǎn)：</p

110、><p>　　1. 桿件的起點(diǎn)和終點(diǎn)及邊界支承處；</p><p>　　2. 桿件的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和截面的變化點(diǎn)；</p><p>　　3. 施工分界線處和預(yù)應(yīng)力錨固點(diǎn)；</p><p>　　4. 單元長(zhǎng)度過大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)細(xì)分；</p><p>　　5. 需驗(yàn)算的截面處；</p><p>　　6. 位移不連續(xù)

111、，需進(jìn)行主從約束時(shí)。</p><p>　　圖4-1 結(jié)構(gòu)離散模擬圖</p><p>　　4.2.2 橋梁具體單元?jiǎng)澐?lt;/p><p>　　橋梁總長(zhǎng)870米，共分為386個(gè)單元，每一個(gè)施工節(jié)段自成一個(gè)單元，另外，在墩頂、跨中和一些構(gòu)造變化位置相應(yīng)增設(shè)了幾個(gè)單元，這樣便于模擬施工過程，而且這些截面正是需要驗(yàn)算的截面。</p><p>　　4.3

112、全橋施工節(jié)段劃分</p><p>　　4.3.1 橋梁劃分施工分段原則</p><p>　　1.有利于結(jié)構(gòu)的整體性，盡量利用伸縮縫或沉降縫、在平面上有變化處以及留茬而不影響質(zhì)量處。</p><p>　　2.分段應(yīng)盡量使各段工程量大致相等，以便于施工組織節(jié)奏流暢，使施工均衡。</p><p>　　3.施工段數(shù)應(yīng)與主要施工過程相協(xié)調(diào)，以主導(dǎo)施工為

113、主形成工藝組合。工藝組合數(shù)應(yīng)等于或小于施工段數(shù)。</p><p>　　4.分段的大小要與勞動(dòng)組織相適當(dāng)，有足夠的工作面。</p><p>　　4.3.2 施工分段劃分</p><p>　　全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺(tái)附近單元使用整體支架現(xiàn)澆法。</p><p>　　27～35單元、82～90單元、137～145單元、192～200

114、單元和247～255單元為0號(hào)塊，以后每向外懸出一塊即為一個(gè)施工階段，分別為1～22號(hào)塊，兩端的1、2和280、281單元為邊跨整體現(xiàn)澆段，單元3、4和278、289為邊跨合攏節(jié)段，單元58、59和223、224為次邊跨合攏節(jié)段，單元113、114和168、169為中跨合攏節(jié)段。共29個(gè)施工階段，施工階段步驟列表如下：</p><p>　　表4.1 懸臂節(jié)段澆筑施工法施工流程</p><p&

115、gt;　　4.4恒載、活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　4.4.1恒載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　恒載內(nèi)力主要為一期恒載的內(nèi)力和二期恒載的內(nèi)力疊加，其彎矩、剪力及軸力如圖所示：</p><p>　　圖4-2 成橋階段彎矩圖</p><p>　　圖4-3 成橋階段剪力圖</p><p>　　圖4-4 成橋階段軸力

116、圖</p><p>　　4.4.2 懸臂澆筑階段內(nèi)力</p><p>　　澆筑0號(hào)塊，拼裝掛藍(lán)，懸臂澆注各箱梁梁段并張拉相應(yīng)頂板縱向預(yù)應(yīng)力束，懸臂澆注結(jié)束時(shí)全橋的恒載內(nèi)力:</p><p>　　圖4-5 最大懸臂階段彎矩圖</p><p>　　圖4-6 最大懸臂階段剪力圖</p><p>　　圖4-7 最大懸臂階

117、段軸力圖</p><p>　　4.4.3 邊跨合龍階段內(nèi)力</p><p>　　安裝排架并按施工要求進(jìn)行預(yù)壓，現(xiàn)澆邊跨等高粱段，達(dá)到強(qiáng)度要求后，澆注邊跨合龍段，張拉邊跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束。此時(shí)全橋恒載內(nèi)力：</p><p>　　圖4-8 邊跨合攏階段彎矩圖</p><p>　　圖4-9 邊跨合攏階段剪力圖</p><p&

118、gt;　　圖4-10 邊跨合攏階段軸力圖</p><p>　　4.4.4 次邊跨合龍階段內(nèi)力</p><p>　　拼裝次邊跨合龍吊架，焊接合龍段骨架，綁扎合龍段鋼筋，澆注次邊跨合龍段，張拉次邊跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束。此時(shí)全橋恒載內(nèi)力：</p><p>　　圖4-11 次邊跨合攏階段彎矩圖</p><p>　　圖4-12 次邊跨合攏階段剪力圖

119、</p><p>　　圖4-13 次邊跨合攏階段軸力圖</p><p>　　4.4.5 中跨合龍階段內(nèi)力</p><p>　　拼裝中跨合龍吊架，焊接合龍段骨架，綁扎合龍段鋼筋，澆注中跨合龍段，張拉中跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束。中跨合龍完成后的全橋恒載內(nèi)力：</p><p>　　圖4-14 中跨合攏階段彎矩圖</p><p>

120、;　　圖4-15 中跨合攏階段剪力圖</p><p><b>　　\</b></p><p>　　圖4-16 中跨合攏階段軸力圖</p><p>　　4.4.6 活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　1. 影響線的計(jì)算 </p><p>　　將單位荷載P=1作用在各橋面的節(jié)點(diǎn)上，求得結(jié)構(gòu)的變

121、形及內(nèi)力，可得位移影響線和內(nèi)力影響線。</p><p>　　2. 活載因子的計(jì)算</p><p><b>　　1）沖擊系數(shù)</b></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(dòng)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

122、相同，在同樣條件的汽車荷載下，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(wú)更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算： </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　l—結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）；</p><p>　　E—結(jié)構(gòu)材料

123、的彈性模量（N/m^2）；</p><p>　　Ic—結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（m^4）；</p><p>　　mc—結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（Ns^2/m^2）；</p><p>　　G—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）；</p><p>　　g—重力加速度，g=9.81(m/s^2)</p&

124、gt;<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(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>　　μ值可按下式計(jì)算：當(dāng)?＜1.5Hz時(shí)，μ=0.05 </p><p>　　當(dāng)1.5Hz≤?≤14Hz時(shí)，μ=0.1767ln?‐0.0157 </p><p>　　當(dāng)?＞14Hz時(shí)，μ=0.45 <

125、;/p><p>　　根據(jù)規(guī)范，計(jì)算的結(jié)構(gòu)基頻f=0.00Hz，沖擊系數(shù)μ = 0.050。</p><p><b>　　2）車道折減系數(shù)</b></p><p>　　橋梁橫向布置車道數(shù)大于2時(shí)，應(yīng)考慮計(jì)算荷載效應(yīng)的橫向折減，但折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)。本橋單幅橋面凈寬12m，車輛單向行駛，根據(jù)規(guī)范，應(yīng)設(shè)置3車道/幅，橫向折減系數(shù)為0

126、.78.</p><p>　　當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于等于150m時(shí)，應(yīng)考慮計(jì)算荷載效應(yīng)的縱向折減。當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)均應(yīng)按最大的計(jì)算跨徑考慮荷載效應(yīng)的縱向折減。本橋最大計(jì)算跨徑為170m，根據(jù)規(guī)范，縱向折減系數(shù)取0.97.</p><p><b>　　3. 車道荷載</b></p><p>　　汽車荷載是由車道荷載和車輛荷載組成的。車道荷

127、載由均布荷載和集中荷載組成。公路—I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5KN/m,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Pk=360KN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，Pk應(yīng)乘以1.2系數(shù)。車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中最大影響線峰值處。 </p><p>　　圖4-17 車道荷載彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　圖4-18 車道荷載剪力包絡(luò)圖<

128、/p><p>　　圖4-19 車道荷載軸力包絡(luò)圖</p><p>　　4.5 其他因素引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　4.5.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引起外加變形或約束變形時(shí)，應(yīng)從受到約束時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度開始，考慮最高和最低有效溫度的作用效應(yīng)。</p><p>　　圖4-20

129、 整體升溫效應(yīng)彎矩圖</p><p>　　圖4-21 整體升溫效應(yīng)剪力圖</p><p>　　圖4-22 整體升溫效應(yīng)軸力圖</p><p>　　圖4-23 整體降溫效應(yīng)彎矩圖</p><p>　　圖4-24 整體降溫效應(yīng)剪力圖</p><p>　　圖4-25 整體降溫效應(yīng)軸力圖</p>&l

130、t;p>　　4.5.2 支座沉降引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　圖4-26 支座沉降效應(yīng)彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　圖4-27 支座沉降效應(yīng)剪力包絡(luò)圖</p><p>　　圖4-28 支座沉降效應(yīng)軸力包絡(luò)圖</p><p>　　4.5.3 收縮、徐變引起的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　圖4-29

131、收縮效應(yīng)彎矩圖</p><p>　　圖4-30 收縮效應(yīng)剪力圖</p><p>　　圖4-31 收縮效應(yīng)軸力圖</p><p>　　圖4-32 徐變效應(yīng)彎矩圖</p><p>　　圖4-33 徐變效應(yīng)剪力圖</p><p>　　圖4-34 徐變效應(yīng)軸力圖</p><p><b&g

132、t;　　4.6 內(nèi)力組合</b></p><p>　　根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合和承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。</p><p>　　4.6.1 正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合</p><p>　　組合I 作用短期效應(yīng)組合: </p><p>　　組合II 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合: <

133、/p><p><b>　　式中 : </b></p><p>　　Ssd—作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　SGik—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　ψ1j—第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）ψ1=0.7，人群荷載ψ1=1.0，風(fēng)荷載ψ1=0.75，溫度梯度作用ψ1=

134、0.8，其他作用ψ1=1.0；</p><p>　　ψ1jSQjk—第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值。</p><p>　　SQik—汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　Sld—作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　Ψ2j—第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）ψ2=0.4，人群荷載ψ2=1.

135、0，風(fēng)荷載ψ2=0.75，溫度梯度作用ψ2=0.8，其他作用ψ2=1.0；</p><p>　　ψ2jSQjk—第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值。</p><p>　　4.6.2 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合</p><p>　　組合Ⅲ 基本組合: </p><p><b>　　或 </b></p

136、><p><b>　　式中:</b></p><p>　　Sud—承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　γ0—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60—2004表1.0.9規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采用，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取1.1、1.0和0.9；</p><p>

137、;　　γGi—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60—2004表4.1.6的規(guī)定采用；</p><p>　　SGik—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SGid—第i個(gè)永久作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值；</p><p>　　γQ1—汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取γQ1 =1.4。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中其值超

138、過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對(duì)專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值；計(jì)算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項(xiàng)系數(shù)也與汽車荷載取同值；</p><p>　　SQik—汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQid—汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的設(shè)計(jì)值；</p>

139、;<p>　　γQj—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取γQj=1.4，但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取γQj=1.1； </p><p>　　SQjk—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQjd—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、

140、離心力）外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值；</p><p>　　ΨC—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取ψc=0.80；當(dāng)除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取ψc=0.70；尚有三種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)

141、取ψc=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)，取ψc=0.50。</p><p>　　4.6.3主要荷載組合</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)各部分對(duì)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的驗(yàn)算需要,設(shè)計(jì)中考慮的主要荷載組合見表4.1。</p><p>　　表 4.2 荷載組合表</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置</p>

142、<p><b>　　5.1鋼束面積估算</b></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)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>　　5.1.1.按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求</p><p>

143、;　　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(lái)保證的。</p><p>　　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>　　如圖：</b></p><p><b>　　圖5-1</b>

144、;</p><p>　　， （5-1）</p><p>　　， （5-2）</p><p><b>　　解上兩式得：</b></p><p>　　受壓區(qū)高度

145、 （5-3）</p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋數(shù) （5-4a）</p><p>　　或 （5-4b）</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—截面

146、上組合力矩。</b></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><b>　　b—截面寬度</b></p><p>　　5.1.2.按正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求（主要依據(jù)）&

147、lt;/p><p><b>　　圖 5-2</b></p><p>　　規(guī)范《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，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>

148、<p>　　對(duì)于截面上緣 （5-5）</p><p><b>　　（5-6）</b></p><p>　　對(duì)于截面下緣 （5-7）</p><p><b>　?。?-8）<

149、/b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，</p><p><b>　　W—截面抗彎模量，</b></p><p>　　—混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。</p><p>　　Mmax、Mmin項(xiàng)的符號(hào)當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為

150、負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(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)算，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（5-5）變?yōu)?（5-9）</p><p>　　公式（5-

151、7）變?yōu)?（5-10）</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)力分為兩種情況討論：</p><p><b>　　合攏段截面</b></p><p>　　上下緣均配有力筋和以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為：</p>&l

152、t;p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　（5-12）</b></p><p>　　將式（5-9）、（5-10）分別代入式（5-11）、（5-12），解聯(lián)立方程后得到:</p><p><b>　　（5-13）</b></p><p><

153、b>　?。?-14）</b></p><p>　　令 </p><p>　　代入式（5-13）、（5-14）中得到：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><

154、;p><b>　　式中： </b></p><p>　　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>　　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；

155、 </p><p>　　A—混凝土截面面積，取有效截面計(jì)算。</p><p>　　以跨中合攏段為例，，，</p><p>　　永存應(yīng)力取0.75，，</p><p><b>　　偏心距，面積，</b></p><p><b>

156、;　　核心距，，</b></p><p>　　將以上各值分別代入式（5-15）、式（5-16）中，得</p><p><b>　　其他截面</b></p><p>　　只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩：</p><p>　　當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （5-19）</p>

157、<p>　　當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： （5-20）</p><p>　　其他截面計(jì)算方法與中跨合攏段相同，不再贅述， 將關(guān)鍵截面的計(jì)算結(jié)果匯總列于表5.1.</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

158、關(guān)系為： </p><p><b>　　當(dāng)承受時(shí)， </b></p><p><b>　　當(dāng)承受時(shí)， </b></p><p>　　表 5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束估算表</p><p>　　5.2 預(yù)應(yīng)力束的布置</p><p>　　本橋箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束采用φ15.24