【正文】 橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速（m/s） ，按平坦空曠地面，離地面 10m高，10V重現(xiàn)期為 100年 10min平均最大風(fēng)速計(jì)算確定； ─高度 Z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速（m/s） ；d Z ─距離地面或水面的高度（m） ； ─空氣重力密度（kN/ ） ；?3m ─設(shè)計(jì)風(fēng)速度重現(xiàn)期換算系數(shù)，對于單孔跨徑指標(biāo)為特大橋和大橋的橋梁，0k=，對于其他橋梁， =；對于施工架設(shè)期的橋梁， =；0k 0k ─地形、地理?xiàng)l件系數(shù)；3k ─陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，對 A、B 類地表 =，對 C、D 類地表 =；5 5k5k ─考慮地面粗糙類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)；2k ─風(fēng)載阻力系數(shù)。1設(shè)計(jì)中，地形條件系數(shù) 取 ， 取 ， 取 ， 取 ，Z 取3k0k2k5k60m， 取 ，則代入上式可求得橋梁主梁所受風(fēng)壓 ，將各個梁段的風(fēng)壓10V whF簡化后施加到節(jié)點(diǎn)上，如圖 313 為施加在主梁上的風(fēng)荷載。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36頁圖 313 主梁所受風(fēng)荷載 橋墩在橫橋向和順橋向的風(fēng)荷載計(jì)算同上，只是 得取值有所不同，具體參1k見《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG》 （ D602022）的相關(guān)部分。下圖 314 為橋墩在順橋向和橫橋向施加風(fēng)荷載。圖 314 橋墩所受風(fēng)荷載風(fēng)荷載作用下的彎矩圖見圖 314。圖 314 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖（單位 kNm）風(fēng)荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表 37。表 38 風(fēng)荷載內(nèi)力計(jì)算數(shù)據(jù)單元 軸向 (kN) 剪力y (kN) 彎矩z (kNm) 荷載西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37頁 風(fēng)荷載邊跨 1/4 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載邊跨 1/2 風(fēng)荷載 7443 風(fēng)荷載邊跨 3/4 風(fēng)荷載0 風(fēng)荷載中支點(diǎn)0 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載中跨 1/4 風(fēng)荷載0 0 風(fēng)荷載中跨 1/20 0 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載橋墩 1/2 風(fēng)荷載通過以上圖表和數(shù)據(jù)結(jié)果可知，風(fēng)荷載對主梁的影響較小，而對橋墩的影響較大。 當(dāng)橋址位于高山峽谷地帶時，這些地方的風(fēng)力一般較大，在施工過程中不可避免會受到風(fēng)荷載的影響，尤其是最大懸臂階段，因此在設(shè)計(jì)中考慮了風(fēng)荷載和施工機(jī)具荷載不平衡作用時梁體的受力情況。此處，根據(jù)《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，不對稱風(fēng)荷載系數(shù)取 ，見下圖 315。圖 315 不對稱風(fēng)荷載 本設(shè)計(jì)中，除了施加不對稱風(fēng)荷載，還考慮了機(jī)具荷載，最大懸臂階段的彎矩圖 My、剪力圖 Fy 如圖 31317。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38頁圖 316 最不利荷載作用下彎矩圖 My（單位 kNm）圖 317 最不利荷載作用下剪力圖 Fy（單位 kN）表 39 最不利荷載作用下內(nèi)力計(jì)算數(shù)據(jù)單元 軸向 x（kN） 剪力 y（kN） 剪力z（kN） 彎矩 y（kNm） 1/4 1/287498 3/4 292 292 105 1/4 105 墩身 1/2 　 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39頁 　 從內(nèi)力圖以及數(shù)據(jù)可以看出，最不利荷載使最大懸臂階段的梁體產(chǎn)生了剪力Fy，最大為 ，出現(xiàn)在左墩墩身上，但數(shù)值相對較小，不足以影響施工，因此施工過程是安全的。第 4 章 預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計(jì) 預(yù)應(yīng)力筋布置后張預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈間距及預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)留管道應(yīng)符合下列要求：（1）曲線預(yù)應(yīng)力鋼絞線彎曲半徑不小于 4m,彎起角不大于 ；?30（2）管道至構(gòu)件頂面或側(cè)面邊緣的凈距不應(yīng)小于 ，至構(gòu)件底邊緣凈距不小于5cm；（3）錨下應(yīng)設(shè)置厚度大于 15mm的鋼板和鋼筋網(wǎng)；（4）采用抽拔橡膠管成型的管道，其凈間距不應(yīng)小于 4cm。對于大噸位的預(yù)應(yīng)力筋，建議不小于管道直徑，采用預(yù)埋鐵皮套筒，其水平凈距不應(yīng)小于 4cm，豎直方向在水平段可兩套疊置，疊置套管的水平凈距也不應(yīng)小于 4cm。 預(yù)應(yīng)力束布置原則（1）采用大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束，盡量減少預(yù)應(yīng)力鋼束的規(guī)格采用大噸位的預(yù)應(yīng)力體系所需的布束面積小，可以大大減小結(jié)構(gòu)的橫斷面尺寸，有助于輕型化，且布置簡單，受力明確。大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束一般通過平、豎彎，最后錨固在肋腋或齒板部位，使頂、底板尺寸僅需滿足結(jié)構(gòu)受力要求，而不是由配束構(gòu)造控制，有利于結(jié)構(gòu)輕型化。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40頁（2）采用三向預(yù)應(yīng)力體系① 對于跨徑不太大的橋梁，頂板束和底板束盡量不在腹板范圍內(nèi)布置，僅在錨固端適當(dāng)下彎，以確保腹板混凝土的澆筑質(zhì)量，同時使預(yù)應(yīng)力鋼束施工簡便。對于跨徑較大的橋梁，為了安全起見，可布置一定數(shù)量的下彎束，以避免斜裂縫的產(chǎn)生。② 根據(jù)受力需要盡量提高頂、底板預(yù)應(yīng)力鋼束的有效力矩，以提高預(yù)應(yīng)力的效率，節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材。③ 合理配置縱向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力，考慮施工因素應(yīng)從嚴(yán)控制剪應(yīng)力和主應(yīng)力，邊跨支點(diǎn)附近應(yīng)適當(dāng)保留部分縱向預(yù)應(yīng)力鋼束彎起，以保證箱梁的整體受力，避免出現(xiàn)裂縫。（3）頂、底板縱向預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)盡量靠近腹板布置① 可使預(yù)應(yīng)力盡快有效地傳遞到全斷面，有利于降低預(yù)應(yīng)力傳遞過程中局部應(yīng)力的不利影響。② 利用肋腋布束，減少了鋼束平彎范圍，降低摩阻損失，同時可以取消直接錨所需的齒板，方便施工，也可減輕梁的重量。③ 由于底板通常采用拋物線，底板鋼束對底板產(chǎn)生徑向壓力，若鋼束靠近腹板布置，可減小徑向壓力對底板產(chǎn)生的橫向跨中彎矩。④ 有利于減小錨固齒板或槽口的規(guī)模，并增加錨固齒板或槽口的局部承壓能力與抗剪面積。（4）采取構(gòu)造措施，滿足因底板預(yù)應(yīng)力鋼束彎曲產(chǎn)生的徑向力的受力要求。由于箱梁截面高度的變化，底板預(yù)應(yīng)力鋼束隨之產(chǎn)生徑向附加力 ，徑向力的大小與曲率q半徑 R 和預(yù)應(yīng)力鋼束的有效預(yù)加力 有關(guān)， 。鋼束彎曲產(chǎn)生的附加徑向力pRPq/?使預(yù)應(yīng)力管道下緣混凝土承受徑向荷載的作用，為了防止徑向力使底板混凝土的崩裂，可采取下列措施：① 底板采用大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束，單層布束，減小底板受力的復(fù)雜性。若需設(shè)多層預(yù)應(yīng)力鋼束時，必須考慮上層鋼束對下層鋼束管道的徑向壓力，應(yīng)先張拉下層鋼束，壓漿達(dá)到一定強(qiáng)度后再張拉上層鋼束，并配置約束底板上下層橫向鋼筋的箍筋，把徑向壓力傳遞到上層鋼筋，由整個底板承擔(dān)，以免混凝土崩裂。② 底板預(yù)應(yīng)力鋼束中心距離底板下緣不小于 10cm。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41頁 縱向預(yù)應(yīng)力筋估算 縱向預(yù)應(yīng)力束受力特點(diǎn)縱向預(yù)應(yīng)筋盡可能采用大噸位預(yù)應(yīng)力群錨體系，以減小卞梁斷面，縱向預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡可能靠近肋的部位排列，并錨固在腹板中或承托中。這樣既有利于端面的局部承壓，又可以減小縱向預(yù)應(yīng)力筋彎曲所產(chǎn)生的橫向內(nèi)力，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋在布置對可用平彎與豎彎相配合，使錨頭在各塊件端面的位置不變，以方便張拉千斤頂定位。但也需注意，不要使預(yù)應(yīng)力彎曲損失過分增加；在充分滿足腹板承受主拉應(yīng)力的條件下，盡可能減少向上、向下的彎起束，以方便混凝土澆筑，并有可能減少預(yù)應(yīng)力鋼材用量。鋼束的縱向布置要確定各計(jì)算截面的錨固彎束數(shù)、錨固直束數(shù)、通過彎束數(shù)的通過直束數(shù)，另外，還需確定出彎事束數(shù)的幾何參數(shù)，如彎起角度和半徑等。鋼束的布置應(yīng)盡量接近估束結(jié)果，彎束的分布均勻?qū)ΨQ且具有足夠的錨固空間，鋼束按布置不同，一般分以下三類：（1）頂板束：主要承受支座負(fù)彎矩作用，布置在支座附近的頂板上，可在節(jié)段端面上錨固，也可下彎至頂板處錨固。（2）腹板束：主要承受負(fù)彎矩和剪力作用，布置在支座截面及附近的腹板上，均下彎至節(jié)段端面的腹板上錨固。（3）底板束：承受正彎矩作用，布置在跨中及附近的底板上，上彎至底板頂部錨固。 彎矩包絡(luò)作用的種類、形式和大小與橋梁結(jié)構(gòu)的安全及建設(shè)費(fèi)用密切相關(guān)。我國現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范將作用分為永久作用、可變作用和偶然作用。對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各類作用又有各自的具體內(nèi)容。永久作用是指在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其值隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用，具體包括一、二期恒載、預(yù)加力、混凝土徐變收縮影響力及墩臺沉降影響力等。可變作用是指在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其值隨時間變化，或其變化與平均值相比不可忽略的作用，按其對橋梁結(jié)構(gòu)的影響程度，又分為基本可變作用和其他可變作用?；究勺冏饔冒ㄆ?、人群、汽車沖擊力及離心力等；其他可變作用包括風(fēng)力、西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42頁汽車制動力、溫度影響力及支座摩阻力等。偶然作用是指在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，其值很大，且持續(xù)時間很短的作用，具體可包括地震力作用和船只或漂流物的撞擊力。進(jìn)行內(nèi)力組合的目的是得出主梁在各種荷載作用下的內(nèi)力包絡(luò)圖；從而通過內(nèi)力包絡(luò)圖來配置預(yù)應(yīng)力鋼束，并進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。對于某一確定截面，可根據(jù)該截面的 和 來進(jìn)行截面配束計(jì)算。maxMin根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTG D602022）要求和以上計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)行三種承載能力極限狀態(tài)組合和三種正常使用極限狀態(tài)組合（本設(shè)計(jì)只取承載能力極限狀態(tài)基本組合和正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合） 。組合結(jié)果用來按承載能力及應(yīng)力估算鋼束。其組合結(jié)果如下。圖 41 組合后的內(nèi)力彎矩圖（單位 kNm）表 41 內(nèi)力組合后計(jì)算數(shù)據(jù)單元 軸向x（kN） 剪力z（kN） 彎矩y（kNm） 1/4 1/2 3/4 中跨 1/4 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 43頁 1/2 可以通過內(nèi)力組合后的內(nèi)力包絡(luò)圖來估算預(yù)應(yīng)力剛束，所以，通過上面的彎矩包絡(luò)圖和計(jì)算所得數(shù)據(jù)顯示的彎矩包絡(luò)圖正、負(fù)彎矩區(qū)段可以確定布束范圍。 縱向預(yù)應(yīng)力束的估算運(yùn)用 MIDAS/CIVIL 中的 PSC 設(shè)計(jì)可以對主梁所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行估算，下表 41 為 1/2 主梁各個截面所需的頂板和地板所需的預(yù)應(yīng)力筋面積。表 41 主梁各截面鋼束面積估算（單位：cm 2）單元位置 頂板面積 底板面積 單元 位置 頂板面積 底板面積1 J[2] 0 0 28 J[29] 2143 02 J[3] 0 26 29 J[30] 2126 03 J[4] 0 75 30 J[31] 2111 04 J[5] 0 184 31 J[32] 2091 05 J[6] 0 264 32 J[33] 2081 06 J[7] 0 313 33 J[34] 2081 07 J[8] 0 333 34 J[35] 2084 08 J[9] 0 332 35 J[36] 2032 09 J[10] 0 302 36 J[37] 1982 010 J[11] 0 237 37 J[38] 1882 011 J[12] 58 151 38 J[39] 1778 012 J[13] 187 48 39 J[40] 1671 013 J[14] 332 0 40 J[41] 1560 014 J[15] 448 0 41 J[42] 1446 015 J[16] 649 0 42 J[43] 1311 016 J[17] 813 0 43 J[44] 1171 017 J[18] 956 0 44 J[45] 1027 018 J[19] 1097 0 45 J[46] 879 019 J[20] 1235 0 46 J[47] 728 020 J[21] 1368 0 47 J[48] 564 0西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 44頁21 J[22] 1496 0 48 J[49] 403 022 J[23] 1607 0 49 J[50] 249 023 J[24] 1718 0 50 J[51] 107 11624 J[25] 1825 0 51 J[52] 0 24025 J[26] 1928 0 52 J[53] 0 34726 J[27] 2028 0 53 J[54] 0 42327 J[28] 2078 0 54 J[55] 0 464最后，根據(jù)所施加的各項(xiàng)荷載組合后的包絡(luò)圖為依據(jù)，施工階段、使用階段混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力和壓應(yīng)力不超過強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以及截面的各項(xiàng)驗(yàn)算均通過為原則進(jìn)行調(diào)束，調(diào)束后各截面的配筋面積見表 42表 42 調(diào)束后各截面鋼束面積單元位置 頂板面積 底板面積 單元 位置 頂板面積 底板面積1 J[2] 336 28 J[29] 02 J[3] 336 29 J[30] 03 J[4] 336 30 J[31] 04 J[5] 336 31 J[32] 05 J[6] 378 32 J[33] 06 J[7] 420 33 J[34] 07 J[8] 420 34 J[35] 08 J[9] 420 35 J[36] 09 J[10] 378 36 J[37] 010 J[11] 336 37 J[38] 011 J[12] 294 38 J[39] 012 J[13] 252 39 J[40] 013 J[14] 210 40 J[41] 014 J[15] 168 41 J[42] 015 J[16] 126 42 J[43] 016 J[17]