【正文】 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量估算 按照 《 JTG D602020 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 》 規(guī)定，預(yù)應(yīng)力 混凝土連續(xù)梁應(yīng)滿足彈性階段（即正常使用極限狀態(tài) ）的應(yīng)力要求和破壞階段（即承載能力極限狀態(tài)）xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26。 自 20世紀(jì) 80 年代以來，越來越多的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋采用了新型的配束方式，即：在抗剪不控制的條件下，采用直線配束代替腹板下彎束。 (9) 錨距的最小間距的要求。 (6) 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的彈性力狀態(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。 (2) 預(yù)應(yīng)力束筋的布置要考慮施工方便，也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁 筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束筋，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。 由于 MIDAS 軟件可以將除鋼束次內(nèi)力 外的其它次內(nèi)力在配筋前算出，因此計(jì)算出的預(yù)估值與實(shí)際值較為接近，若計(jì)算出來有所偏差，只需調(diào)整剛束數(shù)量，布置形式直到滿足要求即可。在邊跨現(xiàn)澆斷可以布置底板束起彎進(jìn)入腹板錨固在梁端上，以承受梁端腹板截面的主拉應(yīng)力。如個(gè)別截面不滿足，但兩次組合結(jié)果相差不大，可適當(dāng)調(diào)整剛束后重新計(jì)算；如兩次組合結(jié)果相差較大，則應(yīng)將第二次組合內(nèi)力作為 估束依據(jù)重新估束，再重復(fù)進(jìn)行驗(yàn)算，直到各項(xiàng)驗(yàn)算全部通過且兩次組合結(jié)果相差不大為止。根據(jù)估束結(jié)果確定剛束數(shù)量和幾何形狀后，考慮預(yù)加力和收縮徐變的影響重新計(jì)算的內(nèi)力是當(dāng)前配束下的受力。由于預(yù)加力對徐變有很大的影響，故估算剛束時(shí)一般不考慮收縮徐變的影響。 設(shè)計(jì)過程一般包括兩次組合。 圖 移動(dòng)荷載內(nèi)力圖 （單位： ） 從圖中可以看出，移動(dòng)荷載內(nèi)力圖沒有突變處，各個(gè)數(shù)值都相對適中。 總結(jié)：從各個(gè)圖中可以看出，圖中最大的內(nèi)力值都在允許范圍內(nèi)，且沒有出現(xiàn)突變。 （ 1）恒荷載內(nèi)力圖 圖 恒荷載 內(nèi)力圖 （單位： ） （ 2） 整體溫度升、整體溫度降情況下的內(nèi)力圖 圖 整體溫度升 時(shí)內(nèi)力圖 （單位： ） 圖 整體溫度降 時(shí)內(nèi)力圖 （單位： ） xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 （ 3） 正溫梯、負(fù)溫梯下的內(nèi)力圖 圖 正溫梯下內(nèi)力圖 （單位： ） 圖 負(fù)溫梯下內(nèi)力圖 （單位： ） （ 4） 基礎(chǔ)沉降下的內(nèi)力圖 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 圖 （單位： ） 由于各個(gè)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 沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。 (6）預(yù)應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力剛束 張拉控制應(yīng)力為 ＝ 1395 2/N mm 。 圖中 t 為混凝土橋面板的厚度。對帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu) ， A=300 mm。 （ 4） 溫度荷載 ① 按 《 JTG D602020 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 》 取用 ， 整體升溫 20 度，降溫 20度 。 靜力荷載計(jì)算 （ 1）梁自重 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 表 ： 梁單元自重表 （半部橋?yàn)槔? 梁單元號 自重（ KN） 梁單元號 自重（ KN） 梁單元號 自重（ KN） 1 20 39 2 40 3 22 41 4 23 42 5 24 43 6 25 44 7 26 45 8 27 46 9 28 47 10 29 48 11 30 49 12 31 50 13 32 51 14 33 52 15 34 53 16 35 54 17 36 55 18 37 56 19 38 （ 2）二期恒載 根據(jù)規(guī)范要求，此設(shè)計(jì)橋面鋪裝中，瀝青混凝土厚度取 10 cm， ? =23KN/ 3m ，C40 混凝土厚度取 6 cm， ? =25KN/ 3m ，欄桿 4KN/m，得二期恒載集度 Q=。 （ 5） 、 施工順序 先進(jìn)行支架架設(shè)，依次施工 0塊， 雙向“ T” 形對稱懸臂施工，然后邊合攏，最后中合攏。 （ 4） 合攏段 ① 長度一般為 2 m～ 3 m，看到 2 m用得最多。同時(shí)也使全橋截面受力狀態(tài)均衡，邊緣應(yīng)力儲(chǔ)備適當(dāng)。 ② 一般一個(gè)梁段的施工周期為 6～ 10 d。 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 （ 2） 由 0塊 段兩側(cè)對稱分段懸臂澆筑部分 ① 根據(jù)情況將 0塊兩側(cè)的梁進(jìn)行分塊，以便掛籃施工， 長度一般為 m～ 5 m，也有個(gè)別跨度大的橋梁的分段為 m、 m、 m。 梁段的劃分 :本橋上部結(jié)構(gòu)采用的是對稱懸臂澆注的施工方法。 為了正確計(jì)算出所需要的結(jié)果，必須采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒▽⑵渎?lián)系起來。 （ 7） 運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析 （ 8） 查看分析結(jié)果 （ 9） .PSC 設(shè)計(jì) :PSC 設(shè)計(jì)參數(shù)確定，運(yùn)行設(shè)計(jì)，查看設(shè)計(jì)結(jié)果 靜力荷載內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算原理 預(yù)應(yīng)力 混凝土連續(xù)梁橋的計(jì)算與所采用的施工方法密切相關(guān)， 不同的施工方法和施工過程中不同的施工順序都將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不同的受力狀況。 （ 5） 定義施工階段 根據(jù) 各種條件選擇施工方法，定義好施工步驟。 （ 3） 輸入 PSC 截面鋼筋 在 PSC 設(shè)計(jì)模塊中 定義截面鋼筋規(guī)格及裂縫寬度系數(shù)等各項(xiàng)系數(shù)。 Midas 建模步驟簡說 （ 1） 定義材料和截面 按照材料要求與所擬截面尺寸，在 Midas 中直接定義。其中前處理主要是劃分單元、定義截面和材料、建立模型、 約束邊界、 輸入荷載；運(yùn)行分析模塊能得出相應(yīng)的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、反力； 后處理即查看結(jié)果，可自動(dòng)進(jìn)行荷載組合 ；PSC 設(shè)計(jì) 可 對各指定截面進(jìn)行驗(yàn)算、并作出判斷； RC 設(shè)計(jì)主要是針對普通筋的設(shè)計(jì)。 軟件 能考慮的恒載有：自重、中 活載、公路活載、混凝土收縮、徐變、溫度變化、支座 位移 、預(yù)加應(yīng)力、二期恒載、施工臨時(shí)荷載及其它外加荷載 等 ；能輸出如下結(jié)果：結(jié)構(gòu) 簡圖、各階段恒載內(nèi)力圖、位移圖、內(nèi)力包絡(luò)圖、 預(yù)應(yīng)力損失、 預(yù)應(yīng)力筋用量示意圖、箱形截面扭曲彎矩圖及各圖的相應(yīng)資料，各階段內(nèi)力、預(yù)應(yīng)力、活載內(nèi)力、位移及截面驗(yàn)算結(jié)果。 圖 支座處橫斷面截 面尺寸圖（ 單位 :m 尺寸比例： 1： 100） 圖 跨中處橫斷面截面尺寸圖（ 單位 :m 尺寸比例 1： 100） xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 第 3 章 橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 Midas 軟件簡介 MIDAS/Civil 不僅是通用的結(jié)構(gòu)分析 三維 軟件，而且還可以分析 像 預(yù)應(yīng)力箱型橋梁、懸索橋、斜拉橋等特殊的結(jié)構(gòu)形式，并且可以 正確模擬施工方法 做施工階段分析、水化熱分析，靜力彈塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是強(qiáng)有力的土木工程分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。為方便施工，簡化內(nèi)模構(gòu)造，中、小跨徑連續(xù)梁橋腹板一般采用等厚度形式。為滿足支點(diǎn)較xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 大剪應(yīng)力要求，墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到 30～ 60 cm，特殊情況可達(dá)100 cm。 腹板的擬定 跨中腹板厚度的選定，主要取決于布置預(yù)應(yīng)力筋和澆注混凝土 必要的間隙等構(gòu)造要求。墩頂處底板厚度一般為支點(diǎn)梁高的 1/10～ 1/12，底板厚度由跨中向支點(diǎn)逐漸加厚。 對于變截面連續(xù)梁，箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定， 若不配預(yù)應(yīng)力筋，厚度可取 15～ 18 cm；配有預(yù)應(yīng)力筋，厚度一般為 20～ 25 cm。 頂板兩側(cè)懸臂板的長度是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要因素。上下底板都 從支點(diǎn)出 200 cm 向中合攏斷 按二次拋物線變化。根部底板厚度一般為根部梁高的 1/10～ 1/12，以須符合運(yùn)營階段的受壓要求外，并在破壞階段使中性軸盡 量保持在底板以內(nèi)，并有適當(dāng)?shù)母挥唷?常用的箱形截面，其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于 18 m的橋梁 。根據(jù)已建成橋梁的資料分析，支點(diǎn)梁高 HS約為最大跨徑 Lm的 115 ~ 120 ，跨中梁 高 H約為支點(diǎn)梁高 HS的 11~ .本設(shè)計(jì)支點(diǎn)兩高取為 9 m，跨中兩高選為 4 m。 變截面梁的梁底線形可采用折線、拋物線、圓曲線和正弦曲線等。 梁高 的擬定 連續(xù)梁橋支點(diǎn)截面負(fù)彎矩絕對值比跨中正彎矩大，采用變截面形式符合受力特點(diǎn)，同時(shí)變截面梁一般采用懸臂法施工，變高度梁與施工階段內(nèi)力相適應(yīng)。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對截面底板的尺寸影響都不大，對腹板的影響也不致改變對方案的取舍；由于雙室式腹板總厚度增加，主拉應(yīng)力和剪應(yīng)力數(shù)值不大，且布束容易，這是單箱雙室的優(yōu)點(diǎn)；但是雙室式也存在一些缺點(diǎn)：施工比較困難，腹板自重彎矩所占恒載彎矩比例增大等等。 常見的箱形截面形 式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。所以，考慮到各方面的因素，本 設(shè)計(jì) 選擇連續(xù)箱型梁。xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 同時(shí)，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁 型長，設(shè)計(jì)時(shí)其帽梁也須設(shè)計(jì)成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制和吊裝的實(shí)施過程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問題。 T 型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟，跨越能力大，施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。 槽型梁為下承式結(jié)構(gòu) ，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低，且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū) (上翼緣 )壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。但橋面板需現(xiàn)澆施工，增加現(xiàn)場作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長。但從橋下看，景觀效果稍差。 組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好。 在這次設(shè)計(jì)中， 梁部截面形式考慮了 箱形梁、組合箱梁、槽型梁、 T 型梁等可采用的梁型，下面做個(gè)簡單的比較 。截面核心距離的選擇，主要取決于恒載與活載的比值，對于活載較大的鐵路橋梁，宜采用核心距離大的箱形截面。因此，截面的核心距離越大，軸向壓力的 偏心可以越大，即預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂越大，預(yù)應(yīng)力的作用便可以充分發(fā)揮。 在連續(xù)梁的截面選擇中，不僅要考慮彎矩?cái)?shù)值上的變化，而且要考慮彎矩符號的變化。橋梁的立面布置在初步設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，合理與否直接影響橋梁的適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀。介于綜合考慮，此設(shè)計(jì)定為 90+150+90 m，邊跨與中跨比值為 。對于三跨連續(xù)梁，邊跨與中跨的比值多用~。建橋處的 地形、地質(zhì)與水文條件，以及通航要求等對孔跨分布常常起著決定性的作用；此外，還要結(jié)合墩臺、基礎(chǔ)及支座的構(gòu)造，綜合分析比較才能選出最優(yōu)方案。 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 第 2 章 橋 梁 總體布置及 結(jié)構(gòu) 主要尺寸 橋梁總體規(guī)劃布置 孔跨分布 連續(xù) 梁橋可以做成三跨一聯(lián)的，也可以做成多跨一聯(lián)的，一般不超過六跨，特殊情況下也有例外的（如錢塘江二橋）。 綜合考慮以上四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行橋梁方案比選，最后的設(shè)計(jì)、施工將會(huì)變得容易，建成后 的橋梁才是安全美、經(jīng)濟(jì)美、功能美與環(huán)境、視角美。從城市美學(xué)效果來看，連續(xù)梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭色不少。因而，大跨徑混凝土橋常采用在內(nèi)力分布方面較為合理的其它結(jié)構(gòu)體系，且預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋 梁 高較大，景觀稍差，行車條件也不如連續(xù)梁。 目前我國公路梁橋結(jié)構(gòu)一般考慮簡支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。他們適 用于大跨、特大跨度橋梁。這類橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價(jià)低廉，同時(shí)橋型美觀，反映出力與美的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境的和諧，增加了城市的景觀。為此采用大噸位預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來加強(qiáng)。由于鐵路橋所建位置地質(zhì)情況，故 不考慮此橋型。由墩、臺承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。由于水 平反力的作用，拱的彎矩大大減少。 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征： 1)混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成木較低； 2)結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3)結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費(fèi)用較少； 4)結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較小； 5)預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力。 下面我們把此次設(shè)計(jì)方案中的各種橋型進(jìn)行對比 梁橋 梁式橋結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力的橋梁。在此次設(shè)計(jì)方案確定中，有意