【導(dǎo)讀】 蒈蚈襖膁莃蚇羆莇螞蚆聿腿薈蚆膁蒞蒄蚅袁膈莀螄羃莃芆螃肅膆薅螂裊莁薁螁羇芄蕆螀聿蒀莃螀膂芃蟻蝿袁肅薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆螆艿芅裊羈肂蚄襖肀莇薀襖膃膀蒆袃袂莆莂袂羅腿蝕羈肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃蕿薃羅葿蒅薂肈節(jié)莁薂膀肅蝕蟻袀芀薆蝕肅蒂蠆膄羋蒈蚈襖膁莃蚇羆莇螞蚆聿腿薈蚆膁蒞蒄蚅袁膈莀螄羃莃芆螃肅膆薅螂裊莁薁螁羇芄蕆螀聿蒀莃螀膂芃蟻蝿袁肅薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆螆艿芅裊羈肂蚄襖肀莇薀襖膃膀蒆袃袂莆莂袂羅腿蝕羈肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃蕿薃羅葿蒅薂肈節(jié)莁薂膀肅蝕蟻袀芀薆蝕肅蒂蠆膄羋蒈蚈襖膁莃蚇羆莇螞蚆聿腿薈蚆膁蒞蒄蚅袁膈莀螄羃莃芆螃肅膆薅螂裊莁薁螁羇芄蕆螀聿蒀莃螀膂芃蟻蝿袁肅薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆螆艿芅裊羈肂蚄襖肀莇薀襖膃膀蒆袃袂莆莂袂羅腿蝕羈肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃蕿薃羅葿蒅薂肈節(jié)莁薂膀肅蝕蟻袀芀薆蝕肅蒂蠆膄羋蒈蚈襖膁莃蚇羆莇螞蚆聿腿薈蚆膁蒞蒄

　　

【正文】 應(yīng)力下內(nèi)力圖 400003000020210100000100002021030000400000 50 100 150 200節(jié)點號剪力（KN） 圖 57 恒載和預(yù)應(yīng)力下剪力圖 100000500000500001000001500002021000 50 100 150 200節(jié)點號彎矩（KNm） 圖 58 恒載和預(yù)應(yīng)力下彎矩圖 預(yù)應(yīng)力的引入使得結(jié)構(gòu)的內(nèi)力發(fā)生重分布，分布得更加均勻，支座處負(fù)彎第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 19 矩數(shù)值大幅下降，最大正、負(fù)彎矩差值明顯減少；預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)剪力的影響較小，只在支座附近配有彎起預(yù)應(yīng)力筋的區(qū)段，有增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗剪能力的作用，預(yù)應(yīng)力筋主要是提高結(jié)構(gòu)的抗彎能力，由 此可以看出預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。 溫度作用內(nèi)力計算 溫度作用分為均勻溫度作用和梯度溫度作用。 由于連續(xù)梁只有一個 順橋 向支座 約束 ，所以整體溫變對梁體的內(nèi)力沒有影響， 根據(jù)設(shè)計資料，梯度溫度作用按照頂板升溫 10℃ 考慮 ， 頂板以下取 10℃ ， 由 “橋博” 可算出 非線性 溫變引起的內(nèi)力 ，如圖 5 510 所示。 圖 59 梯度溫度作用剪力圖 圖 510 梯度溫度作用彎矩圖 由圖 5 510 可以觀察到在梯度溫度的作用下，在邊跨處出現(xiàn)較大剪應(yīng)力，從兩邊跨想中跨逐漸減小，中跨跨中無剪力 有彎矩，處于純彎受力狀態(tài)。分析如下：因為頂板溫度較高，主梁上部膨脹，整體有上拱的趨勢，整個橋梁體系為對稱結(jié)構(gòu)，兩邊將出現(xiàn)對稱的支座反力，故中跨跨中不會出現(xiàn)剪應(yīng)力，只能處于純彎曲狀態(tài)，兩邊跨出現(xiàn)最大剪應(yīng)力，向中跨依次減小。 基礎(chǔ)變位作用內(nèi)力計算 由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是一種對支座不均勻沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。 此處僅取 3支座沉降為代表，利用“橋梁博士”計算的兩組基礎(chǔ)變位引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力見圖 511～圖 514。 （ 1） 1墩沉降 2cm的內(nèi)力圖： 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 20 圖 511 基礎(chǔ)變位 1 作用剪力圖 圖 511 基礎(chǔ)變位 1 作用彎矩圖 （ 2） 3墩沉降 2cm的內(nèi)力圖： 圖 512 基礎(chǔ)變位 3 作用剪力圖 圖 513 基礎(chǔ)變位 3 作用彎矩圖 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 21 由圖可以看到，基礎(chǔ)變位的作用相當(dāng)于給結(jié)構(gòu)施加一個強(qiáng)迫位移，結(jié)構(gòu)在支點處會產(chǎn)生一個抵抗變位的支座反力，對于變位 1 就相當(dāng)于 1號支點受到一個向下的作用力，因為受到其他墩的約束，各支點都會會產(chǎn)生支座反例，所以才形成了如上圖所示的內(nèi)力圖。由圖可以看到，最大剪力 和最大彎矩均出現(xiàn)在基礎(chǔ)變位處，“橋梁博士”檢算各截面強(qiáng)度時，將分別做最不利組合，得到最不利荷載作用下截面應(yīng)力作為結(jié)果輸出。 徐變作用內(nèi)力計算 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時，因混凝土收縮徐變變形，結(jié)構(gòu)受多余約束而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力。因為收縮作用很微弱，產(chǎn)生的內(nèi)力很小，所以這里只給出徐變作用引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖，見圖 514～圖 515。 圖 514 徐變作用剪力圖 圖 515 徐變作用彎矩圖 混凝土徐變是指混凝土在長期應(yīng)力作用下，其應(yīng)變隨時間持續(xù)增長的特性。恒載 內(nèi)力的徐變作用將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分配，使中間支座接縫截面產(chǎn)生次彎矩，詳細(xì)分析如下：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在合龍前后涉及體系的轉(zhuǎn)換，在合龍前全橋為上部受拉，主要承受負(fù)彎矩，在合龍后，體系發(fā)生轉(zhuǎn)換，在徐變的作用下，內(nèi)力逐漸變化至理想連續(xù)梁的內(nèi)力分布，中支點處彎矩減小，中跨跨中處下部受拉，出現(xiàn)正彎矩，等效于在收縮徐變的作用下支座處添加了支座反力，在這些力的作用下，全橋內(nèi)力分布更趨于均勻，改善了結(jié)構(gòu)受力。 列車活載作用內(nèi)力計算 圖 516～圖 517 給出了鐵路輕軌活載作用下各截面的內(nèi)力。 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 22 圖 516 活載作用 Qmax、 Qmin 圖 圖 517 活載作用 Mmax、 Mmin 圖 活載作用下支座處出現(xiàn)最大負(fù)彎矩，大小為 3 105KN m，跨中出現(xiàn)最大正彎矩 ,大小為 105KN m。 荷載組合內(nèi)力計算 （ 1）主力組合下內(nèi)力 圖 59 主力組合剪力包絡(luò)圖 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 23 圖 510 主力組合彎矩包絡(luò)圖 （ 2）主力 +附加力組合下內(nèi)力 圖 511 主力 +附加力組合剪力包絡(luò)圖 圖 512 主力 +附加力組合彎矩包絡(luò)圖 強(qiáng)度檢算 基本理論 預(yù)應(yīng)力混 凝土受彎構(gòu)件截面強(qiáng)度的驗算內(nèi)容包括兩大類，即正截面強(qiáng)度驗第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 24 算和斜截面強(qiáng)度驗算。其驗算原則基本上與普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同：當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的含筋量配置適當(dāng)時，受拉區(qū)混凝土開裂退出工作，預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋分別達(dá)到各自的抗拉設(shè)計強(qiáng)度和；受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗壓設(shè)計強(qiáng)度，非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到其抗壓設(shè)計強(qiáng)度，并假定受壓區(qū)的混凝土應(yīng)力按矩形分布。但受壓區(qū)布有預(yù)應(yīng)力鋼筋時，其應(yīng)力卻達(dá)不到抗壓設(shè)計強(qiáng)度，這就是與普通鋼筋混凝土構(gòu)件的唯一區(qū)別。 變高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜截面強(qiáng)度一般不控制設(shè)計，故本設(shè)計不作斜截面強(qiáng)度的計算 與驗算，斜截面的安全由主應(yīng)力來控制。因此，這里主要考慮正截面強(qiáng)度的計算與驗算。 強(qiáng)度檢算結(jié)果 進(jìn)行組合 I 和組合 II 的強(qiáng)度檢算時，“橋梁博士 ”自動考慮安全系數(shù) K。即分別為 KI= 和 KII=。檢算結(jié)果如圖 513～圖 516 所示。 圖 513 主力組合最大內(nèi)力及抗力圖 圖 514 主力組合最小內(nèi)力及抗力圖 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 25 圖 515 主力 +附加力組合最大內(nèi)力及抗力圖 圖 516 主力 +附加力組合最小內(nèi)力及抗力圖 由以上強(qiáng)度包絡(luò)圖可以看出，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力均小于 抗力，并且均有一定的富余，由此可知結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。 應(yīng)力檢算 主要施工階段應(yīng)力檢算 各主要施工階段（最大懸臂階段、邊跨合龍階段、中跨合龍階段）的應(yīng)力圖見 517~圖 519。 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 26 圖 517 最大懸臂階段應(yīng)力圖 圖 518 邊跨合龍階段應(yīng)力圖 圖 519 中跨合攏階段應(yīng)力圖 客運(yùn)專線混凝土連續(xù)梁要求傳力錨固時混凝土壓應(yīng)力 σ c≤ 39。，fc39。= ，即σ c≤ ，傳力錨固時混凝土拉應(yīng)力（ MPa）限值σ tp≤ 39。，fct39。=，即σ tp≤ ?？芍髦饕┕るA段上下緣應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。 荷載組合驗算 （ 1）基本理論 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算 27 1）組合 I：主力組合，對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按照規(guī)范 TB 第 條驗算法向壓應(yīng)力、第 條驗算拉應(yīng)力、 和 條驗算主拉、主壓應(yīng)力，全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件組合抗裂驗算時已經(jīng)考慮了抗裂安全系數(shù)。 2）組合 II：主力 +附加力組合，對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按照規(guī)范 TB 條驗算法向壓應(yīng)力、第 條驗算拉應(yīng)力、 和 條驗算主拉、主壓應(yīng)力，全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件組合抗裂驗算時已經(jīng)考慮了抗裂安全系數(shù)。 3） 組合 III：抗裂組合，對全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件法向抗裂性組合驗算，按照規(guī)范 TB 99 第 條規(guī)定進(jìn)行。 由以上規(guī)定，得 主要設(shè)計指標(biāo)見表 51 所示 ： 表 51 主要設(shè)計指標(biāo)規(guī)定 項 目 檢算條件 控制條件 混凝土應(yīng)力 （ Mpa） 運(yùn)營荷載作用下混凝土壓應(yīng)力 主力： σ c ≤ 主 +附： σc ≤0 .55fc 運(yùn)營荷載作用下混凝土拉應(yīng)力 σ ct ≤0 抗裂荷載作用下混凝土拉應(yīng)力 σ tp ≤fct （ 2）應(yīng)力驗算結(jié)果 1）主力組合下正應(yīng)力、主應(yīng)力驗算 圖 520 主力組合上緣正應(yīng)力圖 圖 521 主力組合下緣正應(yīng)力圖 第五章 主梁結(jié)構(gòu)驗算