【導讀】摘要本設計為3×2O米預應力混凝土連續(xù)箱梁分離式立交橋。要求上跨一條二級公路，因此選用互不影響直行交通的分離式立交橋。為雙向四車道，分左右兩幅橋進行設計，單幅結構橫向寬度為12m。用先簡支后連續(xù)的方法進行施工。在設計過程中，首先進行尺寸擬定，然后。毛截面幾何特性-----------------------------------------15. 溫差應力的計算-----------------------------------------33. 支座沉降的計算-----------------------------------------35. 5預應力鋼筋的估算與布置-------------------------------------42. 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力con?

　　

【正文】 分塊 面積2A( )i m 重心高 y( )i m 面積矩 Si i iAy?3()m 自身慣矩性矩 4I( )i m siyy? ()m 2()x i s iI A y y??4()m ixI I I??4()m 凈截面 毛截面 0 預留管道面積 0 混凝土凈面積 換算截面 鋼束換算面積 0 毛面積 換算截面面積 46 表 53 凈截面幾何特性 表 54 換算截面幾何特性 截面位置 截面積 ( 2m ) 中性軸高度 (m ) 截面慣矩 ( 4m ) 邊跨左支點 邊跨 1/4 截面 邊跨 1/2 截面 邊跨 3/4 截面 邊跨右支點 中跨左支點 中跨 1/4 截面 中跨 1/2 截面 截面位置 截面積 ( 2m ) 中性軸高度 (m ) 截面慣矩 ( 4m ) 邊跨左支點 邊跨 1/4 截面 邊跨 1/2 截面 邊跨 3/4 截面 邊跨右支點 中跨左支點 中跨 1/4 截面 中跨 1/2 截面 47 預應力鋼筋張拉（錨下）控制應力 con? 按橋規(guī)規(guī)定采用 0 . 7 5 0 . 7 5 1 8 6 0 1 3 9 5c o n p kf M P a? ? ? ? ? 鋼束預應力損失 （ 1）預應力鋼筋與管道間摩擦引起的預應力損失 ( 1l? ) （ ） 對于跨中截面： dlx ?? 2 ； d 為錨固點到支點中線的水平距離； k、? 分別為預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，采用預埋金屬波紋管成型時，查表得 ?? ， ?k 。 表 61 跨中截面摩擦應力 1l? 計算 鋼束編號 ? ?? X （ m） kx )(1 kxe ???? ??? con? （ Mpa） 1l? （ Mpa） （176。） 弧度 N1 1395 N2 1395 N3 1395 30 平均值 ]1[ )(1 kxc o nl e ???? ???? 48 表 62 各控制截面 摩 擦應力損失 1l? 平均值 截面位置 1l? 平均值 (MPa) 截面位置 1l? 平均值 (MPa) 邊跨左支點 邊跨右支點 邊跨 1/4 截面 中跨左支點 邊跨 1/2 截面 中跨 1/4 截面 邊跨 3/4 截面 中跨 1/2 截面 （ 2）錨具變形、鋼絲回縮引起的應力損失（ σ l2） 計算錨具變形、鋼筋回縮引起的應力損失，后張法曲線布筋的構件應考慮錨固后反摩阻的影響。首先計算反摩阻影響長度 fl ，即 /f p dl l E ?? ? ?? （ ） l?? — 張拉端錨具變形、鋼筋回縮、接縫壓縮值，按《公預規(guī)》 采用，6mm。 d?? — 單位長度由管道摩擦引起的預應力損失， 0( ) /dll? ? ?? ? ? ， 0? 為張拉端錨下張拉控制應力， l? 為扣除管道摩擦損失后錨固端的預拉應力， 01ll? ? ???。 l — 張拉端至錨固端的距離，這里采用兩端張拉，錨固端為跨中截面。 下面將各束預應力筋的反摩阻影響長度列表計算于表 63 中： 49 表 63 跨中截面反摩阻影響長度計算表 鋼束編號 con?? ?0 (MPa) 1l? ?? 0??l 1l? (MPa) l （ mm） 0 ld l??? ??? (MPa/mm) fl (mm) N1 1395 10460 11326 N2 1395 10470 11326 N3 1395 30 1365 10400 16457 求得 fl 后可知三束預應 力鋼絞線均滿足 llf ? ，所以距張拉端為 x 處的截面由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反摩阻后的預應力損失 )( 2lx ??? ，即 fflx l xl ???? ??? )( 2 式中的 ?? 為張拉端由錨具變形引起的考慮反摩阻后的預應力損失，fdl?? ??? 2 。若 flx? 則表示該截面不受反摩阻影響。所以將各控制截面的計算列于下表中： 表 64 錨具 變形引起的預應力損失計算表 截面 鋼束 編號 X(mm) fl (mm) ?? (MPa) 2l? (MPa) 各控制截面2l? 平均值 (MPa) 跨中 截面 N1 10460 11326 N2 10470 11326 N3 10400 16457 l /4 N1 5230 11326 N2 5235 11326 50 截面 N3 5200 16457 支點 截面 N1 65 11326 N2 65 11326 N3 65 16457 （ 3）預應力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應力損失（ 4l? ） 混凝土彈性壓縮引起的應力損失按應力計算需要控制的截面進行計算。對于簡支梁可取 4/l 截面按下式進行計算，并以其計算結果作為全梁各截面預應力鋼筋應力損失的平均值。現(xiàn)直接按以下公式計算， 4 12l EP pcm m? ? ??? () 式中 m— 張拉批數(shù)， m=3； EP? — 預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值，按張拉時混凝 土的實際強度等級 ckf? 計算， ckf? 假定為設計強度的 90%，即 ckf? =C50=C45,查附表得 39。 10cE MPa?? ,故 39。 45 ?????CPEP EE? PC? — 全部預應力鋼筋（ m 批）的合力 pN 在其作用點（全部預應力鋼筋重心點）處所產生的混凝土正應力， IeNAN ppppc2??? 。 表 65 中跨跨中截面 4l? 計算表 束號 1l? (MPa) 2l? (MPa) pA ( 2m ) pN ( 310kN?) pe (m) pci? (MPa) N1 51 N2 N3 30 pc? = pci?? (MPa) 4 ( 1) / 2l E P pcmm? ? ?? ? ? (MPa) 用同樣的方法，我們可以得到各控制截面處 4l? 的值如表 66 表 66 各控制截面 4l? 的平均值 截面位置 1l? 平均值 (MPa) 截面位置 1l? 平均值 (MPa) 邊跨左支點 邊跨右支點 邊跨 1/4 截面 中跨左支點 邊跨 1/2 截面 中跨 1/4 截面 邊跨 3/4 截面 中跨 1/2 截面 （ 4）鋼筋松弛引起的預應力損失（ 5l? ） 對于采用超張拉工藝的低松弛級鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預應力損失按下式計算 ,即 5 (0 . 5 2 0 . 2 6 )pel p epkf?? ? ?? ? ? () 式中 ?— 張拉系數(shù)，采用超張拉，取 ? = ? — 鋼筋松弛系數(shù)，對于低松弛鋼絞線，取 ? = pe? — 傳力錨固時的鋼筋應力，采用 /4l 截面的應力值作為全梁的平均值計算。 1 2 4 1 3 9 5 2 8 . 4 7 6 7 1 . 0 1 4 0 . 2 8p e c o n l l l M P a? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 所以 52 5 1 2 5 5 . 2 3 40 . 9 0 . 3 [ 0 . 5 2 0 . 2 6 ] 1 2 5 5 . 2 3 4 3 0 . 8 21860l M P a? ? ? ? ? ? ? ? (5)由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失 ( 6l? ) 0060 . 9 [ ( , ) ( , ) ]() 1 1 5p c s E P p cl psE t t t tt ? ? ? ?? ???? ? () 006 0 . 9 [ ( , ) 39。 ( , ) ]39。 ( ) 1 1 5 39。 39。p c s E P p clpsE t t t tt ? ? ? ?? ???? ? () psAAA? ?? 39。39。39。 psAAA? ?? 221 psps ei? ?? 2239。39。1psps ei? ?? p p s spspsA e A ee AA?? ? 39。 39。 39。 39。39。 39。39。p p s sps psA e A ee AA?? ? pp GKp e p pnnNN MeeA I I? ? ? ? 式中： 6()l t? ， 639。 ()l t? — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋重心處收混凝土收縮徐變引起的預應力損失值。 pc? ， 39。pc? — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部預應力筋重心 處由預應力產生的混凝土法向應力，按《公預規(guī)》 或 計算； pE — 預應力鋼筋彈性模量，取 ? MPa； EP? — 預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比，取 ； ? ， 39。? — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)全部縱向鋼筋配筋率； A — 構件截面面積，對于后張法應取凈截面面積； i — 截面的回轉半徑， /i I A? ，后張法均取凈截面； pe ， 39。pe — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)預應力鋼筋重心至截面重心的距離； se ， 39。se — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼 筋截面重心至構件截面重心的距離； pse ， 39。pse — 構件受拉區(qū)、受壓區(qū)預應力鋼筋和普通鋼筋截面重心至構件截面重心的距離； 53 0(, )cstt? — 預應力鋼筋傳力錨固齡期為 0t ，計算考慮齡期為 t 時的混凝土收縮應變，其終極值 0( , )cs utt? 按《公預 規(guī)》 選取； 0(, )tt? — 加載齡期為 0t ，計算考慮齡期為 t 時的徐變系數(shù)，其終極值0( , )utt? 按《公預規(guī)》 選取。 設混凝土傳力錨固加載齡期均為 7 天，計算時間 t?? ，橋梁所處的環(huán)境年平均濕度為 55%，各截面理論厚度 2/hA?? ， A 為構件截面面積， ? 為與大氣接觸的周邊長度，內截面的參與系數(shù)我們選擇為 0，則由 Midas 可以計算出構件的理論厚度的平均值 300mmh? 。由 h 和濕度，根據(jù)《公預規(guī)》 可得 30( , ) 0 .3 8 1 0cs utt? ???， 0( , ) ? ? 。 暫不考慮非預應力鋼 筋的影響，構件受壓區(qū)亦無預應力鋼筋，只需計算6()l t? 。計算過程如表 67 所示。 表 67 各控制截面混凝土收縮、徐變引起的預應力損失 6l? 截面 ? ps? pc? (MPa) 6l? (MPa) 邊跨左支點 邊跨 1/4 截面 邊跨 1/2 截面 邊跨 3/4 截面 邊跨右支點 中跨左支點 中跨 1/4 截面 中 跨 1/2 截面 截面預應力損失合計和有效預應力 對于后張法構件：傳力錨固時的損失 (第一批 ) 1 2 4=l l l l? ? ? ???Ⅰ ，傳力錨 54 固后的損失 (第二批 ) 56=l l l? ? ??Ⅱ 。各鋼束在各個控制截面處的預應力損失見表 68，為了下面進行應力驗算的方便，由各個截面預應力損失的平均值可求得各截面有平均有效預應力，如下表所示： 55 表 68 各截面的預應力損失和有效預應力 預加應力階段 (MPa) 1 2 4=l l l l? ? ? ???Ⅰ 使用階段 (MPa) 56=l l l? ? ??Ⅱ 有效預應力 (MPa) 截面 1l? 2l? 4l? l?Ⅰ 5l? 6l? l?Ⅱ 預加應力階段 =p con l? ? ??Ⅰ Ⅰ 使用階段 =p con l? ? ??Ⅱ Ⅱ 邊跨左支點 邊跨 1/4 截面 邊跨 1/2 截面 邊跨 3/4 截面 邊跨右支點 中跨左支點