【正文】 我國《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTG D602004 條采用的結(jié)構(gòu)溫度梯度曲線如下圖所示。關(guān)于結(jié)構(gòu)溫度場的研究，在此不做贅述。 溫度場箱梁結(jié)構(gòu)與外界的熱交換和箱梁內(nèi)部的熱傳導(dǎo)是一個十分復(fù)雜的現(xiàn)象，屬于三維的熱傳導(dǎo)問題。一般可假定溫度在構(gòu)件內(nèi)均值變化，它對連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移，這對于無水平約束的結(jié)構(gòu)并不導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生溫度次內(nèi)力。橋梁結(jié)構(gòu)因溫度的影響而產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)可主要歸納為日照、局部降溫及年溫度變化等三種原因。本設(shè)計利用MIDAS CIVIL生成預(yù)加力引起的次內(nèi)力，結(jié)果如表62 所示：表62 預(yù)加力引起的次內(nèi)力單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)1I[1]02I[2]3I[3]9694I[4]5I[5]16156I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)13I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]21I[21]22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]單元梁端號剪力Q（KN）彎矩M（)40I[40]41I[41]1342I[42]43I[43]44I[44]45I[45]46I[46]47I[47]48I[48]49I[49]50I[50]圖65 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力彎矩圖（單位：kN由于超靜定結(jié)構(gòu)多余約束的存在，后期預(yù)應(yīng)力束張拉時，必將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加的內(nèi)力，次附加內(nèi)力稱為“彈性次內(nèi)力”。 后期預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的彈性次內(nèi)力當(dāng)邊跨和中跨已經(jīng)合攏，后期預(yù)應(yīng)力束張拉時，結(jié)構(gòu)成為超靜定結(jié)構(gòu)。由于次內(nèi)力都是變形受到約束產(chǎn)生的，所以先期預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的徐變次內(nèi)力可以理解為作用在原來靜定的簡支梁上的預(yù)應(yīng)力等代荷載，在受到體系轉(zhuǎn)換后（后期轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁）多余支座約束作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。當(dāng)邊跨和中跨合攏以后，結(jié)構(gòu)成為了超靜定結(jié)構(gòu)，由于混凝土的徐變的影響，由預(yù)加力引起的截面力矩也將重新分布。根據(jù)里的平衡，曲線預(yù)應(yīng)力筋的等效荷載為： (63d)3) 若初預(yù)矩圖為折現(xiàn)，那么在轉(zhuǎn)折點處，預(yù)應(yīng)力鋼筋的等效荷載為一集中力：式中：θ2——折線布筋時，轉(zhuǎn)折點處鋼束的轉(zhuǎn)角(rad)。假定在一定范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力損失導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力沿鋼筋軸線的變化忽略不計，故設(shè)扣除相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失后鋼筋的預(yù)加力合力為Np，則等效荷載的求解方法，如圖63 所示：圖63 等效荷載計算圖示1) 梁端的預(yù)加力的作用可按直角坐標(biāo)系分為三個分量： (62a) (62b) (62c)2) 當(dāng)初預(yù)矩圖為拋物線時，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的作用為均布荷載；若為圓弧線時，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的作用近似為均布荷載。只要求得不同配筋情況下的預(yù)加力等效荷載，就可求出超靜定梁結(jié)構(gòu)由預(yù)加力產(chǎn)生的內(nèi)力。m） 預(yù)加力引起的次內(nèi)力 預(yù)加力次內(nèi)力計算原理——等效荷載預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是一種預(yù)加力和混凝土壓力相互作用并取得平衡的自錨體系。用MIDAS CIVIL 計算，可以得到各截面的收縮、徐變次內(nèi)力，如表61 所示：表61收縮和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力單元梁端號收縮徐變剪力Q(KN)彎矩M（KN/m)剪力Q(KN)彎矩M(KN/m)1I[1]002I[2]3I[3]4I[4]5I[5]6I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]2213I[13]2214I[14]15I[15]16I[16]17I[17]136518I[18]19I[19]20I[20]21I[21]單元梁端號剪力Q(KN彎矩M（KN/m)剪力Q(KN)彎矩M(KN/m)22I[22]23I[23]24I[24]25I[25]26I[26]27I[27]28I[28]29I[29]30I[30]31I[31]32I[32]33I[33]34I[34]35I[35]36I[36]37I[37]38I[38]39I[39]40I[40]41I[41]42I[42]43I[43]44I[44]45I[45]46I[46]47I[47]48I[48]725單元梁端號剪力Q(KN彎矩M（KN/m)剪力Q(KN)彎矩M(KN/m)49I[49]50I[50]圖61 收縮引起的彎矩次內(nèi)力圖（單位：kN對于超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土收縮、徐變將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，即引起結(jié)構(gòu)的收縮、徐變次內(nèi)力。一般來說，混凝土的收縮、徐變對結(jié)構(gòu)的變形、內(nèi)力分布和截面的應(yīng)力分布會產(chǎn)生影響。它們都與混凝土的材料和配合比，混凝土養(yǎng)護(hù)條件，周圍環(huán)境的溫度、濕度以及混凝土的齡期有關(guān)系。根據(jù)規(guī)范JTG D622004 條規(guī)定，對于存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的懸臂施工連續(xù)梁，由于混凝土徐變影響，在后期結(jié)構(gòu)中t 時的彎矩Mgt 可按下式計算： （61）式中，M1g ——在先期結(jié)構(gòu)自重作用下，按先期結(jié)構(gòu)體系計算的彎矩；M2g ——在先期結(jié)構(gòu)自重作用下，按后期結(jié)構(gòu)體系計算的彎矩；φ(t,τ0)——從先期結(jié)構(gòu)加載齡期τ0至后期結(jié)構(gòu)計算所考慮時間t 時的徐變系數(shù)；φ(τ,τ0)——從先期結(jié)構(gòu)加載齡期τ0至τ時轉(zhuǎn)換為后期結(jié)構(gòu)的徐變系數(shù)。混凝土徐變分析是一項十分復(fù)雜的工作，目前主要有老化理論、先天理論和混合理論三種分析方法，其具體過程此暫不贅述。由于連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu)，采用懸臂施工方法會發(fā)生結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。 收縮、徐變次內(nèi)力混凝土的徐變，是指混凝土在應(yīng)力不變時，應(yīng)變隨時間而持續(xù)增長的特性。引起次內(nèi)力的外部因素有溫度、預(yù)加力、墩臺不均勻沉降等；內(nèi)部因素有結(jié)構(gòu)布置與配筋形式、混凝土材料的收縮與徐變等。簡稱為混凝土收縮徐變損失。又由于鋼筋松弛損失是一個長久過程。 管道摩阻損失的計算在使用后張法張拉預(yù)應(yīng)力鋼束時，預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間由于摩擦所引起的損失根據(jù)規(guī)范，可知其計算公式為： （51）其中：—預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力；—預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦系數(shù)θ—曲線包角，k—每米長的管道的局部偏差對摩擦的影響系數(shù)x—從張拉端至計算界面處的管道的長度在構(gòu)件的縱軸上的投影長度。其中，管道摩阻損失、錨頭變形損失和彈性壓縮損失是瞬時完成的損失；而對于鋼筋松弛損失和混凝土收縮徐變損失為長時間完成的損失。本橋豎向預(yù)應(yīng)力采用φ25的精軋螺紋鋼筋，其抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 f pk = 785MPa，=，縱向布置間距為100cm。豎向預(yù)應(yīng)力鋼束的配置通過計算而得，通常情況下，需要計算各截面應(yīng)力寬度變化處，即腹板與頂板、底板相交處，以及中性軸位置處的主拉應(yīng)力，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行配置豎向預(yù)應(yīng)力鋼束。 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束布置豎向預(yù)應(yīng)力鋼束的作用主要是提高截面抗剪能力，同時豎向預(yù)應(yīng)力鋼束可以提供很大的斜截面抗裂能力。底板預(yù)應(yīng)力鋼束僅布置一排，其中心距箱梁底部150mm。根據(jù)以上原則，本橋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束布置時，預(yù)埋波紋管直徑為107mm，波紋管橫向及豎向間距為200mm，凈距為83mm。6) 應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。4) 預(yù)應(yīng)力束的布置，不僅需要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性階段的需求，而且還要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段時的要求。2) 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的先進(jìn)性，這通常與橋梁體系、構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有著密切關(guān)系。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置需要滿足《公預(yù)規(guī)》(JTG D622004)第9章構(gòu)造要求，即：1) 直線管道的凈距不應(yīng)小于 40mm， 倍；對于預(yù)埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可以將兩管道疊置；2) 管道至構(gòu)件頂面或側(cè)面的凈距不應(yīng)小于 45mm，至構(gòu)件底面的不應(yīng)小于50mm；3) 曲線鋼絞線的彎曲半徑不宜小于 4m，彎起角不宜大于30 度。說明：截面號從整個結(jié)構(gòu)的一端開始計起?？紤]各種損失近25% ，故用于配束估算的鋼束有效預(yù)應(yīng)力按下式取值： 預(yù)應(yīng)力筋的估算本設(shè)計利用恒載（一期和二期恒載）加活載產(chǎn)生的最大彎矩和最小彎矩來估算預(yù)應(yīng)力鋼筋。 按正常使用狀態(tài)抗裂性要求進(jìn)行配束根據(jù)《公預(yù)規(guī)》JTG D622004 條(P58)規(guī)定：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用(或荷載) 短期效應(yīng)組合下對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)： (415)經(jīng)推導(dǎo)得： (416)式中：M st——正常使用階段荷載短期組合值；y ——所求上、下緣到中性軸的距離；——有效預(yù)應(yīng)力?！孛婷娣e——截面上下翼緣抗彎模量——截面上下核心半徑——截面上下翼緣預(yù)加力合力——上下翼緣預(yù)加力合力偏心距R為混凝土允許壓應(yīng)力，對于公路橋，在預(yù)估時可采用[R]/，其中[R]是指混凝土標(biāo)號。即如下圖所示圖42 正常使用狀態(tài)估束計算圖示設(shè)由預(yù)加力在截面上、下緣混凝土引起的應(yīng)力，分別記為σhys和σhyx。 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》要求，截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)不小于荷載引起的拉應(yīng)力，同時，預(yù)壓應(yīng)力與何在引起的壓應(yīng)力之和不大于混凝土的允許壓應(yīng)力( f ck )。對于箱形截面，其計算分為兩種，一種是中性軸在頂板范圍內(nèi)，另一種是在腹板范圍內(nèi)。然后再設(shè)置一定的安全系數(shù)。因為估束時可用的彎矩包絡(luò)圖沒有包括預(yù)應(yīng)力作用，所以估束時要適當(dāng)調(diào)整彎矩包絡(luò)圖，待估束完成后，再進(jìn)行與預(yù)應(yīng)力有關(guān)的內(nèi)力分析，并得到最終的內(nèi)力包絡(luò)圖用于結(jié)構(gòu)驗算。m） 恒活載內(nèi)力短期效應(yīng)組合將恒載和活載按正常使用極限狀態(tài)短期組合后，得到如下數(shù)據(jù)表34 恒、活載內(nèi)力短期組合結(jié)果(一半) 位置信息正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合 單元 位置 剪力組合值 彎矩組合值Fzmax(KN)Fzmin(KN)Mymax()Mymin()1I[1]002I[2]3I[3]4I[4]5I[5]6I[6]7I[7]8I[8]9I[9]10I[10]11I[11]12I[12]7316513I[13]14I[14]15I[15]16I[16]17I[17]18I[18]19I[19]20I[20]