【正文】 第6章 成橋驗(yàn)算 承載力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件截面強(qiáng)度的驗(yàn)算內(nèi)容包括兩大類，即正截面強(qiáng)度驗(yàn)算和斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算。（5）預(yù)應(yīng)力束筋應(yīng)避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會(huì)引起很大摩阻損失，減低預(yù)應(yīng)力束筋的效益。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，在不改變預(yù)應(yīng)力筋兩端支承處的位置和各支承間的基本形狀的條件下，改變它在各中間支承處的偏心距；那么，并不會(huì)影響其壓力線的位置，這就是預(yù)應(yīng)力鋼筋的線性變換原理。因此，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力時(shí)，只能以預(yù)估值來(lái)考慮，本設(shè)計(jì)用提高15％的midas輸出彎矩值來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此項(xiàng)估算是非常粗略的。e上Ny下Ny上e下Y上Y下MminMmax+++Ny下Ny上Mmax合成+Mmin合成 正常使用狀態(tài)計(jì)算圖規(guī)范規(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?yàn)樵谌我怆A段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時(shí)截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。因此，預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量可從這兩方面綜合考慮。m）；剪力（KN） 組合內(nèi)力 根據(jù)各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，將運(yùn)營(yíng)階段各種組合的最大組合內(nèi)力挑出，繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。 下面是溫度自應(yīng)力的計(jì)算：設(shè)溫度梯度沿梁高按任意曲線T（y）分布，取一梁段，當(dāng)縱向纖維不受約束，能自由伸縮沿梁高各點(diǎn)自由變形為：ε(y)=αT(y) （41）式中：α——材料的線膨脹系數(shù)。對(duì)于等截面連續(xù)梁或按某種規(guī)律變化的連續(xù)梁可先計(jì)算繪制影響線，然后進(jìn)行影響線加載。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)，由于收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力筋、支座沉降、溫度等，結(jié)構(gòu)的變形受到贅余約束而不能自由發(fā)生，均會(huì)產(chǎn)生支座反力和內(nèi)力，即為“二次反力”和“二次內(nèi)力”。 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型為了使用邁達(dá)斯進(jìn)行縱向計(jì)算，要對(duì)全橋進(jìn)行節(jié)段劃分。懸臂施工通常分為懸臂澆注和懸臂拼裝，懸臂澆筑是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)機(jī)具，模板繼續(xù)施工。倒角尺寸40cm40cm。厚度綜合考慮取50cm?？缰辛焊邽榭缍鹊?/30—1/50，取跨中梁高H=2m。 荷載組合按《通用規(guī)范》。橫向分布調(diào)整系數(shù)為4=。橋面鋪裝為瀝青混凝土，厚度為10cm，規(guī)范查得瀝青混凝土容重為24KN/m3，計(jì)算每米橋面鋪裝的重量為2410=24KN/m。（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造：主梁采用單箱三室箱型形式，塔高39米，斜拉索采用熱擠聚乙烯拉索，冷鑄鐓頭錨錨固體系，鋼絲直徑為5毫米。（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造：主橋采用箱型混凝土拱橋，主跨140m，拱圈高3m，主梁采用單箱三室。圖23 橋墩、樁基構(gòu)造圖 設(shè)計(jì)方案二1） 總體布置主橋分單孔布置，主橋總長(zhǎng)140m 。主要采用高強(qiáng)混凝土以及大噸位預(yù)應(yīng)力體系來(lái)實(shí)現(xiàn)主梁的輕型化。本方案中主橋采用140m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁， 。：（1）擬定橋梁圖式；（2）編制橋型方案；（3）橋梁技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和最優(yōu)方案的選定。對(duì)建在城市中的橋梁還應(yīng)注重美觀。（5）贛江航道等級(jí)：Ⅲ（4）?？偠灾?，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、判斷，得出可行的最佳方案。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，形成一種連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系。：階 段內(nèi) 容第一階段畢業(yè)實(shí)習(xí)2013年2月24日——3月3日畢業(yè)實(shí)習(xí)及撰寫開題報(bào)告（1周）第二階段畢業(yè)設(shè)計(jì)成果撰寫過程2013年3月4日——3月10日紙上定線及公路平面設(shè)計(jì)（1周）2013年3月11日——3月17日橋梁方案比選（1周）2013年3月18日——3月24日上、下部結(jié)構(gòu)詳細(xì)尺寸擬定（1周）2013年3月25日——4月14日橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算（3周）2013年4月15日——4月21日橋梁下部結(jié)構(gòu)計(jì)算（1周）2013年4月22日——5月5日橋梁施工設(shè)計(jì)（2周）2013年5月6日——5月12日橋梁工程概算（1周）第三階段畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯2013年5月13日——5月16日修改、完善所有畢業(yè)設(shè)計(jì)成果，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯2013年5月17日——5月19日第一次畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯2013年5月20日——5月25日第二次畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯第2章 方 案 比 選百崎湖大橋位于福建省泉州臺(tái)商投資區(qū)，橋梁全長(zhǎng)180m，跨越江西省最大河流的主航道，引橋主要采用40m 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁。5施工設(shè)計(jì)確定上下部結(jié)構(gòu)的施工方法；繪制施工流程圖。在這次設(shè)計(jì)的過程中能培養(yǎng)我分析問題和解決問題的能力以及實(shí)際的動(dòng)手能力，使我能具備初步專業(yè)工程人員的水平，為我將來(lái)走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。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)剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，形成一種連續(xù)—?jiǎng)倶?gòu)體系。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等優(yōu)點(diǎn)。50年代，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達(dá)到440米。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)生的拉應(yīng)力?，F(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。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)。下表是我國(guó)目前建成的部分主要大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。同時(shí)，一座橋的設(shè)計(jì)方案完成后，造價(jià)指標(biāo)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)。至少3個(gè)方案3橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括截面尺寸的擬定；內(nèi)力計(jì)算；內(nèi)力組合；繪制內(nèi)力包絡(luò)圖；配筋設(shè)計(jì)；應(yīng)力驗(yàn)算；強(qiáng)度驗(yàn)算；施工驗(yàn)算。因?yàn)樵O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)匱乏，所遇設(shè)計(jì)過程中必須要保持與老師的聯(lián)系，經(jīng)常與老師進(jìn)行溝通，廣泛閱讀，積極參照國(guó)內(nèi)外的成功橋梁設(shè)計(jì)案例，在進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，提出當(dāng)前設(shè)計(jì)課題的解決方案。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。目前，各國(guó)都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價(jià)來(lái)表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。（2）橋上線路：?jiǎn)尉€（直線、平坡）。鋼鉸線抗拉強(qiáng)度f(wàn) pk=1860MPa，彈性模量Ep=195GPa ，技術(shù)條件符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224）的規(guī)定。其中以安全與經(jīng)濟(jì)最為重要，過去設(shè)計(jì)往往對(duì)橋梁功能重視度不夠，現(xiàn)在由于各種交通量的發(fā)展，需要十分重視橋下凈空與行車舒適性。（5）學(xué)習(xí)變截面梁橋的設(shè)計(jì)過程。％的橫坡，%的縱坡，其中中間標(biāo)高高于兩側(cè)標(biāo)高。圖22連續(xù)梁橋主梁布置 單位（mm）3） 下部結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)本方案采用鋼筋混凝土圓端形重力式實(shí)體橋墩，橋墩縱向?qū)?m，橫向?qū)?0m。圖24上承式混凝土拱橋布置圖 單位：（cm）（1）孔徑布置：跨徑140m，橋?qū)?0m。具體構(gòu)造見下圖圖25 上承式混凝土拱橋拱肋布置圖 設(shè)計(jì)方案三1） 總體布置該橋采用不等跨斜拉橋，主跨85米，另一跨55米，是該橋的最佳索高，索間距取10米，主橋的總體布置見下圖。圖28 斜拉橋主梁布置圖 單位：mm 方案比選項(xiàng) 目方案一方案二方案三主橋橋型上承式拱橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁斜拉橋跨徑組合14040+60+4085+55抗震性能抗震性能好抗震性能好抗震性能一般航道適用性滿足通航要求滿足通航要求滿足通航要求技術(shù)指標(biāo)無(wú)創(chuàng)新施工難度大有創(chuàng)新技術(shù)成熟有創(chuàng)新施工難度大基礎(chǔ)規(guī)模主橋沒設(shè)中間墩主橋設(shè)1個(gè)中間墩主橋設(shè)1個(gè)中間墩施工難度難度一般技術(shù)成熟難度大施工速度用轉(zhuǎn)體施工法速快用轉(zhuǎn)體施工法速度較快掛籃施工法速度較快維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比較高只用于橋面的維修費(fèi)用較低要進(jìn)行塔索的維護(hù)費(fèi)用較高經(jīng)濟(jì)型造型多樣經(jīng)濟(jì)型一般造型簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)型較好經(jīng)濟(jì)型不好景觀效果形式多樣比較優(yōu)美形式比較簡(jiǎn)單造型優(yōu)美 方案確定綜上所述，根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，最終選定為本次設(shè)計(jì)的推薦方案。1）車道荷載：由均布荷載和集中荷載組成，橋梁計(jì)算跨徑60m50m，集中荷載取360KN。5）計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)由于梯度溫度引起的效應(yīng)時(shí)，按照《通用規(guī)范》（JTG D60）。%的橫坡，截面頂板保持水平，通過橋面鋪裝來(lái)實(shí)現(xiàn)橫坡的設(shè)置。所以底板厚度取30cm。在橫截面的寬度和箱梁支點(diǎn)處底板寬度相同，為5m。 縱向預(yù)應(yīng)力筋縱向預(yù)應(yīng)力筋采用127φ5低松弛鋼絞線，強(qiáng)度級(jí)別f=1860MPa，張拉控制應(yīng)力σ==1302MPa，兩端“雙控”張拉；錨固體系為OVM錨，錨墊板尺寸為270mm270mm；管道形成為金屬波紋管，波紋管內(nèi)徑90mm，外徑100mm。(3) 系統(tǒng)組成系統(tǒng)可以導(dǎo)入CAD等文件，按圖層分塊，在給各塊賦值后，系統(tǒng)生成結(jié)構(gòu)模型，從而在加載后，生成內(nèi)力圖，并可以進(jìn)行承載了的計(jì)算。自重內(nèi)力和二期恒載內(nèi)力由結(jié)構(gòu)力學(xué)的一般方法并配合疊加原理進(jìn)行計(jì)算。m） 恒載作用下剪力包絡(luò)圖；剪力（KN） 活載內(nèi)力活載內(nèi)力為基本可變荷載（包括汽車、履帶車、掛車及人群等）在橋梁使用階段所產(chǎn)生的內(nèi)力。由于梯度溫度引起的效應(yīng)應(yīng)采用規(guī)范規(guī)定的豎向溫度梯度曲線。—； 升溫作用下結(jié)構(gòu)彎矩圖；彎矩（KN確定鋼束需要知道各截面的計(jì)算內(nèi)力，而布置好鋼束前又不可能求得橋梁的真實(shí)受力狀態(tài)，故只能稱為“估算”。若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量?？捎汕懊娴氖?56)和式（58）推導(dǎo)得： （521） （522） 有時(shí)需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應(yīng)增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當(dāng)截面承受正彎矩時(shí)，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應(yīng)增配根。將計(jì)算結(jié)果匯總于表51中，比較各截面所需的鋼束數(shù)，結(jié)合施工及鋼束的布置構(gòu)造情況，選定該截面所用的鋼束數(shù)。（2）預(yù)應(yīng)力束筋的布置要考慮施工的方便，也不能如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束筋，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。（10）當(dāng)力筋數(shù)量較多時(shí)可分層布置，一般來(lái)說，先錨固下層力筋，后錨固上層力筋。根據(jù)《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》（JTG D622004）箱型截面抗彎截面承載力計(jì)算按下列公式： （61） 混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式計(jì)算： （62）截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合以下要求： （63）當(dāng)受壓區(qū)配有縱向普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋且預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓即為正時(shí)： （64）當(dāng)受壓區(qū)僅配縱向普通鋼筋或配普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋且預(yù)應(yīng)力鋼筋受拉即為負(fù)時(shí)： （65）式中： —橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)； —彎矩組合設(shè)計(jì)值； —混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； —縱向普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； —縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； —受拉區(qū)，受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積； —受拉區(qū)，受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；—受拉區(qū)，受壓區(qū)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至受拉區(qū)邊緣、受壓區(qū)邊緣的距離；—受壓區(qū)普通鋼筋合力點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離；—受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處的混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力—腹板寬度；—截面有效高度；箱型截面抗彎截面承載力計(jì)算按下列公式： （66）式中： —斜截面受壓端上由作用效應(yīng)所產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計(jì)值； —斜截面內(nèi)混凝土和箍筋共同的抗剪承載力設(shè)計(jì)值；—與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪承載力設(shè)計(jì)值；—與斜截面相交的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力設(shè)計(jì)值；—橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)通過邁達(dá)斯的計(jì)算對(duì)橋梁進(jìn)行了一些驗(yàn)算，其結(jié)果如下列表所示 表61橋跨主體彎矩承載力極限驗(yàn)算 單 元位 置最大/最小組合名稱類 型驗(yàn) 算rMu (kN*m)1I[1]最大cLCB38FXMINOK1I[1]最小cLCB5OK1J[2]最大cLCB39FXMAXOK1J[2]最小cLCB3OK2I[2]最大cLCB39MYMAXOK2I[2]最小cLCB3OK2J[3]最大cLCB39MYMAXOK2J[3]最小cLCB3OK3I[3]最大cLCB39MYMAXOK3I[3]最小cLCB3OK3J[4]最大cLCB39MYMAXOK3J[4]最小cLCB3OK4I[4]最