【導(dǎo)讀】跨線橋應(yīng)因地制宜，充分與地形和自然環(huán)境相結(jié)合?？缇€橋的建筑高度選取除保證。如果橋兩端地勢(shì)較低，主要采用梁式橋；略高的則主要采用中承式拱肋橋；更。高的則宜采用斜腿剛構(gòu)、雙向坡拱等形式。在橋型的選擇時(shí)，一方面從“輕型”著手，以減少圬工體積，另一方面結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源材料條件，以滿足就地取材的原則。人文景觀，與自然相協(xié)調(diào)將會(huì)帶來(lái)“點(diǎn)石成金”的效果。高速公路上跨線橋常常是一種標(biāo)。志性建筑物，橋型本身具有的曲線美，能夠與周圍環(huán)境優(yōu)美結(jié)合。按設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)書及地質(zhì)斷面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。JTGD62-2021《公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》；JTJ022-2021《公路磚石及砼橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》；方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選定一個(gè)最佳的推薦方案。勞動(dòng)力少和橋型美觀的應(yīng)是優(yōu)秀方案。期較短，易于養(yǎng)護(hù)。另外該橋是位于山區(qū)的高速公路橋，對(duì)于美觀要求低。主梁：采用C50混凝土，鋼筋混凝土容重為26500N/m3，彈性模量取×1010Pa；

　　

【正文】 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)滿足； 0st pc???? （ 41） 由式（ 41）可得到 ( ) 0sppeMeNW A W? ? ? （ 42） 上式稍作變化，即可得到全 預(yù)應(yīng)力混凝土梁滿足作用（或荷載）短期效應(yīng)組合抗裂驗(yàn)算所需的有效預(yù)應(yīng)力，即 / 5 ( )pspe MWN eAW?? （ 43） 求得 Npe的值后，在確定適當(dāng)?shù)膹埨刂茟?yīng)力 σcon 并扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失 σι（ 對(duì)于配高強(qiáng)鋼絲或鋼絞線的后張法構(gòu)件 σι約為 σcon），就可以估算出所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋的總面積 pA p / (1 0 .2 )p e c o nAN ??? （ 44） 式中 peN —— 使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永存應(yīng)力的合力； sM —— 按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)的彎矩值； 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè) 共 67 頁(yè) A—— 構(gòu)件混凝土全截面面積； W—— 構(gòu)件全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣彈性抵抗矩； pe —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面中心軸的距離； con? — — 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力； pA —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋的總面積。 預(yù)應(yīng)力 鋼束估算 設(shè)計(jì) 采用 鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積 Ap1=139mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa,張拉控制應(yīng)力取 σcon==1860=1395Mpa，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20%估算。 已知材料和截面特性見(jiàn)表 41： 表 41 材料和截面特性 材料和截面 以知量 數(shù)值 單位 鋼絞線(d=) Ay 139 mm^2 fpk 1860 Mpa σ con 1395 Mpa α fpd 1260 Mpa 混凝土 (C50) fck Mpa fcd Mpa γ 0 1 截面特性 （跨中） （支點(diǎn)） A m^2 I m^4 梁高 H m yx m ys m 預(yù)應(yīng)力筋重心距下緣 m Wx m^3 Ws m^3 kx m ks m ex m es m kx ex ks es h0 m 受壓寬度 b m 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 67 頁(yè) 采用 Excel 進(jìn)行計(jì)算， 直接調(diào)用前面計(jì)算的內(nèi)力組合值和材料截面特性值， 在 Excel內(nèi)編寫公式進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果如表 4 表 43 和表 44 所示： （ 1）、 按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求估束 （ 短期組合 ） 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 42： 表 42 按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求估束 位置 Msmax(N*m) Msmin(N*m) ny 小(根 ) ny大(根 ) 1）只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋 邊跨跨中 34972372 20520218 2跨跨中 23556285 11555724 2）只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋 1號(hào)墩支點(diǎn) 20742104 40893869 2號(hào)墩支點(diǎn) 8938986 31963932 （ 2）、按正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求估束 （作用標(biāo)準(zhǔn)值） 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 43： 表 43 按 正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求估 束 位置 Mkmax(N*m) Mkmin(N*m) ny 小(根 ) ny大(根 ) 1）只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋 邊跨跨中 38994181 16549406 2跨跨中 28143642 2）只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋 1號(hào)墩支點(diǎn) 17228511 50720410 2號(hào)墩支點(diǎn) 5878513 39530379 （ 3） 、按承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算（承載能力極限狀態(tài)組合） 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 44： 表 44 按承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算鋼束 位置 Mmax Mmin ny(根 ) 1）只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋 邊跨跨中 47852396 2跨跨中 33992580 2）只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋 1號(hào)墩支點(diǎn) 49848548 2號(hào)墩支 37501248 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 35 頁(yè) 共 67 頁(yè) 點(diǎn) （ 3） 估算結(jié)果 綜合考慮以上 3種鋼筋估算方法得出鋼束估算結(jié)果，決定取總彎起 鋼束為 216 根鋼絞線。設(shè)置為 12 束，每束 18 根，其中 T T2 各 6 束。 采用 OVM1317 錨具， φ90 的金屬波紋管成孔。 預(yù)應(yīng)力筋的布置原則 連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力筋束的配置除滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D622021）構(gòu)造要求外，還應(yīng)考慮以下原則： （ 1） 應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束筋的型式與錨具型式，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)力束筋，以達(dá)到合理的布置型式。避免造成因預(yù)應(yīng)力束筋與錨具型式選擇不當(dāng)，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸加大。當(dāng)預(yù)應(yīng)力束筋選擇過(guò)大，每 束的預(yù)加力不大，造成大跨結(jié)構(gòu)中布束過(guò)多，而構(gòu)造尺寸限制布置不下時(shí)，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結(jié)構(gòu)中，如選擇預(yù)加力很大的單根束筋，也可能使結(jié)構(gòu)受力過(guò)于集中而不利。 （ 2） 預(yù)應(yīng)力束筋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)力束筋，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過(guò)多的錨具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，這樣錨下應(yīng)力區(qū)受力較復(fù)雜，因而必須在構(gòu)造上加以保證，為此常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，而使施工不便。 （ 3） 預(yù)應(yīng)力束筋的布置，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(guò)大的結(jié) 構(gòu)次內(nèi)力。 （ 4） 預(yù)應(yīng)力束筋配置，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。 （ 5） 預(yù)應(yīng)力束筋應(yīng)避免使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)力束筋的效益。 （ 6） 預(yù)應(yīng)力束筋的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性受力狀態(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。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，各斷面的錨固束和通過(guò)束確定以后，就應(yīng)確定各鋼束在箱梁中的空間位置和幾何特征，這是計(jì)算預(yù)應(yīng)力效應(yīng)和施工放樣的依據(jù)。鋼束布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 應(yīng)滿足構(gòu)造要求。如孔道 中心最小距離，錨孔中心最小距離，最小曲線半徑， 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 67 頁(yè) 最小擴(kuò)孔長(zhǎng)度等。 （ 2） 注意鋼束平、豎彎曲線的配合及鋼束之間的空間位置。鋼束一般應(yīng)盡量早的平彎，在錨固前豎彎。特別應(yīng)注意豎彎段上、下層鋼束不要沖突，還應(yīng)滿足孔道凈距的要求。 （ 3） 鋼束應(yīng)盡量靠近腹板布置。這樣可使預(yù)應(yīng)力以較短的傳力路線分布在全截面上，有利于降低預(yù)應(yīng)力傳遞過(guò)程中局部應(yīng)力的不利影響；能減小鋼束的平彎長(zhǎng)度；能減小橫向內(nèi)力；能充分利用梗腋布束，有利于截面的輕型化。 （ 4） 盡量以 S 型曲線錨固于設(shè)計(jì)位置，以消除錨固點(diǎn)產(chǎn)生的橫向力。 （ 5） 鋼束的線形種類盡量減 少，以便于計(jì)算和施工。 （ 6） 盡量加大曲線半徑，以便于穿束和壓漿。 （ 7） 分層布束時(shí)，應(yīng)使管道上下對(duì)齊，這樣有利于混凝土的澆筑和振搗，不可采用梅花形布置。 （ 8） 頂板束的布置還應(yīng)遵循以下原則： ，以極大發(fā)揮其力學(xué)效應(yīng)； ，短束布置在下層。首先，因?yàn)橄儒^固短束，后錨固長(zhǎng)束，只有這樣布置才不會(huì)發(fā)生干擾；其次，長(zhǎng)束通過(guò)的梁段多，放在頂層能充分發(fā)揮其力學(xué)效應(yīng)；再次，較長(zhǎng)束在施工中管道出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的機(jī)率較高，放在頂層處理比較容易些 。 預(yù)應(yīng)力筋束的布置結(jié)果 由以上確定的實(shí)際預(yù)應(yīng)力鋼束束數(shù)，結(jié)合本設(shè)計(jì)所采用的 滿堂支架施工 方法，最終確定本設(shè)計(jì)全橋縱 T1， T2 兩種鋼束。 布置結(jié)果見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙。 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 37 頁(yè) 共 67 頁(yè) 5 設(shè)計(jì)驗(yàn)算 采用橋梁博士進(jìn)行驗(yàn)算 ，驗(yàn)算結(jié)果如下： 成橋階段信息 計(jì)算方法 凈截面面積： An=A0Ak (71) 式中 An— 凈截面面積； A0— 毛截面面積； Ak— 孔道面積。 形心距上下邊緣的距離 ysj和 yxj： 0 kxnnSSy A?? (72) 式中 S0— 毛截面對(duì)底邊的靜矩； Sk— 孔道面積對(duì)底邊的靜矩； 則 ysn=hyxn (73) 式中 h—截面高度。 凈截面慣性矩的計(jì)算根據(jù)平行移軸公式，方法如下： In=In0+Ana2 (74) 式中 In— 凈截面對(duì)其形心軸的慣性矩 In— 凈截面對(duì)毛截面形心軸的慣性矩， In0=I0Ik0， I0為毛截面對(duì)其形心軸的慣性矩；Ik0為孔道對(duì)毛截面形心軸的慣性矩； a2— 凈截面形心軸到毛截面形心軸的距離的平方。 換算面積： 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 67 頁(yè) 0 snscEA A AE?? (75) 式中 A0— 換算截面面積； Ec— 混凝土彈性模量； Es— 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量； As— 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積。 換算形心據(jù)上下邊緣的距離 ys0 和 yx0： 00snscxESSEyA?? (76) 式中 Sn— 凈截面對(duì)底邊的靜矩； Ss— 預(yù)應(yīng)力筋面積對(duì)底邊的靜矩。 則 00sxy h y?? (77) 換算截面慣性矩的計(jì)算利用平行移軸公式： 200n n n sI I A a I? ? ? (78) 式中 I0— 換算截面慣性矩； an0— 凈截面形心軸與換算截面形心軸的間距； Is— 預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積對(duì)換算截面形心軸的慣性矩，利用平行移軸公式計(jì)算。 計(jì)算結(jié)果 結(jié)果見(jiàn)表 51： 表 51 成橋 階段截面幾何特征信息 節(jié)點(diǎn)號(hào) 截面抗彎慣距 (m4) 截面面積 (m2) 截面高度 (m) 中性軸高 (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 茶庵鋪互通式立體交叉 K65+687 跨線橋方案比選與施工圖設(shè)計(jì) 第 39 頁(yè) 共 67 頁(yè) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 表 52 成橋 階 段 內(nèi)力效應(yīng) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 彎矩 () 剪力 (kN) 軸力 (KN) 1 +03 457 +04 2 +03 660 +04 3 +03 366 +04 4 +03 608 +04 5 +03 509 +04 6 +03 +03 +04 7 +03 +03 +04 8 +04 +03 +04 9 +03 +03 +04 10 +04 +03 +04 11 +03 +03 +04 12 +03 +03 +04 13 +03 100 +04 14 +03 +03 +04 15 +03 +03 +04 16 +04 +03 +04 17 +03 +03 +04 18