畢業(yè)設計--預應力混凝土連續(xù)梁橋

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　滬蓉高速公路八字嶺大橋，橋梁位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段k25+850處，跨越八字嶺河谷，河谷較深，河寬約220m，河道與路線正交，河床穩(wěn)定，灘槽分明，河道順直，洪水期無漂流物和泥石流，泄洪順暢。</p><p>　　根據(jù)畢業(yè)設計任務書，本設計主要分為十部分內容。</p>&l

2、t;p>　　第一、二部分是整理基本資料，制定三個比選方案：方案一為預應力混凝土連續(xù)梁橋；方案二為預應力混凝土簡支梁橋；方案三為預應力混凝土連續(xù)鋼構橋。通過方案比選，本設計采用方案一，預應力混凝土連續(xù)梁橋作為推薦方案并對其進行了設計計算。推薦方案橋梁全長207.16m，孔徑布置為：30m+3×45m+30m，橋梁橫斷面的形式為單箱雙室等截面。</p><p>　　第三部分至第八部分是主梁的計算，包括

3、主梁的尺寸擬定、內力計算、預應力筋束的布置、預應力損失的計算和截面驗算。主梁內力計算采用程序與手算結合的方法，以便相互校核。最終使用程序計算的結果進行內力組合。</p><p>　　第九部分是下部結構的計算，包括墩柱的內力計算和基礎的尺寸驗算。推薦方案橋梁的下部結構為雙柱式橋墩，基礎采用樁基礎，橋臺采用柱式橋臺。</p><p>　　第十部分是施工組織設計。</p><

4、p>　　在設計過程中，計算機的應用使一些計算過程更加簡便，增強了對橋梁大師、VB語言、AUTOCAD、Office等軟件的熟練程度。</p><p>　　關鍵詞：連續(xù)梁橋、內力組合、截面強度、后張法、樁基礎</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Baziling Bridge of Shanghai-C

5、hengdu highway, the bridge is located in Shanghai-Chengdu national trunk road from Hubei Yichang to Enshi sections at k25 +850, acrossing the Bazhiling valley, a deep valley about 220 meters wide, and the line orthogon

6、al channel, with stability riverbed, beach slot clear, straight river, flood-free drifting objects and debris flow, flood smoothly.</p><p>　　According to the graduate design task，The design is divided into t

7、en parts.</p><p>　　The first and the second part is sorting out the basic information, and constituting three compared schemes:：Program One for the prestressed concrete continuous bridge; program two for the

8、 prestressed concrete beams bridge; Programme three for the prestressed concrete continuous rigid frame bridge. The thesis designs the program one prestressed concrete continuous beam bridge as the recommended program an

9、d had made a calculation for its design. and it's transect is single box double room equati</p><p>　　The third to the eighth part is about beam computation，which includes deciding the beam's dimensi

10、on,calculating internal force，disposing pre-stress steel bundle，computing the pre-stress losing，and checking computations section. The main beam internal force computations combines the programe and manpower that can be

11、checked each other. Finally the thesis carries on the internal force combination adopting the program results.</p><p>　　The ninth part is the down structure computation，which includes computing the frusta &a

12、mp; pile internal force and checking the foundation dimensions. The recommended scheme infrastructure adopts double pole style frusta，the foundation is rigid spread footing，and the abutment is column shape.</p>&l

13、t;p>　　The tenth part is construction design.</p><p>　　In the design process, computer applications makes some calculations easier,enhanced the master of bridge software, VB language, AUTOCAD, Office and

14、 other softwares proficiency and so on.</p><p>　　Key word： continuous bridge，internal force combination，cross-section intensity，post-tensioned, pile foundation</p><p>　　第一章 橋型方案比選</p><

15、;p><b>　　1.1設計資料</b></p><p>　　1.1.1橋梁名稱 滬蓉高速公路八字嶺大橋</p><p><b>　　1.1.2基本資料</b></p><p>　　滬蓉高速公路八字嶺大橋，橋梁位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段k25+850處，跨越八字嶺河谷，河谷較深，河寬約220m，河道與路線正

16、交，河床穩(wěn)定，灘槽分明，河道順直，洪水期無漂流物和泥石流，泄洪順暢。橋面線形為直線，橋面橫坡為2%。</p><p>　　1.2橋梁構思，方案擬定</p><p><b>　　1.2.1構思宗旨</b></p><p>　　1） 符合橋梁設計基本規(guī)則：安全、適用、經濟、美觀。</p><p>　　2） 力求簡潔、適用。&

17、lt;/p><p>　　3） 設計方案力求結構新穎，盡量采用有特色的新結構，又要保證受力合理，技術可靠施工方便。</p><p><b>　　1.3方案擬定原則</b></p><p>　　設計方案的評價和比較要全面考慮各項指標，綜合分析每一方案的優(yōu)缺點，最后選定一個最佳的推薦方案。按橋梁的設計原則，造價低、材料省、施工難度小、勞動力少和橋型美觀的

18、方案應優(yōu)先采用。但當技術因素或是使用性質有特殊要求時就另當別論了，因此我們在選擇時還要注重考慮設計的側重點。技術高，造價必然會高，個個因素是相互制約的。所以在比選時必須從任務書提出的要求以及地形資料和施工條件，找出影響方案的最重要因素，分清主次，進行比選。</p><p>　　總的來說，橋梁設計應滿足以下幾個方面的要求：</p><p>　　1） 滿足交通功能要求，符合地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃；&l

19、t;/p><p>　　2） 橋梁結構造型簡潔、美觀，盡量采用有特色的新結構；</p><p>　　3） 橋型方案要保證受力合理、施工技術可靠、施工方便、反映新的科技成果。</p><p>　　1.4 設計橋型的確定</p><p>　　為了設計出經濟、實用美觀的橋梁，必須根據(jù)自然和技術條件，因地制宜，綜合應用所學專業(yè)知識進行細致深入的分析和對比，

20、才能科學地設計出最優(yōu)秀的設計方案。在滬蓉高速公路八字嶺大橋的設計中共選擇了預應力混凝土連續(xù)梁橋、預應力混凝土簡支</p><p>　　梁橋、預應力混凝土連續(xù)鋼構三個橋型方案（圖1.1）進行比選，經綜合比選最后選定了方案Ⅰ—預應力混凝土連續(xù)箱梁橋做為設計方案。</p><p>　　圖1.1 滬蓉高速公路八字嶺大橋橋型方案比選圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　表

21、1.1 滬蓉高速公路八字嶺大橋橋型方案優(yōu)缺點比較</p><p>　　由于本設計橋為一級公路上的大橋，設計荷載等級為公路-Ⅰ級，所以對行車平順要求和速度要求比較高。地基地質情況較好，河床穩(wěn)定，河道順直，地基承載能力大，在地表下10m左右可達900kP，大部分為強風化粉沙質頁巖和微風化粉沙質頁巖。對表1.1中的經濟、適用、安全、美觀、構造、受力特點等的綜合比選 最后以第Ⅰ方案—預應力混凝土連續(xù)箱梁橋作為推薦方案。&

22、lt;/p><p>　　第二章 推薦方案上部結構尺寸擬定</p><p>　　2.1 方案簡介及上部尺寸擬定</p><p>　　本設計方案采用五跨一聯(lián)預應力混凝土等截面連續(xù)梁結構，橋下無通航凈空要求，分孔布置為30+3×45+30m，全長207.16m。梁全寬12.25m，即外出0.5m鋼筋混凝土防撞護欄+凈11.0m+內側0.75m鋼板防撞護欄。采用單箱雙

23、室截面。支座采用盆式橡膠支座。下部結構采用雙柱式橋墩?；A因上層地基承載力不高（含碎石亞粘土），所以采用樁柱式基礎。上部結構采用滿堂支架澆筑施工。</p><p><b>　　1)主跨徑擬定 </b></p><p>　　主跨徑定為45m,邊跨跨徑為主跨的0.5～0.8倍左右，全聯(lián)跨徑為30+3×45+30m。</p><p>　　

24、2) 順橋向梁的尺寸擬定</p><p>　　根據(jù)參考文獻等高度連續(xù)梁梁高為（1／15～1／30）Lm，即梁高定為2.6m。</p><p>　　3）橫橋向梁的尺寸擬定</p><p>　　半幅橋面凈空為0.5m鋼筋混凝土防撞護欄+凈11.0m行車道+0.75m鋼板防撞護欄。根據(jù)文獻箱梁橫截面形式選用單箱雙室截面。</p><p>　　主梁截

25、面細部尺寸擬定</p><p>　　箱梁頂板厚度為25㎝。</p><p>　　箱梁底板厚度為25㎝，支點處底板加厚為墩頂梁高的1／10～1／12，取1／10，即支點處底板厚為40㎝，加厚漸變段為1：20。</p><p>　　腹板厚度為40㎝，支點處加厚到55㎝，加厚漸變率為1:20。</p><p>　　在頂板底板和腹板相接處設置尺寸為2

26、5㎝×60㎝的梗腋。橫隔板分別設在支點和跨中處，支點處厚60㎝，跨中厚20㎝.</p><p>　　人孔尺寸為100㎝×100㎝。</p><p>　　4) 橋面橫坡和橋面鋪裝</p><p>　　橋面橫坡為2﹪，設置該坡度由柱式橋墩高度控制。</p><p>　　橋面鋪裝分為兩層鋪裝，下層鋪設防水混凝土為10㎝，上層鋪1

27、0㎝等厚度的瀝青混凝土作為面層，其中下面層為中粒式瀝青混凝土6㎝，表面層為細粒式瀝青混凝土4㎝。瀝青層之間設置涂膜類防水層與粘結層。</p><p><b>　　5）排水設施</b></p><p>　　橋面每隔5m設一泄水管，泄水管直徑為15㎝。泄水管口定部采用鑄鐵格柵蓋板，其頂面比口徑處路面底5㎝。</p><p>　　2.2 本橋主要材料

28、</p><p>　　混凝土：主梁C50；橋墩和基礎C30；防撞墻C25。</p><p>　　鋼筋：預應力鋼筋7φj15.2的鋼絞線；非預應力鋼筋HRB335（主梁橋墩）；普通鋼筋R235（基礎）。</p><p>　　預應力管道：預制塑料波紋管。</p><p><b>　　錨具：夾片式錨具。</b></p&g

29、t;<p>　　2.3 橋梁設計荷載</p><p>　　公路——Ⅰ級汽車荷載</p><p>　　設計洪水頻率：1／100</p><p><b>　　地震烈度：7度。</b></p><p>　　第三章 橋面板的計算</p><p>　　14.60/3.825=3.817>

30、;2,故按單向板計算</p><p>　　圖3.1 主梁截面尺寸圖</p><p>　　3.1 主梁橋面單向板的計算</p><p>　　3.1.1 恒載內力計算</p><p>　　恒載內力以縱向長度為1m寬的板計算</p><p>　　每延米板上恒載g：瀝青混凝土面層g1：g1=0.1×1×23

31、=2.30kN/m</p><p>　　防水混凝土層g2: g2=0.1×1×25=2.50kN/m</p><p>　　將承托的面積攤于橋面板上，則t=25+(25×60)/342.5=29.38㎝</p><p>　　g3=0.2938×1×25=7.345kN/m</p><p>　　故

32、：g=∑gi=12.145KN/m</p><p>　　1）計算恒載彎矩Mog</p><p>　　L0+t=342.5+29.38=371.88㎝=3.719m</p><p>　　L0+b=342.5+40=382.5㎝=3.825m</p><p><b>　　取L=3.719m</b></p>&l

33、t;p>　　Mog== =20.997kNm</p><p><b>　　2）計算恒載剪力</b></p><p>　　3.1.2 有效分布寬度的確定</p><p>　　車輛荷載車輪的著地長度和寬度如下：查規(guī)范</p><p>　　前輪： a2=0.2m，b2=0.3m；</p>&l

34、t;p>　　中、后輪： a2=0.2m，b2=0.6m</p><p>　　則板上荷載壓力面?zhèn)鬟f長度為：（鋪裝層厚度H為0.20m）</p><p>　　前輪： a1=a2+2H=0.2+2×0.20=0.60m</p><p>　　b1=b2+2H=0.3+2×0.20=0.70m</p><p>

35、　　后輪： a1=a2+2H=0.2+2×0.20=0.60m</p><p>　　b1=b2+2H=0.6+2×0.20=1.00m</p><p>　　當單獨一個車輪荷載作用在跨徑中間時：（L為計算跨徑）</p><p>　　a=a1+L/3=0.60+3.719/3≮2/3L</p><p>　　故 a=2

36、L/3=2.479m（P=130kN）</p><p>　　由于a﹥1.4m，則a=2.479+1.4=3.879m。（P=280kN）</p><p>　　大致估算兩種荷載效應的危險性： 30×2/2.479=24.20kN/m。</p><p>　　140×2/3.879=72.18kN/m。</p><p>　　則可

37、得出a=3.879，P=280kN的車輛后輪疊加情況為最不利。</p><p>　　3.1.3 活載內力計算</p><p><b>　　荷載在板的支承處：</b></p><p>　　a=a1+t=0.60+0.2938=0.8938≮L/3=1.240,故取a1=1.240﹤1.4</p><p>　　考慮到兩種疊加

38、，則a1=L/3+d=1.240+1.4=2.640m</p><p>　　根據(jù)單向板最不利荷載布置圖3.2求彎矩與剪力：</p><p>　　1）第一種布置求彎矩</p><p><b>　　= </b></p><p>　　2）第二種布置求剪力</p><p><b>　　==5.2

39、47 </b></p><p>　　圖3.2 荷載布置圖</p><p>　　=1.3×(36.09×0.854+5.247×0.940+36.09×0.474)=68.718KN</p><p><b>　　內力組合：</b></p><p>　　=1.4×

40、58.136+1.2×20.997</p><p>　　=106.587kNm</p><p>　　=1.2×20.798+1.4×68.718</p><p>　　=121.163kN</p><p>　　根據(jù)實驗及理論分析對彎矩修正</p><p>　　t/h=0.2938/2.1=1

41、/7.15＜1/4(即主梁抗扭能力大)</p><p>　　跨中彎矩 =0.5×106.587=53.294kN·m</p><p>　　支點彎矩 =-0.7×106.587=-74.611kN·m</p><p><b>　　3.2 懸臂板計算</b></p><p>　

42、　3.2.1恒載內力計算</p><p>　　恒載內力以縱向長度為1m板寬計算：</p><p><b>　　每延米板上恒載：</b></p><p>　　瀝青混凝土面層：g1=0.1×1×23=2.30kN/m</p><p>　　防水混凝土基層：g2=0.1×1×25=2.50

43、kN/m</p><p>　　對于懸臂板，因為不等厚，所以取其平均厚度：t=(20+50)/2=35cm</p><p>　　g3=0.35×1×25=8.75kN/m</p><p>　　=2.30+2.50+8.75=13.55Kn/m</p><p>　　防撞墻沿橋縱向的線荷載集度：=6.503kN/m</p&

44、gt;<p>　　由恒載產生的根部彎矩： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　= -41.908kN/m</p><p>　　由恒載產生的根部剪力： </p><p>　　=13.55×2.1+6.503×0.5</p><p&g

45、t;<b>　　=31.707kN</b></p><p>　　3.2.2 活載內力計算</p><p>　　懸臂板受力圖見圖3.3</p><p>　　c=2.1-0.5-0.5+1.00/2=1.6m</p><p>　　=-1.3×36.09×1.00×(1.6-0.5)+6.503&

46、#215;0.5×(2.1-0.25）</p><p>　　=-45.593kN·m</p><p>　　=(1+0.3)×(36.09×1.00+6.503×0.5)=51.144kN</p><p>　　內力組合：=1.2×（-41.908）+1.4×(-45.593)</p>

47、<p>　　=-114.120kN·m</p><p>　　=1.2×31.707+1.4×51.141=109.646kN</p><p><b>　　3.3 橋面板配筋</b></p><p>　　取1m板寬計算：(計算板寬為b=1000mm)</p><p>　　混凝土采用C

48、50，軸心抗壓強度設計值 fcd=22.4MPa；軸心抗拉強度設計值ftd=1.83 MPa。受力鋼筋采用HRB335，fsd=280 MPa；抗拉強度設計值fsd=280 MPa，抗壓強度設計值=280MPa，=0.56。結構重要性系數(shù)=1.1。</p><p><b>　　1）支點處配筋</b></p><p>　　計算梁肋截面的有效高度按比例：計算</p&

49、gt;<p>　　he：自承托起點至肋中心線之間板的任一驗算截面的計算高度。</p><p>　　hf：不計承托時板的有效高度。</p><p>　?。鹤猿型械钠瘘c至肋中心線的距離。</p><p>　?。撼型舷戮壟c水平線的夾角。當時，取為。</p><p><b>　　cm</b></p>

50、<p>　　設保護層=40mm，則=317-40=277mm</p><p>　　知點處=-74.611kN·m</p><p>　　=13.56mm﹤=0.56×277=155.12mm</p><p>　　選16@16cm(外徑為20.5mm)，As=1257mm2，鋼筋按一排布置。</p><p>　　=0

51、.45% 滿足要求</p><p><b>　　2）跨中配筋：</b></p><p>　　取單位1m板寬計算，設保護層厚=40mm，則=250-40=210mm，=53.294kN·m。</p><p><b>　　受壓區(qū)高度 </b></p><p>　　=12.86mm=0

52、.56×210=117.6mm</p><p>　　選用Ф16@16cm，As=1257mm2</p><p>　　=0.60% 滿足要求</p><p>　　3）懸臂板配筋計算：</p><p>　　取1m板寬計算，設=40mm， mm， =-114.120kN·m </p>

53、<p>　　=350-40=310mm</p><p>　　=18.64mm=0.56×310=173.6mm</p><p>　　選用Ф18@15cm，As=1697 mm2</p><p>　　=0.55% 滿足要求</p><p>　　4）斜截面承載力驗算</p><p>　　當 （k

54、N）時，可以不進行斜截面抗剪承載力的驗算。</p><p>　　式中：—橋梁結構的重要系數(shù)，按公路橋涵的設計安全等級，一級、二級、三級分別取用1.1、1.0、0.9；</p><p>　　Vd—斜截面受壓端上由作用（或荷載）效應所產生的最大剪力組合設計值；</p><p>　　—預應力提高提高系數(shù)，對鋼筋混凝土受彎構件，=1.0；對預應力混凝土受彎構件，=1.25；

55、</p><p>　　ftd—混凝土抗拉強度設計值。</p><p><b>　　單向板支點處</b></p><p>　　=1.25×（0.5×10-3）×1.0×1.83×1000×277</p><p>　　=316.82kN﹥=1.1×121.

56、163=133.279kN</p><p>　　故不需要斜截面抗剪能力的驗算</p><p><b>　　懸臂板支點處</b></p><p>　　=1.25×（0.5×10-3）×1.0×1.83×1000×310</p><p>　　=354.56kN﹥=1

57、.1×109.646=120.611kN</p><p>　　故不需要斜截面抗剪能力的驗算</p><p>　　僅按構造要求配置箍筋，板內分布鋼筋Ф 8，間距取20cm。 </p><p>　　第四章 主梁內力計算</p><p>　　4.1 箱梁毛截面的幾何特性</p><p>　　本橋共五跨，將每跨分為

58、10等分作為控制截面，由于本橋設計采用等截面的箱梁，所以截面變化不大，故只用手工計算跨中截面一例，支點截面方法理論相同。中跨跨中截面的幾何特性見圖4.1。</p><p>　　圖4.1 跨中截面分塊示意圖（單位m）</p><p><b>　　基本資料：</b></p><p>　　梁高H 2.6m 橋面梁寬 12.25m

59、 箱底寬 8.05m</p><p>　　懸臂長 2.1m 懸臂端厚 0.2m 懸臂根部 0.5m</p><p>　　頂板厚 0.25m 底板厚 0.25m 腹板寬B 0.4m </p><p>　　梗腋 0.25m×0.6m</p><p>　　4.1.1 總面積的計

60、算</p><p>　　A1=12.25×0.2=2.45m2 </p><p>　　A2=8.05×0.25=2.01m2</p><p>　　A3=(2.6-0.2-0.25)×0.4×3=2.58 m2</p><p>　　A4=2.1×(0.5-0.2)÷2×2

61、=0.63 m2</p><p>　　A5=0.25×0.6÷2×4=0.3 m2</p><p>　　A6=0.25×0.6÷2×4=0.3 m2</p><p>　　A7=0.05×3.425×2=0.3425 m2</p><p><b>　　總面

62、積：m2</b></p><p>　　4.1.2 截面上緣的靜矩計算</p><p>　　=2.45×0.2/2=0.245m3</p><p>　　=2.01×(2.6-0.25/2)=4.981m3</p><p><b>　　m3</b></p><p>　　

63、=0.3×(0.26÷3+0.25)=0.100m3</p><p>　　=0.3×(2.6-0.25-0.25÷3)=0.680m3</p><p>　　=0.3425×(0.2+0.05/20)=0.077m3</p><p><b>　　=9.561m3</b></p>&l

64、t;p>　　4.1.3 截面形心位置的確定</p><p>　　截面形心至上緣距離：=1.110m</p><p>　　截面形心至下緣距離：=1.490m</p><p>　　4.1.4各截面慣性矩計算</p><p>　　=0.00817m4</p><p>　　=0.01048m4</p>&l

65、t;p>　　=0.99384m4</p><p>　　=0.00315m4</p><p>　　=0.00104m4</p><p>　　=0.00104m4</p><p>　　=0.00007m4</p><p>　　4.1.5 截面慣性矩計算</p><p><b>　　m

66、4</b></p><p><b>　　m4</b></p><p><b>　　m4</b></p><p><b>　　m4</b></p><p><b>　　m4</b></p><p><b>　　m

67、4</b></p><p><b>　　m4</b></p><p><b>　　=8.6356m4</b></p><p>　　4.1.6 截面其它特性計算</p><p>　　截面下緣模量：Wx=I/ys=8.6356/1.11=7.7798m3</p><p&g

68、t;　　截面上緣模量：Ws=I/yx=8.6356/1.49=5.7957m3</p><p>　　截面下核心距離：Kx= Ws/A=0.6727m</p><p>　　截面上核心距離：Ks= Wx/A=0.9031m</p><p>　　箱梁采用C50混凝土，即</p><p>　　混凝土的彈性模量：Ec=3.45×104MPa&

69、lt;/p><p>　　截面抗壓剛度：EA=3.45×104×8.615×106=29.72×107kN</p><p>　　截面抗彎剛度：EI=3.45×104×8.6356×106=29.79×107kN·㎡</p><p>　　4.2 箱梁控制截面幾何要素</p>

70、<p>　　毛截面幾何特性見表4.1。</p><p>　　4.3 主梁恒載內力計算</p><p>　　恒載內力包括一期恒載（箱梁自重）及二期恒載（橋面鋪裝和防撞墻等橋面系）作用下的內力；對滿堂支架現(xiàn)澆的截面連續(xù)梁橋，考慮建造過程中無體系轉換，故恒載內力按結構力學計算。</p><p>　　4.1 毛截面特性表</p><p>

71、;　　4.3.1 單元劃分</p><p>　　劃分單元時，應將支點與驗算截面位于單元節(jié)點處，將每孔跨徑8等分，以每一個等分作為一個單元，為便于各支點內力計算，跨中各支點兩側分別增加0.5m的小單元，全橋共計50個單元，51個截面。見圖4.2（i）為單元號，i為節(jié)點號。</p><p>　　圖4.2 單元劃分示意圖</p><p>　　節(jié)點號與截面位置對應關系見表4

72、.2：</p><p>　　表4.2 節(jié)點號與截面位置對應關系</p><p>　　各節(jié)點的總體坐標見表4.3：</p><p>　　表4.3 各節(jié)點的總體坐標（單位m）</p><p>　　4.3.2 恒載集度計算</p><p><b>　　1） 一期恒載集度</b></p>&

73、lt;p>　　一期恒載集度包括箱梁及橫隔板的集度，也可只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點上，本設計只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點上。計算公式如下：</p><p>　　q1i=Ai×26 </p><p>　　式中： i ——單元號 ；</p><p>　　q1i——i單元一期恒載集度；</p><p>

74、　　Ai——i號單元毛截面面積，等于該單元兩端節(jié)點截面積的平均值。</p><p>　　橫隔板作為集中力計算：</p><p><b>　　跨中：m2 </b></p><p>　　F1=11.785×25×0.2=58.925kN</p><p><b>　　支點： m2</b>

75、;</p><p>　　F2=9.88×25×0.6=148.2kN</p><p>　　一期恒載集度（取主梁一半）見表4.4</p><p>　　表4.4一期恒載集表（kN/m）</p><p>　　一期恒載集度示意圖見圖4.3：</p><p><b>　　圖4.3</b>

76、</p><p>　　2）二期荷載集度（q2）</p><p>　　二期恒載集度為橋面鋪裝與防撞墻集度之和，即：</p><p>　　q2=橋面鋪裝的集度+防撞護欄的集度</p><p>　　=0.1×11×23+0.1×11×25+6.503=59.303 KN/m</p><p&

77、gt;　　二期恒載集度示意圖見4.4：</p><p>　　圖4.4二期恒載集度示意圖</p><p>　　4.3.3恒載內力計算</p><p>　　根據(jù)單元劃分和各單元幾何特性及相應恒載集度，可以求出一期恒載內力與二期恒載內力，分手算和程序算，手算作為校核用。</p><p>　　1） 一期恒載內力計算</p><p&

78、gt;　　本橋為五跨對稱結構，取一半進行計算。半橋梁的簡圖見圖4.5。</p><p>　　圖4.4 半橋的一期恒載計算簡圖</p><p>　　求各支點的固端彎矩：</p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p>

79、<p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b

80、>　　kN·m</b></p><p>　　=-16691.411kN/m</p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b><

81、/p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p>　　=16408.666kN/m</p><p>　　同理計算第二跨各支點彎

82、矩：</p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p>&l

83、t;p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p>　　=-38431.537kN/m</p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m&l

84、t;/b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p&g

85、t;<p>　　=37827.995kN/m</p><p>　　計算中跨各支點彎矩：</p><p><b>　　kN·m</b></p><p>　　=-2045.186 kN·m </p><p>　　=-3.734 kN·m</p><p>&l

86、t;b>　　kN·m</b></p><p>　　=-40510.139 kN·m</p><p><b>　　kN·m</b></p><p>　　=194.069 kN·m </p><p>　　=0.016 kN·m</p><

87、p><b>　　kN·m</b></p><p>　　=-18042.165 kN·m19756.147</p><p>　　運用力矩分配法計算各支點彎矩見圖4.6</p><p>　　2）二期恒載內力計算</p><p><b>　　kN·m</b></p

88、><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p>&

89、lt;b>　　k</b></p><p><b>　　kN·m</b></p><p>　　運用力矩分配法計算各支點彎矩見圖4.7</p><p>　　3）程序計算：（有限元程序計算結果見附錄A）</p><p>　　采用有限元計算法，結果計算如下：</p><p>　

90、　一期和二期恒載共同作用下（半橋）</p><p>　　電算：MA電=－51.141 MB電=－41035.077</p><p>　　MC電=－49557.561 MD電=－22813.886</p><p>　　手算：MA手=－51.141 MB手=－40646.001</p><p>　　MC手=－510

91、02.81 MD手=－23288.501</p><p>　　其中電算與手算比較中MA電和MA手幾乎相同；其他支點計算誤差均小于5%，滿足要求。</p><p>　　4）一二期共同作用的彎矩圖見圖4.8和圖4.9。</p><p>　　圖4.8 一二期恒載共同作用時的剪力圖</p><p>　　圖4.9 一二期恒載共同作用時的彎矩圖&

92、lt;/p><p>　　4.4 活載內力計算</p><p>　　4.4.1連續(xù)梁活載內力計算原理</p><p>　　圖4.6 一二期恒載力矩分配圖</p><p>　　圖4.7 二期恒載力矩分配圖</p><p>　　連續(xù)梁橋為超靜定結構，活載內力計算以影響線為基礎，直接在內力影響線上加載時，對于箱形梁其內力計算一般公

93、式為：</p><p><b>　　式（4.1）</b></p><p>　　式中：——橫向折減系數(shù)</p><p><b>　　——縱向折減系數(shù)</b></p><p><b>　　——內力增大系數(shù)</b></p><p>　　對均布荷載標準值以及集中

94、荷載值的規(guī)定如下：</p><p>　　1）公路—Ⅰ級車道的均布荷載標準值為=10.5kN/m；集中荷載標準值按以下規(guī)定選?。?lt;/p><p>　　橋梁計算跨徑小于或等于5m時，=180kN/m；</p><p>　　橋梁計算跨徑等于或大于5m時，=360kN/m；</p><p>　　橋梁計算跨徑在5m到50m之間時，值采用直線內插求的。&

95、lt;/p><p>　　計算剪力效應時，上述集中荷載標準值應乘以1.2的系數(shù)。</p><p>　　2）公路—Ⅱ級車道荷載的均布荷載標準值和集中荷載標準值按公路一級的車道的荷載的0.75倍計算。</p><p>　　3）公路—Ⅰ級車道荷載標準值與集中荷載：</p><p><b>　　第一跨：</b></p>

96、<p>　　計算彎矩效應時：=10.5kN/m =280kN/m</p><p>　　計算剪力效應時：=10.5kN/m =336kN/m</p><p><b>　　第二跨：</b></p><p>　　計算彎矩效應時：=10.5kN/m =340kN/m</p><p>　　計

97、算剪力效應時：=10.5kN/m =408kN/m</p><p><b>　　中跨：</b></p><p>　　計算彎矩效應時：=10.5kN/m =340kN/m</p><p>　　計算剪力效應時：=10.5kN/m =408kN/m</p><p>　　4）車道荷載的均布荷載標準值

98、應滿足于使結構產生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線的峰值處。</p><p>　　4.4.2計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　等截面連續(xù)梁橋為等截面簡支梁的變換：（剛度相等變換）</p><p>　　由電算結果得三跨跨中撓度分別為：</p><p>　　在第一跨跨中布置P=1的單位力，利用有限

99、元程序得</p><p>　　在第二跨跨中布置P=1的單位力，利用有限元程序得</p><p>　　在第三跨跨中布置P=1的單位力，利用有限元程序得</p><p>　　等截面簡支梁在跨中布置P=1的單位力時跨中撓度</p><p><b>　　第一跨</b></p><p><b>　

100、　第二跨</b></p><p><b>　　第三跨</b></p><p>　　換算系數(shù)： 第一跨</p><p><b>　　第二跨</b></p><p><b>　　第三跨</b></p><p><b>

101、;　　抗扭修正系數(shù)計算</b></p><p><b>　　n——腹板數(shù)（3）</b></p><p>　　——剪切模量取0.425E</p><p>　　——為抗扭慣性矩換算系數(shù)，取=1</p><p>　　——為抗彎慣性矩換算系數(shù) </p><p>　　、——整個箱梁跨中截面

102、的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩</p><p>　　箱梁截面的抗扭慣性矩計算</p><p>　　由得c=0.2979</p><p><b>　　=17.775</b></p><p><b>　　第一跨 </b></p><p><b>　　第二跨 <

103、;/b></p><p><b>　　中跨 </b></p><p>　　計算活載內力增大系數(shù)</p><p><b>　　當橫向布置兩列車時</b></p><p><b>　　當橫向布置三列車時</b></p><p>　　取max（2.

104、675×2,1×0.78×3） </p><p><b>　　最大影響線豎標</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　活載內力增大系=1.176 =1.122 =1.1

105、19 </p><p>　　橫向折減系數(shù)：橫向布置設計車道數(shù)n=3，=0.78</p><p>　　縱向折減系數(shù)：當橋梁計算跨徑小于150m時=1.00。</p><p><b>　　沖擊系數(shù)的計算</b></p><p>　　結構基頻：（計算沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應）</p><p>

106、;　?。ㄓ嬎銢_擊力引起的負彎矩效應）</p><p>　　——結構跨中處單位長度質量當換算為重力計算時其單位為（）</p><p>　　當f<1.5HZ時 =0.05</p><p>　　當1.5H< f<14HZ時 =0.1767lnf-0.0157</p><p>　　當f>14HZ時

107、=0.45.</p><p>　　第一跨 =0.35</p><p><b>　　=0.45</b></p><p>　　第二跨 =0.20</p><p><b>　　=0.30</b></p><p>　　中跨

108、 =0.20</p><p><b>　　=0.30</b></p><p>　　4.4.3活載內力計算</p><p>　　根據(jù)上述參數(shù)式（4.1）可得各節(jié)點的活載內力見表4.5——表4.8。</p><p>　　各個節(jié)點的剪力及其彎矩影響線見附錄F。</p><p>　　表

109、4.5 正彎矩效應計算表</p><p>　　表4.6 負彎矩效應計算表</p><p>　　續(xù)表4.6 負彎矩效應計算表</p><p>　　表4.7 正剪力效應計算表</p><p>　　續(xù)表4.7 正剪力效應計算表</p><p>　　表4.8 負剪力效應計算表</p><p>　　4.5

110、 其它因素引起的次內力計算</p><p>　　4.5.1 溫度引起的內力計算</p><p>　　本橋設計不考慮墩臺基礎引起的次內力。考慮到橋梁結構因自然條件變化而引起的溫差效應，結構的各部分處于不同的溫度狀態(tài)，由此產生的溫度變形會產生很大的溫度次應力。假設本橋橋面板和梁底的不均勻溫差為5度，從上至下線性分布。</p><p>　　由《通規(guī)》中查的混凝土鋪裝豎向溫

111、差計算的溫差基數(shù)：</p><p>　　100mm瀝青混凝土鋪裝T1=14 ，T2=5.5 。圖示見圖4.10</p><p>　　溫差應力按《公預規(guī)》附錄B計算：</p><p>　　=3801.02kN</p><p>　　=-4382.52 </p><p>　　式中：——截面內的單元面積</p>

112、<p>　　——單元面積內溫差梯度平均值，均以正值代入</p><p>　　——混凝土線膨脹系數(shù)，=0.00001</p><p>　　——混凝土彈性模量，=3.45×104Mpa</p><p>　　——單位面積重心至截面重心軸的距離，重心軸以下取負值，重心軸以上取正值。</p><p>　　在恒載內力計算時的有限元程序

113、中已經考慮到溫度引起的內力，各截面溫度次內力見表4.9。</p><p>　　表4.9 各截面溫度次內力</p><p>　　續(xù)表4.9 各截面溫度次內力</p><p>　　注：表中只給出了半橋的內力，其余半橋溫度次彎矩M1關于中跨跨中截面對稱，溫度次剪力Q1關于中跨跨中截面反對稱。</p><p>　　圖4.10 溫差應力計算（尺寸單位：

114、mm）</p><p>　　4.6 內力組合及包絡圖</p><p>　　4.6.1 內力組合</p><p>　　根據(jù)內力計算結果，按有關規(guī)定進行內力組合。荷載組合方式：</p><p>　　組合Ⅰ：恒載+汽車 組合Ⅱ：恒載+汽車+溫度次內力</p><p>　　公路橋涵結構按承載能力極

115、限狀態(tài)設計值時，采用作用組合效應</p><p>　　基本組合：永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合，其效應自合表達式為：</p><p><b>　　式（4.2）</b></p><p>　　——承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應組合設計值。</p><p>　　——結構重要系數(shù)，本橋為中橋，安全等級為二級

116、，取1.0</p><p>　　——第i個永久作用效應的分項系數(shù)，對承載能力不利取1.2，對承載能力有利取1.0。</p><p>　　——第i個永久作用效應的設計值。</p><p>　　——汽車荷載效應的分項系數(shù)，取=1.4，當某個可變作用在效應組合中其值超過汽車荷載效應時，則該作用取代汽車荷載，其分項系數(shù)應采用汽車荷載的分項系數(shù)。</p><

117、;p>　　——汽車荷載效應設計值。</p><p>　　——在作用效應組合中除汽車荷載效應(含沖擊了)外的其它可變作用效應的組合系數(shù)，本設計當永久作用與汽車荷載和溫度次內力組合時，溫度次內力組合系數(shù)=0.80</p><p>　　——在作用效應組合中，除汽車荷載效應（含沖擊力）外的其它第j個可變作用效應分項系數(shù)，=1.4</p><p>　　——在作用效應組合

118、中除汽車荷載效應（含沖擊力）外的其它第j個可變作用效應的設計值。</p><p>　　各點的內力組合情況見表：彎矩組合見表4.10 ，剪力組合見表4.11。</p><p>　　4.6.2 內力包絡圖</p><p>　　根據(jù)彎矩、剪力組合結果即可繪制包絡圖。見圖4.11—圖4.14。</p><p>　　圖4.11 極限狀態(tài)剪力包絡圖<

119、;/p><p>　　圖4.12 極限狀態(tài)彎矩包絡圖</p><p>　　圖4.13 正常使用狀態(tài)剪力包絡圖</p><p>　　圖4.14 正常使用狀態(tài)彎矩包絡圖</p><p>　　表4.10 彎矩內力組合</p><p>　　4.11 剪力內力組合</p><p>　　第五章 推薦方案的預應力鋼

120、筋計算及布置</p><p>　　5.1 預應力鋼束與錨具的選擇</p><p>　　本設計所選用預應力筋為7j15.2的鋼絞線，面積為9.73；，永存應力為，混凝土為C50，彎壓應力按0.5取值0.532400=?；炷翉姸冗_到設計強度的90%后，方可張拉鋼絞線。</p><p>　　5.2 配筋計算原理</p><p>　　參照文獻的配筋

121、計算要求，預應力梁應滿足彈性階段的應力要求和塑性階段的強度要求。在預應力混凝土連續(xù)梁橋中，預應力鋼筋共有三種，分別為縱向、橫向和豎向預應力筋，本設計中僅設縱向預應力筋。預應力梁在預應力和使用荷載作用下的應力狀態(tài)滿足的條件是：截面上下緣不產生拉應力，且上下緣的混凝土均不被壓碎。設計采用程序來計算。</p><p><b>　　上緣應力： </b></p><p><

122、;b>　　下緣應力：</b></p><p>　　5.3 預應力鋼束的估算及布置</p><p>　　5.3.1 預應力鋼束估算</p><p>　　預應力鋼束筋的估算計算程序見附錄B</p><p>　　5.3.2 鋼束計算結果</p><p>　　節(jié)點 1 **上下筋數(shù)**<

123、;/p><p>　　NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>　　103.15 0.00 85.18 0.00</p><p>　　-----------------------------------------------------<

124、;/p><p>　　節(jié)點 2 **下筋數(shù)**</p><p>　　NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>　　0.98 67.88 -4.51 -313.33</p><p>　　-------------

125、----------------------------------------</p><p>　　節(jié)點 3 **下筋數(shù)**</p><p>　　NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>　　10.16 54.49 -60.20

126、 -322.66</p><p>　　-----------------------------------------------------</p><p>　　節(jié)點 4 **下筋數(shù)**</p><p>　　NXxl NXxy NXsl NXSy</p><p>　　

127、15.71 55.68 -93.01 -329.73</p><p>　　-----------------------------------------------------</p><p>　　節(jié)點 5 **上下筋數(shù)**</p><p>　　NSmax NSmin

128、 NXmax NXmin</p><p>　　70.80 0.07 65.71 17.66</p><p>　　-----------------------------------------------------</p><p>　　節(jié)點 6 **上下筋數(shù)**&

129、lt;/p><p>　　NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>　　71.62 2.90 63.00 16.71</p><p>　　-----------------------------------------------------

130、</p><p>　　節(jié)點 7 **上下筋數(shù)**</p><p>　　NSmax NSmin NXmax NXmin</p><p>　　75.40 7.33 58.61 12.89</p><p>　　-------