【正文】 .....................53 預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失 .....................................................................54 收縮徐變損失 ......................................................................................55 預(yù)應(yīng)力計(jì)算 ...................................................................................................56 施工階段應(yīng)力驗(yàn)算 .........................................................................................58 6 次內(nèi)力計(jì)算 .............................................................................................................63 徐變次內(nèi)力的計(jì)算 .........................................................................................63 預(yù)加力引起的二次力矩 ..................................................................................63 溫度次內(nèi)力的計(jì)算 .........................................................................................63 7 橋梁內(nèi)力組合 ..........................................................................................................64 內(nèi)力組合的原則 ............................................................................................64 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 ....................................................................65 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合 ....................................................................73 8 主梁截面驗(yàn)算 ..........................................................................................................80 正截面抗彎承載力驗(yàn)算 ..................................................................................80 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 .............................................................83 正截面抗裂驗(yàn)算 ...................................................................................84 斜截面抗裂驗(yàn)算 ...................................................................................85 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗(yàn)算 ...........................87 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算 .................................................................89 混凝土的主壓應(yīng)力驗(yàn)算 ........................................................................89 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 ......................................................90 致 謝 .........................................................................................................................92 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................93 外文資料翻譯及原文 ...................................................................................................94 1 1 概述 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡(jiǎn)潔美 觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競(jìng)爭(zhēng)力的主要橋型之一。按照“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀”的設(shè)計(jì)原則，經(jīng)過(guò)對(duì)各種橋型的比選，最終選擇 60m+90m+60m 的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)楸敬蔚耐扑]設(shè)計(jì)橋型。 本設(shè)計(jì)利用 MIDAS 軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)橋梁的尺寸擬定建立橋梁基本模型，然后進(jìn)行內(nèi)力分析，計(jì)算配筋結(jié)果，進(jìn)行施工各階段分析及截面驗(yàn)算。本章簡(jiǎn)介其發(fā)展： 由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過(guò)早地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強(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(lái)的，當(dāng)時(shí)西歐很多國(guó)家在戰(zhàn) 后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國(guó)開始競(jìng)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(zhēng)帶來(lái)的創(chuàng)傷。現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)有了簡(jiǎn)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(diǎn)，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?yàn)橄抻诋?dāng)時(shí)施工主要采用滿堂支架法，采用連續(xù)梁費(fèi)工費(fèi)時(shí)。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(wú)論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。 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，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(diǎn)加快施工進(jìn)度。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)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(gè)使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在內(nèi)。 本次設(shè)計(jì)為 (60+90+60)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋?qū)挒?25m，分為兩幅，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單幅的設(shè)計(jì)。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌?靜定結(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。 地質(zhì)取樣報(bào)告 ZK1 K53+103 標(biāo)高 （米） 地質(zhì)狀況 23. 90 素填土 粘土 中細(xì)沙 亞粘土 粘土夾卵礫石 卵礫巖 ZK2 K53+132 素填土 粘土 中細(xì)沙 亞粘土 粘土夾卵礫石 卵礫巖 ZK3 K53+264 粘土 中細(xì)沙 6 亞粘土 粘土夾卵礫石 卵礫巖 ZK4 K53+313 素填土 粘土 中細(xì)沙 亞粘土 粘土夾卵礫石 卵礫巖 采用材料 混凝土： C50 混凝土 混凝土橋面鋪裝材料： C40 混凝土 預(yù)應(yīng)力鋼筋：φ j15 鋼絞線 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：直徑≥ 12mm 的用Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋，直徑 12mm 的用Ⅰ級(jí)光圓鋼筋； 錨具： XM錨或 OVM 錨 1. 5 采用規(guī)范 JTG D602021《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 JTJ 02285《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D622021《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 7 JTG D622021《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 2 方案比選 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(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計(jì)過(guò)程。由橋面設(shè)有 ％的橫坡，2%的縱坡，其中中間標(biāo)高高于兩側(cè)標(biāo)高。 （ 3）下部結(jié)構(gòu)：橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦 8 樁，橋墩為緣端型實(shí)體墩。采用雙幅分離的單箱單室形式。 圖 橋型布置圖（ 預(yù)應(yīng)力 連續(xù)剛構(gòu)橋） 9 設(shè)計(jì)方案三 梁拱組合體系橋 （ 1） 孔徑布置：跨徑 +31*+，全長(zhǎng) 210m。鋼管采用 16Mn 鋼，即可采用成品無(wú)縫鋼管，也可由鋼板卷制加工而成。 圖 橋型布置圖（梁拱組合體系橋） 10 方案比選 （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu) 思宗旨，橋型方案應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)新穎、受力合理、技術(shù)可靠、施工方便、造價(jià)合理的原則。 荷載下不出現(xiàn)裂縫，即使部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇荷載下也無(wú) 裂縫，鑒于全截面參加工作，梁的剛度就比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大。根據(jù)需要可在結(jié)構(gòu)縱、橫和豎向任意分段，施加預(yù)應(yīng)力，即可集成理想的整體。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu) 受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡(jiǎn)潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最 11 富有競(jìng)爭(zhēng)力的主要橋型之一 。 結(jié)構(gòu)上主墩無(wú)支座、施工體系轉(zhuǎn)換方便、伸縮縫少、行車舒適、順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大、受力性能好，順橋向抗推剛度小，對(duì)溫變、混凝士收縮徐變及地震均有利。 在兩側(cè)橋墩處產(chǎn)生較大的水平推力，對(duì)基礎(chǔ)的要求較高。以三跨連續(xù)梁為例，若為三孔等跨連續(xù)梁，其中孔跨中活載正彎矩與活載負(fù)彎矩的絕對(duì)值之和（即彎 矩變化峰值）與同跨簡(jiǎn)支梁彎矩相同。例如，對(duì)于城市橋梁或跨線橋，有時(shí)為了增大中跨跨徑，使邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)之比小于或等于 ， 此時(shí)邊跨端支點(diǎn)上將出現(xiàn)較大的負(fù)應(yīng)力，為此就要設(shè)計(jì)專門的能抵抗拉力的支座，或者在跨端部分設(shè)置巨大的平衡重來(lái)消除負(fù)應(yīng)力。 本設(shè)計(jì) 推薦 方案 根據(jù)任務(wù)書要求以及 橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要 13 求 等確定為 60m+90m+60m的形式。另外，變高度梁使梁體外形和諧，節(jié)省材料并增大橋下凈空。 綜上所述，推薦方案采用的是變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，其中 箱梁根部梁高，跨中梁高 2m。 箱型截面還有如下優(yōu)點(diǎn)： 這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對(duì)于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。 從對(duì)箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室 截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。 （ 3）橋梁的梁高 連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值： 根據(jù)已建成橋梁的資料分析，梁高可按下表采用： 表 梁高選擇標(biāo)準(zhǔn) 橋型 支點(diǎn)梁高 (m) 跨中梁高 (m) 等高 度連續(xù)梁 H =(1/15～ 1/30) L 常用 (1/18～ 1/20) L 16 變高度 (折線形 )連續(xù)梁 H =(1/16～ 1/20) L h =(1/22～ 1/28) L 變高度 (曲線形 )連續(xù)梁 H =(1/16～ 1/20) L h =(1/30～ 1/50) L 根據(jù)以上估算值，本推薦方案取得支點(diǎn)處梁高為 ，跨中梁高為 2m。軸向荷載是指橋跨方向上，恒、活載轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的軸向力以及縱向和橫向的預(yù)應(yīng)力荷載。一般約為墩頂梁高的 1/10~1/12，或按以下推薦公式選用： 墩上底板厚度參數(shù) 式中： — 墩上底板厚度參數(shù) 17 — 墩上梁高 。 箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定，若不配預(yù)應(yīng)力筋，厚度可取 15~18cm，當(dāng)跨度較大，跨中正彎矩較大，需要配置一定數(shù)量的鋼束或鋼筋時(shí)，厚度可取20~25cm。底板在支點(diǎn)處 厚 60cm， 在跨中厚 25cm。 （ 3） 腹板內(nèi)有錨頭時(shí)，采用 250— 300mm。 — 箱梁跨中梁高。 中間腹板厚度采用二次拋物線性變化。 本橋使用材料 （ 1）使用混凝土 箱梁采用 50 號(hào)混凝土，墩身采用 40 號(hào)混凝土，承臺(tái)、蓋梁、耳背墻、防撞護(hù)欄、采用 30 號(hào)混凝土。 （ 3）伸縮縫 伸縮縫采用 HXC80A 定型產(chǎn)品 。 。 ② 分段應(yīng)盡量使各段工程量大致相等，以便于施工組織節(jié)奏流暢，使施 21 工均衡。 施工 分段 劃分 全橋 分段為 118 個(gè)單元。 表 施工階段劃分 主跨施工段 第一階段 3039 單元； 8089 單元 第二階段 4