【正文】 （521） （522） 有時需調整束數，當截面承受負彎矩時，如果截面下部多配根束，則上部束也要相應增配根，才能使上緣不出現拉應力，同理，當截面承受正彎矩時，如果截面上部多配根束，則下部束也要相應增配根。 一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數的最小值)。寫成計算式為：對于截面上緣： （55） （56） 對于截面下緣： （57） （58） 其中，—由預應力產生的混凝土法向拉應力，W—截面抗彎模量， —混凝土軸心抗壓強度標準值。(2)按正常使用狀態(tài)計算拉應力滿足要求估算下限，壓應力滿足要求估算上限。若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力筋數量。對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數量按下式計算：h0xNy如圖： 承載力極限狀態(tài)計算圖， （51） ， （52） 解上兩式得：受壓區(qū)高度 （53） 預應力筋數 ， （54a） 或 （54b） 式中： MP—截面上組合力矩（，）。(1)按承載能力極限計算 預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。 預應力筋的估算方法根據規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土連續(xù)梁應滿足使用和承載能力極限狀態(tài)下的正截面強度要求。確定鋼束需要知道各截面的計算內力，而布置好鋼束前又不可能求得橋梁的真實受力狀態(tài)，故只能稱為“估算”。估算結果為截面上緣配筋和截面下緣配筋，此為截面最小配筋，設計者可根據經驗適當放寬。 使用階段彎矩包絡圖；彎矩（KNm） 降溫作用下結構剪力圖；剪力（KN） 溫度梯度作用下結構彎矩圖；彎矩（KN—； 升溫作用下結構彎矩圖；彎矩（KN ε0=αAh T(y)b(y)dyycχ （45） χ=αIh T(y)b(y)(yyc) dy （46）將求得的e 與c值代入式（44）即可求得溫度自應力。但因梁的變形必須服從平截面假定，所以截面實際變形后，位置函數為：εa(y)=ε0+χy （42）其中：——沿梁高y=0處的變形值；——單元梁段撓曲的曲率。對于連續(xù)梁結構，基本結構為靜定結構，因而亦存在溫度自應力。由于梯度溫度引起的效應應采用規(guī)范規(guī)定的豎向溫度梯度曲線。m） 汽車活載作用下剪力包絡圖；剪力（KN） 溫度內力理論分析和實驗研究證明溫度應力對超靜定結構中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力，已被認為是預應力混凝土連續(xù)梁產生裂縫的主要原因。Sp= (1+u)ξΣMiPiYi SP——主梁最大活載內力；1+u——汽車沖擊系數；u——汽車荷載折減系數； mi——荷載橫向分布系數； pi——車隊各輪載質量；； yi——主梁內力影響線坐標。連續(xù)梁橋為超靜定結構，活載內力計算以影響線為基礎。m） 恒載作用下剪力包絡圖；剪力（KN） 活載內力活載內力為基本可變荷載（包括汽車、履帶車、掛車及人群等）在橋梁使用階段所產生的內力。主梁的自重內力計算方法可分為兩類：在施工過程中結構不發(fā)生體系轉換,如在滿堂支架現澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內力影響線總面積計算；在施工過程中有結構體系轉換時，應該分階段計算內力。將以上內力按照規(guī)范進行組合，從中挑出最大設計內力，一次進行配筋設計和應力驗算，其中恒、活載內力最重要?；钶d作用在成橋結構上，連續(xù)梁活載內力往往是通過影響線最不利加載計算。自重內力和二期恒載內力由結構力學的一般方法并配合疊加原理進行計算。: 主梁單元劃分在邁達斯里面，程序默認公用節(jié)點號的節(jié)塊為剛性連接， 支承條件示意圖 計算內容設計內力計算是強度驗算和配筋設計的依據。根據一般懸臂灌注施工階段在4m以下，各節(jié)段重量不宜相差太大，且節(jié)段長度不宜太多的原則，主梁共劃分63個節(jié)段，64個節(jié)點（為了得到跨中的內力和位移，跨中合攏段被分為兩個節(jié)段）。(5) 優(yōu)點在經過一段時間的使用后，我覺得MADIS的最大優(yōu)點是，在設計中出現問題時，可以有步驟地，清晰的，直觀地進行查找，改正。(3) 系統(tǒng)組成系統(tǒng)可以導入CAD等文件，按圖層分塊，在給各塊賦值后，系統(tǒng)生成結構模型，從而在加載后，生成內力圖，并可以進行承載了的計算。橋梁施工流程圖: 懸臂施工法施工流程第4章 主梁內力計算(1) 系統(tǒng)功能 MIDAS可以根據輸入的數據文件，按用戶要求算出并累加所有各施工階段和運營階段恒、活載內力、位移、反力及預應力等內容；并給出對應的內力圖、位移圖、包絡圖等。掛藍懸臂施工是在橋墩的兩側對稱逐段澆注混凝土、張拉預應力鋼筋、移動掛藍、立模綁扎鋼筋等循環(huán)連續(xù)施工，直至和攏形成連續(xù)梁橋。與變截面連續(xù)梁最匹配的施工方法為懸臂施工法，懸臂施工法是從橋墩開始對稱地、不斷懸出接長的施工方法。 縱向預應力筋縱向預應力筋采用127φ5低松弛鋼絞線，強度級別f=1860MPa，張拉控制應力σ==1302MPa，兩端“雙控”張拉；錨固體系為OVM錨，錨墊板尺寸為270mm270mm；管道形成為金屬波紋管，波紋管內徑90mm，外徑100mm。 承臺承臺厚4m。 樁基主墩下直徑2m的樁6根，=5m，=。截面壁厚1m。在橫截面的寬度和箱梁支點處底板寬度相同，為5m。本橋中，頂板梗脅尺寸為120cm40cm，底板梗脅尺寸為40cm40cm。 懸臂板懸臂板沿橫向為變厚，端部按最小構造要求取值，端部取20cm，根部為60cm。本橋設計采用腹板厚度不變的形式。所以底板厚度取30cm。本橋腹板間距大約5m，所以頂板最小厚度為20cm。 頂板厚度單純從縱向受力分析，在預應力混凝土兩種，由于其承壓面積大，頂板縱向壓力一般不控制設計，頂板的厚度主要由橫向受力和布筋構造要求確定。 上部結構基本尺寸擬定 主梁截面高度根據統(tǒng)計分析，變高公路預應力混凝土連續(xù)梁橋的高跨比經驗數據，支點梁高為跨度的1/161/25，跨度L=60m，—，取支點梁高 H支 =3m。%的橫坡，截面頂板保持水平，通過橋面鋪裝來實現橫坡的設置。單幅橋面寬10m，++1m人行道+2++。 結構布置經過方案比選，本方案采用（40+60+40）m的預應力混凝土連續(xù)梁橋。公路橋梁地震作用的計算及結構設計，應符合現行《公路工程抗震設計規(guī)范》的規(guī)定。5）計算橋梁結構由于梯度溫度引起的效應時，按照《通用規(guī)范》（JTG D60）。最高和最低有效溫度標準值可以查《通用規(guī)范》（JTG D60）。3）自設定沖擊系數：沖擊系數和結構的基頻有關，結構基頻按照《通用規(guī)范條文說明》（JTG D60）。查《通用規(guī)范》（JTG D60），橋梁設計車道數為4。1）車道荷載：由均布荷載和集中荷載組成，橋梁計算跨徑60m50m，集中荷載取360KN。混凝土的徐變的計算，可以假定徐變與混凝土應力呈線性關系。因此，二期恒載為24+=。（2）二期恒載：。圖28 斜拉橋主梁布置圖 單位：mm 方案比選項 目方案一方案二方案三主橋橋型上承式拱橋預應力混凝土連續(xù)梁斜拉橋跨徑組合14040+60+4085+55抗震性能抗震性能好抗震性能好抗震性能一般航道適用性滿足通航要求滿足通航要求滿足通航要求技術指標無創(chuàng)新施工難度大有創(chuàng)新技術成熟有創(chuàng)新施工難度大基礎規(guī)模主橋沒設中間墩主橋設1個中間墩主橋設1個中間墩施工難度難度一般技術成熟難度大施工速度用轉體施工法速快用轉體施工法速度較快掛籃施工法速度較快維修養(yǎng)護費用比較高只用于橋面的維修費用較低要進行塔索的維護費用較高經濟型造型多樣經濟型一般造型簡單經濟型較好經濟型不好景觀效果形式多樣比較優(yōu)美形式比較簡單造型優(yōu)美 方案確定綜上所述，根據安全、經濟、適用、美觀變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋，最終選定為本次設計的推薦方案。2）橋塔布置橋塔采用的是該橋的最佳塔高，塔高39米。（3）下部結構：橋墩采用鉆孔灌注端承樁。%%的縱坡。具體構造見下圖圖25 上承式混凝土拱橋拱肋布置圖 設計方案三1） 總體布置該橋采用不等跨斜拉橋，主跨85米，另一跨55米，是該橋的最佳索高，索間距取10米，主橋的總體布置見下圖。2） 結構構造拱肋采用等高單箱三室混凝土截面，截面高h=， 截面寬20米。拱圈截面形式為箱型截面。護欄采用金屬制橋梁護欄。圖24上承式混凝土拱橋布置圖 單位：（cm）（1）孔徑布置：跨徑140m，橋寬20m。拱肋軸線為圓曲線，設計矢高為27m ，矢跨比為1/5。布置有兩個中間橋墩。橋墩與基礎基本尺寸見下圖。圖22連續(xù)梁橋主梁布置 單位（mm）3） 下部結構尺寸設計本方案采用鋼筋混凝土圓端形重力式實體橋墩，橋墩縱向寬4m，橫向寬10m。2）梁橫斷面設計箱梁橫截面為單箱單室直腹板，箱梁頂面寬10，底寬5m。（3）下部結構：橋墩基礎是連成整體的，全橋基礎均采用鉆孔灌注端承樁，橋墩為圓端型實體墩。采用雙幅雙箱單室箱型形式。％的橫坡，%的縱坡，其中中間標高高于兩側標高。土木工程與力學學院 112圖21 主橋總體布置圖 單位：（cm）（1）孔徑布置：40m+60m+40m，全長140m，寬21m。連續(xù)梁體為雙箱單室變高度變截面箱梁，中跨中部15m 為等高梁段，；, 其余梁段梁底下緣按拋物線變化。為盡可能減小對航道、河道的影響，橋梁宜采用大跨度。（5）學習變截面梁橋的設計過程。（3）設計方案力求結構新穎，保證結構受力合理，技術可靠，施工方便。：（1）符合城市發(fā)展規(guī)劃，滿足交通功能需要。因此根據地形地質、水文和河段特征等條件，本著技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理的原則，選擇合理的設計方案有重大的意義。其中以安全與經濟最為重要，過去設計往往對橋梁功能重視度不夠，現在由于各種交通量的發(fā)展，需要十分重視橋下凈空與行車舒適性。一個好的橋梁不僅能節(jié)約造價、縮短工期，而且在整個設計周期中起著“萬事開頭難”的功效。由此，對于一定的建橋條件，根據側重點的不同可能會做出基于基本要求的多種不同設計方案，只有通過技術經濟等方面的綜合比較才能科學的得出完美的設計方案。 設計規(guī)范（1 《公路橋涵設計基本規(guī)范》（）（2 《公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范》（）（3 《公路橋梁鋼結構設計規(guī)范》（）（4 《公路橋涵混凝土和砌體結構設計規(guī)范》（）（5 《公路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》（）（6 《工業(yè)企業(yè)標準軌距公路設計規(guī)范》（GBJ12 87）（7 《公路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》（鐵建設[2005]157 號） （8 《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》（CECS28：90）（中國工程建設標準化協會標準）（9 《內河通航標準》（GB50139 2004） 隨著橋梁理論的不斷成熟，在橋梁設計中要求橋的適用性強、舒適安全、建橋費用經濟、技術含量高。鋼鉸線抗拉強度f pk=1860MPa，彈性模量Ep=195GPa ，技術條件符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224）的規(guī)定。（2）鋼材：拱肋鋼管及橫撐均采用 Q345qE 鋼材，技術標準符合《橋梁用結構鋼》（GB/T714）。（6）地震烈度：小于6 度。（4）設計洪水頻率：百年一遇。（2）橋上線路：單線（直線、平坡）。（3）冬半年主要受蒙古冷高壓楔控制，盛行偏北風，氣溫低，干燥少雨；夏半年主要受副熱帶高壓影響，盛行偏南風，氣溫高，濕潤多雨。 設計依據（1）橋址位于五一圍墾區(qū)內，主要地貌單元為海岸階地和海岸平原；原地形多處于海灘潮間帶、潮下帶，及其形成的灘涂、港溝；現地面較為平坦，形成淺湖泊、濕地和耕地。同時，一座橋的設計方案完成后，造價指針不能僅僅反應了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內的養(yǎng)護、維修等運營費用在內。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預應力鋼筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的技術經濟指針。在城市預應力混凝土連續(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優(yōu)點的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展，也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。當跨度很