【正文】 收縮使兩主墩之間主梁產(chǎn)生一定的伸縮量，迫使墩頂向跨中方向發(fā)生永久性位移，墩頂、墩底產(chǎn)生較大的彎矩。另外．混凝土收縮變形引起次內(nèi)力后徐變也伴隨發(fā)生影響，使得混凝土收縮產(chǎn)生的次內(nèi)力將會減小。m)邊跨1/4邊跨1/2邊跨3/4中支點(diǎn)中跨1/4中跨1/2查看內(nèi)力圖可知，預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力最大值為10390000kN求得等效荷載后，把它當(dāng)作外力作為荷載列陣用統(tǒng)一的矩陣位移法求解。第5章 次內(nèi)力計算及內(nèi)力組合 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力計算方法計算預(yù)加力次內(nèi)力的一般方法為：選定結(jié)構(gòu)的基本體系，計算出預(yù)加力對基本體系的彎矩，此為靜定力矩，即初預(yù)矩；然后用力法求解結(jié)構(gòu)在預(yù)加力作用下的贅余力，此即所謂“二次內(nèi)力矩”。 鋼筋松馳引起的應(yīng)力損失根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》，預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失終極值，可根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D622004）按下式計算： （47）對后張法構(gòu)件σpe=σconσl1σl2σl4；對于先張法構(gòu)件，σpe=σconσl2。 彈性壓縮損失后張法分批張拉時，后張拉的預(yù)應(yīng)力使得構(gòu)件受壓而彈性縮短，因此會使前面已經(jīng)錨固的預(yù)應(yīng)力鋼筋變得松弛而造成預(yù)應(yīng)力損失，這部分損失叫做彈性壓縮損失，可根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D622004）按下式計算： （44）式中 —在先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；—預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量比。注：兩邊張拉應(yīng)為62＝12mm 。這種預(yù)應(yīng)力的減小稱為管道摩阻損失。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D622004）規(guī)定，截面應(yīng)力計算需首先計算六項預(yù)應(yīng)力損失，即預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦，錨具變形及鋼筋回縮和接縫壓縮，預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差，混凝土的彈性壓縮，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛，混凝土的收縮徐變。m）邊跨1/4邊跨1/2邊跨3/4中支點(diǎn)中跨1/4中跨1/2可以通過內(nèi)力組合后的內(nèi)力包絡(luò)圖來估算預(yù)應(yīng)力剛束，所以，通過上面的彎矩包絡(luò)圖和計算所得數(shù)據(jù)顯示的彎矩包絡(luò)圖正、負(fù)彎矩區(qū)段可以確定布束范圍。組合結(jié)果用來按承載能力及應(yīng)力估算鋼束。偶然作用是指在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，其值很大，且持續(xù)時間很短的作用，具體可包括地震力作用和船只或漂流物的撞擊力。對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，各類作用又有各自的具體內(nèi)容。（2）腹板束：主要承受負(fù)彎矩和剪力作用，布置在支座截面及附近的腹板上，均下彎至節(jié)段端面的腹板上錨固。這樣既有利于端面的局部承壓，又可以減小縱向預(yù)應(yīng)力筋彎曲所產(chǎn)生的橫向內(nèi)力，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋在布置對可用平彎與豎彎相配合，使錨頭在各塊件端面的位置不變，以方便張拉千斤頂定位。鋼束彎曲產(chǎn)生的附加徑向力使預(yù)應(yīng)力管道下緣混凝土承受徑向荷載的作用，為了防止徑向力使底板混凝土的崩裂，可采取下列措施：① 底板采用大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束，單層布束，減小底板受力的復(fù)雜性。③ 由于底板通常采用拋物線，底板鋼束對底板產(chǎn)生徑向壓力，若鋼束靠近腹板布置，可減小徑向壓力對底板產(chǎn)生的橫向跨中彎矩。② 根據(jù)受力需要盡量提高頂、底板預(yù)應(yīng)力鋼束的有效力矩，以提高預(yù)應(yīng)力的效率，節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材。 預(yù)應(yīng)力束布置原則（1）采用大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束，盡量減少預(yù)應(yīng)力鋼束的規(guī)格采用大噸位的預(yù)應(yīng)力體系所需的布束面積小，可以大大減小結(jié)構(gòu)的橫斷面尺寸，有助于輕型化，且布置簡單，受力明確。m）圖317 最不利荷載作用下剪力圖Fy（單位kN）表39最不利荷載作用下內(nèi)力計算數(shù)據(jù)單元軸向x（kN）剪力y（kN）剪力z（kN）彎矩y（kN 當(dāng)橋址位于高山峽谷地帶時，這些地方的風(fēng)力一般較大，在施工過程中不可避免會受到風(fēng)荷載的影響，尤其是最大懸臂階段，因此在設(shè)計中考慮了風(fēng)荷載和施工機(jī)具荷載不平衡作用時梁體的受力情況。圖314 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖（單位kN設(shè)計中，Z取60m，則代入上式可求得橋梁主梁所受風(fēng)壓，將各個梁段的風(fēng)壓簡化后施加到節(jié)點(diǎn)上，如圖313為施加在主梁上的風(fēng)荷載。在順風(fēng)向，風(fēng)壓常分為平均風(fēng)壓和脈動風(fēng)壓；在橫風(fēng)向，風(fēng)流經(jīng)過結(jié)構(gòu)物而產(chǎn)生漩渦，因漩渦的特性，橫風(fēng)向還會產(chǎn)生周期風(fēng)壓。m，最大正彎矩分布于各跨的跨中附近， kNm）圖39邊跨跨中剪力影響線（單位：kN）② 中跨跨中彎矩、剪力影響線圖310中跨跨中彎矩影響線（單位：kN（2）荷載取值本橋設(shè)計荷載是公路Ⅰ級車道荷載，根據(jù)規(guī)范，集中荷載取值按下規(guī)定取值，當(dāng)橋梁跨徑小于或等于5米時，Pk=180kN，大于或等于50米時， =360kN，在中間時，按內(nèi)插法計算。 橋梁活載內(nèi)力計算 活載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算為基本可變荷載在橋梁使用階段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。m）表36 成橋階段內(nèi)力數(shù)據(jù)單元軸向（kN）剪力z（kN）彎矩y（kNm，發(fā)生在墩頂；負(fù)彎矩從墩頂開始成拋物線性遞減，并在邊合攏和中合攏區(qū)段出現(xiàn)少量正彎矩；最大正彎矩為102464kNm，出現(xiàn)在邊合攏左側(cè)。圖35邊跨合攏階段恒載彎矩圖（單位：kNm）表33 最大懸臂階段內(nèi)力數(shù)據(jù)位置軸向（kN）剪力z（kZ）彎矩y（kN主要是由于施工中經(jīng)歷了懸臂階段，造成其支座負(fù)彎矩遠(yuǎn)大于跨中正彎矩。自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋上的，因而它的計算與施工方法密切相關(guān)。步驟8： ① 拆除中合攏段吊籃；② 橋面鋪裝、人行道板及欄桿施工。步驟4： ① 按前步驟依次澆筑3～18號梁段；② 強(qiáng)度達(dá)到85％后，張拉預(yù)應(yīng)力索。合攏段采用與掛籃同重量的吊籃，也就是合攏段的兩端分各自分擔(dān)一半吊籃的重量。另外在橋面兩邊還設(shè)有混凝土防撞欄。（1）自重自重包括箱梁及橫隔板的荷載集度。邊支座則設(shè)為活動支座，滿堂支架的部分應(yīng)模擬為臨時支座，單支座要注意約束轉(zhuǎn)動軸。本設(shè)計是雙幅橋其中的一幅，主梁橫截面為單坡，故采用上述第二種方法定義截面。為高強(qiáng)度砼的脆性折減系數(shù)，對于C40及以下取=，對于C80取=，中間的按線性內(nèi)插取值。圖32為主梁節(jié)段劃分圖。劃分節(jié)段一般遵循的原則有：（1）0塊應(yīng)保證一定的寬度，以便安裝吊機(jī)、掛籃以及堆放材料機(jī)械設(shè)備等；（2）應(yīng)劃分合攏段，～，還應(yīng)根據(jù)實際地形、水文、氣候等條件考慮施工階段的方便性，；（3）盡量使每一節(jié)段的重量不超過吊籃的設(shè)計起吊能力，且保證各節(jié)段重量基本相等；（4）在結(jié)構(gòu)中，設(shè)有支座的位置，截面變化的位置，設(shè)有橫隔板的位置等都應(yīng)劃分開來；（5）在一些需要輸出結(jié)果的位置也可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)，如跨中截面、1/4截面、3/4截面等。 模型的建立 建立橋梁模型之前，首先要充分理解結(jié)構(gòu)和作用的荷載，而且設(shè)法理解結(jié)構(gòu)在荷載作用下的結(jié)構(gòu)行為。目前常用的通用有限元軟件均是由國外開發(fā)的，主要有ANSYS,ALGOR,MIDAS等等，可以說每個通用軟件都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。橋梁結(jié)構(gòu)分析是確定已知條件、確定結(jié)構(gòu)物理力學(xué)模型，并應(yīng)用相似的理論分析和方法進(jìn)行計算，最后對計算結(jié)果進(jìn)行判斷和審核的這樣一個復(fù)雜的過程。合攏段的構(gòu)造處理有以下幾種：(1) 用勁性鋼管作為合攏段的預(yù)應(yīng)力套管；(2)加強(qiáng)配筋；(3) 用臨時勁性鋼桿鎖定；(4) 壓柱支撐。 合攏段合攏段的施工是橋梁施工的重要環(huán)節(jié)。從國內(nèi)施工來看，零號塊時有開裂，故其施工工藝及結(jié)構(gòu)構(gòu)造是很值得研究的問題。如下圖210所示。承臺的作用是將樁聯(lián)結(jié)成一個整體，并把建筑物的荷載分配到樁上，因而承臺應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。擬定樁長為40m，即進(jìn)入持力層8m。樁的長度主要取決于樁端持力層的選擇。樁基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容和步驟為：（1）進(jìn)行調(diào)查研究，場地勘察，收集有關(guān)資料；（2）綜合勘查報告、荷載情況、使用要求、上部結(jié)構(gòu)條件等確定樁基持力層；（3）選擇樁材，確定樁的類型、外形尺寸和構(gòu)造；（4）確定單樁承載力設(shè)計值；（5）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬訂樁的數(shù)量和平面布置；（6）根據(jù)樁的平面布置，初步擬訂承臺的輪廓尺寸及承臺底高程；（7）驗算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；（8）驗算承臺尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；（9）必要時驗算樁基的整體承載力和沉降量，當(dāng)持力層下有軟弱下臥層時，驗算軟弱下臥層的地基承載力；（10）單樁設(shè)計，繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋采用墩梁固結(jié)體系，這里雙薄壁高墩是一種理想的柔性墩，它既能支承上部結(jié)構(gòu)、保持橋墩穩(wěn)定，又有一定柔性，適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)位移的需要。圖26邊墩橫隔板（單位：cm）圖27中墩橫隔板（單位：cm） 下部結(jié)構(gòu)尺寸擬定 墩身尺寸擬定橋墩是橋梁的重要組成部分之一，其作用在于它承擔(dān)著上部結(jié)構(gòu)的荷載，并連同自身重力有效地傳給基礎(chǔ)。 懸臂板、梗腋及其他細(xì)部尺寸根據(jù)經(jīng)驗，取懸臂板長度為325cm，外側(cè)厚度為20cm。箱形截面頂板厚度一般要考慮兩個因素，一是要滿足橋面板橫向抗彎的要求，二是要方便布置、錨固預(yù)應(yīng)力鋼束。 選擇最小腹板厚度為60cm位于與合攏段相接的截面，跨中合攏段厚80cm，由60cm逐漸向根部線性加厚到80cm。圖24梁底曲線坐標(biāo)系（單位：cm）梁底曲線選用二次拋物線，如上圖24，拋物線方程：y=+（單位：m）。 梁高的確定根據(jù)理論研究以及實際施工中的經(jīng)驗，前人做出以下總結(jié)，公路連續(xù)梁/剛構(gòu)橋跨尺寸擬定的經(jīng)驗公式：（1）中支點(diǎn)梁高與中跨跨度之比為/=1/15～1/25，即是中支點(diǎn)梁高為中跨跨度的1/15～1/25。當(dāng)然這也有一定的限度，因為梁的橫截面上還有剪力，還必考慮切應(yīng)力強(qiáng)度條件。如下示意圖： 圖22豎向均布荷載作用下彎矩圖 圖23跨中截面彎曲正應(yīng)力圖由材料力學(xué)，可知要使截面不被破壞，應(yīng)該盡量增大。 總體布置 根據(jù)前面介紹的橋型選擇、橋跨分孔以及考慮到橋型的美觀和橋梁與周圍地形地貌的和諧，將橋梁設(shè)計為三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，如下圖為100+160+100m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋的總體布置示意圖。從梁內(nèi)彎矩的分布情況來看，對于每聯(lián)三跨以上的連續(xù)梁，等跨時邊跨的跨中彎矩大于中間跨的跨中彎矩，故常用縮短邊跨的辦法來調(diào)整彎矩的分布，~。（5）對于河流中存在不利的地段，例如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等，在布孔時，為了使橋基避開這些區(qū)段可以適當(dāng)加大跨徑。（2）對于平原區(qū)寬闊河流上的橋梁，通常在主河槽部分按需要布置較大的通航孔，而在兩側(cè)淺灘部分按經(jīng)濟(jì)跨徑進(jìn)行分孔?？讖絼澐值拇笮?，不僅影響使用效果和施工等，而且在很大程度上影響橋梁的總造價。（10）地震烈度：基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度設(shè)防。經(jīng)濟(jì)性 該橋型墩梁固結(jié)，無需定期更換支座，節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；采用變梁高大大減少了混凝土的用量，節(jié)省工程造價，減少工期；墩能夠適應(yīng)地震作用引起的變形，無需采用昂貴的專用抗震支座。因此，在大跨高墩的橋梁中是優(yōu)先選用的類型。（3）連續(xù)剛構(gòu)橋繼承了連續(xù)梁橋以及T型剛構(gòu)橋的優(yōu)點(diǎn)。上部結(jié)構(gòu)利用懸臂澆筑和懸臂拼裝的施工方法，不影響通航和橋下交通。因此，不論從剛度方面還是從強(qiáng)度方面來說，連續(xù)梁都可以采用比簡支梁要小的跨中梁高，更加經(jīng)濟(jì)實用。（1）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的應(yīng)用非常廣泛。隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設(shè)計中要求橋的適用性強(qiáng)、舒適安全、建橋費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、科技含量高。對于帶掛梁的T型剛構(gòu)橋，主梁在施工中的受力狀態(tài)與在運(yùn)營荷載作用下的受力狀態(tài)基本一致，結(jié)構(gòu)的體系沒有改變；（3）采用懸臂施工法的機(jī)具設(shè)備較多，就掛籃而言，也有桁架式、斜拉式等多種型式，可根據(jù)實際情況合理選用；（4）懸臂澆筑法施工簡便、結(jié)構(gòu)整體性好，施工中可不斷調(diào)整標(biāo)高，常用于跨徑大于100m的橋梁。懸臂施工法通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩類。要實現(xiàn)懸臂施工，在施工過程中必須保證墩與梁固結(jié)，尤其在連續(xù)梁橋和懸臂梁橋施工中要采取臨時墩梁固結(jié)措施。我國在連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計中亦有加大連續(xù)長度的趨勢。④ 取消邊跨合龍段落地支架。橋梁上部結(jié)構(gòu)的輕型化可以減輕上部結(jié)構(gòu)的自重, 減少材料用量, 也可以降低掛藍(lán)的要求, 從而降低工程造價。從以上論述可以總結(jié)出大跨徑連續(xù)剛構(gòu)的發(fā)展趨勢有以下幾點(diǎn):① 跨徑可進(jìn)一步增大。為保證結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性, 橋臺處需設(shè)置控制水平位移的擋塊。③受力方面, 上部結(jié)構(gòu)仍保持了連續(xù)梁的特點(diǎn), 但計入因橋墩受力及混凝土收縮、徐變及溫度變化引起的彈塑性變形對上部結(jié)構(gòu)的影響, 橋墩需要有一定的柔度, 使所受彎矩有所減小, 而在墩梁結(jié)合處仍有剛架受力性質(zhì)。連續(xù)剛構(gòu)橋的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個方面:①構(gòu)造上一般有2 個以上主墩采用墩梁固結(jié), 要求主墩有一定的柔度形成擺動支撐體系。剛構(gòu)橋外形尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開闊。（2）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的特點(diǎn)橋跨結(jié)構(gòu)（主梁）和墩臺整體相連的橋梁叫剛構(gòu)橋。缺點(diǎn) 縮縫多,行車不舒適；跨中可能產(chǎn)生較大撓度；順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，不利于懸臂施工、橫向抗風(fēng)要求。缺點(diǎn) 有支座；施工時需要墩梁固結(jié)，有體系轉(zhuǎn)換；順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度小，也不利于懸臂施工、橫向抗風(fēng)要求。懸臂拼裝法將大跨橋梁化整為零,施工簡便,拼裝工期短，速度快,特別對于多跨長聯(lián)橋(跨度在100以內(nèi))是一種效率高而且經(jīng)濟(jì)的施工方法。近來二三十年來,我國預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展很快,無論在橋型，跨度以及施工方法與技術(shù)方面都有突破性發(fā)展,不少預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的修建技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料,而且預(yù)應(yīng)