【正文】 Mmin=(KN?m) 其中： I— 有效 截面慣性矩； A— 有效 截面面積； ys— 有效 截面中性軸距上緣的距離； yx— 有效 截面中性軸距下緣的距離。下上下 下下上 nek Ken ??? 當承受 maxM 時， 39。 37 AWK 上下 ? AWK 下上 ? b. 當截面只在下緣布置力筋 Np下 以抵抗正彎矩時 當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時： pepAKeMn ?1m in ???下下下 （ ） 當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時： pepAKeMn ?1m a x ???上下下 （ ） c. 當截面中只在上緣布置力筋 N 上 以抵抗負彎矩時： 當由上緣不出現(xiàn)拉應力控制時pepAKeMn ?1m in ????下上上 （ ） 當由下緣不出現(xiàn)拉應力控制時pepAKeMn ?1m a x ?????下上上 （ ） 當按上緣和下緣的壓應力的限制條件計算時 (求得預應力筋束數(shù)的最大值 )。 ，所需預應力筋數(shù)量按下式計算： 如圖： ? ?0N ， pdpcd fnAbxfN ?? （ ） ? ? PMM ， )2/( 0 xhbxfM cdP ?? （ ） 解上兩式得： 受壓區(qū)高度 bfMhhx cd P2200 ??? （ ） 預應力筋 數(shù) )2/( 0 xhfA Mn pdp P?? （ ） 或 ???????? ???bfMhhfA bfn cd ppdPcd2200 （ ） 式中 PM — 截面上組合力矩。不管橋梁的建筑材料、結構類型是否有差別，也不管結構尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結構的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。 計算簡圖如下 解得： 12 5 4 2 3 .5R R KN?? 將數(shù)據(jù)與由 Midas 計算出的結果相比，相差不大，檢算滿足要求。 （一）恒載內(nèi)力計算 1． 第一期恒載（結構自重） 恒載集度 1 1 2 3( 8 0 1 0 1 0 )G A A A ?? ? ? ? ? ? ? 221 5 5 4 6 8 .0 6 2 3 c m 5 .5 4 6 8Am?? 222A 6 9 8 9 1 .9 9 5 2 c m 6 .8 9 9 2 m?? 325 /KN m? ? 2123 5 . 5 4 6 8 6 . 8 9 9 2 6 . 2 2 3 m22AAA ? ?? ? ? 則： 1 ( 5 . 5 4 6 8 8 0 6 . 8 9 9 2 1 0 6 . 2 2 3 1 0 ) 2 5 1 4 3 7 4 . 1 5 K NG ? ? ? ? ? ? ? ? 11 1 4 3 7 4 . 1 51 4 3 . 7 4 /100Gg K N mL? ? ? 2． 第二期恒載 包括結構自重、橋面二期荷載按 65KN/m計。 本設計中，根據(jù)箱室的外形設置了寬 250mm，長 600mm 的上部梗腋，而下部采用 1：1的梗腋。 （ 2） 腹板內(nèi)有預應力筋管道時，采用 250— 300mm。其尺寸要受到受力要求和構造兩個方面的控制。單箱單室截面的優(yōu)點是受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。 雙層橋梁在無需做大跨徑的情況下，選用等截面布置可使結構構造簡化。 截面形式 一、 立截面 從預應力混凝土連續(xù)梁的受力特點來分析，連續(xù)梁的立面應采取變高度布置為宜；在恒、活載作用下，支 點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支點截面的負彎矩往往大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變高度梁能較好地符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，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。 10 第 三 章 橋跨總體布置及結構尺寸擬定 尺寸擬定 本設計方案采用 三 跨一聯(lián)預應力混凝土變截面連續(xù)梁結構，全長 100m。 對此項工程而言第一方案明顯優(yōu)于第三方案。就現(xiàn)在建橋技術而言， 裝配式預應力 9 混凝土簡 支 梁 橋技術成熟的多。 由于 連續(xù)體系梁橋與簡支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。 8 五 方案比選： 橋型方案 第一方案 ： 裝配式預應力混凝土簡支 箱 梁橋 第二 方案 ： 裝配式預應力混凝土簡 支T 梁 第三 方案 ：變截面 預應力混凝土連續(xù) 梁 橋 使用 性能 建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護 ，橋下視覺效果好。 由于連續(xù)剛構受力和使用上的特點，在設計大跨徑預應力混凝土橋時， 優(yōu)先考慮這種橋形。 變截面 預應力混凝土連續(xù) 剛構 橋 發(fā)展概況： 連續(xù)剛構橋也是預應力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。 目前的預應力混凝土 T 形梁采用預應力結構，預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。 裝配式預應力混凝土 簡 支 T 梁 預應力混凝土 T 形梁 橋 有結構簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點。中心梁高 ，肋厚 ，馬蹄寬 ，高 ， T 梁翼緣端部厚 ，翼緣根部厚 。 而被廣泛地應用于城市橋梁和高等級公路立交橋的上部結構中。頂板厚度 25cm，腹板厚度30cm，底板厚度 25cm。 （ 2） 橋梁結構造型簡潔，輕巧，反映新科技成就，體現(xiàn)人民智慧。立體交叉，屬小壩分離式立交橋。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點，靠近中間支點附近承受較大的負彎矩，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。通過連續(xù)梁、 T型剛構、連續(xù) —剛構等箱形截面上部結構的比較可見：連續(xù) —剛構體系的技術經(jīng)濟指針較高。在城市預應力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間， 改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。到后來，由于懸臂施工方法的應用，連續(xù)梁在預應力混凝土結構中有了飛速的發(fā)展。 50年代，預應力混凝土橋梁跨徑開始突破了 100 米，到 80 年代則達到440 米。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用 影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應力。但是，在橋梁結構中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預應力混凝土橋梁結構的運用必將越來越廣泛。因此有人將兩種結構結合起來，形成一種連續(xù) —剛構體系。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的技術經(jīng)濟指針。 本次設計為 (30+40+30)m 預應力砼連續(xù)梁 ，橋?qū)挒?28，分為兩幅，設計時只考慮單幅的設計。 由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設計，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位老師批評指正。 2 技術標準 （ 1） 路線道路等級：高速公路上的主干道 （ 2） 橋面總寬為 米 ，其中機動車雙向六車道 ，欄桿 米。 由于為簡支 箱 梁橋，每跨之間還 留有 5 厘米的伸縮縫。橋臺采用 埋置式輕型橋臺。 其中間標高高于外側標高。 （ 3） 下部構造：采用 三 圓柱式橋墩；樁基礎（鉆孔灌注樁）。其發(fā)展趨勢為：采用高強、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標號 40～ 60 號； T 形梁的翼緣板加寬， 25m 是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面 ，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進一步的 “準連續(xù) ”結構。主要采用高強混凝土以及大噸位預應力體系來實現(xiàn)主梁的輕型化。 連續(xù)剛構橋適合于大跨徑、高墩。 現(xiàn)在，有人正準備設計 300m左右跨徑的預應力混凝土連續(xù)剛構，在我看 來，若能采用輕質(zhì)高強混凝土材料，其跨徑有望達 300m左右。 等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進度，簡易經(jīng)濟 。 對通航無過高要求的工程；對抗震有要求的工程；對 整體性有要求的工程。由于第一方案中箱梁是 在 預制廠制作的，無需高空作業(yè)， 在施工安全上，第一方案明顯優(yōu)于第三方案。 對此項設計明顯第一方案優(yōu)于第二方案。但是若采用懸臂施工法，則不然。由于跨徑不大，梁的各截面內(nèi)力差異不大，可采用構造措施予以調(diào)節(jié)。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動力特性；再者它收縮變形數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預應力鋼束用量。底板在支點處 設計為實心箱型截面 ,在跨中厚 25cm。梗腋的形式一般為 1： 1： 1： 1： 4 等。 具體分段 本橋全長 100 米，全梁共分 50個梁段，一般梁段長度分成 。 （四）荷載組合及內(nèi)力包絡圖 首先求出在自重和二期荷載及其共同作用下而產(chǎn)生的梁體內(nèi)力。 一、 橫向分布系數(shù)的計算 單箱雙室，橋面凈寬度 W＝ 14m，車輛單向行駛， ??W ，橋涵的設計車道數(shù)為 3 車道。 EX: 一車道加載時 FACTOR1= 3 1 1 = EX: 二車道加載時 FACTOR2= 3 1 1 = EX: 三車道加載時 FACTOR3= 3 1 = 經(jīng)比較選取二車道加載時的最大值 計算 34 第 五 章 預應力鋼束的估算與布置 力筋估算 計算原理 根據(jù)《 預規(guī)》（ JTG D622020）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。 Mmax、 Mmin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數(shù)值取大小。下n 根。用于計算的具 體彎矩數(shù)值見 表 。 應力束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，而導致在結構中布置過多的錨具。然而，一些次內(nèi)力項的計算恰與預應力筋的數(shù)量和布置有關。上n 根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應力，同理，當截面承受正彎矩時，如果截面上部多配 39。 二、 使用荷載下的應力要求 規(guī)范（ JTJ D622020）規(guī)定，截面上的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為 ），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應 力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力。 因邊垮跨度小 按照最不利效應計算法則 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 —— 結構基頻（ Hz）。 包絡數(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。 （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構，所以由它引起的內(nèi)力是構成內(nèi)力的重要組成部分。因此本設計沒有加以考慮，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。 本設計支座處腹板厚取 55cm.，跨中腹板厚取 55cm。箱梁頂板厚度應滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預應力筋的要求。本設計是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫 截面形式為單箱 雙 室。 當橫截面的核心距較大時，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預應力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預應力的作用。一般用于如下情況： 1. 橋梁為中等跨徑，以 40— 60 米為主。對于橋孔分跨，