【正文】 ...................................................................................................... 23 ...................................................................................................... 25 內(nèi)力組合 ........................................................................................................................ 26 5. 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 ...................................................................................................... 30 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算 ............................................................................................................. 30 截面鋼束用量的估算公式 ............................................................................................... 31 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 .......................................................................................................... 33 6. 預(yù)應(yīng)力損失與有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算 ............................................................................................... 37 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 基本理論 ....................................................................................................................... 37 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 ............................................................................................................. 37 主梁截面幾何特性 ......................................................................................................... 38 7. 截面驗(yàn)算 ............................................................................................................................... 40 承載力計(jì)算 .................................................................................................................. 40 ............................................................................................................. 40 ........................................................................................ 40 檢算 ........................................................................................... 44 7. 2 抗裂性檢算 ................................................................................................................. 46 正截面抗裂性檢算 .............................................................................................. 46 斜截面抗裂性檢算 .............................................................................................. 49 7. 3 應(yīng)力檢算 .................................................................................................................... 52 正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算 ................................................................................... 52 7. 4 撓度計(jì)算 .................................................................................................................... 56 致謝 ........................................................................................................................................... 57 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 58 1. 概述 1. 1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述 由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過(guò)早的出現(xiàn)裂縫，使其不能有效的采用高強(qiáng)度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并切實(shí)的材料利用率低。 為了解決這些問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前， 預(yù)先對(duì)混凝土施加壓力，這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的壓應(yīng)力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有下列主要優(yōu)點(diǎn)： 1. 提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力后，構(gòu)件在使用荷載下可不出現(xiàn)裂縫，或使裂縫出現(xiàn)大大推遲，有效地改善了構(gòu)件的使用性能，提高了構(gòu)件的剛度，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性。 2. 可以減少材料，減少自重。預(yù)應(yīng)力混凝土由于用高強(qiáng)材料，因而可減小構(gòu)件截面尺寸，節(jié)省鋼材與混凝土用量 ，降低結(jié)構(gòu)物自重。這對(duì)自重比例很大的大跨徑橋梁來(lái)說(shuō)，更有著顯著 的優(yōu)越性。大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一般是經(jīng)濟(jì)合理的。 3. 可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉力。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的曲線鋼筋（束），可蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 使梁中支座附近的豎向剪力減?。挥钟捎诨炷两孛嫔项A(yù)壓應(yīng)力的存在，可使荷載作用下的主拉應(yīng)力也相應(yīng)減小。這有利于減小梁的腹板厚度，使預(yù)應(yīng)力混凝土梁的自重進(jìn)一步減小。 4. 結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，鋼筋（束）與混凝土都同時(shí)經(jīng)受了一次強(qiáng)度檢驗(yàn)。如果在張拉鋼筋時(shí)構(gòu)件質(zhì)量表現(xiàn)質(zhì)量良好，那么，在使用時(shí)也可以認(rèn)為是安全可靠的。因此有人稱預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)預(yù)先檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)。 5. 預(yù)應(yīng)力可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段，促進(jìn)了大跨度結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展。 此外，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐疲勞性能也較高。因?yàn)榫哂袕?qiáng)大預(yù)應(yīng)力的鋼筋，在使用階段由加荷或卸荷所引起的應(yīng)力變化幅度相對(duì)較小，所以引起疲勞破壞的可能性也小。這對(duì)承受動(dòng)荷載的橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是很有力的。 在我國(guó)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖然也在不斷地發(fā)展，然而，想要趕超國(guó)際先進(jìn)水平，就必須解決好下面幾個(gè)課題： 1. 發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過(guò)多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì) 量難以提高。 2. 在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù) —鋼構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。 3. 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長(zhǎng)懸臂頂板的單箱截面，即可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。 總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、 判段，得出可行 的最佳方案。 本次 設(shè)計(jì)為（ 48+80+48） m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁， 橋?qū)挒?。梁體采用單箱單室箱型截面，全梁共為 47 個(gè)單元。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按 二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕，還增加了橋梁的美觀效果。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用 midas 軟件進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。 1. 2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1. 橋梁線形布置 單線，直、曲線梁，曲線半徑 1600m。 2. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 列車(chē)豎向活載采用中 —活載，并滿足開(kāi)行雙層集裝箱的要求。 3. 設(shè)計(jì)時(shí)速：列車(chē)時(shí)速 160 ㎞／ h。 4. 設(shè)計(jì)使用年限：正常使用條件下梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用壽命為 100 年。 5. 環(huán)境類別及作用等級(jí)：一般大氣條件下無(wú)防護(hù)措施的地面結(jié)構(gòu)，環(huán)境類別為碳化環(huán)境，作用等級(jí) T T2。 1. 3 橋址處自然條件 工程地質(zhì)條件 根據(jù)勘測(cè)知，地區(qū)的巖土層按其成因分類主要有： （ 1）第四系人工填土層（ ml4Q ） 0）人工填土，灰褐色，松散，稍濕，成分以碎石，砼及黏土。 （ 2）第四系沖海積堆積層（ al+m4Q ） 1）粉質(zhì)黏土，灰黃 色、褐黃色，軟塑 ~硬塑， 0 120k aP? ? 。 2） 1 淤泥，深灰色、淺灰色，流塑， 0 40k aP? ? 。 2） 21粉質(zhì)粘土（黏土），灰黃色、灰色，軟塑為主， 0 150k aP? ? 。 3）細(xì)圓礫土，雜色，稍密 ~中密，飽和， 0 400k aP? ? 。 3） 2 粗砂，局部為礫砂，灰黃色，稍密 ~中密，飽和， 0 300k aP? ? 。 3） 3 細(xì)砂，灰黃色，稍密，飽和， σ0=120kPa。 3） 4 淤泥質(zhì)粘土，深灰色、淺灰色，流塑， 0 50k aP? ? 。 （ 3）第四系殘坡積層（ el dlQ? ） 4）粉質(zhì)黏土，灰黃色、斑雜色，硬塑， 0 200k aP? ? 。 （ 4）下伏侏羅系南園組熔結(jié)凝灰?guī)r（ J3nb）及燕山晚期第三階段第一次侵入花崗巖（ ηγ52（ 3） a）；局部可見(jiàn)輝綠巖（ βμ）侵入；零星可見(jiàn)正長(zhǎng)斑巖侵入。 6） 1 花崗巖，褐黃色、斑雜色 ，全風(fēng)化， 0 250k aP? ? 。 6） 2 花崗巖，褐黃色、斑雜色，強(qiáng)風(fēng)化， 0 500k aP? ? 。 6） 3 花崗巖，灰白色、弱風(fēng)化， 0 1200k aP? ? 。 水文地質(zhì)特征及評(píng)價(jià)：橋址區(qū)內(nèi)地表水主要為田間灌溉、排洪溝渠及水塘，主要受大氣降水補(bǔ)給。地下水為第四系孔隙潛水，細(xì)、中砂層及細(xì)圓礫土層為微承壓水，水位受季節(jié)及氣候條件的影響較大，主要為大氣降水及地表水的補(bǔ)給，蒸發(fā)為其主要排泄途徑。 不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)：（ 1）橋址區(qū)內(nèi)無(wú)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用發(fā)育；（ 2）橋址區(qū)內(nèi)未見(jiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，特殊巖土主要為第四系全新統(tǒng)海陸交互相淤泥、淤泥質(zhì)黏土、呈流塑狀，具空隙比大，壓縮性高、含水量高、透水性差、富含有機(jī)質(zhì)等物理力學(xué)特征，以及觸變性、流變性等工程性能；（ 3）橋址范圍內(nèi)分布 al+m4Q 的飽和細(xì)砂層（ 2）1（ 3） 3，按《 鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB501112021）規(guī)定，為液化層。（ 4）地震效應(yīng)：地震抗震設(shè)防為 7度，地震動(dòng)峰值加速度為 ，地場(chǎng)類別屬 Ⅲ ～ Ⅳ 類。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 氣象 條件： 莆田市屬亞熱帶海洋性氣候，面臨東海。流域多年平均氣溫 ℃ ，年降雨量 1100~1800mm（自沿海向上游山區(qū)遞增）。極端最高氣溫 ℃ ，極端最低氣溫℃ ，多年平均蒸發(fā)量為 1060mm，無(wú)霜期約 360天。木蘭溪流域風(fēng)向以東北，東北偏北為主，臺(tái)風(fēng)多出現(xiàn)在 7~9月，風(fēng)力 10~12 級(jí)，最大風(fēng)速 40m/s，據(jù)統(tǒng)計(jì)，本流域多年平均風(fēng)速為 。本地區(qū)大范圍暴雨有梅雨和臺(tái)