【正文】 ，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當時西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復(fù)戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的 T構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。雖然連續(xù)梁有很多優(yōu)點，但是剛開始它并不是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系中的佼佼者，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費工費時。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng) 成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的主要橋型之一。 另外，由于連續(xù)梁體系的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進。 3． 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(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加快 施工進度。同時，一座橋的設(shè)計方案完成后，造價指針不 能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護、維修等運營費用在內(nèi)。 畢業(yè)設(shè)計的目的與意義 畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的 設(shè)計工作。頂板、底板、腹板厚度均 不 變。 本次設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用 滿堂支架 法施工。 在 某處與瀝 2（ G319）國道成135176。大橋全長 米，寬 米 。 4 構(gòu)思宗旨 （ 1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。 （ 5）學習等截面梁橋的設(shè)計過程。 （ 2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等截面 箱梁組合梁。橋面設(shè)有 ％的橫坡， 2%的縱坡 ,其中間標高高于外側(cè)標高。 裝配式簡支箱梁橋的發(fā)展 簡支箱形截面梁以其優(yōu) 良的力學特性－具有較大的剛度和強大的抗扭性能和 結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點。 由于為簡支 T 梁橋，每跨之間還留有 4 厘米的伸縮縫。預(yù)制T 梁寬為 ， 現(xiàn)澆濕接縫 ， 預(yù)制梁間的翼板和橫隔板待 T 梁架設(shè)后再現(xiàn)澆，以加強橫斷面的整體性。橋面設(shè)有 ％的橫坡， 2%的縱坡。 （ 4） 施工方案：全橋采用裝配式施工方法。 T 形梁采用鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu) 的已經(jīng)很少了，從 16m 到 50m 跨徑，大多 都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁。大于 50m跨徑以選擇箱形截面為宜。 （ 2） 主梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 上部結(jié)構(gòu)為變截面箱梁。 （ 4） 施工方案 ：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。一聯(lián)內(nèi)無縫，改善了行車條件；梁、墩固結(jié)，不設(shè)支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動的影響以及墩身偏壓柱的穩(wěn)定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續(xù)梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。 我國的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。此時應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別的橋型。 建筑高度較高，易開裂，難以維護 受力 性能 受力 明 確 受力 明確 橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進一步減?。?超靜定次數(shù)高，對常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感 ；對基礎(chǔ)要求較高。 橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無需在高空進行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。 適用性 適用于 對橋下視覺有要求的工程，適用于 各種地質(zhì)情況 ；用于對工期緊的工程；對通航無過高要求的工程。采用裝配式的施工方法可以 大量節(jié)約模板支架木材，降低勞動強度，縮短工期，顯著加快建橋速度 。工程跨度不是很大，長度也相對不長，簡支箱梁完全可以滿足工程 要求。工程本身不要求很大的跨越度。除此之外，主要考慮到本橋梁與 G319 國道立交，箱型梁橋給人的視覺要明顯好與 T 型梁橋，有利于橋下行車安全。 經(jīng)反復(fù)比較，第三 方案做為本次設(shè)計的推薦方案。對于橋孔分跨，往往要受到如下因素的影響：橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造 ，力學要求，美學要求等?；痉弦陨显硪蟆Ｒ话阌糜谌缦虑闆r： 1. 橋梁為中等跨徑，以 40— 60 米為主。 11 3. 采用有支架施工，逐跨架設(shè)施工、移動模架法和頂推法施工的連續(xù)梁橋較多采用等截面布置。 當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。 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。本設(shè)計是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫 截面形式為單箱 雙 室。 細部尺寸 一、 頂板與 底板 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。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。在預(yù)應(yīng)力梁中，因為彎束對外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較小，腹板不必設(shè)得太大；同時，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計經(jīng)驗為： （ 1） 腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時，采用 200mm。 本設(shè)計支座處腹板厚取 55cm.，跨中腹板厚取 55cm。此外，梗腋使力線過渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。因此本設(shè)計沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內(nèi)力的影響較小，在內(nèi)力計算中也可不作考慮。 15 圖 結(jié)構(gòu)簡圖 16 第 四 章 荷載內(nèi)力計算 一、 主梁內(nèi)力計算 根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)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，畫出內(nèi)力包絡(luò)圖。 （三）支座位移引起的內(nèi)力計算 由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù) 17 梁是一種對支座沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。其具體計算過程如下： 自重作用下梁產(chǎn)生的內(nèi)力為： 將 1/4 跨截面、跨中截面和支座截面的數(shù)據(jù)列于下表： 截面位置 剪力 KN 彎矩 KNm? 端部 0 1/4 跨截面 邊跨跨中截面 支座截面 跨中截面 檢算過程： 分析：將梁體視為二次超靜定結(jié)構(gòu)，其計算簡圖如下： 18 由上面計算可以知道，自重作用在梁上的荷載集度為： 1 /q KN m? 作用簡圖如圖： 根據(jù)力法求解，將兩側(cè)的支座假設(shè)定為單位作用力 1 下，簡直梁的彎矩圖分別為： 左側(cè)作用單位力1時的彎矩 19 右側(cè)作用單位力1時的彎矩 在自重作用下，支座處的支座反力為： 12 7187R R KN?? 根據(jù)力法的平衡方程： 1 1 1 1 2 2 12 1 1 2 2 2 200ppXX??? ? ? ?? ? ? ? 2 2111 1 30 30 1 21 00 0( 20 40 20 ) ( 90 00 12 00 0)22sMdE I E I E I E I? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 2 2222 1 30 30 1 21 00 0( 20 40 20 ) ( 90 00 12 00 0)22sMdE I E I E I E I? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 1212 21 1 1 60 00( 30 40 10 )2sM M dE I E I E I??? ? ? ? ? ? ?? 1 1 4 5 26 4 6 8 3 3 0 [ 6 4 6 8 3 4 0 ( 6 4 6 8 3 3 5 9 3 5 ) 2 0 ] 1 53 2 3p? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 14553675 33060200 47613875? ? ? ? ? 2 1 4 5 26 4 6 8 3 3 0 [ 6 4 6 8 3 4 0 ( 6 4 6 8 3 3 5 9 3 5 ) 2 0 ] 1 53 2 3p? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 14553675 33060200 47613875? ? ? ? ? 將以上數(shù)據(jù)代入方程：122 1 0 0 0 6 0 0 0 4 7 6 1 3 8 7 5 0XXE I E I E I? ? ? 20 126 0 0 0 2 1 0 0 0 4 7 6 1 3 8 7 5 0XXE I E I E I? ? ? 解得： 1 KN? 2 KN? 將 1X 、 2X 帶入方程，求支座 2 和 3 的反力。 包絡(luò)數(shù)據(jù)為： 截面位置 剪力 KN 彎矩 KNm? 端部 0 1/4 跨截面 邊跨跨中截面 支座截面 跨中截面 29 其彎矩圖： 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。 31 計算荷載得橫向分布系數(shù)： （ 1） 一車道加載時： 圖 一車道加載 )] 7 () 7 [(8 7 8 3 )(21)(2121 211121 ?????????? ? qqqqqcq xxxm ???? ＝ （ 2） 二車道加載時： 二車道加載 ][8 7 8 3 )(21)(2121 211121 ?????????? ? qqqqqcq xxxm ???? ＝ （ 3） 三車道加載時： 圖 三車道加載 32 ][ )(21)(2121 211121 ???????????? ? qqqqqcq xxxm ????＝ 活載因子的計算 橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 因邊垮跨度小 按照最不利效應(yīng)計算法則 取 l＝ 30m，查得 Ic= 防撞墻、護欄荷載： q=鋪裝層荷載： q=中跨單元： Ac= q= 25= kN/m mc=(++)/10=26599 33 9 101 ?????? ?f 102 ?????? ?f μ值可按下式計算： 當 f ＜ 時， μ = 當 ≤ f ≤ 14Hz 時， μ = 當 f ＞ 14Hz 時， μ = 式中 f —— 結(jié)構(gòu)基頻（ Hz）。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。 二、 使用荷載下的應(yīng)力要求 規(guī)范（ JTJ D622020）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)力與荷載引起的壓應(yīng)力之和應(yīng)小于混凝土的允許壓應(yīng)力（為 ），或為在任意階段，全截面承壓，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。 公式 （ ） 變?yōu)樯仙?WMp min??? （ ） 公式 （ ） 變?yōu)橄孪?WMp max?? （ ） 由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力 上p? 和截面下緣應(yīng)力 下p? 分為三種情況討論： a. 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(yīng)力分別為： 上上 下下下上 上上上 ppppp WeNANW eNAN ????? （ ） 下下 下下下下 上上上 ppppp WeNANW eNAN ????? （ ） 將式 （ ） 、 （ ） 分別代入式 （ ） 、 （ ） ，解聯(lián)立方程后得到 ))(( )()( m i n 下上下上 下上下下上 eeKK eKMKeMN m a zp ?? ???? （ ） ))(( )()( m i n 下上下上 上上下下下 eeKK eKMKeMN m a zp ?? ???? （ ） 令 pepp AnN ?上上 ? pepp AnN ?下下 ? 代入式 （ ） 、 （ ） 中得到 pepAeeKKeKMKeMn ?1))(( )()( m i nm a x ??? ????下上下上下上下下上 （ ） pepAeeKKeKMeKMn ?1))(( )()( m i nm a x ??? ????下上下上上上上下下 （ ） 式 中 Ap— 每束預(yù)應(yīng)力筋的面積 ； pe? — 預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力 (可取 ~ pdf 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，取 有效截面 計算。上n 根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當截面承受正彎矩時，如果