連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第一章緒論第一節(jié)橋梁概述第二節(jié)方案比選一、比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn)二、方案編制第二章結(jié)構(gòu)尺寸擬定第一節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸擬定一、橋梁橫向布置二、細(xì)部尺寸第二節(jié)截面幾彳5特性一、毛截面面積二、慣性矩及剛度參數(shù)第三章主梁內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)橫向分布系數(shù)的計(jì)算第二節(jié)恒載內(nèi)力計(jì)算一、單元化分二、恒載布載第三節(jié)活載內(nèi)力計(jì)算一、沖擊系數(shù)1U的計(jì)算二、活載布載第四章次內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)根底位移引起的次內(nèi)力計(jì)算第二節(jié)溫度應(yīng)力引起的次內(nèi)力計(jì)算第三節(jié)混凝土收縮徐變引起的次內(nèi)力計(jì)算第五章作用效應(yīng)組合I第一節(jié)承載力極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合第二節(jié)正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合第六章預(yù)應(yīng)力筋的估算第一節(jié)計(jì)算原理一、正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算二、承載水平

2、極限狀態(tài)的強(qiáng)度計(jì)算第二節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束的估算一、預(yù)應(yīng)力筋估算二、預(yù)應(yīng)力鋼束布置第七章預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算三、混凝土彈性壓縮損失四、鋼筋的應(yīng)力松弛損失五、混凝土收縮徐變損失六、有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算第二節(jié)預(yù)加力引起的二次力矩第三節(jié)作用效應(yīng)組合 II第八章主梁強(qiáng)度檢算第一節(jié)承載水平極限狀態(tài)檢算一、I 形截面的判別二、端跨跨中正截面承載水平計(jì)算第二節(jié)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算一、全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗裂性驗(yàn)算二、正截面檢算三、斜截面抗裂驗(yàn)算主拉應(yīng)力四、持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算五、短暫狀況下預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算第九章施工方法要點(diǎn)及考前須知第一節(jié)材料設(shè)備及施工程序第二節(jié)支架及模板第三節(jié)預(yù)應(yīng)力束布置第四節(jié)混凝土工程第五節(jié)

3、張拉和壓漿結(jié)束語(yǔ)70主要參考文獻(xiàn)第一節(jié)鋼筋預(yù)應(yīng)力損失一、摩阻損失第一章緒論第一節(jié)橋梁概述橋梁是供汽車、火車、行人等跨越障礙河流、山谷、或者其它線路等的建筑工程物.從線路公路或鐵路 的角度講,橋梁就是線路在跨越上述障礙時(shí)的延伸局部或連接局部.建立四通八達(dá)的現(xiàn)代化交通網(wǎng),大力開(kāi)展交通運(yùn)輸事業(yè),對(duì)于開(kāi)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),增強(qiáng)全國(guó)各族人民團(tuán)結(jié)和穩(wěn)固國(guó)防等方面,都具有非常重要的作用.在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路以及水利建設(shè)中,為了跨越各種障礙,必須修建各種類型橋梁與涵洞,因此橋涵是交通線中的重要組成局部,而且往往是保證全線早日通車的關(guān)鍵.在經(jīng)濟(jì)上,橋梁和涵洞的造價(jià)一般說(shuō)來(lái)平均占總造價(jià)的10320%20世紀(jì)50年

4、代以來(lái),由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)水平的提升,社會(huì)生產(chǎn)力的高速開(kāi)展,人們對(duì)橋梁的要求已經(jīng)越來(lái)越高了,現(xiàn)代高速公路上迂回交叉的立交橋、 高架橋和城市高架道路,幾十公里長(zhǎng)的海峽大橋,新開(kāi)展的城郊高速鐵路橋與輕軌運(yùn)輸高架橋等,這些新型橋梁不但是規(guī)模巨大的工程實(shí)體,而且猶如一條地上“彩虹,將城市妝扮得格外美麗.縱觀世界各國(guó)的大城市,常以工程雄偉的大橋作為一種空間藝術(shù)結(jié)構(gòu)物存在于社會(huì)之中.我國(guó)幅員遼闊,大小山脈和江河湖泊縱橫全國(guó),東面臨海,海灣、島嶼眾多.20世紀(jì)80年代后,我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放政策以來(lái),國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速開(kāi)展,社會(huì)主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化正在逐步實(shí)現(xiàn),全國(guó)高速公路、高速鐵路、城市

5、交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方興未艾.作為樞紐工程的橋梁建設(shè)的開(kāi)展那么突飛猛進(jìn).至20世紀(jì)末,我國(guó)已建成的各類現(xiàn)代化橋梁在世界橋梁跨徑排名表上都進(jìn)入了重要名次,甚至是名列前茅.它從一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展高度.回憶過(guò)去展望未來(lái),我國(guó)廣闊橋梁工程技術(shù)與科學(xué)工作者將不斷面臨著設(shè)計(jì)和建造各類橋梁的榮耀而艱巨的任務(wù).我國(guó)文化悠久,是世界上文明興旺最早的國(guó)家之一.我國(guó)有許多科學(xué)技術(shù)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同時(shí)代的歐洲,特別是5世紀(jì)以前,更是如此.其中就橋梁來(lái)說(shuō),我們的祖先也在世界橋梁建筑史上寫(xiě)下了不少光芒燦爛的篇章.我國(guó)山川河流眾多,自然條件錯(cuò)綜復(fù)雜,古代橋梁不但數(shù)目驚人,而且類型也豐富多彩,幾乎包括了所有近

6、代橋梁中的最主要形在原始人類尚不知如何造橋時(shí),往往會(huì)利用自然界的物體,如天然倒塌的樹(shù)木、因自然地殼變化侵蝕而形成的拱狀物、森林里攀纏懸掛的藤蘿等,來(lái)幫助他們跨越溪流、山澗和峽谷.等到人類已能夠聚族而居的時(shí)候,橋梁也勢(shì)必得到開(kāi)展.例如,對(duì)距今已有6000余年的陜西西安半坡村新石器時(shí)代遺址的考古發(fā)現(xiàn),在居住區(qū)四周有寬、深各約5-6個(gè)大圍溝.當(dāng)時(shí)的居住已能用木柱、草泥蓋成圓形的房屋,因而出入這樣的圍溝時(shí)不可能沒(méi)有搭設(shè)的橋梁.對(duì)橋梁起源的詳細(xì)考察和論證是考古學(xué)家的事.可以確定的是,橋梁是隨著歷史的演進(jìn)和社會(huì)的進(jìn)步而逐漸開(kāi)展起來(lái)的.綜觀近代歷史,可以認(rèn)為,每當(dāng)陸地交通運(yùn)輸工具發(fā)生重大變化,對(duì)橋梁在載重、

7、 跨度方面提出新的要求時(shí),這種要求便推動(dòng)了橋梁工程技術(shù)的開(kāi)展.橋梁開(kāi)展到今天,其根本類型雖仍是梁橋、拱橋、 和懸索橋,但建筑材料更加鞏固耐用,結(jié)構(gòu)型式更加豐富多彩,使用功能更加完備齊全,建橋技術(shù)更加先進(jìn)合理.在當(dāng)今社會(huì)中,大力開(kāi)展交通運(yùn)輸事業(yè),建立四通八達(dá)的公路、鐵路交通網(wǎng),對(duì)促進(jìn)交流、開(kāi)展經(jīng)濟(jì)、提升國(guó)力,具有非常重要的意義.在公路、 鐵路線路中橋梁以及涵洞是其重要組成局部.從技術(shù)上講,一座重要的大跨度橋梁通常會(huì)集中表達(dá)一個(gè)國(guó)家在工程設(shè)計(jì)、建筑材料和制造工藝等方面的當(dāng)代水平；從經(jīng)濟(jì)上講,一條線路中橋涵的造價(jià)要占10%-20%從美學(xué)上講,橋梁不僅僅是滿足實(shí)用要求的工程結(jié)構(gòu)物,還常作為建筑藝術(shù)實(shí)體

8、長(zhǎng)久地存在于社會(huì)生活中.那些工程宏大、 結(jié)構(gòu)造型雄偉壯觀的大橋,往往成為一座城市的標(biāo)志和驕傲.我國(guó)幅員遼闊,大小山脈縱橫,江河湖泊眾多.隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開(kāi)展,需要大力增強(qiáng)根底設(shè)施建設(shè),修建大量的公路、鐵路和城市橋梁.橋梁由五個(gè)“大部件與五個(gè)“小部件所組成.所謂五大部件是指橋梁承受汽車及其它運(yùn)輸車輛的橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu),它們要通過(guò)承受荷載的計(jì)算與分析,是橋梁結(jié)構(gòu)平安性的保證.這五大部件是：(1)橋跨結(jié)構(gòu).是路線遇到障礙中斷時(shí),跨越這類障礙的結(jié)構(gòu)物.(2)支座系統(tǒng).它支承上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁墩臺(tái)上,它應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)載荷載、溫度變化或其他因素作用下所預(yù)計(jì)的位移功能.(3)橋墩.是在河中或岸

9、上支承兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物.(4)橋臺(tái).設(shè)在橋的兩端,一端與路堤連接,并預(yù)防路堤滑塌.為保護(hù)橋臺(tái)河路堤填土,橋臺(tái)兩側(cè)常做一些防護(hù)工程.另一側(cè)那么支承橋跨上部結(jié)構(gòu)的端部.(5)墩臺(tái)根底.是保證橋梁墩臺(tái)平安并將荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)局部.根底工程載整個(gè)橋梁工程施工中是比擬困難的局部,而且常常需要在水中施工,因而遇到的問(wèn)題也也很復(fù)雜.前兩個(gè)部件是橋梁上部結(jié)構(gòu),后三個(gè)部件即是橋梁下部結(jié)構(gòu).所謂五個(gè)小部件都是直接與橋梁效勞功能有關(guān)的部件,過(guò)去總稱為橋面構(gòu)造,在橋梁設(shè)計(jì)中往往不夠重視,因而使橋梁效勞質(zhì)量低下,外觀粗糙.在現(xiàn)代化工業(yè)開(kāi)展水平的根底上,人類的文明水平也極大提升,人們對(duì)橋梁行車的舒適性和結(jié)構(gòu)物的

10、欣賞水平要求愈來(lái)愈高,因而國(guó)際上在橋梁設(shè)計(jì)中很重視五小部件,這不但是“外觀包裝,而且是效勞功能的大問(wèn)題.目前,國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)工程師也越來(lái)越感受到五小部件的重要性.這五小部件是：(1)橋梁鋪裝.鋪裝的平整、耐磨性、不翹曲、不滲水是保證行車舒適的關(guān)鍵.特別在鋼箱梁上鋪設(shè)瀝青路面的技術(shù)要求甚嚴(yán).(2)排水防水系統(tǒng).應(yīng)迅速排除橋面上積水,并使?jié)B水的可能性降至最小限度.此外,城市橋梁排水系統(tǒng)應(yīng)保證橋下無(wú)滴水和結(jié)構(gòu)上無(wú)漏水現(xiàn)象.(3)欄桿.它既是保證平安的構(gòu)造舉措,又是有利于欣賞的最正確裝飾件.(4)伸縮縫.橋跨上部結(jié)構(gòu)之間,或在橋跨上部結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)端墻之間,設(shè)有縫隙,保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的變位.為使橋面

11、上行車順適,無(wú)任何顛動(dòng),橋上要設(shè)置伸縮縫構(gòu)造.特別是大橋或城市橋的伸縮縫,不但要結(jié)構(gòu)牢固,外觀光潔,而且需要經(jīng)常掃除掉入伸縮縫中的垃圾泥土,以保證它的功能作用.(5)燈光照明.現(xiàn)代城市中標(biāo)志式的大跨橋都裝置了多變幻的燈光照明,增添了光彩奪目的晚景.第二節(jié)方案比選一、比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn):橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)：平安,功能,經(jīng)濟(jì)與美觀,其中以平安與經(jīng)濟(jì)為重.過(guò)去對(duì)橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠,現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速開(kāi)展,橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸,比方南京長(zhǎng)江大橋,其橋下凈空過(guò)小,導(dǎo)致高噸位級(jí)輪船無(wú)法通行,影響長(zhǎng)江上游城市的開(kāi)展.至于橋梁美觀,要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定.二、方案(一)、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋圖1

12、.2.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)先進(jìn),工藝要求較嚴(yán)格,屬于超靜定結(jié)構(gòu),受力較好,橋面連續(xù)無(wú)伸縮縫,養(yǎng)護(hù)容易,本錢(qián)低,耐久性好,維修費(fèi)用少.連續(xù)梁在恒載作用下,由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用,跨中正彎矩顯著減小,其彎矩圖形與同跨相差不大,連續(xù)梁在活載作用下,因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩仍有卸載作用,其彎矩分布比擬合理.橋梁整體性好,施工方法簡(jiǎn)便易行,施工質(zhì)量可靠,平面及豎曲線型容易限制,對(duì)機(jī)具和起重水平要求不高,這要比方案二和方案三優(yōu)越,而且橋梁線型流暢,完全符合橋梁設(shè)計(jì)的平安、適用、經(jīng)濟(jì)和美觀的根本原那么.連續(xù)梁突出的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度大,變形小,動(dòng)力性能好,主梁

13、變形曲線平緩,有利于高速行車.連續(xù)梁在恒載作用下,由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用,跨中正彎矩顯著減小,其彎矩圖形與同跨懸臂梁相差不大,連續(xù)梁在活載作用下,主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩,對(duì)跨中彎矩有卸載作用,其彎矩分布要比懸臂梁合理.連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu),根底不均勻沉降將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力,因此對(duì)橋梁根底要求較高,通常宜用于地基較好的地方.二、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋圖1.2.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋方案二：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋施工方便,適合中小跨徑,結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,目前國(guó)內(nèi)大量采用,平安,行車方便,結(jié)構(gòu)美觀,造價(jià)第二,用鋼量大,相同跨徑及恒活載下跨中彎矩較續(xù)梁橋大,所以承載力較續(xù)梁橋小.簡(jiǎn)支梁橋是梁式橋中應(yīng)用最

14、早,使用最廣泛的一種橋型.它受力簡(jiǎn)單,梁中只有正彎矩,適用于T型截面梁這種構(gòu)造簡(jiǎn)單的截面型式,體系溫度、混凝土收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力等均不會(huì)在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力,設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)便,最易設(shè)計(jì)成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式結(jié)構(gòu).由于簡(jiǎn)支梁是靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形的影響,對(duì)根底要求不高,能適用于地基較差的橋址建橋.在多孔簡(jiǎn)支梁橋中,相鄰橋孔各自單獨(dú)受力,便于預(yù)制、 架設(shè),簡(jiǎn)化施工治理,施工費(fèi)低,因此在城市高架橋,跨河大橋的引橋上被廣泛采用.簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)主要受跨中正彎矩的限制,當(dāng)跨徑較大時(shí),跨中恒載和活載彎矩將急劇增大,當(dāng)恒載彎矩所占的比例相當(dāng)大時(shí),結(jié)構(gòu)承受的活載彎矩將變小.三、斜拉橋圖1.2.3斜拉橋方案

15、三：斜拉橋跨越水平大,行車平穩(wěn),索力調(diào)整工序比擬繁復(fù),施工技術(shù)要求高具有現(xiàn)代氣息,結(jié)構(gòu)輕盈美觀,目前國(guó)內(nèi)大量采用,但造價(jià)最高綜合以上比擬,以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)樽罱K方案第二章結(jié)構(gòu)尺寸擬定第一節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸擬定一、橋梁橫向布置橋面凈寬：2凈10.75m；兩側(cè)分別為中央分隔帶和平安護(hù)攔.全橋采用7塊預(yù)制的預(yù)應(yīng)力碎空心板,每塊板的寬度為1.57m,采用后張法施工,以下圖2.1.1為一側(cè)橋梁橫斷面布置：圖2.1.1橋梁橫向布置單位：cm二、細(xì)部尺寸一塊空心板的橫斷面如圖2.1.2:圖2.1.2空心板橫斷面單位：cm第二節(jié)截面幾何特性一、毛截面面積二、慣性矩及剛度參數(shù)一、計(jì)算空心板截面抗彎慣性矩I=941

16、7103cm4較接板荷載橫向分布影響線附表表3.1.1圖2.2.1跨中梁截面三、計(jì)算剛度參數(shù)第三章主梁內(nèi)力計(jì)第一節(jié)橫向分布系數(shù)的計(jì)算預(yù)制板間采用企口逢連接,所以跨中的荷載橫向分布系數(shù)按較接板梁法計(jì)算,跨中、%截面、支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)m.、mc的計(jì)算如下：板號(hào)單位荷載作用位置i號(hào)板中央一、計(jì)算跨中荷載橫向分布影響線及分布系數(shù)從文獻(xiàn)4中的較接板荷載橫向分布影響線附表中查表,在=0.02到0.04之間接直線內(nèi)插法求=0.024的影響線坐標(biāo)值I、h2i、h3i、hn,計(jì)算結(jié)果列于下表：將表中i、h2i、h3i、hn之值按一定比例尺繪于各號(hào)板的軸線下方,連成折線,就得到各板的荷載橫向分布影響線,如下表

17、3.1.1所示.在影響線上荷載按最不利布載,就可以通過(guò)相應(yīng)影響線坐標(biāo)值求出各板的橫向分布系數(shù)mc、計(jì)算抗扭慣性矩1T:跨中截面截面形式如以下圖2.2.1所示:15714143cmti12cmt211cmt314cm4143278.5143-1211278.51413.9510cm123456710.0224420215712510208808210000.043092351591090780590510.02425720915712297827620.0220219817013511109608810000.042352321851270910690590.024209205173133107

18、09108230.0215717017615612811110210000.041691852011671190910780.02415917318115812610709740.0212513515616915618512510000.041091271671931671271090.024122133158174158173122I1(|11D25702!B一一1力7力隹0.302m圖3.1.21號(hào)板三行車隊(duì)橫向分布影響線圖3.1.31號(hào)板二行車隊(duì)橫向分布影響線0.057口衛(wèi)口二匚52570?09CQ呢0.37ft圖3.1.42號(hào)板三行車隊(duì)橫向分布影響線i叱口qC.己.502040,177

19、1-om0473._-0.10/比%M42|0.133_J_1圖3.1.52號(hào)板二行車隊(duì)橫向分布影響線二二卬0,173O.I8IC.IJB一】：二.口5邑.,J.1J7j*?7圖3.1.63號(hào)板三行車隊(duì)橫向分布影響線1i1C,：530.1byC,172Jrs1rJ(JW3.181045B_.OAb/口】26q_*.J.1U/卜M圖3.1.73號(hào)板二行車隊(duì)橫向分布影響線11(,LOCJt:2號(hào)板11口C.cCti,iD.173013304331匚：C437 個(gè) 2.-a91己二3：,0.1J80.J33Jg.lSO_C,：74001740J580Ko0.1/3-,c/733E二二一口,1重一L-

20、圖3.1.84號(hào)板三行車隊(duì)橫向分布影響線圖3.1.94號(hào)板二行車隊(duì)橫向分布影響線一1號(hào)板公路一級(jí)二2號(hào)板公路一級(jí)三3號(hào)板公路一級(jí)四4號(hào)板公路一級(jí)11mch0.1330.1600.1740.1600.31422所以,綜上所得,公路一級(jí)荷載橫向分布系數(shù)的最大值mcq=0.378三車道折減系數(shù)0.78,在設(shè)計(jì)中通常偏平安地取用最大值.二、車道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)支點(diǎn)截面處荷載橫向分布系數(shù)mC采用杠桿法求得,荷載布置如下：圖1號(hào)邊板最不利布截圖3.1.133號(hào)板最不利布截11555其它板影響線同2號(hào)板影響線,對(duì)于1號(hào)邊板：-解得x=1.116x185181127mcq1.1160.558

21、,對(duì)于2號(hào)邊板：mcq-1 一 0.586q2q2157橫向分布系數(shù)匯總表梁號(hào)1234跨中橫向分布系數(shù)0.3780.3620.3530.357支點(diǎn)外橫向分面系數(shù)0.5580.5860.5860.586第二節(jié)恒載內(nèi)力計(jì)算主梁恒載內(nèi)力,包括自重引起的主梁自重一期恒載內(nèi)力Si和二期恒載如鋪裝、欄桿等引起的主梁后期恒載內(nèi)力&2.主梁的自重內(nèi)力計(jì)算方法可分為兩類： 在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,如果主梁為等截面,可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算；在施工過(guò)程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)該分階段計(jì)算內(nèi)力,方法同上.本設(shè)計(jì)采用整孔架設(shè)法.查表可得預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土容重取值為25.026.0KN/m3,

22、本設(shè)計(jì)取25.0KN/m3.恒載集度一期恒載集度q1A25KN/m30.731848m225KN/m318.30KN/m二期恒載集度q2二期恒載集度為橋面鋪裝與護(hù)攔恒載集度之和,本設(shè)計(jì)中橋面鋪裝采用9cm瀝青混凝土、8cm40號(hào)防水混凝土,鋪裝層寬度為10.75m,硅=23KN/m3,護(hù)攔一側(cè)每延米按0.30/m2碎碎=25KN/m3染斷面由7片梁組成：一、單元化分本設(shè)計(jì)為等高度連續(xù)梁橋,在計(jì)算內(nèi)力時(shí)采用橋博士V3.03輔助計(jì)算,全橋沿縱向劃分為100個(gè)單元,101個(gè)節(jié)點(diǎn),單元長(zhǎng)度為1米.劃分如下圖：圖3.2.1單元化分恒載內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)主梁為等截面梁,在計(jì)算內(nèi)力時(shí),用均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線

23、面積的方法計(jì)算,運(yùn)用有限元程序一一橋梁博士計(jì)算主梁影響線,由CAD1助計(jì)算影響線面積.各控制截面一期恒載內(nèi)力計(jì)算如下：Mi第i限制截面彎矩值Qi第i限制截面剪力值wi第i限制截面彎矩影響線面積Wj第i限制截面剪力影響線面積二、恒載布載由橋博士計(jì)算得到各限制截面彎矩剪力影響線及包載布載如以下圖所示:圖3.2.2端跨支座處剪力影響線及布載圖3.2.3端跨1截面彎矩影響線及布載：4一1.圖3.2.4環(huán)跨截面男力影響線及布載:4圖3.2.5端跨跨中彎矩影響線及布載圖3.2.62號(hào)支座負(fù)彎矩影響線及布載圖3.2.7第二跨跨中彎矩影響線及布載圖3.2.83號(hào)支座負(fù)彎矩影響線及布載=_n,31i/M圖3.2

24、.9第三跨跨中彎矩影響線及布載85.34-777.34端跨1/4 截回560.0067.15第四跨中截回718.49端跨中截回849.485 號(hào)支座處-847.242 號(hào)支座處-847.24第五跨中截回849.48第二跨中截回718.49第五跨3/4 截回560.0067.153 號(hào)支座處-777.346 號(hào)支座處85.34第三跨中截面530.70一期恒載qi作用下限制截面內(nèi)力計(jì)算匯總：表圖一期恒載作用下彎矩iimiii.|H|圖一期恒載作用下剪力第三節(jié)活載內(nèi)力計(jì)算一、沖擊系數(shù)1u的計(jì)算式中：l結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑；E材料的彈性模量；IC跨中截面慣矩；mc結(jié)構(gòu)跨中處的單位質(zhì)量;注：活載為公路一級(jí),其

25、中q10.5KN/m,計(jì)算跨徑l20m,pk240KN,1、基頻:fl13.616EIC2l2mcf223.6512l2Ic0.09417m4mc18.31039.81830kg/m,計(jì)算剪力時(shí)13.616EiT_13.616卜.251010.094172l2mc2l2183023.651EIc_23.6513.2510100.094172l2:mc2l21830正彎矩應(yīng)和剪力效應(yīng)用f-負(fù)彎矩效應(yīng)用f2當(dāng)1.5HZf14HZ時(shí),0.176lnf0.0157所以：10.17671n70.01570.3活載內(nèi)力的計(jì)算公式：Mi第i截面在活載作用的彎矩值；Qi第i截面在活載作用的剪力值；mi梁的橫向

26、分布系數(shù)；qk公路-I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;Pk集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Wi第i截面彎矩剪力影響線面積；二、活載布載由橋博士計(jì)算得到各限制截面彎矩剪力影響線及活載作用下最大內(nèi)力布載如下圖所示：圖3.3.1端跨支座處剪力影響線及布載圖3.3.2端跨-截面彎矩影響線及布載4圖3.3.3端E1截面剪力影響線及布載4圖3.3.4端跨跨中彎矩影響線及布載圖3.3.52號(hào)支座負(fù)彎矩影響線及布載圖3.3.6第二跨跨中彎矩影響線及布載EC3.25101oPaPk1.2.f1f27Hz12.18Hz圖3.3.73號(hào)支座負(fù)彎矩影響線及布載圖3.3.8第三跨跨中彎矩影響線及布載第四節(jié)內(nèi)力組合活載作用下限制截面最大內(nèi)力

27、的計(jì)算匯總：表3.4.1內(nèi)力截面 j彎矩KN.M剪力KN內(nèi)力截面一、.彎矩KN.M剪力KN1號(hào)支座處155.274號(hào)支座處-324.63端跨1/4截面672.0388.57第四跨中截面430.89端跨中截面507.365號(hào)支座處-370.642號(hào)支座處-370.64第五跨中截面507.36第二跨中截面430.89第五跨3/4截面672.0388.573號(hào)支座處-324.636號(hào)支座處155.27第三跨跨中截面425.37活載作用下限制截面最小內(nèi)力計(jì)算匯總：表3.4.2內(nèi)力截面彎矩KN.M剪力KN內(nèi)力截肅“彎矩KN.M剪力KN1號(hào)支座處-38.274號(hào)支座處101.04端跨1/4截面-84.95

28、-32.15第四跨中截面-106.87端跨中截面-110.505號(hào)支座處58.922號(hào)支座處58.92第五跨中截面-110.50第二跨中截面-106.87第五跨3/4截面-84.95-32.153號(hào)支座處101.046號(hào)支座處-38.27第三跨跨中截面-119.66第四章次內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)根底位移引起的次內(nèi)力計(jì)算本橋設(shè)計(jì)為5跨一聯(lián)連續(xù)梁橋,支座沉降必引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力,設(shè)計(jì)為平安起見(jiàn),分別對(duì)1號(hào)橋臺(tái),2號(hào)橋墩,3號(hào)橋墩分別沉降和其各種組合沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行比較進(jìn)行設(shè)計(jì).各橋臺(tái)、墩單獨(dú)沉降時(shí),沉降值取2-3cm組合沉降時(shí)取值為1-2cm本設(shè)計(jì)中單獨(dú)沉降取2cm,組合沉降時(shí)取1cm,用“橋梁博士計(jì)

29、算結(jié)果如下：根底位移引起的各截面內(nèi)力表4.1.1類型譏降值1號(hào)橋臺(tái)剪力1/4截面彎矩剪力1/2截面彎矩2號(hào)橋墩彎矩1/2截面彎矩3號(hào)橋墩彎矩1/2截面彎矩10.02-10.9-54.4-10.9-109-218-79.758.321.420.0224.712324.724749471.9-350-12830.02-17.5-87.5-17.5-175-3501195871071、20.016.934.56.969138-3.84-146-53.51、30.0114.2-70.9-14.2-142-28419.432364.12、30.013.618.03.63671.995.2119-10.7

30、1、2、30.01-1.85-9.23-1.85-18.5-36.955.41480第二節(jié)溫度應(yīng)力引起的次內(nèi)力計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)由于梯度溫度引起的效應(yīng),可采用?公規(guī)?圖表4.3,1.0所示豎向溫度曲線,對(duì)于碎結(jié)構(gòu),當(dāng)梁高小于400mnW,圖中A=H-100(mrh,梁高A等于或大于400mm時(shí),A=300mm對(duì)帶碎橋面板鋼結(jié)構(gòu)A=300mm,t為碎橋面板的厚度.碎上部結(jié)構(gòu)和帶碎橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差乘以-0.5豎向日照正溫度計(jì)算的溫度基數(shù)如下表所示：表4.2.1按線性內(nèi)插法,90mnft瀝青鋪裝層T1=15.2T2=5.74,非線性溫度應(yīng)力圖如下：圖4.2.2非線性溫度應(yīng)力引起的各截面內(nèi)力攻

31、口下：表4.2.3端跨支點(diǎn)截面Q(KN)M(KN.M第三節(jié)端跨1/4截面24.5122混凝土收縮徐變端跨中截面24.5245引起的次內(nèi)力計(jì)2號(hào)支座截面-6.12489算第二跨中截面-6.12428頂應(yīng)3號(hào)支座截面0367力混凝土簡(jiǎn)支梁先簡(jiǎn)支后連續(xù).簡(jiǎn)支梁自重18.3KN/M簡(jiǎn)支梁自重在端跨1/4截面彎矩M1a=686.25KN.Mg連續(xù)梁自重在端跨1/4截面彎矩M2g=672.03KN.Mg徐變終了后端跨1/4截面彎矩,按?標(biāo)準(zhǔn)?公式-1計(jì)算：式中：t徐變終了時(shí)間,按FIP建議25550天；一回載齡期,梁體脫模后按簡(jiǎn)支梁安裝齡期,取30天;一轉(zhuǎn)換齡期,簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁齡期,取60天;上式中括

32、號(hào)內(nèi)e的指數(shù)各值分別計(jì)算如下：t,00ct0式中：0RHfcm0=1.25452.650.482081.6026Ac-梁跨中截面面積7318cm2;u一周邊周長(zhǎng)488.6941cm;h0定值100mm；fcm=53=-53-2.65見(jiàn)?標(biāo)準(zhǔn)?;fcm/fcm040/10.fcm0.8fcu,k8MPa0.840840MPa；fcm010MPa定值；t一定值1RH1RH/RH01r-=10.46h/h0310.8/110.46499.4925/1003=1.2545RH-相對(duì)濕度,取80%RH.一定值100%;理論厚度,27318299.5488.6941第五章作用效應(yīng)組合I公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考

33、慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用,按承載水平極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合,取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)：1、只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用,才進(jìn)行其效應(yīng)組合.當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí),那么應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合.2、當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí),該作用不應(yīng)參與組合.3、施工階段作用效應(yīng)的組合,應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定,結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮.4、多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合.第一節(jié)承載力極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載水平極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：根本組合和偶然組合,由于本設(shè)計(jì)不

34、考慮偶然作用的影響,故只采用根本組合.根本組合是永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為：moSud0(GiSGikQ1SQ1ki1m1號(hào)支座01/4截面-9.091/2截面-235.82號(hào)支座-189.45第二跨跨中-284.713號(hào)支座-207.57第三跨跨中-313.030混凝土收縮徐變引起的限制截面彎矩(KN.M表4.3.1式中:1.6026或0Sud0(SGidSQ1d11式中Sud一承載水平極限狀態(tài)下作用根本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),按?通規(guī)?JTGD60-2004表1.0.9規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平安等級(jí)采用,對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)平安等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別

35、取1.1、1.0和0.9;Gi第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)按?通規(guī)?JTGD60-2004表4.1.6的規(guī)定采用；SGik、SGid第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；Q1一汽車荷載效應(yīng)含汽車沖擊力、離心力的分項(xiàng)系數(shù),取Q1=1.4O當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中其值超過(guò)汽車荷載效應(yīng)時(shí),那么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；SQ1k、SQ1d一汽車荷載效應(yīng)含汽車沖擊力、離心力的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；Qj一在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)含汽

36、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Qj=1.4,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取Qj=1.1；SQjk、SQjd一在作用效應(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)值和設(shè)計(jì)值；c一在作用效應(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c=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c=0.70；尚有三種可變作用參與組合時(shí),其組合系數(shù)取c=0.60;尚有四種及多于四種的可變作用參

37、與組合時(shí),取ncQjSQjk)(7.1-1)j2ncSQjd)(7.1-2)j2c=0.50.第二節(jié)正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求,采用以下兩種效應(yīng)組合：1作用短期效應(yīng)組合.永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻率值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為：式中Ssd一作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；ij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1=0.7,人群荷載尸1.0,風(fēng)荷載1=0.75,溫度梯度作用1=0.8,其他作用尸1.0;1jSjk第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值.2作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合.永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為：

38、(7.2-2)式中Sd一作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；2j第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù),汽車荷載不計(jì)沖擊力2=0.4,人群荷載2=0.4,風(fēng)荷載2=0.75,溫度梯度作用2=0.8,其他作用=1.0;2jSQjk第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值.止匕外,對(duì)于正常使用極限狀態(tài)還應(yīng)考慮作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合,現(xiàn)將承載力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)下限制截面的效應(yīng)組合值列于下表中：SGik1jSQjk(7.2-1)SGik荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果圖5.2.2正常使用狀態(tài)作用效應(yīng)組合下彎矩包絡(luò)圖圖5.2.3承載力極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合下彎矩包絡(luò)圖限制截面項(xiàng)目根本組合Sd短期組合Ss長(zhǎng)期組合SL(kNm)(kN)(kNm)(k

39、N)(kNm)(kN)邊支座Max647.79375.09328.51Min227.28197.41208.89邊跨L/4Max2800.52393.441626.76421.561425.15 201.96Min953.78106.85886.38-15.37911.87111.47邊跨跨中Max2777.012656.042492.18Min1118.741774.341807.491號(hào)支座Max254.63348.56330.88Min-1105.09-796.13-684.94第二跨中Max2784.831722.721593.45Min1598.951147.591179.652號(hào)支

40、座Max235.38387.37357.06Min-1139.00-847.60-750.21跨中Max2547.181543.611415.99Min1326.79931.25967.15第六章預(yù)應(yīng)力筋的估算第一節(jié)計(jì)算原理根據(jù)?橋規(guī)?(JTGD60-2004),預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制條件要求(例如：承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等).在這些限制條件中,最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)對(duì)到達(dá)承表5.2.1載水平極限狀態(tài)下具有一定的平安儲(chǔ)藏.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的使用性能要求包括抗裂性、裂縫寬度和撓度等限制.一般情況下全預(yù)應(yīng)力筋梁橋

41、設(shè)計(jì)接應(yīng)力限制限制設(shè)計(jì).在尺寸一定的情況下,結(jié)構(gòu)的下緣應(yīng)力主要與預(yù)應(yīng)力的大小有關(guān).而結(jié)構(gòu)的極限承載力那么與預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的數(shù)量有關(guān).因此,預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋數(shù)量估算的一般方法是,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用性能要求即正常使用極限狀態(tài)正截面應(yīng)力限值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量.換句話說(shuō),預(yù)應(yīng)力混凝土梁鋼筋數(shù)量估算的根本原那么是按結(jié)構(gòu)使用性能要求確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量,極限承載力的缺乏局部由普通鋼筋來(lái)補(bǔ)充.其中,p一由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力,W-截面抗彎模量,q混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度.Max、Min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,且按代數(shù)值取大小.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

42、的壓應(yīng)力不是限制因素,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.、正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算Np上MU062-2004引起的壓應(yīng)力之矛I規(guī)定,1Y下Np下全截面承壓,截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力的同時(shí)截面NP最大壓網(wǎng)師小子坪缽壓應(yīng)力.Mmin合成Mmin(6.1-1)Mmax0.5fck對(duì)于截面下緣maxMminW0.5fck(6.1-2)(6.1-3)(6.1-4)Mmax計(jì)餌6.1.1面上的予應(yīng)小于混凝土的允原理5s應(yīng)力：+壓應(yīng)力).5fck),/或力引起的拉力,預(yù)壓為在任意階段,公式4.1.1.1-5變?yōu)?Mmaxp下w一截面上下緣均配有力筋N上和N下以反抗正

43、負(fù)彎矩,由力筋N上和N下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為:將式6.1-6、6.1-6分別代入式6.1-7、6.1-8,解聯(lián)立方程后得到Mmin(6.1-5)公式4.1.1.1-7變?yōu)?(6.1-6)由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力p上和截面下緣應(yīng)力p下分為三種情況討論:Np上Np上e上W(6.1-7)Np上Np上e上WNp下牛(6.1-8)Np上MmazerK下MminK上e下K上K下e上e(6.1-9)Mmaz4K下MminK上e上K上K下e上e(6.1-10)令Np上n上AppeNp下n下Appe代入式4.1.1中得到:Mmax(e下K下)Mmin(K上e下)n；(K上K下)(e上er)1A7

44、e(6.1-11)Mmax(K下e上)Mmin(K上e上)n下(K上KT)(e4)1App(6.1-12)式中A一每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；pe一預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力可取0.50.75fpd估算；e一預(yù)應(yīng)力力筋重心離開(kāi)截面重心的距離;K一截面的核心距；有時(shí)需調(diào)整束數(shù),當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí),如果截面下部多配相應(yīng)增配n； 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n1根束,那么下部束也要相應(yīng)增配n1根.其關(guān)系為:當(dāng)承受Mmin時(shí),(6.1-19)當(dāng)承受Mmax時(shí),A混凝土截面面積,取有效截面計(jì)算.二當(dāng)截面只在下緣布置力筋N下以反抗正彎矩時(shí)當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力限制時(shí):Mmine下K

45、下(6.1-13)當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力限制時(shí):MmaxeTK上1Appe(6.1-14)三當(dāng)截面中只在上緣布置力筋以反抗負(fù)彎矩時(shí):當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力限制時(shí)1App(6.1-15)當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力限制時(shí):Mmaxe上K下1Appe(6.1-16)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)的最大值面的式6.1-1和式6.1-2推導(dǎo)得：o可由前Mmax(erK上)Mmin(K下er)WW)ern上K上K下e上e下fcdAppe(6.1-17)Mmin(K下e上)Mmax(K上)WW下)e上n下K上K下e上erfcdAppe(6.1-18)那么上部束也要二、承載力極限狀態(tài)的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)

46、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)力到達(dá)混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度,受拉區(qū)鋼筋到達(dá)抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度.截面的平安性是通過(guò)截面抗彎平安系數(shù)來(lái)保證的.1.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:式中Mp一截面上組合力矩;fcd一混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度;fpd一預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;Ap一單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；b一截面寬度；2.假設(shè)截面承受雙向彎矩時(shí),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(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(6.1-20)如圖:MMP.MPfbx(hoNdfpdx/2

47、)解上兩式得：受壓區(qū)高度預(yù)應(yīng)力筋數(shù)MPApfpd(h0 x/2)fcdbAPfpdfcdb(7.1.2.2-1)(7.1.2.2-2)(7.1.2.2-3)(7.1.2.2-4a)(7.1.2.2-4b)xh02MPfcdb第二節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼束的估算一、預(yù)應(yīng)力筋估算根據(jù)?標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定,預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載水平極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求.以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下,分別根據(jù)上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算,并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束.按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)截面特性：A=0.6964m2質(zhì)心：X=0.78mY=0.45m1=0.075m4I0.

48、075y上=0.45my下=0.45mk上=k下=04506964=0.239my上A3w上=w下=k下A=0.2390.6964=0.167me上=0.40me下=0.33mMmax=2656.04KN.MMmin=-886.38KN.M跨中截面鋼束估算及確定：fpk=1860MPay=0.5fpk=0.51860=930MPaMmax,k上A/w 下n下=Ayyk上+eT=0.69642656.040.1670.2391.8231049300.2390.33=27.4計(jì)算數(shù)據(jù)取值應(yīng)偏于平安,取28根A一梁截面面積Ay一每束預(yù)應(yīng)力筋的面積P一預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力y一預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力可取0.5

49、0.75fpk計(jì)算fpk一預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,按?標(biāo)準(zhǔn)?取I860MPaMU一跨中截面最大彎矩=8.2計(jì)算數(shù)據(jù)取值偏于平安,取10根A一梁截面面積A一每束預(yù)應(yīng)力筋的面積P一預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力y一預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力可取0.5-0.75fpk計(jì)算Max一跨中截面最大彎矩二、預(yù)應(yīng)力鋼束布置一、續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足?橋規(guī)?JTGD60-2004構(gòu)造要求,還應(yīng)考慮以下原那么：1、 應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式,對(duì)不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu),要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束,以到達(dá)合理的布置型式.2、 應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便,也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束,而導(dǎo)

50、致在結(jié)構(gòu)中布置過(guò)多的錨具.3、 預(yù)應(yīng)力束的布置,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(guò)大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力.4、預(yù)應(yīng)力束的布置,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、施工方法的選擇都有密切關(guān)系.5、預(yù)應(yīng)力束應(yīng)預(yù)防合用屢次反向曲率的連續(xù)束,由于這會(huì)引起很大的摩阻損失,降低預(yù)應(yīng)力束的效益.6、預(yù)應(yīng)力束的布置,不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性力狀態(tài)的需要,而且也要支點(diǎn)處鋼束估算與確定：n上=AMmin.A/w 上yyk下+e上0.69641.823104930886.3802390.1670.2390.239)+0.40考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí)的需要7、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對(duì)

51、稱布置8、應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道,一般占總數(shù)的1%9、錨距的最小間距的要求.(二)、鋼束布置1、跨中截面及錨固端截面的鋼束位置(1)對(duì)于跨中截面,在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下,盡可能使鋼束群重心的偏心距大些.本設(shè)計(jì)采用80金屬波紋管成孔,預(yù)留管道直徑為85mm根據(jù)?標(biāo)準(zhǔn)?第9.1.1條規(guī)定,管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于30mnR管道直徑的1/2.根據(jù)?公預(yù)規(guī)?9.4.9條規(guī)定,水平凈距不應(yīng)小于40mnR管道直徑的0.6倍,在豎直方向可將兩管道疊置.根據(jù)以上規(guī)定,跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如下圖.由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為:圖6.2.1跨中正彎矩區(qū)鋼束布置(2).對(duì)于錨固端截面,鋼束布

52、置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心,使截面均勻受比；二是考慮錨頭布置的可能性,以滿足張拉操作方便的要求.根據(jù)上述錨頭布置的“均勻、“分散原那么,錨周端截面所布置的鋼束如下圖.鋼束群重心至梁底距離為：21274.4a32.8(cm)圖6.2.2錨周端截面鋼束布置2.支點(diǎn)處負(fù)筋的布置圖6.2.3支點(diǎn)處負(fù)彎矩區(qū)鋼束布置根據(jù)估算鋼筋數(shù)量,跨中總共為28根,兩邊每孔道放9根,中間孔道放10根,負(fù)彎矩鋼束每孔道放5根.ap210.8+838.9(cm)對(duì)于跨中截面N2筋:kkx11=con1e第七章預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算第一節(jié)鋼筋預(yù)應(yīng)力損失根據(jù)?標(biāo)準(zhǔn)?,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在

53、正常使用極限狀態(tài)計(jì)算中,應(yīng)考慮由以下因素引起的預(yù)應(yīng)力損失:式中con一預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下張拉限制應(yīng)力MPA預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的磨擦系數(shù),對(duì)于塑料波紋管在0.14-0.17之間取值.一從張拉端至計(jì)算截面曲線管道局部切線的夾角之和k一管道每米局部偏差對(duì)磨擦的影響系數(shù)x一從張拉端到計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度,可近似地取該段管道在構(gòu)件縱軸上的投影長(zhǎng)度m對(duì)于跨中截面N1筋：11=con1e“cl/0.150.02910.00159.7=13951e=26.25MPa預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間的磨擦11錨具變形、鋼筋壓縮和接逢壓縮12預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差13混凝土的彈性壓縮14預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛15混凝土的收縮

54、和徐變16止匕外,尚應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈口之間的磨擦、臺(tái)座的彈性變形等因素引起的其它預(yù)應(yīng)力損失.一、摩阻損失后張法構(gòu)件張拉時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間磨擦引起的預(yù)應(yīng)力損失,可按下式計(jì)算:11con1ekx0.150.008720.00159.7=22.04MPa跨中截面11計(jì)算：表7.1.1鋼束號(hào)X(m)kxl1()(rad)N10.02910.00449.70.01460.018821395MPa26.25MPaN20.00870.00139.70.01460.015791395MPa22.04MPa二、錨具變形損失預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失,可按下式計(jì)算:

55、12-EP1式中1一張接端錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮值mm,接?標(biāo)準(zhǔn)?采用后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力曲線鋼筋由錨具變形、鋼筋回縮和接逢壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失,應(yīng)考慮錨固后反向磨擦的影響,可參照?標(biāo)準(zhǔn)?附錄夾片式錨具無(wú)頂壓時(shí),按?標(biāo)準(zhǔn)?表6.2.3為反摩擦影響長(zhǎng)度1fN1號(hào)鋼束計(jì)算如下：5=*垣亙d.0.07050l139526.25式中d0.0705MPa/mmla194000=1395MPa即con;l1-張拉端至錨周端摩擦損失；0.150.02910.00159.7=1395D計(jì)算l=6mm4073mm4.073m=13951ela一張拉端至錨周端摩擦損失計(jì)算長(zhǎng)度,la=19400mm1lf=4,0

56、73m-19.40=9.70mN1號(hào)鋼筋回縮考慮反摩擦影響2未達(dá)跨中截面,在跨中截面12=0N2號(hào)鋼束計(jì)算如下：51f.=61.95104068mm4.068md.0.07070l139522.04式中dL0.0707MPa/mm1a1940019.40=9.70mN2號(hào)鋼筋回縮考慮反摩擦影響未達(dá)跨中截面,在跨中截面l2=0三、混凝土彈性壓縮損失預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失可按以下規(guī)定計(jì)算：后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件當(dāng)采用分批張拉時(shí),先張接的鋼筋由張拉后批鋼筋所引起的混凝土彈性壓縮的預(yù)應(yīng)力損失,可按下式計(jì)算：14=EP式中PC在計(jì)算截面鋼筋重心處,同全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土

57、法向應(yīng)力MPa.注：后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失的簡(jiǎn)化計(jì)算方法列于?標(biāo)準(zhǔn)?附錄E.設(shè)鋼束張拉順序?yàn)椋篘1、N2,那么按?標(biāo)準(zhǔn)?附錄E公式,由混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失14為：_m1l4EPPC2EP1.95105EP.EC3.25104m鋼束根數(shù),m=7;pc-一束預(yù)應(yīng)力鋼筋在全部鋼筋重心處產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力,可取7束平均值.11f=4.068m-2上式中pc可按?標(biāo)準(zhǔn)?公式6.1.5-4計(jì)算:peconlcon11(6.1.5-4)conl10l為相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失,取l=l1+l2,跨中截面l2=0相應(yīng)價(jià)段,l6取為零N1號(hào)鋼束pe=1395-26.25=13

58、68.75MPapeN2號(hào)鋼束pe=1395-22.04=1372.96MPapeN1號(hào)鋼束Np=1368.757232.2576=317902.59NpN2號(hào)鋼束Np=1372.962232.2576=637760.79Np=353.3mmepn計(jì)算式中,450mm第5.2.3條算例2內(nèi)Xn,80mm105mm別為N1、N2號(hào)車岡筋束重心至截面底面的距離.=2.71MPapc計(jì)算式中,An=6964.00mmIn=7493361.3333mri,353.3mm為a=32.8mmm171l4EPPC62.7148.78MPa22四、鋼筋的應(yīng)力松弛損失預(yù)應(yīng)力鋼筋由于鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值

59、,可按以下規(guī)定計(jì)算.預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線l5=0.52fe0.26peIpk式中一張拉系數(shù),一次張拉時(shí),=1.0;超張拉時(shí)=0.9鋼筋松弛系數(shù),I級(jí)松弛普通松弛,=1.0;二級(jí)松弛=0.3取=1.0,=0.3peconlcon111214跨中12=0N1號(hào)鋼束pe=139526.25048.78=1319.97MPaN2號(hào)鋼束pe=139522.04-0-48.78=1324.18MPapefpk=1860MPa131997N1號(hào)鋼束l51.00.30.520.261319.971860=43.17MPaN2號(hào)鋼束l51.00.30.521324.180.261324.181860=43.78M

60、Pa五、混凝土收縮徐變損失由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失,可按下列公式計(jì)算:t_0.9EPCSt,t0l6t1150.9EpCSt,t0EPPCt,t0l6t-115PS式中l(wèi)6t、16t一構(gòu)件受壓區(qū)、受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；一.一一、._.一.、.、PC、PC一構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處由預(yù)應(yīng)力混凝土產(chǎn)生的法向壓應(yīng)力MPa,應(yīng)按?標(biāo)準(zhǔn)?第6.1.516t、16t應(yīng)取零；16t、16t值不得大于傳力錨固時(shí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)；u的0.5倍；當(dāng)pc為拉應(yīng)力時(shí)應(yīng)取為零.計(jì)算16t、16t時(shí),可根據(jù)構(gòu)件制做情況考慮自重