公路冶河橋設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書 </b></p><p>　　作 者： 學 號： </p><p>　　系： 土木工程系 </p><p>　　專業(yè)： 土木工程（道橋方向） </p>

2、;<p>　　題 目： 石清公路平山冶河橋設計（方案三） </p><p>　　2013年 6月 3日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）中文摘要</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）外文摘要</p><p><b>　　目 次</b></p><p>　　第

3、一章 引言...............................................6</p><p>　　1.1. 文獻綜述..........................................6</p><p>　　第二章 設計資料...........................................6</p><

4、;p>　　2.1. 工程概況..........................................6</p><p>　　2.2. 方案比選..........................................7</p><p>　　2.3. 結構構造..........................................8</p>

5、<p>　　2.4. 主要材料及性能指標................................8</p><p>　　2.4.1. 混凝土..........................................8</p><p>　　2.4.2. 鋼材............................................8</p&

6、gt;<p>　　2.4.3. 其他材料........................................8</p><p>　　2.5. 設計標準及設計規(guī)范................................9</p><p>　　第三章 上部結構尺寸擬定...................................9</p>

7、<p>　　3.1. 橋型整體布置......................................9</p><p>　　3.2. 主梁橫截面形式及尺寸.............................10</p><p>　　第四章 主梁結構計算......................................10</p>&l

8、t;p>　　4.1.箱型梁橋的有效寬度計算............................11</p><p>　　4.1.1.橋的剪力滯計算..................................11</p><p>　　4.2.結構內(nèi)力計算......................................13</p><p>

9、　　4.2.1.恒載內(nèi)力計算....................................13</p><p>　　4.2.2.活載內(nèi)力計算....................................15</p><p>　　4.2.3.次內(nèi)力計算......................................18</p><p>

10、　　4.2.3.1.溫度次內(nèi)力計算................................18</p><p>　　4.2.3.2.支座沉降......................................20</p><p>　　4.3.內(nèi)力組合..........................................21</p><p&g

11、t;　　4.3.1.承載能力極限狀態(tài)組合............................22</p><p>　　4.3.1.正常使用極限狀態(tài)組合............................23</p><p>　　第五章 預應力鋼束的計算與布置............................25</p><p>　　5.1.預應力筋的

12、計算....................................27</p><p>　　5.2.預應力鋼束的布置..................................27</p><p>　　第六章 預應力損失與有效預應力的計算......................28</p><p>　　6.1.錨具變形損失..........

13、............................28</p><p>　　6.2.摩阻損失..........................................28</p><p>　　6.3.混凝土的彈性壓縮..................................29</p><p>　　6.4.鋼束松弛損失...........

14、...........................29</p><p>　　6.5.收縮徐變損失......................................29</p><p>　　6.6.有效預應力的計算..................................30</p><p>　　第七章 內(nèi)力驗算...............

15、...........................32</p><p>　　7.1.持久狀況承載力極限狀態(tài)驗算........................33</p><p>　　7.1.1.正截面抗彎承載能力驗算..........................33</p><p>　　7.1.2.斜截面抗剪承載能力驗算.................

16、.........40</p><p>　　第八章 持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算......................48</p><p>　　8.1.使用階段正截面抗裂驗算............................49</p><p>　　8.2.使用階段斜截面抗裂驗算............................62</p&

17、gt;<p>　　8.3.預應力鋼筋的拉應力驗算............................73</p><p>　　8.4.使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算....75</p><p>　　8.5.使用階段預應力混凝土斜截面主壓應力驗算............82</p><p>　　第九章 撓度的計算..........

18、..............................91</p><p>　　9.1.撓度計算..........................................91</p><p>　　第十章 結論..............................................92</p><p>　　第十一章 參考文獻..

19、......................................92</p><p>　　第十二章 致謝............................................93</p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　1.1文獻綜述</b></p>

20、<p>　　在人類不斷追求進步的歷史長河中，橋梁可以說占有非常重要的地位，隨著經(jīng)濟、文化的高速發(fā)展，施工技術的不斷改進，現(xiàn)代橋梁正在日新月異的變化進步著。早在18世紀以前，世界各國的橋梁幾乎全是由石料、木材以及由泥土燒成的磚等天然材料所建成的，其中出現(xiàn)較多的石拱橋跨度幾乎全在30 m之內(nèi)，木梁橋的跨度更是不超過20 m，并且耐久和防火性能也比較差；然而英國的工業(yè)革命徹底改變了橋梁的歷史，一大批的鋼結構橋梁從而如雨后春筍般

21、的出現(xiàn)了；但是隨著混凝土的面世，鋼筋混凝土漸漸的成為了建橋的主要材料，并且一直延續(xù)到今天。</p><p><b>　　設計資料</b></p><p><b>　　2.1.工程概況</b></p><p>　　該橋位于石家莊——清水口干線公路平山縣城西之冶河上，是平山縣的進出咽喉。冶河為滹沱河的重要支流。該流域植被度較高

22、，山區(qū)在50%以上，丘陵坡地因墾為農(nóng)田，為30%左右。本橋位河段屬于山前區(qū)束窄河段，河段順直。河床多由砂夾卵石組成，主流不甚固定。該河段冬日不結冰，常年無斷流，調(diào)查汛期浪高約為1米，實測常水位為120.50米，低水位為120.06米。流量資料見附件。橋址處地質(zhì)資料：表層多為砂夾卵石層，厚度6~15米，較密實。橋位中線斷面起于K0+200，止于K0+732。</p><p>　　氣象、地震資料：氣溫：7月多年平均值

23、32.10C，1月多年平均值－8.10C</p><p>　　風速：ｗ＝18ｍ／ｓ</p><p><b>　　區(qū)域基本烈度：７0</b></p><p><b>　　2.2.方案比選</b></p><p>　　方案一：裝配式預應力混凝土簡支箱梁梁橋</p><p>　　1

24、、孔徑布置 ：橋梁全長510m ，橋?qū)挒閮?+2×1.5m，全橋設計為17跨，每跨30m，每跨之間設8cm伸縮縫。橋面設有1.5％的橫坡，不設縱坡。</p><p>　　2、主梁構造：采用單箱雙室結構，梁高1.7m,邊腹板0.2m,中腹板0.5m,頂板長12m,厚0.25m,底板長8m，厚0.22m.</p><p>　　3、下部構造 ：采用雙圓柱式的橋墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為

25、埋置式輕型橋臺。</p><p>　　4、施工方案 ：全橋采用預制裝配式的施工方法。</p><p>　　方案二：預應力連續(xù)T梁橋</p><p>　　1、孔徑布置 ：橋梁全長530m ，橋?qū)挒閮?+2×1.5m，全橋設計為5聯(lián)，每聯(lián)為3跨30m預應力T梁，兩邊梁跨徑為40m,每聯(lián)之間設10cm伸縮縫。橋面設有1.5％的橫坡，不設縱坡。</p>

26、<p>　　2、主梁構造：主梁的間距2.40m，預制T梁寬1.4m，預制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設后再現(xiàn)澆，中心的梁高1.70m，肋厚0.40m，馬蹄寬0.60m，高0.40m，T梁翼緣端部厚為0.25m，翼緣根部厚0.50m。邊梁腹板為矩形，腹板厚度為0.6m,橫隔板間距為8米。橋面設有1.5％的橫坡。</p><p>　　3、下部構造 ：采用雙圓柱式的橋墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為埋置式輕型橋臺

27、。</p><p>　　4、施工方案 ：先簡支后連續(xù)。</p><p>　　方案三：預應力連續(xù)箱梁橋</p><p>　　1、孔徑布置 ：橋梁全長530.3m ，橋?qū)挒閮?+2×1.5m，全橋設計為3聯(lián)，每聯(lián)為4跨35m預應力箱梁，每跨之間設10cm的伸縮縫。橋面設有1.5％的橫坡，不設縱坡。</p><p>　　2、主梁構造：采用

28、單箱雙室結構，梁高2.2m,邊腹板0.3m,中腹板0.6m,頂板長12m,厚0.25m,底板長8m，厚0.25m.</p><p>　　3、下部構造 ：采用雙圓柱式的橋墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為埋置式輕型橋臺。</p><p>　　4、施工方案 ：滿堂支架現(xiàn)澆施工方法。</p><p><b>　　方案確定</b></p><

29、;p>　　連續(xù)梁橋具有比簡支梁橋行車平順舒適，抗震能力強，力學性能好且連續(xù)大箱梁比連續(xù)T梁擁有更好的受力性能，所以最終方案定位方案三即連續(xù)預應力連續(xù)箱梁。</p><p><b>　　2.3.結構構造</b></p><p>　　橋梁上部結構為連續(xù)等跨徑等截面的預應力箱梁，計算跨徑為35m,每聯(lián)4跨，共3聯(lián)，兩邊為跨徑55m的箱梁，橋長共計530.3m,橋?qū)挒閮?/p>

30、9+2×1.5m，橋面鋪裝為70cm防水混凝土加100cm瀝青混凝土。</p><p>　　下部結構為雙圓柱式墩臺，直徑為1.5m，樁為鉆孔灌注樁群樁基礎，直徑為1.65m。</p><p>　　2.4. 主要材料及性能指標</p><p>　　2.4.1. 混凝土</p><p>　　瀝青混凝土：用于橋梁上部結構的橋面鋪裝。<

31、;/p><p>　　C50混凝土：主梁。</p><p><b>　　2.4.2. 鋼材</b></p><p>　　預應力鋼絞線采用（GB/T5224-2003）標準的鋼絞線，鋼絞線直徑為15.2mm，公稱面積140mm2。</p><p>　　鋼筋采用符合《鋼筋混凝土用鋼第Ⅰ部分：熱軋光圓鋼筋》 GB1499.1-200

32、8要求的R235鋼筋和《鋼筋混凝土用鋼第Ⅱ部分:熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2-2007要求的HRB335鋼筋，鋼板采用Q235。</p><p>　　2.4.3. 其他材料</p><p>　　伸縮縫：本橋采用模數(shù)式系列伸縮縫</p><p>　　支座：主橋支座采用GPZ（Ⅱ）系列盆式橡膠支座。</p><p>　　預應力管道：現(xiàn)澆箱梁縱向

33、預應力管道采用塑料波紋管。</p><p>　　2.5. 設計標準及設計規(guī)范</p><p><b>　　設計標準：</b></p><p>　　1、道路等級：遠期一級公路</p><p>　　2、橋梁設計基準期：100年</p><p>　　3、橋梁設計安全等級：一級</p>&l

34、t;p><b>　　4、環(huán)境類別：Ⅱ類</b></p><p>　　5、橋梁設計洪水頻率：1%</p><p>　　6、橋面凈空：凈9+2×1.5m</p><p>　　7、橋面橫坡：雙向，i=1.5% </p><p>　　8、設計荷載：公路Ⅰ級</p><p>　　9、滿足河道

35、泄洪要求，不通航</p><p><b>　　設計規(guī)范</b></p><p>　　1、《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60—2004）</p><p>　　2、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62—2004）</p><p>　　3、《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG D63—2007

36、）</p><p>　　4、《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041－2000）</p><p>　　5、《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）</p><p><b>　　上部結構尺寸擬定</b></p><p>　　3.1. 橋型整體布置</p><p>　　主梁采用4跨一聯(lián)，每跨長

37、35m,每聯(lián)長140m，共3聯(lián)，其橋向結構如下</p><p>　　圖3.1-1橋每聯(lián)結構</p><p>　　3.2. 主梁橫截面形式及尺寸</p><p><b>　　跨中橫截面形式</b></p><p>　　圖3.2-1跨中橫截面</p><p>　　跨中毛截面特性：面積8.145，抗彎慣

38、性矩5.706，抗扭慣性矩14.2，形心軸距上0.94m，距下1.24m。</p><p><b>　　支點處橫截面形式</b></p><p>　　底板加厚到28cm,其余構造同跨中橫截面形式。</p><p><b>　　主梁結構計算</b></p><p>　　4.1.箱型梁橋的有效寬度計算&

39、lt;/p><p>　　根據(jù)規(guī)范采用等效寬度法考慮梁剪力滯效應:</p><p>　　1、連續(xù)梁各跨中部梁段：bmi=ρfbi</p><p>　　2、連續(xù)梁邊支點及中間支點:bmi=ρsbi</p><p>　　4.1.1.橋的剪力滯計算</p><p>　　如下圖所示，將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如下圖所示的的各種小梁，分別

40、進行計算。</p><p>　　圖4.1-1梁橫截面分割圖</p><p>　　1、 箱梁的邊肋翼緣有效寬度計算（按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》第4.2.3條進行計算）</p><p>　　計算欲求截面位置處的理論跨徑Li：邊跨：L1=0.8L=0.8×35=28m；</p><p>　　中跨：L2=0.6L=0.6

41、×35=21m； </p><p>　　計算翼緣實際寬度與理論跨徑之比bi/Li：</p><p>　　邊跨：b1/L1=2/28=0.071 b2/L1=1.7/28=0.061；</p><p>　　中跨：b1/L2=2/21=0.095 b2/L2=1.7/21=0.081；</p&g

42、t;<p>　　按算得的bi/Li和下圖的曲線圖查對應的ρf值，在按式bmi=ρfbi計算所求截面的翼緣有效寬度bmi。</p><p><b>　　圖4.1-2曲線圖</b></p><p>　　邊跨：當b1/L1=0.071時，ρf =0.96 bm1=0.96×2=1.92m；</p><p>　　當b2/L1

43、=0.061時，ρf =0.98 bm1=0.98×1.7=1.67m；</p><p>　　中跨：當b1/L2=0.095時，ρf =0.90 bm1=0.90×2=1.8m；</p><p>　　當b2/L2=0.081時，ρf =0.93 bm2=0.93×1.7=1.58m；</p><p>　　所以，邊肋翼緣有效寬度

44、為：邊跨：bm1+bm2+0.3=1.92+1.67+0.3=3.89m；</p><p>　　中跨：bm1+bm2+0.3=1.8+1.58+0.3=3.68m；</p><p>　　2、箱梁的中肋翼緣有效寬度計算</p><p>　　計算欲求截面位置處的理論跨徑Li： 邊跨：L1=0.8Ls=0.8×35=28m；</p><p&

45、gt;　　中跨：L2=0.6Ls=0.6×35=21m；</p><p>　　計算翼緣實際寬度與理論跨徑之比bi/Li：</p><p>　　邊跨：b1/L1=1.7/28=0.061 b2/L1=1.7/28=0.061； </p><p>　　中跨：b1/L2=1.7/21=0.081 b2/L2=1.7/21=0.081；

46、</p><p>　　按算得的bi/Li和上圖的曲線圖查對應的ρf值，在按式bmi=ρfbi計算所求截面的翼緣有效寬度bmi。</p><p>　　邊跨：當b1/L1=0.061時，ρf =0.98 bm1=0.98×1.7=1.67m；</p><p>　　當b2/L1=0.061時，ρf =0.98 bm1=0.98×1.7=1.67m；

47、</p><p>　　中跨：當b1/L2=0.081時，ρf =0.93 bm1=0.93×1.7=1.58m；</p><p>　　當b2/L2=0.097時，ρf =0.93 bm1=0.93×1.7=1.58m；</p><p>　　所以，中肋翼緣有效寬度為：邊跨：bm1+bm2+1=1.67+1.67+0.6=3.94m；<

48、/p><p>　　中跨：bm1+bm2+1=1.58+1.58+0.6=3.76m；</p><p>　　綜上所述可得： 邊跨: A=7.95 I=5.4 型心軸距上0.94m 距下1.26m；</p><p>　　中跨: A=7.79 I=5.3 型心軸距上0.5002m 距下0.9998m；</p><p>　　4.2.結構內(nèi)

49、力計算</p><p>　　結構內(nèi)力包括梁自重內(nèi)力，二期內(nèi)力，活載內(nèi)力以及溫度和支座沉降等次內(nèi)力。下面進行分別計算并進行各種內(nèi)力組合。</p><p>　　4.2.1.恒載內(nèi)力計算</p><p>　　一期恒載即梁的自重計算：</p><p>　　計算上部結構毛截面特性由CAD得：面積A= 8.145 慣矩I=5.7；</p>

50、<p><b>　　恒載集度：；</b></p><p>　　二期恒載及橋面鋪裝和附屬結構計算：</p><p><b>　　瀝青混凝土：；</b></p><p><b>　　防水混凝土：；</b></p><p><b>　　人行道欄桿：；</b&

51、gt;</p><p>　　總恒載集度：一期恒載+二期恒載：</p><p><b>　　總恒載集度：</b></p><p>　　圖4.2-1恒載作用下的彎矩圖</p><p>　　圖4.2-2恒載作用下的剪力圖</p><p>　　表4.2-1恒載作用下的內(nèi)力（因?qū)ΨQ只列1、2跨）</p

52、><p>　　4.2.2.活載內(nèi)力計算</p><p>　　荷載設計等級是：公路Ⅰ級，所以根據(jù)規(guī)范求得：均布荷載標準值為qk=10.5kN/m,</p><p>　　集中荷載標準值為Pk=300kN</p><p><b>　　沖擊系數(shù)的計算：</b></p><p>　　根據(jù)規(guī)范給定的公式計算。&l

53、t;/p><p>　　這個計算式中 — 橋梁整體結構的計算跨徑（）；</p><p>　　—橋梁整體結構的主梁材料彈性模量（）；</p><p>　　—橋梁的跨中截面抗彎慣性矩（）；</p><p>　　—主梁結構的單位長度質(zhì)量（）；</p><p>　　—主梁結構跨中處延米的重量（）；</p><p

54、>　　帶入數(shù)據(jù)求得 ： </p><p>　　根據(jù)《公路橋涵通用設計規(guī)范》4.3.2中的規(guī)定，沖擊系數(shù)可按下式計算μ值：</p><p>　　當＜1.5Hz時， μ=0.05</p><p>　　當1.5Hz≤≤14Hz時， </p><p>　　當＞14Hz時，

55、μ=0.45</p><p>　　式中 ——結構基頻（Hz）。</p><p>　　求得：正彎矩效應： 0.26</p><p>　　負彎矩效應： 0.34</p><p>　　汽車荷載用車道荷載，橋面布置雙向兩車道，兩邊有人群荷載。</p><p>　　表4.2-2主梁汽車活載內(nèi)力匯總表</p>&l

56、t;p>　　表4.2-3主梁人群活載內(nèi)力匯總表</p><p>　　4.2.3.次內(nèi)力計算</p><p>　　橋梁的次內(nèi)力包括混凝土的收縮徐變，溫度引起的次內(nèi)力以及支座沉降等引起的次內(nèi)力，收縮徐變在邁達斯計算軟件中已經(jīng)自動考慮，下面著重分析溫度和支座沉降引起的次內(nèi)力。</p><p>　　4.2.3.1.溫度次內(nèi)力計算</p><p>

57、;　　根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》規(guī)定中查得混凝土鋪裝為10CM瀝青混凝土豎向溫差計算的溫差基數(shù)T1=14 0C，T2=5.5 0C，線膨脹系數(shù)α=0.00001。（以全橋跨為例，截面特性取成橋階段計算）</p><p>　　圖8-11 溫度梯度圖</p><p>　　表4.2-4溫度次內(nèi)力計算結果表</p><p>　　4.2.3.2.支座沉降</p>

58、<p>　　支座在不均勻沉降中會產(chǎn)生反力，本聯(lián)五個支座控制在每個最多沉降0.01cm,由此計算沉降組合，輸出結果如下：</p><p>　　表4.2-5基礎沉降內(nèi)力的最不利組合</p><p><b>　　4.3.內(nèi)力組合</b></p><p>　　不考慮預加力引起的結構次內(nèi)力和混凝土收縮徐變次內(nèi)力，按照橋規(guī)，根據(jù)可能出現(xiàn)的荷載

59、選擇了承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)作用短期效應組合和正常使用極限狀態(tài)作用長期效應組合進行內(nèi)力組合。</p><p>　　4.3.1.承載能力極限狀態(tài)組合</p><p>　　承載能力極限狀態(tài)組合</p><p>　　1.2×恒載.+1.4×汽車荷載.+0.6×（0.8×人群荷載.+1.4×溫度次內(nèi)力.+1.4&

60、#215;基礎沉降次內(nèi)力.），結果如下表：</p><p>　　表4.3-1承載能力極限狀態(tài)組合</p><p>　　4.3.1.正常使用極限狀態(tài)組合</p><p>　　1、作用短期效應組合</p><p>　　恒載.+0.7×汽車荷載.+1.0×人群荷載.+0.8×溫度次內(nèi)力.+1.0×基礎沉降次內(nèi)

61、力，結果如下表：</p><p>　　表4.3-2短期效應組合內(nèi)力</p><p>　　4.3.2.正常使用極限狀態(tài)組合</p><p>　　2、作用長期效應組合：</p><p>　　恒載.+0.4×汽車荷載.+0.4×人群荷載.+0.8×溫度次內(nèi)力.+1.0×基礎沉降次內(nèi)力，結果如下表：</p

62、><p>　　表4.3-3長期效應組合內(nèi)力</p><p>　　預應力鋼束的計算與布置</p><p>　　5.1.預應力筋的計算</p><p>　　本橋按全預應力混凝土設計，本設計預應力鋼筋選用Ø15.2mm鋼絞線，抗拉強度標準值=1860MPa，抗拉強度設計值=1260MPa，抗壓強度設計值=390MPa。</p>

63、<p>　　全預應力混凝土梁按作用短期效應組合進行正截面抗裂性驗算，計算所得的正截面混凝土法向拉應力應滿足σpc≤0的要求，按20%的預應力損失由此得到：</p><p>　　σst-0.80σpc≤0</p><p>　　σpc =0.8（+）</p><p>　　式中σst—構件抗裂驗算(在作用短期效應組合下)邊緣混凝土的法向拉應力；</p>

64、;<p>　　Npe—使用階段預應力.鋼筋永存應力的合力；</p><p>　　σpc—在構件.抗裂邊緣.產(chǎn)生的混凝土預壓應力；</p><p>　　Ms—按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩值；</p><p>　　A—混凝土構件等效截面面積；</p><p>　　ep—預應力鋼筋的合力作.用點至截面重.心軸的距離。<

65、/p><p>　　I—構件構件.等效.截面抗彎慣性矩</p><p>　　根據(jù)作用短期效應組合時的包絡吐選取應力值較大點為控制截面，即邊跨最大彎矩處、支座位置、中跨跨中。由上式可得到全預應力混凝土梁滿足抗裂驗算所需的有效預加力，即.</p><p>　　支座位置Npe≥=50131.4KN</p><p>　　中跨跨中Npe≥=31430.7KN

66、</p><p>　　邊跨最大正彎矩處 Npe≥=28580KN</p><p>　　其中 σst邊 = 5.637× KN/m3</p><p>　　σst支= -8.172× KN/m3</p><p>　　σst中 =7.431× KN/m3</p><p>　　等效 I =5.

67、2</p><p><b>　　y上=0.94m</b></p><p><b>　　y下=1.26m</b></p><p>　　等效截面 A=7.405m2</p><p><b>　　=0.87 m</b></p><p><b>　　=

68、1.12 m</b></p><p>　　求得Npe的值后，再由張拉控制應力=1260MPa就可以估算出所需的預應力鋼筋的總面積。</p><p>　　邊跨應力極值點：==28580/1260000=0.0227</p><p>　　支點：==50131.4/1260000=0.05</p><p>　　中跨跨中：==31430.

69、7/1260000=0.025</p><p>　　5.2.預應力鋼束的布置</p><p>　　連續(xù)梁預應力鋼束的配置不僅要滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62-2004構造要求</p><p>　　根據(jù)估算的鋼筋面積，在邁達斯中調(diào)試鋼筋面積和形狀，最后得到：采用兩次張拉，第一次張拉從0到84m,鋼絞線為直徑15.2mm，公稱面積140m

70、m2共105.根作為一束，張拉17束，兩邊張拉，預應力鋼束錨.下最大控制應力σcon=0.75×1860=1395MPa，標準強度，計算彈性模量，松弛.率為2.5%；第二次張拉從84m到140m,鋼絞線為直徑15.2mm，公稱.面積140mm2共105根作為一束，張拉17束，一邊張拉，預應力鋼束錨下最大控制應力σcon=0.75×1860=1395MPa，標準強度。其鋼筋形狀見CAD附圖。</p>&l

71、t;p><b>　　錨具的型號選擇</b></p><p>　　表5.2-1錨具的型號選擇</p><p>　　預應力損失與有效預應力的計算</p><p>　　6.1.錨具變形損失</p><p><b>　　錨具變形損失</b></p><p>　　有錨具變形、鋼筋

72、回縮和接縫壓縮值引起的應力損失，可按下式計算：</p><p>　　—---錨具的.變形量6 </p><p>　　—---錨固那段到張拉.那端至之間的長度</p><p>　　—---被張拉的預.應力筋彈性模量</p><p><b>　　6.2.摩阻損失</b></p><p><b&

73、gt;　　摩阻損失</b></p><p>　　預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦引起的預應力損失可按下式計算：</p><p>　　—---張拉鋼筋時.錨下的控制應力，</p><p>　　—---預應力鋼筋與.管道壁之間的摩擦系數(shù)，</p><p>　　—---從張拉.端至計算截面曲線管道.部分切線的夾角之和，以rad計，</

74、p><p>　　—---管道每米.局部偏差對摩擦.的影響系數(shù)，</p><p>　　—---從張拉端.至計算截面的.管道長度.</p><p>　　6.3.混凝土的彈性壓縮</p><p><b>　　混凝土的彈性壓縮</b></p><p>　　后張拉預應力混凝土構件.的預應力鋼筋采用分批長.拉時

75、，先張拉的鋼筋由于張拉后批鋼筋所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失，可按下式計算：</p><p>　　—在先張拉鋼筋重心處，由后張拉的鋼筋而產(chǎn)生的混凝土法向應力；</p><p>　　—預應力鋼筋與混.凝土彈性模量比。</p><p>　　6.4.鋼束松弛損失</p><p><b>　　鋼束松弛損失</b></

76、p><p>　　此項預應力損失可根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋梁設計規(guī)范》JTG D62-2004表6.2.6條規(guī)定，鋼絞線按下列公式計算。</p><p>　　對于鋼絲、鋼絞線，本設計中采用</p><p>　　式中：—張拉系數(shù)，一次張拉時，；超張拉時，</p><p>　　—--鋼筋松弛系數(shù)，級松.弛（普通松弛），；級松.弛（低松弛）；

77、</p><p>　　—--傳力錨固時鋼筋應力，對后張.法構件；對先張法構件， 。</p><p>　　6.5.收縮徐變損失</p><p><b>　　收縮徐變損失</b></p><p>　　由混凝土收縮徐變引起的預應力鋼筋</p><p><b>　?。?1.1）</b>

78、;</p><p><b>　?。?1.2）</b></p><p><b>　　（8.7）</b></p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　式中：、—構件受拉、受壓全部縱向鋼筋.截面.重心處由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失;</p>

79、<p>　　—構件受拉、受壓全部縱.向鋼筋重心處由預.應力產(chǎn)生的混凝土法向應力;</p><p>　　—截面回轉半徑，,后張法采.用凈截面特性</p><p>　　—構件受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼.筋截面重心至構件截面重心的距離；</p><p>　　—預應力鋼筋傳力錨固齡期為，計算考.慮的齡期為時的混凝土收縮、徐變，其終極值可按 《公路鋼筋混凝土及預應

80、力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62-2004中表6.2.7取用。</p><p>　　—加載齡期為，計算.考慮的齡期為時的徐變系數(shù)，可按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62-2004中表6.2.7取用。</p><p>　　6.6.有效預應力的計算</p><p>　　預應力損失的.最后結果應.列表給出各截面的各項預應力損失、張拉錨固階段和使

81、用階段的有效應力以及使用階段扣.除全部損失的有效預應力值。</p><p>　?。ㄊ褂秒A段扣除全部損失的有效預應力值）</p><p>　　(張拉錨固階段的有效應力)</p><p>　　對每一鋼束在施工.階段內(nèi)計算鋼束沿程的.預應力損失，進行到各鋼束在階段內(nèi)的應力沿程分布。程序中為了表述和計算方便，將鋼束分成3組，即左腹板鋼束組1，中腹板剛數(shù)組2和右腹板鋼束組3，

82、通過midas,可以得到下表:</p><p>　　表6.6-1鋼束的預應力損失及有效預應力的計算</p><p><b>　　內(nèi)力驗算</b></p><p>　　預應力混凝土.梁從預加力開始到承載.破壞，須經(jīng)受預加應力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞階段.等四個受力階段，為保證主梁.受力可靠并予以控制，應對控制.截面進行各個階段的驗算。驗.算

83、中用到的計算內(nèi)力值為第七.章內(nèi)力組合值。本章后續(xù)內(nèi)容為：先進行破.壞階段（即承載能力極限狀態(tài)下）的截.面強度驗算。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62-2004對于.全預應力橋梁在使用荷載作用下，只要截面不出現(xiàn)拉應力就不必進行抗裂性計算。</p><p>　　7.1.持久狀況承載力極限狀態(tài)驗算</p><p>　　7.1.1.正截面抗彎承載能力驗算</p&g

84、t;<p>　　正截面抗彎承載能力驗算</p><p>　　在承載能力極限狀.態(tài)下，預應力混凝土梁沿正截面.和斜截面都有可能產(chǎn)生破壞，本設計值驗算正截面.的強度，斜截面強度忽略不計。</p><p>　　箱型截面受彎構件的正截面承載能力.可參照T形截面計算，由于本設計為考慮普通鋼筋，故其正截面抗彎承載能力按.下列規(guī)定進行計算時也不考慮普通鋼筋的影響，所以有：</p>

85、;<p>　　a、當符合下列條件時</p><p><b>　　（9.1）</b></p><p>　　應以寬度為的矩形截面按下面公式計算正截面抗彎承載能力:</p><p>　?。?.2）混凝土.受壓區(qū)高度應按下式計算：</p><p>　　（9.3）截面受壓.區(qū)高度應符合下列要求：</p>

86、<p>　　（9.4）當受壓區(qū)配有縱向普通鋼.筋和預應力鋼筋，且預應力鋼筋受壓為正時</p><p><b>　　（9.5）</b></p><p>　　當受壓區(qū)僅配縱向.普通鋼筋或配普通鋼筋和.普通預應力鋼筋，且預應.力鋼筋受拉即為負時（9.6）</p><p>　　b、當不符合公式（9.1）的條件時，計算中.應考慮截面腹板.受壓

87、的作用，其正截面抗彎承載力應.按下列規(guī)定計算： </p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　此時，受壓區(qū)高度應按下列公式計算，應符合（9.4）、（9.5）、(9.6)的要求。</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　式中 按《公路鋼筋混凝土及預

88、應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTG D62-2004第4.2.2條規(guī)定采用。</p><p>　　表7.1-1 正截面抗彎承載能力驗算</p><p>　　7.1.2.斜截面抗剪承載能力驗算</p><p>　　斜截面抗剪承載能力驗算 </p><p>　　計算受彎構件斜截面的抗剪承載力時，其計算位置應按下列規(guī)定采用：</p>&l

89、t;p>　　1、 連續(xù)梁靠近邊支點的梁段</p><p>　　a. 距離支座.中心h/2處的截面；</p><p>　　b. 受拉區(qū)得.彎起鋼筋彎起點處的截面；</p><p>　　c. 錨于受拉區(qū)的縱向鋼.筋開始不受力處的截面；</p><p>　　d. 箍筋數(shù)量或.間距改變出的界面；</p><p>　　e.

90、 構件腹板的.寬度變化的截面。</p><p>　　2、 連續(xù)梁近中.間點支點梁段</p><p>　　a. 支點的橫隔梁.邊緣處的截面</p><p>　　b. 變高度梁的.高度突變處的截面</p><p>　　3、 矩形、T形和I.形截面的受彎構件，當配置箍筋和晚.期的鋼筋時，其斜截面的抗剪承載力計算應符合下列規(guī)定：</p>

91、<p>　　圖13-1 斜截面抗剪能力驗算</p><p>　　表7.1-2 斜截面抗剪承載能力驗算</p><p>　　第八章 持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算</p><p>　　持久狀況正常使.用極限狀態(tài)應力驗算</p><p>　　公路橋涵的持久狀.況設計應該按照正常使用的極限狀態(tài).的要求，采用作用短期的效應組合、長期的效

92、應組.合或短期的效應組合并.考慮長期的效應組合的影響，對構件的抗裂、裂縫寬度和.撓度進行的驗算，并使各項的計.算值不超.過本規(guī)范的各相應的限值。由于本橋采.用全預應力的設計，因此不需要進.行裂縫寬度的驗算。</p><p>　　8.1.使用階段正截面抗裂驗算</p><p>　　使用階段正截面抗裂驗算 </p><p>　　正截面的抗裂應對構件的正截面混凝土的拉應力

93、進.行驗算，并應符合下列要求：</p><p>　　全預應力的混凝土構件，在.作用（或荷載.）短期效應組合下預制構件，</p><p>　　分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構件，</p><p>　　受彎構件由作用（或荷載）產(chǎn)生的截面.抗裂驗算邊.緣混凝土的法向拉應力，應按下列公式計算：</p><p>　　式中 —按作用（或荷載）短期效應組合計

94、算的彎矩值；</p><p>　　—按荷載長期效應組.合計算的彎矩值，在組合的活荷載彎.矩僅考慮汽車、人群等直接作用于構件的荷載產(chǎn)生的彎矩值。</p><p>　　注：后張法構件在計算.預施應力階段由于構件自.重產(chǎn)生的拉應力時，公式中的可改為，為構件凈截面抗裂驗.算邊緣的彈性抵抗矩。</p><p><b>　　公式中的的計算：</b><

95、/p><p><b>　　有效預應力的計算：</b></p><p>　　表8.1-1使用階段正截面抗裂驗算</p><p>　　8.2.使用階段斜截面抗裂驗算</p><p>　　斜截面的抗裂應對構件.斜截面的混凝土的.主拉應力進行驗算，并應符合下列的要求：</p><p>　　全預應力的.混凝土構

96、件，在作用（或荷載）短.期效應組合下的預制構件：</p><p>　　現(xiàn)場澆筑（包括預制拼裝）構件：</p><p>　　式中 —在作用（或荷載）短期.的效應組合下構件的.抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力；</p><p>　　—混凝土的.抗拉強度標準值。</p><p>　　預應力混凝土受.彎構件由作用（或荷載）短期的.</p>

97、<p>　　效應組合和預加力產(chǎn)生的混凝土主拉應力和主壓應力，應按下列公式計算：</p><p><b>　　或 </b></p><p>　　表8.2-1使用階段斜截面抗裂驗算</p><p>　　8.3.預應力鋼筋的拉應力驗算</p><p>　　預應力鋼筋中的拉應力驗算 </p><

98、;p>　　式中 —預應力鋼筋的彈.性模量與混凝.土的彈性模量的比值；</p><p>　　—受拉區(qū)預應力鋼.筋扣除全部預應力.損失后的有效應力；</p><p>　　—混凝土的法.向拉應力；</p><p>　　—預應力鋼.筋的應力。</p><p>　　表8.3-1預應力鋼筋中的拉應力驗算</p><p>　　

99、8.4.使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算</p><p>　　使用階段預應力混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算 </p><p>　　受壓區(qū)混凝土的最大壓應力</p><p><b>　　或</b></p><p>　　式中 —由預加力產(chǎn).生的混凝土法向拉應力；</p><p>　　—

100、混凝土.法向壓應力；</p><p>　　MK—按荷載標準.值組合計算的彎矩值；</p><p>　　注：后張法的構件.在計算預施應力階段由.構件自重產(chǎn)生.的法向拉（壓）應力時，W0可改用Wn。</p><p>　　表8.4-1混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算</p><p>　　8.5.使用階段預應力混凝土斜截面主壓應力驗算</p&g

101、t;<p>　　混凝土的主壓應力應符合下式規(guī)定：</p><p>　　其中預應力混凝土受彎的.構件由荷載標準值和預加力.產(chǎn)生的混凝土主壓應力可按下式計算，</p><p>　　表8.5-1 混凝土受壓區(qū)混凝土最大壓應力驗算</p><p><b>　　撓度的計算</b></p><p><b>　

102、　9.1.撓度計算</b></p><p><b>　　撓度計算 </b></p><p>　　除了對結構進.行應力的驗算外，還需要對.結構的變形進行驗算，根據(jù)〈〈公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范〉〉JTG D62—2004 的第6.5.4條相關規(guī)定： 預應力鋼筋的.混凝土受彎的構件，計算其.長期的撓度值時，在消除結.構的自重而產(chǎn)生的長期撓度.后梁

103、式橋主梁的最.大撓度處不應該超過計算跨徑的1/600.。</p><p>　　由midas計算結果，可查得：</p><p><b>　　在活載的作用下：</b></p><p>　　邊跨跨中的最大正撓度為0.001530.m,最大負撓度為-0.004795.m.</p><p>　　中跨跨中.的最大正撓度為0.0019

104、47.m,最大負撓度為-0.003552m.</p><p>　　按規(guī)定，<<預規(guī)>>第6.5.3 條：當采用C40～C80 混凝土時，=1.45～1.35，中間的強度等級可按.直線內(nèi)插取值。</p><p>　　為撓度.長期增長系數(shù)</p><p>　　所以， -C50 混凝土的長.期增長系數(shù) 取1.425,</p><

105、p>　　a) 邊跨跨中截面</p><p>　　最大的變形乘以混凝土長期增長系數(shù)為：</p><p>　　1.425=1.425×（0.00153+0.004795.）=0.006325.<×29.92=0.04987m(滿足)</p><p><b>　　b) 中跨跨中截面</b></p>&l

106、t;p>　　最大的變形乘.以混凝土長期.增長系數(shù)為：</p><p>　　1.425=1.425×（0.001947.+0.003552）=0.005499<×30=0.05m(滿足)</p><p><b>　　第十章 結論</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，初步解決了冶河大橋的設計問題，本畢業(yè)設

107、計主要包含上部的結構設計。 在橋梁選型，結構布置，橋梁安全驗算等方面取得了初步成果。</p><p>　　上部的結構設計，擬定了結構的主梁的尺寸，并且通過應用midas進行計算、模擬施工的階段并且完成計算。根據(jù)設計的資料，將每聯(lián)分為 4 跨，截面為獨立的單箱雙室箱型截面。在midas中將橋梁故分為88個單元，89個節(jié)點，并在1、23、45、67、89節(jié)點處設置支撐，然后計算了主梁的內(nèi)力，有恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力。 最

108、后是預應力鋼筋的調(diào)試，調(diào)試的結果驗算通過后，按照規(guī)范的要求，將計算所得預應力損失進行組合，結合已經(jīng)算得的截面特性，最后算得到截面控制部位的內(nèi)力，并驗算正截面的抗裂性是否合格。</p><p>　　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》 (JTG D62-2004) 要求的限制值，本設計對橋梁進行了持久狀況的承載力極限狀態(tài)的驗算和持久狀況下正常使用極限狀態(tài)的驗算，并已全部通過，保證了橋梁的使用安全，確保了

109、本設計橋梁的實用性。</p><p>　　第十一章 參考文獻</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 姚玲森.橋梁工程 [M].北京：人民交通出版社，2008.</p><p>　　[2] 項海帆.宏偉發(fā)展前景.橋梁漫筆 [M].北京：中國鐵道出版社，1997.</p>

110、<p>　　[3] 劉西拉.結構工程學科的現(xiàn)狀及展望 [M].北京：人民交通出版社，1997.</p><p>　　[4] 方明山.20世紀橋梁工程發(fā)展歷程回顧及展望橋梁建設 [J].1999，(1)： </p><p><b>　　58~60.</b></p><p>　　[5] 蒙云，盧波.橋梁加固與改造 [M].北京：人民交

111、通出版社，2004.</p><p>　　[6] 王敏.沈成武,聞驥駿.病橋成因的預應力損失研究 [J].[武漢理工大學 學報(交通科技與工程版), 2006,30(1): 103-105.</p><p>　　[7] 李有豐，林安彥.橋梁檢測評估與補強 [M].北京:機械工業(yè)出版社, 2003.</p><p>　　[8] 笵立礎.橋梁工程

112、[M].北京：人民交通出版社，1982.</p><p>　　[9] 笵立礎.預應力混凝土連續(xù)梁橋 [M].北京：人名交通出版社，1988.</p><p>　　[10] Xanthakos Petros . Bridge Substructure and Foundation Design Prentice Hall，1995</p><p>　　[

113、11] Kranakis, Eda Constructing a Bridge: An Exploration of Engineering Culture, Design, and Research in Nineteenth-Century France and America MIT Press (MA) ，1996</p><p><b>　　致謝</b&

114、gt;</p><p>　　大學中最后一次也是最重要的一次作業(yè)--畢業(yè)設計，是每一名即將畢業(yè)走向下一階段新路程同學的墊腳石，我們?yōu)橹畩^斗了將近三個月，這三個月中我得到了指導教師陳順偉老師的不厭其煩的耐心教導，使我們對橋梁的認識又上了一個新的階段，她每一次的輔導都使我們豁然開朗，對問題有了新的解決方向，在這里請允許我向她表示深深的謝意！我還要感謝我的每一名老師，感謝他們對我的幫助，使我得到了專業(yè)知識。</p&

115、gt;<p>　　我還要感謝學校，感謝土木工程學院在這這四年中對我的幫助，使</p><p>　　我在專業(yè)知識以及人際交往能力方面得到提升。</p><p>　　大學四年即將年滿，我們將要離別，依然深深的記得四年來上課時的情形還有考試前的苦讀，畢業(yè)設計更是記憶猶新，還記得每一次遇到問題的無能為力，每一次調(diào)試鋼筋失敗的苦惱，還好還好，我們最終走了過來，感謝感謝，深深的感謝！&l