【正文】 但通常對于縱橫向尺度差別很大、各構件本身沿其縱向具有一致形狀的橋梁結構，一般不考慮沿結構構件縱向的溫度場變化；此外，箱梁結構一般只有在頂板承受日照輻射，為方便計算，將箱梁斷面溫度場簡化為沿高度方向變化的一維溫度場。將后期預應力束等效荷載作用于超靜定結構的基本靜定結構上，可以得到其初預矩；將等效荷載作用于超靜定結構上可以得到總預矩；二者之差便是后期預應力束產生的彈性次力矩。 先期預應力束產生的徐變次內力在合攏前，即懸臂澆筑階段，先期預應力束張拉時，結構為靜定結構，自身不會產生次內力的作用。m）圖62 徐變引起的彎矩次內力圖（單位：kN混凝土由于蒸發(fā)失水而收縮，混凝土在長期荷載作用下而徐變。本設計采用MIDAS CIVIL 輸入影響因素自動計算得到次內力，主要考慮的次內力有溫度次內力、預加力引起的次內力、徐變收縮次內力及支座不均勻沉降引起的次內力。在本次設計中，預應力損失計算主要依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土橋涵設計規(guī)范》（也即JTG D622004）來進行的?？v向預應力鋼束具體布置如圖43。3) 預應力束應避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因為這會引起很大的摩阻損失，降低預應力束的效益。根據(jù)《公路預應力橋涵規(guī)范》 條規(guī)定，鋼絲、 ，即1395MPa。其計算的區(qū)別在于(41)式中bx含義及計算公式不同，這一點是相對容易理解的，此處不作贅述。m）圖36 活載剪力包絡圖（單位：kN同時需要考慮多車道的橫向折減及沖擊效應。(9) 施工階段24—第1 天：激活荷載組二期恒載。掛籃荷載：本設計假定掛籃荷載為一集中力作用在前一段已經(jīng)澆筑完成的梁體上，不考慮由于掛籃懸出部分以及下一節(jié)段濕重引起的彎矩，根據(jù)荷載的激活和鈍化來模擬掛籃的移動。本設計所采用的計算單元就是施工單元。本畢業(yè)設計使用橋梁專用軟件MIDAS CIVIL 。3) 進行合龍段混凝土澆筑時，應選擇溫度非急劇變化的日子或者夜間氣溫最低時進行，避免惡劣天氣對合龍質量造成影響。此外為了保證施工澆筑的質量，還需要從構造上確定腹板的最小厚度。另外，由于箱型截面具有較大的面積，因而能夠有效地承受正負彎矩，并容易滿足配筋的構造要求；同時，箱形截面是閉合截面，保證了抗扭剛度，在主梁懸臂施工的過程中，容易滿足受力要求；箱型截面很適合連續(xù)剛構橋。但伸縮縫的數(shù)目也不可太多，否則不利于高速行車。 第2章 結構初步設計 設計概述(1) 孔跨布置：80m+140m+80m公路預應力混凝土連續(xù)剛構橋；(2) 橋面寬度（半幅）：++2++=；(3) 橋面縱坡：0% (平坡)；(4) 橋面橫坡： 2%；(5) 荷載標準：公路I級；(6) 公路等級：高速公路；(7) 設計速度：120km/h；(8) 施工方法：主梁采用對稱懸臂澆筑施工，邊跨靠近邊支座梁段采用滿堂支架現(xiàn)澆施工；(9) 橋軸平面線型：直線；(10)橋面鋪裝：10cm瀝青混凝土，8cm C40防水混凝土調平層。近年來大量的公路橋梁也在不斷的修建起來。懸臂施工法是在已經(jīng)建成的橋墩上，沿橋墩兩側對稱逐段澆筑混凝土，這樣可以充分利用了預應力混凝土承受負彎矩的能力，將跨中正彎矩轉移到支點負彎矩，提高了橋梁的跨越能力。合龍段的長度應盡量縮短，～3m。 構造特點1）零號塊零號塊是橋墩正上方的一個塊體，它的立面形狀包括中間的等截面和兩邊懸出端的變截面?；谏鲜鰞?yōu)點，目前，在大跨度預應力混凝土梁橋中，連續(xù)剛構橋已成為主要的橋型選擇。連續(xù)剛構橋一般用于較大跨度橋梁。隨著橋墩高度的增加，薄壁墩對上部梁體的嵌固作用越來越小，逐步退化為柔性墩的作用。如果不通過則調整鋼束的數(shù)量或位置或修改截面尺寸直至通過，若通過就開始繪制施工圖和編制設計文件。橫隔板傳遞荷載較大，一般采用兩片式剛性橫隔板，中間開過人洞。設計時，需要考慮施工時的受力和變形，保證全橋在施工階段，運營階段的驗算均通過。（3）跨中合龍，形成三跨連續(xù)剛構梁。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。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。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。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。具體劃分見圖24。后面的估束，配筋，調束和修改截面等設計工作均要在主梁內力的基礎上展開，因而其計算的正確性直接影響整個設計。理論上將結構劃分的越精細，計算的就越精確。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。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。m) 圖 33 恒載剪力圖(單位：kN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。然后再設置一定的安全系數(shù)?！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。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。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。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。簡稱為混凝土收縮徐變損失?；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。對于超靜定結構，混凝土收縮、徐變將導致結構內力重分布，即引起結構的收縮、徐變次內力。假定在一定范圍內，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。 后期預應力束產生的彈性次內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。一般可假定溫度在構件內均值變化，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產生溫度次內力。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。橋梁結構因溫度的影響而產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。由于次內力都是變形受到約束產生的，所以先期預應力產生的徐變次內力可以理解為作用在原來靜定的簡支梁上的預應力等代荷載，在受到體系轉換后（后期轉換為連續(xù)梁）多余支座約束作用而產生的結構內力。只要求得不同配筋情況下的預加力等效荷載，就可求出超靜定梁結構由預加力產生的內力。一般來說，混凝土的收縮、徐變對結構的變形、內力分布和截面的應力分布會產生影響。由于連續(xù)梁是超靜定結構，采用懸臂施工方法會發(fā)生結構體系轉換。又由于鋼筋松弛損失是一個長久過程。豎向預應力鋼束的配置通過計算而得，通常情況下，需要計算各截面應力寬度變化處，即腹板與頂板、底板相交處，以及中性軸位置處的主拉應力，然后根據(jù)計算結果進行配置豎向預應力鋼束。6) 應留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。說明：截面號從整個結構的一端開始計起。即如下圖所示圖42 正常使用狀態(tài)估束計算圖示設由預加力在截面上、下緣混凝土引起的應力，分別記為σhys和σhyx。因為估束時可用的彎矩包絡圖沒有包括預應力作用，所以估束時要適當調整彎矩包絡圖，待估束完成后，再進行與預應力有關的內力分析，并得到最終的內力包絡圖用于結構驗算。故本橋偏載按計算所求取值。（以下結果取該對稱結構的一半）說明：單元的起始編號從整個主梁的一端開始計起（下同）。MIDAS CIVIL模擬橋梁的施工順序是通過對相應階段中荷載組、邊界組、結構組的激活和鈍化來實現(xiàn)的。（24+25）+2=2)活載：汽車荷載采用公路I級荷載。其中恒載內力分為一期恒載內力和二期恒載內力。同時對已澆筑節(jié)段，需完成以下幾步后方可進行下一階段施工。箱梁截面尺寸如圖223 所示：圖22 跨中截面尺寸圖 (單位：cm)圖23 支座截面尺寸圖 (單位：cm)表21 各截面特性截面號截面高度（cm）底板厚度(cm)腹板厚度(cm)頂板厚度(cm)080010080281737100802826939980283653998028截面號截面高度（cm）底板厚度(cm)腹板厚度(cm)頂板厚度(cm)461498802855799280286546958028751593802884869180289452888028104218480281139378802812370728028133496665281433360652815320536528163104550281730338502818300305028 主梁和橋墩的施工分段箱梁施工分塊要考慮以下因素：1）零號塊的施工使用托架，它的工作條件是比較好的，由于它是懸臂施工的中心和起點，其上面要放置掛籃等機具，因此可適當劃分長一些；2）所有梁段的重量均要在掛籃的承載能力范圍內；3）劃分梁段的長度不能過短，須滿足預應力管道彎曲半徑的要求；4）劃分梁段的長度規(guī)格盡量少，便于施工；5）為了保證所用掛籃的經(jīng)濟合理性，每個梁段的重量應盡量接近。箱梁截面底板變化規(guī)律以拋物線最為接近連續(xù)梁彎矩變化，根據(jù)經(jīng)驗墩處底板厚度一般為根部梁高的1/10～1/12。變高度梁的梁高與最大跨徑之比，箱梁根部可取用橋跨的1/201/17，跨中可取橋跨的1/501/30。底板寬7m。熟悉和掌握橋梁專業(yè)軟件Midas，同時也學會如何解決結構檢算不通過的難題，了解不同驗算項目所使用的荷載效應組合。本設計采用施工順序如下：（1）從中間的左、右墩同時開始進行懸臂施工，形成兩個單懸臂梁。 施工工藝方法設計時，要根據(jù)現(xiàn)場資料選擇不同的施工方法。2）橫隔板橫隔板的作用是增大抗扭剛度，并增強橋梁的整體性。3）按相關的規(guī)范和相關的力學原理布置預應力鋼束在每個橋梁的位置，利用軟件施加鋼束預應力、系統(tǒng)溫度、支座不均勻沉降等荷載，把所有荷載進行荷載組合（考慮收縮和徐變），算出這些荷載組合下的內力。我國從20世紀50 年代中期嘗試修建預應力混凝土梁式橋，如今，我國在預應力混凝土梁橋的設計與施工技術都達到了比較高的水平。大跨度連續(xù)剛構橋一般采用柔性雙薄壁墩，設計者將柔性墩作為一種擺動的支撐體系，從而降低橋墩的剛度，減小次內力效應。2）根據(jù)活載最不利布置使用作用短期效應組合下的彎矩包絡圖，并按照此圖中各截面的最大和最小彎矩估算預應力鋼束的數(shù)量。另外，施工階段時零號塊上還要堆放大量的機型設備，這樣使得零號塊的受力很復雜，因此，其整個截面尺寸都取得較大。合龍段應采用高強、早強、較少收縮的混凝土；合龍段混凝土應在一天中溫度較低時澆筑。2）施工順序：對于懸臂施工的連續(xù)剛構橋，施工順序的確定是非常重要的。在指導老師的輔導下，通過查閱資料，認真完成本橋截面尺寸的擬定、施工、荷載的施加、預應力束的估算和配置以及各階段的檢算工作。中跨墩頂梁高8m，高跨比為1/；中跨跨中梁高3m，高跨比為1/。本設計梁底采用2次拋物線，底板采用變厚度。用懸臂施工法施工箱梁時，底板還承受掛籃底模梁后吊點的反力，這些因素都應考慮。本設計取中跨墩頂處截面腹板厚度80cm，中跨跨中和邊跨靠近邊支座附近梁段腹板厚度為50cm，腹板厚度按折線變化。4) 為了高質量、高精度、和高安全度地完成主梁施工，張拉預應力鋼束需等到混凝土強度達到設計強度85%以后，且齡期不小于5 天。結構內力主要包括恒載產生的內力、活載產生的內力和各種次內力（溫度，預應力，收縮徐變，支座沉降產生的次內力）。 荷載信息1)恒載：a) 一期恒載：程序按截面尺寸自動計入；b) 二期恒載：包括鋪裝層和欄桿重。 施工順序設計本設計劃分24個施工階段：第1 階段：橋墩及基礎施工；然后完成零號塊的現(xiàn)澆；接著懸臂