道橋類畢業(yè)論文(標準).doc

摘 要本設(shè)計主要是關(guān)于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。設(shè)計橋梁跨度為90m+120m+90m，分為兩幅設(shè)計，單幅為單箱單室，橋面總寬27m,雙向4車道，上下行。主要采用懸臂掛籃施工，對稱平行澆筑混凝土。本橋設(shè)計分為126個單元和48個施工段。設(shè)計過程如下： 首先，確定主梁主要構(gòu)造及細部尺寸，它必須與橋梁的規(guī)定和施工保持一致，考慮到抗彎剛度和抗扭剛度影響，設(shè)計采用箱型粱。主梁的高度呈成二次拋物線變化，因為二次拋物線近似于連續(xù)梁橋彎矩變化的曲線。 其次，利用橋梁博士電子軟件分析結(jié)構(gòu)的總內(nèi)力（包括恒載和活載的內(nèi)力計算），用于計算內(nèi)力組合結(jié)果也由橋梁博士電子軟件計算而得，從而估算出縱向預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)目，然后再布置預(yù)應(yīng)力鋼絲束。再次，計算預(yù)應(yīng)力損失及次內(nèi)力，次內(nèi)力包括先期恒載徐變次內(nèi)力、先期預(yù)應(yīng)力徐變次內(nèi)力、后期合攏預(yù)應(yīng)力索產(chǎn)生的彈性次內(nèi)力、局部溫度變化次內(nèi)力。然后進一步進行截面強度驗算，其中包括承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在正常使用極限狀態(tài)驗算中包括計算截面的混凝土法向應(yīng)力驗算、預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗算、截面的主應(yīng)力計算。最后，通過手算計算出橋面板及橋墩的形式及受力情況，最終整理成本橋設(shè)計的總體信息。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；次內(nèi)力；懸臂施工AbstractThe graduate design is mainly about the design of superstructure of long-span pre-stressed concrete continuous box Girder Bridge .Pre-stressed concrete continuous Girder Birdge become one of main bridge types of the most full of completion ability because of subjecting to the dint function with the structure good,having the small defomation,few of control joint,going smoothly comfort,protected the amout of engineering small and having the powerfully ability of carthquake proof and so on.For time and ability limited,the design of the substructure,transverse pre-stressing and vertical pre-stressing is not considered. The spans of the bridge are 90m+120m+90m,main beam is respective designed,each suit has one box one room and four traffic ways of all,the width of the bridge surface is 27m.The major girder applies cantilever hung-basket bearing,symmetric equilibrium construction. The bridge design is divided into 126 units and 48 construction sectionThe design process is as follows:First, make sure the main girder structure of details and size, it must be with the rules and regulations of the bridge construction keeps consistent, considering the bending stiffness and wrest resistant effect stiffness, design USES a box beams. The height of the main girder is into two parabolic change, because two parabolic approximate continuous girder bridge bending moment the curve of the change. Secondly, the use of bridge structure analysis of electronic software dr total internal force (including the dead load and live load of internal force calculation), used to calculate the combination of internal force of the bridge by dr software and electronic calculation, and estimate the number of longitudinal prestressed reinforcement, and then arrangement of prestressed steel wire. Again, the loss of prestress and internal force calculation time, time constant load first internal force including creep time internal force, first prestressed creep time internal force, closed late prestressed cable effects of elastic time internal force, local temperature changes of internal force of The Times And then further strength check section, including bearing capacity limit state and normal use limit state. In normal use limit state to prove the concrete method including the calculation of section to stress checking and calculating of the prestressed reinforced tensile stress, section of the principal stress calculation.Finally, the hand be calculated the bridge pier panel and form and stress distribution, and eventually finishing cost the overall information bridge design.Key words：Prestressed concrete continuous girder bridge ；Time internal ； force Cantilever construction .目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒 論11.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁概述1第2章 設(shè)計基本資料32.1 工程地質(zhì)概況32.2 設(shè)計基本資料32.2.1 設(shè)計背景32.2.2 地形、地貌32.2.3 氣象3第3章 構(gòu)造布置53.1 橋型選擇及孔徑劃分53.2 主梁截面形式與主梁高度的擬定53.2.1 橫截面設(shè)計53.2.2 主梁高度53.3 主梁截面細部尺寸擬定63.4 橋面鋪裝6第4章 全橋節(jié)段劃分74.1 分段原則74.2橋面單元劃分74.3 全橋施工段劃分7第5章 主梁內(nèi)力計算85.1 恒載內(nèi)力計算85.1.1 一期恒載（結(jié)構(gòu)自重）85.1.2 二期恒載85.1.3 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)85.2 活載內(nèi)力計算105.2.1 橫向分布系數(shù)的計算105.2.2 活載內(nèi)力計算105.2.3 計算結(jié)果115.3 溫度引起的內(nèi)力計算155.4 支座位移引起的內(nèi)力計算165.5 內(nèi)力組合以及內(nèi)力包絡(luò)圖165.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合165.5.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合17第6章 預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置186.1 鋼筋估算186.1.1 按承載能及極限計算時滿足正截面強度要求186.1.2 按正常使用及極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計算206.2 預(yù)應(yīng)力束的布置256.2.1 布置原則256.2.2 鋼束的布置25第7章 預(yù)應(yīng)力損失計算277.1 磨阻損失277.2 錨具變形損失277.3 混凝土彈性壓縮損失287.4 預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失287.5 收縮徐變損失29第8章 主梁截面強度及應(yīng)力驗算318.1 正截面抗彎承載力驗算318.2 正截面抗彎承載力計算33第9章 主梁變形驗算349.1 正截面抗彎承載力計算349.1.1 正截面抗裂驗算349.1.2 斜截面抗裂驗算359.1.3 使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力驗算369.1.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗算369.1.5 混凝土的主壓應(yīng)力驗算369.2 短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗算36第10章 行車道板和支座計算與驗算3810.1 行車道板的計算及驗算3810.2 支座計算及驗算43第11章 橋墩計算及驗算4711.1 橋墩型式及材料的選用4711.2 擬定橋墩尺寸4711.3 荷載計算4811.4 橋墩正截面強度計算51第12章 總 結(jié)54參考文獻55致 謝56V沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論1.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁概述 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮分少、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點：如過早出現(xiàn)裂縫，使其不能有效的采用高強材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使其材料利用率低。 為了解決這些問題，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔荷載之前，預(yù)先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。 我國預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步較晚，但今年來得到飛速發(fā)展?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)有了簡支梁、T形粱、連續(xù)梁、斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系，而且得到越來越廣泛的應(yīng)用。 連續(xù)梁和懸臂梁比較：在恒載作用下，連續(xù)連在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩于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)生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優(yōu)于懸臂梁。所以，無論是城市橋梁還是跨河大橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁都發(fā)揮其優(yōu)勢，成為優(yōu)勝方案。目前，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁主要橋型之一。 另外，在設(shè)計預(yù)應(yīng)力連續(xù)粱橋時，技術(shù)經(jīng)濟指針也是一個重要因素，他是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材（混凝土、預(yù)應(yīng)力筋、普通鋼筋）用量與每平方米橋面造價來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的經(jīng)濟技術(shù)指針。但是，橋梁的經(jīng)濟技術(shù)指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作，三材指針和造價指針和很多因素有關(guān)。同時，一座橋的設(shè)計方案完成后，造價指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小，而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護維修等費用在內(nèi)。通過比較，連續(xù)梁的各項指針較高。因此，從這個角度來看，連續(xù)梁橋是未來橋梁的發(fā)展方向。1.2 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生的綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設(shè)計工作。設(shè)計過程中提高學生獨立分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備初學專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計為（90+120+90）m公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橋?qū)?7m，分為兩幅，設(shè)計時只考慮單幅設(shè)計。粱體采取單箱單室箱型截面，全橋共分126個單元，一般單元為1m、2m、3m，共127節(jié)點，48施工段。按二次拋物線變化，這樣不僅使橋梁自重減輕，還增加了橋梁的美觀效果。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為超靜定結(jié)構(gòu)，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以采用有限元分析軟件橋梁博士進行計算，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。 由于本人水平有限，而且第一次從事這方面的設(shè)計，難免出現(xiàn)錯誤，懇請各位老師批評指正。第2章 設(shè)計基本資料2.1 工程地質(zhì)概況大橋橋位處地質(zhì)情況為：河槽表層為亞砂土，下層為卵石層，下層巖石為迭系紫紅色泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥頁巖互層，砂巖單層厚0.40.8m，泥頁巖厚0.51.5m，屬碎塊狀軟質(zhì)巖，容許承載力0=10001200KPa，單軸抗壓強度為Ra=814MPa。橋位河道寬 300m，正常水位為6.1-6.5米，歷史最高水位8.65米。橋長和凈高不受設(shè)計流量和水位控制，水文計算僅作為計算沖刷、確定基底標高的依據(jù)。2.2 設(shè)計基本資料2.2.1 設(shè)計背景渾河可謂是沈陽的母親河，為了方便沈陽市民的交通方便，目前渾河上的橋梁已經(jīng)不能滿足交通需求，所以必須再設(shè)計一橋梁以緩解交通壓力。該橋的建設(shè)對耐久性和美觀要求比較高。該橋的建成，將為交通運輸帶來方便的同時，也會成為城市的一道風景線，同時符合綠色自然的發(fā)展規(guī)律，與城市融為一體。2.2.2 地形、地貌該區(qū)宏觀地貌單元為沖洪積平原，地形平坦開闊。上部結(jié)構(gòu)根據(jù)通行要求需布置4車道，單側(cè)有1m寬的人行道，采用單箱單室結(jié)構(gòu)形式。2.2.3 氣象當?shù)貧庀螅寒數(shù)匾辉缕骄鶜鉁貫?17 0C，七月份平均氣溫為+26 0C，受季風影響，降雨量年內(nèi)不均，春冬季降雨較少，夏秋較為集中，一般69月份降雨量可達全年總降雨量的6380，平均降雨量為656.9mm，最大凍深為23.4m，每年11月至次年3月為凍結(jié)期，全年霜期為10月至次年4月，有霜期為150210d。 第3章 構(gòu)造布置3.1 橋型選擇及孔徑劃分本設(shè)計經(jīng)過方案比選后采用三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱型梁結(jié)構(gòu)。根據(jù)要求，主跨取為120m。邊跨跨徑根據(jù)國內(nèi)外已有經(jīng)驗和文獻一般取主跨徑的0.50.8倍，這里采用0.75倍的中跨徑，即90m，則全橋跨徑為90m+120m+90m=300m。3.2 主梁截面形式與主梁高度的擬定3.2.1 橫截面設(shè)計梁式橋橫截面的設(shè)計主要是確定橫截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁間距、主梁各部尺寸；它與梁式橋體系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美觀要求以及經(jīng)濟用料等等因素都有關(guān)系。在目前已建成的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，箱形截面是最適宜的橫截面型式。箱型截面還有如下優(yōu)點：這種閉合薄壁截面抗扭剛度很大，對于采用懸臂施工的橋梁尤為有利。同時，因其頂板和底板都有較大的面積，所以能有效的抵抗正、負彎矩，并滿足配筋要求。箱形截面亦具有良好的動力特性。常見的箱形截面形式有：單箱單室、單箱雙室、雙箱單室、單箱多室、雙箱多室等等。從對箱形截面的受力狀態(tài)分析表明，單箱單室截面受力明確，施工方便，節(jié)省材料用量。一般常用在橋?qū)?4m左右的范圍。綜上所述，根據(jù)任務(wù)書設(shè)計要求本推薦橋型方案橫截面采用的是單箱單室的箱型截面。如圖2-1：頂板厚度取30cm；底板厚為 80cm,中間底板板厚成二次拋物線性變化；腹板采用70cm。橋面根據(jù)通行要求布置上下行分離式，單向2車道，上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室結(jié)構(gòu)形式，箱寬13.5m。3.2.2 主梁高度主梁高度：根據(jù)橋梁跨徑情況，支點處梁高取6.8m（高跨比為1/17.64）；跨中梁高取3m（高跨比為1/40）。 3.3 主梁截面細部尺寸擬定頂板和底板：箱形梁截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負彎矩的主要工作部位。頂板：確定箱梁頂板厚度一般考慮兩個因素：滿足橋面橫向彎矩的要求和滿足布置縱橫向預(yù)應(yīng)力筋的要求.本設(shè)計頂板厚度均為30cm。底板：箱梁底板厚度隨箱梁負彎矩的增大而逐漸加厚直至墩頂，以適應(yīng)受壓.底板除需復(fù)核使用階段的受壓要求外，在破壞階段還宜使中和軸保持在底板內(nèi)，并有適當富余，一般為墩頂梁高的1/101/12.本設(shè)計底板厚度80cm。腹板：箱梁腹板主要承受截面剪力和主拉應(yīng)力，在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋中，彎束對荷載剪力的抵消使得梁內(nèi)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力較小。在變高度連續(xù)梁橋中，截面高度變化也可減少主拉應(yīng)力.除上述受力因素外，還要考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置和施工要求。本設(shè)計取腹板厚70cm。具體細部尺寸如圖3-1圖3-1 主梁截面尺寸圖（單位：cm）3.4 橋面鋪裝橋面鋪裝選用8cm厚C50防水混凝土作為鋪裝層，加上3cmAK-13A型瀝青混凝土抗滑表層.第4章 全橋節(jié)段劃分4.1 分段原則劃分單元應(yīng)考慮梁的跨徑、截面變化、施工方法、預(yù)應(yīng)力布置等因素，單元分的越細計算的內(nèi)力就越精確，一般遵從以下原則：1. 構(gòu)件的起點和終點以及變截面處;2.不同構(gòu)件的交點或同一構(gòu)件的折點處;3.施工分界線處;4.邊界或支承處;5.所關(guān)心截面處.4.2橋面單元劃分全橋單元可劃分為3*1+13*2+2*1+2+18*3+6*1+18*3+2+2*1+2+18*3+6*1+18*3+2+2*1+13*2+3*1。如圖4-1圖4-1 全橋單元外形4.3 全橋施工段劃分全橋分段為126個單元。127個節(jié)點。全橋整體采用懸臂節(jié)段澆筑施工法，兩端橋臺附近單元處使用整體現(xiàn)澆法。單元3843與單元8489為0號塊，接著每個單元為一個施工節(jié)段共劃分19個，接著兩端1-17號單元與110-126號單元采用整體現(xiàn)澆，18號109號單元為邊跨合攏節(jié)段，63號64號單元為中跨合攏節(jié)段。第5章 主梁內(nèi)力計算根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱斷面的布置，并通過對移動荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進行內(nèi)力組合，畫出內(nèi)力包絡(luò)圖。5.1 恒載內(nèi)力計算5.1.1 一期恒載（結(jié)構(gòu)自重）結(jié)構(gòu)自重根據(jù)鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（TB1002.1-2005）1，梁體容重初步按配筋率在3%以內(nèi)的鋼筋混凝土容重25.0kN/進行計算。5.1.2 二期恒載橋面二期恒載含鋪裝層和欄桿重。每延米板上的恒載g1. 瀝青混凝土找平層：2. 鋼筋混凝土面層：3. 欄桿重量：二期恒載5.1.3 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)見圖5-1、5-2、5-3以及表5-1。圖5-1 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)彎矩圖圖5-2 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)剪力圖圖5-3 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)軸力圖表5-1 結(jié)構(gòu)重力作用效應(yīng)表 單元號 節(jié)點號 軸力 剪力 彎矩 1 1 5.185e+004 -1.015e+004 -2.595e+004 1 2 5.215e+004 1.023e+004 -3.146e+004 2 2 5.204e+004 -2.033e+003 -2.941e+004 2 3 5.266e+004 6.099e+002 -3.658e+004 3 3 5.277e+004 7.602e+003 -3.862e+004 3 4 5.373e+004 -9.870e+003 -3.164e+004 4 4 7.665e+004 8.603e+003 -5.988e+004 4 5 7.711e+004 -1.253e+004 -4.886e+004 5 5 7.716e+004 1.099e+004 -4.784e+004 5 6 9.873e+004 -1.280e+004 -6.545e+004 6 6 9.872e+004 1.305e+004 -6.519e+004 6 7 9.768e+004 -1.380e+004 -4.822e+004 7 7 1.130e+005 1.146e+004 -6.857e+004 7 8 1.121e+005 -1.246e+004 -5.242e+004 8 8 1.121e+005 1.297e+004 -5.268e+004 8 9 1.305e+005 -1.216e+004 -5.298e+004 5.2 活載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算主要通過有限元軟件計算模型，輸入試使用階段活載所加載的相關(guān)參數(shù)得到。5.2.1 橫向分布系數(shù)的計算對于整體箱梁、整體板梁等結(jié)構(gòu)，其橫向分布系數(shù)就是其所承受的汽車總列數(shù)，考慮橫向折減及偏載后的修正值。根據(jù)橋規(guī)4.3.1條規(guī)定，當橋涵設(shè)計車道數(shù)大于2時，有汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)進行折減，但折減后的效應(yīng)不得小于設(shè)計車道數(shù)為2的荷載效應(yīng)。大跨徑橋梁上的汽車荷載還應(yīng)考慮縱向折減。箱梁計算得到的偏載系數(shù)為1.15，對于本橋橋面為2車道的整體箱梁計算時，其橫向分布系數(shù)應(yīng)為20.78（四車道橫向折減系數(shù)）1.15=1.356。在橋梁博士有限元計算程序中，對于整體箱梁、整體板梁結(jié)構(gòu)，填寫人行道寬度或者滿人總寬度時，人群荷載的橫向分布系數(shù)填1。5.2.2 活載內(nèi)力計算1. 沖擊系數(shù)計算橋規(guī)4.3.2條條文說明對連續(xù)梁橋正彎矩段與負彎矩段的基頻與的計算有：值可按下式計算：當1.5Hz時， =0.05當1.5Hz14Hz時， =0.1767-0.0157當14Hz時， =0.45因此：正彎矩段： 負彎矩段：5.2.3 計算結(jié)果表5-2到表5-5給出了汽車試用階段的加載結(jié)果。表5-2 汽車使用階段內(nèi)力單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+0000.000e+0000.000e+000120.000e+0000.000e+0000.000e+000220.000e+0000.000e+0000.000e+000230.000e+0000.000e+0000.000e+000330.000e+0000.000e+0000.000e+000340.000e+0000.000e+0000.000e+000440.000e+0000.000e+0000.000e+000450.000e+0000.000e+0000.000e+000550.000e+0000.000e+0000.000e+000560.000e+0000.000e+0000.000e+000660.000e+0000.000e+0000.000e+000670.000e+0000.000e+0000.000e+000770.000e+0000.000e+0000.000e+000780.000e+0000.000e+0000.000e+000880.000e+0000.000e+0000.000e+000890.000e+0000.000e+0000.000e+000990.000e+0000.000e+0000.000e+0009100.000e+0000.000e+0000.000e+00010100.000e+0000.000e+0000.000e+00010110.000e+0000.000e+0000.000e+00011110.000e+0000.000e+0000.000e+00011120.000e+0000.000e+0000.000e+000表5-3 汽車使用階段內(nèi)力單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+0000.000e+0000.000e+000120.000e+0007.462e+002-6.131e+002220.000e+000-7.462e+002-6.131e+002230.000e+0007.725e+002-1.252e+003330.000e+000-7.725e+002-1.252e+003340.000e+0007.987e+002-1.918e+003440.000e+000-7.988e+002-1.918e+003450.000e+0008.512e+002-3.328e+003550.000e+000-8.513e+002-3.328e+003560.000e+0009.037e+002-4.843e+003660.000e+000-9.038e+002-4.843e+003670.000e+0009.562e+002-6.463e+003770.000e+000-9.563e+002-6.463e+003780.000e+0001.009e+003-8.188e+003880.000e+000-1.009e+003-8.188e+003890.000e+0001.061e+003-1.002e+004990.000e+000-1.061e+003-1.002e+0049100.000e+0001.114e+003-1.195e+00410100.000e+000-1.114e+003-1.195e+00410110.000e+0001.166e+003-1.399e+00411110.000e+000-1.166e+003-1.399e+00411120.000e+0001.219e+003-1.614e+00412120.000e+000-1.219e+003-1.614e+00412130.000e+0001.271e+003-1.839e+00413130.000e+000-1.271e+003-1.839e+00413140.000e+0001.324e+003-2.074e+00414140.000e+000-1.324e+003-2.074e+004表5-4 汽車使用階段內(nèi)力圖單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+0009.683e-0070.000e+000120.000e+0000.000e+0000.000e+000220.000e+0007.472e-0070.000e+000230.000e+0000.000e+0000.000e+000330.000e+0000.000e+0000.000e+000340.000e+0000.000e+0000.000e+000440.000e+0000.000e+0000.000e+000450.000e+0000.000e+0000.000e+000550.000e+0000.000e+0000.000e+000560.000e+0000.000e+0000.000e+000660.000e+0000.000e+0000.000e+000670.000e+0000.000e+0000.000e+000770.000e+0000.000e+0000.000e+000780.000e+0000.000e+0000.000e+000880.000e+0000.000e+0000.000e+000890.000e+0000.000e+0000.000e+000990.000e+0000.000e+0000.000e+0009100.000e+0000.000e+0000.000e+00010100.000e+0000.000e+0000.000e+00010110.000e+0000.000e+0000.000e+00011110.000e+0000.000e+0000.000e+00011120.000e+0000.000e+0000.000e+00012120.000e+0000.000e+0000.000e+00012130.000e+0000.000e+0000.000e+00013130.000e+0000.000e+0000.000e+00013140.000e+0000.000e+0000.000e+00014140.000e+0000.000e+0000.000e+0005-5 汽車使用階段內(nèi)力單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩110.000e+000-7.200e+0020.000e+000120.000e+0007.456e+002-4.254e+001220.000e+000-7.456e+002-6.131e+002230.000e+0007.712e+002-1.119e+002330.000e+000-7.732e+002-1.253e+003340.000e+0007.968e+002-1.918e+003440.000e+000-8.020e+002-7.181e+002450.000e+0008.480e+002-2.128e+003550.000e+000-8.532e+002-2.908e+003560.000e+0008.992e+002-4.423e+003660.000e+000-9.031e+002-4.844e+003670.000e+0009.503e+002-6.463e+003770.000e+000-9.582e+002-6.134e+003780.000e+0001.002e+003-7.858e+003880.000e+000-1.002e+003-7.799e+003890.000e+0001.053e+003-9.628e+003990.000e+000-1.065e+003-9.570e+0039100.000e+0001.104e+003-1.150e+00410100.000e+000-1.110e+003-9.405e+00310110.000e+0001.155e+003-1.144e+00411110.000e+000-1.156e+003-1.399e+00411120.000e+0001.206e+003-1.614e+00412120.000e+000-1.230e+003-1.614e+00412130.000e+0001.257e+003-1.839e+00413130.000e+000-1.278e+003-1.839e+00413140.000e+0001.309e+003-2.074e+00414140.000e+000-1.327e+003-2.000e+0045.3 溫度引起的內(nèi)力計算由于連續(xù)梁只有一個橫向支座，所以整體溫變對梁體的內(nèi)力沒有影響，在這里只考慮橋面板由于日照等因素產(chǎn)生梯度溫度效應(yīng)，根據(jù)橋規(guī)4.3.10條規(guī)定，橋面板表面豎向日照正溫差計算基數(shù)取14，取5.5，豎向日照反溫差乘以-0.5。按以上規(guī)定由橋梁博士有限元軟件程序可算出不均勻溫度引起的內(nèi)力。在日照溫差下的各控制截面次內(nèi)力值如表5-6所示； 表5-6 各控制截面整體溫度次內(nèi)力表單元號節(jié)點號軸力剪力彎矩11-1.455e-011-1.238e-010-4.911e-01112-1.455e-0111.238e-010-2.437e-010228.004e-0112.588e+002-3.056e-010238.004e-011-2.588e+0022.588e+002331.592e-0102.588e+0022.588e+002341.592e-010-2.588e+0027.763e+002441.719e-0102.588e+0027.763e+002451.719e-010-2.588e+0021.294e+003551.019e-0102.588e+0021.294e+003561.019e-010-2.588e+0021.811e+003665.730e-0112.588e+0021.811e+003675.730e-011-2.588e+0022.329e+003771.419e-0102.588e+0022.329e+003781.419e-010-2.588e+0022.847e+00316161.455e-0112.588e+0026.987e+00316171.455e-011-2.588e+0027.505e+00317173.365e-0112.588e+0027.505e+00317183.365e-011-2.588e+0028.022e+00320213.456e-011-2.588e+0029.575e+00321213.365e-0112.588e+0029.575e+003在日照溫差下的各控制截面彎矩以及剪力如圖5-4 ，5-5所示圖5-4 在日照溫差下的各控制截面彎矩圖圖5-5 在日照溫差下的個控制界面剪力圖5.4 支座位移引起的內(nèi)力計算由于各個支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻變位，連續(xù)梁是一種超靜定結(jié)構(gòu)，對支座的不均勻沉降特別敏感，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。其計算方法是:三跨連續(xù)梁的四個支點中的每個支點分別下沉2cm，其余的支點不動，所得到的內(nèi)力進行疊加，取最不利的內(nèi)力范圍。5.5 內(nèi)力組合以及內(nèi)力包絡(luò)圖根據(jù)橋規(guī)4.1.6條和4.1.7條規(guī)定，進行承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合和正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合。5.5.1 承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合考慮永久作用：結(jié)構(gòu)重力、基礎(chǔ)沉降；考慮可變作用：汽車荷載、溫度梯度作用。承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖如圖5-6以及圖5-7所示。圖5-6 承載能力極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖5-7 承載能力極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖5.5.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合考慮永久作用：結(jié)構(gòu)重力、基礎(chǔ)沉降；考慮可變作用：汽車荷載、溫度梯度作用。正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖如圖5-8以及圖5-9所示。圖5-8 正常使用極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖5-9 正常使用極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖第6章 預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置6.1 鋼筋估算根據(jù)預(yù)規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段（即使用階段）的應(yīng)力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。6.1.1 按承載能及極限計算時滿足正截面強度要求預(yù)應(yīng)力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達到混凝土抗壓設(shè)計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設(shè)計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。 （1）對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計算，如下圖：h0 xNdfcd ， ， 解上兩式得：受壓區(qū)高度 預(yù)應(yīng)力筋數(shù) 或 式中 截面上組合力矩?；炷量箟涸O(shè)計強度；預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計強度；單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； b截面寬度 （2）若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實際上存在的雙筋影響時（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋）會使計算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。具體承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積見表6-1。表6-1 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位：）單元號左上緣左下緣右上緣右下緣10.0020200.0005960.0001920000.000842300.0010300.00459400.0059100.0123500.012600.0192600.019500.0254700.025400.0312800.031200.0377900.037600.04461000.044600.05061100.050600.05711400.069700.07521500.075100.08021600.080200.08461700.085600.08731800.088100.08931900.089500.0928續(xù)表6-1 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位：）200.140.00780.1410.0114210.1410.01140.1430.0137220.1430.01370.1460.0145230.1460.01450.150.014240.150.0140.1540.0123250.1540.01230.160.00946260.160.009460.1660.00564270.1660.005640.1730.000926280.1730.0009250.180290.1800.1860300.18600.1930310.19300.20320.200.2060330.20600.2120340.21200.2170350.21700.2220360.22300.2280370.22800.2320380.23200.2340390.23400.2380400.23800.2420410.2330.01370.2280420.22800.22406.1.2 按正常使用及極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計算規(guī)范（JTJ D62-2004）規(guī)定，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（為），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。寫成計算式為：對于截面上緣 （1） （2）對于截面下緣 （3） （4）其中，由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，W截面抗彎模量，混凝土軸心抗壓標準強度。、項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數(shù)值取大小。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，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式（1）變?yōu)?（5）公式（3）變?yōu)?（6）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：a. 截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為： （7） （8）將式（5）、（6）分別代入式（7）、（8），解聯(lián)立方程后得到 （9） （10）令 代入式（9）、（10）中得到 （11） （12）式中每束預(yù)應(yīng)力筋的面積；預(yù)應(yīng)力筋的永存應(yīng)力(可取0.50.75估算)；e預(yù)應(yīng)力力筋重心離開截面重心的距離；K截面的核心距；A混凝土截面面積，取有效截面計算。 b. 當截面只在下緣布置力筋Np下以抵抗正彎矩時 當由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時： （13） 當由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時： （14）c. 當截面中只在上緣布置力筋N上 以抵抗負彎矩時：當由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時 （15） 當由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時 （16）當按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計算時(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最大值)?？捎汕懊娴氖酵茖?dǎo)得： （17） （18）有時需調(diào)整束數(shù)，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(yīng)增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)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(yīng)增配根。其關(guān)系為：當承受時， 當承受時， 具體正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面積見表6-2。表6-2 正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位：） 單元號左上緣左下緣右上緣右下緣10.00230.00010.00060.000320.00010.00010.00010.001430.00010.00150.00010.005540.000