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midas连续梁计算书
第1章89#～92#预应力砼连续梁桥
1.1结构设计简述
本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m-35m，单箱5室结构变截面。
箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m；支点范围腹板厚度0.7m，跨中范围腹板厚度0.4m。
主梁单侧悬臂长度为4.85m，箱梁悬臂端部厚度为0.2m，悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。
主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞护栏同期进行浇筑。
本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。
图11.1.1箱梁构造图
图11.1.2箱梁断面图
纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线（Ⅱ级）（GB/T5224-1995），标准强度
=1860
。
中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。
图11.1.3中支点断面钢束布置图
主要断面预应力钢束数量如下表
截面位置
边跨跨中
中支点
中跨跨中
钢绞线（φs15.2）束数
36
36
36
墩横梁预应力采用采用φs15－19，单向张拉，如下图。
1.2主要材料
1.2.1主要材料类型
（1）混凝土：
主梁采用C50砼；
（2）普通钢筋：
R235、HRB335钢筋；
（3）预应力体系：
采用φs15.2高强度低松弛钢绞线（Ⅱ级）（GB/T5224-1995），标准强度
=1860
；预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具；波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。
1.2.2主要材料用量指标
本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示，表中材料指标均为每平米桥面的用量。
表11.2.2-1上部结构主要材料指标
材料
全桥用量
用量指标
单位
用量
单位
用量指标
混凝土（C50）
m3
2015.8
m3/m2
0.737
预应力钢绞线
t
35.902
kg/m2
13.131
普通钢筋
t
345.221
kg/m2
126.261
1.3结构计算分析
1.3.1计算模型
结构计算模型如下图所示。
图11.3.1-1结构模型图
图11.3.1-2箱梁抗弯刚度折减系数示意图
1.3.2支座反力计算
本桥各桥墩均设三支座。
经计算，本桥各墩处的反力见表11.3.2-1，支座布置如图11.3.2-1示。
图11.3.2-1支座位置示意图
表11.3.2-1支座反力一览表（反力单位：
kN）
位置
沉降
（最大）
沉降
（最小）
梯度
升温
梯度
降温
活载
（最大）
活载
（最小）
钢束
二次
恒载
组合
最大
组合
最小
端支点
（89#墩）
966
-966
667
-333
2678
-244
635
8842
13462
7608
中支点
（90#墩）
2905
-2905
-673
337
3860
-406
4
24697
31381
20295
中支点
（91#墩）
2992
-2992
-681
340
3814
-455
4
24337
31386
20111
中支点
（92#墩）
1052
-1052
687
-344
2661
-266
533
8852
13458
7396
注：
（1）汽车荷载效应中已包含冲击力；
（2）“组合”项为标准值的组合结果；
（3）表中数据为每个墩位处合计支座反力。
1.3.3主梁持久状况承载能力极限状态验算
本桥按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.3-1～2所示。
图中单位为kN.m与kN。
图11.3.3-1承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图（单位：
kN.m）
图11.3.3-2承载能力组合剪力包络图及对应抗力图（单位：
kN）
本桥按承载能力组合的正、负弯矩最大值分别为100,281kN.m和-86,295kN.m；最大、最小剪力分别为22,074kN和-21,959kN。
根据以上图形可以看出，主梁各截面的正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。
1.3.4主梁持久状况正常使用极限状态验算
（1）正截面抗裂验算
本桥按A类构件进行正截面抗裂验算时，在作用短期效应组合和长期效应组合下的正截面拉应力包络图如图11.3.4-1～4所示，图中应力单位为MPa，以拉应力为正。
由图11.3.4-1～4可见，在短期效应作用下，主梁上缘在中支点及跨中截面出现拉应力且在中间支座处有最大值3.9MPa，主梁下缘在中支座附近截面亦出现拉应力达2.4MPa，均超过规范0.7*ftk（1.855MPa）。
在按长期效应组合时，主梁上缘在中间支点及跨中截面处出现拉应力，且在中间支座处有最大值0.8MPa，不满足规范要求（长期效应组合不允许出现拉应力）；主梁下缘未出现拉应力。
可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力构件的正截面抗裂要求。
图11.3.4-1短期组合上缘最大拉应力包络图（单位：
MPa）
图11.3.4-2短期组合下缘最大拉应力包络图（单位：
MPa）
图11.3.4-3长期组合上缘最大拉应力包络图（单位：
MPa）
图11.3.4-4长期组合下缘最大拉应力包络图（单位：
MPa）
（2）斜截面抗裂验算
本桥按A类构件计算时，在作用短期效应组合下主拉应力包络图如图11.3.4-5所示。
由图11.3.4-5可知，主梁在各支点附近及跨中截面出现拉应力且最大达3.9MPa，超出规范要求的0.5*ftk（1.325MPa）。
可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力砼构件的斜截面抗裂要求。
图11.3.4-5短期组合主拉应力包络图（单位：
MPa）
（3）挠度验算
本桥按作用短期效应组合计算的最大、最小竖向位移图（已扣除恒载变形）如图11.3.4-6～7所示。
图11.3.4-6短期组合（扣除自重）最大竖向位移图（单位：
mm）
图11.3.4-7短期组合（扣除自重）最小竖向位移图（单位：
mm）
从图可见，结构的最大正负挠度之和为1.5mm，考虑挠度长期增长系数
，长期挠度为2.1mm，规范允许值为L/600=58mm，故满足要求。
1.3.5主梁持久状况应力验算
（1）正截面混凝土压应力验算
本桥按荷载标准值组合计算的截面上下缘压应力包络图分别如图11.3.5-1～2所示。
图11.3.5-1标准组合上缘压应力包络图（单位：
MPa）
图11.3.5-2标准组合下缘压应力包络图（单位：
MPa）
由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为10.9MPa；下缘最大压应力为8.3MPa。
上下缘应力均满足规范要求。
（2）混凝土主压应力验算
本桥按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.5-3所示。
图11.3.5-3标准组合主压应力包络图（单位：
MPa）
由图可见，按标准值组合的混凝土最大主压应力为10.9MPa，满足规范要求。
1.3.6端横梁验算
端横梁宽度1.2m，支座间距13.6m，为预应力混凝土结构。
计算模型如下。
图11.3.6-1端横梁计算模型图
考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别，而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域，杆系模型的计算结果不太真实，因此，对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1支座反力一览表（反力单位：
kN）
位置
活载
（最大）
活载
（最小）
钢束
二次
恒载
组合
最大
组合
最小
左支点
1137
-56
-457
3931
4613
3420
中支点
1547
-178
1045
7082
9611
7886
右支点
884
-105
-528
2601
2959
1970
注：
（1）汽车荷载效应中已包含冲击力；
（2）“组合”项为标准值的组合结果；
（3）表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。
（4）支点位置中的“左中右”指从92#墩向小号方向看
（1）横梁持久状况承载能力极限状态验算
端横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.6-2～3所示。
计算截面抗力时，纵向普通钢筋按上下缘各8根D28，箍筋按D16@150mm考虑。
图中单位为kN与kN.m。
图11.3.6-2承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图（单位：
kN.m）
图11.3.6-3承载能力组合剪力包络图及对应抗力图（单位：
kN）
根据图11.3.6-2，端横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为7,520kN.m，－21，567kN.m；最大、最小剪力分别为6,051kN和-7,215kN。
根据图11.3.6-3可知，端横梁中间等高部分预应力束范围内正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。
（2）横梁持久状况正常使用极限状态验算
按荷载短期、长期效应组合，端横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.6-4～7。
图11.3.6-4端横梁短期组合上缘最大拉应力（单位：
MPa）
图11.3.6-5端横梁短期组合下缘最大拉应力（单位：
MPa）
图11.3.6-6端横梁长期组合上缘最大拉应力（单位：
MPa）
图11.3.6-7端横梁长期组合下缘最大拉应力（单位：
MPa）
由图11.3.6-4～7可见，按荷载短期组合，该端横梁上缘未出现拉应力，下最大
拉应力为0.6MPa，满足规范要求。
按荷载长期组合，该端横梁上缘未出现拉应力，下缘最大拉应力为0.5MPa，出现在两边支座内侧梁段，不满足规范要求。
按荷载短期效应组合，端横梁最大主拉应力包络图参见图11.3.6-8。
图11.3.6-8端横梁短期组合最大主拉应力（单位：
MPa）
由图11.3.6-9可见，按荷载短期组合，端横梁主拉应力最大值达1.0MPa，满足规范要求。
（3）横梁持久状况应力验算
按荷载标准效应组合，端横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图11.3.6-10～11。
图11.3.6-10端横梁标准组合上缘最大压应力（单位：
MPa）
图11.3.6-11端横梁标准组合下缘最大压应力（单位：
MPa）
由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.8MPa；下缘最大压应力为7.0MPa。
上下缘应力均满足规范要求。
端横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.6-12所示。
图11.3.6-12端横梁标准组合最大主压应力（单位：
MPa）
由图可见，按标准值组合的混凝土最大主压应力为7.6MPa，满足规范要求。
1.3.7中横梁验算
中横梁宽度2.2m，支座间距13.6m，为预应力混凝土结构。
计算模型如下。
图11.3.7-1中横梁计算模型图
考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别，而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域，杆系模型的计算结果不太真实，因此，对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1支座反力一览表（反力单位：
kN）
位置
活载
（最大）
活载
（最小）
钢束
二次
恒载
组合
最大
组
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