PAGE89一座預應力混凝土三跨連續(xù)梁橋的結構設計目錄TOC\o"1-2"\h\u141391方案比選 164971.1拱橋 1145131.2斜拉橋 1265401.3連續(xù)梁橋 1228891.4結論 1224822結構設計 2129702.1設計基本資料 2279322.2設計規(guī)范 3136362.3基礎變位作用 3115232.4溫度作用 4289472.5橋型布置和構造設計 438823內(nèi)力計算 7290533.1結構有限元建模 7251984作用效應計算 1178874.1永久作用效應計算 11214254.2可變作用效應 1486514.3作用效應組合 1838475預應力鋼束估算及配置 22314665.1預應力鋼筋的估算 22117585.2鋼束布置 29154925.3預應力鋼束輸入 31140276預應力損失及有效預應力計算 32161416.1預應力損失計算 32177806.2計算結果 3418987鋼束布置后作用效應計算和組合 37271327.1永久作用效應計算 3743777.2可變作用效應計算 4058167.3作用效應組合（二） 4078468持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算與驗算 44244258.1正截面抗彎承載能力極限狀態(tài)計算與驗算 44273088.2斜截面抗剪承載能力極限狀態(tài)計算與驗算 4568318.3斜截面抗彎承載能力極限狀態(tài)計算與驗算 4697149持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算與驗算 47164409.1正截面抗裂驗算 47213519.2斜截面抗裂驗算 482900010持久狀況和短暫狀況構件應力計算與驗算 502279310.1持久狀況構件應力計算與驗算 501805610.2短暫狀況構件應力計算與驗算 51537211下部結構的計算與驗算 53543511.1支座設計 539111.2橋墩設計與計算 531211611.3承臺設計 553008811.4橋臺計算 593200111.5樁基計算 64922參考文獻 70【摘要】設計一座預應力混凝土連續(xù)梁橋，包括上部結構和下部結構設計。橋梁跨徑為39m+60m+39m,橋寬21m,雙向四車道，上部結構采用單箱雙室變截面箱梁，下部結構為重力式U型橋臺、樁柱式橋墩、樁基礎為鉆孔灌注樁。根據(jù)任務書要求和橋梁設計相關規(guī)范，使用Midas建模并計算結構的內(nèi)力，進行配筋設計以及截面驗算。下部結構根據(jù)橋梁工程、基礎工程、連續(xù)梁橋、結構設計原理等書籍以及相關規(guī)范進行設計驗算。設計圖繪制使用CAD2019。設計內(nèi)容主要包含上部結構和下部結構的設計、預應力各種荷載作用的組合計算、預應力鋼束的計算和配置、普通鋼筋的配置、預應力損失的計算和作用效應組合下結構內(nèi)力的驗算、支座選取、橋墩立柱、樁基、承臺的計算與驗算，以及各部分混凝土和鋼筋數(shù)量表格。【關鍵詞】連續(xù)梁橋，箱梁，變截面，預應力方案比選拱橋一般來說，主要承重構件是拱的橋梁被稱為拱橋。在我國有著廣泛的使用，拱橋的外形和梁橋有很大差別，因此兩者的受力特點也有很大的區(qū)別。拱式結構在豎向荷載的作用下，兩端將產(chǎn)生水平推力REF_Ref17653\w\h[1]。拱橋可分為圬工拱橋、混凝土拱橋、鋼拱橋、鋼管混凝土拱橋。拱橋主拱的發(fā)展主要體現(xiàn)在采用組合結構上,以鋼管混凝土拱最為突出,已在中國得到大量的應用，鋼橋的橋面系多采用連續(xù)、整體的鋼結構或鋼-混凝土組合結構。拱橋的跨徑在十余米到600米之間不等。鋼材的應用使得拱橋的跨徑得到了極大的發(fā)展REF_Ref17699\w\h[2]。斜拉橋斜拉橋是以拉索、橋塔和梁為主要受力體系的橋型，可以把斜拉橋看成是用拉索代替多跨連續(xù)梁橋的橋墩的彈性支撐連續(xù)梁橋。拉索可以使梁體的彎矩減小，減少建筑材料的使用。所以，斜拉橋這種橋型比梁式橋的跨越能力大很多，主要用于大跨度橋梁的設計使用，如蘇通大橋，其主跨徑達到了1088m，是目前世界上跨徑最大、難度最高的斜拉橋REF_Ref17931\w\h[3]。斜拉橋主要由索塔、主梁、斜拉索組成，主梁負責直接承受車輛等荷載作用，拉索拉起主梁將主梁上的力傳遞給主塔，主塔再將荷載傳遞給基礎REF_Ref17951\w\h[4]。一般來說，斜拉橋的跨徑在300和1000米之間。連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋是兩跨或者兩跨以上連續(xù)的梁橋，其受力體系是超靜定體系。在恒活載作用下連續(xù)梁橋的支點會產(chǎn)生負彎矩，支點的負彎矩對橋跨中產(chǎn)生的正彎矩有卸載的作用，使連續(xù)梁橋的受力狀態(tài)比簡支梁橋更加均勻合理，因此連續(xù)梁橋高度也可以大大減小，橋下凈空也可以增加，在節(jié)省材料的同時使橋梁的剛度較大、橋梁的整體性也比較好，更加安全。橋面伸縮縫少，行車就更加平穩(wěn)?？缰薪孛鎻澗氐臏p小使得橋梁在截面不變的條件下跨徑可以增大[5]。連續(xù)梁橋按跨徑可分為等跨和不等跨連續(xù)梁橋，按截面可分為等截面和變截面連續(xù)梁橋。橋墩類型有豎直雙肢薄壁墩、豎直單薄壁墩、V形墩。截面形式有板式和T形截面、箱形截面[6]。連續(xù)梁橋得到迅速的發(fā)展主要是因為它具有剛度大、變形小、伸縮縫少、整體性好和行車平穩(wěn)等優(yōu)點。普通鋼筋混凝土的連續(xù)梁橋跨徑一般為15-30m，因為在跨徑進一步增大時，結構的自重將會產(chǎn)生很大的彎矩，混凝土在承受較大彎矩時會發(fā)生開裂。預應力鋼束的使用則解決了這個問題，因此得到廣泛的使用。[7]。結論本次論文橋跨徑為39m+60m+39m，從跨徑上可首先排除斜拉橋，同時在以往的學習過程中對拱橋設計了解較少，對梁橋設計了解較多，根據(jù)自身情況選擇所設計橋型為連續(xù)梁橋。結構設計設計基本資料工程概況本次論文為預應力混凝土三跨變截面連續(xù)梁橋，橋梁跨徑為(39+60+39)m，橋寬21m，雙向四車道。包括上部結構和下部結構的設計與計算，并用Midas進行建模、內(nèi)力計算和PSC驗算。上部結構為變截面單箱雙室箱梁，下部結構為重力式混凝土U型橋臺，樁柱式橋墩，設置柱系梁，樁基采用鉆孔灌注樁。主要技術標準車輛荷載為公路-I級，體系升降溫（+25℃、-20℃），梯度溫度，支座沉降（10mm）。采用重力式混凝土U型橋臺，樁柱式橋墩，設置柱系梁，樁基采用鉆孔灌注樁，預應力結構按全預應力構件設計。使用材料混凝土：C50混凝土用于主梁，C30混凝土用于橋墩和橋臺，C25混凝土用于承臺和樁基礎。預應力鋼筋：采用Φ15.2的鋼絞線為主要鋼筋材料。普通鋼筋：受力的主筋使用HRB400的鋼筋，非受力主筋用HPB300鋼筋。橋面鋪裝瀝青混凝土橋面鋪裝厚度10cm。施工方式墩臺基礎施工、支架上現(xiàn)澆中間墩頂0#塊、采用滿堂支架施工邊跨靠近邊支座梁段、在在中間墩頂0#塊上安置懸臂掛籃設施、從中間墩頂0#塊兩側采用掛籃對稱懸臂施工主梁其他梁段、施工邊中跨合龍段、拆除掛籃設施和邊跨支架、橋面鋪裝及附屬設施工。施工階段共39段，施工步驟如下所示：施工階段1：0#塊進行現(xiàn)澆施工，施工5天；施工階段2：0#塊增加預應力鋼束，施工3天；施工階段3：移動1#塊掛籃，施工5天；施工階段4：澆筑1#塊的混凝土，施工3天；施工階段5：1#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段6：移動2#塊掛籃，施工5天；施工階段7：澆筑2#塊的混凝土，施工3天；施工階段8：2#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段9：移動3#塊掛籃，施工5天；施工階段10：澆筑3#塊的混凝土，施工3天；施工階段11：3#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段12：移動4#塊掛籃，施工5天；施工階段13：澆筑4#塊的混凝土，施工3天；施工階段14：4#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段15：移動5#塊掛籃，施工5天；施工階段16：澆筑5#塊的混凝土，施工3天；施工階段17：5#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段18：移動6#塊掛籃，施工5天；施工階段19：澆筑6#塊的混凝土，施工3天；施工階段20：6#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段21：移動7#塊掛籃，施工5天；施工階段22：澆筑7#塊的混凝土，施工3天；施工階段23：7#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段24：移動8#塊掛籃，施工5天；施工階段25：澆筑8#塊的混凝土，施工3天；施工階段26：8#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段27：移動9#塊掛籃，施工5天；施工階段28：澆筑9#塊和邊跨的混凝土，施工3天；施工階段29：9#塊增加預應力鋼束，施工1天；施工階段30：移動邊跨合攏段的掛籃，施工5天；施工階段31：澆筑邊跨合攏段的混凝土，施工5天；施工階段32：邊跨合攏段增加預應力鋼束，施工3天；施工階段33：移動跨中合攏段的掛籃，施工5天；施工階段34：澆筑跨中合攏段的混凝土，施工5天；施工階段35：跨中合攏段增加預應力鋼束，施工5天；施工階段36：拆去全橋的掛籃，施工10天；施工階段37：施工后混凝土收縮徐變，持續(xù)時間60天；施工階段38：增加二期恒載，施工30天；施工階段39：混凝土長期收縮徐變，持續(xù)時間3600天設計規(guī)范主要依據(jù)的規(guī)范有《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》、《公路橋涵設計通用規(guī)范》、《公路鋼筋砼及預應力砼橋涵設計規(guī)范》、《公路橋梁抗震設計細則》和《公路橋涵施工技術規(guī)范》，詳見后文參考文獻?；A變位作用支座沉降（10mm）。溫度作用體系升降溫（+25℃、-20℃），梯度溫度。橋型布置和構造設計橋型布置及孔徑劃分橋梁一共三跨，對稱設計，兩個邊跨為39m，中間主跨為60m。預留了10cm的伸縮縫[13]，所以實際的橋梁長度為137.90m。橋梁的半橋結構圖如圖2-1所示。圖2-1半橋計算圖示（單位：mm）截面形式及尺寸擬定（1）橋梁截面和梁高主梁為單箱雙室的箱形截面。支點處截面會產(chǎn)生較大的負彎矩，故截面高度為4m，H/L=1/15，即高跨比為0.067，跨中及端點截面處梁高為2m，為支點梁高的1/2。（2）橫截面尺寸為方便頂板的橫向鋼筋配置，翼緣懸臂部分的長度為3.0m，厚度取0.6m，翼緣端部的厚度為0.4m，頂板的厚度取為0.4m。同時在頂板與腹板的相交處、底板和腹板的相交處設計承托，尺寸見下圖[13]-[18]圖2-2主梁橫斷面構造（尺寸單位：mm）箱梁底板厚度考慮到施工和支點處受力情況將距離支點0.6m以內(nèi)的箱梁底板厚度設計為0.6m，距離支點0.6m-9m處的底板厚度由0.4m線性增加至0.6m，其余的底板厚度均為0.4m[19]-[21]。腹板寬度腹板寬度為1.2m。橫隔板在箱梁支點處設置寬度為1.2m的橫隔板，在最大跨的跨中也設置寬度為0.6m的橫隔板[22]。箱梁控制面及幾何要素在Midas建模中，1、15、16、27、28、39、40、54單元的長度為0.6m，其余的單元長度均為3.0m，控制截面選擇節(jié)點所在處的截面，一共55個節(jié)點，則半橋共28個控制截面[22]，見表2-1表2-1控制截面幾何要素（單位：m）節(jié)點12345678910梁高H2.002.092.102.302.422.552.692.843.003.16腹板寬度W實心實心0.600.600.600.600.600.600.600.60底板厚度δ實心實心0.4020.4150.4310.4480.4590.4790.5000.521節(jié)點11121314151617181920梁高H3.333.503.663.834.004.004.003.783.513.30腹板寬度W0.600.600.600.60實心實心實心0.600.600.60底板厚度δ0.5420.5630.5810.60實心實心實心0.5800.5590.538節(jié)點2122232425262728梁高H3.102.862.652.452.262.112.002.00腹板寬度W0.600.600.600.600.600.60實心實心底板厚度δ0.5170.4960.4780.4560.4380.419實心實心

內(nèi)力計算結構有限元建模使用Midas建立模型，根據(jù)模型的荷載組合結果估算所需的預應力鋼筋的數(shù)量，之后再根據(jù)鋼筋估算量來進行預應力鋼束的配置并進行PSC設計驗算。單元劃分將每跨的計算跨徑以3m等分，但是需要設置橫隔板的1、15、16、27、28、39、40、54單元長度為0.6m，一共有55個節(jié)點，54個單元，如圖3-1所示劃分單元。圖3-1單元的劃分節(jié)點X向坐標在下表中給出：表3-1節(jié)點X向坐標（單位：m）節(jié)點12345678X坐標0.030.63.06.09.012.015.018.0節(jié)點910111213141516X坐標21.024.027.030.033.036.038.439.0節(jié)點1718192021222324X坐標39.642.045.048.051.054.057.060.0節(jié)點2526272829303132X坐標63.066.068.769.069.372.075.078.0節(jié)點3334353637383940X坐標81.084.087.090.093.096.098.499.0節(jié)點4142434445464748X坐標99.6102.0105.0108.0111.0114.0117.0120.0節(jié)點49505152535455X坐標123.0126.0129.0132.0135.0137.4137.97控制截面幾何特性控制截面的截面特性由Midas導出，結果見下表3-2。表3-2控制截面幾何特性節(jié)點號面積A（m2）中性軸到下緣的距離y（m）抗彎慣性矩I（m4）118.241.12289.7423218.241.12289.7423318.241.12289.7424418.321.13039.9409518.531.15310.5401618.871.190811.5842719.341.243513.1484819.941.310615.343920.661.391918.31791021.521.48722.26891122.511.595627.44551223.621.717434.15971324.881.85242.79641426.261.999353.82481527.462.126164.74681627.462.126164.74681727.462.126164.74681826.011.972951.72011924.371.79839.17422022.931.64229.88652121.691.505323.08932220.631.388518.18442319.771.292114.71442419.101.216812.33892518.631.163210.81462618.341.13189.982718.241.12289.74232818.241.12289.7423邊界條件在2、40和54號節(jié)點處添加邊界條件來約束主梁的豎向位移，在節(jié)點16處添加邊界條件來約束主梁的豎向、橫向以及縱橋向位移，如下圖所示圖3-2邊界條件作用組合將橋梁所涉及到的各種作用分為永久作用和可變作用兩大類。(1)永久作用預應力、支座沉降作用和一、二期恒載作用為永久作用。但此時預應力鋼筋還未配入，故不予考慮。①一期恒載一期恒載包括主梁自重以及各橫隔板的重力。主梁自重由Midas自動計算。橫隔板重力由下式計算，然后以集中荷載的形式手動輸入。橫隔板的作用力可以按照按下面公式計算[24]：Pl=γAd（3-1）式中：γ——橫隔板混凝土的重度；A——橫隔板的面積（m2）；d——橫隔板的厚度（m）。橫隔板自重和作用位置見表3-3表3-3橫隔板重力及作用位置作用節(jié)點號216284054重力（kN）411.91094.4411.91094.4411.9②二期恒載橋面鋪裝的重力和防撞護欄自重是二期恒載主要考慮的內(nèi)容。二者根據(jù)下面的公式計算后輸入Midas中。橋面鋪裝中橋面行車道上的瀝青混凝土鋪裝寬為16m，厚10cm，瀝青混凝土的重度為24kN/m3；護欄每延米使用0.3m3混凝土，重度取26kN/m3。故二期恒載集度為橋面鋪裝集度+防撞護欄集度：q2=16*0.01*24+0.6*26QUOTE=15.76（kN/m）（2）基礎變位作用設計中僅考慮了單個基礎的變位作用，單個基礎變位作用產(chǎn)生的次內(nèi)力由Midas計算得出。①單個基礎變位作用橋梁左側中支座即16號節(jié)點的基礎下降1cm。（3）可變作用人群荷載、梯度溫度、汽車荷載和汽車沖擊力是可變作用主要考慮的內(nèi)容[24]。①汽車荷載在Midas中汽車荷載可以直接輸入，先選擇依據(jù)的設計規(guī)范和設計的車輛荷載，再布置橫向偏載工況來自動計算汽車荷載內(nèi)力。②汽車的沖擊荷載《通規(guī)》說明第4.3.2條連續(xù)梁橋基頻f計算公式：（3-2）（3-3）式中：L——計算跨徑；E——混凝土彈性模量；Ic——截面抗彎慣性矩；《通規(guī)》第4.3.2條的規(guī)定沖擊系數(shù)按下式計算：＞14Hz時，=0.451.5Hz≤≤14Hz時，=0.1767ln-0.0157＜1.5Hz時，=0.05；汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)即為汽車荷載的沖擊力標準值。③溫度作用梯度溫度考慮正、反溫度梯度。④人群荷載以車道荷載輸入，將車輪間距取為0，荷載值取3KN/m。

作用效應永久作用效應計算主要是基礎變位作用和恒載作用。恒載作用模型建好后，恒載作用效應可從Midas直接導出，結果見下表：表4-1恒載內(nèi)力節(jié)點號彎矩（kN·m）剪力（kN）10.000.002-56.37-3784.6538027.48-2951.89415320.21-1909.43519477.95-860.89620473.44199.76718261.221278.59812777.642381.6893940.863515.0710-8349.134684.8311-24210.535897.0212-43779.737157.7013-67211.298472.9414-94677.989848.7915-119684.1410997.0416-126370.15-12025.4217-119242.68-11732.8218-92467.00-10589.1519-62756.21-9230.6020-37012.52-7942.9221-15036.77-6717.14223343.24-5544.282318272.85-4415.372429870.48-3321.452538227.60-2253.552643408.80-1202.682745388.34-264.192845451.99160.102945388.34264.193043408.801202.683138227.602253.553229870.483321.453318272.854415.37343343.245544.2835-15036.776717.1436-37012.527942.9237-62756.219230.6038-92467.0010589.1539-119242.6811732.8240-126370.15-11289.6441-119684.14-10997.0442-94677.98-9848.7943-67211.29-8472.9444-43779.73-7157.7045-24210.53-5897.0246-8349.13-4684.83473940.86-3515.074812777.64-2381.684918261.22-1278.595020473.44-199.765119477.95860.895215320.211909.43538027.482951.8954-56.37-197.78a)彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN·m）圖4-1恒載內(nèi)力分布節(jié)點號彎矩（kN·m）剪力（kN）1002-63.12-4244.5938962.07-3308.06417094.50-2135.87521717.54-957.60622803.92232.83720308.191441.53814166.712674.5894297.683938.0410-9398.865238.0211-27041.146580.6012-48765.477971.8713-74726.389417.8914-105096.5910924.7815-132694.9412178.0516-140066.39-13328.9117-132197.84-13010.0318-102607.42-11761.3719-69714.93-10271.8620-41163.73-8853.4921-16754.72-7497.28223684.26-6194.182320298.53-4935.212433206.44-3711.372542499.45-2513.652648242.15-1333.032750406.91-277.792850472.42160.732950406.91277.793048242.151333.033142499.452513.653233206.443711.373320298.534935.21343684.266194.1835-16754.727497.2836-41163.738853.4937-69714.9310271.8638-102607.4211761.3739-132197.8413010.0340-140066.39-12496.9141-132694.94-12178.0542-105096.59-10924.7843-74726.38-9417.8944-48765.47-7971.8745-27041.14-6580.6046-9398.86-5238.02474297.68-3938.044814166.71-2674.584920308.19-1441.535022803.92-232.835121717.54957.605217094.502135.87538962.073308.0654-63.12-222.42表4-2一、二期恒載內(nèi)力a)彎矩（單位：kN·m）b)剪力（單位：kN·m）圖4-2一、二期恒載內(nèi)力分布基礎變位作用效應模型建好后，基礎變位作用效應可從Midas直接導出，結果見下表：表4-316號節(jié)點下降1cm引起的次內(nèi)力節(jié)點號彎矩（kN·m）剪力（kN）10.000.0020.00274.263-658.22274.264-1481.00274.265-2303.78274.266-3126.56274.267-3949.33274.268-4772.11274.269-5594.89274.2610-6417.67274.2611-7240.44274.2612-8063.22274.2613-8886.00274.2614-9708.77274.2615-10366.99274.2616-10531.55-298.1917-10352.64-298.1918-9636.99-298.1919-8742.45-298.1920-7847.89-298.1921-6953.33-298.1922-6058.78-298.1923-5164.22-298.1924-4269.67-298.1925-3375.11-298.1926-2480.56-298.1927-1675.46-298.1928-1586.00-298.19相應的基礎變位作用次內(nèi)力分布如圖4-3所示。a)彎矩（單位：kN·m）b)剪力（單位：kN·m）圖4-316號節(jié)點基礎變位作用次內(nèi)力分布可變作用效應汽車荷載效應使用Midas計算汽車的荷載作用效應，計算結果見表4-4。表4-4移動荷載作用內(nèi)力節(jié)點Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）Qmax（kN）Qmin（kN）10.000.000.000.0020.00-710.69565.21-2124.8834159.94-1304.71568.74-1920.9048394.27-2792.35583.03-1677.33511580.40-4340.41730.83-1448.08613761.18-5888.46907.26-1234.56714992.77-7436.511087.08-1037.72815339.21-8984.561268.78-858.02914867.09-10532.631451.24-695.441013640.97-12080.681633.69-549.521111720.16-13628.731815.66-419.54129156.87-15176.791996.96-304.51136370.32-17099.732177.56-203.36143783.81-19784.152357.56-114.96153435.44-22503.192501.25-101.38163479.53-23265.34217.20-4345.27173698.50-21419.53223.41-2575.66183320.38-17152.28225.01-2445.82194529.38-12471.18230.07-2294.84206106.24-8968.56254.79-2141.59217792.65-7028.00331.13-1985.98229563.65-5601.27419.42-1828.132311409.48-4707.17520.20-1668.532413319.60-4366.63633.62-1508.072514710.99-4028.03759.16-1348.162615554.32-3689.43895.70-1190.692715829.11-3384.701026.52-1052.912815830.92-3350.841041.45-1037.90相應的作用內(nèi)力分布如圖4-4所示。a）彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN）圖4-4汽車荷載作用內(nèi)力包絡圖人群荷載人群荷載在3kN/m與2.5kN/m之間進行線性內(nèi)插，為2.95kN/m[4]。表4-5人群荷載作用內(nèi)力節(jié)點號Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）Qmax（kN）Qmin（kN）10.000.000.000.0020.00-2.1199.48-230.133514.84-240.69100.74-200.3241053.51-538.92105.88-166.6051475.67-837.15114.88-136.7761781.29-1135.38127.64-110.6971970.41-1433.61144.01-88.2182042.99-1731.85163.79-69.1591999.05-2030.08186.78-53.30101838.59-2328.31212.75-40.43111561.61-2626.54241.50-30.35121168.11-2924.77272.82-22.8213792.66-3357.59306.50-17.6614574.04-4063.75342.36-14.6815520.42-4833.86372.52-13.7616524.93-5055.9529.35-1060.9717631.08-4547.7831.65-414.8218593.22-3636.9332.24-380.4519614.51-2671.8434.09-343.4720709.76-1897.2337.38-307.9121877.32-1311.4642.25-273.95221116.86-914.2048.91-241.76231435.21-712.2657.55-211.55241838.27-711.5568.33-183.50252125.51-711.5581.45-157.78262296.23-711.5597.03-134.52272350.25-711.55113.23-115.75282350.42-711.55115.16-113.80a）彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN）圖4-5人群荷載作用內(nèi)力包絡圖溫度作用溫度作用分為正、反梯度溫度次內(nèi)力效應。模型建好后，溫度作用效應可從Midas直接導出，結果見下表：表4-6正梯度溫度內(nèi)力節(jié)點號彎矩（kN·m）剪力（kN）10.000.0020.00-370.193974.83-370.1942193.36-370.1953411.89-370.1964630.41-370.1975848.95-370.1987067.48-370.1998286.01-370.19109504.54-370.191110723.08-370.191211941.61-370.191313160.13-370.191414378.66-370.191515353.49-370.191615597.20-0.001715597.20-0.001815597.20-0.001915597.20-0.002015597.20-0.002115597.20-0.002215597.20-0.002315597.20-0.002415597.20-0.002515597.20-0.002615597.200.002715597.200.002815597.200.00表4-7反梯度溫度內(nèi)力節(jié)點號彎矩（kN·m）剪力（kN）10.000.0020.00203.093-487.41203.094-1096.67203.095-1705.95203.096-2315.21203.097-2924.48203.098-3533.74203.099-4143.01203.0910-4752.27203.0911-5361.53203.0912-5970.80203.0913-6580.07203.0914-7189.34203.0915-7676.75203.0916-7798.600.0017-7798.600.0018-7798.600.0019-7798.600.0020-7798.600.0021-7798.600.0022-7798.600.0023-7798.600.0024-7798.600.0025-7798.600.0026-7798.600.0027-7798.600.0028-7798.600.00a）彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN）圖4-6正溫度剃度作用引起的次內(nèi)力分布a）剪力（單位：kN）b）彎矩（單位：kN·m）圖4-7反溫度剃度作用引起的次內(nèi)力分布作用效應組合組合方法根據(jù)規(guī)范，作用效應組合分為正常使用極限狀態(tài)作用效應組合和承載能力極限狀態(tài)作用效應組合兩種，在Midas中可以選取依據(jù)的規(guī)范自動生成作用效應組合，并計算結果，組合結果（1）承載能力極限狀態(tài)作用效應組合由Midas計算導出，結果見下表。表4-8承載能力極限狀態(tài)作用效應組合（一）節(jié)點Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）Qmax（kN）Qmin（kN）1000-0.072-122.24-969.78-4570.97-7811.11315792.359282.09-3159.55-6157.63429758.0816304.12-1362.19-4083.82537105.1717963.07586.88-2014.35637850.0414222.472619.3460.76731953.474965.734692.362152.33819371.08-9936.737716.175172.019-2680.05-33352.239901.687332.2810-31629.67-62787.7912160.459546.2311-67651.1-98482.7314504.5511827.4512-110944.86-140728.8116946.4114189.7513-161244.46-190379.0319498.7216647.0714-218592.48-248061.6422174.2919213.3615-267564.27-300302.3324411.8621284.8516-280514.76-314242.59-21591.32-25037.2717-267695.73-299891.74-21063.43-24473.3418-219445.4-245927.9-19004.7-22271.4719-164230.66-185960.49-16572.01-19661.9920-115347.82-133913.79-14273.1-17194.1921-73034.77-90932.86-12025.46-14849.2922-36958.13-54827.69-9870.66-12608.823-6865.36-25336.78-7789.45-10454.832417631.2-2374.37-4863.26-7470.192533399.812168.67-2874.6-5438.662643069.0421261.31-907.18-3445.062746612.9224861.26857.65-1671.52846706.2124994.851053.77-1475.3a）剪力（單位：kN）b）彎矩（單位：kN·m）圖4-8持久狀況承載能力極限狀態(tài)作用效應組合（一）內(nèi)力包絡圖（2）正常使用極限狀態(tài)作用效應組合[24]由Midas計算導出，結果見表4-9。節(jié)點號Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）Qmax（kN）Qmin（kN）10.000.000.00-0.062-110.02-872.80-4113.87-7030.00314213.128353.88-2843.60-5541.87426782.2714673.71-1225.97-3675.44533394.6516166.76528.19-1812.92634065.0412800.222357.4154.68728758.124469.164223.121937.10817433.97-8943.066944.554654.819-2412.05-30017.018911.516599.0510-28466.70-56509.0110944.418591.6111-60885.99-88634.4613054.1010644.7112-99850.37-126655.9315251.7712770.7813-145120.01-171341.1317548.8514982.3614-196733.23-223255.4819956.8617292.0215-240807.84-270272.1021970.6719156.3716-252463.28-282818.33-19432.19-22533.5417-240926.16-269902.57-18957.09-22026.0118-197500.86-221335.11-17104.23-20044.3219-147807.59-167364.44-14914.81-17695.7920-103813.04-120522.41-12845.79-15474.7721-65731.29-81839.57-10822.91-13364.3622-33262.32-49344.92-8883.59-11347.9223-6178.82-22803.10-7010.51-9409.352415868.08-2136.93-4376.93-6723.172530059.8210951.80-2587.14-4894.792638762.1419135.18-816.46-3100.552741951.6322375.13771.89-1504.352842035.5922495.37948.39-1327.77其內(nèi)力包絡圖如圖所示。a）彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN）圖4-9持久狀況正常使用極限狀態(tài)作用短期效應組合（一）內(nèi)力包絡圖長期作用結果見表4-10。表4-10正常使用極限狀態(tài)長期作用效應組合（一）節(jié)點號Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）Qmax（kN）Qmin（kN）10.000.000.00-0.062-105.13-834.01-3931.03-6717.55313581.427982.60-2717.21-5295.56425591.9514021.54-1171.48-3512.09531910.4515448.24504.72-1732.34632551.0312231.322252.6352.25727479.984270.534035.431851.00816659.13-8545.596635.914447.939-2304.84-28682.928515.446305.7610-27201.52-53997.5010457.998209.7611-58179.95-84695.1512473.9110171.6112-95412.58-121026.7814573.9112203.1913-138670.24-163725.9716768.9014316.4814-187989.53-213333.0119069.8916523.4915-230105.27-258260.0020994.2018304.9716-241242.69-270248.63-18568.54-21532.0517-230218.33-257906.90-18114.55-21047.0718-188723.04-211497.99-16344.04-19153.4619-141238.37-159926.02-14251.93-16909.3120-99199.13-115165.86-12274.87-14787.0021-62809.90-78202.26-10341.90-12770.3922-31783.99-47151.81-8488.77-10843.5723-5904.21-21789.63-6698.93-8991.152415162.83-2041.96-4182.40-6424.362528723.8310465.06-2472.16-4677.252637039.3718284.73-780.17-2962.752740087.1121380.68737.58-1437.492840167.3421495.57906.24-1268.76長期作用內(nèi)力包絡圖如圖4-10所示。a）彎矩（單位：kN·m）b）剪力（單位：kN）圖4-10正常使用極限狀態(tài)作用長期效應組合（一）內(nèi)力包絡圖

預應力鋼束估算及配置預應力鋼筋的估算得到荷載作用組合值便可以進行預應力鋼束的估算，根據(jù)《橋規(guī)》中的相關規(guī)定，在配置好預應力鋼束之后要滿足正截面抗裂要求、正截面壓應力和及承載能力極限狀態(tài)下的正截面強度的要求[6]。采用φ15.24的鋼束，單根面積為Ay=139mm2，fpk=1860MPa，張拉控制應力取σon=0.7fpk=1395MPa，預應力損失為張拉控制應力的20%計算，即取。下表為各半橋節(jié)點相關數(shù)據(jù)：表5-1預應力估算所需數(shù)據(jù)節(jié)點號A(m2)Ws(m3)Wx(m3)ks(m)kx(m)es(m)ex(m)118.2411.118.680.480.610.730.97218.2411.118.680.480.610.730.97318.2411.118.680.480.610.730.97418.3211.248.790.480.610.730.98518.5311.659.140.490.630.751.00618.8712.349.730.520.650.791.04719.3413.3310.570.550.690.841.09819.9414.6311.710.590.730.901.16920.6616.2813.160.640.790.981.241021.5218.3014.980.700.851.071.341122.5120.7417.200.760.921.171.451223.6223.6219.890.841.001.301.571324.8827.0123.110.931.091.431.701426.2630.9626.921.031.181.591.851527.4634.5530.451.111.261.721.981627.4634.5530.451.111.261.721.981727.4634.5530.451.111.261.721.981826.0130.2326.221.011.161.561.821924.3725.6321.790.891.051.381.652022.9321.8118.200.790.951.221.492121.6918.7015.340.710.861.081.362220.6316.2113.100.630.790.971.242319.7714.2711.390.580.720.881.142419.1012.8310.140.530.670.811.072518.6311.849.300.500.640.761.012618.3411.278.820.480.610.740.982718.2411.118.680.480.610.730.972818.2411.118.680.480.610.730.97Msmax、Msmin——短期效應組合彎矩的最大值、最小值Nys、Nyx——截面形心軸上側和下側預應力筋的永存預應力es、ex——截面形心軸到上側和下側配置的預應力束的距離Ws、Wx——截面上緣、下緣的抗彎模量ks、kx——截面上、下核心距以下為半橋主要截面計算結果。正截面抗裂要求（1）只在截面上緣布置預應力筋將數(shù)據(jù)代入以下公式計算nys=≥nys、nAy——預應力鋼筋截面面積σcon——預應力鋼束的張拉控制應力α——取0.8表5-2按抗裂驗算要求配筋計算表（上緣）截面（節(jié)點）Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）NmaxNmin選用配筋（根）10.000.000.000.0002-110.02-872.8027.760.660314213.128353.88-265.75-85.110426782.2714673.71-461.96-158.990533394.6516166.76-495.19-193.1654(2)634065.0412800.22-375.16-188.94108(4)728758.124469.16-123.42-150.81162(6)817433.97-8943.06229.82-85.44216(8)9-2412.05-30017.01709.8510.95324(12)10-28466.70-56509.011218.95118.79432（16）11-60885.99-88634.461732.32232.53594（22）12-99850.37-126655.932231.10347.94756（28）13-145120.01-171341.132712.16460.68918（34）14-196733.23-223255.483170.21568.701080（40）15-240807.84-270272.103516.57646.041080（40）16-252463.28-282818.333679.81677.311080（40）17-240926.16-269902.573511.76646.351080（40）18-197500.86-221335.113202.94580.251080（40）19-147807.59-167364.442762.85486.62918（34）20-103813.04-120522.412262.05382.51756（28）21-65731.29-81839.571735.55270.10594（22）22-33262.32-49344.921170.93151.42432（16）23-6178.82-22803.10597.6530.84324(12)2415868.08-2136.9360.80-85.58216(8)2530059.8210951.80-331.44-171.90162(6)2638762.1419135.18-601.39-229.71108(4)2741951.6322375.13-711.78-251.2154(2)2842035.5922495.37-715.61-251.710（2）只在截面下緣布置預應力筋代入以下公式：nyx=得出下表結果：截面（節(jié)點）Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）NmaxNmin選用配筋（根）1000.000.00546（26）2-122.24-969.78-19.19-0.61546（26）315792.359282.09183.6678.50546（26）429758.0816304.12320.17146.73546（26）537105.1717963.07345.63178.57546（26）637850.0414222.47264.80175.13546（26）731953.474965.7388.44140.28378（18）819371.08-9936.73-167.7079.80252（12）9-2680.05-33352.23-528.91-10.27126（6）10-31629.67-62787.79-929.18-112.0342（2）11-67651.1-98482.73-1352.53-220.43012-110944.86-140728.81-1785.49-331.57013-161244.46-190379.03-2224.86-441.30014-218592.48-248061.64-2664.52-547.55015-267564.27-300302.33-3012.26-624.48016-280514.76-314242.59-3152.10-654.71017-267695.73-299891.74-3008.15-624.79018-219445.4-245927.9-2680.80-558.18019-164230.66-185960.49-2244.78-465.21020-115347.82-133913.79-1783.38-363.37021-73034.77-90932.86-1328.46-254.96022-36958.13-54827.69-871.64-142.06168（8）23-6865.36-25336.78-433.92-28.77336（16）2417631.2-2374.37-43.2479.47462（22）2533399.812168.67232.03159.02588（28）2643069.0421261.31416.97212.03630（30）2746612.9224861.26491.91231.71630（30）2846706.2124994.85494.56232.18630（30）表5-3按抗裂驗算要求配筋計算表（下緣）截面壓應力要求（1）只在截面上緣布置預應力筋nyx=Mkmax、Mkmin——按作用（或荷載）標準值組合計算的彎矩值fck——混凝土軸心抗壓強度標準值。取32.4MPa截面上緣配筋見下表表5-4按壓應力要求配筋計算表（上緣)截面Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）NmaxNmin選用配筋（根）1.000.000.000.0002.00-57.77-707.410.345486955-25.8303.0011421.565752.4368.95884461208.9804.0021913.2010266.22128.0652342365.9405.0028131.6111513.29155.4127625392.4854(2)6.0030090.929523.72152.0497838296.39108(4)7.0027800.694255.93121.568034694.91162(6)8.0021261.08-4348.3169.29462458-187.81216(8)9.0010457.91-16363.86-7.787245829-571.97324(12)10.00-4641.50-31882.25-94.02974282-979.40432（16）11.00-24091.22-51011.61-184.9813336-1390.27594（22）12.00-47968.47-73876.72-277.2694519-1789.48756（28）13.00-75909.89-101083.33-367.4186058-2174.52918（34）14.00-107561.30-133268.34-453.7867509-2541.181080（40）15.00-134225.55-162746.24-515.613033-2818.451080（40）16.00-141187.55-170649.59-540.628297-2949.051080（40）17.00-133527.15-161140.07-515.866975-2814.611080（40）18.00-106173.95-128688.35-463.0342075-2567.331080（40）19.00-74135.31-92625.02-388.1885325-2215.00918（34）20.00-45666.99-61782.36-304.9558233-1814.12756（28）21.00-20823.70-36326.28-215.0683078-1392.71594（22）22.00529.08-15143.52-120.1669517-940.82432（16）23.0018521.631875.50-23.7382845-482.04324(12)24.0033258.0414814.6969.37439674-52.42216(8)25.0044107.9124443.24138.4042958261.46162(6)26.0051102.9530822.66184.6422639477.48108(4)27.0054117.5133815.30201.837913565.8054(2)28.0054260.8033987.63202.2401155568.860（2)只在截面下緣布置預應力筋nyx=截面下緣配筋見下表表5-5按壓應力要求配筋計算表（下緣）截面Mmax（kN·m）Mmin（kN·m）NmaxNmin選用配筋（根）1.000.000.0000546（26）2.00-57.77-707.413.235.14546（26）3.0011421.565752.43-37.54-246.78546（26）4.0021913.2010266.22-64.95-464.28546（26）5.0028131.6111513.29-69.80-567.88546（26）6.0030090.929523.72-53.30-560.42546（26）7.0027800.694255.93-18.12-451.79378（18）8.0021261.08-4348.3132.05-257.94252（12）9.0010457.91-16363.86101.5237.76126（6）10.00-4641.50-31882.25177.14378.4142（2）11.00-24091.22-51011.61255.90747.43012.00-47968.47-73876.72335.601130.46013.00-75909.89-101083.33415.901512.11014.00-107561.30-133268.34496.111883.23015.00-134225.55-162746.24559.672152.15016.00-141187.55-170649.59585.702256.08017.00-133527.15-161140.07558.912153.21018.00-106173.95-128688.35499.461918.50019.00-74135.31-92625.02420.511590.49020.00-45666.99-61782.36336.651233.14021.00-20823.70-36326.28253.17857.57022.00529.08-15143.52167.87473.80168（8）23.0018521.631875.5084.2697.62336（16）24.0033258.0414814.697.89-253.44462（22）25.0044107.9124443.24-46.99-506.20588（28）26.0051102.9530822.66-84.37-672.51630（30）27.0054117.5133815.30-99.50-734.63630（30）28.0054260.8033987.63-100.03-736.11630（30）按承載能力極限狀態(tài)的應力要求計算（1）只在截面上緣布置預應力筋[9]截面上緣配筋計算結果見表5-6ny≥ny——預應力鋼束數(shù)量的最小值fcd——混凝土軸心抗壓強度設計值，22.4MPab——受壓翼緣寬度；fpd——預應力鋼筋抗拉強度設計值，1260MPah0——截面的有效高度y0——結構重要性系數(shù)，取1.0表5-6按承載能力極限狀態(tài)要求配筋計算表（上緣）截面（節(jié)點）M(kN*m)h0(m)b(m)(根)選用配筋（根）101.8415.000.0002-122.241.8415.00-2.470315792.351.9015.0024.100429758.082.1115.0042.660537105.172.3515.0046.1154(2)637850.042.4815.0034.93108(4)731953.472.5915.0011.44162(6)819371.082.7315.00-21.16216(8)9-2680.052.9115.00-64.87324(12)10-31629.673.1115.00-111.11432（16）11-67651.13.2615.00-158.33594（22）12-110944.863.4215.00-205.57756（28）13-161244.463.6015.00-252.89918（34）14-218592.483.7115.00-300.091080（40）15-267564.273.7115.00-337.551080（40）16-280514.763.7115.00-351.511080（40）17-267695.733.7115.00-337.141080（40）18-219445.43.5415.00-301.261080（40）19-164230.663.3515.00-254.17918（34）20-115347.823.1315.00-204.59756（28）21-73034.772.9415.00-155.21594（22）22-36958.132.7415.00-104.42432（16）23-6865.362.5615.00-53.61324(12)2417631.22.3815.00-5.53216(8)2533399.82.1915.0030.56162(6)2643069.042.0115.0056.16108(4)2746612.921.8615.0066.8554(2)2846706.211.8615.0067.240（2）只在截面下緣布置預應力筋取預應力筋重心距下緣為0.2m配筋結果為下表表5-7按承載能力極限狀態(tài)要求配筋計算表（下緣）截面（節(jié)點）M(kN*m)h0(m)b(m)(根)選用配筋（根）101.8421.000.00546（26）2-122.241.8421.00-0.31546（26）315792.351.9021.0041.59546（26）429758.082.1121.0080.31546（26）537105.172.3521.0099.47546（26）637850.042.4821.0097.63546（26）731953.472.5921.0077.22378（18）819371.082.7321.0043.07252（12）9-2680.052.9121.00-5.41126（6）10-31629.673.1121.00-57.6642（2）11-67651.13.2621.00-111.36012-110944.863.4221.00-165.08013-161244.463.6021.00-217.37014-218592.483.7121.00-267.69015-267564.273.7121.00-304.28016-280514.763.7121.00-317.52017-267695.733.7121.00-304.41018-219445.43.5421.00-271.85019-164230.663.3521.00-227.07020-115347.823.1321.00-178.43021-73034.772.9421.00-126.58022-36958.132.7421.00-71.77168（8）23-6865.362.5621.00-14.90336（16）2417631.22.3821.0042.54462（22）2533399.82.1921.0087.79588（28）2643069.042.0121.00120.04630（30）2746612.921.8621.00132.61630（30）2846706.211.8621.00132.91630（30）布置預應力鋼束將計算得到的預應力鋼束依據(jù)規(guī)范合理的布置在橋梁截面中。布置形式在依據(jù)規(guī)范規(guī)定的同時需要考慮箱形截面的剪力滯效應，綜合得到預應力鋼束配置如下圖5-1所示[10]。圖5-1預應力鋼束配置圖鋼束布置進行鋼束的橫斷面、立面及平面布置。頂板的鋼束為27根15.2鋼絞線組成一束，底板束為21根15.2鋼絞線組成一束，將前面得到的預應力鋼束數(shù)取整作為最終配筋計算值[11]。由于配筋計算中鋼束有效預應力的取值不能準確得出，也是考慮到安全，因此將鋼束估算值乘上一定的增大系數(shù)之后并作為最終實際采用值，按主梁的截面構造和采用的施工方法將鋼束合理分配于頂板、底板和梁肋（腹板），具體見下圖[12]橫斷面布置圖5-2中跨支點截面鋼束布圖5-3中跨跨中截面鋼束圖5-4邊跨節(jié)點截面鋼束立面及平面布置綜合考慮圖5-2——圖5-4，并根據(jù)主梁構造的特點進行預應力鋼束布置，如圖5-5，5-6所示。圖5-5預應力筋立面布置圖圖5-6預應力筋平面布置圖圖5-7L鋼束組大樣圖圖5-8M鋼束組大樣圖圖5-9R鋼束組大樣圖預應力鋼束輸入將計算得到的預應力鋼束輸入到模型中并進行計算。錨具采用15-27型錨具和與其配套的YCD120型千斤頂，預應力管道為10cm波紋管成型[13]。頂板束和底板束材料相同，鋼絞線