【導(dǎo)讀】獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交。學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋2、拱橋3、連續(xù)剛構(gòu)橋。較確定最終方案為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。裂性，而且具有行車舒適平穩(wěn)，養(yǎng)護工作量小，設(shè)計及施工經(jīng)驗成熟的特點。計一座橋梁必須從橋跨布設(shè)，尺寸擬定，鋼束布置以及施工方法等方面綜合考慮，還要充分考慮設(shè)計參數(shù)和環(huán)境影響。本設(shè)計主要闡述了該橋的設(shè)計和計算過程，主要運用橋梁博士軟件進行計算。配筋計算，再進行強度、應(yīng)力及變形驗算，最后進行下部結(jié)構(gòu)的計算及驗算。

　　

【正文】 00 19200 注：彎矩單位為 mkN? ,剪力單位為 kN 。 第三章 預(yù) 應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算及其布置 預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量的估算 廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計 采用后張法施工工藝，滿足不同設(shè)計下規(guī)范規(guī)定的控制要求，承載力、變形及應(yīng)力等要求，配筋設(shè)計滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。 （ 1）正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)： 廢黃河廉莊公路橋初步設(shè)計 按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，正常使用極限狀態(tài)組合計算時截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。鋼束數(shù) n 的估算公式 n=)(1 pspkpk ekfAC M ???? 式中： Mk — — 使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合值，按 主梁作用 應(yīng)組合表取用； C1 —— 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路 — I 級， C1 取用 ； pA? —— 一束 15 ? j 鋼絞線截面積，一根鋼絞線的截面積是，故 △ Ap =21cm2 。 sk —— 截面上核心距； sk =??? )( syhA I pe —— 預(yù) 應(yīng) 力 鋼 束 重 心 對 大 毛 截 面 重 心 軸 的 偏 心 距 ，pspp ayhaye ????? ， pa 可預(yù)先假定， h 為梁高， h=220cm； sy —— 截面形心到上緣的距離 ?I —— 抗彎慣性矩 廢黃河廉莊公路橋 初步設(shè)計 采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標準強度為1860?pkf MPa，彈性模量 Ep= ? MPa。 kM =（ kN﹒ m） = 310? （ N﹒ m） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 sk =??? )( syhA I=) 133 0(10 55 0019 86 58 54 76??= 假設(shè) pa =20cm，則 pspp ayhaye ????? ==（ cm） 鋼束數(shù) n 可求得 : n=)(1 pspkpk ekfAC M ????=)( 634 ????????= （ 2）承載能力極 限狀態(tài)估算鋼束數(shù)，極限狀態(tài)的應(yīng)力計算圖式，受壓區(qū)混凝土達到極限強度 cdf ，應(yīng)力圖式為矩形，這時預(yù)應(yīng)力鋼束也達到設(shè)計強度 pdf ，鋼束數(shù) n 的估算公式 : pdpd fAah Mn ?? 式中 Md —— 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按 主梁作用 應(yīng)組合表取用； α —— 經(jīng)驗系數(shù)，一般采用 ，本設(shè)計取用 ； fpd —— 預(yù)應(yīng)力 鋼絞線的設(shè)計強度， 為 1260Mpa 。 則： pdpd fAah Mn ?? = 64 3 1032100 ????? ? ?= 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài)所估算的鋼束數(shù)量暫取 n=8. 跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 1）在對跨中截面進行鋼束布置時，應(yīng)保證預(yù)留管道的要求，并使鋼束的重心偏心距盡量大。本設(shè)計采用內(nèi)徑 90mm，外徑 100mm的預(yù)埋金屬波紋管，管道至梁底和梁側(cè)凈 距不應(yīng)小于 30mm 及管道半徑的一半，另外直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm，且不宜小于管道直徑的 倍，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面的細部構(gòu)造如下圖所示，則鋼束群重心至梁底距離為 : 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 cmap 272 ???? 圖 31 跨中橫截面圖 cmap 1932 ???? 圖 32 支座橫截面圖 2）方便于操作，將所有鋼束都錨固在梁端截面。對于錨固端截面，預(yù)應(yīng)力鋼束合力 重心盡量靠近截面形心使截面均勻受壓，且要考慮錨具布置的可能性，滿足張拉操作方便。 布置錨具遵循均勻、分散的原 則，錨具端截面布置的鋼束如圖所示，鋼束群重心至梁底距離： 圖 33 端部橫截面圖 )(904 1501107030 cma p ?????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 對鋼束群重心位置進行復(fù)核，首先計算錨固端截面的幾何特性。 sy = xy =h sy = 故計算得上核心距： xs AyIk ??? = * =（ cm） 下核心距： sx AyIk ??? = ? =（ cm） = xx ky ? pa sx ky ? = 鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。 鋼束起彎角度和線形的確定 ：鋼束起彎角度既要考慮預(yù)應(yīng)力鋼束彎起產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要考慮所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中分為兩排，彎起角度最下排靠近梁中部的四根鋼束為 ? ，其余四根為 ? ，簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧 34 鋼束計算圖示 φαyy2y1ɑ0x 1x 2x 3x 5 x 4L 1徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 鋼束計算 1）計算鋼束起彎點至跨中的距離：錨固點至支座中心的水平距離 xia 1xa =10（ cm） 2xa =（ ?? ） =（ cm） 3xa =（ ?? ） =（ cm） 4xa =（ ?? ） =（ cm） 35 錨固端尺寸圖 表 31 鋼束起彎點至跨中距離計算表 鋼束號 起彎高度 y1 y2 L1 x3 φ R x2 x1 y (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 1 3 3 0 0 15 0 2 43 15 0 3 83 15 0 4 123 10 0 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 25 表中各參數(shù)的計算方法如下： 1L 為靠近錨固端直線長度，根據(jù)需要自 行設(shè)定， y 為鋼束錨固點至鋼束起彎點的豎直距離，如鋼束計算圖式，根據(jù)各量的幾何關(guān)系，分別計算 : y1 = L1sinφ y2 = y – y1 x3 = L1cosφ x2 = R sinφL1 x1 = （ L/2 + axi） – x2– x3 式中 ? —— 鋼束彎起 角度（176。）； L —— 計算跨徑（ cm）； xia —— 錨固點至支座中心線的水平距離（ cm）。 2）控制截面的鋼束重心位置計算 ○ 1 各鋼束重心位置計算：鋼束計算圖式所示的幾何關(guān)系計算截面在曲線段時，計算公式： )c o s1(0 ???? Raa i ， Rx4sin ?? 計算截面在近錨固點的直線段時，計 算公式： ?ta n50 xyaa i ??? 式中 ia —— 鋼束在計算截面處鋼束中心至梁底的距離； 0a —— 鋼束起彎前到梁底的距離； R —— 鋼束彎起半徑； ? —— 圓弧段起晚點到計算點圓弧長度對應(yīng)的圓心角。 ○ 2 計算鋼束群重 心到梁底的距離 pa 表 32 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置 截面 鋼束號 x4 R sin α =x4/ R cosα a0 ai ap (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 分跨跨中 N1 200 1500 27 48 N2 200 1500 27 N3 200 1500 42 N4 200 1500 42 主跨四分點 N1 100 1500 27 30 N2 100 1500 27 30 N3 100 1500 42 45 N4 100 1500 42 45 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 3）鋼束長度計算 : 一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端工作長度 2?90 之和，其中鋼束曲線長度按圓弧半徑及起彎角度計算。每根鋼束長度計算可以得到一片主梁和三孔橋所需鋼束的總長度，用于備料和施工。 圖 36 縱向預(yù)應(yīng)力筋總體布置圖 表 33 鋼束長度計算表 鋼束號 R1(cm) R2(cm) R3(cm) 直線長度 L1(cm) 有效長度 鋼束預(yù)留長度 (cm) 鋼束長度(cm) 1 1500 1000 1500 180 2 1500 1000 1500 180 3 1500 1000 1500 180 4 1500 1000 1500 180 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 第四章 預(yù)應(yīng)力損失的計算 預(yù)應(yīng)力損失計算 摩擦預(yù)應(yīng)力損失 1l? 鋼筋與 管壁間 的摩擦 損失 1l? ， 根據(jù)《 橋梁設(shè) 計規(guī)范 》（ JTGD6220xx ） 預(yù) 規(guī) 第 條 規(guī) 定 ， 按 下 列 公 式 計 算()1 [1 ]kxl co n e ???? ????，其中 ?? ， ? ,式中： con? －張拉鋼筋時錨下的控制應(yīng)力，控制應(yīng)力張拉 pkf? ? ， 186 0 139 5c on M Pa? ? ? ?； ? －預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)； ? －從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以 rad 計； k －管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)； x －從張拉端至計算截面的管道長度，以 m 計。 表 41 鋼束長度表 鋼束編號 有效長度（ ） A1 A2 A3 A4 2. 16 號截面的預(yù)應(yīng)力損失計算 (1) 鋼筋與管壁間摩擦 1l? 具體值見下表 表 42 截面 4 計算表 編號 數(shù)量 A1 2 A2 2 A3 2 A4 2 ? ?xm ? ?rad? ? k ? ?1l MPa?cm徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 表 43 截面 8 計算表 編號 數(shù)量 A1 2 A2 2 A3 2 A4 2 表 44 截面 16 計算表 編號 數(shù)量 A1 2 A2 2 A3 2 A4 2 錨具變形鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 2l? 錨具變形、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 2l? ，本設(shè)計采用 OVM 錨具，按《橋梁設(shè)計規(guī)范》（ JTGD6220xx）預(yù)規(guī)第 條 =2 df????計算。 式中 f 為反摩擦影響長度，按下列公式計算： yf dE??? ?? （ 41） d?? 為單位長度由管道摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，按下列公式計算： 0d lL??? ??? （ 42） ?? －錨具變形、鋼筋回 縮和接縫壓縮損失，本設(shè)計為 6mm ； L －張拉端至錨固端的距離； l? －預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應(yīng)力； yE －預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量， 10yE M P a?? 。 ? ?xm ? ?rad? ? k ? ?1l MPa?? ?xm ? ?rad? ? k ? ?1l MPa?徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 表 45 2l? 計算表 錨固端 分跨跨中 鋼束號 d?? 影響長度 fl 錨固端 2l? 距張拉端距離 x 錨固端 2l? Mpa mm Mpa mm Mpa 1 2 3 4 支座及跨中截面距張拉端的距離大于影響長度， 2l? 可忽略。 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 4l? 為簡化起見，特作如下假設(shè)： ； ； ，后張拉正彎矩鋼束； 。 那么截面上緣負彎矩鋼筋的彈性壓縮 損失的平均值為： h4 1122hl E Pmmmm ??????????? ? ? ?