1、<p>　　延安市延河陽山大橋工程設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計根據延安市延河陽山大橋工程設計和相關規(guī)范的要求，結合所學橋梁相關專業(yè)知識，經相關考察和方案比選后，全橋按四跨一聯預應力混凝土變截面連續(xù)梁橋設計，橋梁采用一個分離式單箱單室箱形梁，使用懸臂澆筑法施工。</p><p>　　在設

2、計中對橋梁工程上部尺寸做出擬定，并對恒載、活載等荷載進行了內力組合，分析出各截面特性，并進行了預應力筋的計算和布置，對這些計算都做出了相關的驗算及變形計算，最后對橋墩進行了設計，以及對施工方法進行了說明，其中部分計算利用了計算機相關程序計算，同時還附加了部分圖紙的繪制。</p><p>　　橋梁設計需要考慮各個方面的因素，其中包括橋址的選擇，橋臺的選擇要根據當地的地質地形、地貌、氣象、水文條件、工程地質以及周圍環(huán)

3、境等因素考慮，除此之外，任何一個設計都要考慮的問題怎樣將經濟、適用、美觀三者都融于設計之中。</p><p>　　這個設計具體部分展示了畢業(yè)設計的選題、內容設計、邁達斯計算、和部分CAD繪圖，以及施工說明和參考文獻等內容，希望能達到本次設計的相關要求。</p><p>　　關鍵詞：預應力混凝土，連續(xù)梁橋，箱梁，內力組合，配筋設計，截面驗算，懸臂澆筑法。</p><p&g

4、t;<b>　　論文類型：設計型</b></p><p>　　Yanchang Oilfield Petroleum Bridge Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In accordance with the design on the Yanchang Oilfie

5、ld petroleum Bridge Design requirements and related regulatory requirements combined with the bridge-related expertise and programs as related as study selection, the full-bridge according to a joint cross-four priestess

6、’s concrete Continuous bridge with variable cross-section design, bridge using a single-room box, the use of cantilever construction pouring.</p><p>　　In the design of the bridge project to make the upper

7、 part of the development dimension, and the dead load, live load and other loads to a combination of internal forces, analysis of the section properties, and carried out the calculation of prestressing tendons and placem

8、ent of these calculations are made checking and deformation associated with the last of the pier has been designed, and methods of construction are described, in which part of the calculation procedures using the compute

9、r calcu</p><p>　　Bridge design needs to consider various factors, including the bridge site of choice, the choice of abutment according to the local topography, geomorphology, meteorology, hydrology, enginee

10、ring geology and the surrounding environment and other factors to consider, in addition, any design must consider how the economy for, all of which are beautiful and into the design.</p><p>　　This section pr

11、esents the design of specific topics of graduation design, content, design, calculation of Midas, and some CAD drawings, and construction notes and references, etc., hoping to meet the relevant requirements of this desig

12、n.</p><p>　　Keywords: prestressed concrete continuous beam bridge, box girders, force mix, reinforcement design, cross checking, cantilever casting method.</p><p>　　Paper Type: Type Design</p

13、><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.設計資料4</b></p><p>　　1.1 橋梁設計原始資料4</p><p>　　1.2 橋梁結構總體布置和初步方案擬定4</p><p>　　1.3 橋梁結構設計方案比選和初步方案擬定4<

14、/p><p>　　1.4 上部結構任設計務及要求5</p><p><b>　　2.方案比選6</b></p><p>　　2.1 預應力混凝土T型簡支梁橋7</p><p>　　2.2 連續(xù)箱型梁橋9</p><p>　　2.3 鋼筋混凝土拱橋11</p><p>

15、　　3.上部結構尺寸擬定13</p><p><b>　　4.內力計算14</b></p><p>　　4.1恒載內力計算14</p><p>　　4.2 活載內力計算22</p><p>　　4.3溫度應力計算28</p><p>　　4.3 內力組合30</p>&l

16、t;p><b>　　5.配筋計算43</b></p><p>　　5.1 縱斷面配筋45</p><p>　　5.2 橫斷面配筋47</p><p>　　6.預應力束的布置53</p><p>　　7.預應力損失的計算59</p><p>　　7.1 預應力與管壁間的摩擦損失59

17、</p><p>　　7.2 錨具變形，鋼筋回縮和拼裝接縫壓縮損失60</p><p>　　7.3 混凝土彈性壓縮損失60</p><p>　　7.4 預應力筋張拉損失61</p><p>　　7.5 混凝土收縮徐變損失62</p><p>　　8.全橋承載能力驗算65</p><p>

18、;　　8.1 受彎構件正截面承載能力驗算65</p><p>　　8.2 受彎構件斜截面承載能力驗算70</p><p>　　8.3 錨下局部應力驗算81</p><p>　　8.4 變形驗算83</p><p><b>　　9.致謝86</b></p><p>　　10.參考文獻87

19、</p><p><b>　　1.設計資料</b></p><p>　　1.1 橋梁設計原始資料</p><p>　　工程名稱：延安市延河陽山大橋工程設計</p><p>　　設計跨徑：160m，橋寬凈15+2×1.25m；</p><p>　　設計荷載：城—B級；</p>

20、<p>　　結構形式：簡支梁、連續(xù)梁、懸索橋等；</p><p>　　設計車速：50km/h；</p><p><b>　　設計地震烈度7度；</b></p><p>　　1.2 橋梁結構總體布置和初步方案擬定</p><p><b>　　設計任務： </b></p>&

21、lt;p>　　根據地質地形圖完成橋梁總體布置，包括立面布置、橫截面、平面 設計。</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　立面布置：合理地進行孔徑劃分，擬定橋長，確定</p><p>　　橋面

22、標高，以及縱坡。</p><p>　　橫截面布置：根據設計資料確定橋面長度，由結構體系，施工 原則及寬長等因素合理確定橫截面的形式。</p><p>　　平面設計：根據線路銜接的具體情況確定橋梁線形。</p><p>　　擬定方案：滿足結構體系和地質地形的前提下不僅考慮孔徑的 條件進行方案，暫不考慮經濟因素，在該階段提出4-5個方

23、案。</p><p><b>　　設計成果：</b></p><p>　　不同方案的橋梁結構總體布置圖一張或4-5張</p><p>　　不同方案的橋梁結構總體布置圖中必須給出每種方 案的立面布置圖</p><p>　　1.3 橋梁結構設計方案比選任務及要求。</p>&

24、lt;p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　根據現代化橋梁設計要求，橋梁方案比選主要應考慮下列標準，安全，功能，經濟與美觀，其中以安全和經濟最為重要，在初擬圖示完成以后，經初步分析，經指導老師同意，將其中競爭性明顯不大，或有嚴重缺點的體系刪掉，從中選出最佳方案。</p><p><b>　　設計要求：</b></p&

25、gt;<p>　　安全：行車安全，通航安全，基礎地質條件和施工安全等方面考慮</p><p>　　功能：合理的結構形式,非正常狀態(tài)下結構功能實施情況。</p><p>　　經濟：從造價，工期和維修養(yǎng)護等方面考慮。</p><p>　　美觀：橋梁結構造型美觀，環(huán)境協(xié)調 橋梁輪廓尺寸比例勻稱。</p><p>　　除此外更應該注意施

26、工設備，施工能力可行性中不建議采用復 雜結構形式跨徑過大的橋梁。</p><p><b>　　設計成果：</b></p><p>　　最佳粉干總體布置圖（立面、平面、橫斷面）。</p><p>　　各個方案比選說明并列對比。</p><p>　　1.4 上部結構設計任務及要求。</p>&

27、lt;p><b>　　設計任務</b></p><p>　　截面尺寸擬定，內力計算，配筋計算 施工階段和使用階段的應力計算；承載能力極限狀態(tài)。的強度驗算，剛度驗算。</p><p><b>　　設計要求</b></p><p>　　截面尺寸擬定：在參考以建設的橋梁同時考慮受力構造確定截面形式，輪廓尺寸，各個細部尺寸。

28、</p><p>　　內力計算：恒載內力計算，活載內力計算。附加內力計算。</p><p>　　內力組合：進行持久狀況承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的兩種組合，承載能力極限狀態(tài)要求對構件進行承載能力和穩(wěn)定性計算，必要時進行結構傾覆和滑移驗算，撓度進行驗算。</p><p>　　繪制內力包絡圖，繪制兩種極限狀態(tài)下剪力彎矩圖⑤</p><p>

29、;　?、?配筋計算：給出各截面配筋結果。</p><p>　?、?施工驗算：施工各階段計算圖示，驗算結果。</p><p>　?、?應力驗算：鋼筋混凝土結構進行變形和裂縫驗算，預應力混凝土主 要在預加力作用下應力筋應力變形。</p><p>　?、?強度驗算：利用有關公式經驗結合規(guī)范進行驗算。</p><p><b&

30、gt;　　2.方案比選</b></p><p><b>　　一、橋型方案比選</b></p><p>　　橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。任選三種作比較，從安全、功能、經濟、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。</p><p><b>　　橋梁設計原則</b></p>

31、<p><b>　　適用性</b></p><p>　　橋上應保證車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。</p><p><b>　　舒適與安全性</b></p><p>　　現代橋梁設計越來越強調舒適度，要控制橋

32、梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。</p><p><b>　　經濟性</b></p><p>　　設計的經濟性一般應占首位。經濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。</p><p><b>　　先進性</b>

33、</p><p>　　橋梁設計應體現現代橋梁建設的新技術。應便于制造和架設，應盡量采用先進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施工安全。</p><p><b>　　美觀</b></p><p>　　一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調。合理</p><

34、p>　　的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。</p><p>　　應根據上述原則，對橋梁作出綜合評估。</p><p>　　2.1 方案一：預應力混凝土T型簡支梁橋</p><p>　　如今，預應力混凝土T型簡支梁橋被廣泛使用于各種小跨度的橋梁中，而且矩形重力式橋墩施工簡單，圬工量減少了很多，從而降低了工程造價，并能與周圍環(huán)境

35、和諧。勻稱由于從所給資料可以看出該地理位置的硬質土層較淺，所以，可以采用剛度適中的低型橋墩，由于可以再橋臺與梁底支座處安放鉛芯橡膠支座，可以吸收地震的能量在橫向采用加筋的擋塊，可以防止地震中發(fā)生落梁現象。由于河床較淺，可以采用中小跨徑，多跨數的設計方案。由于該橋是雙向六車道，橫向采用十塊預應力混凝土T型梁，在梁的接縫處采用交接可以耗散地震破壞的能量，由于簡直預應力可以很大的提高橋梁承載能力，并且該橋預應力結構簡單，受力明確，節(jié)省材料、架

36、設方便、跨越力較大等優(yōu)點。其最大跨徑不超過50m為宜，在加大跨徑不論從受力、構造、經濟上都不合理了，由于從設計施工、造價等方面有特點，是一款國內外廣泛采用的橋型。該橋在設計時采用40+80+40米全橋計算長度為160m單橋面寬為15m期大概圖形如下：</p><p><b>　　橋梁立面圖</b></p><p>　　2.2.方案二：連續(xù)箱型梁橋。</p>

37、<p>　　該方案采用矩形重力式橋墩，使剛性較高的橋梁和大地有效地剛性連接，能有效抗震，連續(xù)梁在恒荷載作用下產生的支點負彎矩有卸載的作用，使內力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，節(jié)省材料且剛度大，整體性好，超載能力大。安全度大橋面伸縮縫小，它是中等跨度橋梁中常用的一種橋梁結構，預應力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結構形式，它具有接縫少，剛度好，行車平順舒適等優(yōu)點。在30-120m跨度內常是橋型方案比選的優(yōu)勝者，而橫張預應力混凝土

38、技術在T型梁、箱型梁、空心板橋三座常規(guī)跨徑簡直橋中的應用，取得了明顯的技術經濟效益，為拓寬橫張預應力技術的應用范圍將其應用到更更大跨度的連續(xù)梁橋中就顯得尤為重要了，主梁是連續(xù)支撐在幾個橋墩上，在荷載作用時，主梁的不同截面上有正彎矩，有的有負彎矩而彎矩的絕對值均較同跨徑的橋的簡支梁小，這樣可以節(jié)省主梁材料用量，連續(xù)梁橋通常是將3-5孔做成一聯，在一聯內沒有橋面接縫，行車較為舒適，連續(xù)梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然后相互相連成為

39、連續(xù)梁，或者從墩臺上逐段懸伸加長最后連接成為連續(xù)梁，近一二十年在架設預應力混凝土連續(xù)梁時成功的采用了頂推法施工，即在橋一端路堤上逐段連續(xù)制作梁體逐</p><p>　　2.3.方案三：鋼筋混凝土拱橋</p><p>　　拱橋是我國最常用的一種橋梁形式，其式樣之多數量之大特別是公路橋梁被大量采用，尤其西部地區(qū)山高、溝深、高速公路的建設不可避免的會設計建設大量的山區(qū)大跨度混凝土拱橋，據不完全統(tǒng)

40、計，我國的公路橋中百分之二十五為拱橋其中以廉價的抗壓強度高的混凝土作為結構主要材料的混凝土拱橋，由于造價低，其跨越能力較強，而且施工技術成熟得到了廣泛的應用隨著建筑材料的不斷高強化和施工技術的飛速進步混凝土的跨徑不斷增大，目前世界上最大跨徑已達到420m本方案采用混凝土拱橋有效提高其使用性能和耐久性能，有效避免不良病害，取得社會巨大的效益，鋼筋混凝土拱橋是在由拱橋、桁架橋和斜腿剛架拱橋的基礎上發(fā)展起來的油主拱腿、實腹段、腹孔旋桿、斜掌和

41、橫系梁等構件并組而成整體組合構件，該橋型具有自重輕結構受力穩(wěn)定、造價低材料省、整體性好、外形美觀、裝配化程度高等優(yōu)點，適合在山區(qū)建設、該方案采用雙向六車道單向行駛，橋面寬度15+1.25*2m橋長40+80+40三跨式橋梁.</p><p><b>　　方 案 比 較</b></p><p><b>　　表</b></p><

42、p><b>　　方案確定</b></p><p>　　通過以上各種方案的必選，本設計采用連續(xù)箱型梁橋作為設計方案理由 如下</p><p>　　簡支梁橋——設計簡單，施工方便。但是有較多的接縫，行車不便， 整體性不好。</p><p>　　連續(xù)箱型梁橋——設計簡單，施工方便。結構整體性好，接縫少，行

43、 車方便</p><p>　　混凝土拱橋——外形美觀，結構承載能力大，但施工麻煩，橋臺處需 要開挖，工期長導致造價高。</p><p>　　綜上所述，最終方案確定為，連續(xù)箱型梁橋為本設計的最優(yōu)方案。</p><p>　　3. 上部結構尺寸擬定</p><p><b>　　主跨

44、徑的擬定</b></p><p>　　主跨境定位60m，邊跨徑根據國內外已有經驗和文獻規(guī)定為主跨徑的0.5-0.7倍，采用0.5倍的中跨徑，即邊跨徑為30m則全聯跨徑為：</p><p>　　40+80+40=160（m）</p><p>　　橋梁縱向結構尺寸擬定。</p><p>　　支點處梁高：由文獻（1）P61表梁高為L*（

45、1/15-1/20)</p><p>　　跨中梁高：由文獻（1）P51規(guī)定梁高為L*（1/30-1/50)</p><p>　　梁底曲線由文獻（1）P52規(guī)定選用二次拋物線橋梁橫向的尺寸擬定。</p><p>　　根據規(guī)定行車道為雙向六車道本方案采用分離式單箱單室。箱型截面。</p><p>　　橋梁兩端各采用12cm的伸縮縫，用瀝青填充，規(guī)

46、格為D-16型下層U型鋅鐵皮可將雨水橫向排出橋外。</p><p>　　橋面鋪裝和線形的擬定</p><p>　　橋面鋪裝;根據文獻（2)P53選用8cm厚的防水混凝土作為鋪裝層，上加2cm厚瀝青混凝土磨耗層重量較小，維修養(yǎng)護方便工期短。</p><p>　　橋面橫坡：根據文獻(2）P54規(guī)定采用2%的橫向泄水坡度，由梁底支座控制。</p><p

47、>　　豎曲線：考慮兩岸的邊跨和橋面的標高，一級考慮文獻的規(guī)定，具體擬定如下。</p><p>　　1.4跨0-1號墩為直線段，圓弧半徑為3256.0123米弧長；529.3051米</p><p>　　2.3跨號墩為平面線形直線，圓弧半徑為2567.8208米弧長：803.0801米</p><p>　　主梁截面細部尺寸的擬定</p><p

48、>　　結合設計資料的要求，頂板厚約為30cm，跨底60cm底板厚度以布置預應力束，支點處底板厚為1/10—1/12倍的梁高去H/10即54cm中間底板厚成線性變化，腹板厚度由于要布置預應力束錨頭，故采用35cm的承托尺寸，采用20cm*65cm橫梁的設置</p><p>　　項梁的橫梁的基本作用時增加截面的橫向剛度，限制橋梁發(fā)生側位變形移動。</p><p>　　本橋設計總廠為120

49、m三跨一聯，單箱單室橋型結構為連續(xù)梁橋，支點處梁高為3.8m跨中梁高為1.8m而箱型截面由于具有很大的抗扭剛度，所以對于箱型截面的單箱截面，為加強橋面板和各箱間的聯系，才設置橫隔板結合資料（3）和設置要求本橋設計不設置橫梁進行設計。</p><p>　　橋面鋪裝和欄桿每米重量計算</p><p>　　橋面鋪裝由資料查得選用8cm厚的防水混凝土作為鋪裝層，上加2cm厚的瀝青混凝土磨耗層，共計

50、10cm厚。</p><p>　　欄桿為C40混凝土結構，50cm寬，90cm高則可以計算得：</p><p>　　22*0.02*10/9.8+24*0.08*10/9.8+25*0.50*0.9/9.8</p><p><b>　　=3.56KN/m</b></p><p>　　主邊跨單元分段分析。</p>

51、;<p>　　全橋截面共分120個節(jié)點，120個單元，其中兩邊跨各有30個單元，一個中跨有60個單元，在后面的恒載活載施工及驗算內力組合計算時帶入程序的單元劃分形式都已上面的劃分方式填寫數據。</p><p><b>　　4. 內力計算</b></p><p>　　4.1 恒載內力計算 </p><p>　　恒載在《公路橋涵通用規(guī)

52、范》中稱為“永久作用”是指在設計使用期內其值不隨時間變化與平均值相比可忽略不計的荷載，如結構重力,預加應力，土的重力及土側壓力，混凝土收縮及徐變影響力，基礎變化影響力和水浮力等。</p><p>　　主梁恒載內力包括自重引起的主梁自重（一期荷載）內力和二期荷載（如鋪裝、欄桿）引起的主梁后期恒載內力</p><p>　　主梁的自重內力計算方法可分為兩類在施工過程中結構不發(fā)生體系轉換，可按均布

53、荷載乘主梁內力影響線總面積計算，在施工過程中有結構體系轉換時，應該分階段計算內力，本設計采用懸臂施工法二期荷載集度約為：</p><p>　　二期荷載集度 Q2=60KN/m</p><p>　　恒載內力主要有一期荷載內力和二期荷載內力疊加，一期荷載有邁達斯軟件進行分析計算通過計算可得內力如下：</p><p><b>　　（1）</b&g

54、t;</p><p>　　恒載內力分段計算圖式</p><p>　　截面的總內力為各段計算內力之和，即：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　一.恒荷載內力圖</b></p><p><b>　　二.彎矩包絡圖</b>

55、</p><p><b>　　4.2活載內力計算</b></p><p>　　在計算箱型截面連續(xù)梁的活載內力時，通常用某個增大系數值來計入偏心荷載對截面內力影響亦稱荷載橫向分部系數或活載內力橫向分部系數。</p><p>　　目前較常用的方法有①杠桿原理法②偏心受壓法③偏心受壓修正法，若用偏心受壓修正法則可用公式求即外腹板的荷載橫向分部系數。&

56、lt;/p><p><b>　　(3)</b></p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　式中： 為外側腹板的荷載橫向分部系數</p><p>　　為支點截面的抗扭作用后的修正系數</p><p>　　為外側腹板第i腹板至截面中心線距離</p>

57、<p>　　為箱型截面的腹板總數</p><p>　　為橫向布置的車輛荷載合力點，至截面中心線的距離 </p><p>　　為連續(xù)梁中北考察的其跨跨長</p><p>　　為箱型截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩 </p><p>　　為剛度修正系數 84</p><p>　　本橋按照城B級荷載標準進行設計，人

58、群荷載，沿橋軸縱向分布荷載表示，單位為3KN/m用midas添加橫向分布系數。當活載橫向分布系數確定之后，在主梁內力影響線上最不利荷載，可求的主梁最大活載內力，計算公式為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　主梁最大活載內力（彎矩或剪力）</p><p><b>　　汽車荷載沖擊系數</b>&

59、lt;/p><p><b>　　車道折減系數</b></p><p><b>　　荷載橫向分布系數</b></p><p><b>　　為汽車或掛車的軸重</b></p><p>　　主梁內力影響線的豎標準</p><p>　　4.3 溫度應力計算</

60、p><p><b>　　計算時的假定</b></p><p>　　1.沿橋長的溫度分布是均勻的</p><p>　　2.混凝土材料是彈性勻質材料</p><p>　　3.梁變形服從平面假定</p><p>　　溫度應力醬油兩部分組成</p><p>　　1、梁的溫度變形受到縱向

61、纖維之間的相互約束在截面上產生自平衡的縱向的約束應力即“自應力”</p><p>　　2、由于橋梁正處于正曬狀態(tài)，結構將產生溫度上拱變形，對于連續(xù)梁橋將受到支撐條件的約束而產生的溫度次內力及溫度變形。</p><p>　　3、溫度次內力的計算公式，即：</p><p><b>　　=</b></p><p><b&

62、gt;　　=</b></p><p><b>　　=+</b></p><p>　　式中： 橋面板中心處由溫差引起的縱向力</p><p>　　A 橋面板截面面積</p><p>　　T 溫度差 </p><p><b>　　混泥土箱型膨脹系數</b>

63、;</p><p><b>　　混泥土彈性模量</b></p><p>　　E 橋面板重心至換算截面重心軸以上取正值，以下取負值</p><p>　　對全截面產生的初彎矩</p><p>　　對全截面產生的二次彎矩 </p><p>　　對全截面產生的總彎矩</p>&

64、lt;p>　　由于箱型截面計算過于復雜我們先把它換算成工字型截面。只要保證面積相等，慣性矩相等。</p><p><b>　　4.4內力組合</b></p><p>　　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》橋涵結構按極限狀態(tài)設計，應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計算。取其最不利效應組合進行設計。</p><p>　　只

65、有在結構上可能同時出現的作用，才進行其效應組合，當結構或結構構件需要做不同受力方向的驗算時，則應以不同方向的最不利的作用效應進行組合。</p><p>　　多個偶然作用不同時參與組合。</p><p>　　當可變作用的出現時對結構或構件產生有利影響時，該作用不應參與組合。</p><p>　　施工階段作用效應的組合，應按計算需要及結構所處條件決定，結構上的施工人員、

66、施工機具設備應作為零時荷載加以考慮</p><p>　　承載能力按極限狀態(tài)，設計荷載組合。</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)設計荷載組合及安全系數表</p><p>　　對于預應力混凝土連續(xù)梁橋，同一截面由不同荷載作用所產生的內力可能同號，也可能異號。因此應考慮。不同的安全系數進行內力組合。</p><p>　　按以上方法進行組合后，則可

67、得承載能力極限狀態(tài)的內力。見表；</p><p><b>　　彎矩和剪力包絡圖</b></p><p>　　依據以上兩部分計算和數據可以繪出承載能力狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下得彎矩圖和相應的剪力包絡圖。</p><p><b>　　彎矩包絡圖</b></p><p><b>　　5配筋設計&

68、lt;/b></p><p><b>　　5.1 配筋計算</b></p><p>　　根據資料《橋涵設計規(guī)范》第5.2.21條至5.2.23條規(guī)定。預應力混凝 土連續(xù)梁首先要滿足使用荷載的應力要求。同時應滿足彈性階段的應 力要求，同時滿足彈性階段的應力要求。和塑性階段的強

69、度要求，一般情 況下上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計算，可只考慮上緣和下 緣不出現拉應力為限制條件。按此條件可以下式表示為：</p><p>　　失中： 、由預加應力在截面上緣和下緣所產生的應力。</p><p>　　、分別為截面上下緣的抗彎模量。</p><p>　　、 荷載

70、最不利組合時的計算截面內力，當正彎矩時 正，負彎矩是取負。</p><p>　　一般情況下，由于截面較低，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力 不是控制因素，為簡便計算，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限 制條件，在《公路橋梁規(guī)范》中當抗

71、拉區(qū)配置受力的非拉應力鋼筋時，容許截面出現少許拉應力，但在估算鋼束數量時依然假設尺寸RL等于零.</p><p>　　根據截面受力情況，其配筋不外乎有三種形式：截面上，下緣均布置受力筋，以抵抗正負彎矩，僅在截面下緣布置受力筋以抵抗正彎矩；或在上緣布置受力筋以抵抗正彎矩；或在上緣布置受力筋以抵抗負彎矩。</p><p>　　截面上， 下緣均布置手里筋。</p><p>

72、;　　由受力筋N上和N下在截面上，下緣長生的受力分別為：</p><p>　　σy上=++-(3)</p><p>　　σy下=-++ （4）</p><p>　　令 N上= n上?yσy· （5）</p><p>　　N下=n下?yσy·

73、; （6）</p><p>　　將以上各方程式聯立后得：</p><p>　　n上= A/ ?yσy····σy上k下（k上+e下）-σy下k上（k下-e下）/（k上+ k下）（e上+ e下）

74、 （7）</p><p>　　n下= A/ ?yσy····σy下k上（k下+e上）-σy上k下（k上-e上）/（k上+ k下）（e上+ e下） （8）</p><p>　　式中：e上 e下——分別為上緣的預應力鋼筋重心及下緣拉

75、應力筋重心距界面重心的距離</p><p>　　A——混凝土截面積可按毛截面計算</p><p>　　n上 n下——截面上緣和下緣預應力鋼筋的數目</p><p>　　k上 k下——分別為截面上下緣核心距</p><p>　　?y——每束預應力鋼筋的截面積</p><p>　　σy——預應力鋼筋的永存應力，估算力筋數量

76、時按截面上下緣可取σ=（0.5~0.6）R，R為預應力鋼筋的標準強度</p><p>　　再將上式（1）（2）代人（7）（8）中即可得按截面上下緣不出現拉應力所需要的預應力鋼筋/數目，可用下式表示</p><p>　　n上=A/ ?yσy·（-Mmin/W上）k下（ k下+e下 ）-（Mmax/W上）k上（ k下-e下）/（k上+ k下）（e上+ e下）

77、 （9） </p><p>　　n下=A/ ?yσy·（Mmax/W下）k上（ k上+e上 ）-（Mmin/W上）k下（ k上-e上）/（k上+ k下）（e上+ e下） （10） </p><p>　　僅在截面下緣布置預應力筋 </p><p&g

78、t;　　截面只在下緣布置n下筋以抵抗正彎矩，由下 緣預應力鋼筋在截面上下緣產生的應力分別為：</p><p>　　σy上=n下/A-n下e下/W上 （11）</p><p>　　σy下=n下/A+n下e下/W下 (12)</p><p>　　將式（6）代入（11）和式（12）分別解得：</p>

79、;<p>　　n下=A/ ?yσy·σy上k下/ k下-e下 （13）</p><p>　　n上=A/ ?yσy·σy下k下/ k上+e下 （14）</p><p>　　由此可得出當上緣或下緣不出現拉應力時，在截面下緣不出現拉應力時，在截面下緣所需的預應力鋼筋數量：</p><p>　　n下= A/ ?y

80、σy·（-Mmin/W上）k下/ k下-e下 (15) </p><p>　　n下= A/ ?yσy·（Mmax/W上）k下/ k上+e下 (16)</p><p>　　僅在上 緣布置預應力鋼筋</p><p>　　當由上緣不出現拉應力控制時</p><p>　　鋼筋數量 n上= A/ ?yσy

81、3;（-Mmin/W上）k下/ k下+e上 （18）</p><p>　　當由下緣不出現拉應力控制時 </p><p>　　鋼筋數量 n上= A/ ?yσy·（Mmax/W上）k上/ k上- e上 （19）</p><p>　　預應力混凝土受彎構件截面配筋數量不僅與截面承受的彎矩有關，而且還需要考慮截面幾何特性的影響，因此，在截面配筋程序

82、設計時，不應認為只有當截面承受正負彎矩共同作用時才在上下緣配筋，而應當以式（7）及式（8）為依據，推導出配筋的判別條件 </p><p>　　很顯然，對于式（7）令n上<0，則可得只在下緣布筋的條件</p><p>　　σy上k下（k上+e下 ） <σy下k下（k下-e上） （19）</p><p>　　同理 對于式（8），取n下<

83、;0， 則可得只在上緣布筋條件</p><p>　　σy上k下（k下+e下）<σy下k下 （20）</p><p>　　一般來說，懸臂澆筑施工法的結構次內力值較大對于不對稱布置的結構影響更大，考慮次內力的影響連續(xù)梁體支點，負彎矩值是減小的，而跨中正彎矩值則要加大，因此在確定承受正彎矩的力筋數量時適當加大20%~30%<

84、;/p><p><b>　　截面試算 </b></p><p>　　正常使用狀態(tài)時的配鋼束，由于用計算機得出的范圍不符，束筋無法定出，對第13.24截面可采用提高束筋位置的辦法，以第13截面為例 </p><p>　　ex=1.7-0.7472016-0.35=0.6m</p><p>　　ks=I/A/Yx=2.64866

85、5/6.075x0.9528=0.45m</p><p>　　Kx= I/A/Ys=2.64865/6.075x0.7472=0.58m</p><p>　　Nx=Max/[( ex +ks)xAy1xσa]=8.8束</p><p>　　Ns《Mmin/[( ex -ks)xAy1xσa]=65束</p><p>　　所以應配筋9~65束

86、</p><p><b>　　5.2 箍筋設計</b></p><p>　　《公路規(guī)范》將位于箍筋折角處的縱向鋼筋定義為角筋，沿箍筋設置的縱向鋼筋離角筋間距S不大于150mm或15倍箍筋直徑范圍內，若起過范圍設置縱向受力鋼筋，應設置復合箍筋。</p><p>　　普通箍筋梁柱中的箍筋必須做成封閉式，箍筋直徑應不小于縱向鋼筋直徑的1/4，且小于8

87、mm，箍筋間距應大于縱向受力鋼筋直徑的15倍，且不大于構件界面的較小尺寸并不大于400mm</p><p>　　在縱向鋼筋搭接范圍內，箍筋的間距不應不大于縱向鋼筋直徑10倍且不大于200mm，當縱向鋼筋面積超過混凝土截面面積的3%時，箍筋間距應不大于縱向鋼筋直徑的10倍，且不大于200mm。</p><p>　　由于本設計方案中，梁體的正拉應力不大于0.5R=1.5mpa，所以只需要安以上

88、資料(6)中6.2.18規(guī)定，安構造要求配置箍筋即可，取雙肢為Φ12的鋼筋；其間距為250mm。</p><p><b>　　6 預應力束的布置</b></p><p>　　預應力束在橋梁受力結構中承受很大的作用力，它使橋梁各段成為整體進行受力，其中包括縱向預應力束的布置，橫向與豎向預應力束的布置，而縱向預應力布置有頂板束，底板束和腹板束。</p>&l

89、t;p><b>　　布置原則</b></p><p>　　本橋中采用預埋波紋管，根據文獻(6)中規(guī)定，其水平凈距不應小于4cm，鐵皮管至構件頂面或側面的間距不小于3.5cm，鐵皮管構件底面或側面凈距不小于5cm，鐵皮管的內徑預應力筋的外徑至少大于1cm。</p><p>　　根據文獻（6）第6.2.27條規(guī)定，后張法預應力構件的曲線預應力剛進的曲率半徑鋼絞線不應

90、小于4cm。</p><p>　　縱向預應力鋼束為結構的主要受力鋼筋，為了設計和施工方便，進行對稱布置，錨頭盡量靠近壓應力區(qū)。</p><p>　　鋼束在橫斷面中布置時直接靠近頂板位置，彎束位于或靠近腹板，便于下彎錨固。</p><p><b>　　縱向預應力束布置</b></p><p>　　縱向頂板束布置 <

91、;/p><p>　　縱向頂板束均采用平豎彎相結合的空間曲線，集中錨固在腹板 頂部的承托中，底板鋼束盡可能靠近腹板的加厚板并在其上錨固，腹板束豎向形成一排錨固在腹板中</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　頂板鋼束平面布置圖</b></p><p>

92、;　　縱向底板和腹板束布置如下圖所示</p><p><b>　　腹板鋼束截面布置圖</b></p><p><b>　　合攏段中心線</b></p><p><b>　　鋼筋布置橫斷面圖</b></p><p>　　為了便于施工，可選取梁的支座和跨中部位箱型截面的配置鋼束圖，

93、其具體布置圖如下</p><p><b>　　跨中鋼束橫面布置圖</b></p><p>　　支座鋼束橫斷面布置圖</p><p>　　7.預應力損失的計算 </p><p>　　預應力混凝土構件在正常使用極限狀態(tài)中，應考慮多種因素造成的應力損失，設計中所需的鋼筋預應力值。應是扣除相應階段的應力損失后，鋼筋中實際存余的

94、預應力（有效預應力 ）值，如果鋼筋初始張拉的預應力為σcom，相應的應力損失值為σz，則它們與有效應力關系是：</p><p>　　σpe =σcom –σl （1）</p><p>　　預應力束的張拉控制應力， 由參考資料可知：張拉控制應力σcom是指預應力鋼筋錨固前張拉鋼筋的千斤頂所顯示的總應力除以預應力鋼筋截面積所求得的鋼筋應力值。</p>&

95、lt;p>　　構件在預加應力時，預應力鋼絞線的錨下控制應力應符合 </p><p>　　由于施工中預應力束的張拉采用后張法，所以結合資料（5）和（6）規(guī)定，計算內容如下：</p><p>　　鋼筋與臺座間的溫差引起的應力損失σc，僅在先張法構件采用蒸汽式其它加載與法養(yǎng)護混凝土時予以考慮 。</p><p>　　綜上分析：此設計需計算以下五項預應力損失</

96、p><p>　　預應力筋與管臂間的摩擦損失σl1；</p><p>　　錨具變形，鋼筋回縮和拼裝接縫壓縮損失σl2；</p><p>　　混凝土彈性壓縮引起的預應力損失σl3；</p><p>　　預應力索的應力松弛損失σl4；</p><p>　　混凝土的收縮徐變損失σl5；</p><p>　　

97、7.1 預應力筋與管臂間的摩擦損失σl</p><p>　　由資料（8）第6.2.2規(guī)定，可求得因摩擦引起的預應力損失值σl為：</p><p><b>　　錨下張拉控制應力</b></p><p>　　拉應力鋼筋的截面應力</p><p>　　從張拉端至計算截面間管道平面曲線夾角之和</p><p&

98、gt;　　從張拉端至計算截面的管道長度在構件縱軸的投影長度</p><p>　　管道每米長度的局部偏差對摩擦的影響系數可按表取=0.003</p><p>　　鋼筋與管道壁間的摩擦系數。查表的=0.35 =</p><p>　　7.2 錨具變形，鋼筋回縮和拼裝接縫壓縮損失 </p><p>　　本設計采用鋼制錐形錨具，鋼絞線的彈性模量Ep=

99、1.95*105mpa，資料（8）表6.2.7，每端由鋼筋回縮及錨具變形值為6mm，各截面均用薄膠接縫，每一接縫處變形值為0.05mm，以后錨固接縫不再產生壓縮。</p><p>　　本設計中預應力筋用后張法，所以后張法預應力混凝土結構應力計算由錨具變形，鋼筋回縮等引起應力損失而反向摩阻的管道摩阻系數可假定與定向摩阻相同，則下圖為張拉錨固鋼筋中的應力沿梁長方向變化示意圖。</p><p>

100、　　參考資料（8）第6.2.3規(guī)定可以考慮與張拉鋼筋時的摩阻力相反的摩阻作用，為保守計算設計不考慮該項的補償鋼束在橋面內彎曲摩阻。</p><p>　　σl2=ΣΔlEp/l (3)</p><p>　　式中：Δl——張拉端錨具變形，鋼筋回縮接縫壓縮值 。</p><p>　　l——張拉端至錨固端之間距離</p><p>　　7.3

101、混凝土彈性壓縮損失σl3 </p><p>　　（1）后張法預應力混凝土構件采用分批張拉時，先張拉的鋼筋由于張 拉后批鋼筋所引起的混凝土彈性壓縮的預應力損失，可按下式計算：</p><p>　　σl4=аEp* ΣΔσpc （4）</p><p>　　式中：——在計算截面先張拉的鋼筋重心處，由后張拉各批鋼筋產生 混凝土

102、法向應力（mpa）</p><p>　　аEp——預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈模之比，</p><p>　　（2）先張法預應力混凝土構件，放松鋼筋時由混凝土彈性壓縮引起的預應力損失，可按下式計算：σl4=аEp*σpc （5）</p><p>　　式中：σpc——在計算截面鋼筋重心處，由全部鋼筋預加力產生的混凝土法向應力（mpa）</p><

103、p>　　7.4 預應力鋼筋由于鋼筋松張引起的預應力損失</p><p>　　(1) 預應力鋼絲，鋼絞線。</p><p>　　σl5=Ψξ（0.52σpe/Fpk-0.26） σpe （6）</p><p>　　式中： Ψ——張拉系數，一次張拉時，Ψ=1.0，超張拉Ψ=0.9 </p><p&g

104、t;　　ξ——鋼筋松弛系數，?級ξ=1.0，п級=0.3：</p><p>　　σpe ——傳力錨固鋼筋應力，對后張構件： σpe = σcon-σ12-σl2-σl4 </p><p>　　對先張法構件σpe=σcon-σl2 （7）</p><p>　　參考資料（8）第6.2.3規(guī)定可以考慮與張拉鋼筋時的摩阻力相反的摩 阻作用，為保守計算

105、設計不考慮該項的補償鋼束在橋面內彎曲摩阻。</p><p>　　σl2=ΣΔlEp/l (3)</p><p>　　式中：Δl——張拉端錨具變形，鋼筋回縮接縫壓縮值 。</p><p>　　l——張拉端至錨固端之間距離 。</p><p>　　7.5 由混凝土收縮，徐變引起構件受拉區(qū)和受壓區(qū)預應力損失，按下式計算：</p>

106、<p>　　式中：σl6，σl6ˊ——構件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面，重心處混凝土收縮，徐變產生應力損失</p><p>　　σpc，σpcˊ——構件受拉區(qū)，受壓區(qū)全部縱向鋼筋重心處預應力產生的混凝土法向壓應力</p><p>　　Ep——預應力鋼筋的彈性模量</p><p>　　аEp——預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈模之比</p><

107、p>　　P Pˊ——構件受拉，受壓配筋率</p><p><b>　　A——構件截面面積</b></p><p>　　8 全橋承載能力強度驗算 </p><p>　　8.1 受彎構件正截面承載能力計算 </p><p>　　由于彎矩M的作用，構件可能沿某個正截面發(fā)生破壞，故需要進行正截面承載能力計算，其中包括單筋截

108、面和雙筋截面兩種情況 </p><p>　　單筋矩形截面受彎構件 </p><p>　　由截面內力平衡條件得：</p><p>　　?cdbx= ?sdAs (1)</p><p>　　rMd<Mu= ?cd(ho-x/2) (2)</p><p&

109、gt;　　得：rMd<Mu= ?saAs(ho-x/2) (3)</p><p>　　式中：M——計算截面，彎矩組合設計值</p><p><b>　　r——重要性系數 </b></p><p>　　Md——截面抗彎承載力 </p><p>　　?sd——鋼筋縱向抗拉強度 </p>&

110、lt;p>　　?cd——混凝土軸心抗壓強度 </p><p>　　As——縱向受拉鋼筋截面面積</p><p>　　雙筋矩形截面受彎構件 </p><p>　　有截面上水平內力之和平衡，即 T+C+Tˊ=0可得：</p><p>　　?cdbx+ ?’sdA’s= ?sdAs （4）</p><

111、;p>　　由截面上對受拉鋼筋合力T為矩之和 可得:</p><p>　　由截面上對受拉鋼筋合力T為矩之和，可得上式：</p><p>　　式中：?’sd——受壓區(qū)鋼筋抗壓強度設計值</p><p>　　A’s——受壓區(qū)鋼筋截面面積</p><p>　　as——受壓區(qū)鋼筋合力點至截面受壓邊緣距離公式適用條件為：</p>&l

112、t;p>　　受壓區(qū)高度x應滿足：x<ξbho (7)</p><p>　　為保證A’s達到抗壓強度設計值?’sd x 應滿足 </p><p>　　x2> as’ (8)</p><p>　　雙截面筋配筋一般均大于pmin，不必計算最小配筋率 </p><p>　　受彎構件斜截面承載

113、能力計算 </p><p>　　受彎構件在荷載作用下，有剪力和彎矩，所以要考慮截面具有足夠的抗彎，抗剪能力。</p><p>　　受彎構件斜截面抗剪承載力 </p><p>　　由靜力平衡條件可得：</p><p><b>　　(10)</b></p><p>　　式中： Vd——斜截面受壓端

114、正截面產生的剪力組合設計值 </p><p>　　ro ——橋梁重要性系數</p><p>　　p ——斜截面縱向受拉鋼筋配筋率 </p><p>　　? cuk——混凝土立方體抗壓強度標準值</p><p>　　?sv ——箍筋抗拉強度設計值 </p><p>　　?sd——彎起筋抗拉強度設計值</p>

115、<p>　　受彎構件斜截面抗剪承載力 </p><p>　　由圖可得斜截面承載力計算公式：</p><p>　　roMdMu=FsdAsZs+Σ?sdAsbZsb+Σ?svAsvEsv （11）</p><p>　　式中：Md——斜截面受壓頂端正截面最大受彎距組合設計值 </p><p>　　As，Asv，Asb——分別縱向受拉

116、鋼筋，箍筋，彎起筋面積</p><p>　　Zs，Zsv，Zsb——分別As，Asv，Asb受壓區(qū)合力點對中心力臂 </p><p>　　Ac?cd=?sdAs+ ?sdAsbcosAs （12）</p><p>　　式中：Ac——受壓區(qū)混凝土面積</p><p>　　?sd——縱向鋼筋或彎起鋼筋拉強強度設計值</p>

117、<p>　　確定最不利斜截面位置：</p><p>　　roVd=Σ?sdAsbsinθ+Σ?svAsv （13）</p><p>　　Vd——為斜截面受壓正截面相應最大彎矩時的剪力組合設計值 </p><p>　　8.3 錨下局部應力驗算 </p><p>　　由施工方案和設計要求，本設計采用錨具OVM15-19型錨，錨墊板尺寸3

118、20mm×310mm×240mm，錨板ФE=217，F=90，螺旋筋ФG=380，ФH=18，I=160mm N=8，孔距280mm</p><p><b>　　抗裂性驗算</b></p><p>　　由資料（8）規(guī)范第4.1.25條，對于局部承壓構件還要進行抗裂性驗算，而設計中墊板為矩形，所以 </p><p>　　V=

119、2 b=320mm h=6×80=480mm</p><p>　　所以 λ=b/h=2/3 z=v/（1-λ）=6<10 Rl=2.45mpa </p><p>　　Ag=8×2×aj=16×254=4064（mm²）</p><p>　　故 N?=0.09z（ARl+45Ag）=0.09&#

120、215;6×（201600×2.45+4064×45）*0.01=3645.72KN>Ne=3631KN</p><p>　　滿足局部抗裂性要求 </p><p><b>　　抗壓強度 </b></p><p>　　由資料（8）規(guī)范第4.1.26規(guī)定，混凝土錨塊的最小外廓尺寸：a=380+50=420mm