65 + 115 +65 m公路預(yù)應(yīng)力混凝土雙薄壁墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計

公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)發(fā)題日期：2008年4月完成日期：2008年6月題目：65+115+65m公路預(yù)應(yīng)力混凝土雙薄壁墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計1、本論文的目的、意義根據(jù)教育部指示，畢業(yè)設(shè)計是高等工科院校本科培養(yǎng)計新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。2、設(shè)計原始資料(一)主要技術(shù)指標(2)公路等級：一級(5)橋面縱坡：0%(平坡);主梁豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φ32冷拉IV級鋼筋，R)=735MPa(冷拉應(yīng)力),用I級鋼筋(φ8~20),R3=240MPa,R,=240MPa。(10)拆除0#段與橋墩的臨時固接；3、設(shè)計任務(wù)繪制橋梁結(jié)構(gòu)(主梁)主要構(gòu)造圖(立面、平面、橫斷面和階段劃分圖),分階段置),施工程序圖等，要求達到A3幅面圖紙不少于16張或A2幅面圖紙不少于8張(相當于0#圖2張)。翻譯或用外文寫出本人的畢業(yè)設(shè)計摘要(不少于500漢字，在答辯時用外語宣讀)。(8)畢業(yè)設(shè)計的說明書不少于15000漢字。4、設(shè)計依據(jù)5、設(shè)計要求(4)設(shè)計計算無誤，數(shù)據(jù)表格化；文整說明簡明扼要，條理清晰；章節(jié)編號分設(shè)計為總長為245m的公路直線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑組成為彎矩變化的幅值布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⑦B續(xù)梁與薄壁墩(柔性)固結(jié)而成，fverticalprestressing.Accordingtothedifferentpositionoftheliveloads,thesectionofthisforces,therefore,thearrangcombinationofcontinuingbeamanddouthestructure'sstresscompatibilityunderthelevelofloads.single-room,theheightofthebeaandthethickoftheRoofis22cm.Inordthickofthebottom,combinedwiththestressfeatureofcontinuingsteelbridge,changesinanalysisofinternalforcesofthestructurebyBSAS,evaluatetheamountsofthereinforcementandarrangethemaccordingly,thencheckthecapabilityofthemaincontrollingsection.Drawingthestructuralconstructionplan,includingthearraplanofthebridgespan,theprocedureofconstruction,etc.thentranslatetheminanalysisofinternalforces;pre 11.1設(shè)計特點 1 2 2 21.3.2橫隔板 31.3.3合攏段 3第2章橋跨總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸 42.1橋跨結(jié)構(gòu)圖式及尺寸擬定 4 4 4 52.2主梁分段與施工階段的劃分 62.2.1分段原則 6 6 6第3章荷載內(nèi)力計算 8 8 8 93.2活載內(nèi)力計算 3.2.1橫向分布系數(shù)的考慮 3.2.2活載因子的計算 4.1預(yù)應(yīng)力筋的估算 4.1.3預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 第5章預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計算 5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦損失 5.3彈性壓縮損失 6.2預(yù)加力徐變次內(nèi)力計算 6.3溫度次內(nèi)力計算 7.1內(nèi)力組合 7.1.1荷載和荷載效應(yīng) 8.1混凝土總用量計算 8.1.1梁體混凝土(C50)用量計算 總結(jié)與討論 主要參考文獻 附錄一 附錄二 包絡(luò)圖 1.2受力特點1.3構(gòu)造特點1.3.2橫隔板1.3.3合攏段本設(shè)計取1.5m。合攏段的構(gòu)造處理有以下幾種：(1)用勁性鋼管作為合攏段的預(yù)應(yīng)力套管；(2)2.1橋跨結(jié)構(gòu)圖式及尺寸擬定1、設(shè)計荷載：公路—I級(人行道與欄桿);3、橋面設(shè)1.5%的雙向橫坡。4、擬定參數(shù)：橫斷面下緣寬度12.5m,上緣寬度20.5m,上翼緣外懸臂長為4m。2、立面形式本橋跨徑組65+115+65=245m。兩橋墩高度均為30m。3、施工方法(1)主橋下部施工(2)上部箱梁施工澆筑法和懸臂拼接法。兩種方法是大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋主要采用的施工方法。本橋選用的施工方法就是懸臂施工方法中的懸臂澆筑法，即掛籃分段澆筑、懸臂對稱施工。即從中間墩頂兩側(cè)利用懸臂掛籃設(shè)施逐段對稱施工主梁。2.1.3主要尺寸擬定1、跨度橋梁跨度應(yīng)根據(jù)公路等級，功能，通行能力及抗洪防災(zāi)要求，再根據(jù)水利部門推薦橋位處主橋主跨徑的范圍，及主河槽布置橋孔要求，結(jié)合橋址處的水文、地質(zhì)、河道斷面、通航、環(huán)境要求綜合考慮，選出適合于該橋位的跨徑。橋位選擇在河道順直穩(wěn)定，河床地質(zhì)條件良好的河段。本橋跨徑組成：65m+115m+65m,邊跨與中跨的比值為0.565,橋梁工程全長245m。2、主梁高度連續(xù)剛構(gòu)橋中支點的高跨比一般為其中大部分為左右。本橋剛構(gòu)墩頂梁高5.8m,是主跨徑的主跨中部箱梁的高跨比一般為并有下降的趨勢。本橋跨中截面梁高2.5m,是主跨徑的梁高沿跨徑方向按二次拋物線變化，在繪圖中近似以直線表示。3、箱梁腹板厚度腹板確定經(jīng)驗公式：同時應(yīng)滿足構(gòu)造要求：單個腹板厚度to≥0.15m。根據(jù)經(jīng)驗，腹板厚度在中支點和邊支座處等高段為70cm,跨中為40cm,按階梯性變化。4、箱梁底板厚度箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負彎矩的主要工作部位，當采用懸臂施工方法時，梁的下緣特別是靠近橋墩的截面承受很大的壓力。箱形截面的底板應(yīng)提供足夠大的承壓面積，發(fā)揮良好的受力作用。在發(fā)生變號彎矩的截面中，頂板和底板上都應(yīng)各自發(fā)揮承壓的作用。(1)箱梁橋墩處底板厚度本橋橋墩處底板厚度選用70cm。(2)箱梁跨中底板厚度底板厚度取為30cm。2.2主梁分段與施工階段的劃分本橋全長245m,全橋共分98個梁段單元，0號塊長度7m,一般梁段長度分成4m、5m,跨中合攏段3.0m。其中0號塊和邊跨等高梁段單元滿堂支架施工。(2)澆筑0號梁段，即11,0,12梁段和32,0,33梁段。(4)在0梁段上對稱架設(shè)掛籃4個，每個掛籃按1300KN考慮。2、步驟：(1)對稱澆筑10,13,31,34梁段。(2)對稱澆筑9,14,30,35梁段。第3章荷載內(nèi)力計算3.1.1計算方法彈性模量C40:Ee=3.25×10?MPa;(7)運營階段N0.面積A慣矩Ix中軸至梁頂Yo中軸至梁底Y1123456789表2.2施工階段計算結(jié)果(包括一期恒載和二期恒載)單元桿端彎矩-M剪力-Q1i1j2i2j33j4i4j55j66j77j8i8j9i9jijijjijijijjij1jijijjijjijjijjijjijijijijijijjijijijijjijijijjijjijijjijjijjjjijjijijijijijijjijijijijjIjijijjijjijjjijjijjijjijjijijijijijjijijijij 施工階段彎矩包絡(luò)圖(kN-M)荷載橫向分布系數(shù)是指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(jié)構(gòu)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)。本設(shè)計偏載系數(shù)為1.0。3.2.2活載因子的計算式中：1+μ沖擊系數(shù)；根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTJD60—2004):公路—I級：本設(shè)計車道為雙向4車道，單向為7.5m,汽車的折減系數(shù)為η=0.67;本橋計算跨徑小于150m,所以不考慮縱向車道折減。u=0.1767Inf-0.0157=本橋跨度L取為115m,根據(jù)規(guī)定：,μ=0.055。E=3.5×10?N/mm2Ic=2.556337所以本設(shè)計中取μ=0.055。FACTOR=(1+μ)·nηi=(1+0.055)×4×0.3.2.3設(shè)計結(jié)果本設(shè)計中采用BSAS軟件進行該內(nèi)力計算，現(xiàn)僅將結(jié)構(gòu)的結(jié)果列于下表。活載內(nèi)力計算結(jié)果表3.2公路I級荷載產(chǎn)生的內(nèi)力計算結(jié)果相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy相應(yīng)Mz相應(yīng)Qy第4章預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置4.1預(yù)應(yīng)力筋的估算預(yù)應(yīng)力混凝土截面配筋，是根據(jù)前面兩種極限狀態(tài)的組合結(jié)果，確定截面受力的性質(zhì)，分為軸拉、軸壓，上緣受拉偏壓、下緣受拉偏壓、上緣受拉偏拉、下緣受拉偏拉，上緣受拉受彎和下緣受拉受彎8種受力類型，分別按照相應(yīng)的鋼筋估算公式進行計算。估算結(jié)果為截面上緣配筋和截面下緣配筋，此為截面最小配筋，設(shè)計者可根據(jù)經(jīng)驗適當放寬。需要說明的是，之所以稱為鋼束“估算”,是因為計算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實受力。確定鋼束需要知道各截面的計算內(nèi)力，而布置好鋼束前又不可能求得橋梁的真實受力狀態(tài)，故只能稱為“估算”。此時與真實受力狀態(tài)的差異由以下四方面引起：①未考慮預(yù)加力的作用；②未考慮預(yù)加力對徐變、收縮的影響；③未考慮(鋼束)孔道的影響；④各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗事先擬定4.1.1預(yù)應(yīng)力筋的估算方法根據(jù)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足使用和承載能力極限狀態(tài)下的正截面強度要求。因此，預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量可從這兩方面綜合考慮。①按承載能力極限計算預(yù)應(yīng)力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達到混凝土抗壓設(shè)計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設(shè)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。對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計算：圖4-1承載力極限狀態(tài)計算圖解上兩式得：受壓區(qū)高度預(yù)應(yīng)力筋數(shù)或Ra—混凝土抗壓設(shè)計強度；R—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計強度；Ay—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；b—截面寬度。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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋)會使計算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。②按正常使用狀態(tài)計算拉應(yīng)力滿足要求估算下限；壓應(yīng)力滿足要求估算上限。圖4-2正常使用狀態(tài)計算圖規(guī)范規(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)力與荷載引起的截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。寫成計算式為：對于截面上緣對于截面下緣準強度。Mmax、Mmn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(yīng)力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式(4-5)變?yōu)?4-9) 公式(4-7)變?yōu)?4-10) 上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為：將式(4-9)、(4-10)分別代入式(4-11)(4-12),解聯(lián)立方程后得到代入式(4-13)(4-14)中得到Ry—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取0.5～0.75R'估算);e—預(yù)應(yīng)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；當由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時：當由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時：c、當截面中只在上緣布置力筋Ny上以抵抗負彎矩時：當由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制當由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時當按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計算時(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值)?？捎汕懊娴氖?4-6)和式(4-8)推導(dǎo)得：4.1.2預(yù)應(yīng)力筋的估算本設(shè)計采用19-φj15.24鋼絞線，每束預(yù)應(yīng)力鋼筋面積：Ay=19×140×表4.1各截面的最大彎矩和最小彎矩值單元截面最大彎矩最小彎矩值值1i0000j2ij3ij4ij5ij6ij7ij8ij9ijijijijijijijijijjijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijij表4.2各截面所需要的鋼筋數(shù)：1in下n上i0jj02ii0jj03ii0jj04ii0jj05ii0jj06ii0jj07ii0j0j08i0i0j0j09i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0j0i0i0j0ji0ij0ji0ij0ji0ij0j叫二次彎矩(次內(nèi)矩)。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，在不改變預(yù)應(yīng)力筋兩端支承處的位置和(2)預(yù)應(yīng)力束筋的布置要考慮施工的方便，也不能如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切(3)預(yù)應(yīng)力束筋的布置，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(4)預(yù)應(yīng)力束筋配置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟指標的先進性，這往往與橋梁體系，構(gòu)(5)預(yù)應(yīng)力束筋應(yīng)避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大摩阻損(6)預(yù)應(yīng)力束筋的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階(7)當預(yù)應(yīng)力筋要分層布置時，頂板的長束布置在上層，短束布置在下層，底(8)預(yù)應(yīng)力筋布置不要太靠近翼緣兩側(cè)，在同一截面上錨固要適當分散。(9)在設(shè)置孔道時需要預(yù)留一定的備用孔道，以便在必要時補充。曲率半徑鋼絞線不應(yīng)小于4m。4.1.4截面特性計算采用正常極限狀態(tài)估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，在驗算過程中只考慮端支座截面，邊跨1/4截面，邊跨跨中截面，邊跨3/4截面，0號塊中心截面，中跨1/8截面，中跨3/8表4.3關(guān)鍵截面的計算數(shù)據(jù)：截面類型面積A慣性矩IY上Y下原截面1端支座換算截面1凈截面1原截面51/4邊跨換算截面5凈截面5原截面8中跨3/8換算截面8凈截面8原截面邊跨跨中換算截面凈截面原截面中跨1/4換算截面凈截面原截面邊跨3/4換算截面凈截面原截面中跨1/8換算截面凈截面原截面換算截面凈截面5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦損失第一項預(yù)應(yīng)力損失計算參數(shù)截面號鋼束號束數(shù)端支座202020鋼束總數(shù)6截面平均損失邊跨1/4截面2222220鋼束總數(shù)截面平均損失邊跨跨中截面222222222鋼束總數(shù)截面平均損失邊跨3/4截面2225282222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失截面號鋼束號束數(shù)0號塊中心截面22222222222222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失中跨1/8截面2222222222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失中跨1/4截面222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失中跨3/8截面22222鋼束總數(shù)截面平均損失中跨跨中截面202020222鋼束總數(shù)截面平均損失5.2錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮損失在對鋼筋進行錨固時，鋼絲會發(fā)生回縮，由于受壓也會使錨具變形、使墊圈之間和分塊拼裝的混凝土塊件之間的接縫壓縮，從而引起的預(yù)應(yīng)力損失。由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下式計算：△l——錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值，統(tǒng)一取6mm;L——預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長度；Ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量，取195GPa。由計算可得各鋼束的錨具變形預(yù)應(yīng)力損失如表5-2。表5-2各計算截面平均錨具變形預(yù)應(yīng)力損失值第二項預(yù)應(yīng)力損失計算參數(shù)截面號鋼束號束數(shù)型號σ端支座202020鋼束總數(shù)6截面平均損失邊跨1/4截面222222鋼束總數(shù)截面平均損失邊跨跨中截面222222222鋼束總數(shù)截面平均損失上邊跨3/4截面22222222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失(上)截面號鋼束號束數(shù)型號O0號塊中心截2面2222222222222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失(上)中跨1/8截面22222222222221222222鋼束總數(shù)截面平均損失(上)中跨1/4截面222222222222鋼束總數(shù)截面平均損失上中跨3/8截面22222鋼束總數(shù)截面平均損失中跨跨中截面222222鋼束總數(shù)截面平均損失(下)5.3彈性壓縮損失表5-3各截面混凝土彈性壓縮損失值參數(shù)彈性壓縮損失值傳力錨固時預(yù)應(yīng)力有效值截面號位置鋼束總數(shù)端支座下緣6邊跨1/4截面下緣6上緣6邊跨跨中截面下緣0上緣邊跨3/4截面上緣0號塊中心截面上緣中跨1/8截面上緣中跨1/4截面下緣0上緣中跨3/8截面下緣0上緣中跨跨中截面下緣6中跨跨中截面上緣65.4鋼筋松馳引起的應(yīng)力損失根據(jù)規(guī)范，預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值，可按下式計算：式中：ψ—張拉系數(shù)，一次張拉時，4=1.0;超張拉時，ψ=0.9;ζ—鋼筋松弛系數(shù)，I級松弛(普通松弛),ζ=1.0;Ⅱ級松弛(低松弛),ζ=0.3;σ—傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力，對后張法構(gòu)件σp=Oc-O-01-σ14;對于先張表5-4各截面鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失值第五項預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)截面號位置端支座下緣邊跨1/4截面下緣上緣上緣邊跨3/4截面上緣0號塊中心截面上緣中跨1/8截面上緣中跨1/4截面下緣上緣中跨3/8截面下緣上緣中跨跨中截面下緣上緣5.5混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失力損失)產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響，其計算公式為：本次設(shè)計，按加載齡期T=60天，構(gòu)件在野外一般條件下，相對濕度為70%,由《預(yù)規(guī)》查得：λ=1.5。構(gòu)件理論厚度h由BSAS程序可以得出，如截面1為0.9911m截面14為1.2271m由附表4.2查得徐變系數(shù)終極值表5-5凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值參數(shù)α傳力錨固后預(yù)應(yīng)力有效值截面號位置端支座下緣邊跨1/4截面下緣上緣邊跨跨中截面上緣邊跨3/4截面上緣0號塊中心截面上緣中跨1/8截面上緣中跨1/4截面上緣中跨3/8截面上緣中跨跨中截面下緣上緣5.6有效預(yù)應(yīng)力值將以上計算的各截面各項預(yù)應(yīng)力損失值匯總于表6-9,于是各階段預(yù)應(yīng)力筋中的表5-6預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力匯總表截面預(yù)應(yīng)力損失值有效預(yù)應(yīng)力值1000580第6章次內(nèi)力計算及內(nèi)力組合6.1自重徐變次內(nèi)力計算在超靜定結(jié)構(gòu)中，只有當體系發(fā)生轉(zhuǎn)換時，混凝土徐變才引起內(nèi)力的變化，這種內(nèi)力變化叫做徐變所產(chǎn)生的次內(nèi)力。根據(jù)混凝土徐變變形發(fā)展規(guī)律，應(yīng)針對各節(jié)段混凝土在每個施工加載時刻的齡期，以及橋跨結(jié)構(gòu)合龍體系轉(zhuǎn)換前后的結(jié)構(gòu)體系差別，按照每節(jié)段各自的徐變發(fā)展曲能得到確切的徐變次內(nèi)力分布。由于教學軟件的局限性，不能直接計算徐變次內(nèi)力，本設(shè)計近似按照全橋各節(jié)段平均混凝土齡期、各跨同時合攏的施工方式，通過解析公對于本橋，內(nèi)力以彎矩為控制內(nèi)力。若記Mg為先期結(jié)構(gòu)上的荷載在先期結(jié)構(gòu)上攏后t時刻彎矩為第一步、按照實際的施工程序，算出施工階段(最大雙懸臂狀態(tài))的彎矩圖(先期結(jié)構(gòu))。由BSAS完成，注意此時無掛籃重量影響。第二步、按照第一步的荷載，算出按連續(xù)結(jié)構(gòu)合攏后體系的彎矩圖(后期結(jié)構(gòu))第三步、從第二步彎矩圖中減去第一步的彎矩圖，其結(jié)果應(yīng)具有呈直線形的彎矩第四步、將第三步的彎矩圖乘以系數(shù)(1-e-(03-P-))即得徐變彎矩圖。第五步、第一步的彎矩與第四步的彎矩之和即為最終彎矩圖。先期恒載徐變次內(nèi)力計算，按規(guī)范提供的公式進行，利用BSAS軟件計算出來的結(jié)果，代入公式計算即可。由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62—2004)的公式：式中，Mg——在先期結(jié)構(gòu)上由結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的彎矩，經(jīng)過重分配后在后期結(jié)構(gòu)中的彎矩(至t時);以第3截面為例，計算如下：=(19528.143-(-26652.198))×(1-0.23991)=23807.49565kN·mM,=M?g+M=-11793.8+23807.49565單元截面1i00j2j3ij4ij5ij6ij7j8ij9ijijijijjijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijij0ij6.2預(yù)加力徐變次內(nèi)力(僅考慮靜定鋼束)徐變會引起的截面上預(yù)應(yīng)力矩的重分布，其重分布后的彎矩計算式如下：計算的彎矩，(中跨合攏前);(預(yù)應(yīng)力乘偏心矩);M為作用于先期結(jié)構(gòu)上的預(yù)應(yīng)力，按先期結(jié)構(gòu)體系計算的彈性二次彎矩，當先期結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)時，它為零；BSAS的具體操作：首先修改數(shù)據(jù)文件，另存為其它文件名，然后將所有材料容重均設(shè)為零，將二期恒載和施工荷載均設(shè)為零，將每一根靜定預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨固點處和轉(zhuǎn)折點處的集中力分解為作用在截面重心處的豎向力、水平力和彎矩，在施工階段二將這些力加在結(jié)構(gòu)上，接著運行BSAS,僅計算結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力，所得結(jié)果中施工表6.2預(yù)加力徐變次內(nèi)力計算結(jié)果(單位：MPa)截面號1000020345678906.3溫度次內(nèi)力計算表6.3結(jié)構(gòu)整體季節(jié)性溫度變化引起的溫度次內(nèi)力(單位：kN.m)單元截面均勻升溫均勻降溫1i00j2j3ij4ij5ij6ij7ij8ij9ijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijijij6.4墩臺支座不均勻沉降次內(nèi)力計算表6.4支座沉降引起的次內(nèi)力(單位：kN.m)節(jié)點號支座沉降最大次內(nèi)力支座沉降最小次內(nèi)力100234567896.5預(yù)加力引起的二次力矩計算動鉸支座),接著將每一根超靜定預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨固點處和轉(zhuǎn)折點處的集中力分解為然后將上面數(shù)據(jù)文件中各梁段的澆注時間改為全部在第四施工階段完成(包括支座),荷載不變，此時施工階段四的恒載內(nèi)力即為超靜定鋼束的總預(yù)矩，最后將兩表6-5預(yù)加力彈性次內(nèi)力計算結(jié)果(單位：kN·m)節(jié)點號初預(yù)矩總預(yù)矩二次力矩100023456789第7章截面驗算7.1.1荷載和荷載效應(yīng)(一)按承載能力極限狀態(tài)組合基本組合永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表或作用長期效應(yīng)組合表7-1承載能力極限狀態(tài)荷載組合(M單位：kNmQ單位：kN)單元桿端最大M相應(yīng)Q最大Q相應(yīng)M1ij2j3j4ij5ij6ij7ij8ij9ijijijijijijjijijijijijijijijijijijijijijjijijijijijijijijijijijijijijijijijijij7.2承載力極限狀態(tài)驗算截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構(gòu)件，其正截面抗彎承載能力計算應(yīng)符合混凝土受壓高度x應(yīng)按下式計算：faA,+faAp=f?bx+fA+(f-σ)A截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求：x≤5h。為正時當受壓區(qū)僅配有縱向普通鋼筋或配普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受拉即M——彎矩組合設(shè)計值；fa——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；A、A——受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積；Ap、Ap——受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；b——矩形截面寬度或T形截面腹板寬度；a、a——受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點至受拉區(qū)邊緣、受壓區(qū)的邊緣；力翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件，其正截面抗彎承載能力應(yīng)按下列公式計算當符合下列條件時faA+faA,≤fab,h,+fA+(f-σ)A,當不符合上面公式時，按下列公式計算：此時，受壓區(qū)高度x應(yīng)按下式計算faA+fAp=fa[bx+(b,-b)h,]+fA+(f-σ)A7.2.2截面驗算由于時間有限，本設(shè)計只驗算各梁跨1/4,1/2,3/4跨截面及中支點截面?，F(xiàn)以截面23為例計算過程如下：(1)、計算受壓區(qū)高度x在該截面受壓區(qū)未配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，874束鋼筋全配在受拉區(qū)，頂板厚度d=faA+fAp≤fub,h,+fA+(f-σ)A,可得x=20cm(2)正截面強度h?=5.8-0.408=5.392m=564881.05kNm>=γ?M=511168kN·m(滿足強度要求)所以，該截面經(jīng)驗算滿足承載力極限狀態(tài)要求。表7-2截面承載力極限狀態(tài)承載力驗算設(shè)計值截面抗力比值是否符合要求受壓區(qū)高度邊跨支座截面是1/4截面是跨中截面是3/4截面是墩截面是中跨墩截面是1/4截面是跨中截面是7.3正常使用極限狀態(tài)驗算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在各個受力階段均有其不同受力特點。從一開始施加預(yù)應(yīng)力，其預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土就開始處于高應(yīng)力下。為保證構(gòu)件在各個階段的安全，除了要進行強度驗算外，還必須對其施工和使用階段的應(yīng)力情況分別進行驗算。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：y?=0.7,人群荷載y?=1.0,風荷載y?=0.75,溫度梯度作用y?=0.8,單元桿端最大M相應(yīng)Q最大Q1ij5ij8ijijijijijijijijijijij單元桿端最大M相應(yīng)Q最大Q1ij5ij8ijijijijijijijijijijij表7.3-3混凝土正截面壓應(yīng)力驗算(單位：Mpa)永存預(yù)應(yīng)力效應(yīng)Mk效應(yīng)總效應(yīng)是否滿足要求截面上緣截面下緣截面上緣截面下緣截面上緣截面下緣邊跨支座截面是1/4跨截面是跨中截面是3/4截面是墩截面是中墩截面是跨1/4截面是跨中截面是截面鋼束編號是否符合要求邊跨支座截面是是是1/4截面是是是是是是1/2截面是是是是是是是是是3/4截面是是是是是是是是是是是是是是是是是墩截面是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是中跨跨中1/4截面是是是是是是是是是是是是跨中截面是是是是是是是是是是是是是是是是是是是中跨跨中是是是是是是7.3.1使用階段應(yīng)力驗算預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件由張拉預(yù)應(yīng)力筋對構(gòu)件正截面產(chǎn)生的縱向力和彎矩計算公式混凝土預(yù)應(yīng)力筋σ,=nσ按照《預(yù)規(guī)》要求，此設(shè)計應(yīng)符合下列要求(采用作用長期效應(yīng)組合):σ≤0.6fkN,=1160.994×1000×0.0168=19504.7kN預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的變形包括短期荷載和長期荷載作用下的撓度。變形驗算需求出汽車荷載(不計沖擊力)作用下，主梁最大(小)豎向撓度。與求最大內(nèi)力相似，可先求出各截面的撓度影響線；在撓度影響線上加載可求出各截面的最大(小)撓度；將各截面的最大(小)撓度繪成圖形即為撓度包絡(luò)圖；包絡(luò)圖中的最大(小)值，即為汽車作用下的最大(小)撓度。汽車凈撓度(m)長期增長系數(shù)η長期撓度(m)是否滿足要求是經(jīng)驗算活載撓度滿足要求第8章主要工程數(shù)量計算混凝土用量包括梁體(C50)和橋面鋪裝(C40)兩種混凝土用量的計算(未計算墩混凝土用量)。表8.1單片梁梁體混凝土用量表梁段號梁段數(shù)單段體積(m3)段體積(m3)單段重量(t)12422334445426427428429424444444444444444鋼絞線長度(m)根數(shù)總長度(m)22222222222222222222222444總結(jié)與討論本次畢業(yè)設(shè)計，歷時兩個多月，在老師的精心指導(dǎo)下和幫助下，順利完成了設(shè)計任務(wù)，在這個過程中雖然時有盲目，時有不解，但是總來說，收獲不少。不僅對以前的知識有了進一步的理解和認識，而且也了解了一些軟件的應(yīng)用，對專業(yè)方面的知識也了解了一些。本次設(shè)計，由于時間的局限和教學軟件的特殊，使得設(shè)計內(nèi)容采用了些許簡化方式。比如：對于結(jié)構(gòu)尺寸的選取是通過經(jīng)驗公式；對于支座沉降引起的內(nèi)力近似按照但是并沒有采用均勻荷載的方式，而又是進一步簡化，用集中荷載取代，影響計算的精度；對于徐變次內(nèi)力的計算近似按照平均混凝土齡期，同時合攏的施工方式，通過解析法進行了計算，并沒有使用數(shù)值積分的方法計算；由于缺乏水文地質(zhì)資料，墩臺和基礎(chǔ)的設(shè)計工作均未進行，在確定橋梁的立面布置時，也均未考慮橋下凈空在排洪和通航方面的要求；而在地震設(shè)防方面，也因缺少相關(guān)資料沒有涉及。在這次設(shè)計的過程中，溫習了Autocad,Excel等高級且成熟的軟件，并對它們的性能有比較熟悉的了解，并且應(yīng)用了BSAS軟件，對于有限元結(jié)構(gòu)分析計算有了初步的了解，并且對該設(shè)計軟件的原理也有了進一步的認識。在設(shè)計過程中，認識到了學海無涯，各方面知識的綜合應(yīng)用的要求。同時，也發(fā)現(xiàn)了自己知識的有限，激勵自己：“學無止盡”?？傊?，在此次設(shè)計過程中，先苦后甜，經(jīng)過努力，學到了許多東西，將對以后的工作和繼續(xù)深造影響頗深。附錄一BSAS軟件計算數(shù)據(jù)文件;第一章總標題第二章控制變量1第三章材料特性;§4.2單元兩端節(jié)點號;§4.3單元兩端截面類型號npinpjnpinpj122211111321232112123211111;§4.4單元材料類型號;§4.5單元兩端上下緣X坐標(總體坐標);§4.6單元兩端上下緣Y坐標;(NEHING>0時才填)(NERGD>0時才填);iergdxi'yi'xj’;§4.9單元安裝時間13456789111111111111111l11111l11111111111l11111111;§5.2橋面節(jié)點號(NPDEK>0時才填);§5.3主從節(jié)點信息(NPMSU>0時才填);§5.4求活載位移的節(jié)點數(shù)和節(jié)點號111;§5.5驗算截面信息;npchkngroup驗算截面總數(shù)驗算截面分組數(shù);igroupnpigr組號本組驗算截面數(shù)1102驗算截面數(shù)2驗算截面數(shù)3881組號00110011組號00110011本組2222本組22220;§5.6節(jié)點X坐標121234511.578.5;§5.7節(jié)點Y坐標第六章截面幾何尺寸SECTION;§6.2截面幾何尺寸10104.381.42020304050000;2.0001.41.40.530.814.85.1201.41.40;§7.2支座剛度110022;§7.3支座安裝信息314151611111;§7.4預(yù)留接口