MIDAS连续梁计算书(共56页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录第 1 章 设计原始资料 .11.1 设计概况.11.2 技术标准.11.3 主要规范.1第 2 章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 .22.1 尺寸拟定.22.1.1 桥孔分跨 .22.1.2 截面形式 .22.1.3 梁高 .32.1.4 细部尺寸 .42.15 主要材料及材料性能 .62.2 模型建立与分析.72.2.1 计算模型 .8第 3 章 荷载内力计算 .93.1 荷载工况及荷载组合.93.2 作用效应计算.103.2.1 永久作用计算 .103.3 作用效应组合.16第 4 章 预应力钢束的估算与布置 .204.1 力筋估算.204.1

2、.1 计算原理 .204.1.2 预应力钢束的估算 .24精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4.2 预应力钢束的布置（具体布置图见图纸）.27第 5 章 预应力损失及有效应力的计算 .295.1 预应力损失的计算.295.1.1 摩阻损失 .295.1.2. 锚具变形损失 .305.1.3. 混凝土的弹性压缩 .305.1.4.钢束松弛损失 .315.1.5.收缩徐变损失 .315.2 有效预应力的计算.32第 6 章 次内力的计算 .336.1 徐变次内力的计算.336.2 预加力引起的次内力.33第 7 章 内力组合 .357.1 承载能力极限状态下的效应组合.357.2 正常使用

3、极限状态下的效应组合.38第 8 章 主梁截面验算 .418.1 正截面抗弯承载力验算.418.2 持久状况正常使用极限状态应力验算.448.2.1 正截面抗裂验算（法向拉应力） .448.2.2 斜截面抗裂验算（主拉应力） .468.2.3 混凝土最大压应力验算 .498.2.4 预应力钢筋中的拉应力验算 .508.3 挠度的验算.51精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业小结 .53精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 1 章章 设计原始资料设计原始资料1.1 设计概况设计概况 设计某预应力混凝土连续梁桥模型，标准跨径为 35m+50m+35m。施工方式采用满堂支架现浇，采用

4、变截面连续箱梁。 1.2 技术标准技术标准 公路等级：一级公路，双向 2 车道；设计荷载：公路-I 级；桥面宽度：3.52+2.52；安全等级：二级； 1.3 主要规范主要规范 1)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004） ； 2)公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ； 3)公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ； 4)公路桥梁抗震设计细则 （JTG/T B02-01-2008） ； 5)公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007） ；6)城市桥梁设计规范 （CJJ11-2011） ；精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业

5、第第 2 章章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定桥跨总体布置及结构尺寸拟定2.1 尺寸拟定尺寸拟定本设计方案采用三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构，全长 120m。设计主跨为 50m。2.1.1 桥孔分跨桥孔分跨连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的 0.50.8 倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此外，边跨跨长与中跨跨长之比还与施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中

6、跨长度的 0.8 倍是经济合理的。但是若采用悬臂施工法，则不然。本设计跨度，主要根据设计任务书来确定，其跨度组合为：(35+50+35)米。基本符合以上原理要求。2.1.2 截面形式截面形式1） 立截面 从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度布置为宜；在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律，另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。但是，在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是：在支点上不能利

7、用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、线形简洁美观、预制定型、施工方便。一般用于如下情况： 桥梁为中等跨径，以 4060 米为主。采用等截面布置使桥梁构造简单，施工迅速。由于跨径不大，梁的各截面内力差异不大，可采用构造措施予以调精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业节。 等截面布置以等跨布置为宜，由于各种原因需要对个别跨径改变跨长时，也以等截面为宜。 采用有支架施工，逐跨架设施工、移动模架法和顶推法施工的连续梁桥较多采用等截面布置。双层桥梁在无需做大跨径的情况下，选用等截面布置可使结构构造简化。结合以上的叙述，所以本设计中采用满堂支架施

8、工方法，变截面的梁。2）横截面 梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。当横截面的核心距较大时，轴向压力的偏心可以愈大，也就是预应力钢筋合力的力臂愈大，可以充分发挥预应力的作用。箱形截面就是这样的一种截面。此外，箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁尤为有利；同时，因其都具有较大的面积，所以能够有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；箱形截面具有良好的动力特性；再者它收缩变形数值较小，因而也受到了人们的重视。总之，箱形截面是大、中跨预应力连

9、续梁最适宜的横截面形式。常见的箱形截面形式有：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等等。单箱单室截面的优点是受力明确，施工方便，节省材料用量。拿单箱单室和单箱双室比较，两者对截面底板的尺寸影响都不大，对腹板的影响也不致改变对方案的取舍；但是，由框架分析可知：两者对顶板厚度的影响显著不同，双室式顶板的正负弯矩一般比单室式分别减少 70%和 50%。由于双室式腹板总厚度增加，主拉应力和剪应力数值不大，且布束容易，这是单箱双室的优点；但是双室式也存在一些缺点：施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。本设计是一座公路连续箱形梁，采用的横截面形式为单箱单室。精选优质文档-倾情为你

10、奉上专心-专注-专业2.1.3 梁高梁高根据经验确定，预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度与其跨径之比通常在 1/151/25 之间，而跨中梁高与主跨之比一般为 1/401/50 之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，却能显著节省预应力钢束用量。连续梁在支点和跨中的梁估算值：等高度梁： H=（）l，常用 H=（）l151301181201变高度（曲线）梁：支点处：H=（）l，跨中 H=（）l161201301501变高度（直线）梁：支点处：H=（）l，跨中 H=（）l161201221281而此设计采用变高度的直线梁，端支点

11、处梁高为 2.5 米，中支点处梁高为 3.5米，跨中梁高为 2.0 米。2.1.4 细部尺寸细部尺寸1） 顶板与底板 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底板还要承受很大的压应力，一般来讲：变截面的底板厚度也随梁高变化，墩顶处底板为梁高的 1/10-1/12，跨中处底板一般为 200-250mm。底板厚最小应有 120mm。箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。本设计中采用双面配筋，且底板由支点处以抛物线的形式向跨中变化。底板在支点处设计为实心箱型截面,在跨中厚 25cm.顶板厚 30cm。2） 腹板和其它细

12、部结构 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。在预应力梁中，因为弯束对外剪力的抵消作用，所以剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大；同时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求，其设计经验为：a: 腹板内无预应力筋时，采用 200mm。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业b: 腹板内有预应力筋管道时，采用 250300mm。c: 腹板内有锚头时，采用 250300mm。大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处交大的剪力，一般采用 300600mm，甚至可达到 1m 左右。本设计支座处腹板厚取 40cm.，跨中腹板厚取 30cm。

13、 承托 在顶板和腹板接头处须设置承托。承托的形式一般为1：2、1：1、1：3、1：4 等。承托的作用是：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。此外，承托使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。本设计中，根据箱室的外形设置了宽 20mm，长 20mm 的上部梗腋，而下部采用1：1 的承托。3）横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。因此本设计没有加以考虑，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的

14、影响较小，在内力计算中也可不作考虑。跨中截面及中支点截面示意图如下所示：（单位为 cm）图 2-1 端支点截面精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 2-2 中支点截面图 2-3 跨中截面2.15 主要材料及材料性能主要材料及材料性能 1）混凝土表 2-1 混凝土表格强度等级弹性模量(MPa)容重(kN/m3)线膨胀系数f ck(MPa) f tk(MPa) f cd(MPa) f td(MPa)C403250025.000.0000126.802.4018.401.65精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2）普通钢筋表 2-2 普通钢筋表格普通钢筋弹性模量(MPa)容重(kN/m

15、3)f sk(MPa)f sd(MPa)fsd(MPa)R23576.98235195195HRB33576.98335280280HRB40076.98400330330KL40076.984003303303）预应力材料表 2-1 预应力材料表格预应力钢绞线弹性模量(MPa)张拉控制应力(MPa)孔道磨阻系数孔道偏差系数钢绞线松弛系数一端锚固回缩值(m)12-15.213950.3000.000010.30.0060015-15.213950.3000.000010.30.006004）其他材料钢板：锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢；预应力管道：采用波纹管成型；支座：采用 GPXZ 系

16、列盆式橡胶支座；伸缩缝：采用 D60 型伸缩装置；2.2 模型建立与分析模型建立与分析满堂支架施工的预应力混凝土连续梁桥，采用有限元计算可按两阶段建模，第一阶段建模是为了估算预应力钢束数量；根据钢束估算量，配置预应力钢束，并考虑施工过程与结构体系及截面特性的匹配关系，形成第二阶段模型，然后进行相应的计算和验算。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2.2.1 计算模型计算模型 图 2-4 结构简图(1)节点数量：137 ；(2)单元数量：120 ；(3)边界条件数量：8 ；(4)施工阶段数量：3 ，施工阶段步骤如下： 施工阶段1 ：满堂支架施工，持续时间12天； 施工阶段2 ：张拉预应力钢

17、束，持续时间12天； 施工阶段3 ：拆除满堂支架，持续时间12天；精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 3 章章 荷载内力计算荷载内力计算3.1 荷载工况及荷载组合荷载工况及荷载组合 1）恒载一期恒载为梁部自重。混凝土容重取 25KN/m3，箱梁按实际断面计取重量。二期恒载为桥面铺装集度与防撞护栏集度之和，其中桥面铺装层宽15m，厚 8cm；护栏按每 10m 长度 3.01m3混凝土计，混凝土重度为 25KN/m3，混凝土重度为 25KN/m3。荷载集度为:桥面铺装集度+防撞栏集度 0.08 15 250.301 2 2545.05KN/ m 2）汽车荷载 汽车荷载采用公路I级荷载，

18、考虑多车道加载时的横向折减系数为：按规范规定2车道为1.00，并考虑汽车荷载偏载增大系数1.25（未计入冲击系数） 。计算影响线如下所示（考虑篇幅，只列出部分影响线）：图 3-1 边跨 L13/4 截面弯矩影响线图 3-2 边跨 L13/4 截面弯矩影响线精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-3 中孔 L/2 截面弯矩影响线图 3-4 中孔 L/2 截面剪力影响线 3）温度作用体系整体升温25；体系整体降温 25；4)荷载组合荷载组合一： 恒载汽车活载；荷载组合二： 恒载汽车活载整体升温；3.2 作用效应计算作用效应计算3.2.1 永久作用计算永久作用计算1）结构重力作用效应计算一

19、期结构重力内力计算由一期结构重力产生的内力变化如图所示，内力值如下表所示。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 3-1 一期结构重力内力节点号荷载位置剪力-Z()kN弯矩()kNm2左自重207.1833-103.5922右自重 A-2230.23-103.5926自重L1/8-1401.487159.810自重L1/4-365.53311577.3315自重3L1/8676.116710808.1819自重L1/21749.34762.50823自重5L1/82882.483-6791.228自重3L1/44107.033-24237.832自重7L1/85457.742-48132

20、.136左自重6960.217-7918136右自重B-7325.75-7918143自重L/8-5265.69-35198.849自重L/4-3248.1-1308.1555自重3L/8-1680.0215867.3361自重L/2022543.43图 3-5 一期结构重力弯矩分布图 3-6 一期结构重力剪力分布一、二期结构重力内力计算由一、二期结构重力产生的内力变化如图所示，内力值如表所示：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 3-2 一、二期结构重力内力节点号荷载位置剪力()kN弯矩()kNm2左自重+二横319.8083-159.9082右自重+二横A-3427.88-159.

21、9086自重+二横L1/8-2148.6310993.0810自重+二横L1/4-549.55817738.5415自重+二横3L1/81055.216481.6919自重+二横L1/22691.2587132.70823自重+二横5L1/84386.783-10539.928自重+二横3L1/46172.683-3692132自重+二横7L1/88083.508-72565.336左自重+二横10154.88-36右自重+二横B-10704.4-43自重+二横L/8-7851.69-53306.149自重+二横L/4-4936.47-2296.5555自重+二横3L/8-2580.89239

22、45.2261自重+二横L/2034225.32图 3-7 一、二期结构重力弯矩分布图 3-8 一、二期结构重力剪力分布2）可变作用效应计算可变作用效应考虑汽车荷载和系统温度作用在桥梁使用阶段所产生的内力。汽车荷载效应精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业汽车荷载内力和内力包络图如下所示：表 3-3 汽车荷载内力节点号荷载截面位置max()MkNmmin()MkNmmax()QkNmin()QkN2左汽车荷载0-8728.34988.25835.03332右汽车荷载A0-8728.34366.9667-4022.286汽车荷载L1/84247.083-1453.5373.5667-3225

23、.310汽车荷载L1/47796.3921278.717501.525-1677.6915汽车荷载3L1/89528.953230.3699.7333-830.38319汽车荷载L1/29679.842-477.967897.9333591.483323汽车荷载5L1/88498.217-9701.651092.1252501.828汽车荷载3L1/46182.675-20587.51281.9923537.15832汽车荷载7L1/83593.742-23221.31469.308874.4536左汽车荷载2898.392-544011661.5588239.24236右汽车荷载B2898.

24、392-54401176.225-11219.743汽车荷载L/83387.008-21744.6182.3167-6680.8949汽车荷载L/46134.5-14707.2288.5167-5621.7855汽车荷载3L/88743.275-1343.76456.1833-4481.9161汽车荷载L/210034.384077.217700.7333-981.242图 3-9 汽车荷载弯矩包络图图 3-10 汽车荷载剪力包络图系统温度效应计算系统整体升降温引起的次内力计算结果如下图表所示：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 3-4 整体升温作用引起的次内力节点号荷载位置剪力-Z

25、(kN)弯矩-Y(kN*m)2左整体升温002右整体升温 A0.06整体升温L1/80.-3.2583310整体升温L1/40.-7.3333315整体升温3L1/80.-11.419整体升温L1/20.-15.47523整体升温5L1/80.-19.5528整体升温3L1/40.-23.62532整体升温7L1/80.-27.691736左整体升温0.-31.766736右整体升温B0-31.766743整体升温L/80-31.766749整体升温L/40.00-31.766755整体升温3L/80.00-31.766761整体升温L/20.00-31.7667图 3-11 整体升温作用引起

26、的弯矩分布图 3-12 整体升温作用引起的剪力分布精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 3-5 整体降温作用引起的次内力节点号荷载位置剪力-Z(kN)弯矩-Y(kN*m)2左整体降温002右整体降温A-0.8166706整体降温L1/8-0.816673.10整体降温L1/4-0.816677.15整体降温3L1/8-0.8166711.419整体降温L1/2-0.8166715.47523整体降温5L1/8-0.8166719.5528整体降温3L1/4-0.8166723.62532整体降温7L1/8-0.8166727.6916736左整体降温-0.8166731.7666736

27、右整体降温B031.7666743整体降温L/8031.7666749整体降温L/4031.7666755整体降温3L/8031.7666761整体降温L/2031.76667图 3-13 整体降温作用引起的弯矩分布图 3-14 整体降温作用引起的剪力分布精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.3 作用效应组合作用效应组合基于主梁毛截面特性的各项作用效应计算结果，按公路桥涵设计通用规范第 4.1.6 和 4.1.7 条的规定，进行持久状况承载能力极限状态和持久状况正常使用极限状态作用效应组合，该作用效应组合作为设计过程的第一次组合，主要用于预应力钢筋的截面设计与计算。（1）组合方式：1）

28、持久状况承载能力极限状态组合：2）持久状况正常能力极限状态组合：a作用短期效应组合：b作用长期效应组合：（2）组合结果：1）持久状况承载能力极限状态组合：持久状况承载能力极限状态作用效应组合如表图所示：图 3-15 持久状况承载能力极限状态作用效应组合弯矩包络图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-16 持久状况承载能力极限状态作用效应组合剪力包络图表 3-6 持久状况承载能力极限状态作用效应组合内力节点号截面位置2左-191.892-1333.91767.325383.7752右A-191.892-1333.9-3599.69-6049.376L1/819137.6211263.

29、21-2055.35-4202.4810L1/432201.1917067.6742.66667-1926.64153L1/833118.5613224.922245.867312.466719L1/222111.03-328.44486.6252540.417235L1/8-750.408-23870.16793.1084791.825283L1/4-35649.5-57877.79202.0087109.7327L1/8-82047.1-11757.249543.2536左-14512.0412069.3436右B-12598.6-15273.943L/8-59225.5-75326.2-

30、9166.78-11517.349L/45832.442-9053.03-5519.83-7637.32553L/840974.8424049.51-2458.43-4466.4961L/255118.5237410.33981.0333-981.0332）持久状况正常能力极限状态组合：a作用短期效应组合：图 3-17 持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合弯矩包络图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-18 持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合剪力包络图表 3-7 持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合内力节点号截面位置2左-159.908-730.9171011.592

31、319.80832右 A-159.908-730.917-3170.99-4395.836L1/813966.0410028.84-1887.13-2960.6810L1/423196.0115629.25-198.492-1183.14153L1/823151.9613205.141545.017578.308319L1/213908.62688.8833319.8172346.717235L1/8-4591.18-161515151.2674150.625283L1/4-32593.1-43707.37070.0836023.925327L1/8-70049.7-81061.99112.0

32、258005.03336左-11317.9710096.6336右B-10581.1-11918.743L/8-50935.2-58985.5-7724.07-8899.3449L/41997.6-5445.13-4734.5-5793.24553L/830065.5121602.84-2261.57-3265.661L/241249.3932395.29490.5167-490.517b作用长期效应组合：图 3-19 持久状况正常使用极限状态长期作用效应组合弯矩包络图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-20 持久状况正常使用极限状态长期作用效应组合剪力包络图表 3-8 持久状况

33、正常使用极限状态长期作用效应组合内力节点号截面位置2左-159.9081887.586715.116769.298332右 A-159.9081887.586-3281.08-3189.156L1/812691.9210464.89-1999.19-1993.0910L1/420857.0915245.63-348.949-679.834153L1/820293.2812236.051335.097827.423319L1/211004.652832.2733050.4372169.272235L1/8-7140.64-13240.54823.6293400.085283L1/4-34447.

34、9-375316685.4864962.778327L1/8-71127.8-74095.68671.2337742.69836左-10819.57624.85336右B-10633.9-8552.8343L/8-51951.3-52462.2-7778.76-6895.0849L/4157.25-1032.98-4821.06-4106.71553L/827442.5322005.97-2398.43-1921.0361L/238239.0831172.13280.2967-196.144精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 4 章章 预应力钢束的估算与布置预应力钢束的估算与布置4

35、.1 力筋估算力筋估算4.1.1 计算原理计算原理根据预规 （JTG D62-2004）规定，预应力梁应满足弹性阶段（即使用阶段）的应力要求和塑性阶段（即承载能力极限状态）的正截面强度要求。一、 按承载能力极限计算时满足正截面强度要求： 预应力梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。1）对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算：如图：， （4-1） 0NpdpcdfnAbxfN ， （4-2） PMM)2/(0 xhbxfMcdP解上两式得：受压区高度 （4-3）bfMhhx

36、cdP2200预应力筋数 （4-4）)2/(0 xhfAMnpdpP或 （4-5）bfMhhfAbfncdppdPcd2200h0 xNdfcd精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业式中 截面上组合力矩。PM混凝土抗压设计强度；cdf预应力筋抗拉设计强度；pdf单根预应力筋束截面积； pA b截面宽度2）若截面承受双向弯矩时，需配双筋的，可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时（受拉区和受压区都有预应力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允许的。二、 使用荷载下的应力要求：规范（JTJ D62-2004）规定，截面上的预压应力应大于

37、荷载引起的拉应力，预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力（为） ，或ckf5 . 0为在任意阶段，全截面承压，截面上不出现拉应力，同时截面上最大压应力小于允许压应力。写成计算式为：对于截面上缘 （4-6）0min上上WMp （4-7）ckpfWM5 . 0max上上对于截面下缘 （4-8）0max下下WMp （4-9）ckpfWM5 . 0min下下e上Np下下Np上上e下Y上Y下MminnMmax+-Np下下Np上上Mmax合合成成+-Mmin合合成成精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业其中，由预应力产生的应力，pW截面抗弯模量，混凝土轴心抗压标准强度。ckf、项的符号

38、当为正弯矩时取正值，当为负弯矩时取负值，且按代maxMminM数值取大小。 一般情况下，由于梁截面较高，受压区面积较大，上缘和下缘的压应力不是控制因素，为简便计，可只考虑上缘和下缘的拉应力的这个限制条件(求得预应力筋束数的最小值)。公式（4-6）变为 （4-10）上上WMpmin公式（4-8）变为 （4-11）下下WMpmax 由预应力钢束产生的截面上缘应力和截面下缘应力分为三种情况上p下p讨论：截面上下缘均配有力筋和以抵抗正负弯矩，由力筋和在pN上pN下pN上pN下截面上下缘产生的压应力分别为： （4-12） 上上下下下上上上上pppppWeNANWeNAN （4-13） 下下下下下下上上上

39、pppppWeNANWeNAN解联立方程后得到 （4-14） )()()(min下上下上下上下下上eeKKeKMKeMNmazp （4-15） )()()(min下上下上上上下下下eeKKeKMKeMNmazp令 peppAnN上上peppAnN下下代入式上式中得到精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 （4-16） pepAeeKKeKMKeMn1)()()(minmax下上下上下上下下上 （4-17） pepAeeKKeKMeKMn1)()()(minmax下上下上上上上下下式中 Ap每束预应力筋的面积；预应力筋的永存应力(可取 0.50.75估算)；pepdfe预应力力筋重心离开截面

40、重心的距离；K截面的核心距；A混凝土截面面积，取有效截面计算。 AWK上下 AWK下上 当截面只在下缘布置力筋 Np 下下以抵抗正弯矩时 当由上缘不出现拉应力控制时： （4-18）pepAKeMn1min下下下 当由下缘不出现拉应力控制时： （4-19）pepAKeMn1max上下下当截面中只在上缘布置力筋 N上 以抵抗负弯矩时： 当由上缘不出现拉应力控制时 （4-20）pepAKeMn1min下上上 当由下缘不出现拉应力控制时 （4-21）pepAKeMn1max下上上当按上缘和下缘的压应力的限制条件计算时(求得预应力筋束数的最大值)。可由前面的式推导得： （4-22）pepcdAfeeKK

41、eWWeKMKeMn)()()()(minmax下上下上下下上下下上下上 （4-23）pepcdAfeeKKeWWeKMeKMn)()()()(maxmin下上下上上下上下上上下下有时需调整束数，当截面承受负弯矩时，如果截面下部多配根束，则上下n部束也要相应增配根，才能使上缘不出现拉应力，同理，当截面承受正弯矩上n精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业时，如果截面上部多配根束，则下部束也要相应增配根。其关系为：上n下n当承受时， minM下上下下下上nekKen 当承受时， maxM上下上上上下nekKen 4.1.2 预应力钢束的估算预应力钢束的估算对于连续梁体系，或凡是预应力混凝土超静

42、定结构，在初步计算预应力筋数量时，必须计及各项次内力的影响。然而，一些次内力项的计算恰与预应力筋的数量和布置有关。因此，在初步计算预应力时，只能以预估值来考虑，本设计用 midas 输出组合弯矩值来进行设计，此项估算是非常粗略的。具体计算如下：采用 C50 混凝土，抗压强度标准值，采用型预应力钢ckaf32.4MPs15.2绞线， ，在预应力钢筋估算时，永存应力取pkaf1860MP2plA140mmpepk0.5 f1）中支点截面ubH3.5m, y1.6383, y1.86177768.216383. 16770.35Iwxuuy1637.198617. 16770.35Iwxbby，2A

43、9.59m核心距 2708. 259. 97768.21wkuuA 9983. 159. 91637.19wkbbA 5633. 12/uuuHyeminM66628.5 KN m精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 7992. 12/bbbHyemaxM51355 KN m配筋部位判别： max()51355 (1.7992 1.9983)10224.8bbMeKkN m =-66628.5(2.2708+1.7992)=-.9min()buMeKkNm，故此截面只需在上缘布置预应力钢筋。maxbbminubMe KMK e（）按截面上缘应力控制：=143(向上取整)pepAKeMn1

44、min下上上=186（向下取整）pepAKeMn1max下上上2） 跨中截面（60 截面）H=2m, =0.7473, =1.2527uyby8749.127473. 06214. 9Iwxuuy 6805. 72527. 16214. 9IwxbbyA=6.5499m2核心距 9657. 15499. 68749.12wkuuA 1726. 15499. 66805. 7wkbbA 6723. 02/uuuHyeminM15431.4 kN m 1902. 12/bbbHyemaxM25602.9kN m判别maxbbM (e -k )25602.9 (1.1902-1.1726)450.6

45、kN m minub M (k -e )15431.4 (1.9567 1.1726)48428kN m满足只在下缘部精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3 .62930140)9657. 11902. 1 (9 .25602)(maxpeplubbAkeMn340930140)9657. 11902. 1 (4 .154311068. 74 .325 . 0)(5 . 06minpeplubbcrbAkeMWfn3）20 号截面uby1.0033, y1.49675366.160033. 15912.16Iwxuuy 0852.114967. 15912.16IwxbbyA=7.55m

46、2核心距 1903. 255. 75366.16wkuuA 4682. 155. 70852.11wkbbA 9283. 02/uuuHyeminM1591.3 kNm 4342. 12/bbbHyemaxM15227.5kNm判别 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 kNm错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。)=2008.2 kNm不满足只在上缘布置钢筋。 -517.7)k-(e Mbbmax 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。不满足只在下缘布置钢筋，故需在上下缘均布置钢筋。=4.6 pepAeeKKeKMKeMn1)()()(minmax下上下上下上下下上=30.6pepA

47、eeKKeKMeKMn1)()()(minmax下上下上上上上下下精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 =570.3pepcdAfeeKKeWWeKMKeMn)()()()(minmax下上下上下下上下下上下上=183pepcdAfeeKKeWWeKMeKMn)()()()(maxmin下上下上上下上下上上下下纵向钢束采用 1860MPa 钢绞线，布置方式见下表：表 4-1 钢束布置情况钢束布置位置顶板钢束中跨底板钢束边跨底板钢束采用钢束型号12-15.215-15.215-15.2根数（束）47188张拉控制应力（MPa）1395139513954.2 预应力钢束的布置预应力钢束的布置

48、（具体布置图见图纸）（具体布置图见图纸）连续梁预应力钢束的配置不仅要满足桥规(TB10002.399)构造要求，还应考虑以下原则：1）应选择适当的预应力束的型式与锚具型式，对不同跨径的梁桥结构，要选用预加力大小恰当的预应力束，以达到合理的布置型式。2）应力束的布置要考虑施工的方便，也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束，而导致在结构中布置过多的锚具。3）预应力束的布置，既要符合结构受力的要求，又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。4）预应力束的布置，应考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。5）预应力束应避免合用多次反向曲

49、率的连续束，因为这会引起很大的摩阻损失，降低预应力束的效益。6）预应力束的布置，不但要考虑结构在使用阶段的弹性力状态的需要，而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。7）预应力筋应尽量对称布置8）应留有一定数量的备用管道，一般占总数的 1%。9） 锚距的最小间距的要求。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 4-2 常用锚具尺寸寸锚具型号锚垫板寸 mm波纹管径外/内 mm螺旋筋圈径 mm圈数千斤顶型号锚具最小布置间距 mmOVM15-518062/551704Ycw100200OVM15-720077/702406Ycw150230OVM15-923087/802706Ycw250260VM

50、15-1227097/903307Ycw250290OVM15-19320107/1004008Ycw400420OVM15-27370127/1204708Ycw650490YM15-516567/601705YDC1500210YM15-719077/701905YDC1500230YM15-921587/802106YDC2000270YM15-1225092/852506YDC2500320YM15-15290102/953206YDC3200370YM15-17300107/1003407YDC4200400YM15-19300107/1003507YDC4200420YM15-24

51、320117/1104007YDC5200460精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 5 5 章章 预应力损失及有效应力的计算预应力损失及有效应力的计算根据桥规 （JTG D62-2004）第 6.2.1 条规定，预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中，应考虑由下列因素引起的预应力损失：预应力钢筋与管道壁之间的摩擦 l4锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 l2预应力钢筋与台座之间的温差 l3混凝土的弹性压缩 l4预应力钢筋的应力松弛 l5混凝土的收缩和徐变 l6说明：从计算概念上，每根预应力束在每个截面的预应力损失都不一样，但是由于本设计是毕业设计教学环节，时间有限，所以进行一定的简化，

52、假定预应力束在每个截面的损失相等。5.1 预应力损失的计算预应力损失的计算预应力损失包括： 摩阻损失、锚具变形及钢筋回缩、混凝土的弹性压缩、预应力筋的应力松弛、混凝土的收缩与徐变等 5 项。5.1.1 摩阻损失摩阻损失预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失可按下式计算： (5-1)1 )(1kxconle式中 con张拉钢筋时锚下的控制应力（=0.75）,pkf预应力钢筋与管道壁的摩擦系数，对金属波纹管，取 0.2从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和，以 rad 计，k管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取 0.0015x从张拉端至计算截面的管道长度,以米计。精选优质文档-倾情为你奉上专

53、心-专注-专业5.1.2. 锚具变形损失锚具变形损失由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失，可按下式计算： (5-2)PlEll2式中 l锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值；统一取 6mm.L预应力钢筋的有效长度；EP预应力钢筋的弹性模量。取 195GPa。5.1.3. 混凝土的弹性压缩混凝土的弹性压缩后张预应力砼构件的预应力钢筋采用分批张拉时，先张拉的钢筋由于张拉后批钢筋所产生的砼弹性压缩引起的应力损失，可按下式计算 （5-3）pcEPl4式中在先张拉钢筋重心处，由后张拉各批钢筋而产生的混凝土法向pc应力；预应力钢筋与混凝土弹性模量比。EP若逐一计算的值则甚为繁琐，可采用下列近似计算公式p

54、c （5-4）PCEPlNN214式中 N计算截面的分批张拉的钢束批数.钢束重心处混凝土法向应力： nnnnnpnPPCyIMyIeNAN1式中 为自重弯矩。1M注意此时计算 Np时应考虑摩阻损失、锚具变形及钢筋回缩的影响。1l2l预应力损失产生时，预应力孔道还没压浆，截面特性取静截面特性（即扣除孔道部他的影响） 。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业5.1.4.钢束松弛损失钢束松弛损失钢束松弛（徐变）引起的应力损失（）5l此项应力损失可根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004 表 6.2.6 条的规定，按下列公式计算。对于钢丝、钢绞线，本设计中采用 （5-5）

55、50.52pelpkf（ 0.26）pe式中：张拉系数，一次张拉时，=1.0；超张拉时，=0.9； 钢筋松弛系数，I 级松弛（普通松弛） ，=1.0；II 级松弛（低松弛） ，=0.3；传力锚固时的钢筋应力，对后张法构件 =-；对pepecon1l2l4l先张法构件，=-。pecon2l5.1.5.收缩徐变损失收缩徐变损失由混凝土收缩和徐变引起的预应力钢筋应力损失6l （5-6）pspcEPcsplttttEt151),),( 9 . 0)(006（ （5-7）pspcEPcsplttttEt006151),),( 9 . 0)(（ （5-8）AAAspAAAsp （5-9）221ieps22

56、 ,1ieps式中：、构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、)(6tl)(6tl徐变引起的预应力损失；、构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由预习应力产生的pcpc精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业混凝土法向应力； 截面回转半径，后张法采用净截面特性iAIi/2、构件受拉区、受压区纵向普通钢筋截面重心至构件截面重心的距2 pse2pse离；预应力钢筋传力锚固龄期为，计算考虑的龄期为 t 时的混凝土),(0ttcs0t收缩、徐变，其终极值可按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004 中表 6.2.7 取用；加载龄期为，计算考虑的龄期为 t 时的徐变系数，

57、可按公路),0tt（0t钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004 中表 6.2.7 取用.5.2 有效预应力的计算有效预应力的计算 预应力损失的最后结果应列表给出各个截面的各项预应力损失、张拉锚固阶段和使用阶段的有效预应力以及使用阶段扣除全部损失的有效预应力值。（使用阶段扣除全部损失的有效预应力值）12456()peconlllll表 5-1 张拉锚固全部预应力钢束后钢束的预应力损失和有效预应力（单位：MPa）节点号边支座l1l2l4l5l6P12A-4.58-124.260.4852-7.8762-16.44741070.48436L1/8-18.49-97.340.747

58、4-14.4937-18.35531167.544910L1/4-30.12-72.331.1791-17.1895-22.07571202.7886153L1/8-44.91-46.861.1685-16.6564-23.65771195.745619L1/2-55.93-21.972.2622-14.5365-34.46741167.4668235L1/8-68.4501.5677-16.4428-28.72451192.6141283L1/4-75.6101.5971-13.7393-29.03741153.6068327L1/8-90.6601.8195-14.3703-28.5211

59、158.319936B-103.5701.7158-12.4355-28.01581107.906443L/8-121.5501.7016-16.6552-28.2171163.20949L/4-137.2101.4666-16.5274-27.91551156.2471553L/8-156.6802.6257-12.4815-35.20231104.343861L/2-173.6803.867-12.253-36.43591130.723精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 6 章章 次内力的计算次内力的计算6.1 徐变次内力的计算徐变次内力的计算静定结构由混凝土的徐变不会产生徐变

60、次内力。对于超静定结构，由于冗力的存在，混凝土徐变受到多余约束的制约，从而引起徐变次内力，徐变次内力的存在使结构的内力重分布，重分布后的内力可按规范方法进行计算（第 3.2.11 条） 。实际上，徐变次内力是由于体系转换（即从静定结构到超静定结构）而产生的，因此在施工时应尽量避免反复的体系转换次数。本设计为满堂支架施工，没有体系转换，故不考虑徐变次内力。6.2 预加力引起的预加力引起的次内力次内力预加力所引起的二次力矩仅考虑超静定钢束。静定结构该项为零，超定结构该项不为零。采用等效荷载法计算，将超静定钢束的预应力用等效荷载代替，然后用BSAS 计算。表 6-1 永存预加力在使用阶段引起的次内力