【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是m354?的連續(xù)箱梁橋設(shè)計(jì)。依據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范。綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論及專(zhuān)業(yè)知識(shí)。獨(dú)立進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。方面考慮，最終選出最優(yōu)方案。以及持久和短暫狀況的驗(yàn)算全部通過(guò)。下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算包括墩柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算，樁基的設(shè)計(jì)與計(jì)算。

　　

【正文】 d G id Q d c Q jdijS S S S? ? ???? ? ??? 式中： udS — 承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 0? — 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按《通規(guī)》 JTG D602021 表 規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)安全等級(jí)采用，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取 、 和 ； Gi? — 第 i 個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)永久作用效應(yīng)（結(jié)構(gòu)重力和預(yù)應(yīng) 力作用）對(duì)結(jié)構(gòu)承載力不利時(shí)，取 ；對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)， 取 ，其他永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按 《通規(guī)》 JTG D602021 表 的規(guī)定采用； GikS 、 GidS — 第 i 個(gè)永久作 用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； 1Q? — 汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取 1Q? =。 當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中其值超過(guò)汽車(chē)荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取 代汽車(chē)荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車(chē)荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對(duì)專(zhuān)為承受某 作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車(chē)荷載同 值；計(jì)算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項(xiàng)系數(shù)也與汽車(chē)荷 載取同值； 1QkS 、 1QdS — 汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； Qj? — 在作用效應(yīng)組合中除汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力）、風(fēng)荷 載外的其他第 j 個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取 Qj? =，但風(fēng)荷載 的分項(xiàng)系數(shù)取 Qj? =； QjkS 、 QjdS — 在作用效應(yīng)組合中除汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力）外的 其他第 j 個(gè)可變 作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； c? — 在作用效應(yīng)組合中除汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力）外的 其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車(chē)荷載和人群荷載 （或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用） 27 的組合系數(shù)取 c? =；當(dāng)除汽車(chē)荷載效應(yīng)（含汽車(chē)沖擊力、離心力） 外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取 c? =；尚有 三種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取 c? =；尚有四種及多于 四種的可變作用參與組合時(shí)，取 c? =。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，根據(jù)《通規(guī)》中的規(guī)定，各種作用的分項(xiàng)系數(shù)取值如下： 結(jié)構(gòu)重 要性系數(shù)取 ?? ； 一期恒載作用的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)，取 ?G? ；當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)，取 ?G? ； 二期恒載作用的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)，取 ?G? ；當(dāng)作用對(duì)結(jié) 構(gòu)的承載能力有利時(shí)，取 ?G? ； 基礎(chǔ)變位作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)取 ?G? ； 汽車(chē)荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)取 ?Q? ； 溫度作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)取 ?Q? ； 其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù) ?? 。 則承載能力極限狀態(tài)組合為： 當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)取 )( 32121ud0 GGG SSSSSS ???????? 當(dāng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)取 )( 32121ud0 GGG SSSSSS ???????? 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合： （ 1）作用短期效應(yīng)組合 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作 用頻率值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 111mns d G ik j Q jkijS S S??????? 式中 sdS — 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 1j? — 第 j 個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值系數(shù)，汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力） 1? =， 人群荷載 1? =，風(fēng)荷載 1? =，溫度梯度作用 1? =，其他作用 1? =； 1j QjkS? — 第 j 個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，各種作用的 分項(xiàng)系數(shù)取值如下： 28 汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力）效應(yīng)的頻遇值系數(shù)取 ?? ； 溫度作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)取 ?? ； （ 2）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 211mnld G ik j Q jkijS S S??????? 式中 ldS — 作用長(zhǎng) 期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 2j? — 第 j 個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力） 2? =， 人群荷載 2? =，風(fēng)荷載 2? =，溫度梯度作用 2? =，其他 作用 2? =； 2j QjkS? — 第 j 個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，各種作用的分項(xiàng)系數(shù)取值如下： 汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力）效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)取 ?? ； 溫度作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值取 ?? 。 計(jì)算結(jié)果 根據(jù)上述的組合要求，進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合和正常使用狀態(tài)內(nèi)力組合，其結(jié)果見(jiàn)表 48,其中，剪力單位為 kN，彎矩單位為 mkN? 。 29 主梁作用效應(yīng)組合 表 48 荷載類(lèi)別 內(nèi)力分量 荷載組合 總永久作用效應(yīng) 汽車(chē)荷載效應(yīng) 溫度應(yīng)力 基礎(chǔ)沉降 承載能力極限狀態(tài)組合 短期作用組合 長(zhǎng)期作用組合 ① ② ③ ④ (① +② + ③ + ④ ) ① +② +③+④ ① +② +③+④ 1號(hào)支點(diǎn) 最大彎矩 0 0 0 0 0 0 0 最小彎矩 0 0 0 0 0 0 0 最大剪力 212 7440 4760 4390 最小剪力 212 3680 3390 3430 第一跨 1/4 最大彎矩 1860 40900 26300 24300 最小彎矩 1860 18400 17200 17400 最大剪力 212 3250 1930 1700 最小剪力 212 464 714 816 第一跨跨中 最大彎矩 3720 1924 47000 30500 28100 最小彎矩 3720 1382 16600 16100 16600 最大剪力 212 341 463 最小 剪力 212 2600 1540 1330 第一跨 3/4 最大彎矩 5580 2886 21100 13800 12400 30 最小彎矩 5580 2072 4520 2630 1820 最大剪力 212 2600 2530 2580 最小剪力 212 5970 3810 3490 2號(hào)支點(diǎn)（左） 最大彎矩 1245 7440 3848 22100 21200 21500 最小彎矩 7440 2763 58800 41600 39600 最大剪力 212 5570 5090 5100 最小剪力 1743 212 9910 6530 6110 2號(hào)支點(diǎn)（右） 最大彎矩 1245 7440 3848 9210 21200 21500 最小彎矩 7440 2763 4760 41600 39600 最大剪力 1743 9210 6090 5670 最小剪力 4760 4360 4410 第二跨 1/4 最大彎矩 6770 2195 15300 8210 6880 最小彎矩 6770 1145 11500 7100 6090 最大剪力 5140 3320 3030 最小剪力 1820 1810 1890 第二跨跨中 最大彎矩 6110 33500 20400 18400 31 最小彎矩 6110 1018 4350 5910 6610 最大剪力 1740 1040 859 最小剪力 995 422 249 第二跨 3/4 最大彎矩 5450 2740 21400 13900 12500 最小彎矩 5450 1891 3650 1680 872 最大剪力 1130 1190 1280 最小 剪力 4330 2710 2420 3號(hào)支點(diǎn)（左） 最大彎矩 4780 4574 10300 10200 10700 最小彎矩 4780 2763 42021 30300 28600 最大剪力 4000 3720 3780 最小剪力 8350 5460 5050 注：（ 1）以上為 1 號(hào)半橋的截面。 （ 2）本表中汽車(chē)荷載效應(yīng)、溫度效應(yīng)和支座沉降效應(yīng)為可選組合效應(yīng)，組合時(shí)按最不利效應(yīng)組合。 （ 3）短期和長(zhǎng)期效應(yīng)組合未考慮汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)。 （ 4）本表中內(nèi)力分量的第二列汽車(chē)荷載效應(yīng)考慮了沖擊系數(shù)。 32 以上荷載組合的內(nèi)力包絡(luò)圖圖如下： ① ，承載能力極限狀態(tài)荷載組合 2 3 4 51 圖 424 承載能力極限狀態(tài)荷載組合剪力包絡(luò)圖 2 3 4 51 圖 425 承載能力極限狀態(tài)荷載組合彎矩包絡(luò)圖 ② 正常使用極限狀態(tài) 長(zhǎng)期作用組合 2 3 4 51 圖 426 正常使用極限狀態(tài)短期長(zhǎng)期作用組合剪力包絡(luò)圖 2 3 4 51 圖 427 正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)期作用組合彎矩包絡(luò)圖 ③ 正常使用極限狀態(tài) 短期作用組合 2 3 4 51 圖 428 正常使用極限狀態(tài)短期作用組合剪力包絡(luò)圖 33 2 3 4 51 圖 429 正常使用極限狀態(tài)短期作用組合彎矩包絡(luò)圖 34 5 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置 鋼束估算按構(gòu)件 —— 正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量 估算跨中截面下緣所需預(yù)應(yīng)力鋼筋 全預(yù)應(yīng)力混凝土梁按作用短期效應(yīng)組合進(jìn)行 正截面抗裂性驗(yàn)算，計(jì)算所得的正截面混凝土法向拉應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足 ?? pc?? 的要求，所以， 0)1( ??? WeANWM ppe 上式稍作變化，即可得到全預(yù)應(yīng)力混凝土梁滿(mǎn)足作用短期效應(yīng)組合抗裂驗(yàn)算所需的有效預(yù)加力，即 )e1(/ppebbsWAWMN?? 式中： peN —— 使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永存應(yīng)力的合力； sM —— 短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值； sM =30500KN﹒ m A —— 構(gòu)件混凝土全截面面積。由表有： A =7295000mm2 ； bW —— 全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩。由表有 3912b 105 3 1 3 )(/ mmyIW b ????? Pe —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋合力作用點(diǎn)到毛截面重心軸的距離。 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為 Pa =170mm，則 Pe = by － Pa =766170=596mm。 所以有效預(yù)加力合力為： NWAWMNbbs 7996ppe) 5967295000 1()e1(/ ????????? ）（ 采用 ? 每根鋼絞線面積 yA =139 2mm ，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1860Mpa，張拉控制應(yīng)力取 0. 75 0. 75 18 6