【正文】 向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算： 如圖： ? ?0N ， p cd p pdN f bx nA f?? （ 41） dMM?? ， 0( / 2)d c dM f bx h x?? （ 42） 解上兩式得： 受壓區(qū)高度 200 2 dcdMx h h fb? ? ? （ 43） 預(yù)應(yīng)力筋數(shù) 0( / 2 )dp p dMn A f h x? ? （ 44a） 或 200 2c d cy p d c df b Mn h hA f f b???? ? ????? (44b) 式中 dM — 截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值（考慮混凝土安全系數(shù) ??c ， dcMM?? ）。 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求： 預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 m) Qmax(KN) Qmin(KN) 1 0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 注：表中的數(shù)據(jù)只是取結(jié)構(gòu)的一半，彎矩值對(duì)稱(chēng)，剪力值反對(duì)稱(chēng)。 表 33 活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果（公路 Ⅰ級(jí)） 截面號(hào) Mmax(KN 本設(shè)計(jì)計(jì)算跨徑取 104m， 彈性模量 10E M Pa?? ，計(jì)算得出跨中截面慣矩? ，估算得到 G=，將數(shù)據(jù)代入上式： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 2 3 3 . 9 2 1 8/ 2 3 . 8 4 5 2 /9 . 8 1cm G g k g m? ? ? 4 31 221 3 . 6 1 6 1 3 . 6 1 6 3 . 6 1 0 8 . 1 1 2 4 7 1 0 0 . 6 9 5 72 2 1 0 4 2 3 . 8 4 5 2ccEIf H zlm?? ??? ? ? ?? 4 32 222 3 . 6 5 1 2 3 . 6 5 1 3 . 6 1 0 8 . 1 1 2 4 7 1 0 1 . 2 1 7 52 2 1 0 4 2 3 . 8 4 5 2ccEIf H zlm?? ??? ? ? ?? 本設(shè)計(jì)采用 2f ，由于 2 Hz? ，所以μ取 。 橋梁的自振頻 率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無(wú)更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算： 1 ccEIf lm?? 2 22 3 .6 5 12 ccEIf lm?? /cm G g? 式中 l— 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（ m ）； E— 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（ 2/Nm）； cI — 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（ 4m ）； cm — 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（ /kgm ），當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為（ 22/Ns m ）； G — 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（ /Nm）； g — 重力加速度， ( / )g m s? 。 橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類(lèi)型、建筑材料等動(dòng)力特性?xún)?nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 活載因子 的計(jì)算 FACTOR=(1+μ )nηξ 式中 1+μ — 沖擊系數(shù)； n— 車(chē)道數(shù)； 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) η — 車(chē)道折減系數(shù)； ξ — 偏載系數(shù)，即橫向分布系數(shù)本設(shè)計(jì)近似取 。因?yàn)榻孛娌捎脝蜗鋯问視r(shí)，可直接按平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載內(nèi)力計(jì)算，所以全橋采用同一個(gè)橫向分配系數(shù)。 活載內(nèi)力計(jì)算 活載內(nèi)力計(jì)算為基本可變荷載 (公路 Ⅰ級(jí) )在橋梁使用階段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 m) Q(KN) 截面號(hào) M（ KN主梁的自重內(nèi)力計(jì)算方法可分為兩類(lèi)：在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換 ,如在滿堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算；在施工過(guò)程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該分階段計(jì)算內(nèi)力。由于對(duì)施工方面的知識(shí)不熟，本設(shè)計(jì)中對(duì)該項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容作了簡(jiǎn)化，主要考慮了一般恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力。 設(shè)計(jì)內(nèi)力是強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。 ，基礎(chǔ)應(yīng)夯實(shí)，確保牢固可靠，防止下沉變形。 ，防止超 過(guò)允許誤差。安裝盆式橡膠支座前應(yīng)注意將支座的相對(duì)滑動(dòng)面和其他部分用丙酮或酒精擦洗干凈，安裝支座標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其四角高差不得大于 1mm，活動(dòng)支座的四氟板必需擱置在盆中，使支座能充分發(fā)揮其受力和位移功能。 2. 懸灌施工時(shí)，兩端施工設(shè)備的重量要保持平衡，并注意無(wú)左右偏載，兩端澆筑混凝土進(jìn)度之差不得大于 2立方米。 主意事項(xiàng) 1. 各合攏段混凝土灌注，應(yīng)選擇非溫度急劇變化日之夜間氣溫最低時(shí)進(jìn)行， (由于設(shè)計(jì)中不能事先確定合攏時(shí)之溫度值，故按合攏溫度為 15℃設(shè)計(jì) )為切實(shí)保證灌注質(zhì)量，在中跨合攏段兩端截面間設(shè)鋼支撐，并于頂、底板上各張拉四根臨時(shí)鋼索，張拉力為 300kN，以鎖定合攏段兩側(cè)梁部。 2. 拆除主跨跨中掛籃，灌注主跨中跨合攏段。墩頂 0梁段開(kāi)始灌注之前，正式支座及臨時(shí)支座 (即鋼筋混凝土支墩 )均先就位，主跨墩支座全部臨時(shí)剛接 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 形成固定鋼支座，活動(dòng)支座應(yīng)給予臨時(shí)鎖定。 具體分段 本橋全長(zhǎng) 332 米，全梁共分 132 個(gè)單元，中支點(diǎn) 0 號(hào)塊長(zhǎng)度 （ BSAS 中為了方便計(jì)算分為 8 2m 單元），一般梁段長(zhǎng)度分成 、 和 ，邊跨合攏段長(zhǎng)，中跨 合攏段長(zhǎng) ，邊跨直線段長(zhǎng) 9m。因此本設(shè)計(jì)沒(méi)有加以考慮，而且由于 中間橫隔梁的尺寸及對(duì)內(nèi)力的影響較小，在內(nèi)力計(jì)算中也可不作考慮。 3. 橫隔梁 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。此外，梗腋使力線過(guò)渡比較平緩，減弱了應(yīng)力的集中程度。梗腋的形式一般為 1： 1： 1： 1： 4 等。 本設(shè)計(jì)支座處腹板厚取 75cm.，跨中腹板厚取 40cm。 （ 3） 腹板內(nèi)有錨頭時(shí)，采用 250— 300mm。在預(yù)應(yīng)力梁中，因?yàn)閺澥鴮?duì)外剪力的抵消作用，所以剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的值比較 小，腹板不必設(shè)得太大；同時(shí)，腹板的最小厚度應(yīng)考慮力筋的布置和混凝土澆筑要求，其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為： （ 1） 腹板內(nèi)無(wú)預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，采用 200mm。底板在支點(diǎn)處厚 70cm,在跨中厚 28cm。箱梁頂板厚度應(yīng)滿足橫向彎矩的要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力筋的要求。支墩處底版還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來(lái)講：變截面的底版厚度也隨梁高變化，墩頂處底板為梁高的 1/101/12，跨中處底板一般為 200 細(xì)部尺寸 頂板與底板 箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負(fù)彎矩的主要工作部位。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊咧皇窃黾痈拱甯叨?，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。本設(shè)計(jì)是一座公路連續(xù)箱形梁，采用的橫截面形式為扁平的單箱單室。拿單箱單室和單箱雙室比較，兩者對(duì)截面底板的尺寸影響都不大，對(duì)腹板的影響也不致改變對(duì)方案的取舍；但是，由框架分析可知：兩者對(duì)頂板厚度的影響顯著不同，雙室式頂板的正負(fù)彎矩一般比單室式分別減少 70%和 50%。 常見(jiàn)的箱形截面形式有：?jiǎn)蜗鋯问摇蜗潆p室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。此外，箱形截面這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對(duì)于彎橋和采用懸臂施工的橋梁尤為有利；同時(shí)，因其都具有較大的面積，所以能夠有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；箱形截面具有良好的動(dòng)力特性；再者它收縮變形 數(shù)值較小，因而也受到了人們的重視。 當(dāng)橫截面的核心距較大時(shí)，軸向壓力的偏心可以愈大，也就是預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的力臂愈大，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。 結(jié)合以上的敘述，所以本設(shè)計(jì)中采用懸臂現(xiàn)澆施工方法，變截面的梁。 3. 采用有支架施工，逐跨架設(shè)施工、移動(dòng)模架法和頂推法施工的連續(xù)梁橋較多采用等截面布置。由于跨徑不大，梁的各截面內(nèi)力差異不大，可采用構(gòu)造措施予以調(diào)節(jié)。一般用于如下情況： 1. 橋梁為中等跨徑，以 40— 60米為主。但是，在采用頂推法、移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。基本符合以上原理要求。但是若采用懸臂施工法，則不然。對(duì)于橋孔分跨，往往要受到 如下因素的影響：橋址地形、地質(zhì)與水文條件，通航要求以及墩臺(tái)、基礎(chǔ)及支座構(gòu)造，力學(xué)要求，美學(xué)要求等。設(shè)計(jì)主跨為 104m。 由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。懸臂灌注施工具有很多優(yōu)越性：它不需要大型的機(jī)械 設(shè)備；不影響橋下通航、通車(chē)；且施工受河道水位和季節(jié)的影響較小。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準(zhǔn)確性難以保證，所以采用有限元分析軟件 — BSAS 進(jìn)行，這樣不僅提高了效率，而且準(zhǔn)確度也得以提高。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)，靠近中間支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩，而跨中則承受正彎矩，則梁高采用變高度梁，按二次拋物線變化。梁體采用單箱單室箱型截面，全梁共分 132個(gè)單元，中支點(diǎn) 0號(hào)塊長(zhǎng)度 8m，一般單元長(zhǎng)度分為 2m、 、 3m，邊跨合攏段長(zhǎng) 2m，中跨合攏段長(zhǎng) 2m（ BSAS 中做了處理分為兩段 1m 的 單元），邊跨直線段長(zhǎng) 9m。設(shè)計(jì)過(guò)程中提高學(xué)生獨(dú)立的分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到具備初步專(zhuān)業(yè)工程人員的水平，為將來(lái)走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 總而言之，一座橋的設(shè)計(jì)包含許多考慮因素，在具體設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最佳方案。通過(guò)連續(xù)梁、 T型剛構(gòu)、連續(xù) — 剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見(jiàn)：連續(xù) — 剛構(gòu)體系的技術(shù) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 經(jīng)濟(jì)指針較高。但是，橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，三材指針和造價(jià)指針與很多因素有關(guān)，例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動(dòng)力和材 料價(jià)格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國(guó)基建條件。 另外，在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素，它是設(shè)計(jì)方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。 2． 在一切適宜的橋址，設(shè)計(jì)與修建墩梁固結(jié)的連續(xù) — 剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的大噸位支座。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。這種綜合了上述兩種體系各自?xún)?yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個(gè)重要發(fā)展，也是未來(lái)連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。 然而，當(dāng)跨度很大時(shí)，連續(xù)梁所須的巨型支座無(wú)論是在設(shè)計(jì)制造方面，還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個(gè)難題；而 T型剛構(gòu)在這方面具有無(wú)支座的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大 橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)，成為優(yōu)勝方案。到后來(lái)，由于懸臂施工方法的應(yīng)用，連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有了飛速的發(fā)展。 連續(xù)梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續(xù)梁在支點(diǎn)處有負(fù)彎矩，由于負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。 雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到 80 年。 我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝