【正文】 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 V 頁 7 設(shè)計(jì)內(nèi)容 、各部位截面尺寸的擬定 （ 1）確定結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式 （ 2）恒載內(nèi)力計(jì)算 （ 3）活載內(nèi)力計(jì)算 （ 4）結(jié)構(gòu)次內(nèi)力計(jì)算 內(nèi)力組合 繪制內(nèi)力包絡(luò)圖 施工階段驗(yàn)算 撓度與預(yù)拱度計(jì)算 施工方法要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 繪制結(jié)構(gòu)主要施工設(shè)計(jì)圖（不少于 16張 A3圖） 外文資料翻譯（不小于 1 萬個(gè)外文字符的翻譯和不少于 500 個(gè)漢字的外文摘要） 編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（不小于 萬 個(gè)漢字） 參加畢業(yè)實(shí)習(xí)并寫出實(shí)習(xí)報(bào)告。截面強(qiáng)度驗(yàn)算；剛度驗(yàn)算； 第 14～ 17周：編制設(shè)計(jì)計(jì)算書，繪制設(shè)計(jì)圖及 資料翻譯，完善并裝訂計(jì)算書。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第Ⅶ 頁 摘 要 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是關(guān)于 小 跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 其次，利用 BSAS 電算軟件分析內(nèi)力結(jié)構(gòu)總的內(nèi)力 (包括恒載和活載的內(nèi)力計(jì)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?，F(xiàn)在，我國已經(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。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。 3． 充分發(fā)揮三向預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，采用長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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，獨(dú)立的完成一個(gè)專業(yè)課題的設(shè)計(jì)工作。 本次設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用 滿堂支架 法施工。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(gòu)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(duì)于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時(shí)，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動(dòng)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(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊咧皇窃黾痈拱甯叨龋炷劣昧吭黾硬欢?，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。底板在支點(diǎn)處 設(shè)計(jì)為實(shí)心箱型截面 ,在 跨中厚 25cm。梗腋的形式一般為 1： 1： 1： 1： 4 等。但也 要考慮 BSAS 教學(xué)版的不足及限制的地方，所以本設(shè)計(jì)分為 80 個(gè)單元。主梁的自重內(nèi)力計(jì)算方法可分為兩類：在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換 ,如在滿堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算；在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該分階段計(jì)算內(nèi)力。 橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算： 1 ccEIf lm?? （ ） 2 22 3 .6 5 12 ccEIf lm?? （ ） /cm G g? （ ） 式中 l — 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（ m ）； E— 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（ 2/Nm）； cI — 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（ 4m ）； cm — 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量（ /kgm ），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（ 22/Ns m ）； G — 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（ /Nm）； 武漢理工 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 g — 重力加速度， ( / )g m s? 。 ，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)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(yù)應(yīng)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。 武漢理工 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 AWK 上下 ? AWK 下上 ? b. 當(dāng)截面只在下緣布置力筋 Np 下 以抵抗正彎矩時(shí) 當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： pepAKeMn ?1m in ???下下下 （ ） 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： pepAKeMn ?1m a x ???上下下 （ ） c. 當(dāng)截面中只在上緣布置力筋 N 上 以抵抗負(fù)彎矩時(shí)： 當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)pepAKeMn ?1m in ????下上上 （ ） 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)pepAKeMn ?1m a x ?????下上上 （ ） 當(dāng)按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計(jì)算時(shí) (求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值 )。下上下 下下上 nek Ken ??? 當(dāng)承受 maxM 時(shí)， 39。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。因此，在初步計(jì)算預(yù)應(yīng)力時(shí)，只能以預(yù)估值來考慮，本設(shè)計(jì)用 BSAS輸出 組合彎矩值來進(jìn)行設(shè)計(jì)，此項(xiàng)估算是非常粗略的。上n 根束，則下部束也要相應(yīng)增配 39。 寫成計(jì)算式為： 對(duì)于截面上緣 0min ??上上 WMp? （ ） ckp fWM ax ?? 上上? （ ） 對(duì)于截面下緣 0max ??下下 WMp? （ ） ckp fWM in ?? 下下? （ ） 其中， p? — 由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力， W— 截面抗彎模量， ckf — 混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。 EX: 一車道加載時(shí) FACTOR1= 3 1 1 = EX: 二車道加載時(shí) FACTOR2= 3 1 1 = EX: 三車道加載時(shí) FACTOR3= 3 1 = 經(jīng)比較選取二車道加載時(shí)的最大值 計(jì)算 武漢理工 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 計(jì)算結(jié)果 本設(shè)計(jì)中采用 BSAS軟件進(jìn)行該內(nèi)力計(jì)算，現(xiàn)僅將對(duì)稱結(jié)構(gòu) 控制截面 的一半結(jié)果列于下表。 一、 橫向分布系數(shù)的計(jì)算 單箱雙室，橋面凈寬度 W＝ ，車輛單向 行駛， ??W ，橋涵的設(shè)計(jì)車道數(shù)為 3車道。 設(shè)計(jì)內(nèi)力是強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。 3. 橫隔梁 橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫 隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。 （ 3） 腹板內(nèi)有錨頭時(shí)，采用 250— 300mm。支墩處底版還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的 1/101/12，跨中處底板一般為200拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對(duì)頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少 70%和 50%。 結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用 滿堂支架 施工方法，變截面的梁。但是，在采用頂推法、移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。設(shè)計(jì)主跨為 46m。頂板、底板、腹板厚度均 不 變。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)營費(fèi)用在內(nèi)。 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，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進(jìn)。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)。 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁是在二戰(zhàn)前后發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競(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)帶來的創(chuàng)傷。在正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算中包括計(jì)算截面的混凝土法向應(yīng)力驗(yàn)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算、截面的主應(yīng)力計(jì)算。主梁施工采用 滿堂支架 施工，對(duì)稱平衡澆筑混凝土。 馬保林主編 , 《高墩大跨連續(xù)剛架橋》 ,人民交通出版社， 范立礎(chǔ) 主編，橋梁工程 (上冊(cè)、下冊(cè) )，人民交通出版社， 2022。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)中要服從指導(dǎo)老師安排，自覺遵守紀(jì)律，虛心學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考問題，分析問題和解決工程實(shí)際問題。建議鋼絞線規(guī)格采用 7Φ 5，以下為常用錨具尺寸供設(shè)計(jì)時(shí)選用。 橋區(qū)地質(zhì)評(píng)價(jià)： 橋位區(qū)段卵石土力學(xué)強(qiáng)度高，厚度大，埋深 10m 以內(nèi)其密度變化大，埋深 10m以下以中密、密實(shí)卵石為主，密度變化相對(duì)較小，為良好的天然地基持力層。地層及分布： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 III 頁 第四系全新統(tǒng)人工填筑土，厚度 — ，全場(chǎng)地表層分布。 3 設(shè)計(jì)規(guī)范 中華人民共和國交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)： 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602022） 《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 D622022） 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ02485） 《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ D612022） 《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ00489） 4 氣象、地形及地質(zhì)概況 該橋位地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)型氣候區(qū)，氣候溫暖，降雨充沛，無霜期長，日照短，多年平均氣溫 ℃，最高氣溫 ℃，最底氣溫 ℃，多年平均降雨量 1000mm，集中于夏季（ 7— 8 月），年相對(duì)濕度為 82，年平均風(fēng)速 米 /秒 , 極大風(fēng)速 米 /秒，多年平均風(fēng)壓 140Pa,最大風(fēng)壓約 250Pa，最多風(fēng)向?yàn)?NNE 向。 卵石土，頂面埋深 — ，根據(jù)其密實(shí)度、填充物含量等，分為松散、中密、和密實(shí)三個(gè)亞層，卵石含量分別約為 45%、 50%、 55%，粒徑分別以 3— 8cm、 5— 10cm、6— 12cm為主。要求鋼絞線的供貨廠家必須取得 ISO9002 質(zhì)量體系認(rèn)證證書，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)有部級(jí)以上鑒定證書。 8 對(duì)學(xué)生的要求 從第 7周 第 17周完成設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 第 18周：教師審核畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書、設(shè)計(jì)圖。 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、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。用于計(jì)算的內(nèi)力組合結(jié)果也由 BSAS 電算軟件計(jì)算而得，從而估算出縱向預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目，然后再布置預(yù)應(yīng)力鋼絲束。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，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。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到 80 年。 然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所 需 的巨型支座無論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而 T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。 另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。設(shè)計(jì)過程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問題，解決問題的能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)中得到了 劉元久 、 榮國能、周凌遠(yuǎn)等幾位老師的悉 心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。本設(shè)計(jì)跨度，主要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書來確定，其跨度組合為： (26+2*46+26)米。 2. 等截面布置以等跨布置為宜，由于各種原因需要對(duì)個(gè)別跨徑改變跨長時(shí)，也以等截面為宜?？傊湫谓孛媸谴?、中跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁最適宜的橫截面形式。 連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值： 等高度梁： H=（ 151 ～ 301 ） l，常用 H=（ 181 ～ 201 ） l 變高度（曲線）梁：支點(diǎn)處： H=（ 161 ～ 201 ） l，跨中 H=（ 301