畢業(yè)設計劉家院子雙線大橋設計

1、畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱劉家院子雙線大橋設計學院(系) 應用工程專業(yè)建筑工程技術班級建筑工程學生姓名朱復騰學號 7011240136 5 月 2 日至6 月 16 日共 7 周指導教師(簽字) 教學院長(簽字) 2014年 6 月 16 日一、設計內(nèi)容（論文闡述的問題）(一) 根據(jù)所給的橋位地質(zhì)、地形和水文資料，按適用、經(jīng)濟、安全、美觀的原則，至少選擇3個可比性橋型方案，主要從工程材料數(shù)量、工程概算、投資來源、施工及養(yǎng)護難易程度和施工力量等方面綜合分析比較，推薦一種橋型方案。(二) 就推薦的設計方案完成下列內(nèi)容：1.全橋的縱、橫、平面布置，并合理擬定上、下部結構的細部尺寸。2. 對一跨或

2、一個受力單元進行受力分析，計算各種作用所產(chǎn)生的內(nèi)力，并進行作用效應組合。3.按照作用效應不超過結構抗力效應的原則，驗算結構構件的強度、剛度與穩(wěn)定性。如不符合要求，則需修改設計或提出修改設計的措施。4.根據(jù)橋梁所處位置、環(huán)境和施工力量的配備情況，選擇合理可行的施工方案與方法，以及主要的施工程序。二、設計原始資料（實驗、研究方案）1、橋位地質(zhì)、地形圖（另附）2、主要技術指標1 橋面凈寬: 2.0m+11m +11m+2.0m 2 橋下凈空:滿足通航要求3 設計荷載:公路I級4 設計地震加速度值:0.05g5 設計水位:見圖6 最低水位:見圖7 沖刷深度: 一般沖刷線低于河床1m，最大沖刷線低于河床

3、2m。8氣溫：年最高月平均溫度45，最低溫度-15 。三、設計完成后提交的文件和圖表（論文完成后提交的文件）1、計算說明書部分：1.中英文摘要。2.目錄。3.橋型方案比較：主要從構造、受力特點、施工難易程度、運營狀況、維修養(yǎng)護等方面進行比較。4.橋梁結構內(nèi)力計算和強度、變形（剛度）、穩(wěn)定性驗算部分，要求計算方法正確、結果準確、內(nèi)容全面、圖文工整。5.施工方案選擇說明。6.設計中存在的問題討論與總結。7.參考文獻。2、圖紙部分：1.橋型方案比較圖：各方案的立面、橫斷面圖及主要工程數(shù)量。2.推薦方案總體布置圖。3.推薦方案上（下）部結構構造圖及主要工程數(shù)量。4.推薦方案上（下）部結構鋼筋（鋼束）構

4、造圖及主要工程數(shù)量。5.施工方案示意圖。四、畢業(yè)設計（論文）進程安排序號設計（論文）各階段名稱日期（教學周）1 收集熟悉資料，撰寫開題報告第1周2 方案比選第2周3 結構設計第3周4 內(nèi)力計算、組合、配筋設計第46周5 強度、剛度、穩(wěn)定性驗算第7周6 繪制圖紙第8周7 編寫設計說明與計算說明書第9周 8 指導老師審查，修改圖紙第10周9 評閱人審閱、準備畢業(yè)答辯第10周五、主要參考資料1 葉見曙，結構設計原理，人民交通出版社；2 陳忠延等，土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南橋梁工程分冊，中國水利水電出版社；3 徐岳、王亞軍、萬振江，預應力混凝土連續(xù)梁橋設計，人民交通出版社；4 范立礎，橋梁工程，人民交通

5、出版社；5 凌志平，基礎工程，人民交通出版社；6 西安公路學院，橋涵水文，人民交通出版社；7橋梁計算示例集，人民交通出版社；8 重慶交通學院等合編，橋梁上部結構計算示例（二），人民交通出版社；9 交通部行業(yè)標準，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTGD 60-2004），人民交通出版社，2004；長安大學畢業(yè)設計開題報告表課題名稱劉家院子雙線大橋設計課題來源自選項目課題類型工程設計類指導教師楊春強（技術主管）學生姓名朱復騰學號7011240136專業(yè)建筑工程一、設計（論文）依據(jù)及研究意義：（1）設計依據(jù)：本次設計的工程原始資料。橋梁博士、橋梁工程、結構設計原理、公路橋涵設計通用規(guī)范、

6、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范等相關書籍、規(guī)范、標準。（2）研究意義：通過畢業(yè)設計，能將以前所學的理論知識和工程實際結合起來，培養(yǎng)我們獨立分析解決橋梁設計及施工中實際問題的能力。提高計算、繪圖、查閱文獻、使用規(guī)范手冊的基本技能，掌握大、中型橋梁的設計原則、設計方法和步驟。熟練掌握AutoCAD,橋梁博士工程軟件，并懂得利用我些軟件解決工程中遇到的實際問題。 通過畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)綜合訓練，為畢業(yè)后盡快投入實際工作做準備。二、設計（論文）主要研究的內(nèi)容、預期目標：（1） 主要研究內(nèi)容：與本設計有關的設計規(guī)范及技術標準；如何選擇合理的結構體系和結構布置；橋梁結構的計算方法和基本構造要求（

7、2） 預期目標： 完成結構計算并寫出設計計算書；用CAD繪制結構構造圖和鋼筋構造圖，達到施工圖標準；達到“經(jīng)濟、適用、耐久、美觀”的設計原則。三、設計（論文）的研究重點及難點：（1）重點：成橋狀態(tài)下的結構分析；預應力鋼筋的配置；分析先簡支后連續(xù)梁橋受力的兩個不同階段；結構設計驗算（包含正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)）；先簡支后連續(xù)鋼構橋的施工過程和方法。（3） 難點： 準確模擬整個施工過程及成橋狀態(tài)；每階段預應力筋的張拉及施工過程中預應力損失；混凝土的收縮徐變；先簡支后連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換施工；溫度應力及支座的沉降等各方面的因素對成橋的影響。四、畢業(yè)設計（論文）進程安排序號設計（論文）各階段名稱

8、日期（教學周）1 收集熟悉資料，撰寫開題報告第1周2 方案比選第2周3 結構設計第3周4 內(nèi)力計算、組合、配筋設計第46周5 強度、剛度、穩(wěn)定性驗算第7周6 繪制圖紙第8周7 編寫設計說明與計算說明書第9周8 指導老師審查，修改圖紙第10周9 評閱人審閱、準備畢業(yè)答辯第10周五、主要參考資料1 葉見曙，結構設計原理，人民交通出版社；2 陳忠延等，土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南橋梁工程分冊，中國水利水電出版社；3 徐岳、王亞軍、萬振江，預應力混凝土連續(xù)梁橋設計，人民交通出版社；4 范立礎，橋梁工程，人民交通出版社；5 凌志平，基礎工程，人民交通出版社；6 西安公路學院，橋涵水文，人民交通出版社；7橋梁

9、計算示例集，人民交通出版社；8 重慶交通學院等合編，橋梁上部結構計算示例（二），人民交通出版社；9 交通部行業(yè)標準，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTGD 60-2004），人民交通出版社，2004；指導教師意見及建議：指導教師簽名：年月日摘要本設計中，根據(jù)參考圖紙的要求，依據(jù)現(xiàn)行鐵路橋梁設計規(guī)范提出了預應力混凝土連續(xù)鋼構橋、預應力混凝土連續(xù)剛構、下承式三跨系桿拱橋三種橋型方案。按照“實用、經(jīng)濟、安全、美觀”的橋梁設計原則，經(jīng)過對各種橋型的比選最終選擇81m+148m+81m的預應力混凝土連續(xù)鋼構為本次的推薦設計橋型。本設計利用橋梁博士軟件進行結構分析，根據(jù)橋梁的尺寸擬定建立橋梁基

10、本模型，然后進行內(nèi)力分析，計算配筋結果，進行施工各階段分析及截面驗算。同時，必須要考慮混凝土收縮、徐變次內(nèi)力和溫度次內(nèi)力等因素的影響。本設計主要是預應力混凝土連續(xù)鋼構橋的上部結構設計，設計中主要進行了橋梁總體布置及結構尺寸擬定、橋梁荷載內(nèi)力計算、橋梁預應力鋼束的估算與布置、橋梁預應力損失及應力的驗算、次內(nèi)力的驗算、內(nèi)力組合驗算、主梁截面應力驗算。最后，經(jīng)過分析驗算表明該設計計算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設計任務的要求。關鍵字：連續(xù)梁橋；連續(xù)剛構；下承式三跨系桿拱橋；結構分析；驗算AbstractIn this design, according to the referencing draw

11、ings requirements，according to the current Railway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward, Prestressed concrete continuous rigid-frame structure, Bottom-road three span tied arch bridge. According to the practical, beautiful, safe, economic and convenien

12、t for construction of bridge design principles, structure after the bridge of various final choice of 81m + 148m+ 81m Prestressed concrete continuous rigid-frame structure design for this recommendation.This design using theDr. Bridge software analysis the structure，according to the size of the brid

13、ge, the basic model establishment bridge worked，then force analysis，calculation results of reinforced，for each phase analysis and construction. At the same time, must consider the concrete shrinkage, Creep force times and temperature resultant times factors.The design of Prestressed concrete continu

14、ous rigid-frame structure is mainly the upper structure design,in the design of the main bridge layout and structure size，load calculation，bridge prestressing tendons estimation and layout，the loss of prestress and stress of the bridge，the resultant checked，internal combination calculation，section s

15、tress calculation girder.Finally, after analysis shows that the design calculation method of calculating the internal force distribution, reasonable, comply with the design requirements of the task.KEY WORDS：Continuous girder bridge；Continuous rigid-frame structure；simple supported girder bridge；Str

16、ucture analysis；checking computation目錄第一章方案比選13 1.1 比選原則 13 1.2 比選方案 14第二章預應力混凝土連續(xù)剛構總體布置18 2.1 橋型布置182.1.1 孔徑布置182.1.2 橋梁截面形式192.1.3.橋梁細部尺寸19.橋面鋪裝20.橋梁下部結構20.本橋使用材料20第三章分析計算20 3.1 全橋結構單元的劃分203.1.1 分段原則203.1.2 具體單元分段21 3.2全橋施工階段的劃分21 3.3主梁內(nèi)力計算21恒載內(nèi)力計算21 3.4活載內(nèi)力計算21活載因子的計算22橫向分布系數(shù)的考慮23 3.5荷載組合23 3.6預應

17、力鋼束的估算與布置25鋼束面積估算25按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求25按正常使用極限狀態(tài)下的應力要求 26預應力束的布置29預應力損失計算30第四章結構強度及應力驗算344.1 施工階段驗算344.2 截面強度驗算354.3截面應力驗算37持久狀況應力驗算40鋼束最大拉應力驗算424.4截面抗裂性驗算43第五章主要施工程序46致謝及感想47參考文獻48附：外文翻譯英文原文中文翻譯第一章方案比選1.1 比選原則（1）適用性橋上應保證車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。（2）舒適與安全性現(xiàn)代

18、橋梁設計越來越強調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。（3）經(jīng)濟性設計的經(jīng)濟性一般應占首位。經(jīng)濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。（4）先進性橋梁設計應體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設的新技術。應便于制造和架設，應盡量采用先進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全。（5）美觀一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調(diào)。有合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。應根據(jù)上述原則，對

19、橋梁作出綜合評估。1.2 比選方案第一方案：連續(xù)剛構橋方案1、總體布置和結構體系：此方案的橋跨布置為81m+148m+81m連續(xù)剛構橋。三跨預應力連續(xù)剛構，中跨為148m，邊跨均為81m。單箱單室變截面梁，橋面寬13m，箱底寬7m頂板懸臂長度為3m.邊跨與中跨比值為0.5473,符合結構及經(jīng)濟要求。2、尺寸擬定：跨中截面：橋梁全寬13m。頂板寬13m，底板寬7m，頂板厚30cm，底板厚35cm，腹板厚40cm，梁高2.8m。墩頂截面：橋梁全寬13m。頂板寬13m，底板寬7m，頂板厚40cm，底板厚90cm，腹板厚90cm，梁高9m。圖3、主墩、臺結構：橋墩均采用雙支薄壁墩組成的鋼筋混凝土結構。

20、主橋基礎采用鉆孔灌注樁基礎。4、施工方法：該橋采用懸臂澆筑法施工，省去大型起重安裝設備，0號塊采用支架現(xiàn)澆，兩側同時進行對稱懸臂施工，合龍時先合龍邊跨，再合龍中跨，施工時不受溝道通航和水位變化的影響。5、優(yōu)點預應力連續(xù)剛構橋梁體連續(xù)，梁墩固結，既保持了主梁連續(xù)無縫，行車平順又可最大限度地應用平衡懸臂施工法的優(yōu)點；又保持了T型剛構不需大噸位支座，不需轉(zhuǎn)換體系且具有很大的順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度的優(yōu)點。連續(xù)剛構結構整體性好，采用柔性薄壁墩，可削弱墩頂負彎矩，能滿足大跨徑的受力要求。并且結構性能好，變形小，伸縮縫少，行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小，抗震能力強等優(yōu)點。6、缺點超靜定結構，

21、基礎不均勻沉降將在結構中產(chǎn)生附加內(nèi)力，且墩梁固結增加了對次內(nèi)力的敏感性，必須采用抗壓剛度較大、抗推剛度較小的橋墩，以適應梁結構的變形。水平抗推剛度小。7、方案大樣圖：圖第二方案：連續(xù)梁橋方案1、總體布置和結構體系：本方案是連續(xù)梁橋，全橋長310米，孔徑布置主跨為：81m+148m+81m連續(xù)梁。主橋為三跨預應力連續(xù)梁，中跨為148m，邊跨均為81m。單箱單室變截面梁，橋面寬13m，箱底寬7m頂板懸臂長度為3m.邊跨與中跨比值為0.5473,符合結構及經(jīng)濟要求。2、尺寸擬定：跨中截面：橋梁全寬13m。頂板寬13m，底板寬7m，頂板厚30cm，底板厚35cm，腹板厚40cm，梁高3m。墩頂截面：橋

22、梁全寬13m。頂板寬13m，底板寬7m，頂板厚40cm，底板厚90cm，腹板厚90cm，梁高8m。2、主墩、臺結構橋墩均采用雙柱式橋墩。主橋基礎為鉆孔灌注樁基礎。3、施工方案該三跨連續(xù)梁橋采用懸臂澆筑法施工，省去大型起重安裝備，而且施工時不受溝道通航和水位變化的影響。4、方案大樣圖：圖第三方案:下承式系桿拱橋1、孔徑布置此橋為三跨系桿拱橋，全橋長318米，全橋孔徑布置為：106m+106m+106m，。矢高24m，橋面凈寬13m，兩邊混凝土防撞護欄為20.5m。2、結構構造拱圈跨徑106m，失高24m，拱圈厚度為3.0m。3、方案大樣：圖6、施工方法：拱圈采用纜索吊裝。拱上建筑采用工廠預制簡支

23、板再進行安裝的施工方法。6、優(yōu)點結構的整體剛度大，構造簡單，維護費用少。線型優(yōu)美，與環(huán)境相協(xié)調(diào)。7、缺點超靜定結構，溫度變化，材料收縮，結構變形，基礎不均勻沉降和位移將在結構中產(chǎn)生附加內(nèi)力。橋型方案比較表方案比較項目第一方案（推薦）第二方案第三方案連續(xù)剛構橋連續(xù)梁橋系桿拱橋橋總長（m）310310318橋跨布置特點邊跨比0.5473,主橋為變截面單箱單室箱梁,墩為雙支薄壁墩墩。邊跨比0.5473，主梁為變截面單箱單室箱梁，墩為空心墩采用鋼筋混凝土預制空心板，拱圈截面采用單箱單室主梁梁高.墩頂9,跨中2.8,呈二次拋物線墩頂8、跨中3,呈二次拋物線等截面2m建筑造形連續(xù)美觀簡潔連續(xù)美觀簡潔優(yōu)美宏

24、偉養(yǎng)護維修少少較多施工方法和難易主橋采用對稱懸臂澆注施工，施工工作面多，施工難度不大主橋采用對稱懸臂澆注施工，施工工作面多，施工難度不大拱圈采用纜索吊裝，拱上建筑采用工廠預制簡支板再進行安裝，施工難度較大工期短短長抗風抗震較好較好較好變形剛度較好較好較好綜上所述，連續(xù)剛構從多方面考慮，結構受力合理，外形簡潔美觀，利于行車，且用料較拱橋省，施工較容易，施工工期較短，維護方便、花費用少，比拱橋有顯著的經(jīng)濟效益，但是為了使自己在設計過程中得到充分的學習，因此選擇連續(xù)剛構作為最后施工設計方案。第二章預應力混凝土連續(xù)剛構橋總體布置2.1橋型布置本設計推薦方案采用三跨一聯(lián)預應力混凝土變截面連續(xù)剛構，橋全長

25、310m?？讖讲贾眠B續(xù)剛構是墩梁固結的連續(xù)鋼構橋，跨徑布置一般以采用不等跨形式。以三跨連續(xù)剛構為例，若為三孔等跨連續(xù)鋼構，其中孔跨中活載正彎矩與活載負彎矩的絕對值之和（即彎矩變化峰值）與同跨簡支梁彎矩相同。如果減小邊跨長度，則邊跨和中跨的跨中彎矩都將減小。一般邊跨長度可取為中跨長度的（054058）倍。本設計推薦方案根據(jù)任務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81m+148m+81m的形式。橋梁截面形式橋梁橫截面：圖主梁截面尺寸圖(單位：cm)橫截面的設計主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸；它與梁式橋體系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求

26、以及經(jīng)濟用料等等因素都有關系。在目前已建成的大跨徑預應力混凝土梁橋中，當梁橋的跨徑繼續(xù)增大超過60m后，箱形截面是最適宜的橫截面型式。箱型截面還有如下優(yōu)點：這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。同時，因其頂板和底板都有較大的面積，所以能有效的抵抗正、負彎矩，并滿足配筋要求。箱形截面亦具有良好的動力特性。常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。從對箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。一般常用在橋?qū)?4m左右的范圍。綜上所述，根據(jù)任務書設計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱單室的箱型截面。如上圖：支

27、點頂板厚度取50cm，跨中頂板厚度取30cm；支點處底板厚90m，跨中處底板厚為 35cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化；支點處腹板厚度采用60cm，中間腹板厚度不變化。根據(jù)估算值，本推薦方案取得支點處梁高為9m，跨中梁高為2.8m。2.1.3橋梁細部尺寸橋梁橫截面設置如下：雙車道各3.75m，應急路3m，路緣帶0.5m，護欄各0.5m。頂板厚取3cm；跨中處底板厚35cm，以便布置預應力束，支點處底板厚為90cm,中間底板板厚成拋物線性變化；腹板厚度跨中處采用40cm，支點處采用60cm；頂板承托尺寸采用120cm40cm,底板承托尺寸采用30cm30cm。2.1.4橋面鋪裝橋面鋪裝：根據(jù)

28、橋梁工程（上）選用，上層瀝青混凝土厚9cm，下層C40混凝土厚8cm。2.1.5橋梁下部結構全橋基礎均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為雙支薄壁墩。本橋使用材料（1）使用混凝土箱梁采用50號混凝土，墩身采用40號混凝土，承臺、蓋梁、耳背墻、防撞護欄、采用30號混凝土。（2）使用鋼材預應力采用鋼絞線束施加，鋼絞線彈性模量取1.95105MPa，鋼絞線采用ASTM A416-92標準270級低松弛鋼絞線，公稱直徑15.24mm，公稱面積140mm2，抗拉標準強度為1860MPa。預應力波紋管道采用塑料波紋管，真空輔助壓漿。錨具設計采用OVM15型錨具。鋼束設計采用17股和15股兩種不同股數(shù)鋼絞線，預應力波

29、紋管道成孔面積5026mm，單個錨具回縮6mm。（3）、伸縮縫伸縮縫采用HXC-80A定型產(chǎn)品。第三章分析計算3.1全橋結構單元的劃分3.1.1 劃分單元原則劃分單元應考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、施工周期、預應力布置等因素，一般遵從以下原則：1.構件的起點和終點以及變截面處;2.不同構件的交點或同一構件的折點處;3.施工分界線處;4.邊界或支承處;.3.1.2橋梁具體單元劃分本橋全長190米，全梁共分56個單元，最小的單元長度3.5米，最長的單元長度4.5米。圖單元劃分示意圖3. 2全橋施工階段劃分全橋施工階段的劃分：單元施工采用懸臂澆筑施工，考慮掛藍的實際施工能力，將單元按重量分為3、

30、4m。0號塊現(xiàn)澆施工，422、2947號單元用掛藍對稱懸臂澆筑施工，在兩端橋臺旁搭設支架整體現(xiàn)澆施工。跨中和邊跨合龍段均為預留2m現(xiàn)澆段，合攏的順序是先邊跨后中跨。3.3主梁內(nèi)力計算根據(jù)梁跨結構縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進行內(nèi)力組合。3.3.1恒載內(nèi)力計算（1）第一期恒載（結構自重）恒載集度（2）第二期恒載包括結構自重、橋面二期荷載3.4活載內(nèi)力計算（1）影響線的計算將單位荷載P=1作用在各橋面的節(jié)點上，求得結構的變形及內(nèi)力，可得位移影響線和內(nèi)力影響線。（2）人群、履帶車、掛車加載本橋設計不計人群荷載；履帶車離散為若干集中力；掛車按集中荷載加載。（3

31、）汽車加載掛車、履帶車全橋只考慮一輛。汽車荷載是由主車和重車組成的車隊，車距又受到約束，求其最大、最小效應是個較復雜的問題。這種情況下，車輛數(shù)和車距都是未知參數(shù)，隨具體影響線而變化，問題歸結為求具有多個變量的函數(shù)在約束條件下的極值。此問題的解決借助于計算機程序完成。（4）溫度荷載計算橋梁結構因均勻溫度作用引起的效應時，箱梁有效溫度標準值取020，其中合攏溫度取為10，即整體降溫為-10，整體升溫10。計算橋梁結構由于梯度溫度引起的效應時，日照溫差按公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）第4.3.10 條規(guī)定取相應數(shù)值。（5）收縮徐變混凝土收縮及徐變采用公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵

32、設計規(guī)范(JTGD62-2004)第6.2.7 條規(guī)定的取值，其中環(huán)境相對濕度0.7；混凝土加載終極齡期10年，即3650 天。（6）預應力效應按照初步設計所確定的鋼束位置及束數(shù)進行輸入，采用金屬波紋管成型，有關預應力損失計算采用設計說明中明確的計算參數(shù)管道摩擦系數(shù)=0.25，管道偏差系數(shù)k=0.0015，單端錨具變形為6mm 進行計算3.4.1活載因子的計算橋梁結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結構之間的關系。不管橋梁的建筑材料、結構類型是否有差別，也不管結構尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結構的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相

33、同的沖擊系數(shù)。橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計算，對于連續(xù)剛構，當無更精確方法計算時，也可采用下列公式估算：式中結構的計算跨徑（）；結構材料的彈性模量（）；結構跨中截面的截面慣矩（）；結構跨中處的單位長度質(zhì)量（），當換算為重力計算時，其單位應為（）；結構跨中處延米結構重力（）；重力加速度，。計算沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用；計算連續(xù)剛構的沖擊力引起的負彎矩效應時，采用值可按下式計算：當1.5Hz時，=0.05當1.5Hz14Hz時，=0.1767-0.0157當14Hz時，=0.45根據(jù)規(guī)范，計算正彎矩效應和剪力效應的結構基頻=1.01Hz，沖擊系數(shù)1 = 0.050；計算

34、負彎矩效應的結構基頻=1.75Hz，沖擊系數(shù)2 = 0.084。3.4.2橫向分布系數(shù)的考慮荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進行分配，或者說各主梁如何分擔車輛荷載。因為截面采用單箱單室時，可直接按平面桿系結構進行活載內(nèi)力計算，無須計算橫向分布系數(shù)，所以全橋采用同一個橫向分配系數(shù)。3.5荷載組合在橋梁博士中輸出內(nèi)力組合時，首先要明確以下三點內(nèi)容：（1）針對新規(guī)范關于荷載組合的處理承載能力極限狀態(tài)組合：組合：基本組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：撞擊組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：地震組合;其余組合不用。正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合：組合：長期效

35、應組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：短期效應組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：施工組合；其余組合不用。應力組合：組合：長期效應組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：短期效應組合，按規(guī)范JTG D602004第條規(guī)定；組合：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1.0，參加組合的荷載類型為規(guī)范JTG D602004第條中短期效應組合中規(guī)定的所有荷載類型；組合：撞擊組合;組合：施工組合；組合：不用。(2)關于使用階段中的結構重力、預應力、收縮、徐變效應說明結構重力：最后一個施工階段的結構累計內(nèi)力，即成橋內(nèi)力，包括施工階段中的結構自重、永久荷載

36、、收縮、徐變和預應力效應。預應力：結構中的預應力鋼筋在使用階段的期間內(nèi)，由于結構的收縮徐變產(chǎn)生的預應力損失而產(chǎn)生的結構效應。收縮、徐變：結構在使用階段的期間內(nèi)，由于收縮徐變產(chǎn)生的結構效應。（3）根據(jù)我國現(xiàn)行公路橋涵設計通用規(guī)范，對全橋形成和營運各階段的內(nèi)力和應力進行荷載組合，取其中最為不利者進行結構設計驗算。1、正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮兩種組合：組合I作用短期效應組合:組合II 作用長期效應組合:2、承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮一種組合組合基本組合:或主梁控制斷面內(nèi)力值作用墩頂截面（26）跨中截面（49）中跨1/4截面（39）彎矩（KN.m）剪力（KN）彎矩（KN.m）剪力（KN）彎矩

37、（KN.m）剪力（KN）-1.08e+06-1.32e+036.11e+04305-2.85e+05-1.94e+043.6預應力鋼束的估算與布置鋼束面積估算根據(jù)預規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。圖承載能力極限狀態(tài)結構配筋面積圖3.6.2.按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。（1）對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數(shù)量按下式計算：如圖：h

38、0xNdfcd圖3-1，（3-1），（3-2）解上兩式得：受壓區(qū)高度（3-3）預應力筋數(shù)（3-4a）或（3-4b）式中：截面上組合力矩。混凝土抗壓設計強度；預應力筋抗拉設計強度；單根預應力筋束截面積；b截面寬度（2）若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力筋數(shù)量。這忽略實際上存在的雙筋影響時（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預應力筋）會使計算結果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。3.6.3.按正常使用極限狀態(tài)下的應力要求e上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+-Np下Np上Mmax合成+-Mmin合成圖規(guī)范（JTJ D62-2004）規(guī)定，截面上的預

39、壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。寫成計算式為：對于截面上緣（3-5）（3-6）對于截面下緣（3-7）（3-8）其中，由預應力產(chǎn)生的應力，W截面抗彎模量，混凝土軸心抗壓標準強度。Mmax、Mmin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，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，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數(shù)的最小值)。公式（3-5）變?yōu)椋?-9）公式（3-7

40、）變?yōu)椋?-10）由預應力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應力和截面下緣應力分為三種情況討論：（1）截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應力分別為：（3-11）（3-12）將式（3-9）、（3-10）分別代入式（3-11）、（3-12），解聯(lián)立方程后得到（3-13）（3-14）令代入式（3-13）、（3-14）中得到（3-15）（3-16）式中 Ap每束預應力筋的面積；預應力筋的永存應力(可取0.50.75估算)；e預應力力筋重心離開截面重心的距離；K截面的核心距；A混凝土截面面積，取有效截面計算。（2）當截面只在下緣布置力筋Np下以抵抗正彎矩時當由上緣

41、不出現(xiàn)拉應力控制時：（3-17）當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時：（3-18）（3）當截面中只在上緣布置力筋Np上以抵抗負彎矩時：當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時：（3-19）當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時：（3-20）當按上緣和下緣的壓應力的限制條件計算時(求得預應力筋束數(shù)的最大值)?？捎汕懊娴氖剑?-6）和式（3-8）推導得：（3-21）（3-22）有時需調(diào)整束數(shù)，當截面承受負彎矩時，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應力，同理，當截面承受正彎矩時，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應增配根。其關系為：當承受時，當承受時，預應力束的布置：本橋箱梁縱向預應力束采用中交新預應力

42、筋：270K級高強度低松弛預應力鋼絞線，其公稱面積140mm2，標準強度Ryb=1860MPa ， Ey=1.95105MPa；張拉控制應力k=0.75 Rby=1395MPa。預應力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。錨具采用群錨體系OVM錨。錨墊板等預埋鋼板采用低炭鋼。預應力鋼束的配置考慮以下原則：1、應選擇適當?shù)念A應力束的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結構，要選用預加力大小恰當?shù)念A應力束，以達到合理的布置型式。2、應力束的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結構中任意切斷鋼筋那樣去切斷預應力束，而導致在結構中布置過多的錨具。3、預應力束的布置，既要符合結構受力的要求，又要注意在超靜定結構體系

43、中避免引起過大的結構次內(nèi)力。4、預應力束的布置，應考慮材料經(jīng)濟指標的先進性，這往往與橋梁體系、構造尺寸、施工方法的選擇都有密切關系。5、預應力束應避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大的摩阻損失，降低預應力束的效益。6、預應力束的布置，不但要考慮結構在使用階段的彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結構在破壞階段時的需要。7、預應力筋應使其中心線不超出束界范圍，盡量對稱布置，錨頭應盡量靠近壓應力區(qū)。8、預應力束應在其充分利用點后h/2處彎起，彎起角不宜大于20。鋼絞線束當直徑大于5mm時彎起半徑不宜小于6m。9、鋼束在橫斷面中布置時，直束應盡量靠近頂板位置直接錨固于齒板上，彎束布置在腹板上便

44、于下彎分散錨固。10、應留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。11、本橋中使用預埋波紋管，其水平凈距不應小于40mm，且不小于管道直徑的0.6倍，在豎直方向可疊置。波紋管到梁側凈距不小于35mm，到梁底距離不小于50mm。遵循上面的原則結全施工特點布筋。根據(jù)配筋數(shù)量要求及以上布置原則現(xiàn)將初步鋼束具體布置繪圖如下：圖墩頂橫斷面鋼束布置圖圖鋼筋布置圖預應力損失計算：根據(jù)橋規(guī)（JTG D62-2004）第條規(guī)定，預應力混凝土構件在正常使用極限狀態(tài)計算中，應考慮由下列因素引起的預應力損失：預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦l4錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮l2預應力鋼筋與臺座之間的溫差l3混凝土的彈性壓縮

45、l4預應力鋼筋的應力松弛l5混凝土的收縮和徐變l6 預應力損失的計算后張法預應力損失包括：摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮、混凝土的彈性壓縮、預應力筋的應力松弛、混凝土的收縮與徐變等5項。摩阻損失預應力鋼筋與管道之間摩擦引起的應力損失可按下式計算： (3-23)con張拉鋼筋時錨下的控制應力（=0.75）。預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)，對金屬波紋管，取0.2。從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以rad計。k管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取0.0015。x從張拉端至計算截面的管道長度,以米計。錨具變形損失由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失，可按下式計算： (3-24)Dl錨

46、具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取6mm。L預應力鋼筋的有效長度。EP預應力鋼筋的彈性模量。取195GPa。混凝土的彈性壓縮后張預應力砼構件的預應力鋼筋采用分批張拉時，先張拉的鋼筋由于張拉后批鋼筋所產(chǎn)生的砼彈性壓縮引起的應力損失，可按下式計算 (3-25)在先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應力；預應力鋼筋與混凝土彈性模量比。若逐一計算的值則甚為繁瑣，可采用下列近似計算公式 (3-26)N計算截面的分批張拉的鋼束批數(shù).鋼束重心處混凝土法向應力：（M1為自重彎矩）注意此時計算Np時應考慮摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮的影響。預應力損失產(chǎn)生時，預應力孔道還沒壓漿，截面特性取靜截面

47、特性（即扣除孔道部分的影響）。鋼束松弛損失鋼束松弛（徐變）引起的應力損失（），此項應力損失可根據(jù)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D622004 表6.2.6 條的規(guī)定，按下列公式計算。對于鋼絲、鋼絞線，本設計中采用=（MPa）（3-27）式中：張拉系數(shù)，一次張拉時，=1.0；鋼筋松弛系數(shù)，級松弛（低松弛），=0.3；傳力錨固時的鋼筋應力，對后張法構件=-收縮徐變損失由混凝土收縮和徐變引起的預應力鋼筋應力損失（3-28）（3-29）（3-30）（3-31）式中：、構件受拉、受壓鋼筋截面重心處由砼收縮、徐變引起預應力損失；、構件受拉、受壓縱向鋼筋截面重心處由預應力產(chǎn)生的混凝土法向應

48、力； 截面回轉(zhuǎn)半徑，后張法采用凈截面特性、構件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面重心至構件截面重心的距離；預應力鋼筋傳力錨固齡期為，計算考慮的齡期為t時的混凝土收縮、徐變，其終極值可按公預規(guī)JTG D622004 中表取用；加載齡期為，計算考慮的齡期為t時的徐變系數(shù)，可按公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D622004 中表取用.（2）有效預應力的計算預應力損失的最后結果應列表給出各個截面的各項預應力損失、張拉錨固階段和使用階段的有效預應力以及使用階段扣除全部損失的有效預應力值。（使用階段扣除全部損失的永存預應力值）（張拉錨固階段的有效預應力）現(xiàn)截取橋梁博士中2#鋼束在第4施工階段各

49、項預應力損失及有效預應力2#鋼束在第4施工階段各項預應力損失及有效預應力其余各鋼束在施工階段的應力損失及有效預應力都可以從橋梁博士中直接導出，在這就不一一敘述。第四章結構強度及應力驗算4.1 施工階段驗算按照新公路橋規(guī)第條規(guī)定，鋼絲、鋼絞線的張拉控制應力值con0.75fpk，故允許值為0.75fpk1395MP。以下驗算規(guī)定：壓應力cct0.70fck，拉應力ctt1.15ftk。因為本橋施工階段較多，所以選擇最大懸臂階段11，邊跨合攏階段13，中跨合攏階段14，橋面鋪裝階段15，每個階段只取控制截面進行施工階段驗算。（1）最大懸臂階段施工階段混凝土應力表（Mpa）單元號節(jié)點號應力上緣最大上

50、緣最小下緣最大下緣最小正應力正應力正應力正應力44應力1.761.760.7360.736容許值22.7-3.0522.7-3.05是否滿足是是是是55應力3.93.90.870.87容許值22.7-3.0522.7-3.05是否滿足是是是是1515應力7.817.815.575.57容許值22.7-3.0522.7-3.05是否滿足是是是是2525應力6.36.31.151.15容許值22.7-3.0522.7-3.05是否滿足是是是是2727應力1.931.93-0.119-0.119容許值22.7-3.0522.7-3.05是否滿足是是是是（2）邊跨合攏階段施工階段混凝土應力表（Mpa）單元號節(jié)點號應力上緣最大上緣最小下緣最大下緣最小正應力正應力正應力正應力11應力1.371.373.183.18容許值22.7-3.