【正文】 截面尺寸直至通過，若通過就開始繪制施工圖和編制設(shè)計文件。3）按相關(guān)的規(guī)范和相關(guān)的力學(xué)原理布置預(yù)應(yīng)力鋼束在每個橋梁的位置，利用軟件施加鋼束預(yù)應(yīng)力、系統(tǒng)溫度、支座不均勻沉降等荷載，把所有荷載進行荷載組合（考慮收縮和徐變），算出這些荷載組合下的內(nèi)力。 本橋式結(jié)構(gòu)的特點 設(shè)計特點預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的通常設(shè)計步驟：1）根據(jù)經(jīng)驗公式和相關(guān)規(guī)范初擬立面和截面尺寸，在軟件中建立相應(yīng)的模型并大致模擬出實際的施工過程，并按照橋梁的實際受力和約束條件施加相應(yīng)的荷載和邊界條件，利用軟件計算得到恒載、活載和附加恒載產(chǎn)生的內(nèi)力之和。柔性墩的設(shè)計必須考慮上部梁體變形（轉(zhuǎn)動與縱向位移）對它的影響。隨著橋墩高度的增加，薄壁墩對上部梁體的嵌固作用越來越小，逐步退化為柔性墩的作用。我國從20世紀50 年代中期嘗試修建預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，如今，我國在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計與施工技術(shù)都達到了比較高的水平。由于連續(xù)剛構(gòu)橋的整個結(jié)構(gòu)連接成一個整體，屬于多次超靜定結(jié)構(gòu)，因而由鋼束預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變,溫度變化和支座沉降所引起的結(jié)構(gòu)縱向位移將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大的次內(nèi)力。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計80m+140m+80m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒論 1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋概述 1 本橋式結(jié)構(gòu)的特點 1 設(shè)計特點 1 受力特點 2 構(gòu)造特點 2 施工工藝方法 3 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 3 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容 3第2章 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計 5 設(shè)計概述 5 5 材料規(guī)格 5 設(shè)計規(guī)范 6 橋梁總體布置及結(jié)構(gòu)主要尺寸 7 立面布置 7 橫截面尺寸擬定 8 主梁和橋墩的施工分段 10 施工注意事項 11第3章 主梁內(nèi)力計算 13 MIDAS模型建立 13 計算單元的劃分 13 荷載信息 14 施工順序設(shè)計 15 恒載內(nèi)力計算 16 毛截面幾何特性 16 恒載內(nèi)力計算 17 活載內(nèi)力計算 20 計算方法 20 設(shè)計荷載 21 恒活載內(nèi)力短期效應(yīng)組合 25第4章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置 28 預(yù)應(yīng)力筋的估算原理 28 預(yù)應(yīng)力筋的估算方法 28 按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求 28 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算 29 按正常使用狀態(tài)抗裂性要求進行配束 31 預(yù)應(yīng)力筋的估算 32 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 34 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束布置 35第5章 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力計算 36 預(yù)應(yīng)力損失計算原理 37 管道摩阻損失的計算 37 錨頭變形損失計算 37 彈性壓縮損失的計算 38 鋼筋松弛損失 38 混凝土收縮徐變損失 38 有效預(yù)應(yīng)力值計算 39第6章 次內(nèi)力計算 46 收縮、徐變次內(nèi)力 46 預(yù)加力引起的次內(nèi)力 50 預(yù)加力次內(nèi)力計算原理——等效荷載 50 先期預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的徐變次內(nèi)力 51 后期預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生的彈性次內(nèi)力 52 溫度次內(nèi)力 55 溫度場對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的影響 55 溫度場 55 溫差作用效應(yīng)計算原理 56 整體溫度變化 57 溫度梯度 59 支座不均勻沉降引起的次內(nèi)力 62第7章 截面驗算 65 內(nèi)力組合與截面驗算 65 承載能力極限狀態(tài)計算 66 正截面抗彎承載能力計算 66 斜截面抗剪驗算 72 正常使用極限狀態(tài)計算 78 使用階段正截面抗裂驗算 78 使用階段斜截面抗裂驗算 82 撓度驗算 85 持久狀況和短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計算 86 使用階段正截面壓應(yīng)力驗算 86 使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗算 89 施工階段正截面法向應(yīng)力驗算 91 受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力驗算 95第8章 主要工程數(shù)量估算 99 混凝土用量估算 99 預(yù)應(yīng)力鋼絞線用量 100 錨具用量估算 102第9章 總結(jié)和討論 103致謝 104參考文獻 105附錄 實習(xí)報告 106XII 第1章 緒論 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋概述連續(xù)剛構(gòu)橋是預(yù)應(yīng)力混凝土大跨梁式橋的主要橋型之一，它綜合了連續(xù)梁和T形剛構(gòu)橋的受力特點，連續(xù)鋼構(gòu)橋?qū)⒅髁鹤龀蛇B續(xù)梁體系，并且與薄壁橋墩固結(jié)而成。連續(xù)剛構(gòu)橋一般用于較大跨度橋梁。大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋一般采用柔性雙薄壁墩，設(shè)計者將柔性墩作為一種擺動的支撐體系，從而降低橋墩的剛度，減小次內(nèi)力效應(yīng)。典型的連續(xù)剛構(gòu)體系采用對稱布置，并采用平衡懸臂施工方法建成。連續(xù)剛構(gòu)體系除了保持連續(xù)梁的各個優(yōu)點外，墩梁固結(jié)體系還節(jié)省了大型支座的昂貴費用，減少了橋墩及基礎(chǔ)的工程量?；谏鲜鰞?yōu)點，目前，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，連續(xù)剛構(gòu)橋已成為主要的橋型選擇。2）根據(jù)活載最不利布置使用作用短期效應(yīng)組合下的彎矩包絡(luò)圖，并按照此圖中各截面的最大和最小彎矩估算預(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量。4）最后，進行截面驗算。 受力特點連續(xù)剛構(gòu)橋由于墩梁剛性連接，在荷載作用下，主梁橋墩處將產(chǎn)生較大的負彎矩，因而可以減少跨中的正彎矩，這樣可以有效提高截面利用率。 構(gòu)造特點1）零號塊零號塊是橋墩正上方的一個塊體，它的立面形狀包括中間的等截面和兩邊懸出端的變截面。另外，施工階段時零號塊上還要堆放大量的機型設(shè)備，這樣使得零號塊的受力很復(fù)雜，因此，其整個截面尺寸都取得較大。一般只在橋墩部位零號塊內(nèi)設(shè)置橫隔板。3）合龍段合龍段是連接兩邊的梁段，使它們形成完整橋的梁體系的重要部分。合龍段的長度應(yīng)盡量縮短，～3m。合龍段應(yīng)采用高強、早強、較少收縮的混凝土；合龍段混凝土應(yīng)在一天中溫度較低時澆筑。因施工方法的不同，橋梁的內(nèi)力也不同，體系轉(zhuǎn)換也不同。1）施工方案：本設(shè)計采用懸臂澆注施工和滿堂支架現(xiàn)澆施工。懸臂施工法是在已經(jīng)建成的橋墩上，沿橋墩兩側(cè)對稱逐段澆筑混凝土，這樣可以充分利用了預(yù)應(yīng)力混凝土承受負彎矩的能力，將跨中正彎矩轉(zhuǎn)移到支點負彎矩，提高了橋梁的跨越能力。2）施工順序：對于懸臂施工的連續(xù)剛構(gòu)橋，施工順序的確定是非常重要的。（2）邊跨同時合龍，釋放左、右橋墩處的臨時固結(jié)。 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義橋梁建設(shè)在當(dāng)今中國的基礎(chǔ)建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。近年來大量的公路橋梁也在不斷的修建起來。在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下，通過查閱資料，認真完成本橋截面尺寸的擬定、施工、荷載的施加、預(yù)應(yīng)力束的估算和配置以及各階段的檢算工作。通過本次設(shè)計，使同學(xué)們將四年學(xué)習(xí)的各種基本知識真正的綜合起來，并用于實踐。為以后踏上工作崗位并盡快適應(yīng)打下了堅實的基礎(chǔ)。 第2章 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計 設(shè)計概述(1) 孔跨布置：80m+140m+80m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋；(2) 橋面寬度（半幅）：++2++=；(3) 橋面縱坡：0% (平坡)；(4) 橋面橫坡： 2%；(5) 荷載標(biāo)準：公路I級；(6) 公路等級：高速公路；(7) 設(shè)計速度：120km/h；(8) 施工方法：主梁采用對稱懸臂澆筑施工，邊跨靠近邊支座梁段采用滿堂支架現(xiàn)澆施工；(9) 橋軸平面線型：直線；(10)橋面鋪裝：10cm瀝青混凝土，8cm C40防水混凝土調(diào)平層。中跨墩頂梁高8m，高跨比為1/；中跨跨中梁高3m，高跨比為1/。 立面布置 連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。從力學(xué)的角度看，連續(xù)剛構(gòu)橋墩部有較大的負彎矩，故墩部箱梁高度較大，從橋墩向跨中處負彎矩逐漸減少逐漸過渡到正彎矩，故梁高逐漸減少。但伸縮縫的數(shù)目也不可太多，否則不利于高速行車。本設(shè)計梁底采用2次拋物線，底板采用變厚度。在本設(shè)計，跨中截面處梁高為3m，為橋跨的1/47,支座處梁高為8m,為橋跨的1/。如果布置不當(dāng)，將會增加結(jié)構(gòu)的自重和材料的用量。另外，由于箱型截面具有較大的面積，因而能夠有效地承受正負彎矩，并容易滿足配筋的構(gòu)造要求；同時，箱形截面是閉合截面，保證了抗扭剛度，在主梁懸臂施工的過程中，容易滿足受力要求；箱型截面很適合連續(xù)剛構(gòu)橋。用懸臂施工法施工箱梁時，底板還承受掛籃底模梁后吊點的反力，這些因素都應(yīng)考慮。在本設(shè)計中墩處的底板厚取100cm，跨中底板厚取30cm，在墩與跨中間按2次拋物線形變化，則底板厚度的變化方程為：（ 坐標(biāo)原點為橋墩處）y＝++(m) (22)2）箱梁頂板設(shè)計箱形梁頂板和底板除承受法向荷載外，還承受軸向拉、壓荷載，頂、底板厚度除了按板的構(gòu)造要求確定外，還應(yīng)考慮橋跨方向彎矩的影響。本設(shè)計取28cm。此外為了保證施工澆筑的質(zhì)量，還需要從構(gòu)造上確定腹板的最小厚度。本設(shè)計取中跨墩頂處截面腹板厚度80cm，中跨跨中和邊跨靠近邊支座附近梁段腹板厚度為50cm，腹板厚度按折線變化。從雙薄壁墩中心線向跨中計起：2m1+3m1+1m1+3m9+4m9+1m=70m，中跨和邊跨合龍段均是2m，邊跨滿堂支架現(xiàn)澆段為10m，共300m。各梁段重量如表22所示:圖24 半跨梁段劃分表22 懸臂施工時各梁段重量梁段號長度（m)重量(t)體積（m3)132333435363738393104114124134144154164174184 施工注意事項采用懸臂澆筑施工方法，需注意以下幾點：1) 懸臂澆筑施工期間，應(yīng)保證兩側(cè)懸臂端施工進度及安排平行，避免出現(xiàn)過大不平衡彎矩，同時注意橫向偏載。3) 進行合龍段混凝土澆筑時，應(yīng)選擇溫度非急劇變化的日子或者夜間氣溫最低時進行，避免惡劣天氣對合龍質(zhì)量造成影響。4) 為了高質(zhì)量、高精度、和高安全度地完成主梁施工，張拉預(yù)應(yīng)力鋼束需等到混凝土強度達到設(shè)計強度85%以后，且齡期不小于5 天。a) 箱梁截面各部位尺寸以及軸線誤差必須滿足施工規(guī)范的要求b) 混凝土強度達到或超過設(shè)計標(biāo)號 c) 實際測出的撓度值與設(shè)計值相符 第3章 主梁內(nèi)力計算主梁內(nèi)力計算在整個設(shè)計過程中是比較重要的一部分。 MIDAS模型建立變截面連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)是一種比較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。本畢業(yè)設(shè)計使用橋梁專用軟件MIDAS CIVIL 。結(jié)構(gòu)內(nèi)力主要包括恒載產(chǎn)生的內(nèi)力、活載產(chǎn)生的內(nèi)力和各種次內(nèi)力（溫度，預(yù)應(yīng)力，收縮徐變，支座沉降產(chǎn)生的次內(nèi)力）。圖31 全跨模型圖 計算單元的劃分邁達斯是有限元計算軟件，結(jié)構(gòu)的離散化是有限元計算的關(guān)鍵步驟。然而，受到計算機的限制，單元劃分太多，對硬件要求太高，計算機計算比較緩慢，所以，在滿足精度要求的情況下，單元劃分的越少越好。本設(shè)計所采用的計算單元就是施工單元。 荷載信息1)恒載：a) 一期恒載：程序按截面尺寸自動計入；b) 二期恒載：包括鋪裝層和欄桿重。3)溫度變化的影響：本畢業(yè)設(shè)計考慮系統(tǒng)升溫(+200C)、系統(tǒng)降溫(200C)、正溫度梯度、負溫度梯度四種情況。5)收縮徐變的影響：根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D622004》來考慮混凝土收縮徐變的影響，本設(shè)計取年平均相對濕度為90%，收縮開始時的混凝土齡期為3 天；6）施工階段荷載施工階段考慮混凝土濕重和掛籃荷載。掛籃荷載：本設(shè)計假定掛籃荷載為一集中力作用在前一段已經(jīng)澆筑完成的梁體上，不考慮由于掛籃懸出部分以及下一節(jié)段濕重引起的彎矩，根據(jù)荷載的激活和鈍化來模擬掛籃的移動。 施工順序設(shè)計本設(shè)計劃分24個施工階段：第1 階段：橋墩及基礎(chǔ)施工；然后完成零號塊的現(xiàn)澆；接著懸臂施工1塊，然后按此方法懸臂向外依次澆筑其他一般梁段，當(dāng)懸臂澆筑即將完成之時，在邊支座內(nèi)側(cè)搭支架現(xiàn)澆邊跨滿堂支架段；第22 階段：邊跨合龍；第23 階段：中跨合龍，拆除掛籃；第24階段：橋面鋪裝。本設(shè)計一共分成23個結(jié)構(gòu)組，4 個邊界組，63 個荷載組。(2) 施工階段2—激活結(jié)構(gòu)組零號塊；—激活墩梁固結(jié)邊界組；—第5天：激活預(yù)應(yīng)力荷載0；—第6天：激活荷載組掛籃1；—第9天：激活荷載組濕重1；(3) 施工階段3—激活結(jié)構(gòu)組懸臂1；—第1天：鈍化荷載組濕重1；—第5天：激活荷載組預(yù)應(yīng)力荷載1；—第6 天：激活荷載組掛籃2，鈍化荷載組掛籃1；(4) 施工階段420,重復(fù)施工階段3 的步驟；(5) 施工階段20—激活結(jié)構(gòu)組懸臂18；—第1天：鈍化荷載組濕重18；—第5天：激活荷載組預(yù)應(yīng)力荷載18；—第6 天：鈍化荷載組掛籃18；(6) 施工階段21—激活結(jié)構(gòu)組邊跨現(xiàn)澆段；—激活邊界組滿堂支架；—激活荷載組跨中合龍掛籃，邊跨合龍掛籃，邊跨合龍濕重；(7) 施工階段22—激活結(jié)構(gòu)組邊跨合龍段；—第6天：激活荷載組邊跨合龍預(yù)應(yīng)力；—第9天：激活荷載組跨中合龍濕重。(9) 施工階段24—第1 天：激活荷載組二期恒載。表31 單元截面幾何特性值 截面號面積慣性矩Ix(m4)中性軸至梁頂YS（m)中性軸至梁底YS（m)012 截面號面積慣性矩Ix(m4)中性軸至梁頂YS（m)中性軸至梁底YS（m)3456789101112131415