畢業(yè)設(shè)計(jì)-- 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè) ：道路與橋梁專業(yè)</p><p>　　姓 名 : </p><p><b>　　指導(dǎo)教師 ：</b></p><p><b&

2、gt;　　完成時(shí)間 ： </b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　連續(xù)梁橋是工程上廣泛使用的一種橋型,它不但具有可靠的強(qiáng)度,剛度及抗裂性,而且具有行車舒適平穩(wěn),養(yǎng)護(hù)工作量小,設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)一座梁橋必須從橋跨布設(shè),尺寸擬定,鋼束布置以及施工方法等方面綜合考慮,還要充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)和環(huán)境影響。本設(shè)計(jì)是一聯(lián)五跨連

3、續(xù)梁橋，截面形式為單箱雙室，縱向變截面；施工方式是滿堂支架整體現(xiàn)澆。該設(shè)計(jì)首先進(jìn)行恒載、活載及次內(nèi)力的計(jì)算,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行荷載組合,繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖；其次,根據(jù)短期效應(yīng)組合配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算；最后，對(duì)該連續(xù)梁橋進(jìn)行驗(yàn)算，是否滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 連續(xù)梁橋 滿堂支架 預(yù)應(yīng)力</p><p><b>　　Abstract<

4、;/b></p><p>　　The continuous beam bridge is a kind of bridge type used widely on the project. It not only has a reliable strength, stiffness and cracking, but also has a smooth journey comfortable, conser

5、vation work on the design and construction experience of the characteristics of maturity. Design a bridge must be laid across from the bridge-laying, the size of the development, steel beam layout and construction method

6、s, but also give full consideration to the design parameters and environmental impact. Thi</p><p>　　Key Words: design; continuous bridge; full framing; prestress</p><p><b>　　目 錄</b>

7、</p><p>　　摘要………………………………………………………………………………………………2</p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………………3</p><p>　　第一章 方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………7</p><p>　　1.1 跨徑布置……

8、…………………………………………………………………………7</p><p>　　1.2 順橋向設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………8</p><p>　　1.3 橫橋向設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………9</p><p>　　第二章 恒載計(jì)算……………………………………………………………………………9</p

9、><p>　　2.1節(jié)段劃分及截面幾何要素計(jì)算…………………………………………………………9</p><p>　　2.2 一期恒載計(jì)算………………………………………………………………………10</p><p>　　2.3 二期恒載計(jì)算…………………………………………………………………………10</p><p>　　2.4 總恒載效應(yīng)…………………

10、…………………………………………………………11</p><p>　　第三章 活載計(jì)算……………………………………………………………………………14</p><p>　　3.1 汽車荷載………………………………………………………………………………14</p><p>　　3.2 最大、最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的剪力計(jì)算………………………………………………15</p&g

11、t;<p>　　3.3 最大、最小剪力及其對(duì)應(yīng)的彎矩計(jì)算………………………………………………18</p><p>　　第四章 內(nèi)力組合及內(nèi)力包絡(luò)圖…………………………………………………………19</p><p>　　4.1 短期效應(yīng)組合…………………………………………………………………………19</p><p>　　4.2 長(zhǎng)期效應(yīng)組合……………………

12、……………………………………………………19</p><p>　　4.3 基本組合………………………………………………………………………………21</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力筋的計(jì)算與布置………………………………………………………22</p><p>　　5.1 原理與方法…………………………………………………………………………… 22</p>

13、<p>　　5.2 預(yù)應(yīng)力筋的配置……………………………………………………………………24</p><p>　　5.3 鋼束布置………………………………………………………………………………25</p><p>　　第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算…………………………………………………………26</p><p>　　6.1 正截面承載能力驗(yàn)算……………………

14、……………………………………………26</p><p>　　6.2 斜截面承載能力驗(yàn)算…………………………………………………………………27</p><p>　　第七章 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算…………………………………………………………28</p><p>　　7.1 抗裂驗(yàn)算……………………………………………………………………………29</p><

15、;p>　　第八章 墩及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………30</p><p>　　8.1 支座…………………………………………………………………………………30</p><p>　　8.2 墩身設(shè)計(jì)與驗(yàn)算……………………………………………………………………31</p><p>　　8.3 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)……………………………………………

16、……………………………32</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………33</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………………………34</p><p><b>　　第一章 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b&g

17、t;　　1.1跨徑布置</b></p><p><b>　　1.1.1標(biāo)準(zhǔn)跨徑</b></p><p>　　設(shè)計(jì)起訖樁號(hào)為：k784+274.323~k784+424.323，實(shí)際橋長(zhǎng)172m。本聯(lián)設(shè)計(jì)要求采用變截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式，布置時(shí)，通過計(jì)算調(diào)整，最終確定本聯(lián)的跨徑布置如下：</p><p>　　26m+40m×3

18、+26 m =172m</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)跨徑(相鄰墩身軸線距離)布置圖示如圖1-1。</p><p>　　圖1-1 標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置(單位：m)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]第二章第一節(jié)(P69)可知，五跨連續(xù)梁合理的跨徑布置為：邊跨與中跨之比為0.65:1~0.7:1，且對(duì)稱布置。該橋中選擇的邊跨與中跨之比為0.65:1。</p><

19、;p><b>　　1.1.2計(jì)算跨徑</b></p><p>　　上面的跨徑布置為標(biāo)準(zhǔn)跨徑，計(jì)算跨徑還要考慮到兩邊跨伸縮縫及支座尺寸的折減。為了減小伸縮縫的寬度，把固定支座放在4#墩上，讓梁體向兩邊伸縮。本橋的設(shè)計(jì)年平均溫差為±20℃，則可計(jì)算得左右兩邊的伸縮縫寬度至少分別為：4cm，4cm；再考慮到支座尺寸的影響，計(jì)算跨徑布置如下圖1-2：</p><p

20、>　　0.56m+25.4m+40m×3+25.4m+0.56m</p><p>　　圖1-2 計(jì)算跨徑布置(單位：m)</p><p>　　由上圖可知連續(xù)梁兩端分別有0.56m和0.56m的懸臂段，但由于其長(zhǎng)度很小，并且位于支座頂部，對(duì)內(nèi)力影響很小，故在內(nèi)力計(jì)算中忽略不計(jì)。故計(jì)算跨徑為：</p><p>　　25.4m+40m×3+25.

21、4m </p><p><b>　　1.2順橋向設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.2.1縱坡設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了滿足橋梁縱向排水的需要，本設(shè)計(jì)橋梁縱坡取為1.5%。但由于縱坡坡度很小，對(duì)橋梁跨徑和梁高基本沒有影響，故在具體計(jì)算中，計(jì)算模型按平坡設(shè)計(jì)。</p><p>　

22、　1.2.2 梁高設(shè)計(jì)</p><p>　　2#、3#、4#、5# (墩位編號(hào)，見圖1-1)支座處梁高：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]第二章第一節(jié)(P69)，梁高為1/16-1/20L，取L/16，即2.5m。</p><p>　　1#、2#支座處梁高：端部剪力效應(yīng)很大，同時(shí)考慮到前后聯(lián)梁高的銜接，梁高定為1.5m。</p><p>　　跨中梁高：根據(jù)文獻(xiàn)[1]第二章第一節(jié)(P

23、73)，梁高按經(jīng)驗(yàn)為(1/30~1/50)L，取L/40，即1m。</p><p>　　1.2.3 梁底曲線設(shè)計(jì)</p><p>　　梁底曲線采用二次拋物線，本聯(lián)中共有3種拋物線</p><p>　　L1左半跨、L5右半跨(以跨中梁底為原點(diǎn))： y1=-0.00310x2 (1-1) L2、L3、L4、：y2=-0.

24、00375x2 (1-2) </p><p>　　L1右半跨、L5左半跨：y3=-0.00930x2 (1-3)</p><p>　　上面拋物線的計(jì)算考慮了支座處水平段長(zhǎng)度(由于安放支座的

25、需要，支座頂部的梁體 結(jié)構(gòu)底面要有一定的水平寬度，這一寬度一般要大于支座頂板順橋向長(zhǎng)度)的影響。</p><p>　　1#、6#

26、處分別設(shè)置0.56m和0.56m的水平段；其它支座處分別設(shè)置1.20m的水平段。但在計(jì)算中忽略邊支座計(jì)算中心以外的直梁段，即兩邊分別減去了0.56m(左)和0.56m(右)，按計(jì)算跨徑25.4m+40m×3+25.4m建模計(jì)算。</p><p>　　1.2.4 橫隔板設(shè)計(jì)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]第二章第一節(jié)(P94)，在每跨的L/4、L/2、3L/4各設(shè)置20cm厚

27、的橫隔板，支座處的橫隔板厚度與水平段長(zhǎng)度相等，在隔板中要設(shè)置人孔，以方便維修。具體構(gòu)造見圖1-4~圖1-6。</p><p><b>　　1.3橫橋向設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.3.1橋面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　橋面凈寬為14.722 m×2，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]P89，采用分離式雙箱截

28、面，對(duì)稱布置，本設(shè)計(jì)只取單側(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，單箱設(shè)計(jì)寬度為14.722m。</p><p>　　參照新長(zhǎng)鐵路橋設(shè)計(jì)實(shí)例，中間設(shè)置1m寬的中央分隔帶，兩側(cè)分別設(shè)置0.5m寬的防撞護(hù)欄。具體的橋面設(shè)計(jì)如圖1-3：</p><p>　　圖1-3橋面布置圖(單位：cm)</p><p>　　橋面鋪裝采用三層設(shè)計(jì)：上層是10cm的瀝青混凝土鋪裝層，中間層為防水層(厚度忽略不計(jì))，下

29、層是6cm的混凝土找平層。</p><p>　　1.3.2 橫斷面構(gòu)造</p><p>　　橋面橫坡為1%，本設(shè)計(jì)中橫坡是由腹板高度變化形成的。采用這種由頂板傾斜產(chǎn)生橫坡的方法，要比頂板水平而利用橋面鋪裝產(chǎn)生橫坡的方法要好，前者橋面鋪裝等厚，橋面各處力學(xué)性質(zhì)一樣，汽車行駛安全舒適。由上圖可知，橋面板寬度為14.722m，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1](P83)，選用單箱雙室截面。為了避免使用橫向預(yù)應(yīng)力

30、筋，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，懸臂取為2m。為了減小墩身尺寸，兩側(cè)采用斜腹板形式，腹板外側(cè)面位置不變，2#、3#、4#底板寬9.266m，其它位置處的底板寬度可由梁高變化而定，公式如下：</p><p>　　Lx=9.266+(2.5–Hx)×0.728/2×2 (1-4)</p><p>　　式中 Lx—待求的底板寬度；</p&g

31、t;<p>　　Hx—與Lx相應(yīng)的截面高度。</p><p>　　圖1-4 2#、3#、4#、5#頂截面(單位：mm)</p><p>　　圖1-5 1#、6#墩頂截面(單位：mm)</p><p>　　圖1-6 跨中截面(單位：mm)</p><p>　　具體截面構(gòu)造設(shè)計(jì)如圖1-4~圖1-6。</p><p

32、>　　由上圖可知相鄰兩腹板間距在5m左右，同時(shí)考慮到頂板布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需要，由參考文獻(xiàn)[1]表4-2-6可知橋面板厚度統(tǒng)一取0.25m；跨中底板厚度0.25m；支座處梁截面</p><p>　　圖1-7 L1底板(腹板)變化(單位：mm)</p><p>　　圖1-8 L2、L3、L4跨底板(腹板)變化(單位：mm)</p><p>　　圖1-9 L5跨底板

33、(腹板)變化(單位：mm)</p><p>　　腹板和底板為了滿足承壓和構(gòu)造需要分別加厚，中間厚度線形變化變化，具體如圖1-7~圖1-9。人孔構(gòu)造隨梁高而變，最大的150cm×100 cm，最小的150cm×40 cm。為減小應(yīng)力集中腹板和底板相接處設(shè)置45cm×15cm的梗腋，腹板和頂板相接的內(nèi)部設(shè)置15cm×15cm~40cm×10cm的梗腋。懸臂板從內(nèi)側(cè)根部

34、向外側(cè)端部漸變，根部為50cm厚，端部20cm厚，這種截面變化形式基本符合內(nèi)力分布形式，充分有效的利用了材料。</p><p><b>　　第二章 恒載計(jì)算</b></p><p>　　2.1節(jié)段劃分及截面幾何要素計(jì)算</p><p>　　2.1.1節(jié)段劃分原則</p><p>　　為了計(jì)算比較準(zhǔn)確，建立的計(jì)算模型就要

35、更接近設(shè)計(jì)實(shí)體，本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器建模。由于本聯(lián)連續(xù)梁橋是變截面結(jié)構(gòu)，在建模分段時(shí)就不能采用等分的方法。本設(shè)計(jì)依照支點(diǎn)處劃分的比較密集、其它地方相對(duì)支座處劃分稀疏的原則進(jìn)行節(jié)段劃分，同時(shí)考慮到求解計(jì)算截面內(nèi)力效應(yīng)的方便，在計(jì)算截面處要分開。</p><p><b>　　2.2一期恒載計(jì)算</b></p><p>　　2.2.1恒載極度及剛度計(jì)算</p>

36、;<p>　　由于實(shí)際的桿件是變截面的，所以在建模時(shí)，桿件恒載取用線性荷載較符合實(shí)際。每個(gè)桿件要確定兩端截面的荷載極度，公式為：</p><p>　　q=Aγc (2-1)</p><p>　　其中γc=25kN·m2；</p><p>　　表2-4 恒載極度及剛度計(jì)算表&

37、lt;/p><p>　　剛度計(jì)算公式為EI，彈性模量E為3.55×104MPa</p><p>　　2.2.2橫隔板計(jì)算</p><p>　　支座處橫隔板在上面求梁體荷載極度時(shí)已經(jīng)考慮在內(nèi)了，現(xiàn)在只要計(jì)算每跨L/4、L/2、3L/4處的橫隔板，計(jì)算中當(dāng)作集中力加在梁上，計(jì)算結(jié)果如下表</p><p>　　表2-5 橫隔板自重計(jì)算<

38、/p><p>　　由于橫隔板形狀復(fù)雜，手算較繁，采用CAD畫圖做面域，查得上表中的面積值。</p><p><b>　　2.3二期恒載計(jì)算</b></p><p>　　2.3.1二期恒載極度q的計(jì)算</p><p>　　二期恒載主要是橋面鋪裝、中央分隔帶和防撞護(hù)欄,如圖2-3。</p><p>　　圖

39、2-3 鋪裝、中央分隔帶及護(hù)欄構(gòu)造(單位：cm)</p><p><b>　　橋面鋪裝：</b></p><p>　　q1=14.722×0.06×25+13.279×0.1×23=52.624(kN/m)</p><p>　　分隔帶及護(hù)欄通過CAD計(jì)算面積求得：</p><p>

40、　　q2=0.659×25=16.48(kN/m)</p><p>　　q=q1+q2=69.1047(kN/m)</p><p>　　考慮到防水層及其它附屬設(shè)施最后取二期恒載極度q=73kN/m</p><p><b>　　2.4總恒載效應(yīng)</b></p><p>　　2.4.1總恒載效應(yīng)計(jì)算</p&g

41、t;<p>　　在計(jì)算模型上布置所有的恒載，計(jì)算可得總的恒載效應(yīng)，內(nèi)力圖如圖2-4和圖2-5。</p><p>　　圖2-4 總恒載彎矩圖</p><p>　　圖2-5 總恒載剪力圖</p><p><b>　　2.4.2彎矩折減</b></p><p>　　參見參考文獻(xiàn)[2]4.2.4，考慮到支座對(duì)根部負(fù)

42、彎矩的影響，對(duì)中間支座負(fù)彎矩進(jìn)行折減，折減圖示如圖2-6。</p><p>　　圖2-6 中間支座負(fù)彎矩折減圖</p><p><b>　　計(jì)算公式為：</b></p><p>　　Me=M-M' (2-2)</p><p>　　M'=qa2/8

43、 (2-3)</p><p>　　式中 Me—折減后的支點(diǎn)負(fù)彎矩；</p><p>　　M—按理論方法計(jì)算的支點(diǎn)負(fù)彎矩；</p><p><b>　　M'—折減彎矩；</b></p><p>　　q—梁的支點(diǎn)反力R在支點(diǎn)兩側(cè)向上按45度分布于梁截面重心軸

44、的荷載強(qiáng)度，q=R/a；</p><p>　　a—支點(diǎn)反力在支座兩側(cè)向上按45度擴(kuò)散交于重心軸的長(zhǎng)度。</p><p><b>　　第三章 活載計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1汽車荷載</b></p><p><b>　　3.1.1計(jì)算荷載</b></p

45、><p>　　本設(shè)計(jì)采用的計(jì)算荷載為公路—I級(jí)，無人行道，不用考慮人群荷載。</p><p>　　公路—I級(jí)汽車荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qK=10.5kN/m，由于本設(shè)計(jì)中的橋梁跨徑分別為25.4m和40m，故集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK1=262kN, PK2=320kN,計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)集中荷載乘以1.2的系數(shù)。</p><p>　　3.1.2 沖擊系數(shù)</p>&

46、lt;p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]4.3.2中的規(guī)定，沖擊系數(shù)μ按下式計(jì)算：</p><p>　　當(dāng)f<1.5Hz時(shí)， μ=0.05</p><p>　　當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)， μ=0.1767lnf-0.0157 (3-1)</p><p>　　當(dāng)f>14Hz時(shí)，

47、 μ=0.45</p><p>　　式中 f—結(jié)構(gòu)基頻(Hz)。</p><p>　　計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)采用的基頻為f1，算式如下：</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)采用的基頻為f2，算式如下：</p>

48、;<p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中 l—結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑(m)；</p><p>　　E—結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(N/m2)；</p><p>　　Ic—結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩(m4)；</p><p>　　mc—結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)；</p>&l

49、t;p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下：</b></p><p>　　相應(yīng)的沖擊系數(shù)μ=0.1767lnf–0.0157=0.07915</p><p>　　相應(yīng)的沖擊系數(shù)μ=0.1767lnf–0.0157=0.1767</p><p>　　3.2最大、最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的剪力計(jì)算</p><p>　　3.2.1彎矩影響

50、線</p><p>　　由于本橋跨數(shù)多，計(jì)算截面較多，要畫的影響線也很多，本設(shè)計(jì)利用力學(xué)求解器計(jì)算影響線，計(jì)算程序略。下面只給出部分典型影響線圖示，如圖3-1。</p><p>　　L1支點(diǎn)處剪力影響線</p><p>　　3L1/4彎矩影響線</p><p><b>　　L1彎矩影響線</b></p>&

51、lt;p><b>　　L2/2彎矩影響線</b></p><p>　　3L2/4彎矩影響線</p><p><b>　　L2彎矩影響線</b></p><p><b>　　L3/4彎矩影響線</b></p><p><b>　　L3/2彎矩影響線</b&g

52、t;</p><p><b>　　L3彎矩影響線</b></p><p><b>　　L4/2彎矩影響線</b></p><p>　　3L4/4彎矩影響線</p><p><b>　　L5/4彎矩影響線</b></p><p>　　第四章 內(nèi)力組合及內(nèi)

53、力包絡(luò)圖</p><p><b>　　4.1短期效應(yīng)組合</b></p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[3]4.1.7，短期效應(yīng)組合采用作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值，不乘分項(xiàng)系數(shù)，其中活載不計(jì)沖擊。公式如下</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　式中 SGk—恒載標(biāo)準(zhǔn)值；</p>

54、;<p>　　SQ1k—活載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ2k—溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ3k—支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p><b>　　4.2長(zhǎng)期組合</b></p><p>　　參見參考文獻(xiàn)[3]4.1.7，長(zhǎng)期組合的計(jì)算公式如下</p><p>

55、<b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 SGk—恒載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ1k—活載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ2k—溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ3k—支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　組合結(jié)果見表5-3和表5-4。</p>

56、;<p><b>　　4.3基本組合</b></p><p>　　參見文獻(xiàn)[3]4.1.6，基本組合的公式如下：</p><p>　　) (5-3)</p><p>　　式中 SGk—恒載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ1k—活載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ2k—

57、溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　SQ3k—支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　γ0—是結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋梁安全等級(jí)為一級(jí)(參見文獻(xiàn)[3]表1.0.9)，取1.1。</p><p>　　第五章 預(yù)應(yīng)力筋的計(jì)算與布置</p><p><b>　　5.1原理與方法</b></p><p&

58、gt;　　本設(shè)計(jì)按照全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，根據(jù)正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加力為：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　式中 Ms—荷載短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，</p><p>　　W—截面彈性抗力矩，近似采用毛截面性質(zhì)；</p><p>　　ep—為預(yù)

59、應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離，ep=y-ap(當(dāng)計(jì)算正彎矩配筋時(shí)y取yx，計(jì)算負(fù)彎矩配筋時(shí)y取ys)，近似取ap為0.15m。</p><p>　　按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)采用φj15.2的鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積為Ap=139mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860MPa，張拉控制應(yīng)力σcon=0.75×1860=1395MPa(見參考文獻(xiàn)[2]6.1.3)，則所需的預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為：<

60、/p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 —預(yù)應(yīng)力損失，按20%的控制應(yīng)力計(jì)。</p><p>　　注：上表中負(fù)值表示的是在頂部配筋，正值為底板配筋。</p><p><b>　　5.2鋼束布置</b></p><p>　　5.2.1翼緣有效寬度的

61、計(jì)算</p><p>　　無論是預(yù)應(yīng)力鋼筋還是普通鋼筋，只有布置在翼緣有效寬度范圍內(nèi)，才能更好的發(fā)揮作用。下面參照參考文獻(xiàn)[2]4.2.3，計(jì)算本連續(xù)梁橋的有效翼緣寬度。本設(shè)計(jì)中箱梁截面為單箱雙室，翼緣類型如圖5-1。</p><p>　　圖5-1翼緣有效寬度</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表4.2.3中對(duì)箱梁翼緣有效寬度計(jì)算的規(guī)定，邊跨與中跨分開計(jì)算，計(jì)算

62、結(jié)果見表5-3。</p><p>　　5.3.2實(shí)際配束計(jì)算</p><p>　　由于截面配筋較多，考慮到有效翼緣寬度有限，采用9根一束的預(yù)應(yīng)力筋布置方式，每束截面積1.251×10-3mm2。錨具具類型為OVM15-9型，采用φ85的金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑85mm。而且該橋?qū)ΨQ,為了節(jié)省篇幅,只給出3跨的配筋表。具體配筋情況見表6-4。</p><p&

63、gt;　　表5-4 實(shí)際配筋表</p><p>　　滿堂支架施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，大多數(shù)預(yù)應(yīng)力鋼束的穿束、張拉錨固等均需在箱梁內(nèi)作業(yè)，配筋控制截面（鋼束最多的截面）布置鋼束充分考慮這一點(diǎn)，方便施工。</p><p>　　本設(shè)計(jì)在具體的截面配筋時(shí)，在頂板布置3束預(yù)應(yīng)力通長(zhǎng)筋。由于計(jì)算截面較多，下面只給出部分典型橫斷面的鋼束布置圖。下圖中●表示板束，○表示通長(zhǎng)束（頂板處）， 表示肋束。&

64、lt;/p><p><b>　　L1邊支點(diǎn)鋼束布置</b></p><p><b>　　L1/2鋼束布置</b></p><p><b>　　L1鋼束布置</b></p><p><b>　　L2/2鋼束布置</b></p><p>&

65、lt;b>　　L2鋼束布置</b></p><p><b>　　L3/2鋼束布置</b></p><p><b>　　L3鋼束布置</b></p><p><b>　　圖5-2橫斷面配筋</b></p><p>　　第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算</p&

66、gt;<p>　　6.1正截面承載力驗(yàn)算</p><p>　　6.1.1 受壓區(qū)有效分布寬度的確定</p><p>　　通過有效翼緣寬度可以計(jì)算出有效受壓寬度，公式如下</p><p><b>　　(6-1)</b></p><p>　　6.1.2正截面強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算</p><p>

67、;　　由于截面很多，現(xiàn)以L1/2截面為例進(jìn)行驗(yàn)算，其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。</p><p>　　已知底板配筋見圖6-3。</p><p>　　ap =0.125m</p><p>　　h0=h-ap=1-0.125=0.875m b=1.25m</p><p>　　上翼板厚度為20cm，考慮承托影響其平均厚度為：</p>

68、<p>　　h'f=20+(2×0.3/2×2)/13.23=0.245m</p><p><b>　　首先按公式</b></p><p><b>　　（6-2)</b></p><p>　　判斷截面類型。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：</p><p><b>　

69、　KN</b></p><p><b>　　KN</b></p><p>　　因?yàn)?9948.94<79202.4，滿足上式要求，屬于第一類截面，應(yīng)按寬度為的矩形截面計(jì)算其承載力。</p><p>　　由∑x=0的條件，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度：</p><p>　　將x=0.093m帶入下式計(jì)算截面承載能

70、力：</p><p><b>　　(承載力滿足要求)</b></p><p>　　下面按照上面的步驟，利用Excel表格驗(yàn)算其它截抗彎承載力。其它跨主要是跨中和支座截面起控制作用，故只驗(yàn)算這些截面。</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果見表6-3，由結(jié)果可知，所有驗(yàn)算截面均滿足要求。</p><p>　　6.2 斜截面抗剪承載力

71、驗(yàn)算</p><p>　　以距邊支座h/2處為例進(jìn)行驗(yàn)算，截面尺寸見圖1-7，鋼筋采用R335鋼筋，直徑12mm，雙支箍，間距sv=200mm；距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距sv=100mm。其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。</p><p>　　首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上下限復(fù)核：</p><p><b>　　(6-3)</b></p>&

72、lt;p>　　由表5-6線性內(nèi)插取距支座h/2=0.75m處的剪力，可求得：Vd=3912.295kN，預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)取1.25。</p><p>　　驗(yàn)算截面處的腹板總厚b=1.382m，h0=1.4768-0.125=1.3518m。</p><p>　　2207.12kN<=4303.52 kN<7066.996kN</p><p>　　計(jì)算

73、結(jié)果表明，截面尺寸滿足要求，但需要配置抗剪鋼筋。</p><p>　　斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(6-4)</b></p><p>　　為斜截面受壓端正截面出的設(shè)計(jì)剪力，比值應(yīng)按x=h/2+0.6mh重新補(bǔ)插得：</p><p><b>　　其中</b></p&

74、gt;<p>　　=3760.63kN</p><p>　　為混凝土和箍筋共同抗剪承載力：</p><p><b>　　(6-5)</b></p><p>　　式中 —異號(hào)變矩影響系數(shù)，對(duì)連續(xù)梁邊支點(diǎn)取1.0，對(duì)中支點(diǎn)處取0.9；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)取1.25；</p>&

75、lt;p>　　—受壓翼緣影響系數(shù)取1.1；</p><p>　　b—斜截面受壓端正截面處截面腹板總寬度；</p><p>　　p—斜截面縱向受拉鋼筋配筋百分率，，，當(dāng)p>2.5時(shí)，取p=2.5；</p><p><b>　　—箍筋配筋率。</b></p><p>　　則為預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力</p

76、><p><b>　　(6-6)</b></p><p>　　但是該截面沒有彎起鋼筋,所以=0</p><p>　　該截面的抗剪承載力為：</p><p>　　說明抗剪承載力滿足要求。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中計(jì)算截面較多，現(xiàn)以每跨的危險(xiǎn)截面進(jìn)行驗(yàn)算，主要是根部變截面、L/4和3L/4截面。計(jì)

77、算見表6-4。</p><p>　　第七章 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算</p><p><b>　　7.1抗裂驗(yàn)算</b></p><p>　　7.1.1正截面抗裂性驗(yàn)算</p><p>　　正截面抗裂性驗(yàn)算以短期效應(yīng)組合計(jì)算，在短期效應(yīng)組合作用下應(yīng)滿足：</p><p><b>　　(7-

78、1)</b></p><p>　　為在荷載短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的應(yīng)力：</p><p><b>　　(7-2)</b></p><p>　　式中 ,—分別為一期恒載和二期恒載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　,—汽車荷載和人群荷載的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　—構(gòu)件凈

79、截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　—構(gòu)件換算截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　, —凈截面和換算截面重心到受拉邊緣的距離；</p><p>　　為截面下邊緣或上邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力：</p><p><b>　　(7-3)</b></p><p><b&

80、gt;　　(7-4)</b></p><p>　　下面以L1-1/2截面為例進(jìn)行驗(yàn)算，其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，正截面抗裂性滿足要求。</p><p>　　下面根據(jù)上面的計(jì)算公式，編制Excel表格計(jì)算其它控制截面的抗裂性能。計(jì)算結(jié)果見表7-1，由計(jì)算結(jié)果可知，各控制截面均滿足抗裂要求。</p><p

81、>　　第八章 墩及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　8.1支座</b></p><p><b>　　8.1.1支座選擇</b></p><p>　　按照支座反力最大效應(yīng)進(jìn)行組合(參見第五章基本組合)，得到各種情況下最大的支座反力(見表8-1)。本設(shè)計(jì)為單箱雙室截面，每個(gè)腹板至少放一個(gè)支座，取支座數(shù)為3，

82、實(shí)際支座反力要比計(jì)算出的支座反力要大15%,支座配置如表8-2。</p><p><b>　　8.1.2支座布置</b></p><p>　　支座布置首先要滿足梁體自由伸縮的需要，同時(shí)考慮到一端伸縮縫寬度不只至于太寬，最好讓橋向兩邊伸縮，支座平面布置如圖12-1所示。</p><p>　　1# 2# 3#

83、 4# 5# 6#</p><p>　　圖8-1支座平面布置圖(單位：mm)</p><p>　　為固定支座(GD)，為單向支座(DX)，為雙向支座(SX)。</p><p>　　8.2墩身設(shè)計(jì)與驗(yàn)算</p><p>　　8.2.1橫橋向及順橋向尺寸</p><p>

84、;　　墩身設(shè)計(jì)參考新長(zhǎng)鐵路分離式立交橋的設(shè)計(jì)實(shí)例,采用實(shí)心圓形橋墩。墩身直徑取1.6m。墩身頂部設(shè)置墩帽，厚度0.4m，超出墩身邊緣0.1m；橫橋向墩帽最小尺寸按照下公式計(jì)算：</p><p><b>　　(8-1)</b></p><p>　　式中 —邊支座中心距；</p><p>　　—支座底板橫橋向?qū)挾龋?lt;/p><

85、p>　　—墩身邊緣到墩帽邊緣的距離；</p><p>　　—支座墊板之墩身邊緣的最小距離。</p><p>　　求得墩帽及墩身尺寸如表8-3和表8-4。</p><p>　　表8-3 墩帽尺寸表</p><p>　　表8-4墩身高度計(jì)算表</p><p><b>　　8.2.2墩身高度</b>

86、;</p><p>　　參照新長(zhǎng)鐵路分離式立交橋設(shè)計(jì)實(shí)例,該橋不采用承臺(tái),樁和墩直接相聯(lián),樁徑為1.8m。樁與樁之間用一系梁連接,系梁高度為1.5m,厚度為0.4m。墩身高度的計(jì)算見上表8-4。</p><p><b>　　8.2.3墩身驗(yàn)算</b></p><p><b>　　1.豎向承載力驗(yàn)算</b></p>

87、;<p><b>　　2.水平承載力驗(yàn)算</b></p><p>　　參見參考文獻(xiàn)[3]4.3.6，汽車制動(dòng)荷載取加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的10%，制動(dòng)力作用點(diǎn)在橋面以上1.2m,主要由4#墩承擔(dān)。</p><p>　　加載總重力：170.8×24.57×1.4+748.8×1.4=6923.498kN</p>

88、<p>　　制動(dòng)力：6923.498×10%=692.35kN</p><p>　　對(duì)墩底的彎矩：692.35×(15.861+1.2)=11812.18kN.m</p><p>　　邊緣最大應(yīng)力：σ=σ1+11812.18/1000/2.5434=9.52MPa<fcd=24.4MPa</p><p>　　可見承載力完全滿足要求

89、。</p><p><b>　　8.3樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)中的樁基礎(chǔ)為摩擦樁。由于上部結(jié)構(gòu)自重、活載及各種次內(nèi)力、墩身自重及系梁自重都已知，根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及樁徑。參照設(shè)計(jì)實(shí)例本設(shè)計(jì)每墩下設(shè)置2根樁，樁徑取1.8m，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。公式如下：</p><p><b>　　(

90、8-2)</b></p><p>　　[P]—單樁軸向受壓容許承載力(kN)，在局部沖刷線以下，樁身自重的一半作為外力考慮；</p><p>　　U—樁身周長(zhǎng)，按成孔直徑計(jì)算；</p><p>　　l—樁在局部沖刷線以下的有效長(zhǎng)度；</p><p><b>　　A—樁底橫截面積；</b></p>

91、<p>　　—樁壁土的平均極限摩阻力(MPa).</p><p><b>　　(8-3)</b></p><p><b>　　n—土層的層數(shù)；</b></p><p>　　—承臺(tái)底面或沖刷線以下各土層厚度；</p><p>　　—與相對(duì)應(yīng)的各土層與樁壁的計(jì)算摩阻力；</p>

92、<p>　　—樁尖處土的極限承載力(kPa)，本設(shè)計(jì)按砂土層計(jì)算；</p><p><b>　　(8-4)</b></p><p>　　—樁尖處土的容許承載力；</p><p>　　h—樁尖埋置深度，對(duì)有沖刷的基礎(chǔ)沒，埋置深度由一般沖刷線起算；</p><p>　　—地面土容許承載力隨深度的修正系數(shù)；<

93、/p><p>　　—樁尖以上土的容重(kN/m3)；</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉效堯，趙立成，張繼堯．公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—梁橋(下冊(cè))[M]．北京：人民交通出版社，2000</p><p>　　[2] JTG D62—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[S]

94、．北京：人民交通出版社，2004</p><p>　　[3] JTG D60—2004．公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2004</p><p>　　[4] 范立礎(chǔ)，徐光輝．橋梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2001</p><p>　　[5] 江祖銘，王崇禮，黃文機(jī)．公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)—墩臺(tái)與基礎(chǔ)[M]．北京：人民交通出版社，2000&l

95、t;/p><p>　　[6] JTJ 024—85，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，1985</p><p>　　[7] 張樹仁，鄭紹珪，黃僑，鮑衛(wèi)剛．鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M]．北京：人民交通出版社，2004</p><p>　　[8] 陳忠延 等．土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南—橋梁工程分冊(cè)[M]．北京：中國(guó)水利水電出版社

96、，2000</p><p>　　[9] 袁倫一，鮑衛(wèi)剛．《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)條文應(yīng)用算例[M]．北京：人民交通出版社，2005</p><p>　　[10] JTJ 041—2000．公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2000</p><p>　　[11] JTG B01—2003．公路工程技

97、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]．北京：人民交通出版社，2000</p><p>　　[12] 徐岳 等．公路橋涵設(shè)計(jì)叢書—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)[M]．北京：人民交通出版社，2000</p><p>　　[13] 周水興，向中富．橋梁工程[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[14] 馬爾立．公路橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)與施工[M]．北京：人民交通出版社，1999&