【正文】 ( ) ( 0 .5 )b h b b h b b h 。故： 22f f f f 0 f00 .5 0 .5 ( 39。 支座處截面計算結(jié)果如下：由于在支座截面處下部（受壓區(qū)）未設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，故上式中的 p39。f —— 受壓區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗壓計算強度 s39。? —— 混凝土應(yīng)力為 c1? 時，預(yù)應(yīng)力鋼筋 p39。f —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋抗壓計算強度 c1? —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋 p39。? —— 相應(yīng)于混凝土受壓破壞時預(yù)應(yīng)力筋 p39。 ( h a 39。 ) 39。 A 39。b c h?? )； b —— 梁截面腹板寬度 ； fb —— 梁截面下翼緣板寬度。 ( ) ( 0 .5 )b h b b h b b h h hx A? ? ? ? ?? (52) 換算截面對中性軸的慣性矩： 20 E s s 0( 1 ) ( )I I A h x?? ? ? ? (53) 式中 : Es? —— 鋼絞線的彈性模量與混凝土彈性模量的比值 ； sA —— 普通鋼筋的面積 ； f39。 ( ) ( 1 )A b h b b h b b h A?? ? ? ? ? ? ? (51) 受壓區(qū)高度： 22f f f f 0 f00 .5 0 .5 ( 39。 全截面換算截面方法： 圖 61 換算截面 換算截面面積： 0 f f f f E s f( 39。建立了鋼筋與混凝土的粘結(jié)力后，則采用全部換算截面 (但對受拉構(gòu)件、受彎及大偏心受壓構(gòu)件中運營荷載作用時的受拉區(qū)，不計管道部分 )。 其余截面將來用計算機進(jìn)行驗算。 在 Midas軟件中， 可以 通過 “ 模型 材料和截面特性 PSC設(shè)計截面鋼筋 ” 來完成驗算 。錨具出漿門必須出濃漿時，才能關(guān)閉孔道進(jìn)漿閥門，保持壓力 ～ ，持續(xù) 2 分鐘無漏水時關(guān)閉，水泥砂漿初凝后方可卸壓漿閥。孔道應(yīng)預(yù)先進(jìn)行沖洗并排干積水。采用高標(biāo)號水泥，以減少水泥用量；采用高效減水劑，以減小水灰比；采用級配好的骨料，加強振搗，以提高混凝土的密實性；加強養(yǎng)護(hù)，以減小混凝土的收縮。采用普通硅酸鹽水泥，待預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土強度等級達(dá)到設(shè)計要求的 100％，齡期大于 15 天后才開始張拉預(yù)應(yīng)力。錨具安裝應(yīng)與波紋管處于同一軸線位置，連接牢固。 (1)預(yù)應(yīng)力筋、波紋管、錨具盡量選用低松弛的預(yù)應(yīng)力筋，認(rèn)真施行預(yù)應(yīng)力筋的張拉工藝，采取張拉力和伸長值雙控；嚴(yán)格控制波紋管在箱梁中的位置，混凝土振搗時，嚴(yán)禁振動棒直接振動波紋管，從梁側(cè)面插入振搗，避免由于振動棒抽擦造成的波紋管彎曲。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 表 45 預(yù)應(yīng)力損失 鋼束編號 控制應(yīng)力（ MPa） 孔道長度 (m) 彎起角(176。對鋼絲，普通松弛時，按 con ????????采用，對鋼絲鋼絞線，低松馳時，當(dāng) con ? ? 時， c o n pk0 .1 2 5 0 .5f?? ????????， 當(dāng)pk c on ???時，c o n pk0 .2 0 .5 7 5f?? ????????， 對精軋螺紋鋼筋，一次張拉時，按 采用，超張接時，按 采用。 (5) 鋼筋松馳隨溫度升高而增加。 (3) 鋼筋松馳與時間有關(guān)，前期發(fā)展較快，一天后可完成 50％，以后漸趨穩(wěn)定。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的初始張拉控制應(yīng)力小于鋼筋極限強度的 50％時，松馳量很小，松弛損失可以不考慮。如果預(yù)應(yīng)力筋束在一定的張拉應(yīng)力作用下，長度保持不變，則預(yù)應(yīng)力筋束中的應(yīng)力將會隨時間延長而降低，這就是鋼筋的松馳引起的應(yīng)力損失。 2p p pnc nnNNσ AIe?? 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 Np—— 所有預(yù)應(yīng)力筋預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失 1l? 和 2l? 后）的內(nèi)力； epn—— 預(yù)應(yīng)力筋預(yù)加應(yīng)力的合力 Np 至混凝土凈截面形心軸的距離； An、 In—— 混凝土的凈截面面積和截面慣性矩。通常采用分批張拉的工藝，這樣后批張拉的預(yù)應(yīng)力筋引起混凝土構(gòu)件的彈性變形導(dǎo)致先批張拉 并錨固 的預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生應(yīng)力損失，即混凝土彈性壓預(yù)應(yīng)力損失。 無實驗數(shù)據(jù)時，可按表 43 估算 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 值。這些變形導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋向內(nèi)回縮，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 表 42 μ 、 k取值 注： 在本設(shè)計中 μ= ， k=。曲線部分的損失由以上兩部分組成，故要比直線部分的摩擦損失要大的多。摩擦損失主要由管道的彎曲和管道位置偏差引起的。張拉時，預(yù)應(yīng)力筋將沿管道壁滑移而產(chǎn)生摩擦力，使鋼筋中的預(yù)拉應(yīng)力形成張拉端高，向構(gòu)件跨中方向逐漸減少的情況。由于，此橋預(yù)應(yīng)力施工采用后張法，故預(yù)應(yīng)力損失只有五項。 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計算 當(dāng)計算預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力 時應(yīng)考慮下列因素引起的預(yù)應(yīng)力損失： 由于鋼筋管道與鋼筋摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 σL1； 錨頭變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 σL2；臺座與鋼筋之間的溫度差 σL3； 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 σL4； 鋼筋松弛引起石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 的預(yù)應(yīng)力損失 σL5； 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失 σL6。之間。 θp常在 25176。 從減小曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)拉時摩阻應(yīng)力損失出發(fā)，彎起角度 θp 不宜大于 20176。應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后的正截面抗彎承載力的要求。因此一般在跨徑的三分點到四分點之間開始彎起。 預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點的確定：預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起點，兼顧剪力與彎矩兩方面的要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后所產(chǎn)生的預(yù)剪力應(yīng)能抵消作用（或荷載）產(chǎn)生的剪力組合設(shè)計值的一部分。預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起將產(chǎn)生預(yù)剪力，對抵消支點附近的外荷載剪力非常有利；預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎起，可使錨固點分散，有利于錨具的布置。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 表 41 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算表 位置 彎矩 (kN?m) 鋼筋面積 (mm178。 ,每孔 14 束，共需布置孔道 12 個。 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量的估算 根據(jù) 《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 ( J4622021)規(guī)定：頂面混凝土保護(hù)層厚度取 80mm。這種預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力隨著張拉、錨固過程和時間推移而降低的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。 設(shè)計 預(yù)應(yīng)力混凝土 受彎 構(gòu)件 時，需要事先根據(jù)承受外荷載的情況，估算其預(yù)加應(yīng)力的大小。預(yù)應(yīng)力筋的布置要考慮到張拉操作的方便。 截面幾何特性計算值 如 表 36 所示 。 表 34 安全系數(shù)的取值 安全系數(shù)類別 符號 安全系數(shù) 主力 主力 +附加力 安裝荷載 強度安全系數(shù) 縱向鋼筋達(dá)到抗拉計算強度，受壓區(qū)混凝土達(dá)到抗壓極限強度 K 非預(yù)應(yīng)力箍筋箍筋達(dá)到計算強度 K1 混凝土主拉應(yīng)力達(dá)到抗拉極限強度 K2 抗裂安全系數(shù) Kf 為了進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束的計算，需要進(jìn)行荷載組合， 鐵路橋梁的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，主要分兩個階段： 施工 階段和成橋階段 荷載組合見表 35 40831 40831 40831 40831 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 表 35荷載組合 單元號 施工 (kNm? ) 主力 (kNm? ) 主加附 (kNm? ) 1 0 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 25 26 27 30 31 32 33 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 續(xù) 表 35 單元號 施工 (kNm? ) 主力 (kNm? ) 主加附 (kNm? ) 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 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 續(xù) 表 35 單元號 施工 (kNm? ) 主力 (kNm? ) 主加附 (kNm? ) 65 66 67 68 69 403 0 404 0 405 0 406 0 箱梁毛截面特性計算 本次設(shè)計的 八 跨連續(xù)梁沿跨中截面對稱， 邊跨與中跨長度不同，中間六跨長度相同，截面一致 。 圖 311 溫度荷載彎矩圖 (單位： kNm? ) 圖 312 溫度荷載剪力圖 (單位： kN) 支座不均勻沉降引起的彎矩圖和剪力圖見圖 31圖 314。 移動荷載彎矩 包絡(luò) 圖和剪力 包絡(luò) 圖 如 圖 3圖 310 所示 。 荷載內(nèi)力計算結(jié)果 恒載計算結(jié)果 自重引起的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力如圖 3圖 36所示 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 圖 35 自重引起的 彎矩 圖 (單位： kNm? ) 圖 36 自重引起的 剪力 圖 (單位： kN) 二期引起全結(jié)構(gòu)的 彎矩圖和剪力圖 如 圖 3圖 38 所示 。 定義施工階段在 Midas軟件 中的 定義過程是菜單 施工階段分析數(shù)據(jù) 定義施工階段 添加，然后根據(jù)每段梁的具體情況把數(shù)據(jù)錄入，每一段施工持續(xù)時間為 20天，材齡為 7天，將荷載和邊界條件按具體情況分配。 最后階段 (PostCS)是對除施工階段荷載以外的其他荷載進(jìn)行分析的階段，在該階段可以將一般荷載的分析結(jié)果和施工階段分析的結(jié)果進(jìn)行組合。 基本階段是對單元進(jìn)行添加或刪除、定義材料、截面、荷載和邊界條件的階段，可以說與實際施工階段分析無關(guān)，且上述工作只能在基本階段進(jìn)行。 利用用荷載支座沉降分析數(shù)據(jù) 支座沉降荷載工況功能定義荷載工況，最小支座沉降數(shù)量定為 1，最大支座覺降數(shù)量定為 9，從而找到支座沉降所帶來的最不利內(nèi)力。 根據(jù)設(shè)計要求，在 Midas 軟件中， 可以使用支座沉降組功能模擬支座沉降，在 9 個 支座處 分別定義可能發(fā)生的沉降量，然后由程序最大所有可能發(fā)生的沉降情況進(jìn)行分析給出沉降分析的最大和最小結(jié)果。 故在 Midas 軟件中選擇 梁截面 荷載， 選擇全梁，根據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 ( J4622021) 箱梁沿板厚度的溫差曲線按下式計算 (圖 33)。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 本設(shè)計中， L? = 1+μ= 溫度荷載的施加 由于混凝土材料的導(dǎo)熱性能差，各種溫度 變化的作用下，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力、變形 ， 因此需要 考慮溫度的作用效應(yīng)。然后定義標(biāo)準(zhǔn)車輛，選擇鐵路荷載規(guī)范，并選擇 ZK 活載，最后定義移動荷載工況，將兩車道與車輛進(jìn)行組合并定義車道最小為 1，最多為 2。 本設(shè)計要采用車道單元加載的方式。對于梁單元，移動荷載定義采用的是車道加載。移動荷載定義分四個步驟： (1)定義車道 (適用于梁單元 )或車道面 (適用于板單元 )； (2)定義車輛類型； 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 (3)定義移動荷載工況； (4)定義移動荷載分析控制 — 選擇移動荷載分析輸出選項、沖擊系數(shù) 計算方法和計算參數(shù)。 (2)二期荷載 根據(jù)經(jīng)驗和已有相似資料，可估算 二期荷載集度為 ： q=220kN/m， 施加二期荷載需要通過添加連續(xù)梁單元荷載來完成，首先定義荷載工況名稱二期荷載，然后定義荷載類型為分布荷載，最后定義均布荷載分布的起始點和終點位置，并且將荷載集度一欄都輸入 220kN/m (負(fù) 號代表與 z 軸正方向相反 )即可。主梁恒載內(nèi)力，包括自重引起的主梁自重 (一期恒載 )內(nèi)力 和二期恒載 (如鋪裝、欄桿等 )引起的主梁后期恒載內(nèi)力。 具體 施工過程如 圖 32 所示。 施加約束 該橋為 八跨一聯(lián) 連續(xù)梁橋， 橋梁的約束條件與施工過程有關(guān)。橋梁模型如圖 31 所示。 單元劃分 建立模型時，要盡量使所建模型與實際結(jié)構(gòu)一致。 (8)可在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析后對多種形式的梁、柱截面進(jìn)行設(shè)計和驗算。可以輸出各種反力、位移、內(nèi)力和應(yīng)力的圖形、表格和文本。 (5)提供靜力分析 (線形靜力分析、熱應(yīng)力分析 )、動力分析 (自由振動分析、反應(yīng)譜分析、時程分析 )、靜力彈塑性分析、動力彈塑性分析、動力邊界非線形分析、幾何非線形分析 (Pdelta 分析、大位移分析 )、優(yōu)化索力、屈曲分析、移動荷載分析 (影響線/影響面分析 )、支座沉降分析、熱傳導(dǎo)分析 (熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射 )、水化熱分析 (溫度應(yīng)力、管冷 )、施工階段分析、聯(lián)合截面施工階段分析等