炎陵至汝城高速公路k-田庄大桥施工图设计--(计算书-开题报告-外文翻译） 132页

毕业设计题目：炎陵至汝城高速公路K15+504田庄大桥施工图设计（二）学生姓名：学号：班级：专业：土木工程（桥梁工程方向）指导教师： (论文)开题报告题目：炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计（二）课题类别：设计□√论文□学生姓名：学号：班级：专业（全称）：桥梁工程指导教师： 一、本课题设计（研究）的目的：1、通过桥梁毕业设计使学生运用所学的课程系统的训练，以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法；2、通过毕业设计的实践，理论联系实践，独立完成设计，不断提高分析问题和解决问题的能力；3.能熟练使用工程绘图软件，能应用计算机对大跨径预应力混凝土变截面箱梁连续刚构桥成桥阶段和施工过程进行计算和分析；4、通过自行编制的计算程序，完成一项或多项结构辅助设计工作以及熟悉桥梁结构电算的一般方法；5、培养独立解决实际问题能力。6、培养严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：(一)、设计原则：梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。我国自五十年代中期开始修建预应力混凝土梁桥,至今已有四十多年的历史,比欧洲起步晚,但近二十年来发展迅速,在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异,预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝一般仅设二道,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小,预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内,上述种种因素使得这种桥型在我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。（二）、桥型比较: 1、梁式桥：梁式桥可根据跨径布置分为三跨连续梁和多跨连续梁；可根据外部约束分为：简支梁、连续梁、固端梁和悬臂梁；可根据内部连接分为：连续梁、T形刚构、连续刚构；还可根据刚度分配分为：等截面梁和变截面梁。如今在较大跨径中，选用较多的为连续梁桥和连续刚构桥。连续梁是一种最古老、最常见的桥型。到工业革命之后，钢材、混凝土等材料应用技术的成熟以及结构体系研究的深入。特别是随着交通业的发展，要求行车平顺舒适，多伸缩缝的简支T梁结构已不能满足要求，现代的连续梁桥在原始概念的基础上得到了极大的发展。连续刚构是由T形刚构桥演变而来的，其结构特点是梁体连续、梁墩固结，有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足大跨度桥梁的受力要求。连续梁桥在20世纪的发展，主要是预应力混凝土连续梁桥的发展。悬臂施工方法在施工是发挥出其优势，如德国修建的Bendorf桥采用薄壁墩的带铰连续刚构体系。2、拱式桥：拱式桥是一种弧形承重结构桥，型式多样，构造各异。按所使用的建筑材料可分为：圬工（砖、石、砼）拱桥、钢筋砼拱桥、木拱桥及钢拱桥。按拱上建筑型式可分为实腹式和空腹式拱桥。前者适合中、小跨径，后者一般适用于大、中跨径。按主拱轴线的线型可分为圆弧拱、抛物线拱及悬链线拱等。按桥面位置可分为上承式拱桥、下承式拱桥和中承式拱桥。将拱脚用系杆连接或与行车道系组合共同受力，可以形成系杆拱。我国工程界习惯于将拱桥按材料和结构型式分为：石拱桥（包括混凝土拱桥）、双曲拱桥、钢筋混凝土箱型拱桥、钢筋混凝土肋拱桥、钢筋混凝土桁架拱桥、钢筋混凝土刚架拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥和钢拱桥。钢管混凝土拱桥近几年在我国发展很快，2000年建成的广州丫髻沙珠江大桥（主跨360m）中承式钢管混凝土拱桥，为世界第一钢管混凝土拱桥。2002年10月合拢的上海卢浦大桥，主跨550m，被誉为世界第一拱，为全焊接钢结构拱桥。我国在建设大跨径拱桥技术方面居世界领先地位。（三）、桥梁的设计技术1、设计理论及规范： 近代桥梁建造，促进了桥梁科学理论的兴起和发展。1857年由圣沃南在前人对拱的理论、静力学和材料力学研究的基础上，提出了较完整的梁理论和扭转理论。这个时期连续梁和悬臂梁的理论也建立起来。桥梁桁架分析(如华伦桁架和豪氏桁架的分析方法)也得到解决。19世纪70年代后经德国人K.库尔曼、英国人W.J.M.兰金和J.C.麦克斯韦等人的努力，结构力学获得很大的发展，能够对桥梁各构件在荷载作用下发生的应力进行分析。这些理论的发展，推动了桁架、连续梁和悬臂梁的发展。19世纪末，弹性拱理论已较完善，促进了拱桥发展。20世纪20年代土力学的兴起，推动了桥梁基础的理论研究。在理论研究的基础上，1978年交通部颁布了我国第一部《公路预应力混凝土桥梁设计规范》,该规范按单一系数极限状态设计理论编制,比以往采用的破坏阶段理论规范前进了一步。1985年交通部颁布了《公路桥涵设计通用规范》,其中《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)将单一系数改成多系数,以塑性理论为基础作强度极限计算,以弹塑性或弹性理论为基础作正常使用极限计算。进入21世纪以来，交通部颁布了交通行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01--2003）、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60--2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62--2004）.与1985年颁布的设计规范相比，无论是在内容上（设计原则，计算方法和构造要求）还是在形式上（术语，符号和计量单位等）都有很大的改变，特别是在钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁的结构设计原则上，由半概率极限状态法改为近似概率极限状态法。（四）、桥梁结构分析专用软件和CAD技术1、自七十年代后期以来,我国桥梁结构分析专用软件和CAD技术得到大力开发和应用。其中包括采用有限元法编制的桥梁通用综合程序以及许多桥梁专用程序,实现设计、计算、绘图一体化,大大提高了计算精度和速度,特别是用于大量重复计算、局部应力分析、设计方案优化。大跨径预应力混凝土桥梁的结构分析设计软件开发和推广应用,适应了我国桥梁建设高速发展的需要。2、计算机技术已被广泛应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制。使得成桥后的线型平顺,符合桥梁的纵向设计标高;桥梁结构的受力状态能与设计计算一致。3、常用的桥梁计算分析软件有桥梁博士，迈达斯，sap2000，金思路，ANSYS。（五）、施工技术1、落地支架法落地支架法现浇施工是早期最常见的混凝土连续梁施工方法之一，此方法的主要优点是 桥梁整体性好、施工简便可靠、不需大型起重设备。其缺点是需要大量施工支架，施工工期长，费用高，需要有较大的施工场地，施工管理复杂。在桥位处地质条件及空间条件较好且连续梁跨数不多的情况下，可采用此方法施工。2、移动模架法移动模架法是利用施工设备在桥位上现浇来进行逐孔施工，周期循环，直到全部完成，多用于桥下通航或者桥下存在的既有交通不能中断的情况下。此方法可免去大型运输和吊装设备，同时构件可在桥梁预制厂生产，桥梁整体性好，施工占地少，机械化程度高，能提高设备的利用率和生产率。移动模架施工的缺点是施工跨径受一定限制，只适合修建６０ｍ以内跨径的多跨长桥，同时，移动模架一次性投资较大，且属于专用设备，需要能多次周转使用，方可获得较好的经济效益。3、悬臂浇筑法悬臂浇筑法采用移动式挂篮作为主要施工机具，以桥墩为中心，对称向两侧逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。悬臂浇筑法具有结构整体性好、可以不受桥下地形条件限制等优点，大部分大跨预应力混凝土桥梁采用悬臂浇筑法施工。4、整孔预制拼装法整孔预制拼装法多用于桥梁跨度变化不大且跨数相对较多的快速施工条件下，适用于简支梁或先简支后连续梁体，岸上多采用架桥机、水中多采用大型浮吊施工。5、节段预制拼装法当桥跨较大、工期较紧而无法采用大型浮吊或悬浇施工时，经过经济比较后往往采用节段预制拼装法施工。在保证质量的前提下节段预制拼装施工可加快进度、节省成本，节段预制方法分为长线预制和短线预制２种。6、转体施工法转体施工法是异位现浇施工的延续，也就是在非桥梁设计轴线位置现浇完成后转体到桥轴线位置的一种施工方法，多用于桥下交通繁忙且不能中断的桥梁施工。7、顶推施工法顶推施工法是预制拼装施工的延续，也就是在预制场完成节段梁的预制，在桥端设置１个拼装台组拼导梁及梁段，利用液压千斤顶将梁体顶推到设计位置。该方法适用于水深、桥高的条件下施工以及高架道路施工。在桥梁主梁为等截面梁等情况下，可省去大量施工脚手 架。采用该方法施工可不中断桥下现有交通，集中管理和指挥，减少高空作业，施工安全可靠，同时可以使用简单的设备建造多跨长桥。（六）、桥梁设计的发展趋势随着高强度钢、高强度混凝土、玻璃钢、碳纤维等太空轻质材料的大量启用，桥梁建筑的主要材料也不断在更新。美国联邦公路署研究中心主任PhillipYen曾说目前的桥梁根据材料分类基本是钢筋混凝土结构和钢结构两大类。我们希望通过发展新材料的性能，能够把桥梁带进更高性能的层面。过去已经发展过碳纤维、玻璃纤维等材料，我们现在发展处的高性能的钢筋混凝土可以突破现在的性能极限，由此可以带来设计的变化。高强度的钢结构可以从以前的36－50KSI达到70－100KSI，它的强度、可焊度、韧度都会加倍，在冷却时还会保持原有的韧度，不会出现脆变。这是高性能材料发展对桥梁的作用。21世纪的桥梁主要材料将采用高强度，高韧性钢材和抑振合金材料，以特殊纤维为辅。日本明石海峡大桥的加劲梁采用780MP焊接时低预热型新型高强度钢板，使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录达到1990米。目前,计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件,使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析,使不同材料的性能发挥到极致;结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时,不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险;依靠科技进步可使设计人员打破常规,采取特殊的结构措施,用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。如跨越地中海的直布罗陀海峡大桥采用了浮桥方案,但不是传统意义上浮在水上的浮桥,而是将桥梁基础放在一个巨大的没于水中的水密舱上,水密舱锚定于海底,其上部结构即为常规桥梁,其反吊桥结构形式首开国际桥式之先河。再如世纪之交中国推出的大跨转体钢管拱桥北盘江大桥,其桥梁结构形式在国际上也是绝无仅有的。21世纪还将出现一种水下密封隧道式桥梁。意大利墨西拿海峡大桥在设计时就有这种比选方案,这种桥下部结构为承台固基,上部结构则是一个沉埋水下管段式密封隧道,这是针对墨西拿海峡大桥常年狂风大浪、恶劣气候而精心选定的桥隧方案。21世纪方兴未艾的结合梁型的桥梁、斜拉桥、悬索桥也将得到长足发展。21世纪建成的新型大桥将头脑灵活,感觉敏捷计算机系统和传感器系统将可以感知风力、气温状况,同时可随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况,桥面还将设有路径传感器,客车无人驾驶时不会偏离车道并能顺利通过大桥.自动收费装置将阻截逃票车辆,交费足额才 可放行。桥体内的传感器可测出大桥各部位的危险及潜在故障,并及时发出警报。严寒冬季桥墩上的自动加热系统将启动吸收地热,将地热传向桥面融化冰雪;超载汽车、列车通过大桥之前,会被装在桥头的传感器感测出来,及时传感到智能装置,桥头放行栅栏将自动关闭,以防桥梁超载发生危险。21世纪的世界,桥梁将成为造福人类,代表社会进步与高度文明的标志性建筑。 三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：（一）、桥型方案1、桥梁设计原则桥梁工程的设计应符合技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理的要求。同时应满足没关、环境保护和可持续发展的要求。2、设计依据①设计荷载：公路Ⅱ级②桥面净宽：0.5m(防撞栏)+7.5m(行车道)+2m（中间带）+7.5m（行车道）+0.5（防撞栏）③通航要求：无通航要求3、设计方案比选第一方案：预应力混凝土变截面连续梁桥（55m+85m+55m）预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主，在竖向荷载作用下无水平反力的结构。它在荷载作用下，支点截面产生负弯矩，从而大大减小了跨中的正弯矩，跨越能力大，适用于桥基良好的场合。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。跨径组合为55m+85m+55m，桥梁全长195m，主梁采用单箱单室，支点处梁高为6.5m，跨中梁高3.1m，顶板厚度40cm，腹板厚度65cm。主桥桥墩为双柱式墩，基础为钻孔灌注桩。整体布置图如下所示。 图1预应力混凝土变截面连续梁桥桥型整体布置图第二方案：预应力混凝土等截面连续梁桥跨境组合为5X39m，桥梁全长195m。梁高为6.5m。主桥采用单箱单室截面，顶板厚度40cm，地板厚度70cm，腹板厚度65cm。主桥桥墩采用双柱式墩。基础为钻孔灌注桩。采用移动模架施工法，使用移动式的脚手架和装配式的模板，在桥上逐孔浇筑施工。当采用移动模架施工时，连续梁分段时的接头部位应放在玩具最小的补位，若无详细计算资料时。可以取L/5处。 图2预应力混凝土等截面连续梁桥桥型整体布置图第三方案：下承式钢管混凝土拱桥本桥采用孔径为195m的下承式钢管混凝土拱桥，内部为超静定体系，外部整体简支，属静定体系，矢高24m，矢跨比为1/8，拱肋间距为13m。拱轴线采用抛物线，采用先拱后梁的施工方法。下部结构采用双拱式墩，钻孔灌注桩。主梁采用单箱双室的箱型截面，其尺寸与拱桥整体布置图如下。 图3下承式钢管混凝土拱桥桥型整体布置图桥梁整体布置图各桥型主要优缺点比较表方案序设计方案一设计方案二设计方案三桥型预应力变截面连续梁桥预应力等截面连续箱梁桥下承式钢管混凝土拱桥孔径布置55m+85m+55m5x39m195m下部结构钻孔灌注桩钻孔灌注桩钻孔灌注桩形式全桥线条简洁桥梁结构形式采用下承式梁明单拱快，与周围环境协调好，一，经济，但不是很美组合结构，户县有没，外观造型比较美观，符合城市桥观。外形轻盈美观。梁要求。施工设备与一般。连续梁悬臂施工主拱施工复杂，体系转移动支架施工较为简单。施工难度存在体系转换换。短短一般施工工期 主桥造价概造价低造价低造价低，先拱后算梁施工困难养护维修少维修少，伸缩徐变大吊杆，钢管防锈综上所述，根据间接、节约、美观等原则，综合考虑,采用预应力混凝土连续梁桥。预应力混凝土连续梁具有较高的性价比，因此，推荐具有成功设计和施工经验、结构新颖、经管效果好、工程造价低、施工期间抗风安全性好、是施工简便可靠。施工工期有保证的方案一，即预应力混凝土连续梁方案。 四、设计（研究）进度计划：第1-2周桥梁工程实习第3-4周方案比选，提交开题报告第7-9周结构计算（成桥阶段计算）第10周施工方法设计第11周成桥阶段设计分析第12-13周荷载组合承载能力分析第14周绘制图纸第15周英语翻译，完成设计提交修改第16周完成修改进行答辩 五、参考文献：[1]JTGD60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[2]JTGD62-2004.公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[3]JTJD63-2005.公路砖石及砼桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2005.[4]JTJ024-85.公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京:人民交通出版社,1985.[5]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2005.[6]叶见署.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,2005.[7]黄平明.混凝土斜梁桥[M].北京:人民交通出版社,1999.[8]席振坤.横向铰接斜梁桥实用计算方法[M].北京:人民交通出版社,1990.[9]贺拴海,谢仁物.公路桥梁荷载横向分布计算方法[M].北京:人民交通出版社,1996.[10]贺拴海.桥梁结构理论与计算方法[M].北京:人民交通出版社,2003.[11]邵旭东.桥梁设计百问[M].北京:人民交通出版社,2001.[12]徐光辉,刘效尧.公路桥涵设计手册丛书-梁桥[M].北京:人民交通出版社,1996.[13]江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册丛书-墩台与基础[M].北京:人民交通出社,1994[14]徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社,2000.[15]徐光辉.桥梁计算示例集---预应力混凝土刚架桥[M].北京:人民交通出版社,1995.[16]程翔云.梁桥理论与计算[M].北京:人民交通出版社,1996.[17]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1992.[18]EricB.Williamson;OguzhanBayrak;CarrieDavis.PerformanceofBridgeColumnsSubjectedtoBlastLoads.I:ExperimentalProgram[J].JournalofBridgeEngineering,2011.16(6):703-710. 指导教师意见签名：月日教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月日 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计（二）摘要依据桥梁设计中的“安全、适用、经济、美观”的四个基本原则以及任务书的要求，通过设计规范规定，设计人对炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥进行了设计。全桥长195米,分三跨，跨径分布为55m+85m+55m预应力变截面混凝土连续梁桥。截面尺寸拟定：桥面宽为18m，单箱单室分离式接卖弄的单幅桥。顶板宽18m，厚40cm，底板宽10m。支点腹板厚度65cm，底板厚度70cm；跨中腹板厚度50cm，底板30cm。支点梁高6m，跨中梁高为3.1m。主梁施工采用悬臂现浇，边跨合龙采用挂篮推进合龙。第一部分进行主梁计算。按照规范及迈达斯软件自动生成进行组合。生成结果包括承载能力极限状态组合和使用阶段极限状态组合。按生成组合值进行配筋计算及预应力筋布置。第二部分通过迈达斯软件进行了使用阶段正截面压应力、使用阶段正截面抗裂验算、使用阶段斜截面抗裂验算、钢筋拉应力验算。第三部分进行了施工图的绘制。关键词：设计；计算；验算ABSTRACT ThedesignerdesignTheConstructionDesigningofTheYanlingtoRuchengbridgeaboutTianzhuanginaccordancewiththefourbasicprinciplesof"safe,suitable,economic,aesthetic"aswellasthemissionstatementofrequirementsandthroughthedesigncode.Full-bridgeis195meterslongandtheschemeof55m+85m+55mthree-spanprestressedconcretecontinuousgirderbridgeistaken.Dimensionofsections:bridgedeckwidthof18m,singleboxsinglechamberseparatedsectionofsingleamplitudebridge.40cmtop18minwidth,thickness,bottomwudtg10m.Supportwebthicknessis65cm,baseplatethickneesof55cm;Acrossthewebthicknessof55cm,backplane30cm.Highbeams:pivotbeamis6mhigh,acrossthecentresillheightof3.1m.Usingcantievercast-in-placegirderconstruction,pushfoldfoldededgeacrossusinghangingbasket.Thefirstpartcalculatesthemainbeam.UsingEccentricCompressionMethodtocalculatethetransverseloaddistributionfactor.InaccordancewiththenormsandMidassoftware,thedesignergeneratesthecombinationtogenerateresults.Itincludesbearingcapacitylimitstatecombinationsandusephaselimitstatecombinations.CalculationandarrangementofReinforcementisaccordingtotheresults.Thesecondpartincludethecheckingofnormalsectioncompressivestress,normalsectioncrackresistance,diagonalcrackingresistanceinusingphaseandreinforcedstress.ThethirdpartincludeConstructiondrawings.Keywords:design;calculation;checking 目录1方案拟定与必选.........................................................................................................................11.1工程使用要求.....................................................................................................................11.1.1技术标准...............................................................................................................11.1.2采用规范...............................................................................................................11.2设计方案..............................................................................................................................11.2.1第一方案...............................................................................................................11.2.2第二方案..................................................................................................................21.2.3第三方案...............................................................................................................31.3方案对比..........................................................................................................................42毛截面几何特性计算....................................................................................................................82.1基本资料..........................................................................................................................82.1.1主要技术指标......................................................................................................82.1.2材料规格...............................................................................................................92.2结构计算简图.....................................................................................................................92.2.1结构离散原理.........................................................................................................92.2.2杆系单元划分原则..............................................................................................92.2.3节点的设置位置..................................................................................................92.3毛截面几何特性计算..................................................................................................103内力计算及组合...........................................................................................................................113.1作用................................................................................................................................113.1.1结构重力作用.......................................................................................................113.1.2支座不均匀沉降................................................................................................123.1.3活载作用............................................................................................................123.2主梁恒载内力计算及影响线计算................................................................................123.3主梁活载内力计算......................................................................................................153.3.1车道横向分布系数..............................................................................................153.3.2冲击系数...............................................................................................................153.3.3主梁恒载内力计算结果.....................................................................................163.4温度及支座沉降次内力的计算.................................................................................183.4.1荷载信息............................................................................................................18 3.4.2温度次内力计算..................................................................................................203.4.3基础沉降引起的内力计算...............................................................................223.5作用效应组合..................................................................................................................243.5.1作用效应组合的原理........................................................................................243.5.2承载能力极限状态内力组合...........................................................................243.5.3正常使用极限状态内力组合............................................................................274预应力钢书的估算及布置.....................................................................................................314.1计算原则............................................................................................................................314.2预应力钢筋估算...........................................................................................................314.2.1材料性能参数.......................................................................................................314.2.2预应力钢筋的确定及布置.................................................................................324.3预应力筋束的布置原则..............................................................................................414.4预应力筋束的布置结果..............................................................................................424.5换算截面几何特性计算..............................................................................................435施工方案与工序...........................................................................................................................455.1受力特点............................................................................................................................455.2构造特点.......................................................................................................................455.2.1零号块.................................................................................................................455.2.2合龙段.................................................................................................................465.2.3临时固结措施.......................................................................................................465.3施工特点.......................................................................................................................465.4施工阶段划分...................................................................................................................476预应力损失及有效预应力计算.............................................................................................516.1预应力损失计算...........................................................................................................516.2预应力损失及有效预应力的计算结果....................................................................547配束后主梁内力计算及内力组合.........................................................................................597.1预应力效应.......................................................................................................................597.2收缩徐变效应...................................................................................................................597.3内力组合.......................................................................................................................598强度验算...................................................................................................................................648.1正截面抗弯能力验算......................................................................................................648.1.1基本理论............................................................................................................648.1.2计算公式...............................................................................................................64 8.1.3验算结果.............................................................................................................658.2斜截面抗剪能力验算..................................................................................................709抗裂验算........................................................................................................................................759.1抗裂验算要求...............................................................................................................759.2抗裂验算公式...................................................................................................................769.2.1正截面抗裂验算公式........................................................................................769.2.2斜截面抗裂验算公式..........................................................................................769.3验算结果............................................................................................................................7810应力验算.................................................................................................................................8510.1持久状况截面应力验算.............................................................................................8510.1.1正截面混凝土压应力验算结果....................................................................8610.1.2受拉区钢筋拉应力验算结果...........................................................................8710.1.3斜截面混凝土主压应力验算结果..................................................................8710.2短暂状况截面应力计算.............................................................................................8910.2.1施工阶段法向压应力验算结果....................................................................8911挠度验算.................................................................................................................................9211.1挠度验算要求.................................................................................................................9211.2挠度验算结果.............................................................................................................9311.2.1施工阶段法向压应力验算结果......................................................................9311.2.2边跨最大挠度验算........................................................................................9311.3预拱度设置.................................................................................................................93设计总结.........................................................................................................................................95参考文献.........................................................................................................................................96致谢...................................................................................................................................................98 附件：开题报告译文及原文影印件1方案拟订与比选1.1工程使用要求1.1.1技术标准田庄大桥必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。主要技术标准如下：（1）设计荷载：公路-II级，无人群荷载；（2）桥面宽度：全桥宽18m（3）桥面横坡：双向2%；（4）桥面纵坡：2%。1.1.2采用规范（1）JTGB01—2003《公路工程技术标准》简称《标准》（2）JTGD60—2004《公路桥涵设计通用规范》简称《公通规》（3）JTJ024—85《公路桥涵地基与基础设计规范》简称《公基规》（4）JTGD62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》简称《公预规》（5）JTJ041—2000《公路桥涵设计施工技术规范》简称《公规》 1.2设计方案1.2.1第一方案：预应力混凝土变截面连续梁桥（55m+85m+55m）预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主，在竖向荷载作用下无水平反力的结构。它在荷载作用下，支点截面产生负弯矩，从而大大减小了跨中的正弯矩，跨越能力大，适用于桥基良好的场合。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。跨径组合为55m+85m+55m，桥梁全长195m，主梁采用单箱单室，支点处梁高为6.0m，跨中梁高3.1m，顶板厚度40cm，腹板厚度65cm。主桥桥墩为双柱式墩，基础为钻孔灌注桩。整体布置图如图1.1和1.2所示。图1.1 图1.21.2.2第二方案：预应力混凝土等截面连续梁桥跨境组合为5X39m，桥梁全长195m。梁高为6.5m。主桥采用单箱单室截面，顶板厚度40cm，地板厚度70cm，腹板厚度65cm。主桥桥墩采用双柱式墩。基础为钻孔灌注桩。采用移动模架施工法，使用移动式的脚手架和装配式的模板，在桥上逐孔浇筑施工。当采用移动模架施工时，连续梁分段时的接头部位应放在玩具最小的补位，若无详细计算资料时。可以取L/5处。如图1.3和图1.4图1.3图1.41.2.3第三方案：下承式钢管混凝土拱桥本桥采用孔径为195m的下承式钢管混凝土拱桥，内部为超静定体系，外部整体简支， 属静定体系，矢高24m，矢跨比为1/8，拱肋间距为13m。拱轴线采用抛物线，采用先拱后梁的施工方法。下部结构采用双拱式墩，钻孔灌注桩。主梁采用单箱双室的箱型截面，其尺寸与拱桥整体布置图如图1.5和图1.6下。图1.5图1.61.3方案对比桥梁工程须遵照“安全、适用、经济和美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的在桥梁设计中要求桥梁技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理。随着和谐社会的提出和公众环保意识的提高，生态环保已经成为一种不可或缺的考虑因素。建设在城市中的桥梁还特别注重美观大方，即遵循我国桥梁设计中还要满足美观、环境保护和可持续发展的原则。由此，对于一定的建桥条件，根据侧重点的不同可能会做出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出最合适的设计方案。 在桥梁设计中，基本设计原则如下：(1)适用耐久桥上应保证桥梁在100年的设计基准期内正常使用；桥面宽度满足当前以及今后规划年限内的交通流量；桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝；应考虑不同的环境类别对桥梁耐久性的影响；在选择材料、保护层厚度、阻锈等方面满足耐久性的要求；桥跨结构下面有利于泄洪、通航等要求。因为该桥跨常州市京杭运河，所以要考虑通航要求和锈蚀对结构的影响。(2)安全可靠对于设计的桥梁结构在强度和稳定方面应有足够的安全储备；防撞栏杆应有足够的高度和强度，人与车流之间应做好防护栏、防止车辆撞入人行道或破坏栏杆而落入桥梁；对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸；对于修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防撞措施，对于河床易变迁的河道，应设计好导流措施，防止桥梁基础底部被过度的冲刷等。(3)技术先进桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备，以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工安全。充分利用最新科学技术成就，把学习和创新结合起来，淘汰和摒弃原来落后和不合理的东西，只有这样才能提高我国的桥梁建设水平，赶超世界先进水平。(4)经济性桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能的不中断交通、或中断交通的时间最短。(5)美观一座桥梁应具有优美的外形，结构布置必须精炼，并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围的环境向协调，城市桥梁和旅游区的桥梁，可比较对多的考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布置和轮廓是美观的主要因素，结构细部的美学处理十分重要，另外，施工质量对桥梁的美观也有影响。(6)环境保护和可持续发展桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪音等方面，应从桥位布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等方面全面考虑 环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。表1-1方案比选表方案序设计方案一设计方案二设计方案三桥型预应力变截面连续梁桥预应力等截面连续箱梁桥下承式钢管混凝土拱桥孔径布置55m+85m+55m5x39m195m下部结构钻孔灌注桩钻孔灌注桩钻孔灌注桩形式全桥线条简洁桥梁结构形式采用下承式梁明单拱快，与周围环境协调好，一，经济，但不是很美组合结构，户县有没，外观造型比较美观，符合城市桥观。外形轻盈美观。梁要求。施工设备与一般。连续梁悬臂施工主拱施工复杂，体系转移动支架施工较为简单。施工难度存在体系转换换。短短一般施工工期主桥造价造价低造价低造价低，先拱后概梁算施工困难养护维修少维修少，伸缩徐变大吊杆，钢管防锈从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一为最佳推荐方案，即（55+85+55）m变截面箱型连续梁桥。 2毛截面几何特性计算2.1基本资料2.1.1主要技术指标桥型布置：55m+85m+55m变截面连续梁桥（图2.1）桥面净宽：0.5m(防撞栏)+7.5m(行车道)+2m(中央分隔带)+7.5m(行车道)+0.5m（防撞栏），全桥宽18m；设计荷载：公路-II级，无人群荷载；地震烈度：地震峰值加速度<0.05g,地震动反应特征周期0.35s.设计水位：1/300；桥面纵坡：2%（单向坡）；桥面横坡：2%（双向坡）；图2.1主梁横截面图（单位：mm）2.1.2材料规格37主梁：采用C55混凝土，容重为25kN/m，弹性模量取3.55×10kPa；桥3面铺装：采用防水混凝土垫层及10cm的沥青混凝土面层容重为25kN/m；防撞护栏：按12.5kN/m计入恒载；37横隔板：采用C55混凝土，容重为25kN/m，弹性模量取3.55×10kPa。 2.2结构计算简图2.2.1结构离散原理1、计算模型应尽量符合实际结构，2、保证结构体系几何不变，避免出现与结构受力不符的多余联结3、在合理模拟的前提下减少不必要的节点数目，以缩短计算时间2.2.2杆系单元划分原则根据结构的构造特点，实际问题的需要和计算精度要求来决定。2.2.3节点的设置位置1、各关键控制截面处，构件的交接点，转折点，截面突变处。2、不同材料结合处，所有支承点，施工缝处3、等直截面直杆：取自然交接点处，中间节点则根据验算截面的要求以及求影响线时单位力作用点的要求确定。全桥三跨共取78个单元，89个结点，单元长度有1m，1.5m，2.5m，3m和5m。桥墩简化为活动和固定铰支座。结点x、y坐标按各结点对应截面的形心点的位置来确定。结构离散简图，如图2.2所示图2.21/2跨径的结构离散图 2.3毛截面几何特性计算根据结构离散图，利用MIDAS/CIVIL软件划分主梁单元并计算1～78号顺桥向节点处的截面特性，具体结果见表2-1。结点各控制截面几何特性见表2-1。表2-1截面特性计算节点截面面积截面抗弯中和轴到上缘中和轴到下缘梁高24编号(m)惯矩(m)的距离（m）的距离（m）（m）左边支点16.879320.34621.06962.03043.1边跨1/416.958520.64911.10872.06963.1783边跨1/217.547624.20431.14942.12693.2763边跨3/420.651756.11491.67342.68044.3538左墩顶25.2169138.67922.56353.43656中跨1/419.055337.67261.39162.41373.8053中跨跨中17.037820.88641.08472.01533.1 3内力计算及组合3.1作用3.1.1结构重力作用(1)主梁自重3按γ=25kN/m的容重，以计主梁自重的形式计入恒载中。且在各支点和中跨跨中截面各设一道横隔梁，其重量按集中荷载计算。3按γ=25kN/m的容重，以计主梁自重的形式计入恒载中。且在各支点处各设一道横隔梁（具体布置在1、22、24、56、58、79号结点），其重量按非结点荷载计算。1、23、58、78号结点处横隔梁重：（（6-0.4-0.7）×(9-4-0.65)-1.8×0.6×2-1.2×0.4×2)×27=33.21kN3（2）二期恒载：桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土，重度为24kN/m，q1=0.1×18×24=43.2kN/m3护栏采用新泽西护栏，每幅桥的护栏按0.5m的钢筋混凝土记，换算为重度q2=12.5kN/m（具体尺寸见下图）将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上。q=q1+q2=43.2+12.5=55.7kN/m3.1.2支座不均匀沉降支座不均匀沉降应根据各墩位处地质情况以及基础的布置形式和支座反力大小按《基 础工程》以及有关规范的规定来计算，这里假定中间两桥墩相对两边桥台下沉2cm计要求来取用。3.1.3活载作用（1）汽车荷载为公路—II级，车道荷载的均布荷载标准值q为7.9kN/m。集中荷载标准值随计算跨径而变，当计算跨径小于或等于5m时，PK为180kN；计算跨径大于或等于50m时，PK为360kN；计算跨径在5m-50m之间时，PK值采用直线内插求得。对于多[2]跨连续结构，PK按照最大跨径为基准取值。该桥最大跨径为85m，则集中荷载PK为270kN。（2）无人群荷载。3.2主梁恒载内力计算及影响线计算利用MIDAS/CIVIL软件模拟整个施工过程，可得到成桥后各控制截面的内力值，如表3-1和表3-2所示。各控制截面主梁内力图和变形图，如图3.1~图3.4。表3-1一期恒载引起的结构重力内力节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左边支点-6340.480.00边跨1/4-670.4847324.03边跨1/25711.359853.28边跨3/411227.83-91279.11左墩顶-20093.93-308830.81中跨1/4-9489.21-10080.02中跨跨中092782.70表3-2二期恒载引起的结构重力内力节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左边支点-774.500.00 边跨1/4-76.825746.47边跨1/2698.191084.88边跨31316.86-11016.19/4左-2196.22墩顶-中跨1/4-1136.42-1401.58中跨跨中011104.37图3.1一期恒载作用下的主梁弯矩图图3.2施工阶段一期恒载作用下的主梁弯矩图 图3.3施加二期恒载后的主梁弯矩图图3.4施加二期恒载后的主梁剪力图图3.5恒载作用下主梁位移变形图3.3主梁活载内力计算3.3.1车道横向分布调整系数车道横向分布调整系数可近似计算为：车道数×车道横向折减系数×偏载系数四车道横向折减系数为0.67，偏载系数可近似计算为1.15横向分布调整系数为4×0.67×1.15=3.0823.3.2冲击系数[2]根据《公桥规》4.3.2中的规定，使用于连续梁的结构基频计算公式如下： 13.61EIf1=6（3-1）cmc2πl223.651f2=2EI（3-2）2πlmccm=G/g（3-3）c式中：ƒ1、ƒ2——基频Hz，计算连续梁冲击力引力的正弯矩效应和剪力效应时，采用ƒ1；计算连续梁冲击力引起的负弯矩效应时，采用ƒ2；l—结构的计算跨径（m）；E—结构材料的弹性模量（Pa）；I—结构跨中截面的截面惯矩（4m）；cm—结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时，其单位c22应为（Ns/m）；G—结构跨中处延米结构重力（N/m）；2g—重力加速度，g=9.81(m/s)。其中：9.5042×25=24220.693Kg/m=G/g=3×10mc9.811013.6EI13.6163.45×10×11.422f=c=×=1.3676116m2×3.1424220.693c×802π2l21023.6513.45×10×11.422f=23.651=×=2.373522EI2πlmc2×3.1424220.693c2×80冲击系数μ=0.05（适用于ƒ<1.5Hz）冲击系数μ=0.1767㏑ƒ-0.0157（适用于1.5Hz≤ƒ≤14Hz）则：μ1=0.05μ2=0.1767㏑ƒ2-0.0157=0.1767㏑2.3735﹣0.0157=0.1370本设计采用平面杆系有限元程序计算，为方便起见，在计算中冲击系数偏安全地统一取较大值，即为0.1370 3.3.3主梁活载内力计算结果由MIDAS/CIVIL软件计算所得公路—II级汽车荷载作用下，各个节点的位移和截面的内力值，由于结构对称，现只列出1～39号单元的内力值，如表3-3～表3-4所示以及主梁内力图、位移图，内力包络图和各控制截面影响线图形，如图3.6～图3.9所示。表3-3移动荷载引起的主梁最大内力汽车荷载Max单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）号1340.840左支点2341.351559.967448.5910130.73边跨18471.7211232.2612836.5212315.70/4边跨13911.1512010.71161134.767959.361/2边171210.066524.8523156.283664.22跨3/424156.343719.1932281.438207.01左墩顶33323.119239.7339610.3012728.22中跨140631.2912742.44/4中跨跨中表3-4移动荷载引起的主梁最小内力汽车荷载Min单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）号中跨跨中左支点边跨1/4边跨1/2边跨3/4左墩顶中跨1/4 1-112700.98-147.206.00-13936.972-121346.49-1587-.42762.62-21554.277-27481.95-1563-.379038.49-20335.498-37252.18-1107-.462253.57-6047.7412-33381.86-1037-.889379.76-5192.4113-33925.20-631-.940925.00-3498.2716-41084.95-610-.1422762.96-3568.53 图3.6汽车荷载引起的主梁弯矩包络图图3.7汽车荷载引起的主梁剪力包络图3.4温度及支座沉降次内力的计算3.4.1荷载信息（1）温度作用分为均匀温度作用和梯度温度作用。均匀温度作用是指长年气温变化导致桥梁沿纵向均匀的移动，当结构的位移受到约束时就会引起温度次内力。计算桥梁结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时，应从结构受到约束时的结构温度作为起点，计算结构最高和最低有效温度的温度效应。梯度温度作用是在太阳辐射的作用下，结构沿梁高度方向形成非线性的温度梯度，导致结构产生温度次内力。 温度应力可按一般结构力学或有限元方法进行计算，计算时一般采用以下假定：①沿桥长的温度分布是均匀的。②混凝土是弹性均质材料。③梁变形服从平截面假定。④竖向温度应力和横向温度应力可分别计算，最后叠加。用矩阵位移法求解温度效应时，温度变化引起的结点荷载向量{F}为：eNiEA(ε0yc)Qi+0MiEI{F}=N=（3-4）j−EA(+εy)0cQj0M−EIj式中：yc——形心纵坐标；t(y)b(y))dy−；（3-5）(y−yyε——y=0处方程，εα＝00ccAhα——变形曲率，＝t(y)b(y))dy。（3-6）I(y−ych按矩阵位移法可求得温度次内力及次应力。温度自应力为平衡应力，根据变形协调原理，可由下式求得：σs(y)=E[αy)]（3-7）t(y)−(ε0+由上分析可见，程序计算的关键在于计算式（3-5）、（3-6）。由于桥梁截面宽度b(y)一般不能写成连续函数，而温度场t(y)一般也不是连续形式，可用分段折线来近似t(y)，这样可使用类似于节线法的方法来描叙截面的温度场。式（3-5）、（3-6）可写成数值积分的形式，以便于程序运算，见式（3-8）、（3-9）：αn=t(i)b−（3-8）(i)(yy)ΔyiciIi=1nαnεt(i)b−y)Δyyt(i)b−y)（3-9）α(i)(y−(i)(yΔy=0iciciciAIi=1i=1本设计中计算结构均匀温度效应时，升温温差为12.7℃，降温温差为13.1℃，由于连 续梁桥结构不会约束桥梁纵向均匀位移，所以结构在均匀温度作用下不会产生内力；考虑桥面 [2]板由于日照温差产生的梯度温度效应，梯度温度根据《公桥规》第4.3.10条规定，温度基数T1为14℃，T2为5.5℃，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。梁高均大于400mm，则A值取300mm。如图3.10所示。按照以上规定由MIDAS/CIVIL软件可算出不均匀温度引起的内力。T1tT2只用于钢梁图3.10非线性温度示意图[3]2）根据《公路桥涵地基与基础设计规范》规定：①墩台均匀总沉降（cm）值（不包括施工中的沉降）为2.0L。②相邻墩台均匀总沉降（cm）值（不包括施工中的沉降）为1.0L。其中L为相邻墩台间最小跨径长度，以m计。跨径小于25m时仍以25m计算。该设计相邻墩台间最小跨径长度为55m，所以根据规范计算所得，每个墩台所允许的沉降值为4cm。由于连续梁桥若地基发生过大的不均匀沉降，可以通过调整墩顶支座的高程，抵消下沉来补救。所以通过MIDAS/CIVIL软件模拟三跨连续梁桥四个支点中的每个支点分别下沉2cm，其余的支点不动，所得到的内力进行叠加，取最不利的内力包络图。3.4.2温度次内力计算利用MIDAS/CIVIL软件模拟主梁在梯度正温差和梯度反温差作用的工况，可得到成桥状态下各个节点的位移和截面的内力值，如表3-5～3-6所示以及主梁内力图，如图3.11～图3.14所示表3-5梯度正温差引起的主梁内力节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左支点-306.080边跨1/4-306.084132.10 边跨1/2-306.088723.32边跨3/4-306.0812396.30左墩顶016834.54中跨1/4016834.54中跨跨中016834.54表3-6梯度反温差引起的主梁内力节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左支点153.040边跨1/4153.04-1913.01边跨1/2153.04-4361.66边跨3/4153.04-6198.15左墩顶0-8417.27中跨1/40-8417.27中跨跨中0-8417.27图3.11梯度正温差引起的弯矩包络图 图3.12梯度正温差引起的剪力包络图图3.13梯度反温差引起的弯矩包络图图3.14梯度反温差引起的剪力包络图3.4.3基础沉降引起的内力计算基础沉降计算时应考虑多种沉降工况，考虑每个墩台分别沉降2cm，进行组合可得到多种情况，利用MIDAS/CIVIL软件可模拟基础沉降工况，可得到成桥状态下各个节点的位移和截面的内力值，如表3-7～表3-8所示以及主梁内力图和位移图，如图3.15和图3.16所示。表3-7基础沉降引起的主梁最大内力 节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左支点321.150边跨1/4321.154335.51续上表节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)边跨1/2321.1510116.19边跨3/4320.6413969.98左墩顶415.5617663.20表3-基础沉降引起的主梁最小内8力节点/截面编号剪力(kN)弯矩(kN·m)左支点-321.150边跨1/4-321.15-4335.51边跨1/2-321.15-9152.75边跨3/4-321.15-13969.98左墩顶-415.56-17663.19中跨1/4-415.56-9144.25中跨跨中-415.56-4124.69图3.15基础沉降引起的主梁弯矩包络图 图3.16基础沉降引起的主梁剪力包络图3.5作用效应组合3.5.1作用效应组合的原理公路桥梁结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利的组合进行设计，作用效应组合原则如下：1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需要做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利效应组合进行组合。2）当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，不考虑其作用效应的组合。3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。4）多个偶然作用不同时参与组合。为了进行预应力钢束的计算，在不考虑预加力引起的结构次内力及混凝土收缩徐变次[2]内力的前提下，按《公桥规》第4.1.6条和第4.1.7条的规定，根据可能出现的荷载进行第一次内力组合。MIDAS/CIVIL软件会根据所考虑的工况自动组合生成承载能力极限状态的基本组合、正常使用极限状态的短期效应组合、正常使用极限状态的长期效应组合和正常使用极限状态的弹性阶段应力验算组合的三种荷载组合。在本设计中，根据以上的组合原则和设计中的实际情况，主要考虑以下三种组合：基本组合，即永久作用的设计值效应与可变作用的设计值效应相组合。短期作用效应组合，即永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合。长期作用效应组合，即永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。 3.5.2承载能力极限状态内力组合基本组合：考虑永久作用：结构重力（包括施工阶段的将结构自重、永久荷载、收缩徐变和预应力效应）、基础沉降；考虑可变作用：汽车荷载、人群荷载、温度梯度作用则基本组合作用效应表达式为：mnγS=+γS+(3-10)γγSγS0ud0GiGikQiQlkcQjQjki=1j=2mn或γS=S+S+S(3-11)γ0ud0GidQldcQjdi=1j=2式中：S—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；ud[2]γ—结构重要性系数，按《公桥规》JTGD60-2004表1.0.9规定的结构设计安0全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9；[2]γ—第个永久作用效应的分项系数，应按《公桥规》JTGD60-2004表4.1.6的Gi规定采用；S、S—第i个永久作用效应的标准值和设计值；GikGidγ—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取γ=1.4。当某个可变Q1Q1作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；S、S—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；Q1kQ1dγ—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Qjj第个可变作用效应的分项系数，取γ=1.4，但风荷载的分项系数取γ=1.1；QjQjS、S—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QjkQjd第j个可变作用效应的标准值和设计值；ψ—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c用 效应的组合系数。当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取ψ=0.80；当除汽车荷载效应（含汽车冲c击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取ψ=0.70；尚有三种可c变作用参与组合时，其组合系数取ψ=0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合c时，取ψ=0.50。c由于结构对称，现将承载能力极限状态下1-38号单元各控制截面的效应组合值列于下表3-9所示，内力如图3.17和图3.8所示。表3-9承载能力极限状态最不利组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-11499.390-13679.290左支点2-10083.8426454.72-12209.7616226.5971366.2991953.26-1468.2470365.62边跨184267.0892623.94-495.1169627.191216075.8423569.2714220.28-55314.04/4边跨1319150.16-16138.0017276.64-106481.321628860.52-269176.6026904.61-315741.431/2边1732332.14-357092.8230338.65-405310.4123-45504.07-791881.09-48071.60-852243.10跨3/424-44174.14-747021.18-46718.18-805204.8532-7639.62-112434.73-23299.34-143842.13左墩顶33-6252.79-51979.00-20153.08-81000.25391022.34128661.83-1986.70104321.39中跨1401986.70129147.57-1022.34104863.48/4中跨跨中 图3.17承载能力极限状态最不利组合弯矩包络图图3.18承载能力极限状态最不利组合剪力包络图3.5.3正常使用极限状态效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：（1）作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合，其效应组合表达式为：mnS=S+ψS（3-12）sdGik1jQjki=1j=1式中：S—作用短期效应组合设计值；sdψ—第j个可变作用效应的频率值系数，汽车荷载（不计冲击力）ψ=0.7，人群荷1j1j载ψ=1.0，风荷载ψ=0.75，温度梯度作用ψ=0.8，其他作用ψ=1.0；1j1j1j1jψS—第j个可变作用效应的频率值。1jQjk（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，其效应组合表达式为： mnS=S+ψS（3-13）ldGik2jQjki=1j=1式中：S—作用长期效应组合设计值；ldψ—第j个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）ψ=0.4，人群2j2j荷载ψ=0.4，风荷载ψ=0.75，温度梯度作用ψ=0.8，其他作用ψ=1.0；2j2j2j2jψ2jS—第j个可变作用效应的准永久值。Qjk此外，对于正常使用极限状态还应考虑作用标准效应组合，由于结构对称，现将正常使用极限状态下1-38号单元各控制截面的效应组合值列于下表3-9和表3-11所示，内力如图3.19～图3.22。表3-10正常使用极限状态短期作用组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-11871.990-12508.660左支2-10456.9517701.71-11093.6216746.707863.3782658.24226.7074308.15点边跨83693.4582903.223056.7867472.911215208.36-27286.8614571.94-45432.001/4边1318208.02-75503.9117571.61-95559.07跨1/2图3.19正常使用极限状态短期组合弯矩包络图 图3.20正常使用极限状态短期组合剪力包络图表3-11正常使用极限状态长期作用组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-11753.050-12926.350左支2-10337.8318244.26-11492.3616581.7971027.6286023.20-34.9272823.92点边跨83882.2986426.832824.9365658.851215499.38-23107.2514439.03-48565.391/4边1318525.01-71533.6317458.41-99022.291628089.67-273138.8726994.99-306149.70跨1/21731512.10-360027.7530404.35-394859.13边跨3/4图3.21正常使用极限状态长期组合弯矩包络图 图3.22正常使用极限状态长期组合剪力包络图 4预应力钢束的估算及布置根据《公预规》（JTGD62-2004）的规定，预应力梁应满足弹性阶段的应力要求和塑性阶段的强度要求。因此，预应力筋的数量可以从满足这两方面的要求进行估算。4.1计算原则在预应力混凝土连续梁中，预应力钢筋共计有三种，分别为纵向、横向、竖向预应力筋。其中纵向预应力钢筋根据弯矩包络图计算并布置，纵向预应力筋主要有悬臂预应力钢筋和连续预应力钢筋两大类，因此，纵向预应力束可以按直线配筋，也可以按曲线配筋，预应力束的线形大部分可以由直线和曲线（圆曲线或抛物线）组成。横向预应力钢筋根据单位宽度桥面板计算并布置，一般施加在截面的顶板内或横隔梁内，如计算配筋仅需设置普通钢筋，则可不设置横向预应力钢筋；竖向预应力钢筋的布置主要是为了提高截面的抗剪能力。在横向分析时必须计及竖向预应力的影响。本设计主要考虑纵向预应力钢筋的计算与布置问题。4.2预应力钢筋估算4.2.1材料性能参数（1）混凝土等级为C55，主要强度指标为：强度标准值：ff=2.74MPactkk=35.5MPa,强度设计值：f=24.4MPa,f=1.83MPacdtd4弹性模量：E=3.55×10MPacj（2）预应力钢筋采用21φ15.2的钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值：f=1860MPapk 抗拉强度设计值：f=1260MPapd5弹性模量：E=1.95×10MPap（3）箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值：f=335MPask抗拉强度设计值：f=280MPasd4.2.2预应力钢筋数量的确定及布置首先根据各截面正截面抗裂性要求,确定预应力钢筋数量.为满足抗裂性要求,所需的有效预加力为:/WN≥Ms（4-1）pee10.85(+p)AWj2采用φ15.2钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积A=139mm,抗拉p1强度标准值fpk=1860MPa,张拉控制应力取σcon=0.75fpk=0.75×1860=1395MPa,预应力损失按张拉控制应力的25%估算。得到所须的预应力钢铰线的根数：Npen=（4-2）p(σ−σ)Aconsp预应力钢筋采用ASTMA416-97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），抗拉强度标准2值=1860MPa，抗拉强度设计值=1260MPa，公称直径15.24mm，公称面积139mm，ppfkfd5弹性模量Ep=1.95×10MPa。本设计选用21根钢绞线为一束，则每束钢绞线的直径为258.19mm，面积为2940mm，锚下张拉控制应力con=0.75=1395MPa；锚具采用QVMσfpk夹片式群锚。采用φ100的金属波纹管成孔，预留管道直径为150mm。普通钢筋直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋；小于12mm的均用R235钢筋。按正截面抗裂性要求估算结果如表4-1。表4-1按正截面抗裂验算要求配筋计算表 单顶/Mg1MsumMj(kN*m)ey(m)Ny(kN)Ay(m^2)元底(kN*m)(kN*m)1底000-1.0971001顶0000.8644001底73661102013151-1.035184660.00671顶0733273560.8644002底73661102013151-1.007586120.00682顶0733273560.8644002底155362371128247-1.6164151860.01212顶015277153330.379896510.07123底155362371128247-1.443151860.01213顶015277153330.3805902650.07163底242543845645669-1.7045245530.01953顶023269233730.7739004底242543845645669-1.5474245530.01954顶023269233730.7754004底293495160960808-1.7233326920.02594顶026121263060.7767005底293495160960808-1.7233326920.02595顶026121263060.7767005底289535252961756-1.7223332020.02645顶025122253220.7767006底289535252961756-1.7223332020.02646顶025122253220.7767006底280865288162012-1.7062333400.02656顶023599238150.7766007底280865288162012-1.7062333400.02657顶-107523599238150.7766007底226535052958639-1.5474315260.0257顶-424315890161540.7754008底226535052958639-1.7045315260.0258顶-424315890161540.7739008底129724307949071-1.4959262160.02088顶-11348346737800.7787009底129724307949071-1.3003283620.02259顶-11348346737800.7816009底03053333315-1.37192010.01529顶-22943-13688-133270.402769880.005510底03053333315-1.4982180380.0143续上表单顶/Mg1MsumMjey(m)NyAy元底(kN*m)(kN*m)(kN*m)(kN)(m^2) 10顶-22943-13688-133270.405669880.005510底01287414645-1.018796410.007710顶-38381-35617-384980.5802195840.015511底01287414645-1.350680420.006411顶-38381-35617-384980.5817195840.015511底0-9938-8660-2.02940011顶-57723-62380-701140.559342340.027212底0-9938-8660-1.29050012顶-57723-62380-701140.5628342340.027212底0-37966-37300-2.10880012顶-81052-94060-1076320.6443499710.039713底0-37966-37300-1.20870013顶-81052-94060-1076320.6478499710.039713底0-71298-71357-2.20350013顶-108474-130763-1511760.6834662140.052614底0-71298-71357-1.30480014顶-108474-130763-1511760.687662140.052614底0-110049-110941-0.03140014顶-140116-172616-2009010.8512824730.065515底0-110049-110941-0.70310015顶-140116-172616-2009010.8549824730.065515底0-154356-156183-0.08180015顶-178052-219772-2569890.9103983770.078116底0-154356-156183-1.20120016顶-178052-219772-2569890.9163983770.078116底0-204162-206933-0.45070016顶-224217-272627-3199630.99231137800.090317底0-204162-206933-1.54770017顶-224217-272627-3199630.99881137800.090317底0-259547-263227-0.580017顶-275588-331492-3902141.09661285520.10218底0-259547-263227-1.20310018顶-275588-331492-3902141.09951285520.10218底0-310129-314542-0.29540018顶-322531-385283-4544921.17951402960.111319底0-310129-314542-1.28160019顶-322531-385283-4544921.1821402960.111319底0-364378-369297-0.23780019顶-373383-443539-5241741.34141514990.1202续上表单顶/Mg1MsumMj(kN*m)ey(m)Ny(kN)Ay(m^2)元底(kN*(kN*m)m) 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60底0-364197-369114-2.96990060顶-373357-443355-5239831.28021514440.120260底0-309956-314367-0.65850060顶-322506-385108-4543111.18811402400.111361底0-309956-314367-0.04660061顶-322506-385108-4543111.18661402400.111361底0-259383-263061-0.60240061顶-275564-331325-3900421.09821284950.10262底0-259383-263061-0.17660062顶-275564-331325-3900421.09651284950.10262底0-204008-206778-0.87910062顶-224195-272472-3198010.99551137220.090363底0-204008-206778-0.10780063顶-224195-272472-3198010.99141137220.090363底0-154213-156039-0.75350063顶-178032-219626-2568380.914983190.07864底0-154213-156039-0.08180064顶-178032-219626-2568380.9103983190.07864底0-109917-110807-0.70310064顶-140085-172481-2007610.8549824150.065465底0-109917-110807-0.03140065顶-140085-172481-2007610.8512824150.065465底0-71177-71235-1.30480065顶-108447-130639-1510480.687661570.052566底0-71177-71235-2.20350066顶-108447-130639-1510480.6834661570.052566底0-37855-37188-1.20870066顶-81028-93947-1075140.6478499170.039667底0-37855-37188-2.10880067顶-81028-93947-1075140.6443499170.039667底0-9838-8558-1.29050067顶-57702-62277-700080.5628341820.027168底0-9838-8558-2.02940068顶-57702-62277-700080.559341820.027168底01296414736-1.350680980.0064续上表单顶/Mg1MsumMj(kN*m)ey(m)Ny(kN)Ay元底(kN*m)(kN*(m^2)m)68顶-38364-35525-384030.5817195360.015569底01296414736-0.8541107710.008569顶-38364-35525-384030.5781195360.015569底03061233398-1.4978180880.014469顶-22930-13607-132460.455369460.0055 70底03061233398-1.3696192540.015370顶-22930-13607-132460.452469460.005570底129824314849142-1.2991284250.022670顶-11338353738500.87440071底129824314849142-1.4947262550.020871顶-11338353738500.87440071底226615058758699-1.7033315590.02571顶-424515949162140.86440072底226615058758699-1.5462315590.02572顶-424515949162140.86440072底280935292862061-1.7049333660.026572顶-107523647238640.86440073底280935292862061-1.7049333660.026573顶023647238640.86440073底289605257361802-1.7211332270.026473顶025166253670.86440074底289605257361802-1.7211332270.026474顶025166253670.86440074底293555164960850-1.7221327150.02674顶026162263470.86440075底293555164960850-1.7221327150.02675顶026162263470.86440075底242573847945693-1.5462245660.019575顶023292233960.86440076底242573847945693-1.7033245660.019576顶023292233960.86440076底155382372328259-1.4424151930.012176顶015290153460.86440077底155382372328259-1.6158151930.012177顶015290153460.86440077底73671102513156-1.196677050.006177顶0733873620.86440078底73671102513156-1.331471650.005778顶0733873620.864400续上表单顶/Mg1MsumMj(kN*m)ey(m)Ny(kN)Ay元底(kN*m)(kN*m)(m^2)78底000-0.93270078顶0000.864400 4.3预应力筋束的布置原则连续梁预应力筋束的配置除满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）构造要求外，还应考虑以下原则：（1）对不同跨径的梁桥结构，应选择适当的预应力束筋的型式与锚具型式，选择锚具要与相应的预应力束配套。此外，要选用预加力大小恰当的预应力束筋，以达到合理的布置型式。避免造成因预应力束筋与锚具型式选择不当，而使结构构造尺寸加大。当预应力束筋选择过大，每束的预加力不大，造成大跨结构中布束过多，而构造尺寸限制布置不下时，则要求增大截面。反之，在跨径不大的结构中，如选择预加力很大的单根束筋，也可能使结构受力过于集中而不利。（2）预应力束筋的布置，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。（3）预应力束筋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筋，而导致在结构中布置过多的锚具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，这样锚下应力区受力较复杂，因而必须在构造上加以保证，为此常导致结构构造复杂，而使施工不便。（4）预应力束筋应避免使用多次反向曲率的连续束，因为这会引起很大的摩阻损失，降低预应力束筋的效益。（5）预应力束筋配置，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。（6）预应力束筋的布置，不但要考虑结构在使用阶段的弹性受力状态的需要，而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。对于本设计，各断面的锚固束和通过束确定以后，就应确定各钢束在箱梁中的空间位置和几何特征，这是计算预应力效应和施工放样的依据。钢束布置时，应注意以下几点：（1）应满足构造要求。如孔道中心最小距离，锚孔中心最小距离，最小曲线半径，最小扩孔长度等。（2）注意钢束平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。力求均匀布置。钢束一般应尽量早的平弯，在锚固前竖弯。特别应注意竖弯段上、下层钢束不要冲突，还应满足孔道净距的要求。（3）钢束应尽量靠近腹板布置。这样可使预应力以较短的传力路线分布在全截面上， 有利于降低预应力传递过程中局部应力的不利影响；能减小钢束的平弯长度；能减小横向内力；能充分利用梗腋布束，有利于截面的轻型化。（4）尽量以S型曲线锚固于设计位置，以消除锚固点产生的横向力。（5）钢束的线形种类尽量减少，以便于计算和施工。（6）尽量加大曲线半径，以便于穿束和压浆。（7）分层布束时，应使管道上下对齐，这样有利于混凝土的浇筑和振捣，不可采用梅花形布置。（8）顶板束的布置还应遵循以下原则：a.钢束尽量靠截面上缘布置，以极大发挥其力学效应；b.分层布束时应使长束布置在上层，短束布置在下层。先锚固下层力筋，后锚固上层力筋即先锚固短束，后锚固长束，只有这样布置才不会发生干扰；其次，长束通过的梁段多，放在顶层能充分发挥其力学效应；再次，较长束在施工中管道出现质量问题的机率较高，放在顶层处理比较容易些。（9）底板预应力束往往都是直线束，锚固在底板局部加厚的齿板上。齿板最好布置得稍离开腹板一些，以减小对腹板的作用。4.4预应力筋束的布置结果由以上确定的实际预应力钢束束数，结合本设计所采用的满堂支架施工方法，最终确定本设计全桥纵向预应力钢束布置情况共分三类：边孔正弯矩底板束（b类）、中支点负弯矩顶板束（n类）、中孔正弯矩底板束（a类）。并且全桥纵向预应力钢束以中孔跨中对称布置，张拉方式为两端同时张拉，锚固方式为分散布置分散锚固。全桥不设横向预应力及竖向预应力，不设下弯束及连续束，有利于腹板混凝土的浇筑，且应力能得到满足。各控制截面的钢束布置，详见施工图设计。4.5换算截面几何特性计算钢束布置好之后，各个截面的孔道及其位置就确定下来了，只需要在在程序里查看最后施工阶段的截面几何特性，程序将自动计算主梁净、换算截面几何特性，结果如表4-2所示，本设计采用的波纹管直径为10cm。表4-2换算截面特性计算 单元Iyy(m^4)Czp(m)Czm(m)梁高120.34971.06982.03023.1220.37231.0712.0293.1320.48971.07322.02683.1420.60531.07572.02433.1520.67121.07722.02283.1620.67071.07722.02283.1720.66331.0772.0233.1820.58191.07422.02583.1920.95421.08472.03493.11961022.02711.10482.07363.17841123.91241.142.13643.27641226.76951.19232.22123.41351330.80761.26392.32593.58981436.24031.35522.453.80521543.36731.46622.59374.05991652.58821.59772.75614.35381764.42781.75132.93564.68691879.30291.92453.13465.05911994.69562.08793.31135.399220113.34462.27173.49495.766621126.11662.3853.615622126.11242.38463.6154623126.11242.38463.6154624126.11242.38463.6154625126.11662.3853.615626113.22032.26733.49925.76652794.64092.08623.3135.3992续上表单元Iyy(m^4)Czp(m)Czm(m)梁高2879.23491.92253.13665.05912964.26011.74672.94024.68693052.46431.59362.76024.35383143.25451.46222.59784.063236.1411.35132.4543.80533330.73871.26132.32853.58983426.79281.19432.21913.41343524.01831.1432.13333.27633622.19411.10892.06943.17833721.14961.092.02963.11963820.84811.0842.0163.1 3920.90881.08542.01463.14020.91361.08552.01453.15施工方案与工序本桥上部结构为三跨预应力混凝土连续梁桥，采用分段悬臂浇筑的方法施工，预应力混凝土连续梁桥采用悬臂施工法需在施工中进行体系转换，经过一系列施工阶段逐渐形成最终的连续梁体系。在各个阶段，可能具有不同的静力体系，其中包括激活单元、钝化单元、预应力张拉、移动挂篮等工况，因此恒载内力计算时必须精确模拟各个施工阶段。桥梁的恒载内力是有各个施工阶段引起的内力迭加而成，显然对不同的施工方法，桥梁的恒载内力是有很大的区别的。而活载和温度、沉降内力在成桥后才发生，作用在最终的连续体系上，故与施工方法无关。悬臂施工涉及到非常多的施工工况，且由于体系发生转换而 使得预加力和混凝土徐变产生的次内力的计算变得复杂，故设计采用MIDAS/CIVIL软件进行计算。5.1受力特点采用悬臂施工的连续梁，在施工阶段中经历T型刚构受力状态，合龙后形成连续梁桥，恒载产生的内力由各个施工阶段产生的内力迭加而成。由于合龙段较短，其产生的内力一般较小，故T型刚构受力状态为主要部分。对悬臂施工的连续梁桥，合龙后支点处负弯矩很大，而跨中正弯矩很小；二期恒载加上去以后，支点负弯矩增大，跨中承受较小的正弯矩。因而，截面尺寸拟定时，应根据以上弯矩分布特点，增大主梁根部附近的抗弯刚度，提高截面下缘的承压能力。5.2构造特点5.2.1零号块零号块是悬臂浇筑施工时的中心块体，又是体系转换的控制体。梁体的受力经过零号块通过支座向墩身传递，且一般作为施工机具和材料堆放的临时场地，故其顶板、底板、腹板尺寸都取的较大。5.2.2合龙段合龙段的施工是桥梁施工的重要环节。在合龙段施工过程中，由于温度变化、混凝土早期收缩、已完成结构的收缩徐变、现浇混凝土的水化热，以及结构体系变化和施工荷载等的因素，对尚未达到强度的合龙段混凝土有直接的影响，故必须重视合龙段的构造措施，使合龙段与两侧梁体保持变形协调，并在施工过程中能传递内力。合龙段的长度在满足施工要求的情况下，应尽量缩短，以便于构造处理，该设计中中跨合龙段取2m，边跨合龙段取2m。合龙段施工应注意以下几点：（1）合龙段应采用早强、高强、少收缩混凝土；(2)合龙段混凝土浇筑时间应选在一天中温度较低时，并使混凝土浇筑后温度开始缓慢上升为宜；（3）加强混凝土的养护。 5.2.3临时固结措施悬臂施工时，为保证结构几何体系不变，需将墩梁固结，以承受不平衡弯矩。常用的固结方法为：在支座纵向两侧设置两排临时混凝土块作为临时支座。临时支座内穿预应力钢束，两端分别锚固在主墩和主梁横隔板内。钢束的数量应由施工中的不平衡弯矩确定。为便于拆除，在临时支座内设有约2cm厚的硫磺砂浆夹层。硫磺砂浆具有抗压强度高、加热容易软化的特点，便于临时支座的拆除。5.3施工特点本设计采用的是菱形挂篮悬臂浇筑的施工方法。用挂篮逐段悬拼浇筑施工的主要工艺程序为：灌注0号块，拼装挂篮，对称的浇筑1号段，挂篮的锚固点的转移、前移、调整，灌注下一段梁，依次类推完成悬臂灌注，挂篮拆除换为吊架，边跨、中跨的合龙。按照每一梁段的混凝土分为分两次浇筑，即先浇筑底板、后浇筑腹板和顶板混凝土的施工流程图如图5-1所示。 安装底板和腹挂篮前移就位安装箱梁底模板钢筋灌注底板混安装侧模、顶模安装顶板钢筋和预留管凝土及养护及腹板内预道（留试块）留管道灌注顶板及抽拔预埋的橡混凝土养护、拆腹板混凝土（留模和接缝的胶管道试块）处理准备张拉机具，准备压浆机具，准备锚具和张拉预应力预应力束，穿进行管道压浆钢筋束预应力钢筋挂篮前移就位图5-1悬臂浇筑流程5.4施工阶段划分按照该桥的实际施工工序，首先浇筑1号墩和2号墩的0号块件（采用托架支撑）并设置临时固定支座，以抵抗在悬臂施工中产生的不平衡弯矩。然后安装挂篮，并对称的浇 筑其他块件，支架现浇边跨，合龙边跨后拆除临时固定支座再合龙中跨，然后施加二期恒载。根据各阶段的施工顺序，由MIDAS/CIVIL软件建立桥梁的施工模型。其中每个阶段中又包含几个小工况：钝化已浇段湿重、张拉预应力筋、钝化挂篮（拆除）、激活挂篮（安装）、激活待浇段湿重。阶段1:0号块件的施工如图5.2图5.2阶段2:1号块件的施工如图5.3图5.3阶段3:2号块件的施工如图5.4 图5.4......重复各个小工况，施工3号块件到13号块件阶段15:边跨现浇段的施工如图5.5图5.5阶段16:边跨合龙段施工如图5.6悬臂挂篮拆除，换为吊架进行左边跨的合龙，在悬臂端采用水箱压重，重量为合龙段自重(427.29KN)的一半，边跨合龙段用加劲梁临时锁定。边跨现浇支架落架，激活边跨永久支座，拆除主墩顶临时支架，激活主墩顶永久支座，完成体系转换(结构变为单悬臂梁），浇筑边跨合龙段砼，同时逐级卸除边跨悬臂端的压重荷载(213.645KN)，待强后张拉部分边跨合龙钢束。图5.6阶段17:跨中合龙段施工如图5.7悬臂挂篮拆除，换为吊架进行中跨的合龙，在悬臂端采用水箱压重，重量为合龙段自重的 一半，中跨合龙段用加劲梁临时锁定。拆除2号墩顶临时支架，激活其墩顶永久支座，浇筑中跨合龙段砼，同时逐级卸除边跨悬臂端的压重荷载，待强后张拉部分边跨合龙钢束。图5.7阶段18:拆除临时支座换成永久支座图5.8阶段19：施加二期恒载阶段20：收缩徐图5.9变根据《公桥规》[2]的编制理念，使用阶段的收缩徐变时间应为“0”天，而将结构的收缩徐变考虑到施工阶段中，即添加一个较长的施工周期，用完成结构的收缩徐变，而不在使用阶段考虑。故最后一个阶段为考虑收缩徐变，加一个较长的施工期，本设计选用10年，即3650天。 6.预应力损失及有效预应力计算对于具体的桥梁构造形式和配筋情况，相应的预应力损失计算有一定的特性，现分别在各项预应力损失计算中作以简要介绍。[4]对于本设计，按《公预规》（JTGD62-2004）规定，当计算构件截面应力时，应计算由下列因素引起的预应力损失值：预应力筋束与管道壁之间的摩擦σl1锚具变形、钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩σl2混凝土的弹性压缩σl4预应力筋束的应力松弛σl5混凝土的收缩和徐变σl66.1预应力损失计算1）控制应力k=0.0015σcon=0.75fpk=0.75×1860=1μ=0.1395(MPa)72）其他参数管道偏差系数摩阻系数根据第九章的配筋特点，底板各截面钢束弯曲影响角θ由两部分组成：第一部分为预应力钢束的弯起角θ；第二部分为底板曲线斜率对应的夹角θ。12①预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失σl1−(μθ+k（6-1）σl1=con[1−x)]σe式中: σl1——由于摩擦引起的应力损失（MPa）；σcon——钢筋（锚下）控制应力（MPa）；θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和θ（rad）可按下式计算：ΔLo=E；l2pLχ——从张拉端至计算截面的管道长度（m）；μ——钢筋与管道壁之间的摩擦系数；k——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。[4]由《公预规》（JTGD62-2004）表6.3.4-1可知，管道类型为塑料波纹管时，μ取0.17，k取0.0015。χ取值为跨中截面到张拉端的距离。②锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失σl2ΔLσl2=Ep（6-2）L式中:σ——由于锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（MPa）；l2L——预应力钢筋的有效长度（m）；ΔL——锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩值（m）。根据采用锚具，则根据规范表6.3.4-2可知，ΔL＝6mm，接缝压缩值ΔL＝1mm。12③混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4在后张法结构中，由于一般预应力筋的数量较多，限于张拉设备等条件的限制，一般都采用分批张拉、锚固预应力筋。在这种情况下，已张拉完毕、锚固的预应力筋，将会在后续分批张拉预应力筋时发生弹性压缩变形，从而产生应力损失。σl4=pΔcΖ（6-3）nσ式中:σ——由于混凝土的弹性压缩引起的应力损失（MPa）；l4Δσ——在先行张拉的预应力钢筋重心处，由于后来张拉一根钢筋而产生的混c凝土正应力，对于连续梁可取若干有代表性截面上应力的平均值（MPa）；Z——在所计算的钢筋张拉后再张拉的钢筋根数。 经推导可得公式其他形式为：2m−1σl=4nσp（6-4）cmm——表示预应力筋张拉的总批数；σ——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c（预应力筋的预拉应力扣除σ和σ后算得）。l1l2NNe2ppσ=+pn（6-5）cAnnINp——所有预应力筋预加应力（扣除相应阶段的应力损失σ和σ后）的内力；l1l2epn——预应力筋预加应力Np的合力至混凝土净截面形心轴的距离；An、In——混凝土的净截面面积和截面惯性矩。④预应力钢筋松弛引起的损失σl5对于采用超张拉工艺的低松弛钢绞线，由钢筋松弛引起的预应力损失按下式计算，即：opeσl5=ψζ(0.52（6-6）0.26)σpefpk式中：ψ——张拉系数，对于本设计，不采用超张拉，取1.0ζ——钢筋松弛系数，对于低松弛钢绞线，取ζ=0.3；σ——传力锚固时的钢筋应力，σ=σ-σ-σ-σ。pepconl1l2l4e⑤混凝土收缩徐变引起的应力损失σl6由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失终极值按下列公式计算：0.9Eε(t)+α(t,t)σ(),t=σtpcsu0EPpcu0l6u（6-7）1+15ρpρs式中:εc(s,0)(t)、——加载龄期为t0时混凝土收缩应变终极值和徐变系数终极ut、,ttu0值；t0——加载龄期，即达到设计强度为90%的龄期，近似按标准养护条件计算则有：logt00.=f，则可≈20d。对于二期恒载的加载龄期t′，假定t′=909fd。得t 000ckcklog28 ρ——对于后张法构件，ρ+A)/；其中Ap、As分别为受拉区的预应力钢筋和psnA=(A非预应力钢筋的截面面积，An为换算截面面积；2epsρ——ρ=1+；psps2i2i——截面回转半径，对于后张法构件i=In/An；eps——构件受拉区预应力钢筋和非预应力钢筋截面重心至构件截面重心轴的距离。6.2预应力损失及有效预应力的计算结果根据上述各项预应力损失计算结果，可按施工和使用阶段对预应力损失进行组合，进而可得相应阶段的有效预应力。通过MIDAS/CIVIL软件计算出结果，现列出顶板束T9在几个主要阶段的预应力损失及有效预应力结果。T9顶板束在施工阶段和成桥阶段的预应力损失以及永存预应力见表6-1~6-3。顶板束T9:(1)张拉方式：两端张拉(2)成孔方式：预埋波纹管(3)钢束材料类型：钢绞线(4)张拉控制应力：σ=1300Mpa(5)通过单元号：13—32表co中：nσ+σ—摩擦损失和锚具变形损失；l1l2σ—弹性变形损失；l4σ—钢束松弛损失；l5σ—收缩徐变损失；l6σlΙ—传力锚固时的损失（第一批损失），σlΙ=σl1+σl2+σl4；σ—传力锚固时的损失（第一批损失），σ=σ+σ；lΠlΠl5l6o—永存预应力，σ=σ−(σ+σ+σ+σ+σ)。pepeconl1l2l4l5l6 表6-1张拉阶段各项预应力损失以及有效预应力（MPa）单元点o号lΙo+σoooool1l2llllΠ号456pe1313-329.51-5.31-6.65-2.76-334.83-9.411050.7614-233.99-7.37-12.35-3.64-241.42-15.991137.591414-233.99-7.55-12.35-3.63-241.54-15.981137.4815-187.20-6.83-15.45-4.00-194.08-19.451181.461515-187.20-6.74-15.45-3.88-193.96-19.331181.7116-181.57-6.04-15.84-3.77-187.64-19.611187.751616-181.57-5.97-15.84-3.67-187.52-19.501187.9817-175.97-5.43-16.22-3.54-181.46-19.761193.781717-175.97-5.38-16.22-3.45-181.34-19.681193.9918-171.33-5.02-16.55-3.37-176.34-19.921198.731818-171.33-4.98-16.55-3.30-176.34-19.851198.8119-166.70-4.70-16.87-3.25-171.37-20.121203.521919-166.70-4.66-16.87-3.18-171.37-20.051203.5820-167.42-4.44-16.82-3.12-171.84-19.941203.222020-167.42-4.41-16.82-3.06-171.84-19.881203.2821-172.02-4.16-16.50-3.00-176.17-19.501199.322121-172.02-4.10-16.50-2.99-176.17-19.491199.3422-173.85-3.90-16.37-2.91-177.76-19.281197.972222-173.850.17-16.37-0.18-173.73-16.551204.7223-175.680.19-16.24-0.21-175.44-16.451203.122323-175.680.19-16.24-0.21-175.44-16.451203.1224-173.850.17-16.37-0.19-173.73-16.561204.722424-173.85-3.89-16.37-2.91-177.76-19.281197.9725-172.02-4.09-16.50-2.99-176.05-19.491199.462525-172.02-4.15-16.50-3.00-176.17-19.501199.3326-167.42-4.40-16.82-3.06-171.84-19.881203.282626-167.42-4.43-16.82-3.12-171.84-19.941203.2227-166.70-4.65-16.87-3.18-171.37-20.051203.592727-166.70-4.69-16.87-3.24-171.37-20.111203.5续2表6-单元节28-171.33-4.97-16.55-3.30-17o6l.34-19.841198.811o+ooooo点l1lllΙlpe456Πσ号号l22828-171.33-5.02-16.55-3.37-176.34-19.921198.7429-175.97-5.37-16.22-3.45-181.34-19.671193.992929-175.97-5.42-16.22-3.53-181.34-19.751193.91 30-181.57-5.96-15.84-3.67-187.52-19.501187.983030-181.57-6.03-15.84-3.77-187.64-19.611187.7531-187.20-6.73-15.45-3.87-193.96-19.321181.723131-187.20-6.82-15.45-4.00-193.96-19.451181.5932-233.99-7.55-12.35-3.63-241.54-15.981137.483232-233.99-7.37-12.35-3.63-241.31-15.981137.7133-329.51-5.31-6.65-2.75-334.83-9.401050.76表6-2最大悬臂阶段各项预应力损失以及有效预应力（MPa）单元号节点号σlΙo+σoooool1l4l5l6lΠpel21313-329.51-33.69-10.90-28.15-363.19-27.191004.6214-233.99-39.09-20.25-36.25-273.08-35.291086.641414-233.99-38.63-20.25-35.54-272.62-34.571087.8115-187.20-36.60-25.33-35.81-223.80-34.841136.361515-187.20-35.70-25.33-34.89-222.89-33.921138.1816-181.57-32.49-25.96-33.55-214.06-32.571148.371616-181.57-32.24-25.96-32.99-213.81-32.011149.1817-175.97-29.58-26.60-31.71-205.55-30.731158.711717-175.97-29.37-26.60-31.20-205.35-30.221159.4318-171.33-27.46-27.13-30.38-198.79-29.401166.811818-171.33-27.29-27.13-29.93-198.61-28.961167.4319-166.70-25.60-27.66-29.24-192.30-28.261174.441919-166.70-25.45-27.66-28.82-192.15-27.841175.0220-167.42-23.97-27.57-28.16-191.39-27.181176.432020-167.42-23.84-27.57-27.72-191.26-26.741177.0021-172.02-22.51-27.05-27.08-194.53-26.091174.382121-172.02-22.19-27.05-26.93-194.21-25.951174.8522-173.85-21.31-26.84-26.37-195.16-25.391174.452222-173.85-58.62-26.84-21.41-232.47-20.461142.0723-175.68-56.28-26.63-20.83-231.96-19.871143.172323-175.68-56.28-26.63-20.83-231.96-19.871143.1724-173.85-58.64-26.84-21.47-232.49-20.511142.002424-173.85-21.35-26.84-27.57-195.20-26.591173.2125-172.02-22.26-27.05-28.10-194.27-27.121173.612525-172.02-22.58-27.05-28.27-194.60-27.291173.1126-167.42-23.99-27.57-28.87-191.41-27.891175.70续上表单元号节点号oooσlΙo+σool1l4l5l6lΠpel22626-167.42-24.12-27.57-29.33-191.54-28.351175.1127-166.70-25.70-27.66-29.92-192.40-28.941173.662727-166.70-25.85-27.66-30.38-192.55-29.401173.04 28-171.33-27.65-27.13-31.00-198.98-30.031165.992828-171.33-27.83-27.13-31.48-199.16-30.501165.3429-175.97-29.87-26.60-32.22-205.85-31.241157.912929-175.97-30.08-26.60-32.75-206.06-31.781157.1630-181.57-32.93-25.96-33.91-214.50-32.941147.563030-181.57-33.18-25.96-34.50-214.76-33.531146.7231-187.20-36.61-25.33-35.72-223.81-34.751136.443131-187.20-36.93-25.33-36.38-224.13-35.411135.4632-233.99-39.79-20.25-36.33-273.78-35.361085.863232-233.99-39.63-20.25-36.79-273.62-35.831085.5533-329.51-28.85-10.90-27.05-358.35-26.071010.57表6-3正常使用阶段各项预应力损失以及有效预应力（MPa）o单元节点lΙol1+σl2ooooopellll号号456Π1313-329.51-31.75-10.90-92.29-361.26-103.18930.5614-233.99-33.72-20.25-105.68-267.66-125.931001.411414-233.99-33.10-20.25-105.14-267.08-125.391002.5315-187.20-30.49-25.33-106.17-217.63-131.491045.871515-187.20-29.50-25.33-105.04-216.67-130.371047.9616-181.57-26.16-25.96-102.86-207.78-128.821058.401616-181.57-25.78-25.96-102.46-207.30-128.421059.2817-175.97-23.04-26.60-100.34-199.01-126.941069.051717-175.97-22.72-26.60-99.86-198.65-126.461069.8918-171.33-20.73-27.13-98.72-192.01-125.851077.141818-171.33-20.44-27.13-98.26-191.76-125.391077.8519-166.70-18.68-27.66-97.43-185.37-125.081084.551919-166.70-18.42-27.66-96.88-185.12-124.541085.3420-167.42-16.89-27.57-96.06-184.36-123.641087.002020-167.42-16.67-27.57-95.37-184.12-122.941087.9421-172.02-15.31-27.05-94.49-187.30-121.541086.162121-172.02-14.66-27.05-94.96-186.69-122.011086.3022-173.85-13.66-26.84-93.85-187.53-120.681086.792222-173.85-50.54-26.84-93.19-224.40-120.021050.57续表6-单元节ol3o+ooooo点l1lllΙlpe456Πσ号号l22323-175.68-48.23-26.63-91.26-223.96-117.881053.1524-173.85-50.52-26.84-93.35-224.40-120.191050.412424-173.85-13.73-26.84-94.21-187.53-121.041086.43 25-172.02-14.73-27.05-95.17-186.69-122.211086.102525-172.02-15.39-27.05-94.70-187.43-121.71085.8326-167.42-16.72-27.57-95.56-184.124-123.141087.752626-167.42-16.95-27.57-96.26-184.36-123.81086.8127-166.70-18.46-27.66-97.07-185.123-124.721085.152727-166.70-18.71-27.66-97.65-185.37-125.31084.3228-171.33-20.44-27.13-98.47-191.761-125.601077.642828-171.33-20.74-27.13-98.97-192.01-126.01076.9029-175.97-22.69-26.60-100.09-198.659-126.681069.672929-175.97-23.02-26.60-100.57-199.01-127.11068.8230-181.57-25.71-25.96-102.66-207.306-128.621059.083030-181.57-26.09-25.96-103.08-207.66-129.01058.3031-187.20-29.38-25.33-105.23-216.554-130.561047.893131-187.20-29.85-25.33-105.60-217.03-130.91047.0432-233.99-33.02-20.25-105.38-266.963-125.621002.413232-233.99-33.06-20.25-105.12-267.08-125.31002.5533-329.51-27.24-10.90-86.16-356.787-97.06941.167.配束后主梁内力计算及内力组合7.1预应力效应计算预应力次内力的一般方法为：选出结构的基本体系，计算出预加力对静定结构 体系的弯矩内力，即初预矩，然后用力法求解结构在预加力作用下的赘余力，即次预矩。初预矩和次预矩之和即为总力矩，此方法适合于手算简单结构，对于实际悬臂施工法的变截面连续梁桥，用该方法计算是繁琐的，并且不太可能准确的计算出。配束后施工阶段重新做了调整。7.2收缩徐变效应本设计考虑3650天收缩徐变，徐变可采用狄辛格法、扩展狄辛格法、换算弹性模量法计算，混凝土收缩可采用等效温降得近似方法计算，由于这些方法手算均过于繁琐，在本设计中使用MIDAS/CIVIL软件计算。7.3内力组合将各种荷载工况产生的内力重新组合，按照规范进行承载能力极限状态基本组合和正常使用极限状态短期组合和长期组合，组合结果如表7-1～7-3，内力图如图7.1～图7.3所示。由于结构对称，现只列出1～39号单元各截面的内力值。表7-1承载能力极限状态最不利组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-6356.19-16010.51-6998.48-16010.51左支2-5135.97-7093.37-5778.27-8056.81738.49-4665.23-536.96-12693.96点边跨8159.48-3714.06-600.85-12385.0812-2332.39-1244.35-2974.47-19549.841/4边135972.85-5389.505330.77-25621.89跨1/2续表7-1最大内力最小内力单元号节点号剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）161701.76-96965.711060.47-122978.78边跨3/4177757.44-115335.217116.15-143275.1723-25031.78-273795.19-25862.89-309121.58左墩顶24-16439.13-251262.19-17270.25-285757.4632-6882.81-19848.45-7713.46-38136.95中跨1/433-623.97-7713.87-1454.62-23509.01中跨跨39408.58-15099.21-188.15-23348.59中 40174.19-14791.01-422.54-24401.88图7.1考虑预应力次效应后承载能力极限状态最不利组合弯矩包络图图7.2考虑预应力次效应后承载能力极限状态最不利组合剪力包络图表7-2考虑预应力次效应后短期作用组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-6027.40-16010.51-7607.93-16010.51左支2-4806.88-6326.16-6354.56-8526.477446.91622.37-891.42-16607.76点边跨8610.943684.11-937.20-16611.9812-1702.022605.32-3085.51-28473.311/4边136648.64-2271.075254.21-35484.67跨1/2 162513.46-97037.821069.11-135660.86边跨3/4178614.96-116644.387147.72-157035.78左墩顶23-24936.69-278207.43-24750.96.81-305440.4924-16344.00-255756.87-26828.78-328913.26中跨1/432-6734.61-22114.26-8387.48-48492.3833-452.79-9394.95-2086.17-33343.92中跨跨中391001.74-13734.36-989.33-31900.7740779.95-14020.22-572.38-32152.42图7.3考虑预应力次效应后短期作用组合弯矩包络图图7.4考虑预应力次效应后短期作用组合剪力包络图 表7-3考虑预应力次效应后长期作用组合最大内力最小内力单元号节点剪力（kN）弯距（kN·m）剪力（kN）弯距（kN·m）号1-6116.29-16010.51-7294.72-16010.51左支2-3444.45-11747.25-6055.56-8403.217323.89-2019.66-743.99-15580.62点边跨81801.375608.09-593.22-15502.6812-1920.18-15875.48-2985.92-26131.431/4边131356.36-38883.605339.02-32896.28162217.52-99113.581117.34-132332.35跨1/2171041.10-134460.487186.13-153401.1023-24977.44-279177.38-26414.83-300045.73边跨324-16473.04-247997.28-17814.00-323292.0232-6798.13-24004.02-8098.62-46915.16/4左墩33-3985.47-4827.71-1815.51-31989.77顶中跨38847.98-17053.81-407.71-30970.0939620.79-17343.38-634.80-31240.091/4中跨跨中图7.5考虑预应力次效应后长期作用组合弯矩包络图 8.强度验算预应力混凝土受弯构件截面承载力的验算内容包括两大类，即正截面抗弯能力验算和斜截面抗剪能力验算。8.1正截面抗弯能力验算8.1.1基本理论其验算原则基本上与普通钢筋混凝土受弯构件相同，当预应力钢筋的配筋率的配置适当时，假定受拉区混凝土开裂退出工作，不考虑截面受拉混凝土抗拉强度，预应力筋和非预应力筋分别达到各自的抗拉设计强度f和f；受压区混凝土应力达到抗压设计强pdsd度f，非预应力钢筋达到其抗压设计强度f"，并假定受压区混凝土应力按矩形分布。cdcd但受压区布有预应力钢筋A时，其应力σ"却达不到抗压设计强度。ppc 8.1.2计算公式由于本设计采用的是变高度的箱型截面，其横向分布比较复杂，为了简化起见，我们可以将箱梁假想地从顶板和底板中点切开，使之变为2片T形梁组成的桥跨结构，然后应用修正的偏心压力法计算其荷载横向分布系数。这样我们就可以利用T形梁的计算公式。[4]根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第5.2.3条，翼缘位于受压区的箱形截面受弯构件，其正截面抗弯承载力计算应符合下列规定。当符合下列条件时（第一类T形截面）：sdfAs+pdAp≤cdbfh"+A"+(f−σ)（8-1）ff"f"fs"sp"pA"pdd0按式（12-2）和式（12-3）计算正截面抗弯承载力：xγ0Md≤cbx0−)+sA"s0−as)+p−σp)A"p0−ap（8-2）df(hf"2d(h"(f"d"0(h")fA+=fbx+A"+−σ"（8-3）fAf"(f")A"sdspdpcdsdspdp0p当不符合上述条件时，计算中应考虑截面腹板受压作用，正截面抗弯承载力应按下列规定计算（第二类T形截面）：xh"fγ0Md≤cdbx(−)−b)h"f−)+fA"s−a)+(f−σ)A"p−a"p)0000fh+(b"f(h2"sd(h"s"pd"p0(h2（8-4）受压区高度x应按下式计算：fA+=fbx+−b)+fA"+−σ"（8-5）fA(b"h""(f")A"sdspdpcdffsdspdp0p以上各式中：A、A"—受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；ssA、—受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积；ppA"b—矩形截面宽度或箱形截面腹板宽度：h—截面有效高度，h=h−a，此处h为截面全高；00a、a"—受拉区、受压区普通钢筋和预应力钢筋的合力点至受拉区、受压区边缘的距离； a"、—受压区普通钢筋合力点、预应力钢筋合力点至受压区边缘的距离；spa"o—受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时预应力钢筋的应力；p0"h"—箱形截面受压翼缘厚度：fb"—箱形截面受压翼缘有效宽度，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计f[4]规范》第4.2.2条规定采用。根据承载能力极限状态组合的结果，采用基本组合。8.1.3验算结果由于结构对称，现将1～38号单元各截面的正截面强度计算结果汇总于表8-1中。由表8-1可看出，各截面承载力Mu均大于相应的计算弯矩Md，故全桥正截面强度验算满足规范要求。表8-1正截面抗弯承载力验算单元位置最大/最小验算rMu(kN*m)Mn(kN*m)1I[1]最大OK019126.70821I[1]最小OK019126.70821J[2]最大OK15446.373846209.57961J[2]最小OK8909.357346209.57962I[2]最大OK15446.373860589.75672I[2]最小OK8909.357360589.75672J[3]最大OK33359.689358769.8432J[3]最小OK18773.564358769.8433I[3]最大OK33359.689372684.87183I[3]最小OK18773.564372684.87183J[4]最大OK54486.160975838.6453J[4]最小OK29252.154675838.6454I[4]最大OK54486.160989427.4024I[4]最小OK29252.154689427.4024J[5]最大OK74408.012696503.48014J[5]最小OK35202.551996503.48015I[5]最大OK74408.012696511.94235I[5]最小OK35202.551996511.94235J[6]最大OK76104.437396543.61215J[6]最小OK34665.543496543.61216I[6]最大OK76104.437396543.612 6I[6]最小OK34665.543496543.6126J[7]最大OK77040.0295955.07546J[7]最小OK33552.838895955.07547I[7]最大OK77040.0295939.36587I[7]最小OK33552.838895939.36587J[8]最大OK75291.255989575.32987J[8]最小OK26760.54889575.32988I[8]最大OK75291.255975989.52938I[8]最小OK26760.54875989.52938J[9]最大OK66728.035370037.84118J[9]最小OK14783.476370037.84119I[9]最大OK66728.035398104.90339I[9]最小OK14783.476398104.90339J[10]最大OK51358.207564601.25539J[10]最小OK-2399.799474343.437410I[10]最大OK51358.207581685.182310I[10]最小OK-2399.799472188.5489续上表单元位置最大/最小验算rMu(kN*m)Mn(kN*m)10J[11]最大OK30004.577159577.27410J[11]最小OK-25674.1774115298.955711I[11]最大OK30004.577159553.450911I[11]最小OK-25674.1774103014.665711J[12]最大OK6003.56433758.377111J[12]最小OK-58490.6235156785.291812I[12]最大OK6003.56458321.065512I[12]最小OK-58490.6235159756.613912J[13]最大OK-23866.1367207034.387112J[13]最小OK-97798.198207034.387113I[13]最大OK-23866.1367212785.451613I[13]最小OK-97798.198212785.451613J[14]最大OK-59694.4844259149.873913J[14]最小OK-143735.6098259149.873914I[14]最大OK-59694.4844262266.94714I[14]最小OK-143735.6098262266.94714J[15]最大OK-101601.3177316839.464114J[15]最小OK-196471.1175316839.464115I[15]最大OK-101601.3177317167.106115I[15]最小OK-196471.1175317167.106115J[16]最大OK-149733.0065385398.18215J[16]最小OK-256206.5016385398.18216I[16]最大OK-149733.0065384406.5659 16I[16]最小OK-256206.5016384406.565916J[17]最大OK-203924.0854455812.299416J[17]最小OK-323515.9706455812.299417I[17]最大OK-203924.0854454308.288517I[17]最小OK-323515.9706454308.288517J[18]最大OK-264212.4921541235.251117J[18]最小OK-398830.8884541235.251118I[18]最大OK-264212.4921540873.56818I[18]最小OK-398830.8884540873.56818J[19]最大OK-319296.5278619619.460118J[19]最小OK-467902.3106619619.460119I[19]最大OK-319296.5278600296.914719I[19]最小OK-467902.3106600296.914719J[20]最大OK-378165.096700339.646219J[20]最小OK-542917.2023700339.646220I[20]最大OK-378165.096654628.479620I[20]最小OK-542917.2023654628.4796续上表单元位置最大/最小验算rMu(kN*m)Mn(kN*m)20J[21]最大OK-415329.1208790868.773320J[21]最小OK-590870.5695790868.773321I[21]最大OK-415329.1208790877.394121I[21]最小OK-590870.5695790877.394121J[22]最大OK-441042.1202811174.300821J[22]最小OK-624095.6135811174.300822I[22]最大OK-447173.3258811174.300822I[22]最小OK-631335.0995811174.300822J[23]最大OK-473635.0644814955.965722J[23]最小OK-665569.2369814955.965723I[23]最大OK-473635.0644814955.965723I[23]最小OK-665569.2369814955.965723J[24]最大OK-446474.232811174.300823J[24]最小OK-630346.669811174.300824I[24]最大OK-440343.0264811174.300824I[24]最小OK-623107.183811174.300824J[25]最大OK-413948.3337790877.402824J[25]最小OK-588883.3915790877.402825I[25]最大OK-413948.3337790868.781425I[25]最小OK-588883.3915790868.781425J[26]最大OK-375672.4067654623.672925J[26]最小OK-539424.1102654623.672926I[26]最大OK-375672.4067700339.6462 26I[26]最小OK-539424.1102700339.646226J[27]最大OK-315505.2883600296.029326J[27]最小OK-461884.6397600296.029327I[27]最大OK-315505.2883619619.460127I[27]最小OK-461884.6397619619.460127J[28]最大OK-259323.0083540872.968827J[28]最小OK-390288.5313540872.968828I[28]最大OK-259323.0083541235.258928I[28]最小OK-390288.5313541235.258928J[29]最大OK-197412.3286454305.220728J[29]最小OK-312456.2284454305.220729I[29]最大OK-197412.3286455812.299429I[29]最小OK-312456.2284455812.299429J[30]最大OK-141669.8265384404.474829J[30]最小OK-243143.7904384404.474830I[30]最大OK-141669.8265385398.18230I[30]最小OK-243143.7904385398.182续上表单元位置最大/最小验算rMu(kN*m)Mn(kN*m)30J[31]最大OK-91884.4502317158.763430J[31]最小OK-181436.1688317158.763431I[31]最大OK-91884.4502316839.464131I[31]最小OK-181436.1688316839.464131J[32]最大OK-47866.2345262257.63431J[32]最小OK-127107.0764262257.63432I[32]最大OK-47866.2345259149.873932I[32]最小OK-127107.0764259149.873932J[33]最大OK-9451.7764212775.627732J[33]最小OK-79961.5065212775.627733I[33]最大OK-9451.7764216450.613633I[33]最小OK-79961.5065216450.613633J[34]最大OK23572.476372875.910633J[34]最小OK-39911.5086157660.205434I[34]最大OK23572.476386536.908534I[34]最小OK-39911.5086179068.909534J[35]最大OK53406.6012111785.250934J[35]最小OK-8912.0275116510.143635I[35]最大OK53406.601294494.085435I[35]最小OK-8912.0275122123.201835J[36]最大OK80018.9831130151.01735J[36]最小OK13258.4158130151.01736I[36]最大OK80018.9831111313.3679 36I[36]最小OK13258.4158111313.367936J[37]最大OK99987.0112154817.554136J[37]最小OK30159.1278154817.554137I[37]最大OK99987.0112127949.365437I[37]最小OK30159.1278127949.365437J[38]最大OK113790.9827134896.417937J[38]最小OK41395.5186134896.417938I[38]最大OK113790.9827147598.19738I[38]最小OK41395.5186147598.19738J[39]最大OK120988.0222154911.475538J[39]最小OK47447.1238154911.475539I[39]最大OK122374.0222154935.83639I[39]最小OK48602.1238154935.83639J[40]最大OK122750.2428155370.485639J[40]最小OK49005.934155370.485640I[40]最大OK122750.2428155370.485640I[40]最小OK49005.934155370.4856续上表单元位置最大/最小验算rMu(kN*Mn(kN*m)m)40J[41]最大OK122392.1156154935.851540J[41]最小OK48617.4923154935.85158.2斜截面抗剪能力验算[4]根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第5.2.7条桥梁构件的斜截面承载能力极限状态计算，应采用下列表达式：γV≤V+V+V（8-6）0dcssbpb式中：V—斜截面内混凝土和箍筋共同点抗剪承载力设计值（kN）；csV—与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值（kN）；sbV—与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值（kN）；pb[4]由于梁体的主拉应力σ都不大于0.5f=1.33MPa，故根据《公桥规》7.1.6规定，箍筋tptk可以仅按照构造要求设置，取双肢HRB直径12mm的钢筋，自支座中心起不小于一倍梁 高的范围内，其间距为100mm，其他梁段箍筋间距采用150mm。表8-2斜截面抗剪承载力验算单元位置最大/最小验算rVd(kN)Vn(kN)截面验算1I[1]最大OK-6331.668944084.1817OK1I[1]最小OK-1063.665344084.1817OK1J[2]最大OK-5467.343738163.4282OK1J[2]最小OK-9943.492538163.4282OK2I[2]最大OK-5467.343540224.1198OK2I[2]最小OK-9943.492240224.1198OK2J[3]最大OK-4312.482345603.1427OK2J[3]最小OK-8452.48145603.1427OK3I[3]最大OK-4312.482445602.4414OK续上表单元位置最大/最小验算rVd(kN)Vn(kN)截面验算3I[3]最小OK-8452.481345602.4414OK3J[4]最大OK-2575.013543880.3096OK3J[4]最小OK-6221.754143880.3096OK4I[4]最大OK-2575.013744114.2887OK4I[4]最小OK-6221.754444114.2887OK4J[5]最大OK419.536744455.4968OK4J[5]最小OK-2520.514744455.4968OK5I[5]最大OK419.536644455.4968OK5I[5]最小OK-2520.514944455.4968OK5J[6]最大OK1033.633744615.0556OK5J[6]最小OK-1786.086344615.0556OK6I[6]最大OK1033.633744615.0556OK6I[6]最小OK-1786.086344615.0556OK6J[7]最大OK1760.090444941.2775OK6J[7]最小OK-1164.545844941.2775OK7I[7]最大OK1760.090244941.2775OK7I[7]最小OK-1164.54644941.2775OK7J[8]最大OK3941.514144114.2887OK7J[8]最小OK694.424844114.2887OK8I[8]最大OK3941.4922134191.7411OK8I[8]最小OK694.4188134191.7411OK8J[9]最大OK6129.5937127923.6584OK8J[9]最小OK2548.135127923.6584OK9I[9]最大OK6129.4938132293.4752OK 9I[9]最小OK2548.122132293.4752OK9J最大OK8332.2212136834.0207OK9[10]J最小OK4403.5717136834.0207OK[10]10I[10]最大OK8331.7628150279.2984OK10I[10]最小OK4403.3654150279.2984OK10J最大OK10557.6824151173.613OK[11]10J最小OK6268.1466127258.1306OK11I[[1111]]最大OK10556.8345153984.4129OK11I[11]最小OK6267.7062144801.2046OK11J最大OK12814.8036150001.8432OK11[12]J最小OK8149.7227148410.8983OK[12]12I[12]最大OK12812.8349161191.3021OK12I[12]最小OK8148.511149279.9085OK12J最大OK15112.0933162858.0491OK12[13]J最小OK10056.0342162858.0491OK13I[[1133]]最大OK15108.9498173542.7592OK13I[13]最小OK10053.9888173542.7592OK续上表单元位置最大/最小验算rVd(kN)Vn(kN)截面验算13J最大OK17459.0034176129.9805OK[14]13J最小OK11995.5197176129.9805OK14I[[1144]]最大OK17454.3238186860.3587OK14I[14]最小OK11992.3569186860.3587OK14J最大OK19864.9177196491.0891OK14[15]J最小OK13976.5799196491.0891OK15I[[1155]]最大OK19858.1536207341.6193OK15I[15]最小OK13971.8796207341.6193OK15J最大OK22339.245212876.3807OK[16]15J最小OK16007.6233212876.3807OK16I[[1166]]最大OK22330.4656225826.9985OK16I[16]最小OK16001.4365225826.9985OK16J最大OK24892.146232489.2411OK16[17]J最小OK18097.5917232489.2411OK[17]17I[17]最大OK24880.2225246054.0722OK17I[17]最小OK18089.0441246054.0722OK17J最大OK27532.757253633.3617OK[18]17J最小OK20254.601253633.3617OK18I[[1188]]最大OK27516.8617261096.8143OK18I[18]最小OK20242.9678261096.8143OK18J最大OK29803.9857268419.6234OK18[19]J最小OK22106.9585268419.6234OK[19]19I[19]最大OK29786.1066275725.9658OK19I[19]最小OK22093.7593275725.9658OK 19J最大OK32149.646286844.4074OK[20]19J最小OK23999.6428286844.4074OK20[I[2020]]最大OK32141.9119311817.7253OK20I[20]最小OK23993.7173311817.7253OK20J最大OK33598.5835319941.1362OK20[J21]最小OK25159.7643319941.1362OK[21]21I[21]最大OK33720.379282942.6272OK21I[21]最小OK25250.785982942.6272OK21J最大OK34706.263776432.3727OK21[J22]最小OK26039.508976432.3727OK22[I[2222]]最大OK34704.08476432.3727OK22I[22]最小OK26037.652776432.3727OK22J最大OK35690.095666139.1342OK[23]22J最小OK26826.073366139.1342OK23[I[2323]]最大OK-27522.768766139.1342OK23I[23]最小OK-36263.161766139.1342OK23J最大OK-26734.394976432.3727OK[24]续上表单元位置最大/最小验算rVd(kN)Vn(kN)截面验算23J最小OK-35280.9676432.3727OK[24]24I[24]最大OK-26736.248476432.3727OK24I[24]最小OK-35283.137676432.3727OK24J最大OK-25947.666182942.6272OK[25]24J最小OK-34300.98182942.6272OK25[I[2525]]最大OK-25854.1994319941.1362OK25I[25]最小OK-34177.1475319941.1362OK25J最大OK-24688.5388311817.7253OK25[J26]最小OK-32725.8954311817.7253OK[26]26I[26]最大OK-24694.6437286844.4074OK26I[26]最小OK-32733.7808286844.4074OK26J最大OK-22804.3997275725.9658OK26[J27]最小OK-30378.8756275725.9658OK27[I[2727]]最大OK-22818.2782268419.6234OK27I[27]最小OK-30397.1161268419.6234OK27J最大OK-20989.7545261096.8143OK27[J28]最小OK-28118.1558261096.8143OK[28]28I[28]最大OK-21002.0759253633.3617OK28I[28]最小OK-28134.4024253633.3617OK28J最大OK-18881.9769246054.0722OK28[J29]最小OK-25491.0875246054.0722OK29[I[2929]]最大OK-18891.161232489.2411OK29I[29]最小OK-25503.3077232489.2411OK29J最大OK-16832.8418225826.9985OK[30] 29J最小OK-22950.2854225826.9985OK[30]30I[30]最大OK-16839.3616212876.3807OK30I[30]最小OK-22959.3128212876.3807OK30J最大OK-14821.1553207341.6193OK30[J31]最小OK-20486.4109207341.6193OK31[I[3131]]最大OK-14826.1499196491.0891OK31I[31]最小OK-20493.3927196491.0891OK31J最大OK-12861.0371186860.3587OK[32]31J最小OK-18090.6385186860.3587OK32[I[3232]]最大OK-12864.4394176129.9805OK32I[32]最小OK-18095.4936176129.9805OK32J最大OK-10943.8376173542.7592OK32[J33]最小OK-15753.0737173542.7592OK[33]33I[33]最大OK-10946.0522167083.5406OK33I[33]最小OK-15756.3421167083.5406OK33J最大OK-9061.5916164700.8625OK[34]33J最小OK-13464.6915155940.9019OK[34]续上表单元位置最大/最小验算rVd(kN)Vn(kN)截面验算34I[34]最大OK-9062.9582167177.6924OK34I[34]最小OK-13466.7676137624.2745OK34J最大OK-7206.467163845.0851OK34[J35]最小OK-11216.5394163845.0851OK[35]35I[35]最大OK-7206.9784147336.2884OK35I[35]最小OK-11217.4395147336.2884OK35J最大OK-5370.5871160558.3085OK35[J36]最小OK-8999.586160558.3085OK36[I[3636]]最大OK-5370.8586150522.799OK36I[36]最小OK-9000.0832150522.799OK36J最大OK-3547.0311146537.8501OK36[J37]最小OK-6805.8641146537.8501OK37[I[3737]]最大OK-3547.0634140524.3158OK37I[37]最小OK-6805.9747140524.3158OK37J最大OK-1728.574143323.2616OK37[J38]最小OK-4626.9103143323.2616OK38[I[3838]]最大OK-1728.58347912.9204OK38I[38]最小OK-4626.933647912.9204OK38J最大OK91.245147968.4077OK[39]38J最小OK-2455.074647968.4077OK39[I[3939]]最大OK553.24547968.4077OK39I[39]最小OK-1900.674947968.4077OK39J最大OK1160.81947331.4087OK39[J40]最小OK-1177.517347331.4087OK[40] 40I[40]最大OK1160.81947331.4087OK40I[40]最小OK-1177.517347331.4087OK40J[41]最大OK1882.842947968.4077OK40J[41]最小OK-568.809447968.4077OK9.抗裂验算9.1抗裂验算要求[4]根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第6.3.1条规定，预应力混凝土受弯构件应按下列规定进行正截面和斜截面抗裂验算（1）正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列要求。全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下：分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件σ−0.8σ≤0（9-1）sptc（2）斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列规定：全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下：预制构件分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件σ≤0.4f（9-2）ttpk 式中：σ—在作用短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力；stσ—扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应pc力；σ—由作用短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力；tpf—混凝土的抗拉设计强度标准值，采用C50=2.65MPatk时ftk9.2抗裂验算公式9.2.1正截面抗裂验算公式在短期效应组合下的梁底拉应力验算参见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计[4]规范》式（6.3.2-1）：Ms（9-3）σst=W0式中：M—按作用短期效应组合计算的弯矩值；sW—构件净截面抗裂验算边缘的弹性抵抗矩。计算由预加力产生的混凝土引起0的法向压应力σ计算，参见《公路钢筋混凝土及预pc[4]应力混凝土桥涵设计规范》式（6.1.5-4）：NpNpepnMp2σpc=+yn+yn（9-4）AnInIn式中：A—净截面面积；nN—后张法构件的预应力钢筋和普通钢筋的合力；pI—净截面惯性矩；ne—净截面重心至预应力钢筋和普通钢筋合力点的距离；pnM—由预应力N在后张法预应力混凝土连续梁等超静定结构中产生的次弯p2p 矩；y—净截面重心至计算纤维处的距s离。9.2.2斜截面抗裂验算公式[4]根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第6.3.3条规定，预应力混凝土受弯构件由作用短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力σ和主压应力σ，应按tpcp下列公式计算：σ+σ2cxo和σocxc（9-5）tpcpy+τcy−σ2=22nσ"MspcVSoAsinos0cx=σyApvτ=（9-6）0−bIθSpc+σcy=0.60pepbpIn0bsvbnI式中：σ—在计算主应力点，由预加力和按作用短期效应组合计算的弯矩Ms产生cx的混凝土法向应力；σ—由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土竖向压应力；cyτ—在计算主应力点，由预应力弯起钢筋的预加力和按作用短期效应组合计算的剪力Vs产生的混凝土混凝土剪应力；σ—在计算主应力点，由扣除全部预应力损失后的纵向预加力产生的混凝土法pc向预压应力；y—换算截面重心轴至计算主应力点的距离；0σ＇σ""—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ppee有效预应力；A—单肢竖向预应力钢筋的截面面积；pvs—竖向预应力钢筋的间距；vb—计算主应力点处构件腹板的宽度；A—计算截面上同一弯起平面内预应力弯起钢筋的截面面积；pb S、S—计算主应力点以上（或以下）部分换算截面面积对换算截面重心轴、0n净截面面积对净截面重心轴的面积矩；θ—计算截面上预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角。p9.3验算结果正截面抗裂结果如表9-1，由于结构对称，现只列出1～39号单元各控制截面的验算结果。表9-1正截面抗裂验算（MPa）单元位置短/长验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2)1I[1]长期OK46.998101I[1]短期OK-1439.88-19181J[2]长期OK533.717301J[2]短期OK-994.687-19182I[2]长期OK589.33702I[2]短期OK-940.244-19182J[3]长期OK1007.35902J[3]短期OK-577.244-19183I[3]短期OK-521.659-19183I[3]长期OK1064.64103J[4]长期OK1449.31403J[4]短期OK-219.17-19184I[4]长期OK1507.12704I[4]短期OK-162.912-19184J[5]长期OK1654.14404J[5]短期OK-152.874-19185I[5]长期OK1655.65505I[5]短期OK-151.718-19185J[6]短期OK-165.919-19185J[6]长期OK1668.91906I[6]长期OK1668.91606I[6]短期OK-165.883-19186J[7]长期OK1683.75706J[7]短期OK-178.589-19187I[7]长期OK1680.32407I[7]短期OK-181.686-19187J[8]长期OK1715.28807J[8]短期OK-229.829-19188I[8]长期OK1623.83908I[8]短期OK-286.87-1918 8J[9]长期OK1472.27408J[9]短期OK-549.594-19189I[9]短期OK-470.401-19189I[9]长期OK1554.4109J[10]长期OK1948.8590续上表单元位置短/长验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2)9J[10]短期OK80.8199-191810I[10]长期OK2004.806010I[10]短期OK-86.1997-191810J[11]长期OK2235.47010J[11]短期OK207.1719-191811I[11]长期OK2115.99011I[11]短期OK-25.1201-191811J[12]长期OK2181.775011J[12]短期OK300.1695-191812I[12]长期OK2465.967012I[12]短期OK290.0885-191812J[13]长期OK2392.021012J[13]短期OK206.1822-191813I[13]短期OK254.8168-191813I[13]长期OK2450.256013J[14]长期OK2118.655013J[14]短期OK-73.6967-191814I[14]长期OK2170.145014I[14]短期OK-32.421-191814J[15]长期OK1814.602014J[15]短期OK-374.584-191815I[15]长期OK1869.776015I[15]短期OK-329.941-191815J[16]短期OK-632.543-191815J[16]长期OK1546.421016I[16]长期OK1420.635016I[16]短期OK-768.222-191816J[17]长期OK1214.862016J[17]短期OK-951.285-191817I[17]长期OK1081.89017I[17]短期OK-1093.81-191817J[18]长期OK1010.764017J[18]短期OK-1140.74-191818I[18]短期OK-1178.79-191818I[18]长期OK981.37620 18J[19]长期OK859.1205018J[19]短期OK-1279.63-191819I[19]长期OK848.8537019I[19]短期OK-1298.37-191819J[20]长期OK625.62330续上表单元位置短/长验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2)19J[20]短期OK-1500.31-191820I[20]长期OK649.2254020I[20]短期OK-1484.19-191820J[21]短期OK-1326.6-191820J[21]长期OK794.5669021I[21]长期OK781.5071021I[21]短期OK-1342.14-191821J[22]长期OK699.7593021J[22]短期OK-1435.73-191822I[22]短期OK-1717.84-191822I[22]长期OK417.4864022J[23]短期NG-2101.2-191822J[23]长期OK46.4262023I[23]短期NG-2101.24-191823I[23]长期OK46.3953023J[24]长期OK427.8607023J[24]短期OK-1706.33-191824I[24]长期OK709.184024I[24]短期OK-1425.23-191824J[25]长期OK801.4366024J[25]短期OK-1319.96-191825I[25]长期OK813.4229025I[25]短期OK-1307.53-191825J[26]短期OK-1445.29-191825J[26]长期OK685.9194026I[26]长期OK662.3471026I[26]短期OK-1461.29-191826J[27]长期OK920.1574026J[27]短期OK-1220.91-191827I[27]长期OK930.5587027I[27]短期OK-1201.82-191827J[28]长期OK1094.108027J[28]短期OK-1055.03-191828I[28]短期OK-1016.51-191828I[28]长期OK1123.710 28J[29]长期OK1251.987028J[29]短期OK-907.217-191829I[29]长期OK1385.542029I[29]短期OK-763.932-191829J[30]长期OK1655.1560续上表单元位置短/长验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2)29J[30]短期OK-514.547-191830I[30]长期OK1781.666030I[30]短期OK-377.93-191830J[31]短期OK4.3458-191830J[31]长期OK2181.808031I[31]长期OK2126.56031I[31]短期OK-40.175-191831J[32]长期OK2568.356031J[32]短期OK389.2126-191832I[32]长期OK2516.739032I[32]短期OK347.9809-191832J[33]长期OK2942.459032J[33]短期OK768.6748-191833I[33]短期OK851.5575-191833I[33]长期OK3016.484033J[34]长期OK2987.087033J[34]短期OK823.8526-191834I[34]长期OK3296.908034I[34]短期OK1139.285-191834J[35]长期OK2906.932034J[35]短期OK748.0519-191835I[35]长期OK3162.985035I[35]短期OK1008.905-191835J[36]短期OK343.6628-191835J[36]长期OK2485.149036I[36]长期OK2649.592036I[36]短期OK511.4537-191836J[37]长期OK1864.818036J[37]短期OK-249.077-191837I[37]长期OK1790.782037I[37]短期OK-319.98-191837J[38]长期OK2039.1037J[38]短期OK-74.4754-191838I[38]短期OK-16.9058-191838I[38]长期OK2097.3550 38J[39]长期OK2126.6038J[39]短期OK16.1944-191839I[39]长期OK2185.724039I[39]短期OK74.9916-191839J[40]长期OK2178.3870续上表单元位置短/长验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)39J[40]短期OK68.6961-191840I[40]短期OK68.6966-191840I[40]长期OK2178.387040J[41]长期OK2186.444040J[41]短期OK75.7082-1918注：表中压应力值为正，拉应力为负。斜截面抗裂结果如表9-2。表9-2斜截面抗裂验算（MPa）单元位置验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_AP(kN/m^2)1I[1]OK-1753.66-19181J[2]OK-1259.39-19182I[2]OK-1606.01-19182J[3]OK-1532.19-19183I[3]OK-930.197-19183J[4]OK-778.234-19184I[4]OK-308.411-19184J[5]OK-169.899-19185I[5]OK-180.926-19185J[6]OK-165.919-19186I[6]OK-165.883-19186J[7]OK-178.589-19187I[7]OK-181.686-19187J[8]OK-229.829-19188I[8]OK-326.968-19188J[9]OK-549.594-19189I[9]OK-1429.38-19189J[10]OK-275.635-191810I[10]OK-1428.38-191810J[11]OK-841.188-191811I[11]OK-1621.39-191811J[12]OK-496.534-191812I[12]OK-399.643-1918 12J[13]OK-1045.3-191813I[13]OK-82.5915-191813J[14]OK-1150.37-191814I[14]OK-166.02-191814J[15]OK-1150.34-1918续上表单元位置验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_AP(kN/m^2)15I[15]OK-329.941-191815J[16]OK-1121.77-191816I[16]OK-768.343-191816J[17]OK-952.124-191817I[17]OK-1094.53-191817J[18]OK-1141.82-191818I[18]OK-1179.84-191818J[19]OK-1280.81-191819I[19]OK-1299.53-191819J[20]OK-1501.35-191820I[20]OK-1485.25-191820J[21]OK-1327.96-191821I[21]OK-1343.49-191821J[22]OK-1780.57-191822I[22]OK-1811.82-191822J[23]OK-1898.56-191823I[23]OK-1857.47-191823J[24]OK-1901.09-191824I[24]OK-1909.88-191824J[25]OK-1327.24-191825I[25]OK-1314.82-191825J[26]OK-1451.67-191826I[26]OK-1467.6-191826J[27]OK-1229.74-191827I[27]OK-1210.8-191827J[28]OK-1065.98-191828I[28]OK-1027.88-191828J[29]OK-913.101-191829I[29]OK-1060.76-191829J[30]OK-524.673-191830I[30]OK-1324.8-191830J[31]OK-322.028-191831I[31]OK-1372.38-191831J[32]OK-306.718-191832I[32]OK-1394.64-191832J[33]OK-197.352-1918 33I[33]OK-873.825-191833J[34]OK-505.396-191834I[34]OK-291.958-191834J[35]OK-1697.77-191835I[35]OK-358.107-1918续上表单元位置验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_AP(kN/m^2)35J[36]OK-1801.94-191836I[36]OK-580.954-191836J[37]OK-1214.12-191837I[37]OK-578.553-191837J[38]OK-508.443-191838I[38]OK-209.765-191838J[39]OK-163.121-191839I[39]OK-130.87-191839J[40]OK-133.345-191840I[40]OK-134.837-191840J[41]OK-167.962-1918 10.应力验算为确保结构安全，需要对施工阶段和使用阶段进行应力验算。10.1持久状况截面应力验算预应力混凝土连续梁桥，按规范规定还应计算使用阶段正截面混凝土的法向压应力、受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力，计算时，作用取其标准值，汽车荷载应考虑冲击系数，对预应力混凝土连续梁桥，尚应考虑预加力及预加力。温度作用等引起的次效应。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的拉应力满足：σkc+pt≤0.5（10-1）σfck受拉区预应力钢筋的最大应力满足σ+σ≥0.6（10-2）5fpeppk式中：σ——由预应力产生的混凝土法向拉应力；ptσ——由作用标准值产生的混凝土法向压应力；kcσ——全预应力混凝土构件和A类预应力混凝土构件，受拉区预应力钢束pe扣除全部预应力损失后的有效预应力；σ——预应力钢筋的应力增量。计算使用阶段预应力混凝土构件的应力时，有预p加力产生的正截面混凝土主压应力σ和主拉应力σ按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规[4]范》（JTGpcptD62-2004）式第6.1.5条规定和第6.1.6条规定计算，斜截面混凝土的主压应力σcp和主拉应力σ按第tp7.1.6条规定计算。 全预应力混凝土和A类预应力混凝土构件的应力，应按现行《公路钢筋混凝土及预应[4]力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.1.3条的规定计算，即：MKo或σ=y（10-3）kk0ctI0σ=αEPσ（10-4）pkt式中：σ——有作用标准值产生的混凝土法向压应力；kcσ——由作用标准值产生的混凝土法向拉应力；ktM——按作用标准值组合计算的弯矩值；ky——构件混算截面重心轴至受压区或受拉区计算纤维处的距0离。10.1.1正截面混凝土压应力验算结果正截面混凝土压应力验算结果如表10-1，由于结构对称，现只列出1～39号单元各控制截面的验算结果。表10-1正截面混凝土压应力验算（MPa）单元验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)1OK3764.194177502OK4449.655177503OK5105.931177504OK5797.223177505OK6305.056177506OK6382.845177507OK6455.907177508OK6606.196177509OK6651.3781775010OK7197.9791775011OK7355.5391775012OK7711.4961775013OK7667.3371775014OK8891.5491775015OK10344.271775016OK11514.4417750续上表 单元验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)17OK12368.371775018OK12388.291775019OK12358.61775020OK13219.91775021OK12589.81775022OK13214.751775023OK13854.251775024OK13175.031775025OK12579.621775026OK11934.531775027OK118911775028OK11800.71775029OK11109.181775030OK9988.0521775031OK8612.4641775032OK7633.6881775033OK8217.7031775034OK8591.1941775035OK8560.7971775036OK8122.571775037OK7303.0471775038OK7647.7981775039OK7741.2171775040OK7733.0811775010.1.2受拉区钢筋拉应力验算结果钢束中施工阶段钢筋最大拉应力为1190MPa小于1395MPa，使用阶段最大拉应力为1174MPa小于1209MPa，所以验算结果满足要求。10.1.3斜截面混凝土主压应力验算结果斜截面混凝土压应力验算结果如表10-2，由于结构对称，现只列出1～38号单元各控制截面的验算结果。表10-2斜截面混凝土压应力验算（MPa） 单元验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_AP(kN/m^2)1OK3860.627213002OK4452.541213003OK5108.735213004OK5800.1213005OK6308.39213006OK6386.284213007OK6459.454213008OK6610.111213009OK6655.5382130010OK7201.8842130011OK7359.3332130012OK7715.4052130013OK7671.122130014OK8891.5492130015OK10344.272130016OK11514.462130017OK12368.542130018OK12388.562130019OK12358.932130020OK13220.222130021OK12590.192130022OK13215.162130023OK13856.252130024OK13177.072130025OK12581.682130026OK11936.622130027OK11893.462130028OK11803.382130029OK11110.482130030OK9989.4892130031OK8614.0272130032OK7637.952130033OK8223.2172130034OK8593.8582130035OK8563.6082130036OK8125.5282130037OK7306.2562130038OK7650.6342130039OK7743.6692130040OK7735.42421300注：表中压应力值为正，拉应力为负。 10.2短暂状况截面应力验算在施工阶段，悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥的桥梁构件按照短暂状态设计，根[4]据现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.2.1条规定，应计算混凝土浇筑、预应力张拉和挂篮移动和拆除等施工阶段，由自重、施工荷载等引起的正截面和斜截面应力，并不超过第7.2节规定的限值。其中，施工荷载除了特别规定外均采用标准值，当有组合时不考虑荷载组合系数。预应力混凝土受弯构件按短暂状况计算时，由预应力和而荷载产生的法向应力根据现行[4]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定计算，同时，在预加力和构件自重等施工荷载作用下，截面边缘的混凝土的法向应力应符合7.2.8条规定。10.2.1施工阶段法向压应力验算结果施工阶段法向压应力验算结果如表10-3，由于结构对称，现只列出1～39号单元各控制截面的验算结果。表10.3施工阶段法向压应力验算（MPa）单元最大/最小阶段验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2)1最大边跨合龙OK2491.558198801最小边跨浇筑OK-0.0024-1534.42最大边跨合龙OK3362.047198802最小边跨浇筑OK-51.868-1534.43最大边跨合龙OK4630.315198803最小边跨浇筑OK-126.272-1534.44最大边跨合龙OK5944.581198804最小边跨浇筑OK-190.676-1534.45最大边跨合龙OK6660.035198805最小边跨合龙OK-187.808-1534.46最大边跨合龙OK6593.018198806最小边跨合龙OK-172.096-1534.47最大边跨合龙OK6548.009198807最小边跨合龙OK-153.993-1534.48最大边跨合龙OK5518.109198808最小最长悬臂OK-223.669-1534.49最大边跨合龙OK6642.4719880续上表单元最大/最小阶段验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2) 9最小边跨浇筑OK-435.836-1534.410最大边跨合龙OK6076.4541988010最小10号块OK-259.413-1534.411最大最长悬臂OK5578.91988011最小9号块OK-243.766-1534.412最大最长悬臂OK6252.3791988012最小8号块OK-153.675-1534.413最大最长悬臂OK7269.891988013最小7号块OK-82.2099-1534.414最大最长悬臂OK8419.8091988014最小6号块OK-79.9971-1534.415最大最长悬臂OK9410.4611988015最小5号块OK-66.4189-1534.416最大最长悬臂OK10218.021988016最小4号块OK-267.391-1534.417最大最长悬臂OK10790.441988017最小3号块OK-272.497-1534.418最大最长悬臂OK10590.391988018最小2号块OK-140.012-1534.419最大跨中合龙OK10488.341988019最小1号块OK-94.3219-1534.420最大跨中合龙OK11402.311988020最小零号块OK-49.6081-1534.421最大跨中合龙OK10808.531988021最小零号块OK334.4308-1534.422最大跨中合龙OK11349.31988022最小边跨合龙OK-683.171-1534.423最大跨中合龙OK11904.411988023最小边跨合龙OK-612.072-1534.424最大跨中合龙OK11319.81988024最小零号块OK725.3763-1534.425最大跨中合龙OK10798.471988025最小零号块OK308.4102-1534.426最大跨中合龙OK10141.681988026最小1号块OK26.2884-1534.427最大跨中合龙OK10095.311988027最小2号块OK-14.8779-1534.428最大跨中合龙OK10021.551988028最小3号块OK80.2849-1534.429最大跨中合龙OK9367.731988029最小4号块OK108.3846-1534.4续上表单元最大/最小阶段验算Sig_MAX(kN/mSig_ALW(kN/m^2)^2) 30最大12号块OK8625.0321988030最小5号块OK240.5142-1534.431最大12号块OK7769.1711988031最小6号块OK254.6336-1534.432最大12号块OK6686.5881988032最小7号块OK279.8413-1534.433最大12号块OK5488.1521988033最小8号块OK281.4217-1534.434最大跨中合龙OK4820.4591988034最小9号块OK634.3597-1534.435最大跨中合龙OK4922.6941988035最小10号块OK305.7026-1534.436最大跨中合龙OK5510.3341988036最小12号块OK437.5311-1534.437最大跨中合龙OK5697.3371988037最小12号块OK-462.832-1534.438最大跨中合龙OK6206.5191988038最小最长悬臂OK-102.029-1534.439最大跨中合龙OK6094.4051988039最小跨中合龙OK1693.289-1534.440最大跨中合龙OK6131.0981988040最小跨中合龙OK1683.408-1534.4注：表中压应力值为正，拉应力为负。 11.挠度验算11.1挠度验算要求结构的变形验算是为了保证结构具有一定的刚度，使它在长期使用过程中不致因变形太大而造成不良后果。例如，对于简支梁，跨中挠度过大将使梁端转角大，引起行车冲击，破坏伸缩缝和桥面;连续梁挠度过大，也会使桥面起伏，不利于高速行车；变形过大也使结构次应力增大。预应力混凝土连续梁桥的变形包括短期荷载和长期荷载作用下的挠度。[4]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响，即按荷载短期效应组合和本规范第6.5.2条规定的刚度计算的挠度值，乘以挠度长期增长系数。[4]按《公预规》第6.5.2条规定，对于全预应力砼构件以及A类部分预应力砼构件取抗弯刚度为：B=0.95EI0c0挠度长期增长系数可按下列规定取用：1）当采用C40以下混凝土时，取1.60；2）当采用C40～C80混凝土时，取1.45～1.35，中间强度等级可按直线内插入取用。本设计采用C55混凝土，挠度长期增长系数为1.4125。钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值，在消除结构自重产生的长期挠度后梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600；梁式桥主梁的悬臂端不应超过悬臂长度的1/300。对于本设计永久作用的长期挠度为施工过程中产生的挠度和成桥后的收缩徐变产生的长期挠度，这些挠度均通过桥梁预拱度消除。而表征桥梁刚度的是可变作用的挠度，本设计中可变作用的长期挠度为汽车荷载、人群荷载和温差作用的长期挠度。采用MIDAS/CIVIL软件得到汽车荷载（不考虑冲击系数）、人群荷载和温差作用产 生挠度列于下表，计算中主梁抗弯刚度按EI计算，组合时再乘以0.95。c0根据上述计算原则，通过MIDAS/CIVIL软件计算得结构挠度如下表：表11-1可变作用荷载挠度计算值作用边跨挠度最大（mm）中跨跨中（mm）汽车-15.117-25.406温度梯度-1.1842.51211.2挠度验算结果11.2.1中跨跨中挠度验算考虑挠度长期增长系数后的短期效应组合挠度（仅可变作用）为：f=1.4125×0.95×（0.7×25.406）s=26.3mm<85000/600=141.7mm满足规范要求。11.2.2边跨最大挠度验算考虑挠度长期增长系数后的短期效应组合挠度（仅可变作用，且因温差效应有利不组合）为：f=1.4125×0.95×（0.7×15.117+0.8×1.184）s=17.0mm<55000/600=91.7mm满足规范要求。11.3预拱度设置根据《桥规》第6.5.5条的规定，当预加应力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，应设预拱度，其值应采用该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值只差。由表11-1可知，预拱度为正值时，需设置预拱度，预拱度为负值时，为避免桥面隆起甚至开裂，必要时采取反拱度或在设计施工中采取其他措施。本设计中预拱度的设置，对于 边跨，考虑数值相对较小，可不考虑设计预拱度；对于中跨，36到42节点之间的梁段按2.5cm设置，然后分别向两边以光滑抛物线的形式过渡到两边中支座处。 设计总结通过三个月的紧张设计，我从基础知识到现代桥梁发展都有了较清楚的认识。比如尺寸拟定，开始根本不知从何下手，后来通过查阅大量资料，了解到各种桥型的特点，结合该桥位的地形、地貌构造、拟定了几个可行的方案，分出优劣，排出名次，最终确定连续梁为推荐方案。方案比较看似简单，其实包含了非常丰富的知识，还需要长期的实践积累。虽然方案比选花了两三周时间，但我认为是值得的。在设计中，我做到了：严谨、负责、实事求是、刻苦钻研；积极收集、查阅各种资料，以保证设计依据充分、计算准确无误。尺寸拟定对我而言是难点，同时也是重点。结构计算对我也是全方位的锻炼。在各位老师的指导帮助下，完成了全部步骤，使自己清楚了连续梁的计算内容、程序、验算标准等，对我今后进行同类型桥梁的设计分析打下坚实的基础。图纸绘制是我不断完善的过程。刚开始以为简单，画进去才发现工作量之大，其中包含着很多小技巧。在绘图过程中曾遇到很多的障碍，在老师的指导和同学的帮助下，我逐渐掌握了画图的一些技巧，提高了工作效率，胜任工作岗位的能力又进一步得到加强。我按照毕业设计任务书和指导书的要求，按时独立的完成了所有设计任务。通过此次毕业设计，我巩固了桥梁的基本理论和计算方法，了解了桥梁设计流程，并提高了分析问题和解决问题的能力；同时，使我能更熟练的操作Word、Excel、Autocad和midascivil等工程和办公软件。总之，毕业设计是我将书本知识与工程实践相结合的初步尝试，是我加强理论知识应用的开始，培养了我解决问题和分析问题的能力，培养了我独立的能力，分析的能力，是我大学四年最难忘的阶段。在此我向各位辛勤的老师表示衷心感谢，同时也感谢我的指导老师徐晓霞老师，是她不厌其烦的启发、引导，才使我学到了很多东西。我将一定不辜负老师、学校的期待，在以后的学习中做出不凡的成就。 参考文献[1]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2005.[2]叶见署.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,2005.[3]JTGD60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]JTGD62-2004.公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[5]JTGD61-2005.公路砖石及砼桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2005.[6]JTGD63-2007.公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京:人民交通出版社,2007.[7]刘吉士、张俊义、陈亚军.桥梁施工百问[M].北京:人民交通出版社,2006.[8]胡兆同，陈万春.桥梁通用构造及简支梁桥[M].北京:人民交通出版社,2004.[9]贺拴海,谢仁物.公路桥梁荷载横向分布计算方法[M].北京:人民交通出版社,1996.[10]贺拴海.桥梁结构理论与计算方法[M].北京:人民交通出版社,2003.[11]邵旭东.桥梁设计百问[M].北京:人民交通出版社,2006.[12]刘效尧.公路桥涵设计手册丛书-梁桥[M].北京:人民交通出版社（第二版）,2011[13]江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册丛书-墩台与基础[M].北京:人民交通出版社,1994[14]徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社,2000.[15]易建国.桥梁计算示例集---混凝土简支梁（板）桥[M].北京:人民交通出版社,2006.[16]徐光辉.桥梁计算示例集---预应力混凝土刚架桥[M].北京:人民交通出版社,1995.[17]邹毅松.王银辉.桥梁计算示例丛书---连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2009[18]中华钢结构论坛[Z].www.okok.org;中国交通资料网[Z].www.c-cc.cn[19]周念先.桥梁方案比选[M].上海：同济大学出版社，1995 [20]中国桥梁网论坛：http://bbs.cnbridge.cn [21]向中富.桥梁工程毕业设计指南[M].北京:人民交通出版社,2010 致谢经过这三个月的毕业设计,我真心感谢学院的指导老师们特别是我的指导老师—***老师给我的指导与帮助。学校以及学院领导对我们的毕业设计特别重视，给我们提供了良好的环境。我特别要感谢王老师的悉心教导，老师多次在休息期间为我们解决疑难，这与我能顺利的完成设计是密不可分的。在毕业设计的这段时间里，是由于老师的热情指导和无私的关怀才能够使我做出这所有的成果，从面使我从在此次毕业设计中学到了许多东西，这给即将走上工作岗位的我的帮助是非常之大的。现在我只能对老师说一声：“老师辛苦了,真心希望您身体健康,事业顺利!在今后的学习、生活中我一定会更加努力奋斗!”在我即将毕业之际，我为全校师生送上我诚挚的祝福：“祝愿大家在今后的学习、生活中，万事如意、心想事成。”另外，我还要感谢****大学对我四年的培养，是因为它的存在才使我学会了做人，学会了学习，学会了生活。最后，我再次感谢学校和学院提供的各种学习机会和帮助，感激指导老师***老师的耐心指导和帮助！ 以平板铁轨作为桥面板的公路桥的性能测试LungtenJamtsho和ManickaDhanasekar摘要：在澳大利亚昆士兰州一个少交通量但高轴压的道路网中，我们对一座使用了废弃平板铁轨作为主要上层桥面结构的公路桥进行了性能测试，本文列出了一些重要的结果。使用的满载卡车的总重量为澳大利亚规范规定的实用性设计荷载的28.8%；使用高速相机精确地记录了车轮的位置，并且在重要的铁板钢轨位置处实时地记录了其挠度和应变。应变远低于屈服应变，且表现了钢筋混凝土铺装和铁轨板桥面板混合作用的存在。使用数据建立和校准了一个三维梁格模型，这些数据建立了平板铁轨的结构的充分性和显示了在单车道桥面、低交通量作用下钢筋混凝土铺装抵抗高轴压的交通负荷的积极贡献。CE数据库主题词：交通量、公路桥梁、桥面板、适用性、测试、澳大利亚。作者关键词：低交通量桥梁、重轴荷载、桥面板、性能测试、混合作用、适用性、极限状态。引言由于最新版本的澳大利亚桥梁荷载规范AS5100《澳大利亚标准协会(SAA)2004》加入了高轴压荷载要求，许多老化的公路桥梁迫切需要改进。由于在决定改进桥的预算分配中交通量起到了至关重要的作用，由于轴负荷和速度限制,许多在低交通量道路网中的桥仍旧实用性差，因此对很多农村地区来说不利。近年来,使用废弃的平板铁轨来替换桥面板正成为一种可行的方法。在澳大利亚昆士兰科技大学，对昆士兰平板铁轨的使用进行了相似的研究。这座由平板铁轨桥面板和钢筋混凝土桥面铺装组成的实验桥是由昆士兰罗克汉普顿地区委员会(RRC)建造的。因为平板铁轨曾为铁路货运车正常承担荷载、而钢筋混凝土板是一个铸原位新组件，所以研究平板铁轨和钢筋混凝土复合桥面系统的正常使用极限状态的是至关重要的。因为桥坐落在低交通量的道路网络系统中，所以不考虑疲劳的影响。测试了这座桥的性能性能。负载性能测试通常是通过使用预定的、较小的、远低于极限荷载水平的荷载来进行的,通常使用满载骨料或砂的小卡车，因此风险较低。这些测试是一系列的无损检测,并使我们深入了解桥梁对应用负载的响应情况，而且这些数据可以用来评估设计荷载的行为。这些测试既在仍旧使用的旧桥上进行，也在新建的包含各种材 料和设计的桥上进行。哈里斯在2008年对一个创新夹层板桥面系统进行了现场调查研究。在文献中，许多负载测试报告没有准确捕捉负载的位置，这就很难解释传感器响应情况。Doornink在2003年使用了一个当没有外部电磁干扰源时效果很好的汽车遥控器。在本次研究中，使用借助于图像分析软件的高速摄影机准确地记录了车轮的位置，负载位置因此也能与传感器响应轻松同步。特别地，由装载卡车运行在不同速度引起平板铁轨的实际变形和应力被测量了和被用来建立及校准一个三维梁格模型。使用这个模型来评估平板铁轨是否能充分抵抗设计荷载。本文记录了测试的过程、梁格分析以及一些重要的结果。测试桥的描述这座桥的桥面板由钢筋混凝土路面和跨越主梁的平板铁轨通过一系列的剪力钉链接而组成。（如图一）废弃的平板铁轨平板铁轨由一个沿横跨长10.458米的锥形箱梁组成，这是主要的承重结构。平板铁轨的中央和末端的横截面分别如图2的a、b所示。可以看到,从其主箱梁上看平板铁轨不是对称的。然而，通过两片平板铁轨组成的桥面板却是对称的。主要的纵向箱梁是660毫米高，并逐渐变为341*400毫米宽（屈服强度为250MPa）。这一发现也通过确定损失的材料厚度作为腐蚀结果的无损超声波测试得到了确认。平板铁轨桥面系由一系列焊接到主箱梁纵向和横向的Z梁、倒T梁组成，这些梁的平均间距为160毫米。这些折板梁可能不抵抗车轮荷载和由于剪力而破坏。它们的存在也使得模板的混凝土减少。钢筋混凝土板路面钢筋混凝土板路面为一片简支单向板，支撑在两片主箱梁上。它中间的厚度为250毫米(32Mpa等级)，并在两边缘逐渐减少到200毫米，上缘部分为450毫米高和500毫米宽(图1)。平板铁轨的梁格布置使得混凝土支架的需求最少。支撑系统支撑系统是由支撑在两桩（900mm直径*6.5m宽）上的钢筋混凝土桥墩组成，每个桩固定在地上。在桥两边的每片主箱梁上安装了一个直径为40毫米的剪切销(图3)。这个销约束了平板铁轨在纵向和横向上安装了一个直径为40毫米的剪切销(图3)。这个销约束了 平板铁轨在纵向和横向的运动但没有约束桥的竖向移动。为了阻止由于洪水浮力使桥向上移动,连末端的这两个平板铁轨被栓在桥墩上。在2011年1月的昆士兰洪水中，虽然桥被完全淹没了几天，但每五个支撑在一个桥墩上的十个连接拯救了这座桥。 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计性能测试设置使用一辆正常三轴承、装满碎石的卡车来进行性能荷载试验，其总重量仅为适用性设计荷载的28.8%。加载由地磅秤量得车辆总荷载为0.23Mg，每个轮子的荷载在去现场之前都通过一个精确度为0.5KN的便携式称重器的仔细测量。车轮总荷载测量与在现场的地磅秤有着很大的关联。测量车轮荷载的分布和布局如图4所示。总整体上可以看出车轮在驾驶员一侧的荷载较重。乘客一侧的荷载大约比驾驶员侧的荷载轻4.37%，由此带来了意想不到的轻微不对称性。测试测量在有明确标识的路上行驶（如图5所示）。用到了两种加载方案;即在桥梁纵向中心线上对称的中心加载和偏离桥梁中心线700mm的偏心加载如图5所示。这是根据Mherkar-AslandBrookes(1997)所提供的建议。车轮位子的精确性对于评价平板铁轨在道路桥梁结构中是否足够起着至关重要的作用。因此用一部高速摄像机捕捉车轮的定位（如图6所示）。为明确和区分车轮在桥上行驶对录像进行后续阶段的运动分析，几个目标点被粘在两辆串联车身上用作测量中心距离测量轴的距离。为确定最大挠度和弯曲应变，车辆的中心轴线被准确地放在桥梁跨度中心。为了提供最大剪切力，车轮后轴必须定位在距离钢筋混凝土板边缘0.2m处。传感器桥面板的位移和应变测量材料用LVDT传感器和应变计，四个LVDT传感器安装在桥梁中跨一个独立支架的框架上，还有四个LVDT传感器用作测量靠近桥墩附近的挠度。充分的横向和斜向组成给支架的每一个刚想提供了支撑确保了其刚度可以应对意外的移动。靠近桥墩的支架设计成一个具有刚性的三角架系统放置在刚性混凝土平台。线型和环型应变计分别放置在弯矩和剪切力的临界区。应变计被安装在主箱梁的上部凸起处及底部和其他平板铁轨的腹板和翼缘（如图8所示）。在运输过程和混凝土浇筑过程中用采用Sikaflex的特种胶粘剂来保护仪表不受到意外损伤。高速摄像机和数据采集系统1 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计高速摄像机和与之联系的电脑系统用作视频记录车辆沿桥跨运行时的精确捕捉车轮在桥上的具体位置为之后分析使用名为ProAnalyst的商业软件包提供数据。相机被设置在距离上游侧面20m处并且垂直于桥梁纵轴线（图6）。高速摄像头连接且时间同步与数据采集系统（DAQ），另外数据采集系统与高速摄像头在车辆进入桥梁之前同时启动。数据采集系统可记录31个频道。一个便携式发电机便可以提供高速摄像机和与之关联的记录视频数据的电脑所需要的电量。现场荷载试验2 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计现场荷载试验考虑四种速度；即，静态测试（0km/h，卡车停在预定位置）；缓行试验（约5km/h）；还有另外两种速度（分别为20km/h和30km/h）。因为突然的倾角和倾斜道路碰上了桥梁道路的两边（在试验时间），30km/h就是最高速度（有经验的汽车司机坚持不加速）。进行8个静态试验；即，一个试验测量最大弯矩，另一个试验测量最大的剪切力——每个试验都进行中心和偏心加载。试验全部进行对照试验以保证可重复性。进行两组缓行试验（一种在对称中心另一种偏心）。缓行试验用了很长的时间；这对于把视频从摄像机中下载到电脑上有不好的影响，所以这种缓行测试是不重复的。一共有8种荷载试验。其中20km/h和30km/h的测试都是分别重复通过中心和偏心两条线路进行。总的来说，共有18个试验在现场进行了28小时以上，超过4天完成。进行每一个测试之前，LVDT传感器都要进行线性测试，它们的校准系数要进行单独验证，它们的数据采集系统通道数也必须被正确识别。数据采集系统和高速摄像机在车辆行驶进入桥梁之前开始记录数据，并且持续至完全离开至少等于桥梁长度的距离(Carlsson2006)。这种测量方法有利于处理任何由于车辆在桥面板和道路连接部分运动引起的放大效应；在记录数据的时候在桥上没有任何外部因素的干扰。3 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计承载能力极限状态通过比较M1600极限荷载加载于平板铁轨模型的重要位置时最大的弯矩输出值和单片梁的承载能力来评估承载能力极限状态下的性能。类似的，将M1600荷载下从梁格分析中获得的最大剪力值与单片梁的剪切能力进行比较。容许有一定的冲击效应影响的M1600极限荷载由14.04KN/m的均布荷载和145.8KN的集中力组成。弯曲性能在M1600极限荷载作用于模型重要位置是产生的最大弯矩图如图16所示；主箱梁的抗弯承载能力值也在图中画出来作为对比。极限弯矩承载能力由计算截面承载能力的的过程决定的。从图16可以看到，主箱梁有足够的弯曲承载能力来抵抗M1600极限荷载加载于板顶端时产生的弯矩。主箱梁产生的最大弯矩值仅为227KM/m。钢筋混凝土铺装分散了作用于其上的荷载，使受力更加接近于箱梁。4 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计剪切性能当M1600极限荷载加载于支点界面时（距一个端点支撑中心300mm，支撑M1600荷载的外轮），剪力值最大。在单片梁上偏心加载M1600荷载获得最大剪力值，这个剪力值比中心加载时获得的剪力值更加重要。因此，只考虑偏心荷载时，其相应的剪力分布如表2所示。Vu由剪切屈服和剪切屈曲来决定。从表2中可以看出，平板铁轨的主箱梁有足够的剪切能力来抵抗高轴压荷载（M1600极限荷载）。结论本文呈现了一座正在运营的以平板铁轨作为桥面板、并包含钢筋混凝土桥面铺装的桥的性能评估。在低交通量、高轴压的公路网中的一座新建的桥上，总共进行了185 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计项性能测试。在桥的几处重要位置处记录了挠度和应变反应。可以发现，这些反应同卡车的速度线性变化。最大的挠度和应变值对应于一个预期的跨中处的最大速度（70Km/h），根据AS5100(SAA2004)成比例的获得了正常使用极限状态下的值。下面是出现在研究中的一般结论使用测量移动卡车的高速相机能够精确的预测车轮位置，并能将车轮荷载数据与变形和应变实时同步应变仪和位移传感器很灵敏，能够预测出移动卡车速度微小变化产生的影响下面是平板铁轨桥的特定结论在M1600实用荷载下测得的最大挠度值（3.49mm）仍远低于正常使用挠度限值（16.76mm）可以看出，在极限荷载下跨中的弯矩和支点截面处的剪力比构件的承载能力值要小。因此推测出结构作为桥梁上部结构是合理的。钢筋混凝土路面通过和平板钢轨的复合作用，增强了平板钢轨的承载能力、显著的减少了主梁的弯矩值。对正在运营的桥的性能研究得出如下结论：废弃的平板铁轨能够抵抗AS5100规定的高轴压荷载，是在疲劳不突出、低交通量道路网中的桥面板的可行的选择方案。参考文献1BoullyG.和SempleB桥梁荷载能力指导199735-502Bowles,J.E.基础分析和设计第五版19963Carlsson,F.模拟交通荷载对桥梁的基础上20064M.Dhanasekar和BayissaW.L.结构充足评估20116 炎陵至汝城高速公路K16+504田庄大桥施工图设计7