...wd......wd......wd...題目：五跨預應力連續箱梁設計〔5*30m〕指導教師：吉俊職稱：講師學生姓名：倪傳志專業：土木工程院〔系〕：建筑工程學院完成時間：年月日目錄目錄............................................................................................................................................1摘要............................................................................................................................................3緒論............................................................................................................................................41設計基本資料..........................................................................................................................71.1工程概況...........................................................................................................................71.2設計標準...........................................................................................................................71.3橋梁設計...........................................................................................................................72設計要點及構造尺寸定......................................................................................................92.1設計要點...........................................................................................................................92.2構造尺寸的擬定.............................................................................................................103主梁作用效應的計算............................................................................................................133.1自重作用效應的計算....................................................................................................133.2汽車荷載的效應和人群荷載效應.................................................................................193.3溫度應力及支座沉降內力計算.....................................................................................283.4內力組合.........................................................................................................................304預應力鋼束的估算及布置....................................................................................................394.1采用局部預應力混凝土設計，以邊梁計算為例.........................................................394.2鋼束的布置.....................................................................................................................404.3主梁凈、換算截面幾何特性計算.................................................................................445預應力損失及有效預應力計算............................................................................................465.1基本理論........................................................................................................................465.2預應力損失計算.............................................................................................................466配束后主梁內力計算及內力組合........................................................................................587截面強度驗算........................................................................................................................667.1基本理論.........................................................................................................................667.2計算公式.........................................................................................................................668抗裂驗算................................................................................................................................708.1?公預規?要求..............................................................................................................708.2抗裂計算.........................................................................................................................709持久狀況構件的應力驗算....................................................................................................819.1正截面混凝土壓應力驗算.............................................................................................819.2預應力筋拉應力驗算.....................................................................................................849.3混凝土壓應力驗算.........................................................................................................8510短暫狀況構件的應力驗算..................................................................................................9310.1預加應力階段的應力驗算...........................................................................................9310.2吊裝應力驗算...............................................................................................................94致謝..........................................................................................................................................96參考文獻......................................................................................................................................97附錄英語翻譯......................................................................................................................98摘要連續梁橋是工程上廣泛使用的一種橋型，它不但具有可靠的強度、剛度及抗裂性，而且具有行車舒適平穩，養護工作量小，設計及施工經歷成熟的特點。設計一座橋梁必須從橋跨布設，尺寸擬定，鋼束布置以及施工方法等方面綜合考慮，還要充分考慮設計參數和環境影響。本設計是五跨連續梁橋，截面形式為四片單箱單室預制箱型梁，縱向橫截面；施工方式是先簡支后連續施工的連續梁橋。該設計首先進展恒載、活載及次內力的計算，在此根基上進展荷載組合，繪制彎矩和剪力包絡圖；其次，根據短期效應組合配置預應力鋼筋，并進展預應力損失的計算；最后，對連續梁橋進展驗算，是否滿足設計要求。關鍵詞：設計；連續梁橋；先簡支后連續；預應力AbstractThecontinuousbeambridgeisakindofbridgetypeusedwidelyontheproject.Itnotonlyhasareliablestrength,stiffnessandcracking,butalsohasasmoothjourneycomfortable,conservationworkonthedesignandconstructionexperienceofthecharacteristicsofmaturity.Designabridgemustbelaidacrossfromthebridge-laying,thesizeofthedevelopment,steelbeamlayoutandconstructionmethods,butalsogivefullconsiderationtothedesignparametersandenvironmentalimpact.Thisisadesignforafive-spancontinuousbridge,whosecross-sectionisone-compartmentandnochangingontheroaddirection,constructedbyafterafirstsimply-supported.Thefirstdesignincludesconstantload,theliveloadandthecalculationoftheinternalforces.Onthebasisofaloadcombination,wecandrawmomentandshearenvelopemap.Next,accordingtotheshort-termeffectcombinationdispositionprestressedreinforcement,andcarriesonthelossofprestressthecomputation.Finally,carriesonthecheckingcalculationtothiscontinuousbridge,whethertosatisfythedesignrequirements.KeyWords:design;continuousbridge;afterafirstsimply-supported;prestress緒論0.1預應力混凝土連續梁橋概述預應力混凝土連續梁橋以構造受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其開展：由于普通鋼筋混凝土構造存在不少缺點：如過早地出現裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，構造自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。為了解決這些問題，預應力混凝土構造應運而生，所謂預應力混凝土構造，就是在構造承擔荷載之前，預先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產生的拉應力。自從預應力構造產生之后，很多普通鋼筋混凝土構造被預應力構造所代替。預應力混凝土橋梁是在二戰前后開展起來的，當時西歐很多國家在戰后缺鋼的情況下，為節省鋼材，各國開場競相采用預應力構造代替局部的鋼構造以盡快修復戰爭帶來的創傷。50年代，預應力混凝土橋梁跨徑開場突破了100米，到80年代那么到達440米。雖然跨徑太大時并不總是用預應力構造比其它構造好，但是，在實際工程中，跨徑小于400米時，預應力混凝土橋梁常常為優勝方案。我國的預應力混凝土構造起步晚，但近年來得到了飛速開展。現在，我國已經有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構、連續梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預應力混凝土構造體系。雖然預應力混凝土橋梁的開展還不到80年。但是，在橋梁構造中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷開展，預應力混凝土橋梁構造的運用必將越來越廣泛。連續梁和懸臂梁作比較：在恒載作用下，連續梁在支點處有負彎矩，由于負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩顯著減小，其彎矩與同跨懸臂梁相差不大；但是，在活載作用下，因主梁連續產生支點負彎矩對跨中正彎矩仍有卸載作用，其彎矩分布優于懸臂梁。雖然連續梁有很多優點，但是剛開場它并不是預應力構造體系中的佼佼者，因為限于當時施工主要采用滿堂支架法，采用連續梁費工費時。到后來，由于懸臂施工方法的應用，連續梁在預應力混凝土構造中有了飛速的開展。60年代初期在中等跨預應力混凝土連續梁中，應用了逐跨架設法與頂推法；在較大跨連續梁中，那么應用更完善的懸臂施工方法，這就使連續梁方案重新獲得了競爭力，并逐步在40—200米范圍內占主要地位。無論是城市橋梁、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨河大橋，預應力混凝土連續梁都發揮了其優勢，成為優勝方案。目前，連續梁構造體系已經成為預應力混凝土橋梁的主要橋型之一。然而，當跨度很大時，連續梁所需的巨型支座無論是在設計制造方面，還是在養護方面都成為一個難題；而T型剛構在這方面具有無支座的優點。因此有人將兩種構造結合起來，形成一種連續—剛構體系。這種綜合了上述兩種體系各自優點的體系是連續梁體系的一個重要開展，也是未來連續梁開展的主要方向。另外，由于連續梁體系的開展，預應力混凝土連續梁在中等跨徑范圍內形成了很多不同類型，無論在橋跨布置、梁、墩截面形式，或是在體系上都不斷改進。在城市預應力混凝土連續梁中，為充分利用空間，改善交通的分道行駛，甚至已建成不少雙層橋面形式。在我國，預應力混凝土連續梁雖然也在不斷地開展，然而，想要在本世紀末趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：1)開展大噸位的錨固張拉體系，防止配束過多而增大箱梁構造尺寸，否那么混凝土保護層難以保證，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質量難以提高。2)在一切適宜的橋址，設計與修建墩梁固結的連續—剛構體系，盡可能不采用養護調換不易的大噸位支座。3)充分利用時間的時間價值，采用先簡支后連續的施工方法，可以大大的加快工程的施工進度。另外，在設計預應力連續梁橋時，技術經濟指針也是一個很關鍵的因素，它是設計方案合理性與經濟性的標志。目前，各國都以每平方米橋面的三材〔混凝土、預應力鋼筋、普通鋼筋〕用量與每平方米橋面造價來表示預應力混凝土橋梁的技術經濟指針。但是，橋梁的技術經濟指針的研究與分析是一項非常復雜的工作，三材指標和造價指標與很多因素有關，例如：橋址、水文地質、能源供應、材料供應、運輸、通航、規劃、建筑等地點條件；施工現代化、制品工業化、勞動力和材料價格、機械工業根基等全國基建條件。同時，一座橋的設計方案完成后，造價指針不能僅僅反響了投資額的大小，而是還應該包括整個使用期限內的養護、維修等運營費用在內。通過連續梁、T型剛構、連續—剛構等箱形截面上部構造的比較可見：連續—剛構體系的技術經濟指針較高。因此，從這個角度來看，連續—剛構也是未來連續體系的開展方向?？偠灾?，一座橋的設計包含許多考慮因素，在具體設計中，要求設計人員綜合各種因素，作分析、判斷，得出可行的最正確方案。0.2畢業設計的目的與意義畢業設計的目的在于培養畢業生綜合能力，靈活運用大學所學的各門根基課和專業課知識，并結合相關設計標準，獨立的完成一個專業課題的設計工作。設計過程中提高學生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，到達具備初步專業工程人員的水平，為將來走向工作崗位打下良好的根基。本次設計為(5×30)m預應力砼連續梁，橋面凈寬10.5m，分為兩幅，設計時只考慮單幅的設計。梁體采用由四片梁組成的單箱單室箱型截面，由于預應力混凝土連續梁橋為超靜定構造，手算工作量比較大，且準確性難以保證，所以結合有限元分析軟件—MIDAS進展，這樣不僅提高了效率，而且準確度也得以提高。本次設計的預應力混凝土連續梁采用先簡支后連續法施工。

1設計基本資料1.1工程概況本設計為河南省洛陽市國道3利新區新建公路工程K2+825處實際大橋，本工程全線采用路基寬26米雙向四車道一級公路標準，設計時速為80公里/小時。為了便于施工，上部構造為采用通用跨徑30m裝配式預應力混凝土連續箱梁。1.2設計標準設計荷載：公路—Ⅰ級；設計洪水頻率：1/100；橋面凈寬：2×10.5米；人群荷載3.0kN/m2。1.3橋梁設計1.3.1橋梁方案確實定1)橋孔設計：大橋設計以適用、安全、經濟、協調和美觀為原那么，在選擇孔徑時還根據本地區在自然條件、材料供應和地質情況以及施工要求的使用效果、與自然景觀是否協調等綜合考慮，做到技術可行經濟合理，并盡量做到標準化、系列化和施工機械化。本工程山區段橋梁密度很大橋孔布置時，通盤考慮橋孔附近的其他建筑物，防止個建筑物之間的距離太近，防止造成路基壓實時作業面過小、近距離多處橋頭跳車現象。2)橋梁構造形式：本段內橋梁上部構造形式裝配式局部預應力混凝土連續箱梁，先簡支后連續；下部構造根據不同情況采用柱式墩，橋臺采用樁柱式或肋板式臺，鉆孔灌注樁根基。根據墩高橋梁的樁徑尺寸類型盡量一致，以方便施工。1.3.2主要材料1)混凝土：預制箱梁、現澆接頭、濕接縫、調平層均采用C50號混凝土橋墩橋臺中除承臺、肋身、樁根基采用C25混凝土外，其余均采用C30混凝土。2)鋼材：低松弛高強度預應力鋼絞線采用符合GB/T5224-2003規定，單根鋼絞線直徑15.2mm，公稱面積1402mm，標準強度pkf=1860MPa，彈性模量MPa1095.15PE；一般鋼筋直徑d≥12mm者為HRB335熱軋螺紋鋼，直徑d<12mm者采用R235鋼筋，R235,HRB335鋼筋其規格和技術標準分別符合GB1310-91和GB1499-89之規定；鋼板采用符合GB700-98規定的Q235鋼板。3)錨具及管道成孔：預制箱梁及頂板負彎矩鋼束錨具采用OVM型或其他型號錨具及其配套張拉設備、管道成型采用鋼波紋管。4)支座：箱梁采用符合交通部行業標準JT/T4-2004?公路橋梁板式橡膠支座?之規定的GYZ和4GYZF系列產品。5)伸縮縫：采用D80型鋼縫及D160型模數式伸縮縫裝置。6)防水層：橋面防水層采用路橋用水性瀝青防水涂料。7)橋梁兩側均采用鋼筋混凝土墻式護欄。1.3.3設計要點1)平面布置：橋墩采用徑向布置〔設計線長為標準跨徑〕，橋臺背墻線平行梁端布置，對于同一跨橋盡量采用同一預制梁長，通過梁染之間的現澆接縫在長度變化解決徑向布置內弧外弧不等長的問題，設計保證梁梁之間地現澆接頭最小長度20mm左右。2)弦弧差在調整：同一跨內預制梁為平行布置，梁邊緣與曲線之間存在著差值〔弦弧弓形高〕，調整外緣的距離形成平面線形。3)墩