【正文】 估索結(jié)果和調(diào)索結(jié)果橋梁博士計算的配筋結(jié)果見表41。根據(jù)估索的結(jié)果進(jìn)行配束，即確定每個截面所需要通過的鋼束根數(shù)，和鋼筋在梁體內(nèi)的布置，若成橋不能通過應(yīng)力檢算，則調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目，改變預(yù)應(yīng)力筋在梁體內(nèi)的布置，再進(jìn)行檢算，如此反復(fù)只到通過成橋檢算為止。 估索結(jié)果本設(shè)計中，僅對施工成橋（包括收縮徐變）和汽車荷載的包絡(luò)內(nèi)力進(jìn)行估束。按破壞階段估算預(yù)應(yīng)力筋的基本公式是 （422） （423）由式（422）解得 （424）將x 代入式（4—21）,整理后得 （425） 或 （426）式中：——預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目；——混凝土抗壓設(shè)計強(qiáng)度——混凝土安全系數(shù)——截面有效高度若截面承受雙向彎矩時,可各視為單箱截面,分別汁算上、下緣所需的力筋數(shù)量。二、按承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度要求計算 預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎極限狀態(tài)時,受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計強(qiáng)度,受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉沒計強(qiáng)度,檢算截面的安全性時通過計算截面抗彎安全系數(shù)未保證。因此，不應(yīng)認(rèn)為只有當(dāng)截面承受正、負(fù)彎矩共同作用時才在上、下緣配筋，而應(yīng)以式（49）、（410）為依據(jù)，推導(dǎo)出上、下緣配筋的判別條件。采用以上方法所得的配筋結(jié)果為截面最小配筋，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)?shù)姆艑?。如果繼續(xù)增加預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目，在截面上會產(chǎn)生與原彎矩方向相反的彎矩在另一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力，若以使另一側(cè)的應(yīng)力為零為依據(jù)來配置預(yù)應(yīng)力筋，則所配置的預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目顯然偏多了。當(dāng)采用單側(cè)配筋時，在截面一側(cè)配置的預(yù)應(yīng)力筋在該截面上會產(chǎn)生與原彎矩方向相反的彎矩以平衡原彎矩，減小原彎矩在該側(cè)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，同時還會產(chǎn)生一個軸向壓應(yīng)力也能平衡一部分原彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力。配置主梁縱向預(yù)應(yīng)力筋的目的是使預(yù)應(yīng)力混凝土梁在鋼筋預(yù)應(yīng)力和使用荷載共同作用下截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力，同時應(yīng)保證截面上、下緣的混凝土均不被壓碎。然而，按承載力的要求初步估算預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量時，常忽略實(shí)際存在的雙筋影響，往往會導(dǎo)致計算結(jié)果偏大。圖331 承載能力極限狀態(tài)基本組合產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)剪力包絡(luò)圖圖332 承載能力極限狀態(tài)基本組合產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖圖333 正常使用組合Ⅰ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)剪力包絡(luò)圖圖334 正常使用組合Ⅰ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖圖335 正常使用組合Ⅱ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)剪力包絡(luò)圖圖336 正常使用組合Ⅱ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖圖337 正常使用組合Ⅲ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)剪力包絡(luò)圖圖338 正常使用組合Ⅲ作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖 91中 南 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算和鋼束布置 第四章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算和鋼束布置 鋼束估算 估算原則一、按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計算 根據(jù)《橋涵設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足使用荷載作用下截面應(yīng)力的要求和承載能力極限狀態(tài)下的截面強(qiáng)度的要求。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。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合。永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用的設(shè)計值效應(yīng)相組合。組合V：施工組合；其余組合不用。② 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合：組合I：長期效應(yīng)組合，按規(guī)范JTG 。組合VI：地震組合。橋梁博士會自動計算承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合，其對組合效應(yīng)的解釋如下：① 承載能力極限狀態(tài)組合：組合I：基本組合，按規(guī)范JTG 。③ 施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時荷載加以考慮。② 當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時，該作用不應(yīng)參與組合。圖329 汽車荷載剪力包絡(luò)圖圖330 汽車荷載彎矩包絡(luò)圖 結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合計算公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利的組合進(jìn)行設(shè)計，作用效應(yīng)組合原則如下：① 只有在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)的組合。其中。③ 對于整體箱梁結(jié)構(gòu)，荷載橫向分布系數(shù)就是其所承受的汽車總列數(shù)考慮橫向折減、偏載后的修正值。② 結(jié)構(gòu)所承受的汽車荷載大小，取決于汽車荷載的類型和汽車荷載的橫向分布系數(shù)，而與所填入的車道數(shù)無關(guān)。圖326 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的軸力圖圖327 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的剪力圖圖328 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩圖 活載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算本設(shè)計中的活載為公路Ⅰ級的車道荷載，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為360KN。圖324 支座沉降產(chǎn)生的剪力圖圖325 支座沉降產(chǎn)生的彎矩圖 預(yù)應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算本設(shè)計中，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋均采用12–7φ5的低松弛鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼束的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：=1860MPa，預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉控制應(yīng)力：==1395MPa。在本橋設(shè)計中，考慮了13號墩支座沉降5mm。得到{x1}后，便可求得支座沉降次內(nèi)力。圖316 結(jié)構(gòu)整體升溫20℃產(chǎn)生的剪力圖圖317 結(jié)構(gòu)整體升溫20℃產(chǎn)生的彎矩圖圖318 結(jié)構(gòu)整體降溫20℃產(chǎn)生的剪力圖圖319 結(jié)構(gòu)整體降溫20℃產(chǎn)生的彎矩圖圖320 非線性溫度1產(chǎn)生的剪力圖圖321 非線性溫度1產(chǎn)生的彎矩圖支座沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)位移方程可用分塊矩陣表示為： （37）式中：{x1}—要計算的節(jié)點(diǎn)位移{x2}—已知的支撐節(jié)點(diǎn)位移{B1}—已知的節(jié)點(diǎn)力列陣{B2}—支承節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)力列陣，可分為和兩部分，其中為已知的支承節(jié)點(diǎn)上的外荷載列陣；為支承節(jié)點(diǎn)反力。計算橋梁結(jié)構(gòu)由于梯度溫度引起的效應(yīng)時，本橋采用80mm瀝青混凝土鋪裝層，梁高為4m，《橋規(guī)》，℃，橋面板下80mm溫度取6℃，橋面板下380mm溫度取0℃；。式（32）、（33）可寫成數(shù)值積分的形式，以便于程序運(yùn)算，見式（35）、（36）： （35） （36）本橋設(shè)計中，計算結(jié)構(gòu)整體升溫20℃和結(jié)構(gòu)整體降溫20℃的兩種均勻溫度作用。溫度自應(yīng)力為平衡應(yīng)力，根據(jù)變形協(xié)調(diào)原理，可由下式求得： （34）由上分析可見，程序計算的關(guān)鍵在于計算式（32）、（33）。用矩陣位移法求解溫度效應(yīng)時，溫度變化引起的結(jié)點(diǎn)荷載向量為： （31）——形心縱坐標(biāo)；——y=0處方程，； （32）——變形曲率。③ 梁變形服從平面假定。溫度應(yīng)力可按一般結(jié)構(gòu)力學(xué)或有限元方法進(jìn)行計算，計算時一般采用以下假定：① 沿橋長的溫度分布是均勻的。計算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引起外加變形或約束變形時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)受到約束時的結(jié)構(gòu)溫度作為起點(diǎn)，計算結(jié)構(gòu)最高和最低有效溫度的溫度效應(yīng)。圖312 混凝土收縮產(chǎn)生的剪力圖圖313 混凝土收縮產(chǎn)生的彎矩圖圖314 混凝土徐變產(chǎn)生的剪力圖圖315 混凝土徐變產(chǎn)生的彎矩圖溫度引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算溫度作用分為均勻溫度作用和梯度溫度作用。本設(shè)計中，除0號段施工周期為28天外，其余均為7天，運(yùn)營階段取1500天。φ(t,τ)從加載齡期τ時至計算所考慮時間t時的徐變系數(shù)。在先期結(jié)構(gòu)上由于結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的彎矩，經(jīng)過重分配后在后期結(jié)構(gòu)中的彎矩（至t時），可按下列公式計算：Mgt=M1g+(M2g－M2g)(1－e－φ(t,τ))M1g在先期結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)重力，按先期結(jié)構(gòu)體系計算的彎矩。⑥ 混凝土彈性模量假定為定值。④ 材料各向同性，混凝土受拉和受壓的徐變系數(shù)相同。② 徐變系數(shù)發(fā)展和加載齡期的關(guān)系采用老化理論。收縮徐變次內(nèi)力可采用老化理論和狄辛格爾公式進(jìn)行計算。橋梁博士計算的最大懸臂施工階段、邊跨合攏段、跨中合攏段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和成橋時的結(jié)構(gòu)內(nèi)力見圖4～圖11。 施工階段的內(nèi)力計算本橋設(shè)計中，結(jié)構(gòu)的施工方法為懸臂現(xiàn)澆法，因此施工過程中，除了成橋內(nèi)力外，應(yīng)該對每個階段的內(nèi)力進(jìn)行計算。除了施工即將結(jié)束時的掛籃拆除之外，在掛籃進(jìn)行移動操作時，除了在“掛籃安裝”信息填入移動的掛籃號、移動的距離，還要在“掛籃拆除”信息中填入這些掛籃的編號。進(jìn)行掛籃加載之后，必須有相應(yīng)的“轉(zhuǎn)移錨固”階段，解除掛籃受力。這些掛籃在“掛籃加載”階段，承受了若干單元的混凝土重量。這些單元通過掛籃傳遞其自重，但自身不參與結(jié)構(gòu)受力。包括新安裝的掛籃和移動的掛籃。掛籃操作分為4種：掛籃安裝、掛籃加載、轉(zhuǎn)移錨固、掛籃拆除。在橋梁博士中，有兩種掛籃可供選擇：前支點(diǎn)掛籃和后支點(diǎn)掛籃。根據(jù)表31中的節(jié)段自重，掛籃的設(shè)計承重為120t，按以往的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，掛籃的自重一般為設(shè)計承重的1/4～1/2，本設(shè)計中，掛籃自重取40t。① 節(jié)段自重：程序會根據(jù)輸入的節(jié)段信息自動計算出各梁段的自重，計算結(jié)果如表31： ② 掛籃自重：掛籃的自重對橋梁受力特別是施工狀態(tài)的受力有一些影響。③ 梁段長度種類不宜過多，以便于模板加工，降低成本。 施工階段劃分施工階段劃分本橋采用懸臂澆筑法施工，在設(shè)計過程中應(yīng)模擬其施工過程，對各施工階段的內(nèi)力進(jìn)行計算分析，因此需要對梁體進(jìn)行節(jié)段劃分，劃分時考慮以下原則：① 考慮掛籃的承載能力和抗傾覆穩(wěn)定性，以及施工的方便，掛籃承重不宜超過1500KN，節(jié)段長度不宜超過4m。 結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算在本階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算中，考慮了恒載、活載和收縮徐變等荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力以及以上荷載組合所產(chǎn)生的內(nèi)力。在輸入單元信息時，只需要輸入左右截面的頂緣x、y坐標(biāo)和左右截面的截面尺寸，以及單元的材料種類。本橋橋面長為180m，按從左到右的順序劃分為75個節(jié)點(diǎn)，74個單元。應(yīng)該注意的是，程序會在計算時自動計入掛籃的重量作為施工荷載。⑤ 收縮徐變的影響：本設(shè)計中，考慮了收縮徐變的影響，考慮了成橋后1500天的收縮徐變。C）。C（ 186。C， 186。C、 186。③ 溫度變化的影響：本設(shè)計中，在成橋檢驗(yàn)階段考慮了四種情況的溫度變化影響，即全橋升溫20186。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道荷載，對本橋（跨徑＞60m），集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為360KN。② 活載：本設(shè)計中活載采用的是公路—Ⅰ級荷載，六車道。二期恒載包括鋪裝層、欄桿等重量，本橋中按32KN/計入（按每幅梁計算）。① 恒載：恒載包括一期恒載和二期恒載。荷載分析 本橋在設(shè)計計算中，考慮了恒載、活載、溫度荷載、不均勻沉降、收縮徐變等荷載。施工分析一般包括下面幾個方面：① 劃分施工階段，確定每階段施工周期，本橋設(shè)計中，懸臂施工0號段周期為28天，其余均為7天。施工分析橋梁結(jié)構(gòu)采用不同的施工方法將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的最終成橋內(nèi)力不同。一般應(yīng)在以下位置劃分節(jié)點(diǎn)：① 對于所關(guān)心截面設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號② 構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及變截面的起點(diǎn)和終點(diǎn)編制節(jié)點(diǎn)號；③ 不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處編制節(jié)點(diǎn)號；④ 施工分界線設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號；⑤ 當(dāng)施工分界線的兩側(cè)位移不同時，應(yīng)設(shè)置兩個不同的節(jié)點(diǎn)，利用主從約束關(guān)系考慮該節(jié)點(diǎn)處的連接方式；⑥ 邊界或支承處應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)；⑦ 不同號單元的同號節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以不同，節(jié)點(diǎn)不重合系統(tǒng)形成剛臂；對橋面單元的劃分不宜太長或太短，應(yīng)根據(jù)施工荷載的設(shè)定并考慮活載的計算精度統(tǒng)籌兼顧。② 計算模型應(yīng)盡量符合結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，對于零號塊的處理、支座的處理、基礎(chǔ)的模型等應(yīng)慎重考慮。離散結(jié)構(gòu)劃分單元在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算之前，首先要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)方案和施工方案，劃分單元并對單元和節(jié)點(diǎn)編號，對于單元的劃分一般遵從以下原則：① 保證體系的幾何不變性。 設(shè)計計算準(zhǔn)備工作：離散結(jié)構(gòu)劃分單元、施工分析、荷載分析、建立工程項(xiàng)目、輸入總體信息、單元信息、鋼束信息、施工階段信息、使用階段信息以及輸入優(yōu)化階段信息（索結(jié)構(gòu)），進(jìn)行項(xiàng)目計算，輸出計算結(jié)果等。③ 配有專門的圖形結(jié)果后處理系統(tǒng)，便于用戶打印出圖紙規(guī)格化的計算結(jié)果圖形。 數(shù)據(jù)輸出① 系統(tǒng)對計算結(jié)果的輸出采用詳盡的思想，通過分類整理，可以按照用戶的要求一次或多次輸出，便于用戶分析中間數(shù)據(jù)結(jié)果或整理最終數(shù)據(jù)文檔。橫向分布系數(shù)計算能運(yùn)用杠桿法、剛性橫梁法或剛接（鉸接）板梁法計算主梁在各種活載作用下的橫向分布系數(shù)。進(jìn)行截面的計算① 截面特征計算：可以計算任意截面的