連續(xù)剛構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

目錄中文摘要 i英文摘要 ii第1章基本資料 11.1基本資料 11.2設(shè)計(jì)依據(jù) 1第2章方案比選 32.1方案初選 32.1.1方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu) 32.1.2方案二：斜拉橋 42.1.3方案三：預(yù)應(yīng)力六跨標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁 52.2推薦方案 6第3章結(jié)構(gòu)計(jì)算 83.1設(shè)計(jì)資料 83.2結(jié)構(gòu)尺寸擬訂 93.2.1立面布置 93.2.2上部結(jié)構(gòu) 93.2.3下部結(jié)構(gòu) 103.2.4鋼筋信息 103.2.5其他 103.3MIDAS電算 103.3.1橋面系單元?jiǎng)澐?113.3.2非橋面系單元?jiǎng)澐?113.3.3單元?jiǎng)澐謭D 113.3.4主要施工階段劃分 113.4主梁內(nèi)力計(jì)算及組合 123.4.1內(nèi)力計(jì)算組合圖 123.4.2內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 133.5預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和配筋 143.5.1主梁控制截面 143.5.2最不利荷載組合 143.6預(yù)應(yīng)力鋼束估算 153.6.1估筋原則 153.6.2預(yù)應(yīng)力鋼束的估算 153.6.3預(yù)應(yīng)力束布置原則 223.6.4縱向預(yù)應(yīng)力布置 22橫向預(yù)應(yīng)力筋布置 24豎向預(yù)應(yīng)力 253.7承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 253.7.1截面幾何性質(zhì)計(jì)算 253.7.2承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 253.8預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 273.8.1摩阻損失 273.8.2錨具變形損失 283.8.3分批張拉損失 303.8.4鋼筋應(yīng)力松弛損失 303.8.5混凝土收縮、徐變損失 303.8.6預(yù)應(yīng)力損失組合 313.9全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 323.9.1正截面抗裂性驗(yàn)算 323.9.2持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算 333.9.3短暫狀況應(yīng)力驗(yàn)算 35第4章行車道板計(jì)算 374.1懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算 374.2單向板荷載效應(yīng)計(jì)算 384.3荷載組合 404.4配筋計(jì)算 414.4.1懸臂板的配筋 414.4.2單向板的配筋 41第5章施工組織設(shè)計(jì) 435.1工程概況介紹 435.1.1工程項(xiàng)目的特征 435.1.2建設(shè)地區(qū)特征 435.2確定施工方法制訂工程施工部署 435.3施工組織設(shè)計(jì) 445.3.1上部結(jié)構(gòu)施工 445.3.2施工流程圖 445.3.3施工要點(diǎn) 465.4施工注意事項(xiàng) 505.4.1O#號(hào)塊施工注意事項(xiàng) 505.4.2合龍段施工應(yīng)特別注意以下幾條： 505.4.3懸臂澆注混凝土?xí)r要注意的問題 505.4.4施工精度及安全 515.4.5預(yù)應(yīng)力張拉工藝 51第6章結(jié)束語 53致謝 54參考文獻(xiàn) 55摘要本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定,對(duì)鳴水灣大橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計(jì)的。對(duì)該橋的設(shè)計(jì)，本著“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用”的八字原則，本論文提出三種不同的橋型方案進(jìn)行比較和選擇：方案一為：預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)粱橋，方案二為混凝土簡支梁橋，方案三為斜拉橋。經(jīng)由以上的八字原則以及設(shè)計(jì)施工等多方面考慮、比較確定第一種為推薦方案。在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在使用工程中恒載以及活載的作用，運(yùn)用MidasCivil計(jì)算出控制界面的最大彎矩，根據(jù)最大彎矩進(jìn)行預(yù)應(yīng)力配筋。進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算，估算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度的計(jì)算，對(duì)行車道板進(jìn)行了計(jì)算，并進(jìn)行了配筋。下部結(jié)構(gòu)采用雙薄壁墩，基礎(chǔ)采用了擴(kuò)大基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)的圖紙采用手工繪圖結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制，計(jì)算機(jī)編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短文“Researchdevelopmentofdigitalmaintenanceandmanagementsystemforlong-spancable-stayedbridges”。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土，連續(xù)剛構(gòu)，懸臂施工，MidasCivil，AutoCADABSTRACTThisisapartialstructdesignofabridgenamedMingShuiwanbridge,accordingtodesigningassignmentandthestandardofroadandbridge.Forthepurposeofmakethetypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidesthreedifferenttypesofbridgeforselection:thefirstoneispre-stressedconcretecontinuousrigidframeworkbridge;thesecondoneissimple-supportedbeambridge,thethirdoneiscablestayedbridge.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thefirstoneisselected.Inthisdesign,Thecheckingcalculationofstrengthofmaingirderwasprecedednotonlyinprestressedstatementbutalsoinusingstatement,deflection,precamberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.Thepierofthebridgewasbasingondiggingpile,andadoptedrubberpotbearing.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandspotcondition,itadoptedthemethodthatthecantileverjobplacingcombinedwithbracketjobplacing.PartofthedesigndrawingswereprotractedbyAutoCAD,theotherswereprotractedbyhands.ExceptthatthethesiscalledResearchdevelopmentofdigitalmaintenanceandmanagementsystemforlong-spancable-stayedbridgeswastranslatedintoChinese.Keywords:continuouspre-stressedconcrete,continuousrigidframeworkbridge,cantileverconstruction,MidasCivil,AutoCAD前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是在學(xué)院所有規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和必修的專業(yè)課后進(jìn)行的，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年所學(xué)課程和各方面知識(shí)，進(jìn)行一次全面、綜合、系統(tǒng)的訓(xùn)練，也是對(duì)以前各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化、補(bǔ)充和檢驗(yàn)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過程中，不僅是對(duì)我們綜合、科學(xué)、合理地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、理論的一種檢驗(yàn)，同時(shí)還能鞏固和加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，在自己頭腦中構(gòu)建系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)框架和理論體系。借助這種較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手操作的實(shí)踐，進(jìn)一步培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，從而提高分析和解決實(shí)際問題的能力。最近幾年來，預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)鋼構(gòu)，依靠它具有：連續(xù)剛構(gòu)梁多用于大跨徑高墩結(jié)構(gòu)橋,具有結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順性好、養(yǎng)護(hù)簡易、抗震性能好、易于懸臂施工等優(yōu)點(diǎn)。因此無論是公路或城市橋梁、高架道路，還是跨越寬闊河流的大橋，均被廣泛應(yīng)用。其中箱形截面抗扭剛度大，并具有較T形截面高的截面效率指標(biāo)，同時(shí)它的頂板和底板面積均比較大，能有效的承當(dāng)正負(fù)彎矩，并滿足配筋的需要。因此在已建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當(dāng)跨度超過40米后，其橫截面大多為箱形截面。此外，當(dāng)橋梁承受偏心荷載時(shí)，箱形截面梁抗扭剛度大，內(nèi)力分布比較均勻；在橋梁處于懸臂狀態(tài)時(shí)，具有良好的靜力和動(dòng)力穩(wěn)定性，對(duì)于懸臂施工的大跨度橋梁尤為有利。由于箱形截面整體性能好，因而在限制車道數(shù)通過車輛時(shí)，可以超載通行。另外單箱截面整體性好，施工方便，材料用量經(jīng)濟(jì)，當(dāng)橋面寬度不大時(shí)，以采用單箱截面為好。所以該設(shè)計(jì)采用分離式的單箱單室截面。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展，我國建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟(jì)上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。由于連續(xù)梁受力和使用上的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時(shí)，優(yōu)先考慮這種橋形。本文為鳴水灣大橋設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)，該橋采用連續(xù)剛構(gòu)體系，全長190m，主梁為變高度預(yù)應(yīng)力箱梁。本書僅對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)主梁的橋面板的計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)配筋和預(yù)應(yīng)力損失做出詳盡的說明，而對(duì)此橋方案選擇、施工過程和施工組織設(shè)計(jì)等參考現(xiàn)有資料，已成橋梁只做出了粗略的解釋。全文分為方案比選、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配筋計(jì)算、施工組織設(shè)計(jì)等章節(jié)。連續(xù)梁是一種超靜定體系，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素很多，計(jì)算較復(fù)雜，計(jì)算量也很大，用手算不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而且可靠性不高，故在該計(jì)算過程中內(nèi)力及影響線采用MIADSCIVIL計(jì)算軟件計(jì)算，預(yù)應(yīng)力估算、鋼束預(yù)應(yīng)力損失以及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算均采用手算完成，而且所有設(shè)計(jì)均按照新規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD60-2004）、《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》（JTGD62-2004）進(jìn)行設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中得到了鄒毅松老師等老師的悉心指導(dǎo)和幫助，同時(shí)也得到許多同學(xué)的熱心幫助，在此一并表示由衷的感謝。通過該畢業(yè)設(shè)計(jì)，我希望能做到獨(dú)立自主的完成，并能真實(shí)的反映自己多年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和應(yīng)用水平，同時(shí)又能培養(yǎng)自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，以及對(duì)工作的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，為以后步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于是初次進(jìn)行這樣系統(tǒng)、詳盡的橋梁綜工程合設(shè)計(jì)，加之自身知識(shí)水平的局限和尚無經(jīng)驗(yàn)可談，在遇到一些實(shí)際難題時(shí)，總感到茫然和不知所措，設(shè)計(jì)成果中也難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤和不盡如人意的地方。在此，我衷心的懇請(qǐng)各位教師給予批評(píng)、指正，我會(huì)虛心接受所有的意見和建議。并且不斷的總結(jié)，使自己在今后的學(xué)習(xí)和工作中日臻完善！第1章基本資料1.1基本資料1.橋?qū)挘?.5m人行道+14m行車道+1.5人行道2.橋面高程：兩岸均為249.15m。3.橋面橫坡雙向2%4.作用等級(jí)：公路I級(jí)。5.氣候水文地質(zhì)情況：地面下3至5米為泥土、卵石覆蓋層，覆蓋層下為砂巖。200.382，常年洪水位：205.610，最高洪水位：213.660。多年平均氣溫17.9℃，極端最高氣溫41.7℃，極端最低氣溫-3.5℃6.地面線：見下表。表1.1地面線編號(hào)里程樁號(hào)地面高程1K40+595.00239.82+615.00235.803+635.00233.104+655.00227.605+675.00211.706+695.00202.307+715.00200.008735.00200.009755.00201.6010775.00207.9011803.00227.6012823.00236.6013843.00241.4014863.00244.401.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（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》（JTGD62-2004）（3）《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TB02-01-2008）（4）《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD61-2005）（5）《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2005）（6）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG61-2005）（7）范立礎(chǔ)編著：《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁》，人民交通出版社，1987年（8）范立礎(chǔ)主編：《預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋》，人民交通出版社，1988年8月第1版。 第2章方案比選2.1方案初選初選方案：（六個(gè)）A：主橋?yàn)槿邕B續(xù)剛構(gòu),跨徑組合為50+90+50m。引橋?yàn)?5+25m。B：主橋?yàn)樾崩瓨?，跨徑組合為40+100+40m。引橋?yàn)?×35m標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁。C：主橋?yàn)榭鐝?×40m的標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁。D：主橋70+120+70m的懸索橋。E：跨徑組合60+100m的單雙索面斜拉橋。引橋?yàn)?0+40m的標(biāo)準(zhǔn)簡支梁。F：跨徑組合120m的鋼筋混凝土拱橋。引橋?yàn)?×30m的標(biāo)準(zhǔn)簡支梁。（2）比選方案:（三個(gè)）方案比選主要依據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的原則，同時(shí)根據(jù)所在公路的作用、性質(zhì)和將來發(fā)展的要求，按照美觀和有利于環(huán)保的原則設(shè)計(jì)，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素。綜上所述，本次設(shè)計(jì)的三個(gè)比選方案如下：方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋孔布置本方案主橋?yàn)槿邕B續(xù)梁橋，全長190m，主跨為90m，兩邊跨為50m，全橋跨徑為50+90+50m。上部結(jié)構(gòu)本方案主梁采用單箱雙室變高度箱梁，箱梁頂板寬17.4m，底板寬12.8m。主梁在支座處梁高為5.5m，跨中處為2m。頂板等厚，均為0.3m。懸出部分長度相同均為2.3m。腹板等厚，均為0.5m。底板為不等厚，由跨中向根部處隨拋物線變化，逐漸變厚，從0.3m漸增加到0.8m。下部結(jié)構(gòu)本方案下部采用雙薄壁墩。橫橋向墩寬為12.8m,縱橋向墩寬1m。橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。雙薄壁墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，嵌入砂巖3m。方案大樣見下頁圖2.1。施工方案本橋基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁施工，墩身采用翻?；蚧Ｊ┕?，箱梁當(dāng)0號(hào)塊形成后，采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工，跨中合龍。合龍順序?yàn)橄冗吙绾淆埡笾锌绾淆?。?）綜合評(píng)價(jià)連續(xù)剛構(gòu)投資造價(jià)適中；施工技術(shù)比較成熟，占用施工場(chǎng)地少，養(yǎng)護(hù)容易，施工進(jìn)度易受環(huán)境影響，施工期間抗風(fēng)能力較強(qiáng)，它具有連續(xù)梁的特點(diǎn)，雖然它不設(shè)置支座，所以也不用經(jīng)過體系轉(zhuǎn)換，同時(shí)又節(jié)約了支座設(shè)置和維修、養(yǎng)護(hù)及更換費(fèi)用。圖2.1連續(xù)箱梁立面圖方案二：斜拉橋（1）橋孔布置本方案主橋?yàn)樾崩瓨?，全長240m，主跨為120m，兩邊跨為55m，全橋跨徑為55+120+55m。（2）上部結(jié)構(gòu)本方案主梁采用鋼箱梁，箱梁頂板寬9m，底板寬5.4m。主梁在支座處梁高為5.0m，跨中處為1.8m。頂板等厚，均為0.25m。懸出部分長度相同均為1.8m。腹板不等厚，跨中向根部從0.4m變到0.6m。底板為不等厚，由跨中向根部處隨拋物線變化，逐漸變厚，從0.25m漸增加到0.6m。（3）下部結(jié)構(gòu)本方案下部結(jié)構(gòu)采用樁柱墩。橫橋向墩寬為5.4m,縱橋向墩寬為2m,凈間4m。橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。其余墩下基礎(chǔ)為直徑1m樁基礎(chǔ)。（4）施工方案本橋基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁施工，墩身采用翻?；蚧Ｊ┕?，建成橋塔后，采用吊籃懸臂施工，施工一個(gè)節(jié)段后，拉索錨固好箱梁，進(jìn)行下一個(gè)節(jié)段的施工。斜拉橋造價(jià)高；施工技術(shù)比較成熟，占用施工場(chǎng)地少，需要更換拉索，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高，施工進(jìn)度易受環(huán)境影響，施工期間抗風(fēng)能力較弱，施工需要大型吊裝設(shè)備，施工管理費(fèi)用高，橋面平整，行車舒適，但造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)性不佳。圖2.2斜拉橋立面圖方案三：預(yù)應(yīng)力六跨標(biāo)準(zhǔn)跨簡支梁（1）橋孔布置本方案主橋?yàn)槲蹇鐦?biāo)準(zhǔn)跨簡支T梁，跨徑組合為5×40m。（2）上部結(jié)構(gòu)主橋采用T型梁，梁高2.5m，單個(gè)T梁寬1.6m。翼緣邊緣高度1.5m，根部高度2.1m。中間懸出部分0.72m，邊緣懸出部分11.2m。（3）下部構(gòu)造本方案下部結(jié)構(gòu)采用單排雙矩形實(shí)心墩。橫橋向墩寬為3.5m,縱橋向墩寬為3.5m。橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。其余墩下基礎(chǔ)為直徑1.2m樁基礎(chǔ)。本橋在兩橋臺(tái)臺(tái)口處以及梁與梁之間均設(shè)有伸縮縫。（4）施工方案橋臺(tái)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁施工；主梁采用主梁采用預(yù)制裝配施工方法，從兩端橋臺(tái)同時(shí)施工，兩個(gè)工作面一起工作，這樣既方便施工，同時(shí)也加快了施工速度。預(yù)應(yīng)力簡支T梁受力簡單，為靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形影響，對(duì)基礎(chǔ)要求較低，便于預(yù)制、架設(shè)，簡化施工管理，施工費(fèi)用低，投資造價(jià)相對(duì)低廉，采用預(yù)應(yīng)力使梁全截面參加工作，減小了結(jié)構(gòu)恒載，增大抵抗活載的能力。但是線路在豎向會(huì)產(chǎn)生折角，且伸縮縫較多，影響行車平順。圖2.3預(yù)應(yīng)力簡支梁立面圖2.2推薦方案各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：表1.3各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表方案類別比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案主橋跨橋型結(jié)構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋預(yù)應(yīng)力簡支梁（50+90+50）m（40+100+40）m（40x6）m主橋跨梁高2m—5.5m1.8m—5m2.5m主跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，主梁采用單箱單室變高度箱梁，墩身采用實(shí)心墩、鉆空灌注樁及重力式U型橋臺(tái)。主梁為鋼箱梁，墩身采用花瓶式橋塔、鉆孔灌注樁及重力式U型橋臺(tái)。預(yù)應(yīng)力簡支梁橋,主梁采用T梁截面,,重力式U型橋臺(tái)養(yǎng)護(hù)維修工程量少多較多設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)水平有較成熟經(jīng)驗(yàn)，國際先進(jìn)水平有較成熟經(jīng)驗(yàn)，國際先進(jìn)水平有較成熟經(jīng)驗(yàn)，國際先進(jìn)水平施工方法和難易程度全橋采用掛籃懸臂澆注施工，不難。全橋采用掛籃懸臂澆注施工，不難。采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工，施工容易。工程數(shù)量混凝土（m3）4116.016673.75303.756鋼筋（t）1004.931009.3350.8鋼絞線（t）204.05436.620工期較長長短經(jīng)過對(duì)以上三個(gè)比選方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，本打算選用連續(xù)鋼構(gòu)，但考慮到結(jié)構(gòu)柔性。我選擇第二方案連續(xù)梁橋作為設(shè)計(jì)方案。其優(yōu)點(diǎn)如下:（1）連續(xù)剛構(gòu)線型流暢，造型簡潔美觀，行車舒適性較好，養(yǎng)護(hù)工程量小。（2）連續(xù)剛構(gòu)受力明確，支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中有減載作用，故比其他橋型承載能力大。（3）連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)造簡單，橋下凈空較大，與地形極為相符，并且與自然和諧統(tǒng)一，整體美觀，視覺效果較好。（4）連續(xù)剛構(gòu)滿足了這個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,剛度和穩(wěn)定性的要求。 （5）近幾年建造連續(xù)剛構(gòu)較多，施工技術(shù)可靠。第3章結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)荷載:公路-Ⅰ級(jí),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=1.1。材料性能參數(shù)（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=32.4MPa，=2.65MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=22.4MPa,=1.83MPa彈性模量Ep=3.45×104MPa強(qiáng)度等級(jí)C40，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=26.8MPa，=2.40MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=18.4MPa,=1.65MPa彈性模量Ep=3.25×104MPa強(qiáng)度等級(jí)C30，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=20.1MPa，=1.54MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=13.8MPa,=1.39MPa彈性模量Ep=3.00×104MPa（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7標(biāo)準(zhǔn)型-15.24-1860-II-GB/T5224—1995鋼絞線，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=1260MPa彈性模量Ep=1.95×105MPa（3）普通鋼筋1)縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=400MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=330MPa彈性模量Es=2.0×105MPa2)箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=335MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=280MPa彈性模量Es=2.0×105MPa3.2結(jié)構(gòu)尺寸擬訂在鳴水灣大橋的設(shè)計(jì)過程中，我參閱了修建好的各連續(xù)剛構(gòu)橋的尺寸擬定，同時(shí)，參閱了其他與該橋跨徑相當(dāng)?shù)倪B續(xù)剛構(gòu)細(xì)部尺寸設(shè)計(jì)。在鄒老師的建議指導(dǎo)下，大橋的細(xì)部尺寸擬定如下：立面布置本橋邊跨50m，中跨90m，邊中跨之比為0.55，箱梁底板下緣高沿二次拋物線變化。上部結(jié)構(gòu)本方案主梁采用單箱單室三向預(yù)應(yīng)力變高度箱梁，箱梁頂板寬17.4m，設(shè)置雙向2%橫坡，底板寬12.8m。頂板等厚，均為0.3m。懸出部分長度相同均為2.3m。腹板不等厚，跨中向根部從0.3m變到0.8m。主梁在支座處梁高為5.5m，跨中處為2m。其變化方程為二次拋物線h=(3/422)x2+2,其中：-42≤x≤42（以跨中為原點(diǎn)）。底板為不等厚，由跨中向根部處隨拋物線變化，逐漸變厚，從0.25m漸增加到0.6m。變化方程為δ=（0.35/422）x2+0.25，其中：-42≤x≤42（以跨中為原點(diǎn)）。主梁0號(hào)塊長度為10m，懸臂施工梁段3m，邊跨現(xiàn)澆段4m，邊、中跨合龍段長度均為2m，箱梁全部采用C50。圖3.1根部截面圖3.2跨中截面下部結(jié)構(gòu)本方案下部采用雙薄壁墩。橫橋向墩寬為12.8m,縱橋向墩寬1m。墩高16.75和20.67m。根據(jù)給出的地質(zhì)條件，認(rèn)為地質(zhì)條件良好，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，采用圍堰施工。基礎(chǔ)橫橋向?qū)?5.8m，縱橋向?qū)?m。鋼筋信息 預(yù)應(yīng)力砼鋼材：縱向鋼筋采用φ15.24㎜鋼絞線,公稱抗拉強(qiáng)度為Ry=1860MPa,抗拉控制強(qiáng)度用0.75Ry,Ey=1.95×105MPa頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用φ15.24㎜鋼絞線,Ry=1860MPa,張拉控制強(qiáng)度為0.6Ry,Ey=1.95×105MPa。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用精扎螺紋鋼筋。所有鋼絞線均符合ASTM416-87A的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其他橋面鋪裝中心厚度為22cm，靠人行道處8cm,橋面設(shè)置2%橫坡，橋面鋪裝時(shí)形成橫坡，橋面鋪裝使用C30。3.3MIDAS電算按照第二章的結(jié)論，采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)為最終方案，據(jù)此開始結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算采用MIDASCIVIL版本（見圖3.3）進(jìn)行計(jì)算圖3.3MIDASCIVIL6.7.1界面橋面系單元?jiǎng)澐?號(hào)塊長10m，0號(hào)塊的兩端各超出橋墩根部2.5m。為簡化計(jì)算，將0號(hào)塊劃分為5個(gè)單元，墩根部兩邊各一個(gè)節(jié)點(diǎn)，超出根部部分一個(gè)節(jié)點(diǎn)。其它橋面系單元從墩頂0號(hào)塊對(duì)稱向兩邊沿伸，每隔3m劃分一個(gè)單元，直到最大懸臂長度44m處，主跨跨中合龍段取2m,劃分為兩個(gè)1m的單元，邊跨取2m的現(xiàn)澆合龍段。此外邊跨近橋臺(tái)處有4m長的現(xiàn)澆段，劃分為2個(gè)單元，每個(gè)單元均為2m。非橋面系單元?jiǎng)澐址菢蛎嫦祮卧獎(jiǎng)澐謺r(shí)，定義8個(gè)掛籃單元。分別取3m長的單元和2m長的單元組合為一個(gè)掛藍(lán)。單元?jiǎng)澐謭D圖3.4全橋單元?jiǎng)澐謭D主要施工階段劃分為簡化計(jì)算，共劃分19個(gè)施工階段和一個(gè)營運(yùn)階段。每懸臂段的施工用一個(gè)階段在“階段掛籃操作”進(jìn)行，其具體過程可表示為：掛籃拆除→掛籃前移（將掛籃兩反力移動(dòng)）→掛籃安裝→澆注梁段（施加梁自重荷載）→轉(zhuǎn)移錨固至于前41個(gè)階段可以簡單描述為：基礎(chǔ)施工；懸臂施工；邊跨合龍；中跨合龍；橋面系施工。具體施工內(nèi)容請(qǐng)見內(nèi)附的MIDAS。3.4主梁內(nèi)力計(jì)算及組合現(xiàn)選取正常使用狀態(tài)組合二彎矩、剪力包絡(luò)圖，極限使用狀態(tài)組合一彎矩、剪力包絡(luò)圖加以說明。內(nèi)力計(jì)算組合圖圖3.5極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖3.6正常使用狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖3.7正常使用狀態(tài)剪力圖圖3.8極限狀態(tài)剪力圖內(nèi)力計(jì)算結(jié)果現(xiàn)將中跨主要內(nèi)力控制節(jié)點(diǎn)16（根部）、23-24（中跨1/4l處）、29（中跨跨中）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果列于表3.1施工階段主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表和表3.2營運(yùn)和承載能力主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表中，如下：表3.1施工階段主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果階段節(jié)點(diǎn)軸向力()剪力()彎矩()最大懸臂階段19-1346.4719304.27-391163.5525-2748.5412210.52-196190.7635000中跨合龍階段19-2256.5418862.81-352962.3225-841.14-11325.49-171817.35350-784.531961.33成橋階段192681.3518002.51-374565.89251163.7211622.84-176607.9135-33.45302.004673.12表3.2使用階段和承載極限組合主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果階段節(jié)點(diǎn)最大軸向力()最小軸向力()最大剪力()最小剪力()最大彎矩()最小彎矩()承載能力極限狀態(tài)組合Ⅰ199.954e-010-2.870e-0091.630e+0041.051e+004-4.82e+005-5.00e+005251.154e-009-2.501e-0097.854e+0034.199e+003-2.18e+005-2.32e+005354.206e-010-2.786e-0091.189e+003-1.223e+0037473.9416-601.9876正常使用極限狀態(tài)組合Ⅱ191.009e-009-2.669e-0091.217e+0041.067e+004-4.02e+005-4.11e+005251.167e-009-2.346e-0095.565e+0034.463e+003-1.83e+005-1.90e+005354.897e-010-2.614e-0094.744e+002-4.876e+0023751.8159-93.86663.5預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和配筋根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD060-2004）和《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》（JTGD062-2004）的要求，參照《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（人民交通出版社）和《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—梁橋分冊(cè)》（人民交通出版社）采用手算。預(yù)應(yīng)力鋼筋的計(jì)算見配筋計(jì)算書。梁段力筋布置采用三向預(yù)應(yīng)力，包括縱向預(yù)應(yīng)力，橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力，主要進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)，對(duì)于橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力在力筋布置時(shí)做簡要說明。主梁控制截面表3.3截面幾何特性截面節(jié)點(diǎn)凈截面積A（）慣性矩I（）（）（）（）（）（）（）（）根部1924.7200110.75063.00892.491136.844.45851.48861．79852.8589中跨1/4L處2522.3857.42452.29131.908725.06230．08571.11981.34432.1413中跨跨中3512.927.25710.87151.12858.32716.43070.64450.49770.7215其中：——截面形心距截面上緣的距離；——截面形心距截面下緣的距離；——截面上緣抗彎模量,按下式計(jì)算＝I/；——截面下緣抗彎模量，按下式計(jì)算＝I/；,——截面上下緣核心矩，按下式計(jì)算，,＝/A,/A;——截面上緣預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距截面形心的距離。最不利荷載組合見表3.4最不利荷載組合表：表3.4最不利荷載組合階段節(jié)點(diǎn)最大軸向力()最小軸向力()最大剪力()最小剪力()最大彎矩()最小彎矩()承載能力極限狀態(tài)組合Ⅰ199.954e-010-2.870e-0091.630e+0041.051e+004-4.82e+005-5.00e+005251.154e-009-2.501e-0097.854e+0034.199e+003-2.18e+005-2.32e+005354.206e-010-2.786e-0091.189e+003-1.223e+0037473.9416-601.9876正常使用極限狀態(tài)組合Ⅱ191.009e-009-2.669e-0091.217e+0041.067e+004-4.02e+005-4.11e+005251.167e-009-2.346e-0095.565e+0034.463e+003-1.83e+005-1.90e+005354.897e-010-2.614e-0094.744e+002-4.876e+0023751.8159-93.86663.6預(yù)應(yīng)力鋼束估算估筋原則（1）受負(fù)彎矩在最大彎矩作用下截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面下緣不至壓碎（2）受負(fù)彎矩在最小彎矩作用下截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面上緣上至壓碎（3）受正彎矩在最大彎矩作用下截面下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面上緣不至壓碎（4）受正彎矩在最小彎矩作用下截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，截面下緣不至壓碎預(yù)應(yīng)力鋼束的估算A、根部截面19#①根據(jù)正常使用極限狀態(tài)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,所需的有效預(yù)加力為：(3.1)為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由橋梁博士計(jì)算得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有,代入公式得到:采用每根鋼絞線面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)的20%估算。則：=2\*GB3②根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)在荷載Mmin作用下：=1\*alphabetica、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.2)則有：(3.3)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,，。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有,代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證下緣不被壓碎：(3.4)則有：(3.5)則：當(dāng)在荷載Mmax作用下：=1\*alphabetica、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.6)則有：(3.7)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,，。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有,代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證上緣不被壓碎：(3.8)則有：(3.9)則：③鋼絞線根數(shù)的選定因?yàn)椋?，，，，暫選定鋼絞線根數(shù)B、L/4中跨截面23#：①根據(jù)正常使用極限狀態(tài)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,所需的有效預(yù)加力為(3.10) 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有代入公式得到:采用每根鋼絞線面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。則：=2\*GB3②根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。當(dāng)在荷載Mmin作用下：=1\*alphabetica、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.11)則有：(3.12)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,，。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有,代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證下緣不被壓碎：（3.13）則有：（3.14）則： 當(dāng)在荷載Mmax作用下：=1\*alphabetica、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.15)則有：(3.16)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,，。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有,代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證上緣不被壓碎：(3.17)則有：(3.18)則：③鋼絞線根數(shù)的選定因?yàn)?，，，，，暫選定鋼絞線根數(shù)C、跨中截面29#：①根據(jù)正常使用極限狀態(tài)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,所需的有效預(yù)加力為(3.19) 為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有代入公式得到:采用每根鋼絞線面積，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=1860,張拉控制應(yīng)力取，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算。則：=2\*GB3②根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。當(dāng)在荷載Mmax作用下：=1\*alphabetica、保證下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.20)則有：(3.21)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,。。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證上緣不被壓碎：(3.22)則有：(3.23)則：當(dāng)在荷載Mmin作用下：=1\*alphabetica、保證上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力：(3.24)則有：(3.25)為基本組合彎矩組合設(shè)計(jì)值,由表查得:,估算鋼筋數(shù)量時(shí),可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。由橋梁由橋梁博士輸出的數(shù)據(jù):,。。為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離,假設(shè),則有代入公式得到:則：=2\*alphabeticb、保證下緣不被壓碎：(3.26)則有：(3.27)則：③鋼絞線根數(shù)的選定因?yàn)椋?，，，暫選定鋼絞線根數(shù)預(yù)應(yīng)力束布置原則（1）縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，為設(shè)計(jì)和施工方便，進(jìn)行了對(duì)稱布束，錨頭布置盡量靠近壓應(yīng)力區(qū)，且預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置，其重心線不得超出束界范圍。（2）鋼束在橫斷面中布置時(shí)直束靠近頂板布置，彎束位于或靠近腹板，便于下彎錨固；預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起的角度應(yīng)與所承受的剪力變化規(guī)律相配合。（3）本橋采用預(yù)埋金屬波紋管，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》（JTGD62-2004）第條規(guī)定，其水平凈距不應(yīng)小于4cm，且不宜小于管道直徑的0.6倍，管道之構(gòu)件頂面或側(cè)面邊緣的凈距不應(yīng)小于3.5cm；至構(gòu)件底面的凈距不小于5cm；管道的內(nèi)徑比預(yù)應(yīng)力筋的外徑至少大于1cm；后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑鋼絞線不應(yīng)小于6m?？v向預(yù)應(yīng)力布置（1）根部19#截面528根鋼絞線共分為24束，每束38根。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距80mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm。預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖，圖中布置均滿足上述要求。 圖3.9根部截面配筋（2）跨中25#截面48根鋼絞線共分為4束，每束12根。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距80mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm。預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖，圖中布置均滿足上述要求。圖3.10跨中截面配筋（3）中跨1/4處35#截面480根鋼絞線共分為20束，每束24根。構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間凈距60mm，梁底凈距50mm，梁側(cè)凈距35mm。預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖，圖中布置均滿足上述要求。圖3.111/4截面配筋縱向預(yù)應(yīng)力總體布置如圖：圖3.12邊跨鋼筋布置立面圖圖3.13頂板預(yù)應(yīng)力布置平面圖、圖3.14底板預(yù)應(yīng)力平面圖錨具選擇下述型號(hào)：表3.5選用錨具類型型號(hào)預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)波紋管直徑（mm）張拉千斤頂OVM15-2424120YCW650AOVM15-2424120YCW650AOVM15-121290YCW250B橫向預(yù)應(yīng)力筋布置頂板橫向預(yù)應(yīng)力束采用Φ15.2鋼絞線,采用交錯(cuò)單端張拉方式,每三根鋼絞線成一束,采用扁錨體系,相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨具張拉端和錨固段分別為MB15-3和MH15-3設(shè)計(jì),沿縱橋向50cm間距布置。0號(hào)塊橫隔板，兩邊跨端橫隔板下緣橫向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ32精扎螺紋鋼筋，采用交錯(cuò)單端張拉方式，相應(yīng)錨具參照YGM-32設(shè)計(jì)。豎向預(yù)應(yīng)力在全橋箱梁腹板上沿縱橋向50cm布置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，規(guī)格為Φ32精扎螺紋鋼筋，采用梁頂一端張拉方式，相應(yīng)錨具參照YGM-32設(shè)計(jì)。3.7承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算截面幾何性質(zhì)計(jì)算后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在張拉鋼束時(shí)管道尚未壓漿，預(yù)加力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土毛截面計(jì)算；在使用階段，預(yù)留管道已壓漿，認(rèn)為鋼束與混凝土結(jié)合良好，故按換算截面計(jì)算?？刂平孛娴拿孛鎺缀翁匦杂?jì)算均由橋梁博士輸出，如下表:表3.6毛截面幾何性質(zhì)計(jì)算截面A（m2)ys（cm）yx（m）ey（m）I（m4)Ws（m3）Wx（m3）Wy（m3）根部凈截面24.723.00892.49112.8589110.750636.831244.458538.7389截面換算截面26.382.74322.74322．3212187.765354.321250.321254.3532L/4凈截面22.382.29131.90872.141357.424525.06230.083726.8176截面換算截面34.512.01231.76321.873276.352130.21332.123234.2531跨中凈截面12.920.87151.12850.72157.25178.32176.430710.0509截面換算截面13.850.96431.02130.52148.43259．12316.732115.3263承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算1.主跨跨中截面29#正截面承載能力計(jì)算：據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的布置算得：鋼束重心到受拉邊的距離，，將箱形截面換算為T形截面，腹板厚：，有效寬度，上翼緣板厚。由判斷該截面為一類T形截面。按寬度為的矩形截面計(jì)算其承載力。由得混凝土受壓區(qū)高度為：將代入下式計(jì)算截面承載能力：計(jì)算結(jié)果表明：跨中截面29#的抗彎承載能力滿足要求。2.根部截面16#正截面承載能力計(jì)算：據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的布置，算得：，,將箱形截面換算為T形截面：，，。由判斷該截面為二類T形截面。由得：將代入下式計(jì)算截面承載能力：計(jì)算結(jié)果表明：根部截面16#的抗彎承載能力滿足要求。3.主跨L/4截面23#正截面承載能力計(jì)算：據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的布置，算得：，將箱形截面換算為T形截面：，，。由判斷該截面為一類T形截面。按寬度為的矩形截面計(jì)算其承載力。由得混凝土受壓區(qū)高度為：將代入下式計(jì)算截面承載能力：計(jì)算結(jié)果表明：跨中截面23#的抗彎承載能力滿足要求。3.8預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算摩阻損失(3.28)式中:張拉控制應(yīng)力,MPa、k分別為摩擦系數(shù)與管道局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管，由《規(guī)范》附表查得：，。各摩阻損失的計(jì)算見下表：表3.8根部截面16-16#預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)豎彎夾角平彎夾角角度x(m)σconσl1（總）K12000.349100.10421395145.554K22000.343100.10431395145.554K31940.322160.10211395141.383K41980.341160.10211395141.383K518120.311220.10941395152.614K61880.351220.10931395153.621T115110.232280.10181395142.079T215150.212340.10991395153.304T315210.232400.11791395164.430T41550.252460.12581395175.455T513120.217520.12601395175.793T613180.257580717T713140.227640543T813120.257700272T912140.209760764T1011130.192820231T1111120.191820222T1210110.174880.16111395224.673T1310140.175880.16101395224.673平均178.172表3.9中跨L/4截面23-23#截面預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)豎彎夾角平彎夾角角度x(m)1-exp(-uo+kx)σconσl1T215150.212340.10991395153.304T315210.232400.11791395164.430T41550.252460.12581395175.455T513120.217520.12601395175.793T613180.257580717T713140.22764054T813120.257700272T912140.209760764T1011130.192820231T1111120.191820222T1210110.174880.16111395224.673T1310140.175880.16101395224.673平均196.923表3.10主跨跨中29-29#截面預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)豎彎夾角平彎夾角角度x(m)1-exp(-uo+kx)σconσl1B1370.05280.0248139534.556B2540.087140.0419139558.454均值46.505故：16#MPa,23#MPa,29#MPa錨具變形損失反摩擦影響長度；(3.29)(3.30)式中：——張拉端錨下控制張拉應(yīng)力；——錨具變形值，取6mm；——扣除沿管道摩擦損失后錨固端預(yù)壓應(yīng)力；——張拉端到錨固端之間的距離。當(dāng)時(shí)，離張拉端x處由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引的考慮反摩擦后的預(yù)拉力損失為(3.31)(3.32)當(dāng)時(shí)，表示該截面不受反摩擦的影響。錨具變形損失的計(jì)算表3.11根部截面16-16#預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)σl1(MPa)l(mm)△σd(MPa)△l(mm)lf(mm)σl2(MPa)K1145.554100000.124963060.636139.88K2145.554100000.124963060.636139.88K3141.383160000.078363865．550K4141.383160000.078363865.550K5152.614220000.056464554.6330K6153.621220000.056464554.6330T1142.079280000.044765116.6020T2153.304340000.036565661.6950T3164.430400000.030766173．390T4175.455460000.026566644.6180T5175.793520000.023467071.0680T6186.717580000.020867500．0000T7197.543640000.018767909．9210T8208.272700000.016968320.50380T9213.764760000.015568688.1540T10219.231820000.014369045.340T11219.222820000.014269077．1340T12224.673880000.013269414.6890T13224.673880000.013269419.6890均值14.73表3.12中跨L/4截面23-23#截面預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)σl1(MPa)x(mm)l(mm)△σd(MPa)△l(mm)lf(mm)σl2(MPa)T2153.3043000340.03765623.311162.645T3164.4306000400.03166143.4478.894T4175.4559000460.02766582.8060T5175.79312000520.02367132.290T6186.71715000580.02167464.20T7197.5418000640.01967847.2250T8208.27221000700.01768295.9950T9213.76424000760.01568831.7610T10219.23127000820.01369486.8330T11219.22227000820.01369486.8330T12224.67330000880.011610313.270T13224.67330000880.011610313.270均值14.295表3.13主跨跨中29-29#截面預(yù)應(yīng)力損失束號(hào)σl1(MPa)l(mm)△σd(MPa)△l(mm)lf(mm)σl2(MPa)B134.55660000.22762270.2830B258.454110000.12263096.7990均值0故：16#MPa，23#MPa，29#MPa分批張拉損失按簡化公式進(jìn)行計(jì)算：(3.33)式中：在計(jì)算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉的各批鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；(3.34)(3.35)預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量比，表3.14預(yù)應(yīng)力分批張拉損失的計(jì)算項(xiàng)目mNp=σcon-σl1-σl2凈截面Ic凈截面面積ANp(kN)epσpcσl4根部381202.098110.750624.7229.7152.8595.94354.314中跨L/4241183.78257.424522.3826.4932.14134.32127.321主跨跨中41348.4957.251712.9217.4220.72152.14245.326故：16#MPa，23#MPa，29#MPa鋼筋應(yīng)力松弛損失(3.36)式中：——超張拉系數(shù),取0.9。——鋼筋松弛系數(shù)，取0.3?！獋髁﹀^固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，。表3.15鋼筋應(yīng)力松弛損失的計(jì)算項(xiàng)目σpe張拉系數(shù)ψ松弛系數(shù)ζfpkσl5根部1147.7840.90.3186018.868中跨L/41156.4610.90.3186019.768主跨跨中1303.4690.90.3186036.746混凝土收縮、徐變損失(3.37)(3.38)(3.39)式中：構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，由預(yù)加力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為,計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變。加載齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土徐變系數(shù)。為構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率。設(shè)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度為90%的齡期為t0,,對(duì)于二期恒載的加載齡期t’0=90d.橋梁所處環(huán)境的年平均相對(duì)濕度為70%，各截面的理論厚度，為與大氣接觸的周邊長度。據(jù)厚度h查表得：16#，23#，29#截面的，。表3.16混凝土收縮、徐變損失截面彈模比值aEP凈截面An（m2)ρeps（m)ξcs（tu,20）Ф（tu,20）Ф（tu,90）根部5.8224.720.07092.320.2321.2131.192中跨L/45.8222.380.02811.370.2141.3311.235主跨跨中5.8212.920.07411.130.2511.3231.257表3.17混凝土收縮、徐變損失截面理論厚度回轉(zhuǎn)半徑ρpsInσpcσl6MG1MG2WnpWop根部550.03.2581.53634.74822.5330.1201600003730014.32121.563中跨L/4440.01.0652.0137.5968.5830.41237300-83006.5327.532主跨跨中200.00.3454.6852.80127.7840.082690226002.4633.415預(yù)應(yīng)力損失組合上述各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失組合情況列與下表：表3.18預(yù)應(yīng)力損失組合截面預(yù)加應(yīng)力階段σlⅠ使用階段σlⅡ鋼束有效預(yù)應(yīng)力σl1σl2σl4σlⅠσl5σl6σlⅡ預(yù)應(yīng)力階段σl使用階段σⅡ根部178.17214.7354.314247.21618.8680.12019.7631147.7841128.061中跨L/4196.92314.29527.321238.53919.7680.41258.4231156.4611098.038主跨跨中46.505045.32691.83136.7460.08229.8781303.4691273.5913.9全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)驗(yàn)算正截面抗裂性驗(yàn)算各計(jì)算截面的正截面抗裂驗(yàn)算在荷載短期效應(yīng)組合下應(yīng)滿足：(3.40)為在荷載短期效應(yīng)組合作用下，構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力：(3.41)為扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力：(3.42)(1)對(duì)于根部控制截面16號(hào)截面：為在荷載作用短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的法向拉應(yīng)力：為截面上邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力：因?yàn)?所以根部控制截面16號(hào)截面抗裂性滿足要求。(2)對(duì)于中跨L/4處的23號(hào)截面：為在荷載作用短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的法向拉應(yīng)力：為截面上邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力：因?yàn)樗灾锌鏛/4處的23號(hào)截面抗裂性滿足要求。(3)對(duì)于中跨跨中29號(hào)截面：為在荷載作用短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的法向拉應(yīng)力：為截面下邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力：因?yàn)樗灾锌缈缰?9號(hào)截面抗裂性滿足要求。持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用取其標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。1.混凝土法向正應(yīng)力驗(yàn)算按《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》第規(guī)定：未開裂混凝土的最大壓應(yīng)力應(yīng)滿足：(3.43)(3.44)——按作用（或荷載）標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的彎矩值。——構(gòu)件換算截面重心軸至受壓區(qū)或受拉區(qū)纖維處的距離。，(3.45)(3.46)a.根部截面16#：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件上緣混凝土壓應(yīng)力為：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件下緣混凝土壓應(yīng)力為：b．中跨1/4截面23#：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件上緣混凝土壓應(yīng)力為：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件下緣混凝土壓應(yīng)力為：c．跨中截面29#：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件上緣混凝土壓應(yīng)力為：由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件下緣混凝土壓應(yīng)力為：2.預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算按《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》第規(guī)定：對(duì)鋼絞線和鋼絲未開裂構(gòu)件，即(3.47)——全預(yù)應(yīng)力混凝土和A類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，