橋梁工程畢業(yè)設計--大橋連續(xù)梁橋方案的施工圖設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 方案比選1</p><p><b>　　1.1方案選取1</b></p><p>　　1.11方案一：50+80+50m的變截面箱型連續(xù)梁橋1</p><p>　　1.12方案二：4×45m等截面預應力砼連續(xù)剛

2、構梁2</p><p>　　1.13方案三：65+115m斜拉橋3</p><p>　　1.2各方案主要優(yōu)缺點比較表4</p><p><b>　　1.3. 結論4</b></p><p>　　第二章 毛截面幾何特性計算5</p><p>　　2.1 基本資料5</p>

3、<p>　　2.1.1 主要技術指標5</p><p>　　2.1.2 材料規(guī)格5</p><p>　　2.2 結構計算簡圖5</p><p>　　2.3 毛截面幾何特性計算6</p><p>　　第三章 內力計算及組合10</p><p><b>　　3.1 荷載10</

4、b></p><p>　　3.1.1 結構重力荷載10</p><p>　　3.1.2 支座不均勻沉降11</p><p>　　3.1.3 活載11</p><p>　　3.2 結構重力作用以及影響線計算11</p><p>　　3.2.1 輸入數據11</p><p>　　3.

5、3 支座沉降（SQ2荷載）影響計算21</p><p>　　3.5 荷載組合25</p><p>　　3.5.1 按承載能力極限狀態(tài)進行內力組合25</p><p>　　3.5.2 按正常使用極限狀態(tài)進行內力組合27</p><p>　　第四章 配筋計算32</p><p>　　4.1計算原則32<

6、/p><p>　　4.2 預應力鋼筋估算32</p><p>　　4.2.1 材料性能參數32</p><p>　　4.2.2 預應力鋼筋數量的確定及布置32</p><p>　　4.3 預應力筋的布置原則38</p><p>　　第五章 預應力鋼束的估算及布置40</p><p>　

7、　5.1 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算40</p><p>　　5.1.1 截面上、下緣均布置預應力筋40</p><p>　　5.1.2 僅在截面下緣布置預應力筋41</p><p>　　5.1.3 僅在截面上緣布置預應力筋42</p><p>　　5.2 按承載能力極限狀態(tài)的強度要求估算42</p><p

8、>　　5.3 預應力筋估算結果43</p><p>　　5.4 預應力筋束的布置原則45</p><p>　　5.5 預應力筋束的布置結果46</p><p>　　第六章 凈截面及換算截面幾何特性計算47</p><p>　　6.1 凈截面幾何特性計算（見表6-1）47</p><p>　　6.2 換

9、算截面幾何特性計算（見表6-2）48</p><p>　　第七章 預應力損失及有效預應力計算49</p><p>　　7.1 控制應力及有關參數的確定49</p><p>　　7.1.1 控制應力49</p><p>　　7.1.2 其他參數49</p><p>　　7.2 摩阻損失的計算50</

10、p><p>　　7.3 混凝土的彈性壓縮損失的計算51</p><p>　　7.4 預應力筋束松弛損失的計算53</p><p>　　7.5 混凝土收縮、徐變損失的計算53</p><p>　　7.6 預應力損失組合及有效預應力的計算55</p><p>　　第八章 強度驗算57</p><

11、;p>　　8.1 基本理論57</p><p>　　8.2 計算公式57</p><p>　　8.2.1 矩形截面58</p><p>　　8.2.2 工形截面59</p><p>　　8.3 計算結果60</p><p>　　第九章 應力驗算63</p><p>　　9.

12、1正常使用極限狀態(tài)應力驗算63</p><p>　　9.2短期效應組合64</p><p>　　9.3長期效應組合69</p><p>　　9.4基本組合75</p><p>　　9.5.承載能力極限狀態(tài)正截面強度驗算80</p><p>　　第十章 變形驗算85</p><p>

13、;　　10.1 撓度驗算85</p><p>　　10.2 預拱度設置86</p><p>　　第十一章 設計圖繪制87</p><p>　　11.1 概述87</p><p>　　11.2 總體布置圖87</p><p>　　11.3 主梁一般構造圖87</p><p>　　1

14、1.4 主梁預應力鋼束構造圖88</p><p>　　第十二章 設計總結89</p><p><b>　　參考文獻90</b></p><p><b>　　致謝91</b></p><p><b>　　第一章 方案比選</b></p><p&g

15、t;　　1.1方案選取及尺寸擬定</p><p>　　鑒于毛利沖地質地形情況，該處地勢崎嶇，橋全長較長，故比選方案主要采用預應力混凝土連續(xù)梁和斜拉橋形式。根據安全、適用、經濟、美觀的設計原則，初步擬定了三個方案。</p><p>　　1.11方案一：50+80+50m的變截面箱型連續(xù)梁橋</p><p>　　本橋上部構造為50+80+50m的變截面預應力砼連續(xù)梁，箱

16、梁采用的單箱單室截面，箱梁支點截面梁高5m，跨中截面梁高2.5m,梁寬9m，下部構造橋墩為薄壁式橋墩或雙柱式墩配樁基礎；橋臺為重力式U型橋臺配擴大基礎。由于該橋橋位較高 ，為了減少墩臺數量且跨徑選擇合理。</p><p>　　圖2 變截面連續(xù)梁橋立面</p><p>　　圖3 變截面連續(xù)梁剖面圖</p><p>　　1.12方案二：4×45m等截面

17、預應力砼連續(xù)剛構梁</p><p>　　1.本橋上部構造為4×45m預應力砼連續(xù)梁，箱梁采用的單箱單室截面，梁高3m,橋面寬9m, 下部構造橋墩為薄壁式橋墩或雙柱式墩配樁基礎；橋臺為重力式U型橋臺配擴大基礎。</p><p>　　圖4 等截面連續(xù)梁立面</p><p>　　1.13方案三：65+115m斜拉橋</p><p>　　本

18、橋上部構造為65+115m的箱型截面的斜拉橋，由于斜拉橋的多點支撐故可以大大減少主梁的高度，索距為6m，塔高38m。箱梁采用單相單室，梁高1.8m,梁寬9m，下部構造橋墩為薄壁式橋墩或雙柱式墩配樁基礎；橋臺為重力式U型橋臺配擴大基礎。</p><p><b>　　圖5 斜拉橋立面圖</b></p><p>　　1.2各方案主要優(yōu)缺點比較表</p><

19、;p><b>　　表2</b></p><p><b>　　1.3. 結論</b></p><p>　　通過對比，從受力合理，安全適用，經濟美觀的角度綜合考慮，方案一為最佳推薦方案，即50+80+50m的變截面箱型連續(xù)梁橋。</p><p>　　第二章 毛截面幾何特性計算</p><p>

20、<b>　　2.1 基本資料</b></p><p>　　2.1.1 主要技術指標</p><p>　　橋型布置：50m+80m+50m變截面連續(xù)梁橋（圖2-1）</p><p><b>　　橋面凈空：凈-8m</b></p><p>　　設計荷載：公路—I級橋面縱坡：0 %</p>

21、<p><b>　　橋面橫坡：2%</b></p><p>　　圖2-1 主梁橫截面圖及橋面布置圖（單位：cm）</p><p>　　2.1.2 材料規(guī)格</p><p>　　主梁：C50號混凝土，容重為27kN/m3，彈性模量取3.45×107 kPa；</p><p>　　橋面鋪裝：采用防水

22、混凝土，厚度為10cm，容重為25kN/m3；</p><p>　　人行道、欄桿：C20號混凝土，容重為25kN/m3；</p><p>　　橫隔板：C50號混凝土，容重為27kN/m3，彈性模量取3.45×107 kPa。</p><p>　　2.2 結構計算簡圖</p><p>　　全橋三跨共取52個單元，53個結點，其中1～3

23、、12-19、34-41、50-52號單元長為3m，9-11、20-22、31-33、42-44號單元長為4m，6-8、23-25、28-30、45-47號單元長5m，4、5、26、27、48、49號單元長1m。橋墩簡化為活動和固定鉸支座。結點x、y坐標按各結點對應截面的形心點的位置來確定，結構計算簡圖，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 結構計算簡圖</p><p>　　

24、2.3 毛截面幾何特性計算</p><p>　　用三角形分塊法（GEO2程序）計算主梁截面幾何特性，截面編號和坐標系取用，見圖2-3。</p><p>　　圖2-3 截面幾何特性計算的三角形分塊結點編號圖</p><p>　　輸入數據文件D2-1-1.DAT，內容為：</p><p><b>　　28</b><

25、/p><p>　　1,-5.0,0.0</p><p><b>　　2,5.0,0.0</b></p><p>　　3,3.0,0.85</p><p>　　4,1.6,0.85</p><p>　　5,0.4,1.25</p><p><b>　　6,0.4,3.8

26、</b></p><p><b>　　7,1.6,4.2</b></p><p><b>　　8,3.0,4.2</b></p><p><b>　　9,4.2,3.8</b></p><p>　　10,4.2,1.25</p><p>　　

27、11,3.0,0.85</p><p>　　12,5.0,0.0</p><p>　　13,5.0,4.1</p><p>　　14,8.0,4.3</p><p>　　15,8.0,4.5</p><p>　　16,-8.0,4.5</p><p>　　17,-8.0,4.3</p>

28、;<p>　　18,-5.0,4.1</p><p>　　19,-5.0,0.0</p><p>　　20,-3.0,0.85</p><p>　　21,-4.2,1.25</p><p>　　22,-4.2,3.8</p><p>　　23,-3.0,4.2</p><p>　　

29、24,-1.6,4.2</p><p>　　25,-0.4,3.8</p><p>　　26,-0.4,1.25</p><p>　　27,-1.6,0.85</p><p>　　28,-3.0,0.85</p><p>　　以上數據僅為一個結點截面的數據文件，其余結點截面的數據文件省略，其形式與上類同。</p&

30、gt;<p>　　計算結果，見“表2-1 結點截面幾何特性總表”。</p><p>　　結點截面幾何特性和單元幾何特性，分別見表2-2和表2-3。</p><p>　　表2-1 結點截面幾何特性總表</p><p>　　表2-2 結點截面幾何特性表 <

31、;/p><p>　　表2-3 單元幾何特性表</p><p>　　第三章 內力計算及組合</p><p><b>　　3.1 荷載</b></p><p>　　3.1.1 結構重力荷載</p><p><b>　?。?）橋面系荷載</b></p><

32、p>　　防撞護欄重：q1 =[（0.3+0.5）×0.2/2+0.2×0.5+0.8×0.2 ]×25×2</p><p>　　=24.5 kN/m</p><p>　　橋面鋪裝重：q2 =（0.6+0.15）×4/2×25×2 = 21kN/m</p><p>　　合計：q =

33、q1+q2 = 45.5 kN/m </p><p>　　將橋面系荷載作為二期恒載以均布荷載的形式加在主梁上。</p><p><b>　?。?）主梁自重</b></p><p>　　按γ=27kN/m3的容重，以計主梁自重的形式計入恒載中。且在每跨l/4截面、l/2截面以及支點截面各設一道橫隔梁，其重量按非結點荷載計算。</p>

34、<p>　　中跨跨中截面橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.4×2)×(2.5-0.25-0.4)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.2×27= 26.497 kN</p&

35、gt;<p>　　中跨l/4截面橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.538×2)×(3.362-0.25-0.538)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]

36、5;0.4×27= 74.112 kN</p><p>　　中跨支點截面橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.8×2)×(8-0.25-0.8)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2&

37、#215;0.4×27 ]×0.6×27 =165.184 kN</p><p>　　邊跨l/4截面（靠中跨側）橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.644×2)×(4.029-0.25-0.644)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1.25×1.5-0.5×π

38、15;0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.4×27 = 90.705 kN</p><p>　　邊跨跨中截面橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.495×2)×(3098-0.25-0.495)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×

39、;2-1.25×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2×0.4×27 ]×0.4×27 = 66.932 kN</p><p>　　邊跨l/4截面（靠橋臺側）橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.405×2)×(2.51-0.25-0.405)-

40、0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.2×27= 26.510 kN</p><p>　　邊跨邊支點截面橫隔板重：</p><p>　　[(5-0.4×2)×(2.5-0.25-

41、0.4)-0.8×0.3×2-0.3×0.3×2-1×1.5-0.5×π×0.75×0.75+0.3×0.3×2 ]×0.4×27= 52.984 kN</p><p>　　3.1.2 支座不均勻沉降</p><p>　　支座不均勻沉降應根據各墩位處地質情況以及基礎的布置

42、形式和支座反力大小按《基礎工程》以及有關規(guī)范的規(guī)定來計算，這里假定中間兩橋墩相對兩邊橋臺下沉20mm。在荷載組合中，此項荷載作為SQ2，SQ2中還可包括溫度等荷載效應，應根據設計要求來取用。</p><p><b>　　3.1.3 活載</b></p><p>　　汽車： 公路I級車道荷載（由均布荷載qk和集中荷載Pk組成），qk=10.5kN/m，Pk=360kN；

43、計算剪力效應時，Pk=432kN。</p><p>　　3.2 結構重力作用以及影響線計算</p><p>　　采用FR2程序計算，關心結點取結點1～53；關心截面取全結構的相關截面。</p><p>　　3.2.1 輸入數據</p><p>　　52,53,5,32,1,0,1,1,53,1 （NM,NJ,NS,NGE,NME,NK

44、A,NCA,NTI,NFI,NFY）</p><p>　　1, 1, 2, 1, 1</p><p>　　2, 2, 3, 1, 2</p><p>　　3, 3, 4, 1, 3</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　50, 50,

45、 51, 1, 3</p><p>　　51, 51, 52, 1, 2</p><p>　　52, 52, 53, 1, 1 ISE(I,J),J=1,2 ,(IMG(I,J),J=1,2),I=1,NM</p><p>　　1, 0.0 ,0.0</p><p>　　2, 3.0 , 0.0 </p>

46、<p>　　3, 6.0 , 0.0 </p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　50, 171, 0.0</p><p>　　51, 174 , 0.0</p><p>　　52, 177 ,0.0 ( I,(XY(I,J

47、),J=1,2) )</p><p>　　1,27.0,3.45E7 ( I,(WE(I,J),J=1,2),I=1,NME )</p><p>　　1, 22.3875 , 61.3615 </p><p>　　2, 20.6140 , 58.7755 </p><p>　　3, 18.7830 , 55.5

48、940 </p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　30, 32.5510 , 328.0000 </p><p>　　31, 33.9680 , 355.9750 </p><p>　　32, 34.0600 , 356.4700 (I,(A

49、I(I,J),J=1,2),I=1,NGE)</p><p><b>　　4</b></p><p>　　1,9999,0.0,9999</p><p>　　16,0.0,0.0,9999</p><p>　　38,9999,0.0,9999</p><p>　　52,9999,0.0,9999

50、 ( ISJ (SXYM(J),J=1,3) )</p><p>　　1,3, 2,3, 3,3, 4,3, 5,3, 6,3, 7,3, 8,3, 9,3, 10,3, 11,3, 12,3, 13,3, 14,3,</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）&l

51、t;/p><p>　　50,3, 51,3, 52,3, 53,3, 1,1, 1,2, 2,2, 3,2, 4,2, 5,2, 6,2, 7,2, 8,2,</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　46,1, 47,1, 48,1,

52、 49,1, 50,1, 51,1, 52,2, ((JFI(I,J),J=1,2),I=1,NFI)</p><p>　　50,52 NLM,NP</p><p>　　1,10,98.5,1.0,1</p><p>　　52,10,98.5,1.0,0</p><p><b>　　5,NJP</

53、b></p><p><b>　　1,2,-53，0</b></p><p>　　16,2,-165.184</p><p>　　38,2,165.184，0</p><p>　　52,2,- 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, … , …, 49，50，51，52，53.</p>

54、<p>　　…. 3.2.2 計算結果</p><p>　　（1）文件.OUT（部分結果）</p><p><b>　　ICA= 1</b></p><p>　　3.2.3 圖形示意：</p><p><b>　　狀態(tài)荷載</b></p><p><b>

55、;　　關心截面內力影響線</b></p><p><b>　　左支點內力圖</b></p><p><b>　　左支點剪力圖</b></p><p><b>　　左支點彎矩圖</b></p><p>　　左支點1/4截面內力圖</p><p>

56、;　　左支點1/4截面剪力圖</p><p>　　左支點1/4截面彎矩圖</p><p>　　左1/2跨截面內力圖</p><p>　　左1/2跨截面剪力圖</p><p>　　左1/2跨截面彎矩圖</p><p>　　左截面3/4內力影響線</p><p>　　左截面3/4剪力影響線</

57、p><p>　　左截面3/4彎矩影響線</p><p>　　跨中支點截面內力影響線</p><p>　　跨中支點截面剪力影響線</p><p>　　跨中支點截面彎矩影響線</p><p>　　跨中1/4截面內力圖</p><p>　　跨中1/4截面剪力圖</p><p>　　

58、跨中1/4截面彎矩圖</p><p>　　中跨1/2截面內力影響線</p><p>　　中跨1/2截面剪力影響線</p><p>　　中跨1/2截面彎矩影響線</p><p>　　3.3 支座沉降（SQ2荷載）影響計算</p><p>　　考慮兩中墩沉降0.02m引起的內力和位移計算。由于采用FR2程序計算，所以由OU

59、TFI子程序輸出結點位移時，將位移值置零了。</p><p>　　3.3.1 輸入數據文件名為chao.DAT</p><p>　　52,53,5,32,1,0,1,1,180,1 （NM,NJ,NS,NGE,NME,NKA,NCA,NTI,NFI,NFY）</p><p>　　…… （省略）</p>&

60、lt;p><b>　　4</b></p><p>　　1,9999,0.0,9999,</p><p>　　16,0.0,-0.02,9999,</p><p>　　27,9999,-0.02,9999,</p><p>　　53,9999,0.0,9999, ( ISJ (SXYM(J),J=1,3) )<

61、/p><p>　　…… （省略）</p><p>　　0,0 （NLM,NP)</p><p>　　0 （NJP）</p><p>　　3.3.2 計算結果（chao.DED）</p><p&g

62、t;　　180 3</p><p>　　1 1 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .000</p><p>　　2 2 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 3.000</p><p>　　3

63、3 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 6.000</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　51 51 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 346.000</p

64、><p>　　52 52 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 349.000</p><p>　　53 53 3 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 352.000</p><p>　　52 1 1 -.62936E+

65、00 .48162E+02 -.80083E-02 .000</p><p>　　53 1 2 -.62936E+00 .48162E+02 .14441E+03 3.000</p><p>　　54 2 2 -.88297E+00 .47977E+02 .28833E+03 6.0

66、00</p><p>　　55 3 2 -.12632E+01 .47952E+02 .43234E+03 9.000</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　171 51 1 -.14014E+01 -.52937E+0

67、2 .47588E+03 343.000</p><p>　　174 51 1 -.99334E+00 -.52803E+02 .31717E+03 346.000</p><p>　　177 52 1 -.68180E+00 -.52898E+02 .15861E+03 349.000</p>&l

68、t;p>　　180 52 2 -.68180E+00 -.52898E+02 -.16070E-01 352.000</p><p>　　3.3.3 圖形示意</p><p>　　3.4 基本可變荷載（人群、汽車）內力和位移計算</p><p>　　影響線數據文件bysj.DA2，運行（修改后的）ADLOAD程序后，鍵入計算問題

69、名zhou，再鍵入：</p><p>　　1.0, 1.0 （DX，DA）</p><p>　　150, 10.5, 1（L-計算跨徑，Q-人群荷載，NJ-公路級別）</p><p>　　計算結果文件為zhou.SQ1，內容為（部分內容）：</p><p>　　1 0 1 .34268E-03 .

70、00000E+00 .14592E-03</p><p>　　.00000E+00 .00000E+00 .00000E+00</p><p>　　.34268E-03 .00000E+00 .14592E-03</p><p>　　1 1 1 .47666E-03 .00000E+00

71、 .20297E-03</p><p>　　.00000E+00 .00000E+00 .00000E+00</p><p>　　.47666E-03 .00000E+00 .20297E-03</p><p>　　1 0 2 -.39822E-03 .00000E+00 .20600E-03&

72、lt;/p><p>　　.00000E+00 .00000E+00 .00000E+00</p><p>　　.39822E-03 .00000E+00 -.20600E-03</p><p>　　1 1 2 -.39822E-03 .00000E+00 .20600E-03</p>&

73、lt;p>　　.00000E+00 .00000E+00 .00000E+00</p><p>　　.39822E-03 .00000E+00 -.20600E-03</p><p>　　…… （中間數據省略，其形式與上類同）</p><p>　　245 0 1 .

74、23832E+01 .18511E+03 -.21348E-03</p><p>　　.23832E+01 .18511E+03 -.21348E-03</p><p>　　-.80706E+00 -.62165E+02 .16514E-01</p><p>　　245 1 1 .33167E+01

75、 .25751E+03 .14287E-01</p><p>　　.33167E+01 .25751E+03 .14287E-01</p><p>　　.11487E+00 .95042E+01 .43056E-01</p><p>　　245 0 2 -.60598E+01 .46883E+

76、03 .15083E-01</p><p>　　.60598E+01 -.46883E+03 .15083E-01</p><p>　　.28695E+01 .22155E+03 -.31811E-01</p><p>　　245 1 2 -.60598E+01 .46883E+03 -.11459

77、E-01</p><p>　　.60598E+01 -.46883E+03 -.11459E-01</p><p>　　.19360E+01 .14915E+03 -.35897E-01</p><p><b>　　3.5 荷載組合</b></p><p>　　對于箱壁具有一定厚度且有橫隔板加

78、勁的箱形梁，忽略歪扭變形的畸變應力；將活載偏心作用引起的約束扭轉正應力和扭轉剪應力分別估計為活載對稱作用下平面彎曲正應力的15%和剪應力的5%。</p><p>　　橋梁結構按極限狀態(tài)法設計時，分為兩種極限狀態(tài)，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。</p><p>　　3.5.1 按承載能力極限狀態(tài)進行內力組合</p><p>　　組合1： Sud =1.2恒載+

79、1.4汽車荷載</p><p>　　組合2： Sud =1.2恒載+1.4汽車荷載+0.98支座沉降</p><p>　?。?）計算結果（見表3-1）</p><p>　　表3-1 承載能力極限狀態(tài)</p><p><b>　　（2）圖形示意</b></p><p>　　3.5.2 按正常使用極

80、限狀態(tài)進行內力組合</p><p>　　（1）作用短期效應組合</p><p>　　組合1： Ssd =恒載+0.7汽車荷載+人群荷載+支座沉降</p><p>　　組合2： Ssd =恒載+0.7汽車荷載+人群荷載</p><p>　?。?）作用長期效應組合</p><p>　　組合1： Sld =恒載+0.4汽車荷

81、載+支座沉降</p><p>　　組合2： Sld =恒載+0.4汽車荷載（3）計算結果（見表3-2）</p><p><b>　　表3-1</b></p><p><b>　　承載能力極限內力</b></p><p><b>　　表3-2</b></p><

82、;p><b>　　正常使用極限狀態(tài)</b></p><p><b>　　（4）圖形示意</b></p><p><b>　　第四章 配筋計算</b></p><p><b>　　4.1計算原則</b></p><p>　　在預應力混凝土連續(xù)梁中，預

83、應力鋼筋共計有三種，分別為縱向、橫向、豎向預應力筋。其中縱向預應力鋼筋根據彎矩包絡圖計算并布置，橫向預應力鋼筋根據單位寬度橋面板計算并布置，如計算配筋僅需設置普通鋼筋，則可不設置橫向預應力鋼筋；豎向預應力鋼筋根據主梁主應力計算與驗算結果設置。本設計主要考慮縱向預應力鋼筋的計算與布置問題。</p><p>　　4.2 預應力鋼筋估算</p><p>　　4.2.1 材料性能參數</p&

84、gt;<p>　?。?）混凝土等級為C50，主要強度指標為：</p><p>　　強度標準值：=32.4MPa,=2.65MPa</p><p>　　強度設計值：=22.4MPa,=1.83MPa</p><p>　　彈性模量：=3.45×104MPa</p><p>　?。?）預應力鋼筋采用25φj15.2的鋼絞線，

85、其強度指標為：</p><p>　　抗拉強度標準值：=1860MPa</p><p>　　抗拉強度設計值：=1260MPa</p><p>　　彈性模量：=1.95105MPa</p><p>　　（3）箍筋及構造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強度指標為</p><p>　　抗拉強度標準值：=335MPa</p&g

86、t;<p>　　抗拉強度設計值：=280MPa</p><p>　　4.2.2 預應力鋼筋數量的確定及布置</p><p>　　首先根據各截面正截面抗裂性要求,確定預應力鋼筋數量.為滿足抗裂性要求,所需的有效預加力為:</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　?。?-25

87、）</b></p><p>　　采用φj15.2鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積Ap1=139mm2,抗拉強度標準值fpk=1860MPa,張拉控制應力取σcon=0.75fpk=0.75×1860=1395MPa,預應力損失按張拉控制應力的25%估算。得到所須的預應力鋼鉸線的根數：</p><p><b>　?。?-26）</b></p&

88、gt;<p>　　對類部分預應力混凝土構件，</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　求得的值后，再確定適當的張拉控制應力并扣除相應的應力損失（對于配高強鋼絲或鋼絞線的后張法構件約為），就可以估算出所需要的預應力鋼筋的總面積</p><p>　　確定后，可按一束預應力鋼筋的面積算出所需的預應力鋼筋的束數

89、 </p><p>　　采用25φj15.2預應力鋼筋束，采用OVM15-22型錨具，供給的預應力筋截面面積為Ap＝×139mm2，采用φ120的金屬波紋管成孔，預留管道直徑為150mm 。</p><p>　　表4-1 預應力鋼筋估算結果</p><p>　　主梁最終實際配束結果（見表4-2）</p><p>　　

90、表4-2 主梁最終實際配束結果表 </p><p>　　主梁縱向預應力筋的估算是預應力混凝土連續(xù)梁橋設計的一個重要環(huán)節(jié)。對于連續(xù)梁體系，或凡是預應力混凝土超靜定結構，在初步計算預應力筋數量時，必須計及各項次內力的影響。然而一次內力項的計算恰與預應力筋的數量與布置有關。因此，在初步估算預應力時，只能以預估值來考慮，工程上將結構最大控制設計彎矩值增大20％—30％來進行初估計算。

91、次內力項的計算也與結構施工方法、結構轉換體系的順序有關。所以，此項估算是非常粗略的。一般地，逐段架設法的結構次內力值均較小，懸臂施工法的結構次內力值較大，不對稱結構影響更大。由于次內力項的影響，連續(xù)梁體系支點負彎矩值減小，在預估力筋數量時不必增加總彎矩值，跨中正彎矩值則要加大，應考慮增加總彎矩值來預估力筋數量。</p><p>　　4.3 預應力筋的布置原則</p><p>　　連續(xù)梁預應

92、力筋束的配置除滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）構造要求外，還應考慮以下原則：</p><p>　?。?）應選擇適當的預應力束筋的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結構，要選用預加力大小恰當的預應力束筋，以達到合理的布置型式。避免造成因預應力束筋與錨具型式選擇不當，而使結構構造尺寸加大。當預應力束筋選擇過大，每束的預加力不大，造成大跨結構中布束過多，而構造尺寸限制布置不下時

93、，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結構中，如選擇預加力很大的單根束筋，也可能使結構受力過于集中而不利。</p><p>　　（2）預應力束筋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筋，而導致在結構中布置過多的錨具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，這樣錨下應力區(qū)受力較復雜，因而必須在構造上加以保證，為此常導致結構構造復雜，而使施工不便。</p><p>

94、;　　（3）預應力束筋的布置，既要符合結構受力的要求，又要注意在超靜定結構體系中避免引起過大的結構次內力。</p><p>　?。?）預應力束筋配置，應考慮材料經濟指標的先進性，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。</p><p>　?。?）預應力束筋應避免使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，降低預應力束筋的效益。</p><p&g

95、t;　?。?）預應力束筋的布置，不但要考慮結構在使用階段的彈性受力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結構在破壞階段時的需要。</p><p>　　對于本設計，各斷面的錨固束和通過束確定以后，就應確定各鋼束在箱梁中的空間位置和幾何特征，這是計算預應力效應和施工放樣的依據。鋼束布置時，應注意以下幾點：</p><p>　?。?）應滿足構造要求。如孔道中心最小距離，錨孔中心最小距離，最小曲線半徑，最小擴

96、孔長度等。</p><p>　?。?）注意鋼束平、豎彎曲線的配合及鋼束之間的空間位置。鋼束一般應盡量早的平彎，在錨固前豎彎。特別應注意豎彎段上、下層鋼束不要沖突，還應滿足孔道凈距的要求。</p><p>　?。?）鋼束應盡量靠近腹板布置。這樣可使預應力以較短的傳力路線分布在全截面上，有利于降低預應力傳遞過程中局部應力的不利影響；能減小鋼束的平彎長度；能減小橫向內力；能充分利用梗腋布束，有利

97、于截面的輕型化。</p><p>　?。?）盡量以S型曲線錨固于設計位置，以消除錨固點產生的橫向力。</p><p>　?。?）鋼束的線形種類盡量減少，以便于計算和施工。</p><p>　　（6）盡量加大曲線半徑，以便于穿束和壓漿。</p><p>　　（7）分層布束時，應使管道上下對齊，這樣有利于混凝土的澆筑和振搗，不可采用梅花形布置。&

98、lt;/p><p>　　（8）頂板束的布置還應遵循以下原則：a.鋼束盡量靠截面上緣布置，以極大發(fā)揮其力學效應；b.分層布束時應使長束布置在上層，短束布置在下層。首先，因為先錨固短束，后錨固長束，只有這樣布置才不會發(fā)生干擾；其次，長束通過的梁段多，放在頂層能充分發(fā)揮其力學效應；再次，較長束在施工中管道出現質量問題的機率較高，放在頂層處理比較容易些。</p><p>　　第五章 預應力鋼束的估

99、算及布置</p><p>　　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）的規(guī)定，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。因此，預應力筋的數量可以從滿足這兩方面的要求進行估算。</p><p>　　5.1 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算</p><p>　　預應力混凝土梁在預加力和使用荷載作用下的應力狀態(tài)應滿足的基本條

100、件是：截面上、下緣均不產生拉應力，且上、下緣的混凝土均不被壓碎，該條件可表示為：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p><b>　　(5-4)&l

101、t;/b></p><p>　　式中：、——由預加力在截面上緣和下緣所產生的應力；</p><p>　　、——分別為截面上、下緣的抗彎模量（可按毛截面考慮）；</p><p>　　、——荷載最不利組合時的計算截面內力，當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值；</p><p>　　——混凝土彎壓應力限值，取，為混凝土軸心抗壓強度標<

102、/p><p><b>　　準值。</b></p><p>　　根據截面受力情況，其配筋不外乎有三種形式：截面上、下緣均配置力筋以抵抗正、負彎矩；僅在截面下緣配置力筋以抵抗正彎矩；僅在截面上緣配置力筋以抵抗負彎矩。</p><p>　　5.1.1 截面上、下緣均布置預應力筋</p><p>　　由力筋及在截面上、下緣產生的應力

103、分別為：</p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　式中令： (5-7)</p><p><b>　　(5-8)&l

104、t;/b></p><p>　　則得： (5-9)</p><p><b>　　(5-10)</b></p><p>　　式中：、——截面上、下緣估算的預應力鋼筋束數；</p><p>　　——每束預應力鋼筋的面積；</p><p>　　——預應

105、力鋼筋的永存應力，估算力筋數量時取，為錨下張拉控制應力；</p><p>　　、——截面上、下緣的預應力鋼筋重心至截面重心的距離；</p><p>　　、——截面上、下核心距；</p><p>　　——混凝土截面積，可按毛截面計算。</p><p>　　另外，各截面的最大配束數為：</p><p><b>　

106、　(5-11)</b></p><p><b>　　(5-12)</b></p><p>　　5.1.2 僅在截面下緣布置預應力筋</p><p>　　由下緣預應力鋼筋在截面上、下緣產生的應力分別為：</p><p><b>　　(5-13)</b></p><p&g

107、t;<b>　　(5-14)</b></p><p>　　式中令： (5-8)</p><p>　　則得： (5-15)</p><p><b>　

108、　(5-16)</b></p><p>　　5.1.3 僅在截面上緣布置預應力筋</p><p>　　由上緣預應力鋼筋在截面上、下緣產生的應力分別為：</p><p><b>　　(5-17)</b></p><p><b>　　(5-18)</b></p><p&g

109、t;　　式中令： (5-7)</p><p>　　則得： (5-19)</p><p><b>　　(5-20)</b></p><p>　　5.2 按承載能力

110、極限狀態(tài)的強度要求估算</p><p>　　預應力梁達到受彎極限狀態(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計算截面抗彎安全系數來保證的。在初步估算預應力力筋數量時，T形或箱形截面，當中性軸位于受壓翼緣內可按矩形截面計算，但是當忽略實際存在的雙筋影響時（受拉區(qū)、受壓區(qū)都有預應力筋），會使計算結果偏大，作為力筋數量的估算是允許的。</p><p&

111、gt;　　按破壞階段估算預應力筋的基本公式是：</p><p><b>　　(5-21)</b></p><p><b>　　(5-22)</b></p><p>　　式中： (5-23)</p><p>　　

112、則得： (5-24)</p><p>　　式中：——預應力筋束數；</p><p>　　——混凝土抗壓強度設計值；</p><p>　　——預應力筋抗拉強度設計值；</p><p>　　——混凝土安全系數；</p><p><b>　　—

113、—截面有效高度。</b></p><p>　　若截面承受雙向彎矩時，可各視為單筋截面，分別計算上、下緣所需的力筋數量。</p><p>　　T形或箱形截面，當中性軸位于腹板內，則應考慮截面腹板部分受壓混凝土的工作，相應計算方法與公式可以參照規(guī)范所規(guī)定的原則與條文而選用。</p><p>　　5.3 預應力筋估算結果</p><p>

114、;　　預應力鋼筋采用ASTM A416-97a標準的低松弛鋼絞線（1×7標準型），抗拉強度標準值MPa，抗拉強度設計值MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積139mm2，彈性模量MPa。本設計選用19根鋼絞線為一束，，面積為7850mm2，錨下張拉控制應力MPa；錨具采用OVM夾片式群錨。</p><p>　　主梁最終實際配束結果（見表5-3）</p><p>　　表5-3

115、主梁最終實際配束結果表</p><p>　　5.4 預應力筋束的布置原則</p><p>　　連續(xù)梁預應力筋束的配置除滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）構造要求外，還應考慮以下原則：</p><p>　　（1）應選擇適當的預應力束筋的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結構，要選用預加力大小恰當的預應力束筋，以達到合理的布置型式

116、。避免造成因預應力束筋與錨具型式選擇不當，而使結構構造尺寸加大。當預應力束筋選擇過大，每束的預加力不大，造成大跨結構中布束過多，而構造尺寸限制布置不下時，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結構中，如選擇預加力很大的單根束筋，也可能使結構受力過于集中而不利。</p><p>　　（2）預應力束筋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筋，而導致在結構中布置過多的錨具。由于每根束

117、筋都是一巨大的集中力，這樣錨下應力區(qū)受力較復雜，因而必須在構造上加以保證，為此常導致結構構造復雜，而使施工不便。</p><p>　　（3）預應力束筋的布置，既要符合結構受力的要求，又要注意在超靜定結構體系中避免引起過大的結構次內力。</p><p>　?。?）預應力束筋配置，應考慮材料經濟指標的先進性，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。</p><

118、;p>　?。?）預應力束筋應避免使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，降低預應力束筋的效益。</p><p>　?。?）預應力束筋的布置，不但要考慮結構在使用階段的彈性受力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結構在破壞階段時的需要。</p><p>　　對于本設計，各斷面的錨固束和通過束確定以后，就應確定各鋼束在箱梁中的空間位置和幾何特征，這是計算預應力效應和施工放樣的依據。鋼

119、束布置時，應注意以下幾點：</p><p>　?。?）應滿足構造要求。如孔道中心最小距離，錨孔中心最小距離，最小曲線半徑，最小擴孔長度等。</p><p>　?。?）注意鋼束平、豎彎曲線的配合及鋼束之間的空間位置。鋼束一般應盡量早的平彎，在錨固前豎彎。特別應注意豎彎段上、下層鋼束不要沖突，還應滿足孔道凈距的要求。</p><p>　?。?）鋼束應盡量靠近腹板布置。這

120、樣可使預應力以較短的傳力路線分布在全截面上，有利于降低預應力傳遞過程中局部應力的不利影響；能減小鋼束的平彎長度；能減小橫向內力；能充分利用梗腋布束，有利于截面的輕型化。</p><p>　?。?）盡量以S型曲線錨固于設計位置，以消除錨固點產生的橫向力。</p><p>　　（5）鋼束的線形種類盡量減少，以便于計算和施工。</p><p>　?。?）盡量加大曲線半徑，

121、以便于穿束和壓漿。</p><p>　?。?）分層布束時，應使管道上下對齊，這樣有利于混凝土的澆筑和振搗，不可采用梅花形布置。</p><p>　?。?）頂板束的布置還應遵循以下原則：a.鋼束盡量靠截面上緣布置，以極大發(fā)揮其力學效應；b.分層布束時應使長束布置在上層，短束布置在下層。首先，因為先錨固短束，后錨固長束，只有這樣布置才不會發(fā)生干擾；其次，長束通過的梁段多，放在頂層能充分發(fā)揮其力

122、學效應；再次，較長束在施工中管道出現質量問題的機率較高，放在頂層處理比較容易些。</p><p>　　5.5 預應力筋束的布置結果</p><p>　　由以上確定的實際預應力鋼束束數，結合本設計所采用的懸臂施工方法，最終確定本設計全橋縱向預應力鋼束布置情況共分三類：邊孔正彎矩底板束（b類）、中支點負彎矩頂板束（n類）、中孔正彎矩底板束（a類）。并且全橋縱向預應力鋼束以中孔跨中對稱布置，張拉

123、方式為兩端同時張拉，錨固方式為分散布置分散錨固。全橋不設橫向預應力及豎向預應力，不設下彎束及連續(xù)束，有利于腹板混凝土的澆筑，且應力能得到滿足。</p><p>　　各控制截面的鋼束布置，詳見施工圖設計。</p><p>　　第六章 凈截面及換算截面幾何特性計算</p><p>　　按以上預應力筋束布置之后，便可進行凈截面及換算截面幾何特性計算。其中，凈截面為扣除預

124、應力孔道的截面，換算截面為孔道壓漿后鋼束與混凝土梁形成整體后的截面。顯然，預加力階段（即施工階段）應采用凈截面，使用階段（即運營階段）應采用換算截面。</p><p>　　6.1 凈截面幾何特性計算（見表6-1）</p><p>　　表6-1 凈截面幾何特性計算結果表</p><p>　　表中：An 、In---分別為凈截面面積和慣性矩；</p>&

125、lt;p>　　Sx 、Hx---分別為凈截面對x軸的面積矩和凈截面形心至x軸的距離；</p><p>　　W上 、W下---分別為凈截面上、下緣的抗彎模量；</p><p>　　K上 、K下---分別為凈截面上、下核心距；</p><p>　　e上 、e下---分別為凈截面上、下緣鋼束重心至凈截面重心的距離。</p><p>　　6.2