连续刚构桥毕业设计

1、目录第一部分一、 基本资料二、 初步方案拟定及方案比选三、 结构设计第二部分一、 结构计算二、 配筋计算及预应力束的布置三、 预应力损失计算四、 结构验算五、 桥面板计算第三部分一、 概述二、 施工方法选择三、 施工组织设计总结第一部分一、 基本资料（一） 技术标准：1、 桥面宽度：0.25m（栏杆）+1.0m（人行道）+9.0m（行车道）+1.0m（人行道）+0.25m（栏杆），桥面总宽11.5m。2、 设计荷载：公路II级，人群3.0KN/m2。3、 桥面纵坡：双向纵坡0.5%。4、 桥面标高：受引道标高控制，主跨中顶点标高1391.50m。（二） 水文分析及自然概况1、 地质情况：桥位处

2、呈V形深谷，河水对河道冲切较深，河岸表层覆盖腐植土12m，下卧亚粘土层厚23m，其下为基岩强风化层，承载力一般大于0.5MPa。2、 水文状况：常水位：1325.30m，测时水位：1315.7m，无通航要求。3、 当地气温：月平均最低气温：-2摄氏度，月平均最高气温：35摄氏度。（三） 设计规范1、公路桥涵设计通用规范2、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范3、公路桥涵钢结构设计及木结构设计规范4、公路砖石及混凝土桥涵设计规范5、公路桥涵地基与基础设计规范桥位处地面线高程（单位：m）表 1-1里程桩号地面标高K2+9601383.00969.11383.83979.01382.35 985

3、.91380.47K3+0001377.4711.11369.5623.9134936634.21327.0049.91315.1065.71315.1067.21312.8967.21312.5776.91319.8885.91324.3891.81328.7096.71333.23103.91339.78109.31343.45111.71345.43121.71350.47130.01361.94140.11380.97143.31383.95148.11385.96154.01386.71168.01387.33二、 初步方案拟定及方案比选 初选方案：根据桥址地形、地质、水文条件和技术

4、标准的要求，拟制出不同体系、不同材料且各具特色并可能实现的若干个桥型方案图式。共提出了6种桥型图式，归纳起来桥型有归纳起来桥型有上承式钢筋混凝土拱桥、中承式钢筋混凝土拱桥、下承式系杆拱桥、预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土斜腿刚构桥、连续刚构。 比选方案:从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑后，选出以下三个图式来编制桥型方案比较。第一种方案：预应力混凝土连续刚构（1）桥孔布置本方案为三跨连续刚构桥，全长161米，主跨为70米，两边跨为40米，全桥跨径为40+70+40米。（2）上部结构 本方案主梁采用单箱单室截面，主梁在支座处梁高为4米，跨中处为2米。全梁

5、顶板等厚，为0.5米，悬出部分长度相同，为2.75米，悬挑根部取0.6米厚。腹板等厚为0.5米，底板为不等厚，由跨中向支座处连续变化，逐渐变厚，从0.3米渐增加到0.5米。（3）下部结构本方案下部采用两个薄壁柔性墩。墩总宽为8米其中单墩一侧厚1.5米侧间距3米（纵桥向），薄壁墩壁厚为1.5米，横桥向墩宽为10米。基础采用桩基础，埋深10米。（4）方案大样图1-1 连续刚构桥方案图（5）施工方案本桥基础采用明挖扩大基础，墩身采用翻模或滑模施工，箱梁当0号块形成后，采用挂篮悬臂现浇施工，跨中合拢。合拢顺序为先边跨合拢后中跨合拢。（6）主要工程数量表表1-2项目材料主桥主梁桥墩基础合计C50砼（m3

6、）14601460C40砼（m3）858.7341.31200I级钢筋（t）277.401277.401II级钢筋（t）154.56612.414167.98钢绞线（t）112.125112.125粗钢筋（t）14.614.6第二种方案：斜腿刚结构（1）桥孔布置本方案为预应力混凝土斜腿刚架桥，全长175米，主跨为85米，两边跨为40米，全桥跨径为40+85+40米。（2）上部结构 本方案主梁采用单箱单室截面，主梁在支座处梁高为5米，跨中处为2米。全梁顶板等厚，为0.2米，悬出部分长度相同，为2.90米，腹板等厚为0.3米，底板为不等厚，由跨中向支座处连续变化，逐渐变厚，从0.3米渐增加到0.5

7、米。（3）下部结构本方案下部斜柱也是箱形截面，斜柱也主梁相交节点没有两块斜隔板，它们与主梁的底板组成三角形的桁式节点，斜隔板中都有预应力钢筋，其中一部分预应力钢筋是由斜柱延伸而来的，一部分是另外加设的短钢筋。（4）方案大样图1-2 斜腿刚架桥方案图（5）施工方案本桥的主梁采用双悬臂平衡法施工。首先在临时支架上分阶段浇筑斜支柱混凝土，然后再浇筑柱顶的一段主梁，最后在该段主梁上安装挂篮，分段悬臂浇筑主梁混凝土，待合拢后拆除临时支架。（6）主要工程数量表表1-3项目材料主桥主梁桥墩基础合计C50砼（m3）C40砼（m3）I级钢筋（t）II级钢筋（t）钢绞线（t）粗钢筋（t）第三种方案：上承式悬链线箱

8、板拱桥（1） 桥孔布置本方案为上承式悬链线箱板拱桥，全长为161.5米，主跨为100米，全桥跨径为18+100+18米。（2） 上部结构主桥采用多条闭合箱肋组成的多室箱形截面的箱板拱，拱上建筑用立柱，间距12.5米，上架设0.75米高的简支空心板；拱肋高2.5米；单肋箱顶板取0.2米，外侧腹板0.1米，内侧腹板取0.2米；边跨同时采用18米简支空心板。（3）下部构造基础采用明挖扩大基础，桥墩为直径1.2米的圆形墩；拱座采用齿形拱座，用15号素混凝土浇筑。（4）方案大样图1-3 拱桥方案图（5）施工方案本桥基础采用明挖扩大基础；拱上立柱和墩身采用翻模或滑模施工；主拱圈采用悬索吊装施工，跨中合拢；

9、桥面简支空心板采用工厂预制，现场吊装。（6）主要工程数量表表1-4 材料结构50号混凝土（m3）40号混凝土（m3）钢筋（t）钢筋（t）上部结构628.674.450.293下部结构拱圈231.0611.55319.640桥墩111.917.957盖梁178.92116.298基础1705总计859.731995.8315.953194.188（3） 推荐方案：经过对以上三个比选方案的技术,经济比较，推荐第二方案连续刚构作为推荐桥型方案。其优点如下:（1）、连续刚构桥线型流畅，造型简洁美观，行车舒适性较好，养护工程量小。（2）、连续刚构受力明确，支点负弯矩对跨中有减载作用，故比其他桥型承载能力

10、大。（3）、连续刚构不需要支座，较连续梁经济，节约经费。（4）、连续刚构施工过程中不需要体系转换，施工方便。（5）、近几年建造连续刚构较多，施工技术可靠。三、结构设计（1）立面布置本桥边跨40米，中跨70米，边中跨之比为0.5714，箱梁底板下缘高沿二次抛物线变化。（2）上部结构本桥主梁采用双幅单箱单室预应力混凝土箱梁结构。箱梁顶板宽度为11.50m，箱底宽度为7m，单侧翼缘板悬臂2.25m，箱梁支座处高5m，跨中和边跨梁高2m，梁高沿纵向采用二次抛物线变化，底板厚度从跨中至支座处为30cm50cm，采用二次抛物线变化；主梁零号块长度为6m，悬臂施工梁段划分为3 m、4 m和5 m三种，边跨现

11、浇段5m，边、中跨合拢段长度均为2m，箱梁全部采用50号混凝土。主梁截面（跨中和支点）如图所示：支点截面：图1-4 支点截面示意图 图1-5 跨中截面示意图（3）下部结构两个主墩均采用柔性双薄壁墩，中距为3m，每片厚度为1.5m，横桥向宽度取7.0 m，最大墩高32m。根据给出的地质条件，基础采用桩基础，为钻挖孔灌注桩，埋深10米。（4）钢筋信息普通钢筋施工用钢筋为级和级两种钢筋,均符合国家标准(GB1499-79)有关规定级钢筋Rl=Ra=240MPa级钢筋Rl=Ra=340Mpa；预应力砼钢材:纵向钢筋采用8*15.2钢绞线,公称抗拉强度为Ry=1860MPa,张拉控制强度用0.6Ry,E

12、y=1.9×105MPa顶板横向预应力采用12.7钢绞线,Ry=1725MPa,张拉控制强度为0.7Ry,Ey=1.9×104MPa.所有钢绞线均符合ASTM416-87A的技术标准。（5）其他桥面横坡为2%，采用浇筑箱梁顶板时形成，桥面铺装为等厚度，共11cm。上层为8 cm厚的中粒式沥青混凝土，下层为3cm厚的抗折混凝土。桥面混凝土与沥青混凝土之间防水层，防水层采用桥面专用防水涂料。单元划分：根据施工的要求，一般一段的重量在50-100吨之间，这就要求单元长度在3m-5m之间。中跨合拢段一般都在1m-2m之间。本桥划分为3m、4m、和5m三种。全桥共分为74个单元，其中

13、主梁48个，墩身26个单元，支撑单元4个。边跨两端各4m为现浇段，边跨、中跨合拢段均为2m，并单独划分成一个单元。坐标原点建在全桥左端桥面上，沿跨径为x轴（向右为正）。以下为全桥计算单元划分示意图：（结点编号由左至右进行编号从1开始，同理单元编号也相同）图1-6 全桥划分单元示意图第二部分一、结构计算（一） 承载能力极限状态的作用效应组合1 基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应组合，其效应组合表达式为：或 式中 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；结构重要系数；第i个永久作用效应的分项系数；、第I个永久作用效应的标准值和设计值；汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分

14、项系数，取=1.4；、汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和；设计值；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取=1.4，但风荷载的分项系数=1.1； 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他j个可变作用效应的标准值和设计值；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数。2 偶然组合。永久作用标准效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相结合。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。（二）

15、正常使用极限状态的作用效应组合1 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：式中 作用短期效应组合设计值； 第j个可变作用效应的频遇值系数，在汽车荷载（不计冲击力）=0.7，人群荷载=1.0，风荷载=0.75，温度梯度作用=0.8，其他作用=1.0； 第j个可变作用效应的频遇值。2 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应表达式为：式中 作用长期效应组合设计值； 第j个可变作用效用的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）=0.4，人群荷载0.4，风荷载=0.75，温度梯度作用=0.8，其他作用=1.0； 第j个可变作用效应

16、的准永久值。（三） 内力组合 1）基本组合（用于承载能力极限状态计算） 基本组合I 基本组合II2)短期组合（用于正常使用极限状态计算）3）长期组合（用于正常使用极限状态计算） 主要控制截面内力值表2-114#单元右截面内力影响线：24#单元右截面内力影响线：35#单元左截面内力影响线：X弯矩X弯矩X弯矩00.000E+00000.000E+00000.000E+0004-3.146E-0014-9.675E-00243.889E-0015-4.239E-0015-1.193E-00154.794E-0016-5.041E-0016-1.408E-00165.654E-00111-8.592E

17、-00111-2.263E-001119.060E-00116-1.101E+00016-2.653E-001161.057E+00020-1.192E+00020-2.633E-001201.043E+00024-1.188E+00024-2.369E-001249.316E-00127-1.127E+00027-2.051E-001278.002E-00130-1.019E+00030-1.656E-001306.394E-00133-8.705E-00133-1.207E-001334.579E-00136-6.851E-00136-7.205E-002362.624E-00137-6.

18、610E-00137-5.523E-002371.952E-00140-3.820E-00140-1.594E-00340-1.849E-00243-1.154E-002436.364E-00243-2.731E-00143-1.154E-002448.988E-00244-3.373E-00144-8.475E-001471.859E-00147-7.301E-00147-3.225E+000503.160E-00150-1.182E+00050-5.392E+000534.930E-00153-1.748E+00053-7.307E+000567.349E-00156-2.444E+000

19、56-8.992E+000601.199E+00060-3.598E+00060-1.052E+001641.893E+00064-5.011E+00064-1.139E+001693.217E+00069-7.039E+00069-1.136E+001745.209E+00074-9.053E+00074-1.020E+001755.695E+00075-9.412E+00075-9.866E+000755.695E+00076-9.747E+00076-9.504E+000765.212E+00081-1.092E+00181-7.465E+000813.238E+00086-1.098E

20、+00186-5.389E+000861.926E+00090-1.015E+00190-3.928E+000901.236E+00094-8.608E+00094-2.717E+000947.715E-00197-7.041E+00097-1.975E+000975.265E-001100-5.178E+000100-1.362E+0001003.443E-001103-3.066E+000103-8.601E-0011032.074E-001106-7.474E-001106-4.552E-0011061.029E-0011076.503E-002107-3.342E-0011077.36

21、5E-0021076.503E-002110-2.739E-002110-1.296E-003110-3.718E-0011132.369E-001113-6.472E-002113-6.826E-0011143.204E-001114-8.469E-002114-7.759E-0011175.616E-001117-1.422E-001117-1.028E+0001207.840E-001120-1.949E-001120-1.235E+0001239.791E-001123-2.408E-001123-1.390E+0001261.137E+000126-2.776E-001126-1.4

22、85E+0001301.268E+000130-3.073E-001130-1.511E+0001341.280E+000134-3.087E-001134-1.411E+0001391.093E+000139-2.623E-001139-1.114E+0001446.800E-001144-1.628E-001144-6.582E-0011455.764E-001145-1.379E-001145-5.540E-0011464.647E-001146-1.118E-001146-4.468E-0011500.000E+0001500.000E+0001500.000E+000荷载内力计算汽车

23、荷载 表2-2截面位置公路级荷载最大弯矩最小弯矩对应对应139.671e+001 8.034e+001-3.673e+003 7.340e+001 251.878e+003 -1.053e+002-1.693e+002 -1.147e+001 354.137e+002-5.714e+001 -5.304e+0035.235e+002人群荷载 表2-3截面位置人群荷载最大弯矩最小弯矩对应对应131.681e+001 1.415e+001-8.142e+002-7.392e+001 253.249e+002 3.416e-001-4.335e+001-6.867e-001 357.942e+001

24、-1.011e+001-1.268e+0038.110e+001内力图和包络线a、基本组合弯矩图 图2-1 基本组合弯矩图b、基本组合剪力图 图2-2 基本组合剪力图c、长期组合弯矩图 图2-3 长期组合弯矩图d、长期组合剪力图 图2-4 长期组合剪力图e、短期组合弯矩图 图2-5 短期组合弯矩图f、短期组合剪力图 图2-6 短期组合剪力图二、配筋计算及预应力损失选取支点截面、跨中截面和L/4截面进行计算。（一）主梁毛截面几何特性和内力计算主梁截面几何特性和内力计算的结构，支点截面在35结点处，跨中截面在25结点处，L/4在13结点处. 表2-4项目截面13支点截面25跨中截面35支点截面全截

25、面面积Ah(m2)11.697.4911.69全截面惯性矩Ih(m4)45.18674.201445.1867型心轴位置距上缘yhs(m)2.36160.81112.3616距下缘yhx(m)2.63841.18892.6384截面抵抗矩对上缘Whs=Ih/yhs19.1339346251339346对下缘Whx=Ih/yhx17.126553973.53385482317.1265539核心矩上核心khs=Whx/Ah1.4650602200.4718097221.46506022下核心khx=Whs/Ah1.6367779820.6915726531.636777

26、98（二）预应力钢束面积的估算及钢束的布置（1） 估筋原则 （1）受负弯矩在最大弯矩作用下截面上缘不出现拉应力，截面下缘不至压碎； （2）受负弯矩在最小弯矩作用下截面下缘不出现拉应力，截面上缘上至压碎； （3）受正弯矩在最大弯矩作用下截面下缘不出现拉应力，截面上缘不至压碎； （4）受正弯矩在最小弯矩作用下截面上缘不出现拉应力，截面下缘不至压碎。（2）预应力钢筋数量估算A、根部截面35#：根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为：为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据:,。为预应力钢筋

27、重心至毛截面重心的距离,假设,则有，代入公式得到:采用每根钢绞线面积，抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。则：根据承载能力极限状态进行估束。当在荷载作用下：a、保证上缘不出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: , ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证下缘不被压碎：则有：则：当在荷载作用下：a、保证下缘不出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: ,

28、,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证上缘不被压碎：则有：则：钢绞线根数的选定因为，暂选定钢绞线根数根。B、L/4截面13#：根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为：为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据:,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有，代入公式得到:采用每根钢绞线面积，抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。则：根据承载能力极限状态进行估束。当在荷载Mmin作用下：a、保证上缘不

29、出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: , ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证下缘不被压碎：则有：则：当在荷载Mmax作用下：a、保证下缘不出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: , ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证上缘不被压碎：则有：则：钢绞线根数的选定因为，暂选定钢绞线根数。C、跨中截面25#：根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力

30、钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据:, ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 采用每根钢绞线面积，抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。则：根据承载能力极限状态进行估束。当在荷载Mmax作用下：a、保证下缘不出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证上缘不被压

31、碎：则有：则：当在荷载Mmin作用下：a、保证上缘不出现拉应力：则有：为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据: , ,。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有代入公式得到: 则：b、保证下缘不被压碎：则有：则：钢绞线根数的选定因为，暂选定钢绞线根数。钢束束估算结果及采用钢束数 将以上三个截面的计算结果汇总，比较各截面所需的最少钢束数及被限制的最多钢束数，结合施工及钢束布置的构造情况，选定各截面所采用的钢束数。 各截面采用预应力钢束数量表 表2-5截面项目序号1425351为满足正截面强度要求的最少钢束根数7033339282

32、为满足预压应力要求的最少钢束根数6603028713为满足预拉区拉应力要求的最多钢束根数270443327924采用钢束根数12163801216（3）钢束布置1、横断面布置A、支点截面1216根钢绞线共分为64束，每束19根。构造要求：预留孔道间净距40mm，梁底净距50mm，梁侧净距35mm。钢丝束、钢绞线其曲率半径不小于4m；纵向预应力钢束为结构的主要受力钢筋，为了设计和施工方便，进行对称布置。预应力钢束布置如图，预应力钢束的重心取距梁顶线25cm。图中布置均满足上述要求。图2-7 支点截面配筋图B、跨中截面380根钢绞线共分为20束，每束19根。构造要求：预留孔道间净距40mm，梁底净

33、距50mm，梁侧净距35mm。钢丝束、钢绞线其曲率半径不小于4m；纵向预应力钢束为结构的主要受力钢筋，为了设计和施工方便，进行对称布置。预应力钢束布置如图，预应力钢束的重心取距梁底线15cm。图中布置均满足上述要求。图2-8 跨中截面配筋图锚具选择下述型号：表2-6型号预应力 筋根数锚垫板（mm）波纹管直径（mm）张拉千斤顶OVM15-1919320×310×240100YWC1002、横向预应力筋布置顶板横向预应力束采用15.2钢绞线,采用交错单端张拉方式,每三根钢绞线成一束,采用扁锚体系,相应的预应力锚具张拉端和锚固段分别为MB15-3和MH15-3设计,沿纵桥向50厘

34、米间距布置。0号块横隔板，两边跨端横隔板下缘横向预应力筋采用32精扎螺纹钢筋，采用交错单端张拉方式，相应锚具参照YGM-32设计。3、竖向预应力筋在全桥箱梁腹板上沿纵桥向50厘米布置竖向预应力钢筋，规格为32精扎螺纹钢筋，采用梁顶一端张拉方式，相应锚具参照YGM-32设计。4、钢束的立面布置和平面布置全桥的预应力钢束布置情况见施工图集的钢束立面布置图、钢束平面布置图。5、钢束断面布置全桥各施工节段钢束断面布置图见施工图集的各钢束断面图.（三）主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁，在张拉钢束时管道尚未压浆，预加力引起的应力按构件混凝土净截面（不计构造钢筋的影响）计算；在使用阶段，预留管道已压

35、浆，认为钢束与混凝土结合良好，故按换算截面计算。支点截面的净截面与换算截面几何特性计算，列表进行。同理，求得其他控制截面的净截面和换算截面的几何特性。表2-7截面类别分块名称分块面积重心至梁底距离对梁底边面积矩自身惯性矩截面惯性矩净面积毛截面116900263.84308428964.5187E+09-20.134.73699E+07预留管道面积-5024485.0-24366400-239.4-28.794E+07混凝土净面积115644245.6284062564.5187E+09-24.057E+074.28E+09换算截面钢束换算面积7542485 36578700-207.7632.

36、5544E+07毛面积116900263.84308428964.5187E+0913.402.09905E+07换算截面面积124442277.24345007664.5187E+0934.6534E+074.87E+09 支点截面和跨中截面的净截面、换算截面几何特性表表2-8计算截面支点净截面11.562.4562.5442.39442.817.4316.8217.88换算截面12.442.7722.2282.07848.717.5721.8523.33跨中净截面7.3331.2110.7891.0614.0283.9455.1053.796换算截面7.7791.1500.8500.999

37、74.5013.9145.2954.502三、预应力损失估算（1）钢束张拉（锚下）控制应力（）按公路桥规规定采用（2）钢束应力损失由于施工中预应力钢筋的张拉采用后张法，故按桥梁设计规范的规定，计算以下各项预应力损失：预应力钢筋与管壁间的摩擦损失；锚具变形、钢筋回缩和拼装构件压缩损失；分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失；钢筋松弛引起的预应力损失；混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。下面计15截面的预应力损失。 钢束与管道壁间摩擦引起的应力损失（） 由公式有：、k分别为摩擦系数与管道局部偏差对摩擦的影响系数，采用预埋塑料波纹管，由规范附表查得：，.表2-9截面钢束号支点截面X(m)(弧度) (M

38、Pa)T13.00000.8548 164.8932 T23.0000 0.8548 164.8932 T36.0000 0.7850 167.4818T46.0000 0.7850 167.4818 T59.0000 0.7152 166.5376 T69.0000 0.7152 166.5376 T712.0000 0.6454 165.5927 T812.0000 0.6454 165.5927 T916.0000 0.5943167.6482 T1016.0000 0.5931 167.6482 T1120.0000 0.4012 149.2680T1220.0000 0.4012 1

39、49.2680 T1325.0000 0.3663 158.1006 T1425.0000 0.3663 158.1006 T15 30.0000 0.3314 165.4998 T16 30.0000 0.3314 165.4998 故：= 163.2520 锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失（）按公路桥规规定，可按平均值计算。即：由规范附表查得，锚具为4mm，两端同时张拉，则；l取各钢束锚固点间的平均长度，。表2-10号束钢面截支点截面l(mm) T130001.95*105260.40T230001.95*105260.40T360001.95*105173.33T460001.95*10

40、5173.33T590001.95*105134.25T690001.95*105134.25T7120001.95*10594.29T8120001.95*10594.29T9160001.95*10567.83T10160001.95*10567.83T11200001.95*10555.88T12200001.95*10555.88T13250001.95*10547.64T14250001.95*10547.64 T1530000 1.95*10536.74 T16300001.95*10536.74 T16300001.95*10536.74故： 分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损

41、失（）按简化公式进行计算。即：因为，预应力钢束共64束，梁的截面采用变截面箱形梁，在每个截面同时布置4个千斤顶同时张拉。因此，可以一次性张拉4束钢束，即16。混凝土的弹性模量。表2-11钢束号钢束距离截面中性轴处的距离全部钢束重心至截面中性轴的距离（）（）T1207.16216.160.045238699T2207.16216.160.045238699T3207.16216.160.045238699T4207.16216.160.045238699T5207.16216.160.045238699T6207.16216.160.045238699T7207.16216.160.045238

42、699T8223.16216.160.045280184T9223.16216.160.045280184T10223.16216.160.045280184T11223.16216.160.045280184T12223.16216.160.045280184T13223.16216.160.045280184T14223.16216.160.045280184 T15223.16216.160.045280184 T16223.16216.160.045280184故 钢筋松弛引起的预应力损失（）考虑采用超张拉工艺施工，张拉系数=0.9，对于钢绞线（低松弛级），钢筋松弛系数=0.3，为：式

43、中 传力锚固时的钢筋应力，对于后张法构件=故 =15.558 MPa 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失（）有公式有： ，今设该构件所属的桥位于郊外中，相对湿度55%，其理论厚度由截面可得。由此按规范的表可查得其相应的徐变系数终值为=2.06；混凝土收缩应变终值为=0.34*10-3。表2-12截面(Mpa)(Mpa)支点截面27400.003152.43599993.604.41895.275则： 支点截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表表2-13阶段应力损失截面预加应力阶段=+使用阶段=+钢束有效预应力预加应力阶段使用阶段支点截面163.3108.88.0280.115.695.311

44、0.71114.91004.2四、截 面 验 算(一) 持久状况应力验算：1.截面混凝土正应力验算 持久状态预应力混凝土构件应力计算： 混凝土法向压应力 和拉应力或 预应力钢筋应力混凝土受弯构件由作用（或荷载）组合和预加力产生的混凝土的主拉应力和主压应力，应按下列公式计算：式中 按作用（或活载）标准值组合计算的弯矩； 构件换算截面重心至受压区或受拉区计算纤维处的距离 在计算主力点，由预加力和作用（或荷载）组合计算的弯矩产生的混凝土法向应力； 由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土竖向压应力； 由预应力弯起钢筋的预加力和作用（或荷载）组合效应计算的剪力产生的剪应力 在计算主应力点，由扣除全部预应力

45、损失后的纵向预加力产生的混凝土法向预压应力 换算截面重心至计算点的距离； n 在同一截面上竖向预应力钢筋的肢数； ， 竖向预应力钢筋，纵向预应力弯起钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力； 单肢竖向预应力钢筋的截面面积； 根据桥梁设计规范JTG D62-2004 第条规定 ， 使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力和预应力钢筋的拉应力，应符合下列规定； 1）.受压区混凝土的最大压应力 未开裂构件 + 2）. 受拉区预应力钢筋的最大拉应力； 对于钢绞线，钢丝 未开裂构件 式中 全预应力混凝土和A类预应力混凝土受弯构件，受拉区预应力钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力； 由预加力产生的混凝

46、土法向拉应力 预应力钢绞线的弹性模量与混凝土的弹性模量的比值 现以正常使用极限状态荷载组合控制荷载来验算，对于支点截面（35）； 由于支点截面只有负弯矩，则在作用标准值组合计算的弯矩作用下，应力为： 则混凝土受压区的法向应力为； 由预加力产生的混凝土法向拉应力； 满足要求 受拉区预应力钢筋产生的拉应力:=5.428619.39=105.2606Mpa 满足要求对于中跨跨中截面（25）： 则混凝土受压区的法向应力为： 由预加力产生的混凝土法向拉应力： 满足要求 受拉区预应力钢筋产生的拉应力:=5.428612.4301=67.4780Mpa满足要求（二） 短暂状况应力验算：预应力混凝土受弯构件,在预应力和构件自重等施工何载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定：1.上缘混凝土应力1. 下缘混凝土应力对于支点截面（13）： 上缘混凝土应力下缘混凝土应力 满足要求中跨跨中截面（25）：上缘混凝土应力下缘混凝土应力 满足要求（三） 正截面强度验算正截面强度验算：矩形截面或翼缘位于受拉边的T行截面受弯构件，正截面抗弯承载力计算应符合下列规定：对于支点截面（35）：求受压区高度x 满足要求 满足要求对于中跨跨中（