MIDAS连续梁计算书Word文档下载推荐.doc

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5.1预应力损失的计算 29

5.1.1摩阻损失 29

5.1.2.锚具变形损失 30

5.1.3.混凝土的弹性压缩 30

5.1.4.钢束松弛损失 31

5.1.5.收缩徐变损失 31

5.2有效预应力的计算 32

第6章次内力的计算 33

6.1徐变次内力的计算 33

6.2预加力引起的次内力 33

第7章内力组合 35

7.1承载能力极限状态下的效应组合 35

7.2正常使用极限状态下的效应组合 38

第8章主梁截面验算 41

8.1正截面抗弯承载力验算 41

8.2持久状况正常使用极限状态应力验算 44

8.2.1正截面抗裂验算（法向拉应力） 44

8.2.2斜截面抗裂验算（主拉应力） 46

8.2.3混凝土最大压应力验算 49

8.2.4预应力钢筋中的拉应力验算 50

8.3挠度的验算 51

小结 53

第1章设计原始资料

1.1设计概况

设计某预应力混凝土连续梁桥模型，标准跨径为35m+50m+35m。

施工方式采用满堂支架现浇，采用变截面连续箱梁。

1.2技术标准

公路等级：

一级公路，双向2车道；

设计荷载：

公路-I级；

桥面宽度：

3.5×

2+2.5×

2；

安全等级：

二级；

1.3主要规范

1）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；

2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

3）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；

4）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）；

5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；

6）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）；

第2章桥跨总体布置及结构尺寸拟定

2.1尺寸拟定

本设计方案采用三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构，全长120m。

设计主跨为50m。

2.1.1桥孔分跨

连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。

对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：

桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。

若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.5—0.8倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此外，边跨跨长与中跨跨长之比还与施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中跨长度的0.8倍是经济合理的。

但是若采用悬臂施工法，则不然。

本设计跨度，主要根据设计任务书来确定，其跨度组合为：

（35+50+35）米。

基本符合以上原理要求。

2.1.2截面形式

1）立截面

从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度布置为宜；

在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律，另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。

但是，在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。

等高度梁的缺点是：

在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、线形简洁美观、预制定型、施工方便。

一般用于如下情况：

①桥梁为中等跨径，以40—60米为主。

采用等截面布置使桥梁构造简单，施工迅速。

由于跨径不大，梁的各截面内力差异不大，可采用构造措施予以调节。

②等截面布置以等跨布置为宜，由于各种原因需要对个别跨径改变跨长时，也以等截面为宜。

③采用有支架施工，逐跨架设施工、移动模架法和顶推法施工的连续梁桥较多采用等截面布置。

双层桥梁在无需做大跨径的情况下，选用等截面布置可使结构构造简化。

结合以上的叙述，所以本设计中采用满堂支架施工方法，变截面的梁。

2）横截面

梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；

它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。

当横截面的核心距较大时，轴向压力的偏心可以愈大，也就是预应力钢筋合力的力臂愈大，可以充分发挥预应力的作用。

箱形截面就是这样的一种截面。

此外，箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁尤为有利；

同时，因其都具有较大的面积，所以能够有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；

箱形截面具有良好的动力特性；

再者它收缩变形数值较小，因而也受到了人们的重视。

总之，箱形截面是大、中跨预应力连续梁最适宜的横截面形式。

常见的箱形截面形式有：

单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等等。

单箱单室截面的优点是受力明确，施工方便，节省材料用量。

拿单箱单室和单箱双室比较，两者对截面底板的尺寸影响都不大，对腹板的影响也不致改变对方案的取舍；

但是，由框架分析可知：

两者对顶板厚度的影响显著不同，双室式顶板的正负弯矩一般比单室式分别减少70%和50%。

由于双室式腹板总厚度增加，主拉应力和剪应力数值不大，且布束容易，这是单箱双室的优点；

但是双室式也存在一些缺点：

施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。

本设计是一座公路连续箱形梁，采用的横截面形式为单箱单室。

2.1.3梁高

根据经验确定，预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度与其跨径之比通常在1/15—1/25之间，而跨中梁高与主跨之比一般为1/40—1/50之间。

当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，却能显著节省预应力钢束用量。

连续梁在支点和跨中的梁估算值：

等高度梁：

H=（～）l，常用H=（～）l

变高度（曲线）梁：

支点处：

H=（～）l，跨中H=（～）l

变高度（直线）梁：

而此设计采用变高度的直线梁，端支点处梁高为2.5米，中支点处梁高为3.5米，跨中梁高为2.0米。

2.1.4细部尺寸

1）顶板与底板

箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。

其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。

支墩处底板还要承受很大的压应力，一般来讲：

变截面的底板厚度也随梁高变化，墩顶处底板为梁高的1/10-1/12，跨中处底板一般为200-250mm。

底板厚最小应有120mm。

箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。

本设计中采用双面配筋，且底板由支点处以抛物线的形式向跨中变化。

底板在支点处设计为实心箱型截面,在跨中厚25cm.顶板厚30cm。

2）腹板和其它细部结构

①箱梁腹板厚度腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。

在预应力梁中，因为弯束对外剪力的抵消作用，所以剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大；

同时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求，其设计经验为：

a:

腹板内无预应力筋时，采用200mm。

b:

腹板内有预应力筋管道时，采用250—300mm。

c:

腹板内有锚头时，采用250—300mm。

大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处交大的剪力，一般采用300—600mm，甚至可达到1m左右。

本设计支座处腹板厚取40cm.，跨中腹板厚取30cm。

②承托在顶板和腹板接头处须设置承托。

承托的形式一般为1：

2、1：

1、1：

3、1：

4等。

承托的作用是：

提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。

此外，承托使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。

本设计中，根据箱室的外形设置了宽20mm，长20mm的上部梗腋，而下部采用

1：

1的承托。

3）横隔梁

横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变；

支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。

由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。

因此本设计没有加以考虑，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑。

跨中截面及中支点截面示意图如下所示：

（单位为cm）

图2-1端支点截面

图2-2中支点截面

图2-3跨中截面

2.15主要材料及材料性能

1）混凝土

表2-1混凝土表格

强度等级

弹性模量（MPa）

容重

线膨胀系数

C40

32500

25.00

0.00001

26.80

2.40

18.40

1.65

2）普通钢筋

表2-2普通钢筋表格

普通钢筋

R235

210000

76.98

235

195

HRB335

200000

335

280

HRB400

400

330

KL400

3）预应力材料

表2-1预应力材料表格

预应力钢绞线

张拉控制应力（MPa）

孔道磨阻系数

孔道偏差系数

钢绞线松弛系数

一端锚固回缩值（m）

12-15.2

195000

1395

0.300

0.3

0.00600

15-15.2

4）其他材料

钢板：

锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢；

预应力管道：

采用波纹管成型；

支座：

采用GPXZ系列盆式橡胶支座；

伸缩缝：

采用D60型伸缩装置；

2.2模型建立与分析

满堂支架施工的预应力混凝土连续梁桥，采用有限元计算可按两阶段建模，第一阶段建模是为了估算预应力钢束数量；

根据钢束估算量，配置预应力钢束，并考虑施工过程与结构体系及截面特性的匹配关系，形成第二阶段模型，然后进行相应的计算和验算。

2.2.1计算模型

图2-4结构简图

（1）节点数量：

137；

（2）单元数量：

120；

（3）边界条件数量：

8；

（4）施工阶段数量：

3，施工阶段步骤如下：

施工阶段1：

满堂支架施工，持续时间12天；

施工阶段2：

张拉预应力钢束，持续时间12天；

施工阶段3：

拆除满堂支架，持续时间12天；

第3章荷载内力计算

3.1荷载工况及荷载组合

1）恒载

①一期恒载为梁部自重。

混凝土容重取25KN/m3，箱梁按实际断面计取重量。

②二期恒载为桥面铺装集度与防撞护栏集度之和，其中桥面铺装层宽15m，厚8cm；

护栏按每10m长度3.01m3混凝土计，混凝土重度为25KN/m3，混凝土重度为25KN/m3。

荷载集度为: