预应力混凝土等截面连续梁桥毕业设计

PAGEPAGE100预应力混凝土等截面连续梁桥设计原始资料地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然情况气象：天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区，部分地区受海洋气候影响。四季分明，冬季寒冷干旱，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中，秋季冷暖变化显著。年平均气温12.20C，最冷月平均气温-40C，七月平均气温26.40C。工程地质：天津地铁一号线经过地区处于海河冲积平原上，地形平坦，地势低平，地下水位埋深较浅，沿线分布了较多的粉砂、细砂、粉土，均为地震可液化层，局部地段具有地震液化现象。沿线地层简单，第四系地层广泛发育，地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部地层广泛发育沉积有十几米厚的软土。人工填土层，厚度5m，ƒk=100KPa；粉质黏土，中密，厚度15m，ƒk=150KPa；粉质黏土，密实，厚度15m，ƒk=180KPa；粉质黏土，密实，厚度10m，ƒk=190KPa。第一章方案比选一、桥型方案比选桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。桥梁设计原则适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。舒适与安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；2）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；4）结构的整体性好，刚度较大，变性较小；5）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；8）预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围。拱桥拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下，简直梁的跨中弯矩为qL2/8，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。由于天津地铁一号线所建位置地质情况是软土地基，故不考虑此桥型。梁拱组合桥软土地基上建造拱桥，存在桥台抵抗水平推力的薄弱环节。为此采用大吨位预应力筋以承担拱的水平推力；预应力筋的寄体是系梁，即加劲纵梁，从而以梁式桥为基体，按各种梁桥的弯矩包络图用拱来加强。这样可以使桥梁结构轻型化，同时能提高这类桥梁的跨越能力。这类桥梁不仅技术经济指标先进、造价低廉，同时桥型美观，反映出力与美的统一、结构形式与环境的和谐，增加了城市的景观。斜拉桥斜拉桥的特点是依靠固定与索塔的斜拉索支撑梁跨，梁是多跨弹性支撑梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索的间距有关。他们适用于大跨、特大跨度桥梁，现在还没有其他类型的桥梁的跨度能超过他们。斜拉桥与悬索桥不同之处是，斜拉桥直接锚于主梁上，称自锚体系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特性上一般远胜于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称地锚体系。斜拉桥具有施工方便、桥型美观、用料省、主梁高度小、梁底直线容易满足通航和排洪要求、动力性能好的优点，发展非常迅速，跨径不断增大。但实际跨度不大，此桥型不予考虑。目前我国城市轨道交通高架桥结构一般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁受力明确，受无缝钢轨因温度变化产生的附加力、特殊力的影响小，设计施工易标准化、简单化；但其梁高较大，景观稍差，行车条件也不如连续梁。连续梁结构与同等跨度的简支梁相比，可以降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。但连续梁对基础沉降要求严格，特别是由于联长较大，桥上无缝钢轨因温度变化而产生的水平力很大，使得梁体与墩台之间的受力十分复杂，加大了设计难度。考虑到天津地铁工程地质条件，综合考虑，采用连续梁结构作为高架区间的标准型式。比较项目第一方案第二方案第三方案主桥跨桥型预应力混凝土连续续梁预应力混凝土简直直梁梁拱组合桥主桥跨结构特点预应力混凝土连续续梁桥在垂直直荷载的作用用下，其支座座仅产生垂直直反力，而无无水平推力。结结构造型灵活活，可模型好好，可根据使使用要求浇铸铸成各种形状状的结构，整整体性好，刚刚度较大，变变性较小。受受力明确，理理论计算较简简单，设计和和施工的方法法日臻完善和和成熟在垂直荷载的作用用下，其支座座仅产生垂直直反力，而无无水平推力。结结构造型灵活活，整体性好好，刚度较大大，其跨径较小；且简简直梁梁高较较大，与城市市的景观不协协调软土地基上建造拱拱桥，存在桥桥台抵抗水平平推力的薄弱弱环节。为此此采用大吨位位预应力筋以以承担拱的水水平推力；预预应力筋的寄寄体是系梁，即即加劲纵梁，从从而以梁式桥桥为基体，按按各种梁桥的的弯矩包络图图用拱来加强强。这样可以以使桥梁结构构轻型化，同同时能提高这这类桥梁的跨跨越能力建筑造型侧面上看线条明晰晰，与当地的的地形配合，显显得美观大方方跨径一般，线条明明晰，但比较较单调，与景景观配合很不不协调。跨径较大，线条非非常美，与环环境和谐，增增加了城市的的景观养护维修量小小较大设计技术水平经验较丰富，国内内先进水平经验丰富，国内先先进水平经验一般，国内一一般水平施工技术满堂支架法：结构构不发生体系系转换，不引引起恒载徐变变二次矩，预预应力筋可以以一次布置，集集中张拉等优优点。施工难难度一般预制T型构件，运至施工工地点，采用用混凝土现浇浇，将T型梁连接，其其特点外型简简单、制造方方便，整体性性好转体施工法：对周周围的影响较较小，将结构构分开建造，再再最后合拢，可可加快工期，是是近十年来新新兴的施工方方法，施工难难度较大工期较短较短较长方案比选由上表可知，根据天津地铁一号线的情况，结合桥梁设计原则，选择第一方案经济上比第三方案好；跨径上满足要求，景观与环境协调，比第二方案好；工期上较短，对整个工程进度来说不会受其影响；施工难度较小，针对当地地质情况，采用桩基，加强基础强度。所以选择第一方案作为首选。二、梁部截面形式梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可采用的梁型。连续单箱梁方案该方案结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。该方案需采用就地浇筑，现场浇筑砼及张拉预应力工作量大，但可全线同步施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响较其他方案稍大。简直组合箱梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。但从桥下看,景观效果稍差。从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低。但桥面板需现浇施工,增加现场作业量，工期也相应延长。但美观较差，并且徐变变形大，对于无缝线路整体道床轨道结构形式来说，存在着后期维修养护工作量大的缺点。槽型梁为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低,且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但下承式混凝土结构受力不很合理，受拉区混凝土即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区(上翼缘)压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。同时，由于结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大的技术储备才能实现。T型梁结构受力明确，设计及施工经验成熟,跨越能力大,施工可采用预制吊装的方法，施工进度较快。该方案建筑结构高度最高，由于梁底部呈网状,景观效果差。同时，其帽梁虽较槽型梁方案短些，但较其他梁型长，设计时其帽梁也须设计成预应力钢筋混凝土帽梁，另外预制和吊装的实施过程也存在着与其他预制梁同样的问题。相比之下，箱型梁抗扭刚度大，整体受力和动力稳定性能好，外观简洁，适应性强，在直线、曲线、折返线及过渡线等区间段均可采用，且施工技术成熟，造价适中。因此，结合工程特点和施工条件，选择连续箱型梁。箱型梁截面图如下：三、桥墩方案比选桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。重力式实体桥墩主要依靠自身重力来平衡外力保证桥墩的稳定，适用于地基良好的桥梁。重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，街面尺寸及体积较大，外形粗壮，很少应用于城市桥梁。空心桥墩适用于桥长而谷深的桥梁，这样可减少很大的圬工。柱式桥墩是目前公路桥梁、桥宽较大的城市桥梁和立交桥及中小跨度铁路旱桥中广泛采用的桥墩形式。这种桥墩既可以减轻墩身重量、节省圬工材料，又比较美观、结构轻巧，桥下通视情况良好。轻型桥墩适用于小跨度、低墩以及三孔以下（全桥长不大于20m）的公路桥梁。轻型桥墩可减少圬工材料，获得较好的经济效益。在地质不良地段、路基稳定不能保证时，不宜采用轻型桥墩。拼装式桥墩可提高施工质量、缩短施工周期、减轻劳动强度，使桥梁建设向结构轻型化、制造工厂化及施工机械化发展。适用于交通较为方便、同类桥墩数量多的长大干线中的中小跨度桥梁工点。由上面的解释可知，柱式桥墩是最合适的墩型，与天津地铁一号线的要求非常吻合。所以选择柱式桥墩。第二章上部结构尺寸拟定及内力计算本设计经方案比选后采用三跨一联预应力混凝土等截面连续梁结构，全长。根据桥下通航净容要求，主跨径定为。上部结构根据通行个车道要求，采用单箱双室箱型梁，箱宽。主跨径的拟定主跨径定为，边跨跨径根据国内外已有经验，为主跨的倍，采用倍的中跨径，即，则全联跨径为：2．主梁尺寸拟定（跨中截面）主梁高度预应力混凝土连续梁桥的主梁高度与起跨径之比通常在～之间，标准设计中，高跨比约在～，当建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案。可以节省预应力钢束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根据桥下通车线路情况，并且为达到美观的效果，取梁高为，这样高跨比为，位于～之间，符合要求。细部尺寸在跨中处顶板厚取，底板厚取，腹板厚取；支座处为便于配置预应力筋，顶板厚取，底板厚取，腹板厚取；端部为了布设锚具，因此将腹板厚度设定为。具体尺寸见下图：本桥主要材料预应力混凝土连续梁采用号混凝土；预应力钢筋采用的钢绞线，；非预应力钢筋采用级钢筋，构造钢筋采用级钢筋。桥梁设计荷载根据规范规定荷载等级为轻轨车辆，如下图：主梁内力计算根据梁跨结构纵断面的布置，并通过对移动荷载作用最不利位置，确定控制截面的内力，然后进行内力组合，画出内力包络图。（一）恒载内力计算第一期恒载（结构自重）恒载集度则：第二期恒载包括结构自重、桥面二期荷载按65KN/m计。（二）活载内力计算活载取重车荷载及轻车荷载，如下图：活载计算时，为六节车厢。可分为六种情况作用在桥梁上。（三）支座位移引起的内力计算由于各个支座处的竖向支座反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降，连续梁是一种对支座沉降特别敏感的结构，所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部分。其具体计算方法是：三跨连续梁的四个支点中的每个支点分别下沉，其余的支点不动，所得到的内力进行叠加，取最不利的内力范围。（四）荷载组合及内力包络图首先求出在自重和二期荷载及其共同作用下而产生的梁体内力。梁体截面分布图：利用桥梁计算软件建模，将其平分为个单元，每单元，将单位集中荷载在梁体上移动，画出其各节点的影响线，影响线确定后，将移动荷载作用在最大处，由此来计算出移动荷载在最不利位置而产生的梁体的内力。其具体计算过程如下：自重作用下梁产生的内力为：将1/4跨截面、跨中截面和支座截面的数据列于下表：截面位置剪力弯矩端部-1609.28801/4跨截面-436.477424.43边跨跨中截面-599.476813.18支座截面-2900.299-18022.007跨中截面0.929887.41检算过程：分析：将梁体视为二次超静定结构，其计算简图如下：由上面计算可以知道，自重作用在梁上的荷载集度为：作用简图如图：根据力法求解，将两侧的支座假设定为单位作用力1下，简直梁的弯矩图分别为：在自重作用下，支座处的支座反力为：根据力法的平衡方程：将以上数据代入方程：解得：将、带入方程，求支座2和3的反力。计算简图如下解得：将数据与由Midas计算出的结果相比，相差不大，检算满足要求。自重作用下的弯矩图：在二期恒载作用下，梁产生的内力为：截面位置剪力弯矩端部-697.0701/4跨截面-209.573399.88边跨跨中截面-277.933143.51支座截面-1300.033-8337.999跨中截面0.034662.54二期恒载作用下的弯矩图：支座沉降下，梁产生的内力为：截面位置剪力弯矩端部-1028.01101/4跨截面-1028.0117710.04边跨跨中截面1028.0115420.088支座截面-1260.99930840.155跨中截面1260.995622.91支座沉降下，产生的弯矩图为：利用Midas求出影响线。1截面反力影响线：1.000-0.122移动荷载在1截面作用的最不利位置如图所示：2截面即边跨1/4截面弯矩影响线：3截面即边跨跨中截面弯矩影响线：4截面即支座处反力影响线：1.000-0.113移动荷载最不利加载情况：弯矩影响线为：0.776-2.726--3.65885截面即跨中截面弯弯矩影响线：：根据上面的影响线线，将移动荷荷载加载在最最不利的位置置，由此得出出移动荷载作作用下，梁产产生的内力为为：截面位置剪力弯矩端部-1092.67701/4跨截面-632.75035.35边跨跨中截面-630.55799.35支座截面-1536.5-8747.8跨中截面502.956594.24移动荷载作用下的的弯矩图：将上述的荷载进行行组合，可以以有5种情况：1、自重+二期恒载载2、自重+二期恒载载+沉降3、自重+二期恒载载+移动荷载4、自重+二期恒载载+沉降+移动荷载将上述组合分别计计算，求出内内力。现将各各种组合下的的内力列于下下表：自重+二期恒载截面位置剪力弯矩端部-2306.35501/4跨截面-646.0410824.311边跨跨中截面-877.49956.69支座截面-4200.322-26360.006跨中截面0.9414549.955其弯矩图：自重+二期恒载+沉降截面位置剪力弯矩端部-3334.35501/4跨截面-1674.04418534.355边跨跨中截面-1530.63325376.766支座截面-5461.3-45956.889跨中截面1261.9320172.866其弯矩图：自重+二期恒载+移动荷荷载截面位置剪力弯矩端部-3399.02201/4跨截面-1278.74415859.666边跨跨中截面-1507.915756.044支座截面-5736.822-35107.886跨中截面503.921144.199其弯矩图：自重+二期恒载+沉降++移动荷载截面位置剪力弯矩端部-4427.02201/4跨截面-2306.74423569.7边跨跨中截面-2161.13331176.111支座截面-6997.811-54704.668跨中截面1764.8832310.7其弯矩图：将上述的的组合进行包包络，最终求求出弯矩包络络图，根据包包络图进行配配筋。包络数据为：截面位置剪力弯矩端部-4427.02201/4跨截面-2306.74423569.7边跨跨中截面-2161.13331176.111支座截面-6997.811-54704.668跨中截面1764.8832310.7其弯矩图：第三章预应力筋筋的设计与布布置根据包络图可知，支支座处的弯矩矩绝对值最大大，由此按支支座处的弯矩矩估算预应力力筋的面积，通通长配置。根据轻轨规范规定定，顶面保护护层厚度取，则估算预应力筋面积估算算公式为：其中：——弯矩设设计值；——预应力筋的抗抗拉强度设计计值：——预应力钢筋重重心到受压合合力的距离，近近似取用则拟定钢绞线采用，其面积为则总共所需钢绞线线：取为140根，拟定共共18个预埋金属属波纹管管道道，则每个管管道至少有钢钢绞线为10根。由公式可知：截面抗弯承载力按按下式验算：：经检验：满满足要求根据规范取预埋金金属波纹管直直径为，管间的间距距为插图预应力筋图综合分析，三号预预应力钢筋在在节点便可以以弯到下侧，抵抵抗下部的弯弯矩值，上部部分由一号、二二号和短索就就可以满足要要求，三号钢钢筋取用半径径为，则在节点时时高度为7880mm。在在节点时，上上部的弯矩由由一号预应力力筋及短索就就可以承担，二二号钢筋可以以弯到下部与与三号钢筋共共同承担下部部所受的弯矩矩，采用半径径，则在节点点时二号筋高高度为，节点时二号号钢筋的高度度时。在节点时，上上部弯矩由短短索既可以完完全承担，所所以一号钢筋筋此时也可以以弯到下部与与其它钢筋共共同承担下部部逐渐增大的的弯矩，在节节点采用半径径，节点时高高度为，到节点时一一号预应力钢钢筋的高度。下下面进行验证证：分析122节点的预应应力筋配置其中设受压区高度利用公式求出，由由此来确定钢钢筋可下移的的最大位移。解得：此刻三号预应力钢钢筋高度为，二二号预应力钢钢筋高度为，一号预应力力钢筋高度为为，满足要求求。其钢筋配置图如下下图：分析11节点的预应力钢筋筋配置其中受压区高度由公式式估算根据计算求出，此此刻，上部由由一号和二号号钢筋承担上上部弯矩，所所以由得，此刻二号筋和一一号筋的作用用高度为和，满足要求求。其钢筋配置图如下下图：分析10节点的预应力钢筋筋布置其中此刻三号预应力钢钢筋高度为，二二号预应力钢钢筋的高度为为，一号预应应力钢筋的高高度为。其钢筋配置图如下下图：分析9号节点的预应力钢钢筋布置其中此刻三号预应力钢钢筋高度为，二二号预应力钢钢筋高度为，一一号预应力钢钢筋高度为。其钢筋配置图如下下图：分析8号节点的预应力钢钢筋布置其中此刻三号预应力钢钢筋高度为，二二号预应力钢钢筋高度为，一一号预应力钢钢筋高度为。其钢筋配置图如下下图：分析7号节点(跨中)的的预应力钢筋筋布置其中此刻三号预应力钢钢筋高度为，二二号预应力钢钢筋高度为，一一号预应力钢钢筋高度为。其钢筋配置图如下下图：第四章非预应力力钢筋的布置置一、钢筋布置图由于预应力钢筋可可以完全承担担构造的要求求，所以非预预应力钢筋按按照构造配筋筋。其具体布布置见下图：：二、非预应力钢筋筋横向布置计计算首先分析顶板及翼翼缘的自重及及上部作用下下的力为：顶板及翼缘自重取宽的板带作为分析析对象已知：顶板厚取，翼翼缘厚取，具具体尺寸见下下图：移动荷载在双车道道同时作用重重车时，由轨轨道传至梁体体的力为：一列车作用为，作作用在每个轨轨道上，再传传力给梁体，其其作用面积为为，则在板上作作用荷载大小小为。二期荷载纵向上上，则在横向向板上大小为为：当这些力共同作用用时，求出其其最大弯矩，根根据最大弯矩矩配设横向钢钢筋，满足顶顶板的横向要要求。其共同作用的简图图为：支座反力：根据上面的数据可可以求出弯矩矩，弯矩图如如下：其中：取，则（满足要求）根据钢筋表选用，则则，满足要求求。第五章截面特性性表截面类型面积(cm2)惯性矩(cm4))质心位置(cm))1净截面69891.99950.321E984.34换算截面72263.27740.323E984.662净截面69891.99950.321E984.34换算截面72263.27740.323E984.663净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.344净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.235净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.206净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.137净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.138净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.139净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48802.86E981.1610净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48802.86E981.2311净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48800.286E981.6812净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9513净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9714净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9515净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48800.286E981.6816净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48800.286E981.2317净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.4880.286E981.1618净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1319净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1320净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1321净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1322净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1323净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1324净截面55468.06620.284E981.66换算截面57839.34410.285E981.1325净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.4880.286E981.1626净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48800.286E981.2327净截面55468.06620.284E981.66换算截面58226.48800.286E981.6828净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9529净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9730净截面69891.99950.321E984.34换算截面72650.41100.325E984.9531净截面55468.0662283508377181.66换算截面58226.48800.286E981.6832净截面55468.0662283508377181.66换算截面58226.48802.86E981.2333净截面55468.0662283508377181.66换算截面58226.48802.86E981.1634净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.1335净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.1336净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.1337净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.2038净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.2339净截面55468.0662283508377181.66换算截面57839.34410.285E981.3440净截面69891.99950.321E984.34换算截面72263.27740.323E984.6641净截面69891.99950.321E984.34换算截面69891.99950.321E984.34第六章预应力损损失计算一．预应力筋与孔孔道壁之间摩摩擦引起的应应力损失；式中——由于摩擦擦引起的应力力损失（）；——钢筋（锚下）控控制应力（）；——从张拉端至计计算截面的长长度上，钢筋筋弯起角之和和（）；χ——从张拉端至至计算截面的的管道长度（）；——钢筋与管道壁壁之间的摩擦擦系数，按表表采用；——考虑每米管道道对其设计位位置的偏差系系数，按表采采用。由规范表可知，管管道类型为金金属波纹管时时，取，取。χ取值为跨中中截面到张拉拉端的距离，χ=。计算过程：其中二．锚具变形、预预应力筋回缩缩和分块拼装装构件接缝压压密引起的应应力损失；式中——由于锚头变形形、钢筋回缩缩和接缝压缩缩引起的应力力损失（）；——预应力钢筋的的有效长度（）；——锚头变形、钢钢筋回缩和接接缝压缩值（）。采用夹片式JM112锚具，则根根据规范表可可知，＝4，接缝压缩值值＝1。计算过程：三．混凝土加热养养护时，预应应力筋和台座座之间温差引引起的应力损损失；此工程采用后张法法，所以预应应力筋和台座座之间温差引引起的应力损损失不予考虑虑。四．混凝土弹性压压缩引起的应应力损失；在后张法结构中，由由于一般预应应力筋的数量量较多，限于于张拉设备等等条件的限制制，一般都采采用分批张拉拉、锚固预应应力筋。在这这种情况下，已已张拉完毕、锚锚固的预应力力筋，将会在在后续分批张张拉预应力筋筋时发生弹性性压缩变形，从从而产生应力力损失。式中——由于混混凝土的弹性性压缩引起的的应力损失（）；——在先行张拉的的预应力钢筋筋重心处，由由于后来张拉拉一根钢筋而而产生的混凝凝土正应力；；对于连续梁梁可取若干有有代表性截面面上应力的平平均值（）；——在所计算的钢钢筋张拉后再再张拉的钢筋筋根数。经推导可得公式其其他形式为：：——表示预应力筋筋张拉的总批批数；——在代表截面（如l/4截面）的全部预应力钢筋形心处混凝土的预压应力（预应力筋的预拉应力扣除和后算得）。——所有预应力筋筋预加应力（扣扣除相应阶段段的应力损失失和后）的内力力；——预应力筋预加加应力的合力力至混凝土净净截面形心轴轴的距离；、——混凝土的净截截面面积和截截面惯性矩。计算过程：根据截面特性列表表可知：则取，则五.预应力筋松弛引起起的应力损失失；对预应力钢筋，仅仅在传力锚固固时钢筋应力力的情况下，才才考虑由于钢钢筋松弛引起起的应力损失失，其终极值值：式中——由于钢筋筋松弛引起的的应力损失（）；——传力锚固时预预应力钢筋的的应力，按规规范第条的规规定计算（）；——松弛系数，对对钢绞线，级级松弛时，按按采用，级松弛弛时，按采用用。计算过程：取0.08则则六．混凝土收缩和和徐变引起的的应力损失。由于混凝土收缩、徐徐变引起的应应力损失终极极值按下列公公式计算：式中——由收收缩、徐变引引起的应力损损失终极值（），——传力锚固时，在在计算截面上上预应力钢筋筋重心处，由由于预加力(扣除相应阶阶段的应力损损失)和梁自重产产生的混凝土土正应力；对对连续梁可取取若干有代表表性截面的平平均值（）；——混凝土徐变系系数的终极值值；——混凝土收缩应应变的终极值值；——梁的配筋率换换算系数；——非预应力钢筋筋弹性模量与与混凝土弹性性模量之比；；、——预应力钢筋及及非预应力钢钢筋的截面面面积（）；——梁截面面积，对对后张法构件件，可近似按按净截面计算算（）；——预应力钢筋及及非预应力钢钢筋重心至梁梁截面重心轴轴的距离（）；——截面回旋半径径()；——截面惯性矩，对对于后张法构构件，可近似似按按净截面面计算（）；其中，、值可按表表采用。取，取。根据截面特特性列表可知知：计算过程：取支座座和跨中处分分析，求根据公式：在支座处：在跨中处：由上可知，在预应应力损失后所所剩余的有效效预应力为：：第七章正截面承承载能力计算算由平衡条条件可写出如如下方程：沿纵向力的方向平平衡条件：对受拉区钢筋（预预应力筋和非非预应力筋）合合力作用点力力矩平衡条件件：式中——混凝土弯曲抗抗压强度设计计值；——预应力筋抗拉拉强度设计值值；——非预应力筋的的抗拉强度设设计值；——非预应力筋的的抗压强度设设计值；——受压预应力筋筋的计算应力力；、——分别为受拉区区预应力筋和和非预应力筋筋截面面积；；、——分别为受压区区预应力筋和和非预应力筋筋截面面积：：——受压区混凝土土截面面积；；——受压区混凝土土截面对受拉拉区钢筋合力力作用点的净净矩；、——分别为受压区区预应力筋合合力作用点和和非预应力筋筋合力作用点点至截面受压压边缘的距离离；、——受压区预应力力筋和非预应应力筋合力作作用点至截面面受压边缘和和受拉边缘的的距离，；、——分别为受压区区预应力筋和和非预应力筋筋合力点至截截面受拉边缘缘和受压边缘缘距离；——截面弯矩承载载能力；——截面弯矩设计计值。其中假设受压高高度,即在翼板内，则则：受压区预应力筋的的应力：式中——受压区预预应力钢筋与与混凝土弹性性模量之比；；——预应力筋抗压压强度设计值值，按规范表表取值；——合力处由预应应力所产生的的混凝土应力力；——受压区预应力力筋在荷载作作用前已存在在有效预应力力。1．取截面4节点处，此时根据规范表，钢筋筋强度取值为为：代入公式：得则检验：2．取跨中处7节点点处此时代入公式得：得则检算：3．取支座处13节节点检算此时代入公式得：得：因此，则检算：第八章斜截面抗抗剪承载力斜截面抗剪承载力力计算公式为为：式中：——斜斜截面剪力设设计值；——斜截面抗剪承载能能力；——斜截面上混凝土和和箍筋提供的的抗剪承载力力；、——构件的宽度和有效效高度；——箍筋抗拉强度设计计值；——配置在同一截面内内箍筋各肢的的全部截面面面积；——箍筋间距；——斜截面上弯起钢筋筋提供的抗剪剪承载力。因没有非预应力弯弯起钢筋，则则、——分别为与检算的斜斜截面相交的的非预应力弯弯起钢筋和预预应力弯起钢钢筋的全部截截面面积；、——分别为弯起的非预预应力筋和预预应力筋的切切线倾角。计算过程：支座处：取已知：则b．截面处：取已知：则跨中处：取已知：则经上述检算可知，斜斜截面抗剪承承载内力满足足要求。第九章截面正应应力计算预应力混凝土构件件在各个受力力阶段均有不不同得受力特特点，从施加加预应力起，其其截面内的钢钢筋和混凝土土就处于高应应力状态，经经受着考验。为为了保证构件件在各工作阶阶段工作的安安全可靠，除除按承载能力力极限状态进进行强度检算算外，还必须须对其在施工工和使用阶段段的应力状态态进行验算，并并予以控制。预加预应力阶段混混凝土截面正正应力计算本阶段构件主要承承受预加力和和构件自重的的作用，其受受力特点是：：预加力值最最大（因预应应力损失最小小），而外荷荷载最小（仅仅有构件的自自重作用）。由预加力产生的混混凝土截面正正应力后张法构件式中：———后张法构件件预应力筋的的有效预加力力（扣除相应应阶段的预应应力损失），对于曲曲线配筋的后后张法梁：、——分别为受拉区和受受压区预应力力筋的截面面面积；——弯起预应力筋的截截面面积；、——分别为张拉受拉区区和受压区预预应力筋时锚锚下的控制应应力；、——分别为受拉区和受受压区预应力力筋（扣除相相应阶段的预预应力损失）的的有效预应力力；——计算截面处弯起的的预应力筋的的切线与构件件轴线的夹角角；——后张法构件预应力力筋的合力作作用点至净截截面形心轴的的距离；、、——分别为构件净截面面面积、惯性性矩和截面模模量。由构件自重产生的的混凝土截面面正应力后张法构件件式中：、——分别为自重重引起的计算算轴力和弯矩矩（轴力以压压为正）预加应力阶段的总总应力后张法构件件检算过程：检算代表截面a．取跨7节点处：：由预加力产产生的混凝土土截面正应力力则则由构件自重产生的的混凝土截面面正应力（满足要求）b．取跨中截面211节点处：由预加力产产生的混凝土土截面正应力力则：由构件自重重产生的混凝凝土截面正应应力（满足要求）c．取支座截面133节点处：由预加力产产生的混凝土土截面正应力力则则：由构件自重产生的的混凝土截面面正应力（满足要求）使用阶段的正应力力计算后张法构件式中：、———由二期恒载载引起的计算算轴力及弯矩矩（轴力以压压为正）、——使用阶段由活载引引起的最不利利轴力及弯矩矩；由二期恒载载及活载产生生的混凝土截截面正应力由由公式可知：：取跨7节点处：则取跨中截面21节节点处：则取支座截面13节节点处：则由上面检算可知：：满足要求第十章梁斜截面面主拉应力和和主压应力主拉应力：主压应力：其中：式中：——预预加力和使用用荷载在计算算的主应力点点产生的混凝凝土截面正应力力；——由竖向预应力筋引引起的混凝土土竖向压应力力；——由使用荷载和弯起起的预应力筋筋在计算主应应力点产生的混凝土土剪应力；——竖向预应力筋的有有效预应力；；——单肢竖向预应力筋筋的截面面积积；——计算主应力处构件件截面的宽度度；——竖向预应力筋的间间距；——计算纤维处至换算算截面重心轴轴的距离（）；；——换算截面惯性矩（）；——计算弯矩（）。取跨中截面：取1/4跨截面4节节点处：取支座处13节点点处：根据规范：经检算满足要求。第十一章桥墩设设计恒载1.有桥跨结构传来的的恒载压力梁自重：二期恒载：恒载为：由恒载引起的支座座反力为：列车梁由两个支座座支撑在墩帽帽梁上，分别别记为A支座，B支座。则每每个支座的反反力2．桥墩自重桥墩的体积：桥墩自重：列车活载及附加力力计算1．列车活载取桥墩2计算，其其反力影响线线如下图：将移动荷载作用在在最不利情况况，如图：则：轻车：2．附加力1）桥墩风力①桥墩纵向风力墩帽梁风力：对墩底的弯矩：墩身风力：对墩底的弯矩：合计墩身风力：②桥墩横向风力无车时：墩帽梁风力：对墩底的的弯矩：墩身风力力：对墩底的的弯矩：合计桥墩墩风力：有车时：则：2）梁上风力无车时：对墩底的弯矩：有车时：则：3）列车所受风力：：三、活载布置1、单孔单列恒载：列车活载：因此制动力或牵引力：：按规范取竖竖向活载的10％，即：与冲击力同时计算算时：对墩底的的弯矩：横向风力：对墩底的弯矩：列车横向摇摆力：：对墩底的弯矩：2、单孔单列空车（不不计冲击，不不计摇摆力）恒载：列车活载：：制动力或牵牵引力：按规规范取竖向活活载的10％，即：对对墩底的弯矩矩：横向风力：：对墩底的弯弯矩：3、单孔双列恒载：列车活载：：制动力或牵引力：：按规范取竖竖向活载的10％，即：与冲击力同时计算算时：对墩底的弯弯矩：横向风力：对墩底的弯矩：列车横向摇摆力：：对墩墩底的弯矩：：4、双孔单载恒载：列车活载：：制动力或牵引力：：按规范取竖竖向活载的10％，即：与冲冲击力同时计计算时：横横向风力：对墩底的弯矩：列车横向摇摇摆力：对对墩底的弯矩矩：5、双孔单列空车（不不计冲击，不不计摇摆力）恒载：列车活载：：制动力或牵牵引力：按规规范取竖向活活载的10％，即：对对墩底的弯矩矩：横向风力：：