【正文】 應力束張拉時，必將在結構中產(chǎn)生附加的內(nèi)力，次附加內(nèi)力稱為“彈性次內(nèi)力”。橋梁結構因溫度的影響而產(chǎn)生的應力效應可主要歸納為日照、局部降溫及年溫度變化等三種原因。 溫度場箱梁結構與外界的熱交換和箱梁內(nèi)部的熱傳導是一個十分復雜的現(xiàn)象，屬于三維的熱傳導問題。我國《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTG D602004 條采用的結構溫度梯度曲線如下圖所示。關于結構溫度場的研究，在此不做贅述。一般可假定溫度在構件內(nèi)均值變化，它對連續(xù)梁結構的影響主要是導致橋梁的縱向位移，這對于無水平約束的結構并不導致結構內(nèi)產(chǎn)生溫度次內(nèi)力。本設計利用MIDAS CIVIL生成預加力引起的次內(nèi)力，結果如表62 所示：表62 預加力引起的次內(nèi)力單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)1I[1]02I[2]3I[3]9694I[4]5I[5]16156I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)13I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]21I[21]22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)40I[40]41I[41]1342I[42]43I[43]44I[44]45I[45]46I[46]47I[47]48I[48]49I[49]50I[50]圖65 預應力次內(nèi)力彎矩圖（單位：kN 后期預應力束產(chǎn)生的彈性次內(nèi)力當邊跨和中跨已經(jīng)合攏，后期預應力束張拉時，結構成為超靜定結構。當邊跨和中跨合攏以后，結構成為了超靜定結構，由于混凝土的徐變的影響，由預加力引起的截面力矩也將重新分布。假定在一定范圍內(nèi)，預應力損失導致的預應力沿鋼筋軸線的變化忽略不計，故設扣除相應階段預應力損失后鋼筋的預加力合力為Np，則等效荷載的求解方法，如圖63 所示：圖63 等效荷載計算圖示1) 梁端的預加力的作用可按直角坐標系分為三個分量： (62a) (62b) (62c)2) 當初預矩圖為拋物線時，預應力筋對混凝土的作用為均布荷載；若為圓弧線時，預應力筋對混凝土的作用近似為均布荷載。m） 預加力引起的次內(nèi)力 預加力次內(nèi)力計算原理——等效荷載預應力混凝土結構，是一種預加力和混凝土壓力相互作用并取得平衡的自錨體系。對于超靜定結構，混凝土收縮、徐變將導致結構內(nèi)力重分布，即引起結構的收縮、徐變次內(nèi)力。它們都與混凝土的材料和配合比，混凝土養(yǎng)護條件，周圍環(huán)境的溫度、濕度以及混凝土的齡期有關系?；炷列熳兎治鍪且豁検謴碗s的工作，目前主要有老化理論、先天理論和混合理論三種分析方法，其具體過程此暫不贅述。 收縮、徐變次內(nèi)力混凝土的徐變，是指混凝土在應力不變時，應變隨時間而持續(xù)增長的特性。簡稱為混凝土收縮徐變損失。 管道摩阻損失的計算在使用后張法張拉預應力鋼束時，預應力鋼筋與管道之間由于摩擦所引起的損失根據(jù)規(guī)范，可知其計算公式為： （51）其中：—預應力鋼筋張拉控制應力；—預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦系數(shù)θ—曲線包角，k—每米長的管道的局部偏差對摩擦的影響系數(shù)x—從張拉端至計算界面處的管道的長度在構件的縱軸上的投影長度。本橋豎向預應力采用φ25的精軋螺紋鋼筋，其抗拉強度標準值 f pk = 785MPa，=，縱向布置間距為100cm。 豎向預應力鋼束布置豎向預應力鋼束的作用主要是提高截面抗剪能力，同時豎向預應力鋼束可以提供很大的斜截面抗裂能力。根據(jù)以上原則，本橋進行預應力鋼束布置時，預埋波紋管直徑為107mm，波紋管橫向及豎向間距為200mm，凈距為83mm。4) 預應力束的布置，不僅需要考慮結構在使用階段的彈性階段的需求，而且還要考慮到結構在破壞階段時的要求。預應力混凝土連續(xù)梁預應力鋼束的配置需要滿足《公預規(guī)》(JTG D622004)第9章構造要求，即：1) 直線管道的凈距不應小于 40mm， 倍；對于預埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可以將兩管道疊置；2) 管道至構件頂面或側面的凈距不應小于 45mm，至構件底面的不應小于50mm；3) 曲線鋼絞線的彎曲半徑不宜小于 4m，彎起角不宜大于30 度?？紤]各種損失近25% ，故用于配束估算的鋼束有效預應力按下式取值： 預應力筋的估算本設計利用恒載（一期和二期恒載）加活載產(chǎn)生的最大彎矩和最小彎矩來估算預應力鋼筋?！孛婷娣e——截面上下翼緣抗彎模量——截面上下核心半徑——截面上下翼緣預加力合力——上下翼緣預加力合力偏心距R為混凝土允許壓應力，對于公路橋，在預估時可采用[R]/，其中[R]是指混凝土標號。 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算根據(jù)《公預規(guī)》要求，截面上的預壓應力應不小于荷載引起的拉應力，同時，預壓應力與何在引起的壓應力之和不大于混凝土的允許壓應力( f ck )。然后再設置一定的安全系數(shù)。m） 恒活載內(nèi)力短期效應組合將恒載和活載按正常使用極限狀態(tài)短期組合后，得到如下數(shù)據(jù)表34 恒、活載內(nèi)力短期組合結果(一半) 位置信息正常使用極限狀態(tài)短期效應組合 單元 位置 剪力組合值 彎矩組合值Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()1I[1]002I[2]3I[3]4I[4]5I[5]6I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]7316513I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]單元 位置Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()21I[21]22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]40I[40]41I[41]42I[42]43I[43]44I[44]45I[45]510646I[46]47I[47]2759單元 位置Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()48I[48]49I[49]50I[50] 第4章 預應力鋼束的估算與布置 預應力筋的估算原理根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D602004》規(guī)定：預應力混凝土連續(xù)梁應滿足正常使用極限狀態(tài)下的應力的要求和承載能力極限狀態(tài)下的強度的要求。在本設計中，通過MIDAS 建立全橋上部結構模型來分析結構基頻是相對較容易的，故采用有限元方法計算。 設計荷載根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D602004》本橋設計荷載為公路I 級荷載，由于主跨為140m，故車道荷載計算圖示為：圖34 車道荷載計算圖示其中， 計算公式(1 ) (31)式中：M ——待求截面的彎矩或剪力；1+μ ——汽車荷載沖擊系數(shù)；ξ ——橫向分布系數(shù)或偏載系數(shù)；mi——多車道折減系數(shù)；——同符號彎矩或剪力影響線面積；y ——影響線所對應的最大縱距。m) 圖 33 恒載剪力圖(單位：kN 恒載內(nèi)力計算 毛截面幾何特性MIDAS中 可直接得到各截面的截面幾何特性，如表31。詳細的步驟如下所示(1) 施工階段1—激活結構組橋墩；—激活邊界墩底固結；—激活荷載組自重。查規(guī)范，綜合考慮，本設計過程中，掛籃荷載取為700kN。根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D602004》 規(guī)定：豎向日照溫差計算的溫度基數(shù)分為：梁截面升溫： T1=200C，T2=100C；梁截面降溫： T1=,T2=；4)支座不均勻沉降的影響：本設計取支座不均勻沉降1cm；左右墩各1cm。本設計的單元劃分：主梁劃分為100個單元，雙薄壁墩分為32個單元，共132個單元。理論上將結構劃分的越精細，計算的就越精確。本設計要用它進行結構內(nèi)力計算、預應力鋼筋估束,配束以及截面驗算。后面的估束，配筋，調(diào)束和修改截面等設計工作均要在主梁內(nèi)力的基礎上展開，因而其計算的正確性直接影響整個設計。此外為保證澆筑的質量，中跨合龍段梁端需設置鋼支撐，并在頂板和底板處各張拉四根臨時索，以鎖定兩側的梁體。具體劃分見圖24。大跨度預應力混凝土箱梁中，由跨中到支點的剪力逐漸增加，故腹板厚度一般也是變化的。箱梁頂板厚度主要滿足橋面板的橫向彎矩的要求，滿足布置縱向預應力鋼束的要求。1） 箱梁底板設計箱梁底板除承受自身的荷載外，還承受一定的施工荷載。梁高方程為：（坐標原點為橋墩處）y＝+(m) (21)圖21立面布置圖 橫截面尺寸擬定 箱梁截面由腹板，底板，頂板等幾部分構成，它的尺寸擬定既要滿足結構縱橫向的受力要求，又要滿足構造和受力的需要。本設計方案采用三跨一聯(lián)預應力混凝土變截面連續(xù)剛構體系，全長80+140+80=300m，邊、。因為這種體系利用主墩的柔性來適應橋梁的縱向變形，所以在大跨高墩中比較適合。 材料規(guī)格(1) 主梁混凝土：C50級混凝土；容重：γ=26kN/m 彈性模量：E=34500MPa軸心抗拉強度設計值：軸心抗壓強度設計值：軸心抗拉強度標準值：軸心抗壓強度標準值：(2) 承臺及樁基礎混凝土：C40級混凝土；彈性模量：E=32500MPa軸心抗拉強度設計值：軸心抗壓強度設計值：軸心抗拉強度標準值：軸心抗壓強度標準值：(3) 橋面板及左右兩側欄桿混凝土：C30級混凝土；(4)橋面鋪裝層混凝土：S6級防水混凝土；容重：24kN/m3(5) 橋面鋪裝層瀝青：SMA瀝青混凝土；容重：24kN/m3(6) 預應力鋼筋及錨具：縱向預應力鋼筋：；抗拉強度設計值： 抗拉強度標準值： 張拉控制應力： 波紋管：外徑φ107塑料波紋管；對應錨具：YM1519圓錨張拉端錨具，方形錨下墊板邊長275mm，錨圈φ206千斤頂型號：YCW350/400B橫向預應力筋：；波紋管：φ1990mm塑料波紋管對應錨具：YMB155 設計規(guī)范1) 中華人民共和國行業(yè)標準《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTG D602004，中華人民共和國交通部；2) 中華人民共和國行業(yè)標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D622004，中華人民共和國交通部； 橋梁總體布置及結構主要尺寸該橋的主梁采用單箱單室的箱型截面，梁高沿橋縱向呈2次拋物線變化。對橋梁的具體施工，使用有了一個全新層次的了解，熟悉橋梁設計的步驟。其中連續(xù)剛構是最為廣泛應用的形式。（3）跨中合龍，形成三跨連續(xù)剛構梁。本設計采