【導(dǎo)讀】本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。3預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋總體布置...............-11-

　　

【正文】 加載 、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算。在各計(jì)算項(xiàng)目中車輛荷載和車道荷載的作用效果不得疊加。車道和在德軍布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值之作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。 活載因子的計(jì)算 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(dòng)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(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 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）； g — 重力加速度， ( / )g m s? 。 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 1f ；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 2f μ值可按下式計(jì)算： 當(dāng) f ＜ 時(shí)， μ = 當(dāng) ≤ f ≤ 14Hz 時(shí)， μ = 當(dāng) f ＞ 14Hz 時(shí)， μ = 式中 f —— 結(jié)構(gòu)基頻（ Hz）。 求得：正彎矩效應(yīng)： ?1? 負(fù)彎矩效應(yīng)： ?2? FACTOR=(1+μ )nη ξ 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)。 橫向分布系數(shù)的考慮 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)榻孛娌捎脝蜗潆p室 ，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)。 荷載組合 （ 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： 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(hào)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 荷 載 產(chǎn) 生 的 效 應(yīng) 異 號(hào) 時(shí) ： +`Q1 +``Q1 +`Q1+ 圖 元承載力組合圖 5 預(yù) 應(yīng) 力 鋼 束 的 估 算 與 布 置 鋼束估算 根據(jù)《預(yù)規(guī)》（ JTG D622020）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。 按承載能 力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(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。 （ 1） 對(duì)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： ? ?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?? h0 x Nd fcd 或 ???????? ???bfMhhfA bfn cd ppdPcd2200 式中 PM — 截面 上組合力矩。 cdf — 混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度； pdf — 預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度； pA — 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(huì)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（篇幅限制，列部分單元） 為計(jì)算得各單元配筋面積 。 表 :單位 m**2 單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣 2 0 0 3 0 0 38 0 0 58 134 0 0 0 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算 規(guī)范（ JTJ D622020）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(duì)于截面上緣 0min ??上上 WMp? （ 1） ckp fWM ax ?? 上上? （ 2） 對(duì)于截面下緣 0max ??下下 WMp? （ 3） ckp fWM in ?? 下下? （ 4） 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。 Mmax、 Mmin項(xiàng)的符號(hào)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)樯仙?WMp min??? （ 5） 公式 （ 3） 變?yōu)橄孪?WMp max?? （ 6） 由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力 上p? 和截面下緣應(yīng)力 下p? 分為三種情況討論： a 當(dāng) 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： 上上 下下下上 上上上 ppppp WeNANW eNAN ????? （ 7） 下下 下下下下 上上上 ppppp WeNANW eNAN ????? （ 8） 將式 （ 5） 、 （ 6） 分別代入式 （ 7） 、 （ 8） ，解聯(lián)立方程后得到 ))(( )()( m in 下上下上 下上下下上 eeKK eKMKeMN m azp ?? ???? （ 9） ))(( )()( m in 下上下上 上上下下下 eeKK eKMKeMN m azp ?? ???? （ 10） 令 pepp AnN ?上上 ? pepp AnN ?下下 ? 代入式 （ 9）、（ 10） 中得到 pepAeeKKeKMKeMn ?1))(( )()( m i nm a x ??? ????下上下上下上下下上 （ 11） pepAeeKKeKMeKMn ?1))(( )()( m i nm a x ??? ????下上下上上上上下下 （ 12） 式中 Ap— 每束預(yù)應(yīng)力筋的面積； pe? — 預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力 (可取 ~ pdf 估算 )； 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。 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 （ 13） 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)： pepAKeMn ?1m a x ???上下下 （ 14） 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 （ 15） 當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)pepAKeMn ?1m a x ?????下上上 （ 16） 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： pepcdA feeKK eWWeKMKeMn ???? ??????? ))(( )()()( m i nm a x下上下上下下上下下上下上 （ 17） pepcdA feeKK eWWeKMeKMn ???? ?????? ))(( )()()( m a xm i n下上下上上下上下上上下下 （ 18） 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 39。下n 根束，則上部束也要相應(yīng)增配 39。上n 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 39。上n 根束，則下部束也要相應(yīng)增配 39。下n 根。其關(guān)系為： 當(dāng)承受 minM 時(shí)， 39。39。下上下 下下上 nek Ken ??? 當(dāng)承受 maxM 時(shí)， 39。39。上下上 上上下 nek Ken ??? 下表 （篇幅限制，列部分單元） 為計(jì)算得各單元配筋面積 。 表 :單位 m**2 單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣 1 133 134 預(yù)應(yīng)力鋼束布置 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(duì)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)中布置過多的錨具。 預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，這往往與橋梁體系、構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有密切關(guān)系。 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會(huì)引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束的效益。 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí)的需要。 縱向預(yù)應(yīng)力索為結(jié)構(gòu)主要受力鋼筋 ,為了設(shè)計(jì)和施工方便 ,進(jìn)行對(duì)稱布束 ,錨頭盡量 靠近壓應(yīng)力區(qū) . 應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的 1%。 鋼束在橫斷面中布置時(shí)直束靠近頂板位置 ,直接錨固在齒板上 ,彎束布置在腹板上 ,便于下彎錨固 。 表 寸 錨具型號(hào) 錨墊板寸mm 波紋管徑 螺旋筋 圈數(shù) 千斤頂 錨具最小布 外 /內(nèi)mm 圈徑mm 型號(hào) 置間距mm OVM155 180 62/55 170 4 Ycw100 200 OVM157 200 77/70 240 6 Ycw150 230 OVM159 230 87/80 270 6 Ycw250 260 VM1512 270 97/90 330 7 Ycw250 290 OVM1519 320 107/100 400 8 Ycw400 420 OVM1527 370 127/120 470 8 Ycw650 490 YM155 165 67/60 170 5 YDC1500 210 YM15