先簡支后連續(xù)梁橋施工圖設(shè)計(jì)

1、摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是4。為了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確與方便，本課題采用橋梁博士軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，橋梁博士為我們提供了便捷的計(jì)算過程，準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果提高了工作效率。運(yùn)用橋梁博士軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算過程大致如下。首先，參照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），擬定方案設(shè)計(jì)尺寸，主要包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及附屬結(jié)構(gòu)尺寸。其次，據(jù)施工工藝，建立模型劃分結(jié)構(gòu)單元。本課題結(jié)構(gòu)采用懸臂施工法，從施工工藝角度離散結(jié)構(gòu)劃分單元，支座及變截面處必須為單元節(jié)點(diǎn)。把擬定好的結(jié)構(gòu)尺寸輸入橋梁博士軟件中，其中的細(xì)部信息嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范以及橋梁博士使用說明，通過橋梁博士軟件計(jì)算，可以得到結(jié)構(gòu)各個單元的內(nèi)力與位移，

2、從而計(jì)算橋梁支座及跨中的剪力和彎矩。內(nèi)力計(jì)算完畢后，估算結(jié)構(gòu)配筋面積，本結(jié)構(gòu)為部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋都需考慮。通過橋梁博士計(jì)算流程，容易得到各個單元截面所需的配筋面積，依據(jù)輸出的配筋面積可以初步擬定預(yù)應(yīng)力鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)。最后把初步擬定的鋼束信息輸入橋梁博士中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算，通過橋梁博士軟件圖文并茂的顯示，很容易得到結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算的結(jié)果。結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算是個細(xì)部工作，必須通過多次驗(yàn)算才能得到理想結(jié)果，經(jīng)過多次調(diào)節(jié)各號鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)以及加配普通鋼筋，最終使得結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算合格。關(guān)鍵詞： 先簡支后連續(xù)梁，預(yù)應(yīng)力混凝土，體系轉(zhuǎn)換ABSTRACT My graduate desig

3、n issue is the construction design for Simply supported continuous beam bridge (4×40m) meter. facilitate results，F(xiàn)irstly， after referring to "Highway Bridge Design general specification" (JTG D60-2004)， you can make an initial draft including the upper structure， the lower part Struct

4、ure and the subsidiary structure size. Secondly， according to construction technology， you can build models of structural units. From the perspective of the structure of discrete units and supporting the need for variable cross-section unit nodes， the issue adopt the method of cantalever.when input

5、the initial draft into Dr. bridge software， you must design the detailed information strictly according to design specifications and instructions for use Dr. bridge software. Through the calculation of Dr. bridge software， you can estimate internal force and displacement of each part. Therefore you

6、can calculate shearing force or flexural moment of mid-span. Then you can estimate reinforcing bars when completing calculation. There are three parts in this structure including prestressed structure， prestressed steel and ordinal steel which are necessary to be considered. Through the flow of Dr.

7、Bridge software， you can easily get reinforcement area of each section. Also you can drawn up preliminary prstressed beam steel radical number according to the output of reinforcement area. At last， you must input it into Dr. bridge software in order to check the structure safety. By the illustratio

8、n of Dr. bridge software， you can easily get the result of checking the structural safety， which is detail work. If you want to get a ideal result， you must check in many times. After several adjustments of the steel beam， the beam for the numbers increase with the beam and with a few ordinary steel

9、， you can make KWYWORDS: continuous beams， prestressed concrete，system conversion 目 錄摘 要1ABSTRACT2緒論71 方案比選81.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)81.2 技術(shù)規(guī)范81.3 構(gòu)思宗旨81.4 初擬A、B、C三種橋型方案92 方案簡介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定102.1 主跨徑的擬定102.2 順橋向主梁尺寸擬定（跨中截面）102.3 橫橋向的尺寸擬定102.4 線性的選定112.5 附屬設(shè)施112.6 下部結(jié)構(gòu)112.7 技術(shù)規(guī)范122.8 本橋主要材料122.9 橋梁設(shè)計(jì)荷載123 橋面板的計(jì)算133.1 主橋橋面

10、板一計(jì)算133.1.1 恒載內(nèi)力133.1.2 活載內(nèi)力133.2主橋橋面板二計(jì)算14恒載內(nèi)力143.2.2 活載內(nèi)力153.2.3 內(nèi)力組合153.3 主梁橋面板懸臂板的計(jì)算163.3.1 恒載內(nèi)力以縱向取1m的板條計(jì)算163.2.2 活載產(chǎn)生的內(nèi)力163.3.3 行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力163.4 橋面板配筋17支點(diǎn)處配筋，沿縱向取1m寬板條計(jì)算173.4.2 跨中處配筋，沿縱向取1m寬板條計(jì)算174 電算模型174.1 使用軟件174.2 模型分析與建立174.3 恒載、活載內(nèi)力計(jì)算184.3.1 恒載內(nèi)力的計(jì)算18活載內(nèi)力計(jì)算224.4 其他因素引起的內(nèi)力計(jì)算354.4.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)

11、算354.4.2 支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算354.4.3 一期恒載體系轉(zhuǎn)換后徐變引起的次內(nèi)力計(jì)算364.5 內(nèi)力組合394.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合39 正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合39 內(nèi)力組合（一）404.6 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的確定及布置454.6.1 預(yù)應(yīng)力鋼束面積的確定454.6.2 預(yù)應(yīng)力鋼束根數(shù)的確定494.6.3 預(yù)應(yīng)力束的布置504.7 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算514.7.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失（）514.7.2 錨具變形、鋼束回縮引起的應(yīng)力損失（）524.7.3 分批張拉時混凝土彈性回縮引起的應(yīng)力損失（）524.7.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失（）524.7.5 混凝

12、土引起的預(yù)用力損失()524.8 全梁的截面特性計(jì)算534.8 內(nèi)力組合（二）575 各項(xiàng)應(yīng)力驗(yàn)算575.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算575.1.1 正截面抗彎承載力計(jì)算575.1.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算605.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算605.2.1 電算應(yīng)力結(jié)果60截面抗裂驗(yàn)算645.2.3 正常使用階段豎向最大位移（撓度）655.3 持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算655.3.1 混凝土截面法向壓應(yīng)力驗(yàn)算685.3.2 受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束拉應(yīng)力驗(yàn)算685.3.3 斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算685.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算695.5 錨下局部應(yīng)力驗(yàn)算745.5.1 錨具745.5.2 截面尺寸驗(yàn)算74

13、5.5.3 局部承壓承載力驗(yàn)算756 主梁施工工藝756.1 0#段施工技術(shù)756.1.1 施工工藝流程756.1.2 地基處理756.1.3 搭設(shè)臨時支墩及支架756.1.4 鋼筋施工756.1.5 預(yù)應(yīng)力管道施工766.1.6 梁體砼施工766.1.7 張拉及封錨施工766.1.8 0#段預(yù)壓776.2 先簡支后連續(xù)施工776.2.1 先簡支后連續(xù)施工工藝流程見下面工藝流程圖776.2.2 模板設(shè)計(jì)制作和安裝拆卸786.2.3 鋼筋制安及預(yù)應(yīng)力筋管道的埋設(shè)78體系轉(zhuǎn)換79結(jié)論79畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)理論知識靈活運(yùn)用于工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的一次升華，是大學(xué)學(xué)習(xí)的閉幕。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重

14、要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段，是深化、拓展、綜合教和學(xué)的重要過程，是對大學(xué)期間所學(xué)知識的全面總結(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是上武高速公路河南段專用連續(xù)梁橋施工圖設(shè)計(jì)，橋梁結(jié)構(gòu)為四跨裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（4×40m）。為了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確與方便，本課題采用橋梁博士軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，橋梁博士為我們提供了便捷的計(jì)算過程，準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，提高了工作效率。運(yùn)用橋梁博士軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算過程大致如下。首先，參照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），擬定方案設(shè)計(jì)尺寸，主要包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及附屬結(jié)構(gòu)。其次，依據(jù)施工工藝，建立模型劃分結(jié)構(gòu)單元。本結(jié)構(gòu)采用懸臂施工法，從施工工藝角度

15、離散結(jié)構(gòu)劃分單元，支座及變截面處必須為單元節(jié)點(diǎn)。把擬定好的結(jié)構(gòu)尺寸輸入橋梁博士軟件中，其中的細(xì)部信息嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范以及橋梁博士使用說明，通過橋梁博士軟件計(jì)算，可以得到結(jié)構(gòu)各個單元的內(nèi)力與位移，從而計(jì)算橋梁支座及跨中的剪力和彎矩。內(nèi)力計(jì)算完畢后，估算結(jié)構(gòu)配筋面積，本結(jié)構(gòu)為部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋都需考慮。通過橋梁博士計(jì)算流程，容易得到各個單元截面所需的配筋面積，依據(jù)輸出的配筋面積可以初步擬定預(yù)應(yīng)力鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)。最后把初步擬定的鋼束信息輸入橋梁博士中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算，通過橋梁博士軟件圖文并茂的顯示，很容易得到結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算的結(jié)果。結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算是關(guān)鍵之處，必須通過多次驗(yàn)算才能得

16、到理想結(jié)果，經(jīng)過多次調(diào)節(jié)各號鋼束的編束根數(shù)與束數(shù)以及加配普通鋼筋，最終使得結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算合格。 在設(shè)計(jì)過程中，我們碰到了許多問題，如軟件使用、專業(yè)知識、規(guī)范使用等，通過翻閱專業(yè)資料、請教指導(dǎo)老師以及討論研究，最終得到了圓滿地解決。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們受益菲淺，不僅進(jìn)一步深化了我們的專業(yè)知識，而且也提高了我們的計(jì)算機(jī)使用能力。1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載：公路-級 人群荷載：0kN/橋梁凈空：總寬34.5m：0.5（防撞墻）15.251（防撞墻） 車道：3×3.75m 橫 坡：橫坡2 縱 坡：考慮兩岸的引橋坡度和橋面標(biāo)高，具體擬定如下：邊跨橋臺起至主跨跨中為直線，其坡度為2。橋面鋪裝：8

17、cm水泥混凝土+10cm瀝青混凝土截面形式：根據(jù)不同方案而異材 料：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋采用270K級鋼絞線（15.24），極限抗拉強(qiáng)度1860Mpa；普通鋼筋采用HRB335級螺紋鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用R235光圓鋼筋。 地質(zhì)條件：地面上不為粘土，再往下為中細(xì)沙，再往下為亞粘土，再往下為粘土夾卵礫石，直到地下將近四五十米的地方才為卵礫巖。1.2 技術(shù)規(guī)范1. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）。2. 中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)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（JTJ023-2004）。3. 中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（J

18、TG/T F50-2011）。4. 中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)高速公路交通安全設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范（JTJ074-94）。5. 中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁板式橡膠支座（JT/T4-93）。1.3 構(gòu)思宗旨在我國，安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀是橋梁設(shè)計(jì)中的主要考慮因素，安全尤為重要。比選標(biāo)準(zhǔn):（1） 符合當(dāng)?shù)乜傮w發(fā)展規(guī)劃，滿足交通、通航、泄洪等能力要求。（2） 橋梁構(gòu)造形式要簡潔、輕巧、美觀，能反映出本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。（3） 設(shè)計(jì)方案求結(jié)構(gòu)新穎，同時保證橋梁結(jié)構(gòu)受力合理，技術(shù)可靠，施工方便。1.4 初擬A、B、C三種橋型方案表1-1 方案比選本設(shè)計(jì)經(jīng)方案比選后采用等截面先簡支后連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長。

19、 上部結(jié)構(gòu)根據(jù)通行要求布置雙向6車道車道，采用單箱單室，箱寬3.331m。因基礎(chǔ)底面土質(zhì)較差，采用樁柱式橋墩，橋臺采用樁柱式橋臺，墩臺均采用嵌巖樁基礎(chǔ)。2.1 主跨徑的擬定 跨徑擬定為40m，則全聯(lián)跨徑為2.2 順橋向主梁尺寸擬定（跨中截面）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與邊跨徑之比通常在之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，高跨比約在，當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案?？梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根據(jù)橋下通車線路情況，并且為達(dá)到美觀的效果，取，即梁高為2.204m。本設(shè)計(jì)經(jīng)方案比選后采用四跨裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長160m。根據(jù)橋下通航凈空要

20、求，跨徑擬定為40m。 上部結(jié)構(gòu)根據(jù)通行要求布置3車道，采用單箱單室，箱寬3.331m。因基礎(chǔ)底面土質(zhì)較差，采用樁柱式橋墩，橋臺采用樁柱式橋臺，墩臺均采用嵌巖樁基礎(chǔ)。2.3 橫橋向的尺寸擬定上部結(jié)構(gòu)根據(jù)通行3個車道要求，左側(cè)0.5m防撞墻，右側(cè)1m連續(xù)墻，采用單箱單室型箱梁。圖2-1 主梁橫斷面2.4 線性的選定橋面鋪裝：選用8cm厚40號水泥混凝土調(diào)平層，上加三涂FYT-1改進(jìn)型防水層，其上再加10cm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。橋面橫坡：根據(jù)橋規(guī)規(guī)定橫坡為1.5%3，取2，該坡度由梁底支座控制。豎曲線：考慮兩岸的引橋坡度和橋面標(biāo)高，具體擬定如下：左邊自0號橋臺起至主跨跨中為直線，其坡度為2，右邊

21、自3號橋臺起至主跨跨中亦為直線，其坡度為2。2.5 附屬設(shè)施1橋面鋪裝：選用8cm厚40號水泥混凝土調(diào)平層，上加三涂FYT-1改進(jìn)型防水層，其上再加10cm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。2錨具：本設(shè)計(jì)采用GVM15-4和GVM15-5型錨及其配套設(shè)備。3支座：主橋四跨等截面先簡支后連續(xù)箱梁采用GYZ和GYZF系列板式橡膠支座，其性能應(yīng)符合交通行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，具體支座型號、參數(shù)詳見相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙及產(chǎn)品說明書。4伸縮縫：根據(jù)高速公路的使用特點(diǎn)和平整度要求，主橋橋梁伸縮縫均采用D160毛勒伸縮縫。5防撞護(hù)欄：外側(cè)防撞護(hù)欄采用組合式防撞護(hù)欄，內(nèi)側(cè)防撞護(hù)欄采用波形防撞護(hù)欄。2.5 下部結(jié)構(gòu)由于0號臺地質(zhì)條件較

22、好，承臺直接落于弱風(fēng)化巖石上作為基礎(chǔ)，所以不采用樁基基礎(chǔ)，而3號臺則是采用樁基基礎(chǔ)。下部的尺寸按照同地質(zhì)條件和跨徑擬定，具體尺寸如下：圖2-2 下部結(jié)構(gòu)圖2.7 技術(shù)規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）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）2.8 本橋主要材料預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用號混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋采用270K級鋼絞線（15.24），；非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB33級螺紋鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用R235光圓鋼筋。2.9 橋梁設(shè)計(jì)荷載根據(jù)規(guī)定荷載等級為公路級。3.1 主橋連續(xù)單向板第一部分計(jì)算3.1.1 恒載內(nèi)力以

23、縱向1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算，沒延米板上的恒載g，則：瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層： 將承托的面積平坦于橋面板上，則： 主梁的自重： 合計(jì)：每米寬板條的恒載內(nèi)力：計(jì)算跨徑：，所以取彎矩 剪力 3.1.2 活載內(nèi)力根據(jù)公橋規(guī)，公路級車輛荷載的布置，要求板的最不利受力，后輪軸重為P=140kN，著地長度為，寬度為有效分布寬度：（兩后輪軸距）所以取，說明支點(diǎn)處有效分布寬度無重疊?？傻冒宓挠行Х植紝挾葓D，在影響線上進(jìn)行最不利情況的加載，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算得出簡支單向板的內(nèi)力。作用于每米寬板條上的彎矩為： 圖3-1 單向板內(nèi)力計(jì)算圖示作用于每米板條上的剪力為：, 3.1.3 內(nèi)力組合由于所以：跨中彎矩 支

24、點(diǎn)彎矩 3.2主橋橋面板二計(jì)算恒載內(nèi)力以縱向1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算，沒延米板上的恒載g，則：瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層： 將承托的面積平坦于橋面板上，則： 主梁的自重： 合計(jì)：每米寬板條的恒載內(nèi)力：計(jì)算跨徑：，所以取 彎矩 剪力 3.2.2 活載內(nèi)力根據(jù)公橋規(guī)，公路級車輛荷載的布置，要求板的最不利受力，后輪軸重為P=140kN，著地長度為，寬度為有效分布寬度：（兩后輪軸距）所以取，說明支點(diǎn)處有效分布寬度無重疊?？傻冒宓挠行Х植紝挾葓D，在影響線上進(jìn)行最不利情況的加載，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算得出簡支單向板的內(nèi)力。作用于每米寬板條上的彎矩為：作用于每米板條上的剪力為： , 3.2.3 內(nèi)力組合由于所以

25、：跨中彎矩 支點(diǎn)彎矩 3.3 主梁橋面板懸臂板的計(jì)算懸臂板長度按短懸臂計(jì)算對于邊主梁外側(cè)懸臂板或沿縱縫不相連接的懸臂板，在計(jì)算根部最大彎矩時，應(yīng)將車輪荷載靠板的邊緣布置。 圖3-2 懸臂板計(jì)算3.3.1 恒載內(nèi)力以縱向取1m的板條計(jì)算瀝青混凝土面層：鋼筋混凝土找平層：人行道和欄桿：主梁自重：合計(jì)： 每米寬板條的恒載內(nèi)力：彎矩 剪力3.2.2 活載產(chǎn)生的內(nèi)力一個車輪荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：（兩后輪軸距）兩后輪的有效分布寬度發(fā)生重疊，應(yīng)一起計(jì)算其有效分布寬度。頂板中線上2個車輪對于懸臂板根部的有效分布寬度為：有效分布高度見圖。作用于每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米板條上的剪力為：3.3.

26、3 行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力所以箱形梁腹板頂板處的設(shè)計(jì)彎矩為：箱型梁頂板中間截面的設(shè)計(jì)彎矩為; 支點(diǎn)處的設(shè)計(jì)剪力為：3.4 橋面板配筋支點(diǎn)處配筋，沿縱向取1m寬板條計(jì)算混凝土強(qiáng)度等級為C50，鋼筋采用HRB335，則：截面計(jì)算高度：, 將各參數(shù)代入數(shù)值：整理后得到：取直徑為12100的HRB335鋼筋,3.4.2 跨中處配筋，沿縱向取1m寬板條計(jì)算,將各參數(shù)代入數(shù)值：整理后得到：取直徑為12300的HRB335鋼筋4.4 其他因素引起的內(nèi)力計(jì)算4.4.1 溫度引起的內(nèi)力計(jì)算 由于連續(xù)梁只有一個橫向支座，所以整體溫變對梁體的內(nèi)力沒有影響，在這里只考慮橋面板由于日照等因素產(chǎn)生梯度溫度效應(yīng)，根據(jù)公路橋涵設(shè)

27、計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）第條規(guī)定，橋面板表面豎向日照正溫差計(jì)算基數(shù)取14，取5.5，豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。按以上規(guī)定由橋梁博士有限元軟件程序可算出不均勻溫度引起的內(nèi)力。4.4.2 支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算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，連續(xù)梁是一種超靜定結(jié)構(gòu)，對支座的不均勻沉降特別敏感，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。按矩陣位移法求解支座沉降次內(nèi)力。在橋梁設(shè)計(jì)中，支座沉降工況的選取是應(yīng)慎重考慮的問題。一般綜合考慮橋址處的地質(zhì)、水文等情況，根據(jù)已建橋梁的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來定。有時需選取幾種沉降工況計(jì)算，這樣就存在一個工況組合的問題。澄江

28、一般對每個截面挑最不利的工況內(nèi)力值作為沉降次內(nèi)力。其計(jì)算方法是：四跨連續(xù)梁的四個支點(diǎn)中的每個支點(diǎn)分別下沉2cm，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。4.5 內(nèi)力組合根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）第條和第條規(guī)定，進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合和正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。4.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合 組合I：基本組合在此基本組合考慮永久作用結(jié)構(gòu)重力、基礎(chǔ)沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯度作用，則基本組合作用效應(yīng)表達(dá)式為：式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取為1.0； 永久作用結(jié)構(gòu)重力效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取為1.2；可變作用荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取為1.4；除汽車荷載

29、效應(yīng)（含沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外其它可變作用效應(yīng)系數(shù)；永久作用結(jié)構(gòu)重力效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；可變作用汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。 正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合（1）短期組合在此短期組合考慮永久作用結(jié)構(gòu)重力、基礎(chǔ)沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯度作用，則短期組合作用效應(yīng)表達(dá)式為：式中：可變作用荷載效應(yīng)頻遇值系數(shù)，汽車取為0.7，溫度梯度取為0.8，其他1.0；第j個可變作用荷載效應(yīng)頻遇值。（2）長期組合在此長期組合考慮永久作用結(jié)構(gòu)重力、基礎(chǔ)沉降，可變作用汽車荷載、溫度梯度作用，則長期組合作用效應(yīng)表達(dá)式為：式中：可變作用荷載效應(yīng)頻遇值系數(shù)，汽車取為0.4，溫度梯度取為0.8，其他1.0；第j個可變作用荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久值

30、。 內(nèi)力組合（一）按照橋規(guī)要求和以上計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合和正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。組合結(jié)果用來按承載能力及按應(yīng)力估算鋼束，這里只簡要給出承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖（見下圖）。彎矩包絡(luò)圖 剪力包絡(luò)圖圖4-4 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖剪力包絡(luò)圖圖4-5 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖4.6 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的確定及布置4.6.1 預(yù)應(yīng)力鋼束面積的確定根據(jù)各個截面正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量。根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定，正截面抗裂應(yīng)滿足下列條件要求：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，分段澆筑或砂漿接

31、縫的縱向分塊構(gòu)件應(yīng)滿足：式中：在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算截面邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力； 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算截面邊緣產(chǎn)生的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。配置主梁縱向預(yù)應(yīng)力筋的目的是使預(yù)應(yīng)力混凝土梁在預(yù)應(yīng)力和使用荷載共同作用下截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力截面上、下緣均不出現(xiàn)拉應(yīng)力，該條件可表示為：可將上面的式子改寫為：式中： 、分別表示預(yù)應(yīng)力筋在截面上、下緣產(chǎn)生的有效預(yù)壓應(yīng)力；、分別為截面上、下緣的抗彎模量（可按毛截面考慮）；、表示在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下，計(jì)算截面最大、最小彎矩（自帶符號）。由預(yù)應(yīng)力鋼束所產(chǎn)生的截面上、下緣產(chǎn)生的有效預(yù)壓應(yīng)力分三種情況討論：（1

32、） 截面上、下緣均配置預(yù)應(yīng)力筋由預(yù)應(yīng)力鋼束及在截面上、下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別為：將式（4-3）、（4-4）分別代入式（4-5）、（4-6），聯(lián)立方程式后解得：由此可得到上、下緣所需鋼束的面積為：式中：、分別表示截面上、下緣的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距截面重心的距離；A估算鋼筋數(shù)量時近似采用毛截面面積；分別表示截面上、下緣每束（股）預(yù)應(yīng)力筋的截面積；預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力；預(yù)應(yīng)力損失，按張拉控制應(yīng)力的20估算。（2） 只在截面下緣配置預(yù)應(yīng)力筋時由下緣預(yù)應(yīng)力鋼筋在截面上、下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別為：由截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力來控制，下緣所需的有效預(yù)加力為： 由式可估算出下緣截面所需的鋼束的面積。（3）只在截面上緣配置預(yù)應(yīng)

33、力筋時由上緣預(yù)應(yīng)力鋼筋在截面上、下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別為：由截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力來控制，上緣所需的有效預(yù)加力為： 由式可估算出上緣截面所需的鋼束的面積。擬采用鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20估算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的面積為：由橋梁博士估算結(jié)構(gòu)配筋面積可得到正常使用極限狀態(tài)短期荷載效應(yīng)組合下的配筋估算面積，各截面所需預(yù)應(yīng)力鋼束的截面面積，見下表如表，取兩表中較大值作為估算值。4.6.3 預(yù)應(yīng)力剛束的布置（1）布置原則：1）為避免梁體產(chǎn)生橫向彎曲，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在截面上對稱布置，各施工階段都要滿足對稱布置的原則；2）為滿足布置、錨固等需要，預(yù)應(yīng)

34、力筋在梁體內(nèi)可以平彎和豎彎，但要避免平彎和豎彎的疊加，且平彎和豎彎（不包括抗剪因素）的角度不宜大于20°，半徑不能小于4m，常常取大于8m的數(shù)值，為了簡化構(gòu)造和減少預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)盡量減少或避免平彎，避免使用多次反向曲率變化的連續(xù)束；3）現(xiàn)階段有取消為抗剪而彎索的趨勢，彎索應(yīng)盡量布置在腹板及梗脅內(nèi)，錨固在截面中性軸附近，盡量以S型曲線錨固，以消除錨固點(diǎn)產(chǎn)生的橫向力；4）頂、底板的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)適量集中布置在腹板及梗脅等混凝土較厚的位置，而不宜采用均勻分散的布置方式，底板索一般都平行于底板布置；5）為防止中間支點(diǎn)處因偏心距較大的錨固力作用而導(dǎo)致梁下緣開裂，通常在梁上、下緣布置幾束直線通長束；

35、6）若預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量較多而不得不在板的中部布筋時，應(yīng)盡量避開橫向正彎矩較大區(qū)域，應(yīng)滿足構(gòu)造要求；7）力筋較多時可分層布置，先錨固或彎起靠近腹板中部的力筋，盡量使管道上下對齊，以便澆注和振搗，不宜采用梅花型布置，特別當(dāng)管道間距較小時；8）為了便于計(jì)算，應(yīng)盡量減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的類型。9）本橋采用預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定，直線管道的凈距不應(yīng)小于40mm，且不宜小于管道直徑的0.6倍，其豎直方向可將兩管道疊置。10）根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定，后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的曲線預(yù)應(yīng)力鋼束的曲率半徑不宜小于4m。（2）鋼束的布置全橋預(yù)應(yīng)力鋼束的布置情況，可參考后面

36、的施工圖，現(xiàn)選取部分截面斷面，畫出鋼4.7 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算由于施工中預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉采用后張法，故按公橋規(guī)（JTG D62-2004）第條，應(yīng)計(jì)算以下各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失： 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦損失按“公預(yù)規(guī)”第6.2.2條規(guī)定，計(jì)算公式為：式中：張拉鋼束時錨下的控制應(yīng)力，MPa；鋼束與管道壁的摩檫系數(shù)，對于預(yù)埋金屬波紋管，取u0.20； 從張拉端到計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計(jì)；k 管道每米局部偏差對摩檫的影響系數(shù)，取k0.00251；x 從張拉端至計(jì)算截面的管道長度（以m計(jì)），可近似取其在縱軸上的投影長度。4.7.2 錨具變形、鋼束回縮引起的應(yīng)力損失根據(jù)公橋規(guī)（JTG D

37、62-2004）第條，計(jì)算公式為：式中：錨具變形、鋼束回縮值（以mm計(jì)），按公橋規(guī)表采用；本設(shè)計(jì)采用鋼制錐形錨具，每端由鋼束回縮引起的變形值為6mm，兩端壓縮變形為12mm；預(yù)應(yīng)力鋼束的有效長度，mm；4.7.3 分批張拉時混凝土彈性回縮引起的應(yīng)力損失根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）第條，后張法構(gòu)件采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于后張拉的鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失為：式中： 在計(jì)算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力（MPa）；預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。4.7.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失 根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）第條

38、，預(yù)應(yīng)力鋼束由于鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值，按下式計(jì)算：式中：張拉系數(shù)，一次張拉時，；超張拉時， 鋼筋松弛系數(shù)，級松弛（普通松弛），；級松弛（低松弛），；在橋梁博士計(jì)算程序中，松弛率填寫項(xiàng)輸入0時，則系統(tǒng)自動根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）公式計(jì)算松弛損失，此時松弛系數(shù)取用0.3。 傳力錨固時的鋼束應(yīng)力，對后張法構(gòu)件。4.7.5 混凝土引起的預(yù)用力損失由混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失可按公橋規(guī)（JTG D62-2004）第條，進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果由橋梁博士程序得到。4.8 全梁的截面特性計(jì)算由于強(qiáng)度和應(yīng)力驗(yàn)算中用到的截面各有不同，故應(yīng)計(jì)算各截面的凈截面特性和換算截面特性，此計(jì)算過程由

39、程序進(jìn)行，結(jié)果見下表。4.9 預(yù)加力次力矩和徐變次內(nèi)力計(jì)算4.9.1 預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力由于預(yù)加力次力矩的計(jì)算在點(diǎn)算程序中已經(jīng)全部考慮，故這部分的計(jì)算不再進(jìn)行。這里僅就次力矩的計(jì)算方法做一些介紹。首先選定結(jié)構(gòu)基本體系，計(jì)算出預(yù)加力對基本體系的彎矩，此為靜定力矩。即初預(yù)矩；然后用力法求解結(jié)構(gòu)在預(yù)加力作用下的贅余力，此即所謂“二次內(nèi)力矩”。初預(yù)矩和二次內(nèi)力矩之和即為預(yù)加力對結(jié)構(gòu)的綜合力矩。4.9.2 收縮徐變引起的次內(nèi)力計(jì)算根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）的編制理念，使用階段的收縮徐變時間應(yīng)為“0”天，而將結(jié)構(gòu)的收縮徐變考慮到施工階段中，即添加一個較長施工周期(如3650天)，用以完成結(jié)構(gòu)的

40、收縮徐變，而不在使用階段考慮。根據(jù)公橋規(guī)（JTG D62-2004）第條規(guī)定，在先期結(jié)構(gòu)上由于結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的彎矩，經(jīng)過混凝土徐變重分配，在后期結(jié)構(gòu)中時的彎矩，可按下式計(jì)算：式中 在先期結(jié)構(gòu)自重作用下，按先期結(jié)構(gòu)體系計(jì)算的彎矩； 在先期結(jié)構(gòu)自重作用下，按后期結(jié)構(gòu)體系計(jì)算的彎矩；從先期結(jié)構(gòu)加載齡期至后期結(jié)構(gòu)計(jì)算所考慮時間時的徐變系數(shù)，當(dāng)缺乏符合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件的數(shù)據(jù)時，可按公橋規(guī)（JTG D62-2004）附錄F計(jì)算；從先期結(jié)構(gòu)加載齡期至后期結(jié)構(gòu)計(jì)算所考慮時間時的徐變系數(shù)。 按以上規(guī)定，由橋梁博士有限元軟件程序可算出全橋結(jié)構(gòu)的徐變次內(nèi)力，見表如下。根據(jù)上表可得到承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的彎矩

41、包絡(luò)圖和相應(yīng)的剪力包絡(luò)圖，見圖如下。 彎矩包絡(luò)圖 剪力包絡(luò)圖 圖4-6 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖 彎矩包絡(luò)圖 剪力包絡(luò)圖圖4-7 正常使用極限狀態(tài)組合內(nèi)力包絡(luò)圖 彎矩包絡(luò)圖剪力包絡(luò)圖圖4-8 正常使用極限狀態(tài)組合內(nèi)力包絡(luò)圖5.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算5.1.1 正截面抗彎承載力計(jì)算由于單元劃分較多，不能在此一一顯示，因此依據(jù)內(nèi)力和應(yīng)力值確定顯示結(jié)果單元號，一般有跨中、支點(diǎn)、1/4跨、變截面處、配筋變化點(diǎn)等。部分的：2#（邊跨邊支點(diǎn)）、11#（邊跨1/4截面）、41#（中跨近中支點(diǎn)）、41#（中跨中支點(diǎn)）、43#（中跨近中支點(diǎn)）、52#（中跨1/4截面）、62#（中跨跨中）。圖5-1

42、半跨計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置圖橋梁博士系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果5.1.2 斜截面抗剪承載力計(jì)算由于梁體中的主拉應(yīng)力都不大于，故根據(jù)公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第條規(guī)定，箍筋可僅按構(gòu)造要求設(shè)置，取雙肢HRB33516的鋼筋，自支座中心起長度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，其間距為100mm，其他梁段箍筋間距采用200mm。5.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算5.2.1 電算應(yīng)力結(jié)果使用階段荷載組合應(yīng)力（長期效應(yīng)）根據(jù)橋梁博士系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果輸出使用階段荷載組合1應(yīng)力（長期效應(yīng)）見表如下。注：正截面抗裂性驗(yàn)算僅給出邊跨邊支點(diǎn)、邊跨1/4截面、邊跨跨中截面、邊跨距近中支點(diǎn)、中跨支點(diǎn)、中跨近中支點(diǎn)、中跨跨中的，當(dāng)然其他的也是滿足的。

43、截面抗裂驗(yàn)算1.驗(yàn)算條件根據(jù)公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定，應(yīng)滿足下列條件：（1）正截面抗裂對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）長期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：（2）斜截面抗裂對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：預(yù)制段：現(xiàn)澆段：2.驗(yàn)算結(jié)果根據(jù)前述應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，長期效應(yīng)（組合1）混凝土邊緣未出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合。同時短期效應(yīng)（組合2）拉應(yīng)力與主拉應(yīng)力，也符合與，現(xiàn)澆段主拉應(yīng)力也符合。其他單元也是滿足的。計(jì)算結(jié)果表明，正、斜截面的抗裂性均能滿足規(guī)范要求。5.2.3 正常使用階段豎向最大

44、位移（撓度）1使用階段的撓度計(jì)算使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合計(jì)算，并考慮撓度長期影響系數(shù)，其取值按公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定，對于C50混凝土取。短期效應(yīng)組合作用下的撓度值，利用橋梁博士計(jì)算程序得到，中跨跨中撓度值，自重產(chǎn)生的中跨跨中撓度值 。因此，消除自重產(chǎn)生的撓度，并考慮撓度長期影響系數(shù)后，使用階段撓度值為 ：計(jì)算結(jié)果表明，使用階段的撓度值滿足規(guī)范要求。2預(yù)加力引起的反拱計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置按公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)加力引起的反拱值等于預(yù)加力引起的撓度乘以長期增長系數(shù)，取2.0。根據(jù)橋梁博士計(jì)算程序可得到中跨跨中由預(yù)應(yīng)力引起的反拱度為：將預(yù)加力引起的反拱與按荷載短期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度值相比較可知，由于預(yù)加力產(chǎn)生的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度，所以按公預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）第規(guī)定可設(shè)預(yù)拱度。5.3 持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力、受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時作用（或荷載）取其標(biāo)準(zhǔn)值，不