【文章內(nèi)容簡介】 N)軸力(KN)11+03+03+0334+05+04+0535+05+03+0557842+03+0458+03318+0361+03+03+0362+03+03+0484+05+03+0585+05+03+05107+03+03+04108+03244+03圖4 最大懸臂澆筑階段內(nèi)力圖 安裝排架并按施工要求進(jìn)行預(yù)壓，現(xiàn)澆邊跨等高粱段，達(dá)到強(qiáng)度要求后，澆注邊跨合龍段，張拉邊跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束。此時(shí)全橋恒載內(nèi)力 ：表4邊跨合龍階段累計(jì)內(nèi)力表單元號階段累計(jì)效應(yīng)彎矩()剪力(kN)軸力(KN)1+04108+042+04+03+049+03+03+0410+04+03+0411+04+03+0412+04879+0434+05138+0535+05+03+0557+03871+0458+03314+0361+03+03+0362+03+03+0484+05+03+05續(xù)表4 85+05+03+05107+04960+04108+04+03+04109+04+03+04110+03+03+04117+04+03+04118+04308+04圖5 邊跨合龍階段累計(jì)內(nèi)力圖拼裝中跨合龍吊架，焊接合龍段骨架，綁扎合龍段鋼筋，澆注中跨合龍段，張拉中跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束和剩余次中跨底板縱向預(yù)應(yīng)力束。中跨合龍完成后的全橋恒載內(nèi)力：表5中跨合攏階段累計(jì)內(nèi)力表單元號階段累計(jì)效應(yīng)彎矩()剪力(kN)軸力(KN)1+04423+042+04+03+0434+04+04+05續(xù)表535+05+04+0559+04809+0460+04132+0484+04+04+0585+05+04+05117+04+03+04118+04220+04圖6 中跨合攏階段累計(jì)內(nèi)力圖橋面鋪裝、等橋面系安裝完畢大橋建成后的全橋恒載內(nèi)力：表6 橋面鋪裝階段累計(jì)內(nèi)力表單元號階段累計(jì)效應(yīng)彎矩()剪力(kN)軸力(KN)1+04+03+042+04+03+0434+05+04+0535+05+04+05續(xù)表6 59+04861+0460+04132+0484+05+04+0585+05+04+05117+04+03+04118+04+03+04圖7橋面鋪裝階段累計(jì)內(nèi)力圖由于各個(gè)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)體系是一種對支座不均勻沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分.按矩陣位移法求解支座沉降次內(nèi)力。在橋梁設(shè)計(jì)中，支座沉降工況的選取是應(yīng)慎重考慮的問題。一般應(yīng)綜合考慮橋址處的地質(zhì)、水文等情況，根據(jù)已建橋梁的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來定。有時(shí)需選取幾種沉降工況計(jì)算，這樣就存在一個(gè)工況組合的問題。程序一般對每一個(gè)截面挑最不利的工況內(nèi)力值作為沉降次內(nèi)力。具體計(jì)算方法是：三跨連續(xù)梁的四個(gè)支點(diǎn)中的每個(gè)支點(diǎn)分別下沉1cm其余的支點(diǎn)不動，所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。（1）影響線的計(jì)算將單位荷載P=1作用在各橋面的節(jié)點(diǎn)上，求得結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力，可得位移影響線和內(nèi)力影響線。（2）人群、履帶車、掛車加載人群加載只需求出影響的正、負(fù)區(qū)段面積；履帶車離散為若干集中力；掛車按集中荷載加載。（3）汽車加載掛車、履帶車全橋只考慮一輛。汽車荷載是由主車和重車組成的車隊(duì)，車距又受到約束，求其最大、最小效應(yīng)是個(gè)較復(fù)雜的問題。這種情況下，車輛數(shù)和車距都是未知參數(shù)，隨具體影響線而變化，問題歸結(jié)為求具有多個(gè)變量的函數(shù)在約束條件下的極值。此問題的解決借助于計(jì)算機(jī)程序完成。橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)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)。橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對于連續(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： 式中 —結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）； —結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m）； —結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（）； —結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量（），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（）；—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）；—重力加速度。計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用；計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用μ值可按下式計(jì)算： 當(dāng)＜， μ= ≤≤14Hz時(shí)， μ= 當(dāng)＞14Hz時(shí)， μ=式中 ——結(jié)構(gòu)基頻（Hz）。求得：正彎矩效應(yīng)： 負(fù)彎矩效應(yīng)： FACTOR=(1+μ)nηξ 式中 1+μ—沖擊系數(shù)；n—車道數(shù)；η—車道折減系數(shù)；ξ—偏載系數(shù)。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(jìn)行分配，或者說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。因?yàn)榻孛娌捎脝蜗鋯问視r(shí)，可直接按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載內(nèi)力計(jì)算，無須計(jì)算橫向分布系數(shù)，所以全橋采用同一個(gè)橫向分配系數(shù)。（1）正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合：考慮三種組合：組合Ⅰ：基本可變荷載（平板掛車或履帶車除外）的一種或幾種，與永久荷載的一種或幾種組合。組合Ⅱ：基本可變荷載（平板掛車或履帶車除外）的一種或幾種，與永久荷載的一種或幾種，與其他可變荷載的一種或幾種組合。組合Ⅲ：平板掛車或履帶車與結(jié)構(gòu)重力，預(yù)應(yīng)力，土的重力及土側(cè)壓力中的一種或幾種相組合。（2）承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合：當(dāng)結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與汽車（或掛車或履帶車）荷載產(chǎn)生的效應(yīng)同號時(shí)： +`Q1 +``Q1+`Q1+另外再按規(guī)定相應(yīng)的提高。當(dāng)結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與汽車（或掛車或履帶車）荷載產(chǎn)生的效應(yīng)異號時(shí)： +`Q1 +``Q1+`Q1+圖8 單元承載能力極限組合最大和最小及對應(yīng)內(nèi)力圖預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置根據(jù)《預(yù)規(guī)》（JTG D622004）規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段（即使用階段）的應(yīng)力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強(qiáng)度要求。：預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。h0xNdfcd （1）對于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算，如下圖： 圖9 預(yù)應(yīng)力筋計(jì)算圖， ， 解上兩式得：受壓區(qū)高度 預(yù)應(yīng)力筋數(shù) 或 式中 —截面上組合力矩?！炷量箟涸O(shè)計(jì)強(qiáng)度；—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； b—截面寬度 （2）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。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋）會使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。下表為計(jì)算得各單元配筋面積表7 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積:單位 m**2單元號左上緣左下緣右上緣右下緣100020015163200330034003500360037005700580059006000610062008100820083008400850086008700880011700118000規(guī)范（JTJ D622004）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。寫成計(jì)算式為：對于截面上緣 (1) (2)對于截面下緣 (3) (4)其中，—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。Mmax、Mmin項(xiàng)的符號當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(shù)值取大小。一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為簡便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式（1）變?yōu)? (5)公式（3）變?yōu)? (6)由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力和截面下緣應(yīng)力分為三種情況討論：a. 截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為： (7) (8)將式（5）、（6）分別代入式（7）、（8），解聯(lián)立方程后得到 (9) (10)令 代入式（9）、（10）中得到 (11) 式中 Ap—每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；—預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(~)；e—預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；K—截面的核心距；A—混凝土截面面積，取有效截面計(jì)算。 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)： 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： 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) 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí) 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)?？捎汕懊娴氖酵茖?dǎo)得： 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。其關(guān)系為：當(dāng)承受時(shí)， 當(dāng)承受時(shí)， 下表為計(jì)算得各單元配筋面積表8 正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面積:單位 m**2單元號左上緣左下緣右上緣右下緣12341516171831323334353637385758596061628182838485868788115續(xù)表8116117118連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足《橋規(guī)》(—99)構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原則：應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式，對不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu)，要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束，以達(dá)到合理的布置型式。應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)