預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁畢業(yè)設(shè)計(jì)含外文翻譯

1、石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （20+40+20）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) The Construction Design of the (20+40+20)m Prestressed concrete continuous beam 2012 屆 高等技術(shù) 學(xué)院 專 業(yè) 道路橋梁工程技術(shù) 學(xué) 號(hào) 20095116 學(xué)生姓名 1 2 3 指導(dǎo)教師 2 2 完成日期 2012 年 5 月 28 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目（20m+40m+20m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生 姓名 123 學(xué)號(hào)20091234班級(jí)01231專業(yè)道路橋梁工程技術(shù) 承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單 位 導(dǎo)師 姓名 2

2、2 導(dǎo)師 職稱 講師 一、一、基本資料 西柏坡高速南水北調(diào)大橋位于石家莊市西北部，結(jié)構(gòu)形式為 3 跨預(yù)應(yīng)力混凝 土連續(xù)箱梁，上部結(jié)構(gòu)采用(20+40+20）m 應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋梁橫向布置為四 幅橋，分別為主線左右兩幅，南線匝道及北線匝道。主線箱底寬 6.5m，箱頂寬 12.5m，箱梁懸臂長 3m，箱梁頂板正常厚度為 0.305m，箱梁腹板正常厚度一般為 0.5m，懸臂端部高 0.21m。高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速為 120km/h。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混 凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，鋼筋混凝土實(shí)體墩，采用上下分離式。 二、設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 1、荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路I 級(jí) 。 2、地震荷載：基本烈度度，

3、按度設(shè)防。 3、主要材料： 1） 、混凝土：主梁采用：C60 混凝土；橋面鋪裝：C55 鋼纖維混凝土及瀝青 混凝土；墩身、蓋梁：C40 混凝土；承臺(tái)：C35 混凝土。樁基礎(chǔ)：C30 混凝土。 2） 、鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 S15.2 低松弛高強(qiáng)度鋼絞線； 普通鋼筋：受力鋼筋采用 HRB335 鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用 HPB235 鋼筋；鋼材： 鋼板為 Q235 鋼，錨頭及附件采用定型產(chǎn)品。 本橋總體結(jié)構(gòu)計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)采用 MIDAS 軟件。計(jì)算分析中，支座位移按 0.5cm 計(jì)； 教研室主任簽字時(shí)間 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)要求完成南水北調(diào)大橋的施工圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 1、總體布置。進(jìn)行總體布置。

4、 2、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，包括：(1)荷載計(jì)算；(2)結(jié)構(gòu)尺寸擬定；(3)荷載內(nèi) 力計(jì)算及內(nèi)力組合；（4）鋼絲束布置及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算；(5)強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算； (6)應(yīng)力、變形驗(yàn)算； (7)局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算；（8）施工圖繪制。 3、繪圖、文字整理。 4、答辯。 四、設(shè)計(jì)要求 1 按計(jì)劃獨(dú)立完成各項(xiàng)任務(wù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)文件按學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)格式要 求完成。 通過設(shè)計(jì)，擴(kuò)大知識(shí)面，提高獨(dú)立工作所需的自學(xué)能力、設(shè)計(jì)計(jì)算能 力和繪圖能力以及分析和解決問題的能力； 2 掌握預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的一般過程； 3 利用程序進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4 利用 AUTOCAD 繪制部分施工圖； 5 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)書的編

5、寫； 6 完成規(guī)定的英文翻譯。 五、進(jìn)度計(jì)劃 1第 1 周：熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，借閱相關(guān)資料并收集整理，完成開題報(bào)告。 2第 2 到 6 周：參考有關(guān)資料，擬定結(jié)構(gòu)主要型式及尺寸，并建立計(jì)算模 型進(jìn)行計(jì)算。 3第 7 到 10 周：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，調(diào)整構(gòu)件尺寸，并繪制施工圖紙。 4第 11 到 12 周：繪圖、整理、打印計(jì)算書，準(zhǔn)備答辯。 六、主要參考文獻(xiàn) 1 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)； 2 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D622004)； 3 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTG B012003） ； 4 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ 02485） ； 5范立

6、礎(chǔ)主編：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋.北京:人民交通出版社， 1988； 教研室主任簽 字 時(shí)間 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題目（20m+40m+20m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生 姓 名123學(xué)號(hào)20091234 班 級(jí) 0123-1專業(yè) 道路橋梁工程技 術(shù) 一、選題的目的和意義 1 鞏固和深化所學(xué)的基礎(chǔ)課程，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)。掌握綜合運(yùn) 用這些知識(shí)的方法。提高獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力以及鍛煉自己的 識(shí)圖能力，從而提高自己的專業(yè)素質(zhì)。 2 學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況和施工圖紙確定施工方案，并對(duì)可行的施工方案進(jìn) 行比選，確定最終施工方案后在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 3 熟悉資料的同時(shí)鍛

7、煉自己搜集有效資料的能力，正確使用本專業(yè)的有 關(guān)技術(shù)規(guī)范和規(guī)定。 4 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這一較長時(shí)間的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生分析解決問題的能力和 實(shí)踐動(dòng)手能力均會(huì)有所提高，以達(dá)到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將 來走向工作崗位打下基礎(chǔ)。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料，而 且預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)大應(yīng)用到型鋼，磚，石，木等各種結(jié)構(gòu)材料，并用以 處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工中常規(guī)技術(shù)難以解決各種疑難問題，近年來我國混凝 土工程技術(shù)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用方面取得了極大的進(jìn)步。近二三十年來我國 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展很快，無論橋型跨度施工方法和技術(shù)方面均有突破 性進(jìn)展，不少預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的

8、修建技術(shù)以達(dá)到國際先進(jìn)水平。 近二十年來我國已建成具有代表意義的連續(xù)梁橋有南京長江二橋北汊 橋，六庫怒江大橋，黃浦江奉浦大橋，常德阮水大橋，東明黃河公路大橋， 風(fēng)陵渡黃河大橋，沙洋漢江大橋，珠江三橋，宜城漢江公路大橋，松花江 大橋等等。 雖然我國預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在不斷地發(fā)展，但與國際先進(jìn)水平仍存 在差距。我國發(fā)展大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋必須解決下列課題： 1.發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，遭免錨具配束過多增大箱梁構(gòu)造尺寸， 否則混投土保護(hù)層難以保證，密集的預(yù)應(yīng)力管道與含通鋼筋層層迭置又使混 凝土質(zhì)量難以提高。 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)一剛構(gòu)體系，盡可能 不采用養(yǎng)護(hù)調(diào)換不易的

9、大噸位支座。 3.充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)，它具有變形小結(jié)構(gòu)剛度好，行車平順 舒適，伸縮縫少抗震能力強(qiáng)，養(yǎng)護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。 三、重點(diǎn)研究內(nèi)容 在我國安全經(jīng)濟(jì)適用美觀是橋梁設(shè)計(jì)中主要考慮的因素，安全尤為重要 所以在本課題設(shè)計(jì)中重點(diǎn)做到以下兩方面內(nèi)容： 1橋梁方案比選和總體設(shè)計(jì) 2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和驗(yàn)算 四、本設(shè)計(jì)的主要工作及采用的方法 （1）搜集有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的研究資料 （2）本課題主要通過承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)研究計(jì)算 橋梁的內(nèi)力配筋設(shè)計(jì)出適用經(jīng)濟(jì)安全環(huán)保美觀的橋梁。 （3）收集相關(guān)的資料，了解整個(gè)施工過程和閱讀各種施工技術(shù)資料并 查閱各種工程量的計(jì)算與復(fù)核的方法。 （4）利用

10、邁達(dá)斯建模，分析模型，然后收集各種建筑規(guī)范，了解各種 施工工藝，最終確定施工方案并進(jìn)行優(yōu)化。 （5）在老師的引導(dǎo)下完善設(shè)計(jì)和驗(yàn)算內(nèi)容，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 五、進(jìn)度規(guī)劃 1第 1 周：熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，借閱相關(guān)資料并收集整理，完成開題報(bào)告。 2第 26 周：參考有關(guān)資料，擬定結(jié)構(gòu)主要型式及尺寸，并建立計(jì)算 模型進(jìn)行計(jì)算。 3第 710 周：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，調(diào)整構(gòu)件尺寸，并繪制施工圖紙。 4第 1112 周：繪圖、整理、打印計(jì)算書，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師簽 字 時(shí) 間年 月 日 摘要 本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)跨度 (20+40+20)m。本設(shè)計(jì)采用國內(nèi)著名的有限元分析軟

11、件邁達(dá)斯計(jì)算,全橋共分 40 個(gè)單元，41 個(gè)截面，兩個(gè)施工階段。因?yàn)檫B續(xù)梁的內(nèi)力與其施工方法密切相關(guān)，本 設(shè)計(jì)采用滿堂支架法施工。這種施工方法操作比較簡單，相比其他方法從經(jīng)濟(jì)效益 上講也比其他方法更有優(yōu)勢(shì)，而且施工質(zhì)量易得到保證。 計(jì)算過程中由于涉及到大量的數(shù)字運(yùn)算，采用手算比較繁瑣，并且準(zhǔn)確性得不 到保證，因此采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中使用了邁達(dá)斯來計(jì)算內(nèi)力,并且初步估算 配筋量和進(jìn)行初步驗(yàn)算。但為了提高設(shè)計(jì)可靠性，最終還會(huì)通過以 Excel 電子表格 計(jì)算、AutoCAD 輔助軟件進(jìn)行手算，使自己的設(shè)計(jì)能力有較大的提升。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋; 邁達(dá)斯; 滿堂支架法 ABSTRA

12、CT This graduate design is mainly about the design of the superstructure of the road prestressed concrete continuous bridge. The span of the bridge is 20m+40m+20m.This design adopts the domestic famous analytical softwareMIDAS.The bridge is divided totally into 40units、41 sections and 2 construction

13、 stages. Because of the internal force of the continuous girder bridge relating to the method of construction closely, the method of construction of this design adopts the full scaffold construction method. Compared with other methods, this method is quite easy to construct and has economic superior

14、ity and the quantity of this construction also could get the assurance easily. Because this design involving a great deal of numerical calculation, its too tedious to work by hand and the accuracy assuranced hardly. So it restores to CAD. Many bridge specialized software are applied, such as MIDAS a

15、pplied in calculation of internal forces. and the initial estimate amount of reinforcing steel and initial checking. However, in order to improve design reliability, this will eventually be calculated by the Excel, AutoCAD and other auxiliary software by hand, developing design capabilities with a g

16、reat improvement at the same time. Key word: Prestressed Concrete Continuous Bridge, MIDAS , Full Scaffold Construction 目錄 第 1 章 緒論.1 1.1 引言.1 1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展.1 1.2.1 國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展?fàn)顩r.1 1.2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn).3 第 2 章 橋梁的總體設(shè)計(jì)概況.4 2.1 設(shè)計(jì)基本資料.4 2.1.1 總體設(shè)計(jì).4 2.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).4 2.1.3 主要材料.4 2.1.4 設(shè)計(jì)依據(jù).4 2.2 橋

17、型及縱橫斷面布置.5 2.2.1 橋型布置及孔徑劃分.5 2.2.2 截面形式與截面尺寸.5 第 3 章 模型建立及結(jié)果分析.7 3.1 MIDAS 的建模說明.7 3.1.1 MIDAS 的介紹.7 3.1.2 MIDAS 的建模步驟.7 3.2 恒載內(nèi)力計(jì)算.11 3.2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算.11 3.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算.12 3.2.3 鋼束的布置與計(jì)算.14 第 4 章 預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算.21 4.1 預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算.21 4.1.1 摩阻損失.21 4.1.2 錨具變形損失.22 4.1.3 混凝土的彈性壓縮.22 4.1.4 鋼束松弛損失.22 4.1.5 收縮徐變損失

18、.23 4.2 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算.23 第 5 章 預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力及內(nèi)力組合.25 5.1 原理.25 5.2 計(jì)算方法.26 5.2.1 等效荷載法.26 第 6 章內(nèi)力組合.27 6.1 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合.27 6.2 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合.32 第 7 章 主梁截面驗(yàn)算.40 7.1 正截面抗彎承載力驗(yàn)算.40 7.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算 .41 7.2.1 正截面抗裂驗(yàn)算（法向拉應(yīng)力）.41 7.2.2 斜截面抗裂驗(yàn)算（主拉應(yīng)力）.43 7.2.3 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗(yàn)算.44 7.2.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算.45 7

19、.2.5 混凝土的主壓應(yīng)力驗(yàn)算.45 7.3 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 .45 第 8 章 結(jié)束語.47 參考文獻(xiàn).48 致謝.49 附錄.50 外文翻譯.50 第 1 章 緒論 1.1 引言 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國城市交通的橋梁建設(shè)也進(jìn)入迅速發(fā)展時(shí)期。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁優(yōu)于普通鋼筋混凝土連續(xù)梁的另一重要特點(diǎn)，就是它可以 有效地避免混凝土開裂，特別是處于負(fù)彎矩區(qū)的橋面板的開裂。 與預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形剛構(gòu)橋相比，連續(xù)梁橋的下部結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造簡單，節(jié)省 材料，加之它具有變形和緩、伸縮率小、剛度大、行車平穩(wěn)、超載能力大、養(yǎng)護(hù)簡 便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是懸臂施工法、頂推法、逐跨施工法在連

20、續(xù)梁橋中的應(yīng)用，這種充 分應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使施工設(shè)備機(jī)械化，生產(chǎn)工廠化，從而提高了施工質(zhì)量， 降低了施工費(fèi)用。所以在近代橋梁建筑中已得到越來越多的應(yīng)用。 連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)不均勻沉降將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力，因此，對(duì)橋 梁基礎(chǔ)要求較高，通常宜用于地基較好的場合。此外，箱梁截面局部溫差，混凝土 收縮、徐變及預(yù)加應(yīng)力均會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力，增加了設(shè)計(jì)計(jì)算的復(fù)雜程度。 本橋段采用滿堂支架法施工，滿堂腳手架又稱作滿堂紅腳手架，是一種搭建腳 手架的施工工藝。本橋段是一級(jí)公路上一座預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁橋（跨徑同 設(shè)計(jì)題目） ，橫橋向?qū)挾葹?12.5m，單箱單室，下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體墩，灌注樁基礎(chǔ)

21、。 橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 100 年，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)，A 類構(gòu)件，可變荷載：汽車荷載： 公路。 1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展 1.2.1 國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展?fàn)顩r 連續(xù)梁是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小，結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適， 伸縮縫少，養(yǎng)護(hù)簡易，抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而在 50 年代前，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖 是常被采用的一種體系，但跨徑均在百米以下。當(dāng)時(shí)主要采用滿堂支架施工，費(fèi)工 費(fèi)時(shí)，限材了它的發(fā)展。50 年代后，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁應(yīng)用懸臂施工方法后，加速 了它的發(fā)展步伐。預(yù)應(yīng)力錨具結(jié)構(gòu)的懸臂體系和懸臂施工方法相結(jié)合產(chǎn)生了 T 型剛 構(gòu)，在 60 年代，跨徑 100-20

22、0m 范圍內(nèi)，幾乎是大跨預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中的優(yōu)勝方 案。早期有典型意義的橋梁便是聯(lián)邦德國 1953 年建造的胡爾姆斯橋和 1954 年建成 的科布倫茨(Koblenz)橋。然而，這種結(jié)構(gòu)，由于中間帶鉸，并對(duì)混疑土徐變，收縮 變形估計(jì)不足，又因溫度影響等因素使結(jié)構(gòu)在鉸處形成明顯折線變形狀態(tài)，對(duì)行車 不利。因此，對(duì)行車條件有利的連續(xù)梁獲得了新的發(fā)展。對(duì)中跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 梁，在 60 年代初期，逐跨架設(shè)法與頂推法(F.Leonhardt 所創(chuàng)建)的應(yīng)用，對(duì)大跨預(yù) 應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，各種更完善的懸針施工方法的應(yīng)用，使連續(xù)梁廢棄了昂貴的滿 堂的施工方法而代之以經(jīng)濟(jì)有效的高度機(jī)械化施工方法，從而使連續(xù)

23、梁方案獲得新 的競爭力，逐步在 40-200m 范圍內(nèi)占主要地位。如 1962 年在委內(nèi)瑞拉的卡尼羅河上， 用頂推法修建的 6 跨連續(xù)箱梁橋是頂推法的代表作，主跨為 96m。 無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨越寬闊河流的大橋，預(yù)應(yīng) 力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)，往往取代其它體系而成為中選的優(yōu)勝方案。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍，它更是千姿百態(tài)。無論在橋跨布置、梁、 墩赴面形式，或是在體系上(吸取其它結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn))不斷改進(jìn)橋型布置，例如 V 形墩 的連續(xù)梁體系、雙薄壁墩連續(xù)梁體系。值得一提的是法國的 SetubedLogoon 橋，主 跨 130m 的五跨連續(xù)染，中間墩采用雙

24、薄壁結(jié)構(gòu)，雙壁相距 10m，壁厚僅 0.5m。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在 40-60m 的范圍，已可以說占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。頂推法、移動(dòng) 模架法、逐孔架設(shè)法等施工方法經(jīng)濟(jì)快速，廣泛應(yīng)用也是關(guān)鍵因素。如瑞士的 Beckenried 高架橋，總長 3048m，標(biāo)準(zhǔn)跨徑 55m。 連續(xù)梁的橫截面形式在小跨徑的城市高架橋中，為求最小建筑高度，常選用板 式或肋板式截面，而在中、大跨徑主要采用箱式截面。但總的發(fā)展趨勢(shì)是盡可能加 長懸臂橋面板而選用單箱截面，以達(dá)到快速施工的目的。在這種單箱截面的錨具結(jié) 構(gòu)中，往往采用三向預(yù)應(yīng)力工藝。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁用干城市橋梁，為充分利用空間，并改善交通的分道行駛， 已建成不少雙層

25、橋面的型式。在這方面的一個(gè)突出例子是 1980 年在維也納市多瑙河 上新建的帝國(New Rei-chs)橋。該橋?yàn)?10 跨，主跨為 169.61m，橫截面為兩個(gè)分離 圖 1-1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 并列的單室箱梁，箱頂面為公路橋面，箱內(nèi)通過地下鐵道，箱外挑出人行道，地下 鐵的車站設(shè)在橋上，為方便乘客上下，箱壁在每跨上開有五個(gè)大洞。這座橋另一特 點(diǎn)是采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)理論的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，在橋軸方向施加有限預(yù)應(yīng)力， 在頂板及底板的橫向施加部分預(yù)應(yīng)力。 1.2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：1、抗裂性好，剛度大。由于對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，大大推遲了裂縫的出現(xiàn)， 在使用荷載作用下，構(gòu)件可不

26、出現(xiàn)裂縫，或使裂縫推遲出現(xiàn)，所以提高了構(gòu)件的剛 度，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性。2、節(jié)省材料，減小自重。其結(jié)構(gòu)由于必須采用高強(qiáng)度材 料，因此可減少鋼筋用量和構(gòu)件截面尺寸，節(jié)省鋼材和混凝土，降低結(jié)構(gòu)自重，對(duì) 大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)越性。3、提高構(gòu)件的抗剪能力。試驗(yàn)表明，縱向 預(yù)應(yīng)力鋼筋起著錨栓的作用，阻礙著構(gòu)件斜裂縫的出現(xiàn)與開展，又由于預(yù)應(yīng)力混凝 土梁的曲線鋼筋（束）合力的豎向分力將部分地抵消剪力。4、提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定 性。當(dāng)受壓構(gòu)件長細(xì)比較大時(shí)，在受到一定的壓力后便容易被壓彎，以致喪失穩(wěn)定 而破壞。如果對(duì)鋼筋混凝土柱施加預(yù)應(yīng)力，使縱向受力鋼筋張拉得很緊，不但預(yù)應(yīng) 力鋼筋本身不容易壓彎，而且可

27、以幫助周圍的混凝土提高抵抗壓彎的能力。5、提高 構(gòu)件的耐疲勞性能。因?yàn)榫哂袕?qiáng)大預(yù)應(yīng)力的鋼筋，在使用階段因加荷或卸荷所引起 的應(yīng)力變化幅度相對(duì)較小，故此可提高抗疲勞強(qiáng)度，這對(duì)承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)來說是 很有利的。 缺點(diǎn)：1、工藝較復(fù)雜，對(duì)質(zhì)量要求高，因而需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊(duì) 伍。2、需要有一定的專門設(shè)備，如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。3、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 的開工費(fèi)用較大，對(duì)構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高。 第 2 章 橋梁的總體設(shè)計(jì)概況 2.1 設(shè)計(jì)基本資料 2.1.1 總體設(shè)計(jì) 本橋?yàn)榈冉孛骖A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（20m+40m+20m） ，橫橋向?qū)挾葹?12.5m，單箱單室，下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體墩，灌注

28、樁基礎(chǔ)。 2.1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 100 年； 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)，A 類構(gòu)件； 3）可變荷載：汽車荷載：公路級(jí) 2.1.3 主要材料 1） 、混凝土：主梁采用：C60 混凝土；橋面鋪裝：C55 鋼纖維混凝土及瀝青混 凝土；墩身、蓋梁：C40 混凝土；承臺(tái)：C35 混凝土。樁基礎(chǔ)：C30 混凝土。 2） 、鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 S15.2 低松弛高強(qiáng)度鋼絞線；普通鋼筋：受力鋼 筋采用 HRB335 鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用 HPB235 鋼筋；鋼材：鋼板為 Q235 鋼，錨頭 及附件采用定型產(chǎn)品。 2.1.4 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)；

29、 2 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D622004)； 3 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTG B012003） ； 4 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ 02485） ； 5 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ 00489） ； 6范立礎(chǔ)主編：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋.北京:人民交通出版社，1988； 7廖元裳主編：鋼筋混凝土橋.北京:，中國鐵道出版社，1990； 8徐岳等編著：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì).北京:人民交通出版社， 2000； 9邵容光主編：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京:人民交通出版社,1996； 10李廉錕主編：結(jié)構(gòu)力學(xué)-3 版.北京:人民交通出版社,1996； 11姚玲森主編：

30、橋梁工程.北京人民交通出版社，2002。 2.2 橋型及縱橫斷面布置 2.2.1 橋型布置及孔徑劃分 此橋?yàn)椋?0+40+20）m。 圖 2-1 橋梁跨徑示意圖 2.2.2 截面形式與截面尺寸 界面采用單箱單室。梁高 2m,高跨比，橋面全寬為 12.5m。采用滿堂支架發(fā)施工。 為了滿足施工要求，截面箱梁頂板厚度 d1=0.305m,箱梁底板厚度 d2=0.26m,腹板厚 度為 0.5m。 圖 2-2 箱梁細(xì)部尺寸圖 第 3 章 模型建立及結(jié)果分析 3.1 MIDAS 的建模說明 3.1.1 MIDAS 的介紹 在當(dāng)今的結(jié)構(gòu)計(jì)算中采用的通用軟件比較多，如 ANSYS，SAP2000 等，橋梁 專

31、用軟件有 MIDAS CIVIL、BSAS 以及橋博等，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)計(jì)算中各有其特點(diǎn)。 MIDAS/Civil 是個(gè)通用的空間有限元分析軟件，可適用于橋梁結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)、 工業(yè)建筑、飛機(jī)場、大壩、港口等分析與設(shè)計(jì)。特別是針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)，MIDAS/Civil 結(jié)合國內(nèi)的規(guī)范與習(xí)慣，在建筑、分析、后處理、設(shè)計(jì)等方面提供了很多便利的功 能。MIDAS/Civil 的主要特點(diǎn)如下：提供菜單、表格、文本、導(dǎo)入 CAD 和部分其他 程序文件等靈活多樣的建模功能，從而使用戶的工作效率達(dá)到最高。提供剛構(gòu)橋、 板型橋、暗箱暗渠、頂推法橋梁、懸臂法橋梁、移動(dòng)支架/滿堂支架法橋梁、懸索橋、 斜拉橋的建模助手。在后處理

32、中，可以根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范自動(dòng)生成荷載組合，也可以添 加和修改荷載組合。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。 用 MIDAS 進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算時(shí)，充分考慮了結(jié)構(gòu)的空間性，并且能準(zhǔn)確的模擬桿 件間的剛性連接、溫度效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響以及支座沉降對(duì)結(jié)構(gòu)影響等，采用有限元 分析軟件能更加準(zhǔn)確、更加快捷的計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力?？稍谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)分析后對(duì)多種形 式的梁、桿截面進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。 3.1.2 MIDAS 的建模步驟 3.1.2.1 選取結(jié)構(gòu)類型及材料的定義 橋跨結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，所以在建模時(shí)采用了 3-D 結(jié)構(gòu)類型。在 MIDAS 中 定義材料的方法主要有調(diào)用數(shù)據(jù)庫資料和用戶直接輸入材料有關(guān)特

33、性值兩種。這里 定義的材料是采用調(diào)用數(shù)據(jù)庫的方法，定義混凝土材料：首先選擇混凝土，然后選 擇規(guī)范 JTG04（RC） ，最后在數(shù)據(jù)庫中選擇 C60，這樣混凝土材料的定義就完成了 (如圖 3-1)。 3.1.2.2 截面數(shù)據(jù)的輸入 根據(jù)設(shè)計(jì)的截面，通過用戶選項(xiàng)，把各項(xiàng)數(shù)值輸入進(jìn)去。界面采用 PSC-數(shù)值， 從 PSC 中導(dǎo)入截面，填入相應(yīng)的設(shè)計(jì)參 T1=30.5cmT2=26cm,BT=600cm,HT=171.75cm,驗(yàn)算用扭轉(zhuǎn)厚為 50cm，z1=110cm，z3=71cm。 （如圖 3-3） 圖 3-1 混凝土材料的定義 3.1.1.3 使用節(jié)點(diǎn)和單元建立模型 在 MIDAS 中選擇節(jié)點(diǎn)

34、建立，根據(jù)設(shè)計(jì)的橋梁概況對(duì)應(yīng)的距離建立節(jié)點(diǎn)，同時(shí) 也采用了捕捉柵格網(wǎng)、鏡像、復(fù)制已有節(jié)點(diǎn)等方法來完成節(jié)點(diǎn)的建立。然后利用節(jié) 點(diǎn)建立單元，分別采用了連接已有節(jié)點(diǎn)建立單元，對(duì)已有單元進(jìn)行復(fù)制，擴(kuò)展已有 圖 3-2 系梁截面數(shù)據(jù)定義 節(jié)點(diǎn)等方法建立新的單元。全橋概圖如圖 3-3。 圖 3-3 橋梁模型 3.1.1.4 邊界條件的建立 本橋跨包括 4 個(gè)支座：采用一般支撐，第一三四個(gè)支座限制 yz 方向的平動(dòng)以及 xz 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。第二個(gè)支座限制 xyz 方向的平動(dòng)以及 xz 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 （如圖 3-4） 圖 3-4 支座示意圖 3.1.1.5 輸入靜力荷載 MIDAS/Civil 對(duì)結(jié)構(gòu)的自重荷載

35、可以通過程序來自動(dòng)計(jì)算。程序計(jì)算自重的依 據(jù)是材料的容重、截面面積、單元構(gòu)件長度、自重系數(shù)來自動(dòng)計(jì)算結(jié)構(gòu)自重。在定 義自重時(shí)，首先要定義自重荷載的荷載工況名稱，并定義自重所屬的荷載組，然后 輸入自重系數(shù)即可。對(duì)于荷載系數(shù)，通常在 Z 方向輸入-1 即可，因?yàn)橥ǔ？紤]的模 型的重力作用方向都是豎直向下，而程序默認(rèn)的整體坐標(biāo)系 Z 的正方向是豎直向上 的。如果自重作用時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的容重與材料定義時(shí)的容重不同，這里自重系數(shù)只要 輸入計(jì)算自重時(shí)要考慮的容重與材料定義的容重之比就可以了。 圖 3-5 輸入靜力荷載 3.1.1.6 輸入汽車活載 (1)定義規(guī)范：移動(dòng)荷載規(guī)范（china） 。 (2)定義車道

36、：本設(shè)計(jì)為雙向車道，設(shè)計(jì)時(shí)使荷載加載在系梁梁上，選擇車道單 元，分配給系梁單元。 (3)定義車輛：選擇公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，添加標(biāo)準(zhǔn)荷載。 3.1.2.7 溫度荷載的施加 橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)要考慮溫度作用時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況、結(jié)構(gòu)物使用的材料和 施工條件等因素計(jì)算由溫度作用引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引 起的變形時(shí)，應(yīng)從受到約束時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度開始，考慮溫度的作用效應(yīng)。本設(shè)計(jì)在考 慮橋跨結(jié)構(gòu)由溫度梯度引起的荷載效應(yīng)時(shí)，只考慮了梁上下截面溫差為-0.5。 3.2 恒載內(nèi)力計(jì)算 3.2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算 連續(xù)梁恒載內(nèi)力，包括主梁自重（前期橫在）引起的內(nèi)力和后期恒載（如橋面 鋪裝或道砟和線路上部重

37、、人行道、欄桿、燈柱等）引起主梁后期恒載內(nèi)力。 主梁自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋上的，他的計(jì)算與施工方法有密 切關(guān)系對(duì)施工過程中有體系轉(zhuǎn)換的連續(xù)梁，其自重內(nèi)力應(yīng)考慮體系轉(zhuǎn)換的影響。本 橋采用支架法施工不存在體系轉(zhuǎn)換。 圖 3-6 梁結(jié)構(gòu)自重圖 3.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算 活載作用于橋上時(shí)，橋梁已經(jīng)成為最終的結(jié)構(gòu)體系，其產(chǎn)生的內(nèi)力可有內(nèi)力影 響線按最不利位置布置荷載，計(jì)算步驟與簡支梁基本相同。 3.2.2.1 計(jì)算方法 活載內(nèi)力計(jì)算為基本可變荷載(公路一級(jí))在橋梁使用階段所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 采用影響線最不利進(jìn)行加載計(jì)算。 3.2.2.2 車道橫向折減 荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載

38、如何在各主梁之間進(jìn)行分配，或者 說各主梁如何分擔(dān)車輛荷載。本設(shè)計(jì)按一片梁二車道進(jìn)行設(shè)計(jì)的，橫向分布系數(shù)取 車道數(shù)與車道橫向折減系數(shù)的積。 3.2.2.3 沖擊系數(shù)的計(jì)算 橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(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。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差 別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的 汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。 橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算，將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量：模型， 質(zhì)量，將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，確認(rèn)。將自重轉(zhuǎn)化為質(zhì)量：模型，結(jié)構(gòu)類型，確認(rèn)。特 性值分析控制：分析，特性值

39、分析控制（振型數(shù)量：50） ，確認(rèn)。查看頻率值：結(jié)果， 周期與振型 圖 3-7 自振頻率 對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算： （3-1） c c 2 2 m EI l2 23.651 f （3-2） g G mc 式中： 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m） ； l 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m2） ； E 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩（m4） ； c I 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量（kg/m） ； c m 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（N/m） ； G 重力加速度，g=9.81m/s2； g 3.2.3 鋼束的布置與計(jì)算 3.2.3.1 計(jì)算原理 全預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在預(yù)加力和荷載的共同作用下應(yīng)力

40、狀態(tài)應(yīng)滿足的基本條 件是：截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)大于荷載引起的拉應(yīng)力，預(yù)壓應(yīng)力與荷載引起的壓應(yīng)力 之和應(yīng)小于混凝土的允許壓應(yīng)力，或?yàn)樵谌我怆A段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉 應(yīng)力，同時(shí)截面上最大應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。 圖 38 截面受力狀態(tài) 對(duì)于截面上緣寫成計(jì)算式為： （3-3）0 W Mmin y 上 上 （3-4） w max y W M 上 上 對(duì)于截面下緣 （3-5） 0 W M - max y 下 下 （3-6） w min y W M - 下 下 其中 由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力； y 截面上下抗彎模量； 下上W W 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，取。 w ckw f 、項(xiàng)的符號(hào)當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)

41、為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(shù)值 max M min M 取大小。 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(yīng)力不是控 制因素，為簡便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件。 公式（3-5）變?yōu)?（3-7） 上 上 W M - min y e 上 N y下下 N y上上 e 下 Y 上 Y 下 M min M max N y下下 N y上上 M max M min 成成 公式（3-7）變?yōu)?（3-8） 下 下 W M - max y 由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力和截面下緣應(yīng)力分為三種情況討論： 上y 下y (1)截面上下緣均配有力筋 Ny 上和 Ny 下以抵抗正負(fù)彎矩 由

42、力筋 Ny 上和 Ny 下在截面上、下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為： （3-9） 上 上 下下下 上 上上上 y yyyy W eN - A N W eN A N （3-10） 下 上 下下下 上 上上上 y yyyy W eN - A N W eN A N 將式（3-7） 、 （3-8）分別代入式（3-7）(3-8)，解聯(lián)立方程后得到 (3-11） 下上下上 下上下下 上 eeKK eKM-K-eM N minmax y （3-12） 下上下上 下上上下 下 eeKK e-KMeKM N minmax y 令 yyy fnN 上上 yyy fnN 下下 代入式（3-10） （3-11）中得到 （3-

43、13） yy yy f A eeKK e-KK-KeK n 下上下上 下下上下上下上上 上 （3-14） yy yy f A eeKK e-KK-eKK n 下上下上 上上下上上下上下 下 將式（3-3） 、 （3-5）分別代入式（3-13） （3-14）即可得按截面上下緣混凝土不 出現(xiàn)拉應(yīng)力所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)目，顯然該值為截面的最小配筋值，分別記為 NSmin、NXmin，則為 （3-15） 下上下上 下下上 下 下上下 上 eeKK e-KK W M- -eKK W M- f A NS maxmin yy min （3-16） 下上下上 上上上 上 上上上 下 eeKK e-KK W M

44、-eKK W M f A NX minmax yy min 同理，將式（3-4） 、 （3-6）分別代入式（3-13） 、 （3-14）可得截面上下緣混凝土 不致壓碎所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)目，顯然，該值為截面的最大配筋值。 式中： 每束預(yù)應(yīng)力筋的面積； y f 預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力； y 預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；e A混凝土截面面積，可取毛截面計(jì)算； n截面邊緣預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)目； K截面的核心距； (2)只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力鋼筋 由下緣預(yù)應(yīng)力鋼筋在截面上、下緣產(chǎn)生的應(yīng)力分別為： （3-17） 上 下下下 上 W eN - A N y （3-18） 下 下下下 下 W eN A N y 將

45、式（3-3）代入式（3-15） 、 （3-16）分別解得： （3-19） 下下 下上 下 e-K K f A n y yy （3-20） 下上 上下 下 eK K f A n y yy 可求出當(dāng)上下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)截面下緣所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，記為 Nx，則 有： （3-21） 下下 下 上 e-K K W M- f A N min yy x (3)只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋 由上緣預(yù)應(yīng)力鋼筋在截面上、下產(chǎn)生的應(yīng)力分別為： （3-22） 上 上上上 上 W eN - A N y （3-23） 上 上上上 上 W eN A N y 將式（3-1）代入式（3-13） 、 （3-14）分別解得： （3

46、-24） 下下 下上 上 eK K f A n y yy （3-25） 上上 上下 上 e-K K f A n y yy 可求出當(dāng)上下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)截面下緣所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，記為 NS，則 有： （3-26） 上下 下 上 eK K W M- f A NS min yy 3.2.2.3 預(yù)應(yīng)力鋼束估算 根據(jù)正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需有效預(yù)加 力為： （3-27） W e A 1 0.85 W M N p s ep （3-28） cx c x y j ww （3-29） p1con pc p A 100 20 -1 N n 采用有限元軟件分析，用邁達(dá)斯截面特性

47、計(jì)算器查詢上式中各個(gè)數(shù)值。最終帶 入數(shù)值求得所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的面積為 7376。 2 mm 圖 3-8 截面特性 3.2.2.4 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋布置 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束受力特點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力鋼筋布置主要根據(jù)成橋和施工階段的受力狀 態(tài)確定，同時(shí)考慮截面的構(gòu)造，施工工藝和方法等?？v向預(yù)應(yīng)力鋼筋是主要受力鋼 筋，既要考慮結(jié)構(gòu)的整體受力，也要考慮受力的局部影響，還要考慮施工和操作的 方便。在箱形截面內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力筋可以布置在頂板內(nèi)承受負(fù)彎矩；布置在底板內(nèi)承 受正彎矩；在分段施工和分段配筋中，有頂板束在頂板內(nèi)平彎后通過腹板下彎錨固， 以承受截面的主拉應(yīng)力。在邊跨現(xiàn)澆段可以布置底板束起彎進(jìn)入腹板錨固在梁端上， 以承受

48、梁端腹板截面的主拉應(yīng)力 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置原則：連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足公路鋼筋混 凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原則： (1)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式。對(duì)不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu)，要選用 預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束，以達(dá)到合理的布置型式。 (2)應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋 那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過多的錨具。 (3)預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中 避免引起過大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。 (4)預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，這往往與橋梁體系、

49、構(gòu)造 尺寸、施工方法的選擇都有密切關(guān)系。 (5)預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會(huì)引起很大的摩阻損失， 降低預(yù)應(yīng)力束的效益。 (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。 (7)預(yù)應(yīng)力束筋布置應(yīng)滿足構(gòu)造要求，如孔道中心最小距離，錨具中心最小距離， 最小曲線半徑等。 (8)注意鋼束平、豎彎曲線的配合及鋼束之間的空間位置，鋼束一般應(yīng)盡量早地 平彎，在錨固前豎彎。特別應(yīng)注意豎彎段上、下層鋼束不要沖突，還應(yīng)滿足孔道凈 距的要求。 (9)鋼束應(yīng)盡量靠近腹板布置，這樣可使預(yù)應(yīng)力以較短的傳力路線分布在全截面 上，有利于降低預(yù)應(yīng)力傳遞

50、過程中局部應(yīng)力的不利影響；能減小鋼束的平彎長度， 能減小橫向內(nèi)力；能充分利用承托布束，有利于截面的輕型化。 (10)鋼束的線形種類盡量減少，以便于計(jì)算和施工。 (11)盡量加大曲線半徑，以便于穿束和壓漿。 (12)分層布束時(shí)，應(yīng)使管道上下對(duì)齊，這樣有利于混凝土澆筑與振搗，不可利 用梅花形布置。 (13)盡量以 S 型曲線錨固于設(shè)計(jì)位置，以消除錨固點(diǎn)產(chǎn)生的橫向力； (14)頂板束的布置還應(yīng)遵循以下原則： 鋼束應(yīng)盡量靠截面上緣布置，以極大發(fā)揮其力學(xué)效應(yīng)； 分層布束時(shí)，應(yīng)使長束布置在上層。首先，因?yàn)橄儒^固短束，后錨固長束， 只有這樣布置才不會(huì)發(fā)生干擾；其次，長束通過的梁段多，放在頂層能充分發(fā)揮其 力

51、學(xué)效應(yīng)；再次，較長束在施工中管道出現(xiàn)質(zhì)量問題的機(jī)率較高，放在頂層處理比 較容易些。 圖 3-9 預(yù)應(yīng)力鋼束縱向布置圖 豎向與橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置原則：（1）豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋：豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的 布置主要是為了提高截面的抗剪能力。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋主要布置在箱梁截面的腹板 內(nèi)，盡可能沿腹板的中軸布置。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，豎 向直線配置。也可以將預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼絞線作為豎向預(yù)應(yīng)力，在預(yù)留孔道內(nèi)按后張 法張拉。豎向預(yù)應(yīng)力順橋向間距布置不僅取決于使用階段和施工階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力， 而且與選用的施工方法有關(guān)，在施工中?？紤]利用豎向預(yù)應(yīng)力筋作為懸臂掛籃的后 錨裝置。 （2）橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋：對(duì)于梁較

52、寬，頂板翼緣伸臂較長時(shí)，必須進(jìn)行橫向 計(jì)算,進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力筋的布置。橫向預(yù)應(yīng)力一般施加在截面的頂板內(nèi)或橫隔板內(nèi)。 箱梁橫向預(yù)應(yīng)力采用平行鋼絲或鋼絞線，采用直線或曲線布筋，根據(jù)受力需要和構(gòu) 造情況而定。為了減小頂板的厚度，可在頂板內(nèi)采用扁錨體系。考慮到橫隔板對(duì)橋 面預(yù)應(yīng)力的約束影響，也可在橫隔板內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力以補(bǔ)償橫隔板約束影響。 第 4 章 預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)橋規(guī) （JTG D62-2004）第 6.2.1 條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用 極限狀態(tài)計(jì)算中，應(yīng)考慮由下列因素引起的預(yù)應(yīng)力損失： 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦 l4 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 l2 預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座

53、之間的溫差 l3 混凝土的彈性壓縮 l4 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛 l5 混凝土的收縮和徐變 l6 4.1 預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算 預(yù)應(yīng)力損失包括： 摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮、混凝土的彈性壓縮、預(yù)應(yīng) 力筋的應(yīng)力松弛、混凝土的收縮與徐變等 5 項(xiàng)。 4.1.1 摩阻損失 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算： (4.1.1-1) kx- conl1 e-1 con張拉鋼筋時(shí)錨下的控制應(yīng)力（=0.75）, pk f 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)，對(duì)金屬波紋管，取 0.2 從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和，以 rad 計(jì)， k管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取 0.0015 x

54、從張拉端至計(jì)算截面的管道長度,以米計(jì)。 表 4-1 摩擦系數(shù)表 管道類型K 橡膠管抽芯成型的 管道 0.00150.55 鐵皮套管0.00300.35 金屬波紋管0.00200.00300.200.26 4.1.2 錨具變形損失 由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算： (4.1.2-1) pi2 E l l l錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取 6mm. L預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長度； EP預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。取 195GPa。 4.1.3 混凝土的彈性壓縮 后張預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉時(shí)，先張拉的鋼筋由于張拉后批 鋼筋所產(chǎn)生的砼彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下

55、式計(jì)算 (4.1.3-1) pcEPi4 在先張拉鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng) pc 力； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量比。 EP 若逐一計(jì)算的值則甚為繁瑣，可采用下列近似計(jì)算公式 pc (4.1.3-2) PCEPl N N 2 1 4 N計(jì)算截面的分批張拉的鋼束批數(shù). 鋼束重心處混凝土法向應(yīng)力： n n n n np n P PC y I M y I eN A N 1 式中 M1為自重彎矩。 注意此時(shí)計(jì)算 Np時(shí)應(yīng)考慮摩阻損失、錨具變形及鋼筋回縮的影響。預(yù)應(yīng) 1l 2l 力損失產(chǎn)生時(shí)，預(yù)應(yīng)力孔道還沒壓漿，截面特性取靜截面特性（即扣除孔道部他的 影響） 。 4.1.4 鋼束

56、松弛損失 鋼束松弛（徐變）引起的應(yīng)力損失（） 5l 此項(xiàng)應(yīng)力損失可根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D622004 表 6.2.6 條的規(guī)定，按下列公式計(jì)算。 對(duì)于鋼絲、鋼絞線，本設(shè)計(jì)中采用 =（MPa） （4.1.4-1） 5l pe pk pe f )26 . 0 52 . 0 ( 式中：張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，=1.0；超張拉時(shí)，=0.9； 鋼筋松弛系數(shù)，I 級(jí)松弛（普通松弛） ，=1.0；II 級(jí)松弛（低松弛） ， =0.3； 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對(duì)后張法構(gòu)件 =-；對(duì)先 pe pe con 1l 2l 4l 張法構(gòu)件，=-。 pe con 2l 4.1.5 收縮徐

57、變損失 由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失 6l （4.1.5-1） ps pcEPcsp l ttttE t 151 ),),( 9 . 0 )( 00 6 （ （4.1.5-2） ps pc EPcsp l ttttE t 0 0 6 151 ),),( 9 . 0 )( （ （4.1.5-3） A AA sp A AAsp （4.1.5-4） 2 2 1 i eps 2 2 , 1 i eps 式中：、構(gòu)件受拉、受壓全部縱向鋼筋截面重心處由混凝土收)( 6 t l )(6 tl 縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失； 、構(gòu)件受拉、受壓全部縱向鋼筋截面重心處由預(yù)習(xí)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝 pc pc 土

58、法向應(yīng)力； 截面回轉(zhuǎn)半徑，后張法采用凈截面特性iAIi/ 2 、構(gòu)件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距 2 ps e 2 ps e 離； 預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期為，計(jì)算考慮的齡期為 t 時(shí)的混凝土收),( 0 tt cs 0 t 縮、徐變，其終極值可按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D622004 中表 6.2.7 取用； 加載齡期為，計(jì)算考慮的齡期為 t 時(shí)的徐變系數(shù)，可按公路鋼), 0 tt（ 0 t 筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D622004 中表 6.2.7 取用. 4.2 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算 預(yù)應(yīng)力損失的最后結(jié)果應(yīng)列表給出各個(gè)截面的各

59、項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失、張拉錨固階段 和使用階段的有效預(yù)應(yīng)力以及使用階段扣除全部損失的有效預(yù)應(yīng)力值。 （使用階段扣除全部損失的有效預(yù)應(yīng) 6i5t4i3i2i1conpe - i 力值） （張拉錨固階段的有效預(yù)應(yīng)力）)( 4211lllcon 第 5 章 預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力及內(nèi)力組合 5.1 原理 對(duì)于簡支梁，由于預(yù)加力的偏心作用，梁體將上拱，這種變形是自由的。 圖 5-1 但是，如果在梁中部加上一個(gè)支點(diǎn)，把簡支梁轉(zhuǎn)化為兩跨連續(xù)梁，則在張拉預(yù) 應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于支座 B 的存在，必然產(chǎn)生一個(gè)向下的反力拉拽住梁，約束了預(yù)加 力產(chǎn)生的上拱位移，以滿足支座 B 處的變形協(xié)調(diào)條件。產(chǎn)生了二次力矩 M 圖 5-2 因

60、此梁體的總預(yù)矩 MMM 0 圖 5-3 其中 初預(yù)矩 0 M 二次矩M 5.2 計(jì)算方法 5.2.1 等效荷載法 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是一種預(yù)加力和混凝土承壓相互作用并取得平衡的自錨體 系。為此可把預(yù)應(yīng)力束筋混凝土視為相互獨(dú)立的個(gè)體，把預(yù)加力對(duì)混凝土的作用的 形式代替。只要求得不同配筋情況下的等效荷載，就可用有限元法或影響線加載法 等方法求超靜定梁由預(yù)加力產(chǎn)生的內(nèi)力。應(yīng)注意的是，用等效荷載法求得的梁的內(nèi) 力中已經(jīng)包括了預(yù)加力引起的次內(nèi)力，因此求得的內(nèi)力就是總預(yù)矩。 計(jì)算等效荷載首先應(yīng)明確哪些預(yù)應(yīng)力鋼束能使連續(xù)梁橋所產(chǎn)生次內(nèi)力。一般地， 只有在超靜定結(jié)構(gòu)施加的預(yù)應(yīng)力鋼束才產(chǎn)生次內(nèi)力。本設(shè)計(jì)為滿堂支