預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(45m 70m 45m)設(shè)計(jì)說明書

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目錄摘要 圖5.1單筋矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算簡圖，，解上兩式得：受壓區(qū)高度(5.1.1預(yù)應(yīng)力筋數(shù)(5.1.1b)或(5.1.1式中—截面上組合力矩?！炷量箟涸O(shè)計(jì)強(qiáng)度；—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積；b—截面寬度〔2〕假設(shè)截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響時(shí)〔受拉區(qū)和受壓區(qū)都有預(yù)應(yīng)力筋〕會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。下表為計(jì)算得各單元配筋面積表5.1承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積:單位m**2單元號左上緣左下緣右上緣右下緣1006.7e-005026.7e-005000.00235300.0023500.00491400.0049100.006865600.008700.01025700.010200.01035800.010300.009425900.0094200.00786000.007800.005516100.0055100.00266200.00261.9e-0050631.89e-005000按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)〔JTJD62-2004〕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?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)截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力。寫成計(jì)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(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。Mmax、Mmin項(xiàng)的符號當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)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(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式〔1〕變?yōu)椤?〕公式〔3〕變?yōu)椤?〕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：截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負(fù)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Ap—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0.5~0.75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(jì)算。當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：〔13〕當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)：〔14〕當(dāng)由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)〔15〕當(dāng)由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)〔16〕當(dāng)按上緣和下緣的壓應(yīng)力的限制條件計(jì)算時(shí)(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(shí)需調(diào)整束數(shù)，當(dāng)截面承受負(fù)彎矩時(shí)，如果截面下部多配根束，那么上部束也要相應(yīng)增配根，才能使上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同理，當(dāng)截面承受正彎矩時(shí)，如果截面上部多配根束，那么下部束也要相應(yīng)增配根。其關(guān)系為：當(dāng)承受時(shí)，(19)當(dāng)承受時(shí)，(20)下表為計(jì)算得各單元配筋面積表5.2正常使用極限狀態(tài)單元截面配筋面積:單位m**2單元號左上緣左下緣右上緣右下緣10.00010.00010.00010.000120.00010.00010.00010.002730.00010.00270.00010.0056280.00660.00570.00540.0082290.00540.00820.0060.0085300.0060.00850.00880.0065310.00880.00650.00740.0081320.00740.00810.00750.008330.00750.0080.0090.0063340.0090.00630.00660.008350.00660.0080.00620.0074610.00010.00630.00010.003620.00010.0030.00010.0001630.00010.00010.00010.00015.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置不僅要滿足?橋規(guī)?(TB10002.3—99)構(gòu)造要求，還應(yīng)考慮以下原那么：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，以到達(dá)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)體系中防止引起過大的結(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、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)防止合用屢次反向曲率的連續(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、縱向預(yù)應(yīng)力索為結(jié)構(gòu)主要受力鋼筋,為了設(shè)計(jì)和施工方便,進(jìn)行對稱布束,錨頭盡量靠近壓應(yīng)力區(qū).8、應(yīng)留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%。9、鋼束在橫斷面中布置時(shí)直束靠近頂板位置,直接錨固在齒板上,彎束布置在腹板上,便于下彎錨固。表5.3常用錨具尺寸錨具型號錨墊板寸mm波紋管徑螺旋筋圈數(shù)千斤頂錨具最小布外/內(nèi)mm圈徑mm型號置間距mmOVM15-518062/551704Ycw100200OVM15-720077/702406Ycw150230OVM15-923087/802706Ycw250260VM15-1227097/903307Ycw250290OVM15-19320107/1004008Ycw400420OVM15-27370127/1204708Ycw650490YM15-516567/601705YDC1500210YM15-719077/701905YDC1500230YM15-921587/802106YDC2000270YM15-1225092/852506YDC2500320YM15-15290102/953206YDC3200370YM15-17300107/1003407YDC4200400YM15-19300107/1003507YDC4200420YM15-24320117/1104007YDC5200460圖5.1本推薦橋型鋼筋布置圖5.3預(yù)應(yīng)力損失根據(jù)?橋規(guī)?〔JTGD62-2004〕第條規(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，由于施工中預(yù)應(yīng)力索的張拉采用后張法，應(yīng)考慮由以下因素引起的預(yù)應(yīng)力損失：預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦σl4錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮σl2預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差σl3混凝土的彈性壓縮σl4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛σl5混凝土的收縮和徐變?chǔ)襩6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。摩阻損失摩阻損失指的是預(yù)應(yīng)力筋與管道間的摩察損失δs1,由規(guī)定，按以下公式計(jì)算：σcon——張拉鋼筋時(shí)錨下的控制應(yīng)力〔=0.75〕,μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線管道局部切線的夾角之和，以rad計(jì)，k——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取0.0015x——從張拉端至計(jì)算截面的管道長度,以米計(jì)。表5.4系數(shù)k及μ的值管道類型Kμ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0.0020～0.00300.20～0.26.錨具變形損失錨具變形，鋼筋回縮和拼裝構(gòu)件的接縫壓縮損失δs2，在計(jì)算接縫壓縮引起的應(yīng)力損失時(shí)，認(rèn)為接縫在第一批鋼束錨固后既完成全部變形量，以后錨固得各批鋼束對該接縫不再產(chǎn)生壓縮?？砂聪率接?jì)算：(5.3.2al——錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值；統(tǒng)一取6mmL——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。.混凝土的彈性壓縮損失后張法構(gòu)件采用分批張拉時(shí)，先張拉是鋼束由于張拉后批鋼束所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：(5.3.3a——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)力；——預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量比。假設(shè)逐一計(jì)算的值那么甚為繁瑣，可采用以下近似計(jì)算公2式(5.3.3b)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：(5.3.3c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)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〕。對懸臂拼裝結(jié)構(gòu)，作如下近似假設(shè)，可使先張拉鋼束重心處由后張拉各批鋼束產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力計(jì)算簡化：〔1〕每懸臂拼裝一段，相應(yīng)張拉一批力筋；假設(shè)每批張拉預(yù)應(yīng)力都相同，且都作用在全部預(yù)應(yīng)力重心處；〔2〕在同一計(jì)算截面上，每一懸拼梁段自重所產(chǎn)生的自重彎矩都假設(shè)相等。預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失預(yù)應(yīng)力筋的引力松弛損失指的是由鋼絞線組成的預(yù)應(yīng)力鋼束，在采用超張拉方法施工中，由鋼絞線松弛引起的損失終極值。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)標(biāo)準(zhǔn)〉〉JTGD62—2004表?xiàng)l的規(guī)定，按以下公式計(jì)算。對于鋼絲、鋼絞線，本設(shè)計(jì)中采用：=ψ·ξ〔MPa〕(5.3.4a)式中：ψ——張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)，ψ=1.0；超張拉時(shí)，ψ=0.9；ξ——鋼筋松弛系數(shù)，I級松弛〔普通松弛〕，ξ=1.0；II級松弛〔低松弛〕，ξ=0.3；——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對后張法構(gòu)件=；對先張法構(gòu)件，=-。收縮徐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，這種損失可由以下公式計(jì)算：〔5.3.5a〕〔5.3.5b〕〔5.3.5c〕 〔5.3.5d〕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)生的混凝土法向應(yīng)力；——截面回轉(zhuǎn)半徑，，后張法采用凈截面特性、——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)標(biāo)準(zhǔn)〉〉JTGD62—2004中表取用；——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〈公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〉〉JTGD62—2004中表取用.5.4預(yù)應(yīng)力計(jì)算〔使用階段扣除全部損失的有效預(yù)應(yīng)力值〕〔張拉錨固階段的有效預(yù)應(yīng)力〕5.5施工階段應(yīng)力驗(yàn)算表5.4階段施工組合應(yīng)力表單元號節(jié)點(diǎn)號施工階段應(yīng)力驗(yàn)算(Mpa)應(yīng)力上緣最大上緣最小下緣最大下緣最小最大主最大主正應(yīng)力正應(yīng)力正應(yīng)力正應(yīng)力壓應(yīng)力拉應(yīng)力11應(yīng)力8.288.288.898.8911.8-3.23容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是1.01.02應(yīng)力7.797.799.799.7912.1-3.3容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是是是22應(yīng)力7.797.799.799.7910.8-1.98容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是1.01.03應(yīng)力7.47.412.012.012.0-0.337容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是是是33應(yīng)力7.47.412.012.012.0-0.337容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是1.01.0續(xù)表5.44應(yīng)力12.712.78.038.0312.7-2.11e-02容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是是是6161應(yīng)力14.214.22.842.8414.2-1.19e-03容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是1.01.062應(yīng)力10.510.57.77.724.1-15.0容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是是是6262應(yīng)力10.410.46.846.8424.8-16.2容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是1.01.063應(yīng)力11.111.16.36.311.1-0.156容許值26.9-3.2826.9-3.280.00.0是否滿足是是是是是是圖5.2階段累計(jì)應(yīng)力圖6次內(nèi)力驗(yàn)算6.1徐變次內(nèi)力的計(jì)算靜定結(jié)構(gòu)由混凝土的徐變不會(huì)產(chǎn)生徐變次內(nèi)力。對于超靜定結(jié)構(gòu)，由于冗力的存在，混凝土徐變受到多余約束的制約，從而引起徐變次內(nèi)力，徐變次內(nèi)力的存在使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，重分布后的內(nèi)力可按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行計(jì)算。6.2預(yù)加力引起的二次力矩預(yù)加力所引起的二次力矩僅考慮超靜定鋼束。靜定結(jié)構(gòu)該項(xiàng)為零，超定結(jié)構(gòu)該項(xiàng)不為零。6.3溫度次內(nèi)力的計(jì)算溫度次內(nèi)力的計(jì)算公式按下式計(jì)算：1、溫差應(yīng)力NEQ\S(,t)0=A1tαEh(6.3a)MEQ\S(o,t)=-NEQ\S(,t)0.e(6.3b)MEQ\S(,t)=MEQ\S(o,t)+MEQ\S(',t)(6.3c)式中NEQ\S(,t)0—橋面板重心處由溫差引起的縱向力；A1—橋面板截面面積；t—溫度差；α—混凝土線膨脹系數(shù)，按?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)?JTGD60—2004的規(guī)定采用；Eh—混凝土彈性模量；e=橋面板重心至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負(fù)值；MEQ\S(o,t)—NEQ\S(,t)0對全截面產(chǎn)生的初彎矩；MEQ\S(',t)—NEQ\S(,t)0對全截面產(chǎn)生的二次彎矩；MEQ\S(,t)—NEQ\S(,t)0對全截面產(chǎn)生的總彎矩；由于箱形截面計(jì)算過于復(fù)雜，計(jì)算時(shí)我們可以先把它換算成工字形截面，只要保證面積相等，慣性矩相等即可。7橋梁內(nèi)力組合7.1內(nèi)力組合的原那么公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)：1只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，那么應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。2當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。3施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮。4多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合。7.2承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：根本組合和偶然組合。根本組合是永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：(7.2a)或(7.2b)式中—承載能力極限狀態(tài)下作用根本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按?通規(guī)?JTGD60-2004表規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平安等級采用，對應(yīng)于設(shè)計(jì)平安等級一級、二級和三級分別取1.1、1.0和0.9；—第個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按?通規(guī)?JTGD60-2004表的規(guī)定采用；、—第個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；—汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕的分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中其值超過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，那么該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值；計(jì)算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項(xiàng)系數(shù)也與汽車荷載取同值；、—汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕、風(fēng)荷載外的其他第個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4，但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取=1.1；、—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕外的其他第個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載〔或其他一種可變作用〕組合時(shí)，人群荷載〔或其他一種可變作用〕的組合系數(shù)取=0.80；當(dāng)除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力〕外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取=0.70；尚有三種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)，取=0.50。表7.1使用階段承載極限組合Ⅰ7.3正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：〔1〕作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻率值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：(7.3a)式中—作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；—第個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值系數(shù)，汽車荷載〔不計(jì)沖擊力〕=0.7，人群荷載=1.0，風(fēng)荷載=0.75，溫度梯度作用=0.8，其他作用=1.0；—第個(gè)可變作用效應(yīng)的頻率值?！?〕作用長期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：(7.3b)表7.2正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合8主梁截面驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁從預(yù)加力開始到承載破壞，需經(jīng)受預(yù)加應(yīng)力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個(gè)受力階段，為保證主梁受力可靠并予以控制，應(yīng)對控制截面進(jìn)行各個(gè)階段的驗(yàn)算。8.1正截面抗彎承載力驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿著正截面和斜截面都有可能破壞，翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I形截面受彎構(gòu)件，箱形截面受彎構(gòu)件的正截面承載能力可參照T形截面計(jì)算〔1〕當(dāng)符合以下條件時(shí)〔1〕應(yīng)以寬度為的矩形截面按下面公式計(jì)算正截面抗彎承載力：〔2〕混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下式計(jì)算：〔3〕截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合以下要求：〔4〕當(dāng)受壓區(qū)配有縱向普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓即〔〕為正時(shí)〔5〕當(dāng)受壓區(qū)僅配縱向普通鋼筋或配普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受拉即〔〕為負(fù)時(shí)〔6〕〔2〕當(dāng)不符合公式的條件時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮截面腹板受壓的作用，其正截面抗彎承載力應(yīng)按以下規(guī)定計(jì)算：〔7〕此時(shí)，受壓區(qū)高度應(yīng)按以下公式計(jì)算，應(yīng)應(yīng)符合〔4〕、〔5〕、〔6〕的要求?！?〕式中—橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004第條的規(guī)定采用，本設(shè)計(jì)為二級，取=1.0；—彎矩組合設(shè)計(jì)值；—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004表采用；—縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004表-2采用；—受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；—矩形截面寬度或T形截面腹板寬度，本設(shè)計(jì)應(yīng)為箱形截面腹板總寬度；—截面有效高度，，此處為截面全高；、—受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至受拉區(qū)邊緣、受壓區(qū)邊緣的距離；—受壓區(qū)普通鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離；—T形或I形截面受壓翼緣厚度；—T形或I形截面受壓翼緣的有效寬度，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004第的規(guī)定采用。8.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在各個(gè)受力階段均有其不同受力特點(diǎn)。從一開始施加預(yù)應(yīng)力，其預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土就開始處于高應(yīng)力下。為保證構(gòu)件在各個(gè)階段的平安，除了要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算外，還必須對其施工和使用階段的應(yīng)力情況分別進(jìn)行驗(yàn)算。正截面抗裂驗(yàn)算正截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合以下要求：1〕全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件〔1〕分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構(gòu)件〔2〕2〕A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下〔3〕但在荷載長期效應(yīng)組合下〔4〕斜截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合以下要求：1〕全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件〔5〕現(xiàn)場澆筑〔包括預(yù)制拼裝〕構(gòu)件〔6〕2〕A類和B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件〔7〕現(xiàn)場澆筑〔包括預(yù)制拼裝〕構(gòu)件〔8〕式中—在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按公式〔1〕計(jì)算；—在荷載長期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按公式〔2〕計(jì)算；—扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓力，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004第條規(guī)定計(jì)算；—由作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主拉應(yīng)力，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004第條規(guī)定計(jì)算；—混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按?預(yù)規(guī)?JTGD62-2004表采用。受彎構(gòu)件由作用〔或荷載〕產(chǎn)生的截面抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，應(yīng)按以下公式計(jì)算：〔9〕〔10〕式中—按作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；—按荷載長期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值，在組合的活荷載彎矩中，僅考慮汽車、人群等直接作用于構(gòu)件的荷載產(chǎn)生的彎矩值。注：后張法構(gòu)件在計(jì)算預(yù)施應(yīng)力階段由構(gòu)件自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力時(shí)，公式〔9〕、〔10〕中的可改用，為構(gòu)件凈截面抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩。表8.1效應(yīng)組合驗(yàn)算單元號節(jié)點(diǎn)號正應(yīng)力(Mpa)上緣最小拉應(yīng)力下緣最小拉應(yīng)力下緣最小拉應(yīng)力11應(yīng)力值7.666.478.34容許值0.00.00.0是否滿足是是是22應(yīng)力值7.187.139.17容許值0.00.00.0是否滿足是是是33應(yīng)力值6.888.4411.1容許值0.00.00.0是否滿足是是是6060應(yīng)力值13.31.082.46容許值0.00.00.0是否滿足是是是6262應(yīng)力值9.774.626.34容許值0.00.00.0是否滿足是是是6363應(yīng)力值10.54.575.96容許值0.00.00.0是否滿足是是是斜截面抗裂驗(yàn)算斜截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合以下要求：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用〔或荷載〕短期效應(yīng)組合下預(yù)制構(gòu)件〔8.2.2a〕現(xiàn)場澆筑〔包括預(yù)制拼裝〕構(gòu)件〔8.2.2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)算受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力〔8.2.3a〕〔8.2.3b式中—由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力—混凝土法向壓應(yīng)力；MK—按荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的彎矩值；預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算(1)〔2〕式中——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；——受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效應(yīng)力；——混凝土法向拉應(yīng)力，——預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力。圖8.1預(yù)應(yīng)力鋼筋最大正拉應(yīng)力混凝土的主壓應(yīng)力驗(yàn)算混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：〔8.2.5a〕8.3短暫狀況預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀況計(jì)算時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，荷載采用施工荷載，截面性質(zhì)采用凈截面。在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合以下規(guī)定：〔1〕壓應(yīng)力〔8.3a〕〔2〕拉應(yīng)力1〕當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.2％的縱向鋼筋；2〕當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.4％的縱向鋼筋；3〕當(dāng)時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內(nèi)差取用。式中、——按短暫狀況計(jì)算時(shí)截面預(yù)壓區(qū)、預(yù)拉區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)力、拉應(yīng)力；、——與制作、運(yùn)輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。9下部結(jié)構(gòu)計(jì)算圖9.1下部結(jié)構(gòu)細(xì)部尺寸9.1橋墩的設(shè)計(jì)計(jì)算支座處最大豎向力FN=2.81x104KN設(shè)三個(gè)橋墩，每個(gè)墩頂受力制動(dòng)力T=〔0.75x10.5x160+0.75x360x3〕x0.1=207KN初擬跨中橋墩直徑2m，用C40混凝土，HRB335級直徑25mm的鋼筋驗(yàn)算橋墩配筋和承載力校核Mmax=621橋墩計(jì)算長度：l0=2x6=12m查表得：fcd=18.4MPafsd=280MPa計(jì)算偏心距增大系數(shù)長細(xì)比應(yīng)考慮縱向彎曲偏心距的影響取rs=0.9r=0.9x1000=900mm那么截面有效高度h0=r+rs=1000+900=1900mm那么取1那么〔2〕計(jì)算受壓區(qū)高度系數(shù)試算后得<0為滿足最小配筋率0.005?，F(xiàn)選用40根HRB335直徑25mm的鋼筋，As=20606mm2實(shí)際配筋率：=0.0066鋼筋布置圖如下：圖9.2橋墩的鋼筋布置圖單位：cm在垂直于彎矩作用平面內(nèi)長細(xì)比查表得混凝土穩(wěn)定系數(shù)混凝土截面面積實(shí)際縱向鋼筋面積As=18644mm2那么在垂直于彎矩作用平面的承載力為：在平行于彎矩作用平面內(nèi)=以下采用試算法列表計(jì)算ABCD1.192.95780.162.69280.383660.256.81.061.202.96840.15172.70850.31457.156.81當(dāng)時(shí)，=57.1mm與設(shè)計(jì)的=56.8較接近，故取為計(jì)算值。在彎矩作用平面內(nèi)的承載力為：經(jīng)驗(yàn)算滿足條件。9.2樁的設(shè)計(jì)計(jì)算多排樁的驗(yàn)算下部采用雙排六個(gè)樁單墩自重：471KN承臺自重：3000KNFH=207KNFN=3.26xKNM=1656〔1〕樁的計(jì)算寬度b1=Kf=0.9b1=0.9x2x0.99x1=1.782m〔2〕樁的變形系數(shù)m=5000KN/m47KNm2I=3.97m4故按彈性樁計(jì)算。〔3〕樁頂剛度系數(shù)值計(jì)算L0=0mh=9mC0=m0h=5000x22=1.1x105KN/m3A0=7.065m查表可得XQ=1.03117Xm=0.96279〔4〕計(jì)算承臺底原點(diǎn)o處位移〔5〕計(jì)算作用在每根樁頂上的的作用力Pi、Qi、Mi豎向力:水平力：彎矩：校核：單排樁的驗(yàn)算〔1〕計(jì)算最大沖刷線處樁身彎矩、水平力及軸力M0=38KNmQ0=34.5KNP0=5559.3KN計(jì)算最大沖刷線以下深度Z處樁截面上的彎矩Mz及水平壓應(yīng)力無量綱系數(shù)及由附表查得，值計(jì)算列表如下，其結(jié)果以圖9.2表示0.0003.501033.233.20.540.23.50.196890.9980426.1333.1359.261.080.43.50.376780.9859849.9932.7382.731.620.63.50.52740.9579769.9831.80101.792.160.83.50.641070.9117885.0630.27115.332.7013.50.714520.8481594.8128.16122.973.241.23.50.747690.7696399.2125.55124.763.781.43.50.743490.6800998.6522.58121.234.321.63.50.706770.5840193.7819.39113.174.861.83.50.643640.4858285.4016.13101.535.4123.50.560970.3897874.4412.9487.385.952.23.50.465830.2995661.819.9571.766.302.333.50.40040.2466453.138.1961.32圖9.3最大沖刷和M的關(guān)系無量綱系數(shù)及由表查得，值計(jì)算列表如下，其結(jié)果以圖9.3表示002.501741.640760000.540.22.174921.30934.930.745.671.080.41.85591.017728.411.159.561.620.61.551870.7655310.551.3011.852.160.81.268820.5516211.501.2512.752.7011.011270.3741111.461.0612.523.241.20.782150.2304510.630.7811.423.781.40.582850.117579.250.479.714.321.60.413150.031857.490.147.634.861.80.27166-0.030495.54-0.165.385.4120.15583-0.073413.53-0.423.125.952.20.06243-0.100691.56-0.630.936.302.330.0138-0.1160.36-0.77-0.40圖9.4最大沖刷線和M的關(guān)系〔6〕樁頂縱向水平位移驗(yàn)算樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角=1.19mm<6mm符合標(biāo)準(zhǔn)要求=-0.6rad橋墩I1=0.785m4E1=E所以墩頂縱向水平位移水平位移容許值：符合要求。樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算最大彎矩〔z=3.24m處〕截面強(qiáng)度，該處彎矩Mj=124.76KNm軸向力Nj=3.76x104KN樁內(nèi)豎向鋼筋按0.3%配置現(xiàn)選用18根直徑28的HRB335鋼筋樁身混凝土標(biāo)號40號樁的計(jì)算長度lp，偏心距增大系數(shù)(9.2a)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)算此時(shí)A=3.1328B=0.0086C=2.9958D=0.1345 樁身材料符合。9.3承臺驗(yàn)算〔1〕樁頂處的局部受壓驗(yàn)算〔2〕裝對承臺的沖剪驗(yàn)算〔3〕承臺配筋計(jì)算圖9.4承臺平面圖單位：cm查表得?、賹?-1·取那么需配78根直徑28的HRB335鋼筋②對2-2截面取那么需配33根直徑28的HRB335鋼筋抗剪1-1滿足2-2截面滿足經(jīng)驗(yàn)算承臺配筋滿足要求。③按照?公預(yù)規(guī)?第條規(guī)定：當(dāng)外排樁中心距墩臺邊緣等于或小于承臺高度時(shí)，承臺短懸臂可按“撐桿——系桿體系〞計(jì)算撐桿的抗壓承載力和系桿的抗拉承載力，如以下圖所示：承臺底面單樁豎向設(shè)計(jì)值:撐桿抗壓承載力計(jì)算：代人數(shù)值計(jì)算得到系桿抗拉承載力驗(yàn)算即滿足抗拉強(qiáng)度④承臺抗剪切驗(yàn)算?公預(yù)規(guī)?第條規(guī)定承臺斜截面抗剪承載力計(jì)算應(yīng)符合以下規(guī)定滿足抗剪切要求總結(jié)與討論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，歷時(shí)四個(gè)多月，在老師的精心指導(dǎo)下和幫助下，順利完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，在這個(gè)過程中雖然時(shí)有盲目，時(shí)有不解，但是總來說，收獲不少。不僅對以前的知識有了進(jìn)一步的理解和認(rèn)識，而且也了解了一些軟件的應(yīng)用，對專業(yè)方面的知識也了解了一些。本次設(shè)計(jì)，由于時(shí)間的局限和教學(xué)軟件的特殊，使得設(shè)計(jì)內(nèi)容采用了些許簡化方式。比方：對于結(jié)構(gòu)尺寸的選取是通過經(jīng)驗(yàn)公式；對于支座沉降引起的內(nèi)力近似按照彈性體系的方式；對于預(yù)加力引起的二次力矩也是進(jìn)行了簡化，即用等效荷載的方式，但是并沒有采用均勻荷載的方式，而又是進(jìn)一步簡化，用集中荷載取代，影響計(jì)算的精度；