35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥 毕业设计计算书

'目录中文摘要………………………………………………………………………………………….4ABSTRAC…………………………………………………………………………………………………...5结构计算书部分6第1章基本资料61.1设计资料61.1.1设计方案61.1.2技术标准61.1.3材料及特性61.1.4设计依据81.2结构尺寸81.2.1桥型布置图81.2.2截面尺寸91.3箱梁的横截面几何特性计算11第2章荷载计算122.1电算模型122.1.1使用软件122.1.2模型分析122.2恒载作用计算132.2.1一期恒载（现浇箱梁自重）132.2.2现浇层、沥青铺装层及内外侧栏杆132.3活载作用计算142.3.1荷载系数的计算142.3.2活载作用内力计算142.4附加内力的计算162.4.1温度变化引起的附加内力的计算162.5内力组合18第3章钢筋的估算和布置223.1预应力钢束的估算与确定223.1.1估算方法及结果223.1.2钢束的确定273.2预应力钢束的布置273.2.1跨中预应力钢束布置273.2.2梁端预应力钢束布置283.2.3桥台处渐变端处预应力钢束布置283.2.4桥墩和顶板处预应力钢束布置283.3预应力加载后荷载组合29120 3.4截面普通钢筋的估算与布置29第4章持久状况承载能力极限状态计算324.1结果显示单元号的确定324.2正截面抗弯承载力324.3斜截面抗剪承载力计算364.3.1计算截面选取与箍筋配置364.3.2斜截面抗剪承载力验算37第5章预应力损失计算455.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失455.2锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失455.3混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失465.4混凝土弹性压缩引起的应力损失465.5预应力筋松弛引起的应力损失475.6混凝土收缩和徐变引起的应力损失47第6章持久状况正常使用极限状态计算586.1电算应力结果586.2持久状况使用阶段的正应力验算596.2.1混凝土的法向压应力验算606.3截面抗裂验算616.3.1验算条件616.3.2验算结果626.4正常使用阶段竖向最大位移（挠度）626.4.1使用阶段的挠度值计算626.4.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置63第7章持久状况和短暂状况构件的应力验算647.1混凝土的最大拉应力验算647.2预应力钢筋最大拉应力657.3混凝土的最大主拉、主压应力计算737.3.1混凝土主拉应力737.3.2混凝土主压应力74第8章局部受压承载力计算78120 8.1局部受压区尺寸要求788.2局部承压承载力验算79第9章支座的设计809.1支座的支承反力计算809.2支座的选取81致谢82参考文献83附录84外文原文：84外文译文：95毕业设计任务书…………………………………………………………………………………………..104毕业设计开题报告……………………………………………………………………………………….109120 设计题目：35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥中文摘要本设计上部结构采用三跨预应力混凝土变截面连续箱形梁桥，跨径为35m+45m+35m，横桥向宽度为10m，横坡为1.5%，双向两车道，荷载等级为公路-Ⅱ级。主梁采用单箱单室整体现浇箱形梁，墩顶梁高2.5m，主跨跨中梁高1.5m，顶板厚度0.25m，底板厚度0.3m，腹板厚度0.4m，距支点1.5m处开始加厚，到距支点4.5m处腹板厚度为0.5m，主梁下缘采用二次抛物线。下部结构采用桩柱式轻型墩台。设计采用了桥梁博士、MIDAS-CIVIL和桥梁通CAD等专业软件，对桥梁的截面几何特性、冲击系数、荷载增大系数和主梁内力进行了计算；在此基础上，进行了内力组合和预应力钢筋估算和布置，并按照构造要求配置了普通钢筋；然后，对桥梁进行了承载能力极限状态和正常使用极限状态进行了安全验算，验算结果表明，桥梁的截面、强度、刚度和抗裂性等均满足规范要求；最后，绘制了桥梁施工图纸。通过毕业设计，实现了对桥梁工程专业知识的梳理，锻炼了专业技能，提高了综合素质，为进一步学习和工作打下了坚实的基础。120 35m+45m+35mprestressedconcretecontinuousboxgirderABSTRACTInthegraduationdesign,thesuperstructureadoptsthree-spanprestressedconcretecontinuousboxgirderwithvariablecrosssections.Themainspanis45mlongandthesidespanis35mlong.Thelateralwidthisupto10mwithtwolanes.Thecrossslopeis1.5%andtheloadishighway2classload.Themaingirderisasingleboxandsingleroomin-situboxgirder.Thegirderis2.5mhighatthetopofthepiersand1.5mhighatthemidspan.Thetopdeckis0.25mthickandthebottomdeckis0.3m.Thewebthicknesschangesfrom0.4mto0.5m.Thedescenderlineisaseconddegreeparabola.Thesubstructureemployslightpileandpillarbridgeabutmentsandpiers.Themajorsoftwaresareusedinthedesign,forexample,DOCTORBRIDGE,MIDAS-CIVILandBRIDGEGENERALCAD.Themaindesignparametersarecalculatedsuchasthesectionproperties,theimpactcoefficient,theloadamplificationoefficientandtheinternalforces.Accordingtotheresults,theloadcombinationisdoneandtheprestressedstrandsareaisestimated.Thentheprestressedstrandsarearrangedbasedontheestimationresultsandthereinforcementsarelaidoutaccordingtotheconstructionrequirements.Theverificationforthebridgeisdoneatultimatecapacitystatesandserviceabilitylimitstatesaccordingtothespecifications.Theresultsindicatethatthecrosssection,thestrength,thestiffnessandthecrackresistanceareallsatisfiedwiththespecificationrequirements.Finally,theconstructiondrawingsaredrawnwithAUTOCADsoftware.Thegraduationdesignhelpsmetosortoutthemajorknowledge,trainthemajortechniquesandimprovethecomprehensivequalitHYPERLINK"app:ds:quality"ies.Itlaysasolidfoundationforfurtherstudyandfuturework.120 结构计算书部分第1章基本资料1.1设计资料1.1.1设计方案上部结构采用三跨预应力混凝土连续箱梁，整体现浇施工，预应力采用后张法施工，下部结构采用桩柱式墩台。1.1.2技术标准1）标准跨径：35m+45m+35m；2）桥梁宽度：净-7m＋2×1.5m，共10m；3）桥梁横坡：1.5%；4）设计荷载：公路Ⅱ级；5）环境类别：Ⅰ类；6）设计基准期：100年；7）每侧护栏重量按6kN/m计，混凝土考虑10年的收缩徐变，整体升温、降温均按20℃考虑，基础考虑5mm不均匀沉降，其它作用根据设计情况拟定。8）计算方法：电算；上部结构用桥梁博士电算，下部结构用桥梁通电算出下部结构图。1.1.3材料及特性混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装采用10cmC50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土，桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏、立柱、桩基和系梁的混凝土根据规范选择C30混凝土。预应力筋：采用15.20高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标注值MPa，弹性模量Mpa，并配套OVM系列锚具。一段锚具变形及钢束回缩值≤6mm，预应力管道为钢波纹管管道，摩擦系数μ＝0.25；管道偏差系数κ＝0.0015/m；钢筋回缩和锚具变形为每侧6mm，两端张拉，顶板人孔处预应力钢束采用一端张拉。普通钢筋为R235钢筋（公称直径小于12mm）和HRB335钢筋（公称直径大于12mm）两种。120 普通钢筋：直径大于和等于12mm的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm的均用R235级热轧光圆钢筋。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。材料容重：混凝土γ=26kN/m3，沥青混凝土γ=24kN/m3。以上各种材料特性参数值参见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），所需参数列成简表1.1如下：表1.1材料特性及基本参数名称项目符号单位数据C50混凝土立方强度fcu，kMpa50.00弹性模量EcMpa3.45×104轴心抗压标准强度fckMpa32.40轴心抗拉标准强度ftkMpa2.65轴心抗压设计强度fcdMpa22.40轴心抗拉设计强度ftdMpa1.83短暂状态容许压应力0.7f"ckMpa20.72容许拉应力0.7f"tkMpa1.76持久状态标准荷载组合容许压应力0.5f"ckMpa16.20容许主压应力0.6f"tkMpa19.44短期效应组合容许拉应力σst-0.85σpcMpa0.00容许主拉应力0.6ftkMpa1.5915.2钢绞线标准强度fpkMpa1860弹性模量EpMpa1.95×105抗拉设计强度fpdMpa1260最大控制应力0.75fpkMpa1395持久状态应力标准荷载组合0.65fpkMpa1209普通钢筋HRB335抗拉标准强度fskMpa335抗拉设计强度fsdMpa280弹性模量EcMpa2.1×105R235抗拉标准强度fskMpa235120 抗拉设计强度fsdMpa195弹性模量EcMpa2.1×105材料重度钢筋混凝土γkN/m326.0钢绞线γkN/m378.5钢束与混凝土的弹性模量比αEp无量纲5.65根据计算结果和规范选择锚具、波纹管、伸缩缝和支座类型如下：固定端和张拉端都采用OVM15型锚具，OVM15-19，OVM15-8。腹板预应力筋采用圆形塑料波纹管SBG-100Y，顶板预应力筋也采用圆形塑料波纹管SBG-90Y，塑料波纹管环刚度应不小于6kN/m2。伸缩缝装置采用GQF-C100（NR），伸缩缝100mm。1.1.4设计依据1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），简称《标准》；2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），简称《桥规》；3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），简称《公预规》；4）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63--2007）；5）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）；6）预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）；7）公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）；8）《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）；9）预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT-T529-2004）；10）《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》等教材。1.2结构尺寸1.2.1桥型布置图如下图1-1所示为桥型布置图：120 图1-1桥型布置图1.2.2截面尺寸本桥桥面宽1.5m＋7.0m+1.5m，全桥宽采用连续整体箱梁，整体现浇，箱梁跨中截面高1.5m，桥墩处截面高为2.5m，宽10m，全长35m+45m+35m。采用后张法施工工艺，预应力钢筋采用钢绞线，直径15.20mm，截面面积139mm2，fpk=1860MPa，fpd=1260MPa，Ep=1.95×105MPa。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。C50混凝土箱梁的fck=32.4MPa，fcd=22.4MPa，ftk=2.65MPa，ftd=1.83MPa。根据类似桥梁设计示例，以及现行桥梁设计趋向，预应力混凝土箱的支点截面跨高比一般取高跨比Ｈ/L=1/15-1/18(L为中间跨跨长)，此处支点截面高度取2.5m；跨中截面高垮比Ｈ/Ｌ一般取1/25-1/50(L为中间跨跨长)，所以跨中截面高度取为1.5m,箱梁宽度取10m。悬臂长度≤4.0m，当达到3.0m以上需特殊设计，取厚度0.20m，根部0.40m；箱梁顶板主要考虑桥面板受力需要，一般为0.18-0.30m，此处取为0.25m；梁底板需要满足纵向抗弯以及布置预应力钢筋的要求，一般变高度连续梁底板厚度随负弯矩从跨中到支点逐渐加厚，跨中底板厚度宜采用0.20m-0.30m,因此底板厚度选取0.3m,支点处底板厚度采用0.5m。根据一般的设计经验，当墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚时，以满足剪力增加的要求，腹板厚度一般采用因此，腹板采用直腹板，跨中腹板选用0.40m-0.80m,所以腹板采用直腹板，跨中腹板选用0.40m，支点处腹板选用0.50m。在桥两端各要留伸缩缝0.10m，考虑伸缩装置，所以要留伸缩缝预留槽，0.30×0.20m，因此要加厚顶板，顶板加厚0.20m，加厚长度为3m；加腋，上加腋一般为1：2-1：4，此处取1：2，0.20m×0.40m；下加腋一般取1：1-1：2，此处取1：1，0.20m×0.20m，使箱壁剪力流能顺利传递，避免在转角处产生过大的应力集中。全桥箱梁截面及构造尺寸见图1-2、120 1-3、1-4、1-5。图1-2跨中处截面（尺寸：cm）图1-3梁端加厚部截面（尺寸：cm）图1-4桥墩支点处截面（尺寸：cm）图1-5桥墩渐变端处截面（尺寸：cm）120 1.3箱梁的横截面几何特性计算根据已定好的箱梁截面结构尺寸，计算其截面特性，结果如下：跨中截面高度：1.5m桥墩处截面高度：2.5m基准材料：中交新混凝土：C50混凝土基准弹性模量：3.45×104MPa1、桥墩支座处截面2、桥墩渐变处截面换算面积：16.6m2换算面积：7.94m2换算惯矩：9.68m4换算惯矩：7.52m4中性轴高度：1.36m中性轴高度：1.34m3、跨中截面4、桥台支座处截面换算面积：5.75m2换算面积：10.6m2换算惯矩：1.85m4换算惯矩：2.25m4中性轴高度：0.906m中性轴高度：0.845m注：端部支座截面实心段1m，加厚20cm；1、2号墩上支座截面实心段长2m。120 第2章荷载计算2.1电算模型2.1.1使用软件Dr.Bridge3.02.1.2模型分析（1）外部环境特性计算相对湿度80%，混凝土考虑10年的收缩徐变，整体升温、降温均按20℃考虑，基础考虑5mm不均匀沉降。（2）施工阶段划分按照该桥梁实际施工工序，即现浇施工——张拉预应力钢束——铺装桥面及防撞栏施工——完工——使用阶段，根据各施工段的施工顺序，由桥梁博士软件建立从施工阶段到成桥阶段的桥梁计算模型。（3）单元划分根据该桥梁构造特性，共划分为126个单元，其中边跨为2×36个，中跨为54个，桥墩处和桥台处单元长为0.5m，梁中跨部分1/4点处单元长为0.25m及0.75m,中跨1/2点处单元长为0.5m。端部和支座实心段均采用实心截面，桥面铺装和护栏重量均以均布荷载加载于整个梁上。（4）预应力刚束特性预应力管道为塑料波纹管；钢筋回缩和锚具变形为每侧6mm，即两侧张拉时为12mm，一侧张拉时为6mm；腹板预应力筋N1、N2、N3均两端张拉，顶板预应力筋B1、B2也采用一端交替张拉，张拉控制应力。（5）荷载信息桥梁模型在建立过程中，需输入施工荷载和使用荷载，以模拟实际桥梁受力状况。根据荷载横向分布计算结果，按跨中和支点段分别计算跨中与支点段的荷载效应。1.施工荷载（1）永久荷载：永久性作用于结构上的荷载，如结构横梁重量、二期铺装等；（2）临时荷载：一般为施工机具等荷载，下一阶段将自动去除；（3）120 施工活载：一般需要验算某阶段集中加载情况下，结构安全性是否满足要求，一般只在特殊阶段需要验算。（4）升温与降温：是作为施工活载处理（5）平均温度：是作为永久荷载处理的。平均温度的效应是指钱一阶段的平均内温度与本阶段的平均温度的差值作为本阶段的温度荷载来计算的2.使用荷载结构在使用阶段车道荷载为公路-II级、人群荷载、升温与降温温非线性温度、收储徐变、支座不均匀沉降等。根据建立的模型，利用桥梁博士软件对结构进行计算，可得到各截面内力值。建立的模型如图所示：左跨半桥模型整桥模型简图2.2恒载作用计算2.2.1一期恒载（现浇箱梁自重）用桥博软件进行受力分析时桥博会自动考虑箱梁自重2.2.2现浇层、沥青铺装层及内外侧栏杆桥面铺装现浇混凝土层厚度为10cm，则现浇层的荷载集度为：沥青铺装层的厚度为10cm，则荷载集度为：人行道构件和栏杆的每侧荷载集度取6kN/m，则两侧的荷载集度为：故箱梁的二期恒载集度为：120 2.3活载作用计算2.3.1荷载系数的计算汽车荷载效应：对于整体箱梁、整体板梁等结构，其分布系数就是其所承受的汽车总列数，考虑横向折减、偏载后的修正值。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），对于一个桥面2车道的整体箱梁验算时，其横向折减系数为1.0，中小跨径桥梁（不大于150m）不记纵向折减系数，默认为1，偏载系数取1.15，则荷载系数为：偏载系数×车道数×横向折减系数×纵向折减系数=1.15×2×1.00×1.00=2.30。2.3.2活载作用内力计算1.冲击系数计算根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第84页对于连续梁桥正弯矩段与负弯矩段的基频与的计算方法，计算结果如下：因此，根据桥规4.3.2条有：正弯矩段：负弯矩段：2.活载作用内力根据《桥规》第4.3条，公路-II级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5×0.75=7.875kN/m；计算弯矩效应时，集中荷载Pk=[180+（360-180）×（45-5）/（50-5）]×0.75=255kN，计算剪力效应时，Pk=1.2×255=306kN。对于Ml/2、Ml/4、M支、Q1/2、Ql/4（横向分布系数均相同）的计算，人群荷载标准值按下列规定采用：当桥梁计算跨径小于或等于50m，人群荷载标准值为3.0kN/m2120 ，本设计桥梁计算跨径为45m，所以人群荷载标准值为3.0kN/m2。汽车荷载作用下的内力计算公式为：人群荷载作用下的内力计算公式：式中：1+μ—冲击系数；ξ—多车道桥涵的汽车荷载折减系数；mc—跨中横向分布系数；qk—车道均布荷载；qr—纵向每延米人群荷载标准值pk—车辆荷载的轴重；Ω—弯矩剪力影响线的面积yi—沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值3.计算结果根据桥博软件输出计算结果，汽车荷载效应内力和人群荷载效应内力如下表2.1和2.2所示：表2.1汽车荷载效应内力节点号截面形式最大弯矩（kN·m）最小弯矩（kN·m）截面形式最大剪力（kN）最小剪力（kN）2M支0-296Q支966-19912Ml/45210-1530Q1/4623-311（左跨）21M1/26390-3140Q1/2335-58139M支1440-7510Q支1150-12452M1/43150-2100Q1/4814-191（中跨）64M1/25220-1420Q1/2465-48176Ml/43390-2390Q1/4195-81789M支1440-7120Q支1120-46.2（右跨）107M1/26190-3010Q1/2587-338116Ml/45120-1460Q1/4313-627126M支0-281Q支7120120 表2.2人群荷载效应内力节点号截面形式最大弯矩（kN·m）最小弯矩（kN·m）截面形式最大剪力（kN）最小剪力（kN）2M支0-0.561Q支70.5-20.012Ml/4452-171Q1/438.9-25.1（左跨）21M1/2577-351Q1/217.5-43.139M支147-1020Q支112-11.352M1/4202-223Q1/464.7-14.5（中跨）64M1/2459-197Q1/231.8-32.876Ml/4232-258Q1/415.0-65.589M支147-1030Q支106-4.14（右跨）107M1/2560-338Q1/243.3-17.0116Ml/4444-165Q1/425.1-38.7126M支0-0.534Q支2.1402.4附加内力的计算2.4.1温度变化引起的附加内力的计算计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用下图所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定见《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）表4.3.10-3。对于混凝土结构，当梁高H小于400mm时，图中A=H-100（mm）；梁高H等于或大于400mm时，A=300mm。对于带混凝土桥面板的钢结构A=300mm，右图中的t为混凝土面板的厚度（mm）。竖向梯度温度（单位：mm）根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。120 表4.3.10-3竖向日照正温差计算的温度基数结构类型T1（°C）T2（°C）混凝土铺装256.750mm沥青混凝土铺装层206.7100mm沥青混凝土铺装层145.5则根据桥梁博士软件输出结果可知，梯度温度变化引起的内力如下表2.3和2.4所示：表2.3非线性梯度温度1引起的内力变化如下所示：单元号节点号截面形式弯矩（N.m）截面形式剪力（N）22M支0.0Q支122.0361.0-122.01212Ml/41040Q1/4122.0131160-122.021（左跨）21M1/22130Q1/2122.0222260-122.03939M支4210Q支10.1404210-10.15252M1/44320Q1/410.1534330-10.164（中跨）64M1/24430Q1/210.1654440-10.17676Ml/44350Q1/410.1774330-10.18989M支4230Q支-135.0904230135.0107（右跨）107M1/22360Q1/2-135.01082230135.0116116Ml/41150Q1/4-135.0120 1171010135.0125125M支67.5Q支-135.01260135.0表2.4非线性梯度温度2引起的内力变化如下所示：单元号节点号截面形式弯矩截面形式剪力22M支0.0Q支-61.03-30.561.01212Ml/4-518Q1/4-61.013-57961.021（左跨）21M1/2-1070Q1/2-61.022-113061.03939M支-2100Q支-5.0440-21105.045252M1/4-2160Q1/4-5.0453-21605.0464（中跨）64M1/2-2220Q1/2-5.0465-22205.047676Ml/4-2170Q1/4-5.0477-21605.048989M支-2110Q支67.590-2100-67.5107（右跨）107M1/2-1180Q1/267.5108-1110-67.5116116Ml/4-580Q1/467.5117-505-67.5125125M支-33.8Q支67.51260-67.5120 2.5内力组合按《桥规》4.1.6和4.1.7条规定，对同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、长期效应组合和承载能力极限状态基本组合。（1）承载能力极限状态基本组合在此基本组合考虑永久作用—结构重力，可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用，则基本组合作用效应表达式为：式中：—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；—结构重要性系数，取为1.0；—永久作用结构重力效应分项系数，取为1.2；—可变作用荷载效应分项系数，取为1.4；—除汽车荷载效应（含冲击力、离心力）、风荷载外其它可变作用效应系数；—永久作用结构重力效应标准值；—可变作用汽车荷载效应标准值。（2）正常使用极限状态短期效应组合在此短期组合考虑永久作用—结构重力，可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用，则短期组合作用效应表达式为：式中：—可变作用荷载效应频遇值系数，汽车取为0.7，温度梯度取为0.8，其他1.0；—第j个可变作用荷载效应频遇值。（3）长期效应组合在此长期组合考虑永久作用—结构重力，可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用，则长期组合作用效应表达式为：120 式中：—可变作用荷载效应频遇值系数，汽车取为0.4，温度梯度取为0.8，其他1.0；—第j个可变作用荷载效应准永久值。内力组合计算如下表2.5所示：表2.5内力组合单元节点截面形式基本组合短期效应组合长期效应组合弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）2左边支点-42.85340-38.93180-38.935105渐变端处71404610430027204740303012四分点截面29000228017400119019200140021跨中截面30600-476017800-82020100-70928四分点截面11400-24804950-24506620-239039中跨支点截面-356008760-336005610-33100603045八分点截面-127006620-13204140-1270449052四分点截面964004500481027105880299064跨中截面2960095617803581960051776四分点截面10800-20705570-20606730-199083八分点截面-12200-3760-12900-3500-12300-3460120 89中跨支点截面-360009190-339005950-33400634099四分点截面693055401790345032103740107右边跨中截面29900271017601540198001750116四分点截面28600-11717200-45919000-350123渐变处截面7030-18504240-18804670-1820126右边支点截面-42.81440-38.9442-38.9657120 第3章钢筋的估算和布置3.1预应力钢束的估算与确定3.1.1估算方法及结果按承载力极限状态应力要求和使用阶段应力要求综合考虑。本桥采用后张法预应力混凝土箱梁构造形式，要满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时有一定的安全储备。因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，再由构件的承载能力极限状态要求确定普通钢筋的数量。预应力钢筋的类型采用15.20高强度低松弛钢绞线，标准强度为；弹性模量；抗拉设计强度；最大控制应力，大小为1395Mpa；持久状态下的标准荷载组合下的控制应力为，大小为1209Mpa。按《公预规》，现取来估算，则由桥梁博士软件导出正常使用阶段截面所需钢筋面积如下表3.1所示：表3.1钢束估算结果截面号承载能力极限状态正常使用极限状态上缘筋下缘筋上缘筋下缘筋面积（mm2）根数面积（mm2）根数面积（mm2）根数面积（mm2）根数1000010011001228.910010011001311610020021001400817610011100850016901310011900146003260241001360026700464034100150003680058304210016300469006840501001730053120 10007690561001820059110083706110018900651200889064100195006913009250671001980071140094806910011010073150095606910011020074160095106910011010073170093306810019900721800903065100196007019008620631001920067200080905910018700632100745054100180005822006710491001720052230058804310016400472400495036100154003925003920291001430031260028102110013100232731331620128006200015281580125074200015900729300022003400251001304510330050003610013161004400670049100132778056008500621001339540690010300751001341140083001230089100135133009600143001031001361530011100164001181001371740012600222001601001381870013500236001701001120 3919900144002520018210014018700135002370017110014117600127001870013510014216100116001710012410014314500105001550011210014413000940014000101100145114008300124009010014698407100107007710014782906000910066100148675049007500541001495240380059004310015037802850.314500336005512360171310103300242000155220101516201230002224001853103082560192100163300245400395029100084600345500527038100158004256006500471001710052570076305510018300605800863063100194006859009500691001103007560001020074100111000806100108007810011160084620011200811001120008763001140083100112200886400114008310011230089650011200811001121008866001080078100111600846700102007410011100080120 68009570691001103007569008800641001950069700079505810018600627100701051100176005572005990441001660048730049003610015400397400374027700643003175826625101917001332002476169013165012250018230017772000151380102800212000157833002424723900298006794670340052003810018061104400680049100181763055008400611001829200670010000721001831090079001170085100184126009100135009810018514300103001530011110018616200117001720012410018718100131002290016510018819200139002430017510018920500148002580018610019019200139002430017510019118000130001900013710019215800114001690012210019313800100001480010710019411900860012800931001951000072001080078100196822060009000651001120 9765304700720052100198492036005500401001993400250038002810011001970153813240018800610164051450111200919001410200265020100130002210300376028100141003010400479035100152003810500572042100162004510600657048100171005210700731053100179005710800795058100185006210900849062100191006611000891065100195006911100922067100198007111200940068100110000721130094606910011010073114009380681001100007211500917066100198007111600881064100194006811700830060100188006411800763055100181005911900679049100173005312000579042100162004512100461034100150003612200324024100135002612300168013100122001612400811610011100812511610020021001120 12628.910010011001由桥博输出结果可得：Ap=0.0258m2=25800mm2n=Ap/139=185.6，取n=186。所以预应力筋的布置如下：预应力筋采用15.20高强度低松弛钢绞线，所需要的钢束根数最少为186根，每个钢筋线形控制4束钢绞线，其中N1、N2、N3全部有19根钢绞线编束，可以满足要求。3.1.2钢束的确定在满足要求的情况下，调钢筋数和竖弯信息，最后钢筋布置如下：预应力筋采用15.20高强度低松弛钢绞线。箱梁配束24束。其中N1、N2、N3由19、19、19根编束，共12束，对称布置；B1、B2由8根编束，在中间两支座处各布置6束，共12束，对称布置。因为单根钢束的面积为139mm2，则19根钢绞线对应的面积为2641mm2，所选择的预埋波纹管的面积不应小于5282mm2，根据《锚具规范》19根钢绞线编束的成孔内径为100mm，所以选择预埋波纹管规格为SBG—100Y，内径100mm，对应的面积为7850mm2，可以满足要求，外径为116mm，对应的成孔面积为10563mm2。对于顶板预应力钢束为8根编束，对应的面积为1112mm2，所选择的预埋波纹管的面积不应小于2224mm2，根据《锚具规范》8根钢绞线编束的成孔内径为90mm，所以选择预埋波纹管规格为SBG—90Y，内径为90mm，对应的面积为6359mm2，可以满足要求，外径为103mm，则对应的成孔面积为8328mm2。根据《预应力筋用锚具、夹具和连接器锚具规范》和《OVM预应力锚具规范》以及实际张拉钢束时编束钢绞线根数可以选择，预应力筋的固定端和张拉端都采用OVM15型锚具：主预应力筋锚具为OVM15-19，顶板预应力筋锚具为OVM15-83.2预应力钢束的布置3.2.1跨中预应力钢束布置采用SBG-100Y塑料波纹管，在保证管道构造要求的前提下，根据标准图配置。布置如下图3-1所示：120 图3-1跨中预应力钢束布置图3.2.2梁端预应力钢束布置梁端预应力钢束布置遵循两个原则：一是预应力钢束群重心尽可能靠近截面形心，截面受压均匀；二是考虑锚头布置可能性，满足张拉操作。布置如图3-2示：图3-2梁端预应力钢束布置图3.2.3桥台处渐变端处预应力钢束布置渐变端处也按照满足管道构造要求的情况下，根据标准图进行配置。布置图图3-3所示：图3-3桥台处渐变端处预应力钢束布置图3.2.4桥墩和顶板处预应力钢束布置由于顶板预应力钢束编8根一束，而扁形锚具的最大编束根数是7根，所以顶板预应力钢束也选择圆形锚具，则预应力钢束布置图如下图3-4所示、120 图3-4桥墩和顶板处预应力钢束布置图3.3预应力加载后荷载组合持久状况承载能力极限组合下对应的抗力及抗力对应内力图如下图3-5和3-6所示：图3-5单元承载能力极限组合最大抗力及抗力对应内力图（MPa）注：红、蓝分别代表最大弯矩对应抗力及最大弯矩图3-6单元承载能力极限组合最小抗力及抗力对应内力图（MPa）注：红、蓝分别代表最小弯矩对应抗力及最小弯矩通过持久状况承载力极限组合的抗力及弯矩图可知：单元承载力极限组合的最大抗力对应的内力图完全把最大弯矩图包括在内，完全符合规范要求；同理单元承载力极限组合的最小抗力对应的内力图也完全把最小弯矩图包括在内，也完全符合规范要求。3.4截面普通钢筋的估算与布置截面预应力已经满足要求，所以普通钢筋按最小筋率配筋要求即可。该桥梁为现浇预应力混凝土结构，预应力筋可完全承担构造的要求，所以非预应力筋按构造要求配置。120 纵向钢筋的混凝土保护层厚度选取根据规范要求，环境类别为I类，混凝土强度等级为C50，则混凝土保护层厚度为25mm。根据《公预规》第9.4.1条预应力混凝土上部结构规定，预应力混凝土箱型截面梁腹板内应分别设置直径不小于10mm和12mm的箍筋，且应采用带肋钢筋，间距不应大于250mm；自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋，间距不应大于100mm。普通钢筋配筋如图3-7、3-8、3-9、3-10和3-11所示。图3-7桥台渐变处左端普通钢筋配筋图3-8桥台渐变处右端普通钢筋配筋图120 图3-9桥墩渐变处左端普通钢筋配筋图图3-10桥墩渐变处右端截面普通钢筋配筋图3-11中跨跨中截面普通钢筋配筋图120 第4章持久状况承载能力极限状态计算4.1结果显示单元号的确定由于单元划分较多，不能在此一一显示，因此依据内力和应力值确定显示结果单元号，一般有跨中、支点、1/4跨、变截面处、配筋变化点等。本模型最终确定显示计算结果的节点号为：2#、5#、12#、21#、33#、37#、39#、41#、45#、52#、64#、76#、83#、87#、89#、91#、95#、107#、116#、123#、126#。4.2正截面抗弯承载力在进行承载能力极限状态计算时，作用（或荷载）的效应（其中汽车荷载应计入冲击系数）应采用其组合设计值；结构材料性能采用其强度设计值。由平衡条件可写出如下方程：沿纵向力的方向平衡条件：对受拉区钢筋（预应力筋和非预应力筋）合力作用点力矩平衡条件：式中—混凝土弯曲抗压强度设计值；—预应力筋抗拉强度设计值；—非预应力筋的抗拉强度设计值；—非预应力筋的抗压强度设计值；—受压预应力筋的计算应力；、—分别为受拉区预应力筋和非预应力筋截面面积；、—分别为受压区预应力筋和非预应力筋截面面积：—受压区混凝土截面面积；—受压区混凝土截面对受拉区钢筋合力作用点的净矩；120 、—分别为受压区预应力筋合力作用点和非预应力筋合力作用点至截面受压边缘的距离；、—受压区预应力筋和非预应力筋合力作用点至截面受压边缘和受拉边缘的距离，；、—分别为受压区预应力筋和非预应力筋合力点至截面受拉边缘和受压边缘距离；—截面弯矩承载能力；—截面弯矩设计值。其中，假设受压高度，即在翼板内，则：受压区预应力筋的应力：式中—受压区预应力钢筋与混凝土弹性模量之比；—预应力筋抗压强度设计值，按规范表取值；—合力处由预应力所产生的混凝土应力；—受压区预应力筋在荷载作用前已存在有效预应力。桥梁博士系统文本结果输出项目名称：35m+45m+35m现浇连续箱梁输出组合类型：（承载能力极限状态基本组合）如下表4.1所示表4.1承载能力极限状态基本组合单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足22最大弯矩-42.8-35100上拉受弯是最小弯矩-607-35100上拉受弯是120 55最大弯矩684045400下拉受弯是最小弯矩255045400下拉受弯是1212最大弯矩2730053900下拉受弯是最小弯矩898053900下拉受弯是2121最大弯矩2710047500下拉受弯是最小弯矩84347500下拉受弯是3333最大弯矩-15800-120000上拉受弯是最小弯矩-44600-120000上拉受弯是3737最大弯矩-36900-128000上拉受弯是最小弯矩-72200-128000上拉受弯是3939最大弯矩-42500-128000上拉受弯是最小弯矩-80300-128000上拉受弯是4141最大弯矩-37500-132000上拉受弯是最小弯矩-72300-132000上拉受弯是4545最大弯矩-19500-109000上拉受弯是最小弯矩-45000-109000上拉受弯是5252最大弯矩282038200下拉受弯是最小弯矩-17100-63100上拉受弯是6464最大弯矩2280050600下拉受弯是最小弯矩-13300-33300上拉受弯是7676最大弯矩4000047500下拉受弯是最小弯矩-17500-71400上拉受弯是120 8383最大弯矩-18900-115000上拉受弯是最小弯矩-45800-115000上拉受弯是8787最大弯矩-37500-127000上拉受弯是最小弯矩-73200-127000上拉受弯是8989最大弯矩-42700-128000上拉受弯是最小弯矩-81300-128000上拉受弯是9191最大弯矩-37100-132000上拉受弯是最小弯矩-73200-132000上拉受弯是9595最大弯矩-16200-120000上拉受弯是最小弯矩-45400-120000上拉受弯是107107最大弯矩2650047600下拉受弯是最小弯矩51847600下拉受弯是116116最大弯矩2700053800下拉受弯是最小弯矩880053800下拉受弯是123123最大弯矩672039200下拉受弯是最小弯矩248039200下拉受弯是126126最大弯矩-54-35100上拉受弯是最小弯矩-593-35100上拉受弯是通过上述计算结果并结合截面抗力图不难看出，截面抗力R≥计算弯矩Mj，满足规范要求。截面抗力图如下图所示：120 如上图4-1所示单元承载能力极限组合最大抗力及抗力对应内力图（Mpa）如上图4-2所示单元承载能力极限组合最小抗力及抗力对应内力图（Mpa）4.3斜截面抗剪承载力计算4.3.1计算截面选取与箍筋配置根据《公预规》第5.2.6条规定，在计算受弯构件斜截面抗剪承载力时，其计算位置应按下列规定采用：1）支点横隔梁边缘处截面【图4.3.1a截面6-6】；2）变截面梁高度突变处截面【图4.3.1a截面7-7】；3）距离支座中心h/2处截面【图4.3.1a截面1-1】；4）受拉区弯起钢筋弯起点处截面【图4.3.1a截面2-2、3-3】；5）锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面【图4.3.1a截面4-4】6）构件腹板宽度变化处的截面7）箍筋数量或间距改变处截面【图4.3.1a截面5-5】对于本设计来说，可选取2#（支点处截面）、5#（渐变处截面）、12（四分点截面）、21#（左跨跨中截面）、33#（弯起钢筋变化处截面）、37#（箍筋数量变化处截面）、39#（中跨支点截面）、41#（渐变端处截面）、45#（弯起钢筋变化处截面）、52#（中跨四分点截面）64#（中跨跨中截面）、76#（中跨四分点截面）、83#（弯起钢筋变化处截面）、87#（渐变段处截面）、89#（中跨支点截面）、91#（箍筋变化处截面）、95#（渐变端处变化截面）、107#（右跨跨中截面）、116#（右跨四分点截面）、123#（渐变端处截面）、126#（右跨支点处截面），进行斜截面抗剪承载力验算。120 图4.3.1斜截面抗剪承载力验算位置示意图4.3.2斜截面抗剪承载力验算图4.3.2斜截面抗剪承载力验算对于连续梁变截面的受弯构件，其斜截面抗剪承载力计算应符合下列规定（图4.3.2）：式中：—斜截面受压端上由作用效应所产生的最大剪力组合设计值（kN）；120 —斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值（kN）；—与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值（kN）；—与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值（kN）；—异号弯矩影响系数，对连续梁近边支点取1.0，近中支点取0.9；—预应力提高系数，取1.25；—受压翼缘影响系数，取1.1；—截面腹板的宽度（mm）—斜截面受压端正截面的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离（mm）；—斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，，当>2.5时，取2.5；—斜截面内纵向受拉钢筋的配筋率，；—混凝土强度等级，为50Mpa；—斜截面内箍筋的配筋率，；—箍筋抗拉强度设计值；—斜截面内配置在同一截面的箍筋肢数总截面面积（mm）；—斜截面内箍筋的间距（mm）；、—斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋的截面面积（mm2）；、—普通弯起钢筋、预应力弯起钢筋（在斜截面受压端截面处）的切线与水平线的夹角。根据《公预规》里面规定的要求，在桥梁博士设计软件的抗剪设计中，从桥梁模型输出需要验算的截面的剪力大小值如下表4.2所示：表4.2验算截面的剪力值坐标X最大剪力最小剪力最小剪力对应弯矩120 （kN）最大剪力对应弯矩（kN.m）（kN）（kN.m）0.5-171.256-42.814-1440.65-563.12924307.9475763.4061663.8152731.13492283.77426213.769151.86217548.24118-476.9921996.521-2659.3716467.23830-3927.52-16295.917-6972.72-34475.434-5060.02-36945.188-8484.62-63713.98135-5568.05-42483.041-9186.73-71917.556368077.835-57935.0184667.654-44309.686406620.718-31710.8563629.456-27482.017464499.637-1938.4512041.708-5155.03957.5957.47719790.927-905.02510120.83768-1859.944959.991-4289.46-5685.51775-3758.24-20180.011-6780.53-38655.87579-5075.05-40073.364-8571.03-69710.23280-5328.8-42683.417-8918.03-73536.592818524.276-65186.6165068.683-37145.611857017.506-35881.093941.418-16621.49972709.47915573.691479.73721931.601106-113.74317209.968-2277.7926071.968113-1582.071955.736-4108.554382.509114.5-1725.24-53.992-4215.29-67.076则对应的最大最小剪力弯矩图如下图4.3.3、4.3.4所示：图4.3.3最大剪力对应的弯矩图120 图4.3.4最小剪力对应的弯矩图由主梁最大最小剪力值表可得知桥梁各截面的相关位置处最大最小剪力值及对应的弯矩图，然后输入预应力筋信息和普通钢筋信息后对梁体全跨进行抗剪分析可得各个位置处的相关剪力计算值，对其汇总如下表4.3所示：表4.3抗剪计算汇总表（单位：kN）X剪力V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0.5最大剪力-32594800-325948-171.31903.282是是最小剪力-32594800-325948-1440.6226.251是是1.5最大剪力5895.52186.71766.89849.13818.32.579是是最小剪力5895.52186.71766.89849.11391.77.077是是2.5最大剪力4250.41457.82110.878193559.12.197是是最小剪力4250.41457.82110.878191221.46.402是是3.5最大剪力4908.502099.87008.33276.12.139是是最小剪力4908.502099.87008.31073.96.526是是8.5最大剪力51090051091365.23.742是是最小剪力4936.20901.45837.534017.17是是9.5最大剪力5154.6005154.61033.14.989是是最小剪力4975.50879.15854.650.1116.917是是17.5最大剪力5706.30901.46607.7612.910.781是是最小剪力-5706.30-901.4-6607.7-2303.42.869是是18.5最大剪力-5772.60-868-6640.6-583.211.387是是最小剪力-5772.60-868-6640.6-2618.72.536是是19.5最大剪力-5828.50-890.2-6718.8-808.38.312是是最小剪力-5828.50-890.2-6718.8-2872.62.339是是28.5最大剪力-35374.50-879.1-36253.6-3468.510.452是是120 最小剪力-35374.50-879.1-36253.6-6365.65.695是是29.5最大剪力-35681.80-890.2-36572.1-3744.49.767是是最小剪力-35681.80-890.2-36572.1-6706.25.453是是30.5最大剪力-34396.90-890.2-35287.1-4019.78.779是是最小剪力-34396.90-890.2-35287.1-7072.24.99是是31.5最大剪力-34650.7-728.9-890.2-36269.9-42968.443是是最小剪力-34650.7-728.9-890.2-36269.9-7441.84.874是是33.5最大剪力-35373-2186.7-890.2-38450-4829.27.962是是最小剪力-35373-2186.7-890.2-38450-8133.34.727是是34.5最大剪力-204631-2186.7-890.2-207708-5314.339.085是是最小剪力-204631-2186.7-890.2-207708-8812.123.571是是35.5最大剪力214404.92186.7280.7216872.38408.425.792是是最小剪力214404.92186.7280.7216872.34921.644.065是是36.5最大剪力141575.91457.8385.7143419.47522.919.064是是最小剪力141575.91457.8385.7143419.44249.233.752是是37.5最大剪力403610786.241147.27204.25.712是是最小剪力403610786.241147.24017.710.242是是39.5最大剪力36994.70912.137906.86578.25.763是是最小剪力36994.70912.137906.83567.710.625是是40.5最大剪力38612.80989.839602.56280.86.305是是最小剪力38612.80989.839602.53358.711.791是是41.5最大剪力37905.501045.338950.75972.46.522是是最小剪力37905.501045.338950.73139.912.405是是45.5最大剪力34848.90171236560.94726.67.735是是最小剪力34848.90171236560.92201.516.607是是46.5最大剪力33902.301839.73574244148.097是是最小剪力33902.301839.7357421960.518.231是是47.5最大剪力4480.201212.45692.63767.61.511是是最小剪力32961.901265.734227.61709.420.023是是120 56.5最大剪力4122.801020.25142.91527.43.367是是最小剪力-4070.400-4070.4-352.911.534是是57.5最大剪力4263.60534.24797.81227.43.909是是最小剪力-4068.900-4068.9-626.36.496是是58.5最大剪力4416.90545.34962.2919.65.396是是最小剪力-4070.300-4070.3-808.85.033是是65.5最大剪力-4848.10-1379.1-6227.1-1189.75.234是是最小剪力-4848.10-1379.1-6227.1-3116.21.998是是66.5最大剪力-4889.50-1345.7-6235.2-1373.44.54是是最小剪力-39847.100-39847.1-3793.710.504是是67.5最大剪力-5321.10-1367.9-6689-1563.94.277是是最小剪力-40765.700-40765.7-4111.39.916是是68.5最大剪力-5413.20-1345.7-6758.9-1760.83.838是是最小剪力-41759.500-41759.5-4439.29.407是是69.5最大剪力-5494.90-1364.2-6859.1-1926.43.561是是最小剪力-37835.100-37835.1-4772.57.928是是70.5最大剪力-38348.70-311.6-38660.3-2536.115.244是是最小剪力-38348.70-311.6-38660.3-5119.97.551是是74.5最大剪力-404790-322.7-40801.7-3565.511.443是是最小剪力-404790-322.7-40801.7-6481.86.295是是75.5最大剪力-38658.30-1353.1-40011.4-380810.507是是最小剪力-38658.30-1353.1-40011.4-6805.15.88是是76.5最大剪力-39437.9-728.9-1379-41545.8-4059.910.233是是最小剪力-39437.9-728.9-1379-41545.8-7145.35.814是是77.5最大剪力-40479.7-2186.7-1356.8-44023.2-4310.310.213是是最小剪力-40479.7-2186.7-1356.8-44023.2-7504.55.866是是78.5最大剪力-41377.8-2186.7-1356.8-44921.4-4564.29.842是是最小剪力-41377.8-2186.7-1356.8-44921.4-7868.95.709是是79.5最大剪力-206929-2186.7-1356.8-210472-507541.472是是120 最小剪力-206929-2186.7-1356.8-210472-857124.556是是80.5最大剪力203313.32186.7879.1206379.1885723.301是是最小剪力203313.32186.7879.1206379.15322.138.778是是81.5最大剪力1137612186.7879.1116826.98161.114.315是是最小剪力1137612186.7879.1116826.94835.724.159是是82.5最大剪力34616.52186.7879.137682.47807.44.827是是最小剪力34616.52186.7879.137682.44577.58.232是是84.5最大剪力33961.10879.134840.370934.912是是最小剪力33961.10879.134840.34031.78.641是是85.5最大剪力352080879.136087.26740.35.354是是最小剪力352080879.136087.23759.69.599是是86.5最大剪力34919.7086835787.76388.95.602是是最小剪力34919.7086835787.73487.510.262是是95.5最大剪力5828.50879.16707.62901.12.312是是最小剪力5828.50879.16707.6812.48.256是是96.5最大剪力5772.608686640.62641.82.514是是最小剪力5772.608686640.6593.611.188是是97.5最大剪力5706.30890.26596.62338.22.821是是最小剪力-5706.30-890.2-6596.6-584.411.287是是105.5最大剪力5154.6005154.630.5169.103是是最小剪力-5154.600-5154.6-1007.45.117是是106.5最大剪力-4936.20-890.2-5826.4-309.118.848是是最小剪力-510900-5109-1372.13.723是是107.5最大剪力5078005078234.421.664是是最小剪力-507800-5078-1743.12.913是是111.5最大剪力-4908.9-728.9-2077.7-7715.4-958.48.051是是最小剪力-4908.9-728.9-2077.7-7715.4-3267.32.361是是112.5最大剪力-4754.3-2186.7-2066.6-9007.6-1106.68.14是是最小剪力-4754.3-2186.7-2066.6-9007.6-3506.62.569是是120 113.5最大剪力-3750.8-2186.7-1722.6-7660.2-1259.26.084是是最小剪力-3750.8-2186.7-1722.6-7660.2-3765.62.034是是114.5最大剪力-308874-2186.70-311061-1725.2180.301是是最小剪力-308874-2186.70-311061-4215.373.794是是由上表可知该桥梁结构的相关最大最小剪力，并且根据表中数据作出其相关的最大最小剪力抗力图，如下图4.3.5、4.3.6所示：图4.3.5最大剪力抗力图图4.3.6最小剪力抗力图根据上表中的数据和最大剪力抗力图、最小剪力抗力图可知，该桥梁的各个截面的抗剪承载力能够满足设计要求，并有部分的富余。120 第5章预应力损失计算根据《公桥规》第6.2.1条规定，预应力混凝土构件在正常使用极限状态中，应考虑由下列因素引起的预应力损失：5.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失式中—由于摩擦引起的应力损失（）；—钢筋（锚下）控制应力（）；—从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（）；χ—从张拉端至计算截面的管道长度（）；—钢筋与管道壁之间的摩擦系数，按如下5.1-1表采用；—考虑每米管道对其设计位置的偏差系数，按如下5.1-1表采用。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，表5.1-1所示系数和的值管道成型方式κμ钢绞线、钢丝束精轧螺纹钢筋预埋金属波纹管0.00150.20-0.250.50预埋塑料波纹管0.00150.14-0.17—预埋铁皮管0.00300.350.40预埋钢管0.00100.25—抽芯成型0.00150.550.605.2锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失式中——由于锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（）；——预应力钢筋的有效长度（）；120 ——锚头变形、钢筋回缩和接缝压缩值（）。5.3混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失此工程采用后张法，所以预应力筋和台座之间温差引起的应力损失不予考虑。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，如下表5.2-2所示锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩值（mm）：表5.2-2锚具变形时钢筋回缩和接缝压缩值（mm）锚具、接缝类型ΔL锚具、接缝类型ΔL钢丝束的钢制锥形锚具6镦头锚具1夹片式锚具有顶压时4每块后加垫板的缝隙1无顶压时6水泥砂浆接缝1带螺帽锚具的螺帽缝隙1环氧树脂砂浆接缝15.4混凝土弹性压缩引起的应力损失在后张法结构中，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。式中——由于混凝土的弹性压缩引起的应力损失（）；——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（）；——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：——表示预应力筋张拉的总批数；——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（预应力筋的预拉应力扣除和后算得）。120 ——所有预应力筋预加应力（扣除相应阶段的应力损失和后）的内力；——预应力筋预加应力的合力至混凝土净截面形心轴的距离；、——混凝土的净截面面积和截面惯性矩。5.5预应力筋松弛引起的应力损失对预应力钢筋，仅在传力锚固时钢筋应力的情况下，才考虑由于钢筋松弛引起的应力损失，其终极值：式中——由于钢筋松弛引起的应力损失（）；——传力锚固时预应力钢筋的应力，按规范第条的规定计算（）；——松弛系数，对钢绞线，级松弛时，按采用，级松弛时，按采用。5.6混凝土收缩和徐变引起的应力损失由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失终极值按下列公式计算：式中——由收缩、徐变引起的应力损失终极值（MPa），——传力锚固时，在计算截面上预应力钢筋重心处，由于预加力（扣除相应阶段的应力损失）和梁自重产生的混凝土正应力；对连续梁可取若干有代表性截面的平均值（MPa）；——混凝土徐变系数的终极值；120 ——混凝土收缩应变的终极值；——梁的配筋率换算系数；——非预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；、——预应力钢筋及非预应力钢筋的截面面积（）；——梁截面面积，对后张法构件，可近似按净截面计算（）；——预应力钢筋及非预应力钢筋重心至梁截面重心轴的距（）；——截面回旋半径（）；——截面惯性矩，对于后张法构件，可近似按按净截面计算（）；其中，、值可按规范表采用。取，取。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，如下表5.6-3所示混凝土收缩应变和徐变系数终极值：表5.6-3混凝土收缩应变和徐变系数终极值120 通过桥梁博士软件计算各号钢束阶段应力损失输出结果如下表5.7所示：表5.7-11#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号10-1300-8.23-23.8-36.24-138.23-60.04-1196.732-13-1040-23.409-25.42-62.67-140.409-88.09-1166.53-40.9-47.90-24.278-28.77-61.96-113.078-90.73-1191.194-45.8-38.20-21.871-29.41-61.91-105.871-91.32-1197.815-50.6-28.60-22.09-30.05-64.14-101.29-94.19-1199.526-55.4-190-23.26-30.59-65.58-97.66-96.17-1201.177-60.1-9.510-24.868-31.23-65.99-94.478-97.22-1203.38-64.900-26.11-31.88-62.04-91.01-93.92-1210.079-69.600-39.24-31.23-67.58-108.84-98.81-1187.3510-8000-22.73-29.92-28.162-102.73-58.082-1234.1911-91.400-39.85-28.45-63.03-131.25-91.48-1172.2712-10300-24.37-27.1-54-127.37-81.1-1186.5313-11900-22.929-25.13-58.13-141.929-83.26-1169.8114-12700-21.073-24.12-59.95-148.073-84.07-1162.8615-13600-22.171-23.12-61.46-158.171-84.58-1152.2516-12500-27.99-24.43-66.75-152.99-91.18-1150.8317-11000-21.205-26.13-59.57-131.205-85.7-1178.118-10600-19.136-26.76-56.75-125.136-83.51-1186.3519-10000-20.539-27.41-55.68-120.539-83.09-1191.3720-95.100-23.02-28.06-53.04-118.12-81.1-1195.7821-90.500-37.98-28.59-60.93-128.48-89.52-117722-78.800-23.07-30.08-27.614-101.87-57.694-1235.4423-68.600-39.66-31.39-67.13-108.26-98.52-1188.22120 24-63.900-26.54-32.03-61.69-90.44-93.72-1210.8425-59.1-9.510-25.224-31.39-64.7-93.834-96.09-1205.0826-54.4-19.10-23.55-30.75-65.59-97.05-96.34-1201.6127-49.6-28.60-22.13-30.21-64.26-100.33-94.47-1200.228-44.8-38.30-21.856-29.56-62.13-104.956-91.69-1198.3529-39.9-47.90-23.8922-28.92-61.89-111.692-90.81-1192.530-13-1020-23.063-25.61-62.36-138.063-87.97-1168.97310-1280-8.23-24.09-36.24-136.23-60.33-1198.44注：对于后张法构件，表5.7-22#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号10-1280-8.9-23.97-11.70-136.9-35.67-1222.432-13-1020-19.01-25.58-69.99-134.01-95.57-1165.423-40.2-47.90-15.27-28.91-62.72-103.37-91.63-12004-45-38.30-11.997-29.55-58.65-95.297-88.2-1211.55-49.8-28.60-11.114-30.09-59.6-89.514-89.69-1215.86-54.6-19.10-11.069-30.73-61.4-84.769-92.13-1218.17-59.4-9.510-11.273-31.37-62.55-80.183-93.92-1220.98-64.200-11.27-31.92-60.21-75.47-92.13-1227.49-68.900-21.09-31.37-66-89.99-97.37-1207.6410-80.100-11.18-29.91-28.384-91.28-58.294-1245.4311-90.400-21.63-28.6-62.45-112.03-91.05-1191.9212-9700-10.9-27.78-55.1-107.9-82.88-1204.2213-10500-11.3028-26.79-58.9-116.303-85.69-1193.0114-11400-12.206-25.77-62.01-126.206-87.78-1181.0115-12800-15.08-24.09-68.4-143.08-92.49-1159.4316-13800-16.36-22.8-73.67-154.36-96.47-1144.1717-13300-15-23.45-67.35-148-90.8-1156.218-11100-11.656-25.97-59.37-122.656-85.34-118719-10600-10.3312-26.63-56.26-116.331-82.89-1195.78120 20-10100-10.17-27.27-53.67-111.17-80.94-1202.8921-96.400-21.06-27.9-60.49-117.46-88.39-1189.1522-80.100-11.83-29.91-28.063-91.93-57.973-1245.123-68.900-22.04-31.37-65.66-90.94-97.03-1207.0324-64.200-11.43-31.92-59.89-75.63-91.81-1227.5625-59.4-9.510-11.443-31.37-61.55-80.353-92.92-1221.7326-54.6-19.10-11.153-30.73-61.26-84.853-91.99-1218.1627-49.8-28.60-11.111-30.09-59.56-89.511-89.65-1215.8428-45-38.30-12.005-29.55-58.63-95.305-88.18-1211.5229-40-47.90-15.18-28.91-62.62-103.08-91.53-1200.3930-13-1020-19.02-25.58-69.89-134.02-95.47-1165.51310-1280-8.9-23.97-42.02-136.9-65.99-1192.11注：对于后张法构件，表5.7-33#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号10-13100-23.76-47.09-131-70.85-1193.152-13-10502.756-25.2840.71-115.24415.43-1295.193-41.3-47.903.419-28.75-63.52-85.781-92.27-1216.954-46.2-38.202.266-29.39-54.4-82.134-83.79-1229.085-51-28.600.954-29.93-53.85-78.646-83.78-1232.576-55.7-1900.1263-30.58-55.94-74.5737-86.52-1233.917-60.5-9.500.0508-31.22-58.16-69.9492-89.38-1235.678-65.3000.833-31.86-57.79-64.467-89.65-1240.889-7000-7.08-31.22-64.12-77.08-95.34-1222.5810-82.300-2.4-29.6-28.937-84.7-58.537-1251.7611-88.300-6.74-28.9-62.19-95.04-91.09-1208.8712-95.3001.131-28.06-56.12-94.169-84.18-1216.6513-10500-0.03949-26.9-59.4-105.039-86.3-1203.6614-113000.08-25.78-63.2-112.92-88.98-1193.1120 15-129001.66-23.95-71.92-127.34-95.87-1171.7916-140002.57-22.63-79.07-137.43-101.7-1155.8717-135001.41-23.28-70.63-133.59-93.91-1167.518-113000.024-25.78-60.69-112.976-86.47-1195.5519-10800-0.1782-26.44-56.67-108.178-83.11-1203.7120-103000.874-27.08-54.16-102.126-81.24-1211.6321-98.300-6.48-27.6-60.17-104.78-87.77-1202.4522-82.300-2.28-29.6-28.635-84.58-58.235-1252.1923-7000-6.94-31.22-63.89-76.94-95.11-1222.9524-65.3000.885-31.86-57.64-64.415-89.5-1241.0925-60.5-9.500.0698-31.22-57.62-69.9302-88.84-1236.2326-55.7-1900.1139-30.58-56.04-74.5861-86.62-1233.7927-51-28.600.922-29.93-53.98-78.678-83.91-1232.4128-46.2-38.202.203-29.39-54.42-82.197-83.81-1228.9929-41.3-47.903.352-28.75-63.42-85.848-92.17-1216.9830-13-10502.712-25.28-76.59-115.288-101.87-1177.84310-13100-23.76-47.09-131-70.85-1193.15注：对于后张法构件，表5.7-44#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号10-1620-2.38-20.14-68.95-164.38-89.09-1141.532-0.434-1610-2.15-20.15-68.36-163.584-88.51-1142.913-0.868-1600-1.92-20.18-67.88-162.788-88.06-1144.154-1.3-1590-1.69-20.29-67.29-161.99-87.58-1145.435-1.73-1580-1.46-20.31-65.66-161.19-85.97-1147.846-2.17-1570-1.23-20.34-65.07-160.4-85.41-1149.197-2.6-1570-1-20.35-64.37-160.6-84.72-1149.688-3.03-1560-0.76-20.47-62.86-159.79-83.33-1151.889-3.47-1550-0.53-20.49-62.16-159-82.65-1153.35120 10-3.9-1540-0.3-20.51-61.45-158.2-81.96-1154.8411-7.1-1480-0.06-20.95-59.95-155.16-80.9-1158.9412-7.53-14700.18-20.98-59.24-154.35-80.22-1160.4313-7.96-14600.41-20.99-58.42-153.55-79.41-1162.0414-16.6-12801.38-21.99-28.602-143.22-50.592-1201.1915-17.1-12801.61-22.11-27.342-143.49-49.452-1202.0616-17.5-12701.84-22.13-26.571-142.66-48.701-1203.6417-29.4-10301.66-23.48-27.433-130.74-50.913-1213.3518-29.9-10201.46-23.6-28.173-130.44-51.773-1212.7919-30.3-10101.27-23.62-29.634-130.03-53.254-1211.7220-35.4-9100.42-24.26-58.41-125.98-82.67-1186.3521-35.8-90.100.24-24.28-58.83-125.66-83.11-1186.2322-36.2-89.300.07-24.3-59.24-125.43-83.54-1186.0323-37.7-86.40-0.09-24.46-60.75-124.19-85.21-1185.624-38.1-85.60-0.28-24.59-61.05-123.98-85.64-1185.3825-38.5-84.70-0.46-24.61-61.35-123.66-85.96-1185.3826-40.2-81.40-0.65-24.78-62.99-122.25-87.77-1184.9827-40.6-80.50-0.82-24.81-63.08-121.92-87.89-1185.1928-41-79.70-1.01-24.93-63.27-121.71-88.2-1185.0929-42.5-76.80-1.2-25.1-65.02-120.5-90.12-1184.3830-42.9-760-1.39-25.11-65.1-120.29-90.21-1184.531-43.3-75.20-1.59-25.13-65.08-120.09-90.21-1184.7注：对于后张法构件，表5.7-55#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号1-43.3-75.203.035-25.13-68.95-115.465-94.08-1185.462-42.9-7603.233-25.11-68.36-115.667-93.47-1185.863-42.5-76.803.441-25.1-67.88-115.859-92.98-1186.164-42-77.703.64-24.97-67.29-116.06-92.26-1186.68120 5-41.6-78.503.848-24.95-65.66-116.252-90.61-1188.146-41.2-79.404.047-24.94-65.07-116.553-90.01-1188.447-40.8-80.204.255-24.81-64.37-116.745-89.18-1189.088-40.4-8104.464-24.79-62.86-116.936-87.65-1190.419-39.9-81.904.672-24.78-62.16-117.128-86.94-1190.9310-38.2-85.404.871-24.59-61.45-118.729-86.04-1190.2311-36.4-8905.107-24.3-59.95-120.293-84.25-1190.4612-36-89.805.334-24.29-59.24-120.466-83.53-119113-35.6-90.605.561-24.27-58.42-120.639-82.69-1191.6714-27-10804.484-23.27-28.602-130.516-51.872-1212.6115-26.6-10904.765-23.15-27.342-130.835-50.492-1213.6716-20.4-12105.026-22.46-26.572-136.374-49.032-1209.5917-14.2-13304.819-21.78-27.433-142.381-49.213-1203.4118-13.8-13404.603-21.66-28.173-143.197-49.833-1201.9719-11-14004.397-21.33-29.634-146.603-50.964-1197.4320-8.13-14605.604-21-58.41-148.526-79.41-1167.0621-7.7-14605.451-20.98-58.83-148.249-79.81-1166.9422-7.27-14705.308-20.96-59.24-148.962-80.2-1165.8423-5.8-15005.156-20.79-60.75-150.644-81.54-1162.8224-5.37-15104.995-20.68-61.05-151.375-81.73-1161.925-4.94-15204.833-20.66-61.35-152.107-82.01-1160.8826-3.21-15504.654-20.48-62.99-153.556-83.47-1157.9727-2.77-15604.485-20.46-63.08-154.285-83.54-1157.1828-2.34-15704.307-20.34-63.27-155.033-83.61-1156.3629-0.868-16004.12-20.18-65.02-156.748-85.2-1153.0530-0.434-16103.933-20.15-65.1-157.501-85.25-1152.25310-16203.736-20.14-65.08-158.264-85.22-1151.52注：对于后张法构件，120 表5.7-66#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号10-1730-1.56-18.86-63.06-174.56-81.92-1138.522-0.434-1720-1.33-18.97-62.79-173.764-81.76-1139.483-0.868-1710-1.11-19-62.51-172.978-81.51-1140.514-1.3-1700-0.88-19.01-62.34-172.18-81.35-1141.475-1.99-1690-0.66-19.14-61.07-171.65-80.21-1143.146-2.43-1680-0.43-19.16-60.8-170.86-79.96-1144.187-2.86-1670-0.22-19.19-60.41-170.08-79.6-1145.328-3.55-16500.01-19.32-59.47-168.54-78.79-1147.679-3.99-16500.23-19.33-59.08-168.76-78.41-1147.8310-4.42-16400.45-19.35-58.69-167.97-78.04-1148.9911-4.85-16300.67-19.47-57.87-167.18-77.34-1150.4812-5.28-16200.89-19.49-57.47-166.39-76.96-1151.6513-5.72-16101.1-19.51-56.98-165.62-76.49-1152.8914-18.3-13601.93-20.97-27.737-152.37-48.707-1193.9215-18.7-13502.18-20.99-26.669-151.52-47.659-1195.8216-28.5-11602.42-22.13-25.668-142.08-47.798-1205.1217-38.1-96.302.22-23.28-26.925-132.18-50.205-1212.6218-38.6-95.502-23.3-28.169-132.1-51.469-1211.4319-39-94.601.78-23.32-29.275-131.82-52.595-1210.5920-47.4-77.701.05-24.32-58.68-124.05-83-1187.9521-47.9-76.800.82-24.44-59.4-123.88-83.84-1187.2822-49.6-73.300.6-24.62-60.21-122.3-84.83-1187.8723-51.4-69.800.38-24.81-61.6-120.82-86.41-1187.7724-51.8-6900.16-24.92-62.31-120.64-87.23-1187.1325-52.2-68.20-0.08-24.94-63.02-120.48-87.96-1186.5626-52.6-67.30-0.3-24.97-64.52-120.2-89.49-1185.3127-53-66.50-0.53-25.08-65.11-120.03-90.19-1184.78120 28-53.5-65.70-0.76-25.1-65.71-119.96-90.81-1184.2329-53.9-64.80-0.98-25.13-67.33-119.68-92.46-1182.8630-54.3-640-1.21-25.14-67.81-119.51-92.95-1182.5431-54.7-63.20-1.44-25.26-68.4-119.34-93.66-1182注：对于后张法构件，表5.7-77#钢束3个施工阶段各项预应力损失和及有效预应力总值（单位：MPa）点号1-54.7-63.203.9-25.26-63.06-114-88.32-1192.682-54.3-6404.1-25.14-62.79-114.2-87.93-1192.873-53.9-64.804.29-25.13-62.51-114.41-87.64-1192.954-53.5-65.704.48-25.1-62.34-114.72-87.44-1192.845-52.8-6704.67-24.97-61.07-115.13-86.04-1193.836-52.4-67.804.87-24.95-60.8-115.33-85.75-1193.927-52-68.705.06-24.93-60.41-115.64-85.34-1194.028-51.3-7005.25-24.8-59.47-116.05-84.27-1194.689-50.9-70.805.44-24.78-59.08-116.26-83.86-1194.8810-50.5-71.705.63-24.76-58.69-116.57-83.45-1194.9811-50-72.505.82-24.64-57.87-116.68-82.51-1195.8112-49.6-73.306.01-24.62-57.47-116.89-82.09-1196.0213-49.2-74.206.2-24.6-56.98-117.2-81.58-1196.2214-37-98.705.01-23.13-27.737-130.69-50.867-1213.4415-36.5-99.505.28-23.11-26.669-130.72-49.779-1214.516-26.8-11905.54-21.96-25.668-140.26-47.628-1207.1117-17.1-13805.28-20.82-26.925-149.82-47.745-1197.4418-16.6-13905.01-20.8-28.169-150.59-48.969-1195.4419-16.2-14004.75-20.68-29.275-151.45-49.955-1193.620-7.53-15805.98-19.69-58.68-159.55-78.37-1157.0821-7.1-16205.74-19.67-59.4-163.36-79.07-1152.5722-5.28-16605.51-19.49-60.21-165.77-79.7-1149.53120 23-3.47-16705.3-19.31-61.6-165.17-80.91-1148.9224-3.03-16705.1-19.19-62.31-164.93-81.5-1148.5725-2.6-16804.88-19.17-63.02-165.72-82.19-1147.0926-2.17-16904.68-19.16-64.52-166.49-83.68-1144.8327-1.73-17004.47-19.13-65.11-167.26-84.24-1143.528-1.3-17104.26-19.01-65.71-168.04-84.72-1142.2429-0.868-17204.06-19-67.33-168.808-86.33-1139.8630-0.434-17303.86-18.97-67.81-169.574-86.78-1138.65310003.65-18.86-68.43.65-87.26-1311.39注：对于后张法构件，其中1#、2#、3#钢束为箱梁腹板处预应力钢束，4#、5#、6#、7#为顶板人孔处预应力钢束。120 第6章持久状况正常使用极限状态计算6.1电算应力结果对于桥博输出结果由于全部验算满足，可以列出特殊截面即可。2#（边跨支座截面）、5#（变截面）、12#（边跨1/4截面）、21#（边跨跨中截面）、39#（中跨左支座截面）、52#（中跨1/4截面）、64#（中跨跨中截面）、76#（中跨1/4截面）、89#（中跨右支座截面）、107#（边跨跨中截面）、116#（边跨1/4截面）、123#（变截面）、126#（边跨支座截面）。输出组合类型：（正常使用极限组合）正常使用阶段长期效应荷载组合应力如下表6.1所示：表6.1正常使用阶段长期效应荷载组合应力值节点号使用组合应力验算（单位：Mpa）上缘最大正应力上缘最小正应力下缘最大正应力下缘最小正应力最大主压应力最大主拉应力21.481.444.834.794.83-2.21e-0253.022.796.756.456.75-0.314125.624.853.632.645.62-0.489217.226.351.30.247.22-5.15e-02391.681.213.933.393.93-0.107524.133.574.954.234.95-0.433643.122.177.296.037.29-0.149763.983.464.553.934.55-0.151891.61.134.013.484.01-0.1191077.136.291.350.3337.13-4.96e-021165.64.853.622.665.6-0.461233.563.347.697.387.69-1.74e-02120 1261.491.454.824.784.82-1.79e-02正常使用阶段短期效应荷载组合应力如下表6.2所示：表6.2正常使用阶段短期效应荷载组合应力值节点号使用组合应力验算（单位：Mpa）上缘最大正应力上缘最小正应力下缘最大正应力下缘最小正应力最大主压应力最大主拉应力24.291.13e-025.334.565.33-4.09e-0255.781.427.116.097.11-0.646129.083.124.051.819.09-0.77721114.322.01-0.83411-0.834395.58-1.214.722.855.58-1.21528.181.336.022.668.18-0.706647.6-4.84e-028.43.768.4-0.262767.921.285.452.657.92-0.29895.57-1.324.852.875.57-1.3210710.94.242.1-0.79410.9-0.7941169.093.14.041.89.1-0.7521236.331.968.047.028.04-9.46e-021264.292.28e-025.324.555.32-2.56e-02注：其他节点的荷载组合应力可以查看桥博输出结果。6.2持久状况使用阶段的正应力验算根据《公桥规》规定，持久状况试用阶段的正应力验算选用使用内力组合，包括混凝土的法向正应力验算、钢束的应力验算和混凝土的主应力验算。120 6.2.1混凝土的法向压应力验算混泥土的法向压应力不应大于=16.2Mpa，具体选取控制单元1#、2#、5#、12#、21#、28#、39#、45#、52#、64#、76#、83#、89#、99#、107#、116#、123#、125#等单元进行验算，具体的验算结果如下表6.3所示：表6.3混凝土的法向压应力验算结果（单位：MPa）单元号节点号上缘正应力下缘正应力最大值容许值是否满足最大值容许值是否满足111.6616.2是4.6216.2是21.4916.2是4.8416.2是221.4916.2是4.8416.2是31.716.2是4.6416.2是553.0516.2是6.7916.2是63.216.2是6.5316.2是12125.6416.2是3.6516.2是136.0716.2是3.0916.2是21217.2416.2是1.3216.2是227.1616.2是1.3516.2是28285.9316.2是2.3816.2是295.6216.2是2.6616.2是39391.6916.2是3.9316.2是401.9316.2是3.6116.2是45453.1716.2是5.2116.2是463.2616.2是5.2316.2是52524.1516.2是4.9816.2是534.2516.2是4.9616.2是64643.1416.2是7.3316.2是653.2116.2是7.1716.2是76763.9916.2是4.5716.2是120 773.9916.2是4.5616.2是83835.0316.2是4.6616.2是844.7316.2是4.8516.2是89891.616.2是4.0216.2是901.9916.2是3.6616.2是99995.5116.2是2.7316.2是1005.8316.2是2.4516.2是1071077.1516.2是1.3716.2是1087.216.2是1.3816.2是1161165.6216.2是3.6416.2是1175.1316.2是3.2816.2是1231233.5916.2是7.7316.2是1241.916.2是4.4516.2是1251251.7116.2是4.6316.2是1261.4916.2是4.7916.2是根据上表的结果，上缘最大正应力为7.2MPa，下缘最大正应力为7.73MPa，故混凝土的上下缘的压应力均满足要求。6.3截面抗裂验算6.3.1验算条件（1）正截面抗裂对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，主拉应力应符合下列条件：对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）长期效应组合下，主拉应力应符合下列条件：（2）斜截面抗裂对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：120 预制段：现浇段：6.3.2验算结果根据前述应力计算结果，长期效应（组合Ⅰ）混凝土边缘未出现拉应力，符合短期效应（组合Ⅱ）拉应力与主拉应力MPa，符合与MPa现浇段主拉应力也符合MPa。所以经验算，截面抗裂性能符合规范要求。6.4正常使用阶段竖向最大位移（挠度）对于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件，在正常使用极限状态下的挠度，可根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。对于不开裂的全预应力混凝土和A类预应力混凝土受弯构件的刚度按下式计算：6.4.1使用阶段的挠度值计算受弯构件在使用阶段的挠度应考虑长期效应的影响（长期挠度），即按荷载短期效应组合和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）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。挠度长期增长系数可按下列规定取用：当采用C40以下混凝土时，；当采用混凝土时，，中间强度等级可按直线内插取用。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；在这里对于C50混凝土取。短期效应组合作用下的挠度值，利用桥梁博士计算程序得到，中跨跨中挠度值，自重产生的中跨跨中挠度值。因此消除自重产生的挠度，并考虑挠度长期影响系数后，使用阶段挠度值为120 计算结果表明，使用阶段的挠度值满足规范要求。6.4.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第6.5.4条规定，预应力混凝土受弯构件由预加力引起的反拱值等于预加力引起的挠度乘以长期增长系数取用2.0。根据桥梁博士计算程序可得到中跨跨中由预应力引起的反拱度为：将预加力引起的反拱与按荷载短期效应影响产生的长期挠度值相比较可知，由于预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，所以按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第6.5.5条规定可不设预拱度。120 第7章持久状况和短暂状况构件的应力验算7.1混凝土的最大拉应力验算根据桥梁博士软件计算程序得到的正常使用极限状态荷载组合I（即长期效应组合应力计算结果如下表7.1所示：表7.1长期效应组合（单位：MPa）截面应力表单元号节点号应力上缘正应力下缘正应力最大主应力最大最小最大最小主压应力主拉应力22应力属性1.481.444.834.794.83-4.09e-02容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是55应力属性3.022.796.756.456.75-0.314容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是1212应力属性5.624.853.632.645.62-0.489容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是2121应力属性7.226.351.30.247.22-5.15e-02容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是3939应力属性1.681.213.933.393.93-0.107容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是5252应力属性4.133.574.954.234.95-0.433容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是6464应力属性3.122.177.296.037.29-0.149120 容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是7676应力属性3.983.464.553.934.55-0.151容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是8989应力属性1.61.134.013.484.01-0.119容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是107107应力属性7.136.291.350.3337.13-4.96e-02容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是116116应力属性5.64.853.622.665.6-0.46容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是123123应力属性3.563.347.697.387.69-1.74e-02容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是126126应力属性1.491.454.824.784.82-1.79e-02容许值16.2016.2019.4-1.33是否满足要求是是是是是是通过桥梁博士输出结果可知：长期效应组合混凝土最大拉应力即表中混凝土最小正应力，均大于0，为压应力，符合规范要求。7.2预应力钢筋最大拉应力由桥梁博士软件输出结果可得各钢束的组合应力验算如下表7.2所示：表7.2-11#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1104-1209是2-1074-1209是3-1098-1209是120 4-1105-1209是5-1107-1209是6-1108-1209是7-1110-1209是8-1117-1209是9-1095-1209是10-1142-1209是11-1080-1209是12-1094-1209是13-1077-1209是14-1070-1209是15-1059-1209是16-1058-1209是17-1085-1209是18-1094-1209是19-1098-1209是20-1103-1209是21-1085-1209是22-1143-1209是23-1096-1209是24-1118-1209是25-1112-1209是26-1109-1209是27-1107-1209是28-1105-1209是29-1099-1209是30-1076-1209是31-1106-1209是120 表7.2-22#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1099-1209是2-1072-1209是3-1107-1209是4-1119-1209是5-1123-1209是6-1125-1209是7-1128-1209是8-1134-1209是9-1115-1209是10-1152-1209是11-1099-1209是12-1111-1209是13-1100-1209是14-1088-1209是15-1067-1209是16-1051-1209是17-1063-1209是18-1093-1209是19-1103-1209是20-1110-1209是21-1097-1209是22-1153-1209是23-1115-1209是24-1134-1209是25-1129-1209是26-1125-1209是27-1123-1209是120 28-1119-1209是29-1107-1209是30-1072-1209是31-1099-1209是表7.2-33#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1101-1209是2-1085-1209是3-1124-1209是4-1136-1209是5-1140-1209是6-1141-1209是7-1143-1209是8-1148-1209是9-1130-1209是10-1159-1209是11-1117-1209是12-1124-1209是13-1111-1209是14-1100-1209是15-1079-1209是16-1063-1209是17-1075-1209是18-1102-1209是19-1111-1209是20-1119-1209是21-1110-1209是22-1160-1209是23-1131-1209是120 24-1148-1209是25-1143-1209是26-1141-1209是27-1139-1209是28-1136-1209是29-1124-1209是30-1085-1209是31-1101-1209是表7.2-44#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1049-1209是2-1050-1209是3-1051-1209是4-1052-1209是5-1055-1209是6-1056-1209是7-1057-1209是8-1059-1209是9-1061-1209是10-1062-1209是11-1066-1209是12-1068-1209是13-1069-1209是14-1108-1209是15-1110-1209是16-1111-1209是17-1120-1209是18-1120-1209是19-1119-1209是120 20-1093-1209是21-1093-1209是22-1093-1209是23-1093-1209是24-1092-1209是25-1092-1209是26-1092-1209是27-1092-1209是28-1092-1209是29-1091-1209是30-1092-1209是31-1092-1209是表7.2-55#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1092-1209是2-1093-1209是3-1093-1209是4-1094-1209是5-1095-1209是6-1096-1209是7-1096-1209是8-1097-1209是9-1098-1209是10-1097-1209是11-1097-1209是12-1098-1209是13-1099-1209是14-1120-1209是15-1121-1209是120 16-1117-1209是17-1110-1209是18-1109-1209是19-1105-1209是20-1074-1209是21-1074-1209是22-1073-1209是23-1070-1209是24-1069-1209是25-1068-1209是26-1065-1209是27-1064-1209是28-1063-1209是29-1060-1209是30-1059-1209是31-1059-1209是表7.2-66#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1046-1209是2-1047-1209是3-1048-1209是4-1048-1209是5-1051-1209是6-1051-1209是7-1052-1209是8-1054-1209是9-1055-1209是10-1056-1209是11-1058-1209是120 12-1059-1209是13-1060-1209是14-1101-1209是15-1103-1209是16-1113-1209是17-1120-1209是18-1119-1209是19-1118-1209是20-1095-1209是21-1094-1209是22-1095-1209是23-1095-1209是24-1094-1209是25-1094-1209是26-1092-1209是27-1092-1209是28-1091-1209是29-1090-1209是30-1089-1209是31-1089-1209是表7.2-77#钢束第3施工阶段组合应力及验算（单位：MPa）点号最大应力容许最大应力是否满足1-1100-1209是2-1100-1209是3-1100-1209是4-1100-1209是5-1101-1209是6-1101-1209是7-1101-1209是120 8-1102-1209是9-1102-1209是10-1102-1209是11-1103-1209是12-1103-1209是13-1103-1209是14-1121-1209是15-1121-1209是16-1114-1209是17-1104-1209是18-1102-1209是19-1100-1209是20-1065-1209是21-1063-1209是22-1061-1209是23-1057-1209是24-1056-1209是25-1055-1209是26-1053-1209是27-1051-1209是28-1050-1209是29-1048-1209是30-1047-1209是31-1046-1209是根据桥梁博士软件输出结果可知：各钢束应力验算均满足规范要求。7.3混凝土的最大主拉、主压应力计算7.3.1混凝土主拉应力120 主压应力：其中：式中：——预加力和使用荷载在计算的主应力点产生的混凝土截面正应力；——由竖向预应力筋引起的混凝土竖向压应力；——由使用荷载和弯起的预应力筋在计算主应力点产生的混凝土剪应力；——竖向预应力筋的有效预应力；——单肢竖向预应力筋的截面面积；——计算主应力处构件截面的宽度；——竖向预应力筋的间距；——计算纤维处至换算截面重心轴的距离（）；——换算截面惯性矩（）；——计算弯矩（）。主拉应力计算用于箍筋的设置与否和如何设置，计算截面选取支点附近截面（非横隔梁截面）。按照《规范》第7.1.6条：MPa区段，箍筋按照构造设置。时，箍筋间距Sv按照《规范》公式7.1.6-2计算。箍筋采用直径为12mm的HRB335钢筋。按照《规范》第9.3.13条，箍筋间距不大于梁高且不大于400mm，也满足要求。7.3.2混凝土主压应力120 其中：式中：——预加力和使用荷载在计算的主应力点产生的混凝土截面正应力；——由竖向预应力筋引起的混凝土竖向压应力；——由使用荷载和弯起的预应力筋在计算主应力点产生的混凝土剪应力；——竖向预应力筋的有效预应力；——单肢竖向预应力筋的截面面积；——计算主应力处构件截面的宽度；——竖向预应力筋的间距；——计算纤维处至换算截面重心轴的距离（）；——换算截面惯性矩（）；——计算弯矩（）。依据按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.1.5条规定，对于未开裂构件受压区混凝土的容许最大主压应力为：0.6f"tk=19.44Mpa，正应力的最大容许值为：0.5f"ck=16.20Mpa，正应力的最小容许值为：0.7ftk=1.855Mpa，则根据桥梁博士软件输出结果可得，正常使用阶段应力组合III（即标准效应荷载组合）应力表如下表7.3所示：表7.3截面应力表（单位：MPa）单元号节点号应力上缘正应力下缘正应力最大主应力最大最小最大最小主压主拉22应力属性4.2905.334.565.330容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是55应力属性5.781.427.116.097.11-0.646容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是1212应力属性9.083.124.051.819.09-0.777120 容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是2121应力属性114.322.01-0.83411-0.834容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是3939应力属性5.58-1.214.722.855.58-1.21容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是5252应力属性8.181.336.022.668.18-0.706容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是6464应力属性7.608.43.768.4-0.262容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是7676应力属性7.921.285.452.657.92-0.29容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是8989应力属性5.57-1.324.852.875.57-1.32容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是107107应力属性10.94.242.1-0.79410.9-0.794容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是116116应力属性9.093.14.041.89.1-0.752容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是123123应力属性6.331.968.047.028.040容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是120 126126应力属性4.2905.324.555.320容许值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否满足要求是是是是是是根据桥梁博士软件输出结果可知，混凝土的最大主拉应力和最大主压应力均都在容许值范围以内，所以均满足设计满足要求。120 第8章局部受压承载力计算本设计锚具采用OVM15-19型锚和OVM15-8型锚，这种对于OVM15-19型锚具锚垫板尺寸：对于OVM15-8型锚具锚垫板尺寸：以上数据从OVＭ锚具产品说明书上查得的。8.1局部受压区尺寸要求　根据《公预规》第5.7条规定，配置间接钢筋的混凝土构件，其局部受压区　　　的尺寸应满足下列锚下混凝土抗裂计算要求：式中—结构重要性系数，这里=1.0—局部受压面积上的局部压力设计值。后张法锚头受压区应取1.2倍的张拉时的最大压力，—混凝土局部受压修正系数，=1.0—张拉锚固时混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土强度达到设计强度的100%时进行张拉。=22.4Mpa—混凝土局部受压承载力提高系数。—选取各施工阶段钢束由锚具压缩损失的最小值，其通过桥梁计算程序得到。A—混凝土局部受压面积。120 所以计算表明局部受压区的截面尺寸满足要求。8.2局部承压承载力验算配置间接钢筋的局部受压构件，其局部抗压承载力计算公式为且须满足式中：—局部受压面积上的局部压力设计值，=4006.0KN—混凝土核心面积，k—间接钢筋影响系数，k=2.0—混凝土局部受压承载力提高系数。—为HRB335级普通钢筋的抗压强度。—间接钢筋体积配筋率；将上述各计算值带入局部抗压承载力计算公式，可得计算结果表明局部抗压承载力满足要求。120 第9章支座的设计9.1支座的支承反力计算采用盆式橡胶支座，其设计按照《公预规》第8.4.5条规定进行设计。支座放置在桥梁博士建模的2节点、39节点、89节点、126节点。其中89节点为固定支座，2节点、39节点、126节点为顺桥单向滑动支座。由桥梁博士软件计算支撑反力的输出结果得如下表9.1所示：表9.1支承反力输出结果结构自重产生的支承反力汽车荷载产生的支承反力人群荷载产生的支承反力节点号竖向力（单位：kN）节点号竖向力（单位：kN）节点号竖向力（单位：kN）2257021020274.9391060039159039219.0891060089159089219.01262570126102012674.9然后当结构重力对结构的承载力有利时：按公式进行荷载组合。式中：—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；—结构自重产生的作用力；—汽车荷载产生的支承反力；—人群荷载产生的支承反力；表9.2结构重力对结构承载力有利时支承反力组合效应值节点号结构自重产生的支承反力汽车荷载产生的支承反力人群荷载产生的支承反力荷载组合效应值竖向力（单位：KN）竖向力（单位：KN）竖向力（单位：KN）荷载组合值（单位：KN）22570102074.94081.8939106001590219.013071.28120 89106001590219.013071.281262570102074.94081.899.2支座的选取依据《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）和中交第一公路勘察设计研究院的《JPZ系列盆式橡胶支座》选取成品支座。并且依据桥梁博士计算得出的支承反力：2节点和126节点选用竖向承载力为5000KN，顺桥向位移为100mm的JPZ系列单向活动常温型盆式橡胶支座，其支座型号为：JPZ-5000-DX-e100-I-C。39节点选用竖向承载力为15000KN，顺桥向位移为150mm的JPZ系列单向活动常温型盆式橡胶支座，其支座型号为：JPZ-15000-DX-e150-I-C。89节点选用竖向承载力为15000KN，不产生顺桥向位移的JPZ系列固定常温型盆式橡胶支座，其支座型号为：JPZ-15000-GD-I-C。其中支座布置示意图如图9-1所示：图9-1支座布置示意图120 致谢时间过得很快，四年的大学生活匆匆的就要结束了。经过这四年的大学学习和生活确实让自己得到了很大的改变和提高。最起码提高了做人的修养和处事的能力，这就是我的收获吧。而且特别是现在的毕业设计，不仅让我巩固了大学四年来所学的专业知识，也让我重新学到了很多专业技能。从2月中旬一直到现在，毕业设计差不多已完成，可以算是告一段落了。从最开始的迷茫的开题报告，到后来的建模、无奈的调束、配筋、验算、绘图。可以说一路走来的确遇到了很多的难题，但是多亏了赵洋老师的认真指导，对于大家出现的共同问题总是在一块讨论交流，在轻松愉快的气氛中我们总能及时解决设计中遇到的问题。所以在这里我要真诚的谢谢赵洋老师。我还要感谢大学四年来的每一位授课老师，大学四年里是你们让我学会了怎样做人，也让我学会了很多的基础知识和专业知识。当然在此还要一并感谢陪我一同走过四年的同学们，因为有了你们我的生活才如此多姿多彩，因为有了你们在学习上和这次毕业设计上的帮助才使我不断取得进步，也能让我顺利的完成任务。在这里再次让我真诚的对你们说声，谢谢！120 参考文献[1]交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），简称《标准》.北京：人民交通出版社，2003；[2]交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），简称《桥规》.北京：人民交通出版社，2004；[3]交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），简称《公预规》.北京：人民交通出版社，2004；[4]交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）.北京：人民交通出版社，2007；[5]公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）.北京：人民交通出版社，2011；[6]预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）.北京：中国标准出版社，2007；[7]公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）.北京：人民交通出版社，2006；[8]《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT/T391-2009）.北京：人民交通出版社，2009；[9]预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT-T529-2004）.北京：人民交通出版社，2004；[10]OVM预应力锚具规范.北京：中国标准出版社，2004；[11]邵旭东，《桥梁工程》（第二版）.[M].北京：人民交通出版社，2007；[12]公路桥梁设计通用图（箱梁）.[Z].北京：人民交通出版社，2007；120 附录外文原文：DesignofreinforcedconcretebridgesIntroductionMostmodernsmallbridgesareofreinforcedconcreteconstructionandnearlyallmodernbridgescontainsomeelementsofreinforcedconcrete(RC).Inthischapter,thedesignofreinforcedconcretebridgesuperstructuresisconsideredandsomeaspectsofthedesigncriteriaforreinforcedconcrete,whicharealsorelevanttootherreinforcedconcretesubstructuresandreinforcedconcretepartsofbridgeswithsteelorprestressedmainelements,arereviewed.Somespecificaspectswhicharemostoftenrelevanttodeckslabsinbridgeswithprestressedorsteelbeamswillbeconsideredinthesectiononbeamandslabbridges.Insitureinforcedconcreteconstructionhasthegreatadvantageofsimplicity;formworkisplaced,reinforcementfixedandconcretepouredandthestructureisthencom-plete.Inmodernpractice,precastbridgeelementsareusuallyprestressed.Forsmallerelements,thisisbecausepretensioningonlonglinebedsisaconvenientmethodofprovidingthesteel.Forlargerstructures,post-tensioningprovidesthemostconvenientwayoffixingmanageablesizedelementstogether.Theresultisthat,withsomeexceptionswhichwillbediscussed,purelyreinforcedconcretebridgesareusuallycastinsitu.Inthefollowing,thevarioustypesofRCbridgeareconsideredandthedesigncriteriaforreinforcedconcretearethenreviewed.SolidslabbridgesSinglespansThesolidslabisthesimplestformofreinforcedconcretebridgedeck.Easeofconstructionresultingfromthesim-plicitymakesthisthemosteconomictypeforshortspanstructures.Solidslabsalsohavegooddistributionpropertieswhichmakesthemefficientatcarryingconcentratedmovableloadssuchaswheelloadsforhighwaybridges.However,aboveaspanofaround10mthedeadweightstartstobecomeexcessive,makingotherformsofconstructionmoreeconomic.Solidslabbridgescanbesimplysupportedonbearingsorbuiltintotheabutments.Until120 recently,bridgeengineersendedtobequitepedanticaboutprovidingforexpansionandevenbridgesasshortas9mspanwereoftenprovidedwithbearingsandexpansionjoints.However,bearingsandexpansionjointshaveprovedtobeamongthemostroublesomecomponentsofbridges.Inparticular,deteriorationofsubstructuresduetowaterleakingthroughexpan-sionjointshasbeencommonespeciallyinbridgescarryingroadswherede-icingsaltisused.Recently,thefashionhaschangedbacktodesigningbridgesthatarecastintegralwiththeabutmentsorbankseats(DepartmentofTransport,1995).Apartfromthedurabilityadvantages,thiscanleadtosavinginthedeckduetotheadvantageofcontinuity.Onshortspanbridgeswithrelativelyhighabutmentwalls,beingabletousethedecktoproptheabutmentscanalsoleadtosignificansavingsintheabutments.However,thisnormallydependsonbeingabletobuildthedeckbeforebackfillingbehindtheabutments.Whenassumptionsaboutconstructionapproachsuchasthisaremadeindesign,itisimportanthattheyshouldbeproperlyconveyedtothecontractornormallybystatingthemonthedrawings.Afeatureofthedesignofintegralbridgeswhichhasnotalwaysbeenappreciatedisthat,becausethedeckisnotstructurallyisolatedfromthesubstructure,thestressstateinthedeckisdependentonthesoilproperties.Thisinevitablymeansthattheanalysisisless‘accurate’thaninconventionalstructures.Neitherthenormalat-restpressurebehindabutmentsnortheresistancetomovementiseververyaccuratelyknown.Itmightbearguedthat,becauseofthis,designsshouldbedoneforbothupperandlowerboundstosoilproperties.Inpractice,thisisnotgenerallydoneandthedesigncriteriausedhavesufficientreservesothatthisdoesnotleadtoproblems.Dependingonthegroundconditions,spanandobstaclecrossed,theabutmentsofasingle-spanbridgemaybeseparateormaybejoinedtoformacompletebox.Suchboxtypestructureshavetheadvantagethattheycanbebuiltwithoutpileseveninverypoorground,asthebearingpressureislow.Sincetheboxstructureislikelytobelighterthanthedisplacedfill,thenetbearingpressureisoftennegative.Thiscanleadtoproblemsinmadegroundastheembankmenteithersideoftheboxmaysettlemuchmorethanthebox,leadingtoproblemswithverticalalign-mentanddamagetothesurfacingorrailsoverthebridge.RCslabbridgesarenormallycastinsitu.Anexceptionisveryshortspanshallowerstructures(typicallyuptosome6mspanand3.6mclearheight)whichcanbemost120 eco-nomicallyprecasteffectivelycompleteasboxculverts,leav-ingonlyparapetsand,whererequired,wingwallstocastinsitu.Thisformofconstructionismostcommonlyusedforconveyingwatercoursesunderembankmentsbutcanbeusedforfootwayandcycletracks.Insituconstructionisveryconvenientforgreenfieldsitesandforcrossingroutesthatcanbediverted.Itislessconvenientforcrossingunderoroverliveroutes.Forthelatter,spanningformworkcanbeusedifthereissufficientheadroom.However,inmanycasesbeambridgesaremoreconvenientandtheprecastbeamswillnormallybeprestressed.RCboxtypestructurescan,however,beinstalledunderlivetraffic.TheycanbepushedunderembankmentsTheissuesareconsideredbyAllenbyandRopkins(2004)Areasonableamountoffillovertheboxisneededtodothisunderlivetraffic.Theboxstructureiscastadjacenttoitsfinalpositionandthenjackedintopositionwithantidragropespreventingthefoundationsbelowandthefillabovemovingwithit.Ifthereisnotmuchfilldepth,itbecomesimpracticaltopushtheboxwhilstkeepingaroadorrailrouteoverthetopstill.Asimilarapproachcan,however,beusedwiththeboxcastinadvanceandthenjackedintoplaceinopencutoverarelativelyshortpossession.MultiplespansInthepast,someinsitumulti-spanslabbridgeswerebuiltwhichweresimplysupported.However,unlikeinbridgesbuiltfromprecastbeams,itisnomorecomplicatedtobuildacontinuousbridge.Indeed,becauseoftheabsenceofthetroublesomeandleak-proneexpansionjoints,itmayactuallybesimpler.Itisthereforeonlyinexceptionalcircumstances(forexampleconstructioninareassubjecttoextremedifferentialsettlementduetominingsubsidence)thatmultiplesimplysupportedspansarenowused.Makingthedeckcontinuousorbuildingitintotheabut-mentsalsoleadstoasignificantreductioninthemid-spansaggingmomentsintheslab.Theadvantageofthiscontinuityinmaterialtermsismuchgreaterthaninbridgesofpre-stressedbeamconstructionwherecreepredistributioneffectsusuallymorethancanceloutthesavinginliveloadmoments.Variousapproachesarepossibleforthepiers.Eitherleafpierscanbeusedordiscretecolumns.Unlikeinbeambridges,thelatterapproachneedsnoseparatetransversebeam.Thenecessaryincreaseinlocaltransversemomentcapacitycanbeachievedbysimplyprovidingadditionaltransversereinforcementincriticalareas.Thisfacilitymakesslabbridgesparticularlysuitableforgeometricallycomplicatedviaductssuchasariseinsomeinterchangesinurban120 situations.Curveddeckswithvaryingskewanglesanddiscretepiersinapparentlyrandomlocationscanreadilybeaccommodated.Whetherdiscretecolumnsorleafpiersareused,theycaneitherbeprovidedwithbearingsorbuiltintothedeck.Themajorlimitationonthelatterapproachisthat,ifthebridgeisfixedinmorethanoneposition,thepierissubjecttosignificantmomentsduetothethermalexpansionandcontractionofthedeck.Unlessthepiersareverytallandslender,thisusuallyprecludesusingtheapproachformorethanoneortwopiersinaviaduct.VoidedslabbridgesAboveaspanofabout10–12m,thedeadweightofasolidslabbridgestartstobecomeexcessive.Fornarrowerbridges,significantweightsavingcanbeachievedbyusingrelativelylongtransversecantileversgivingabridgeofspinebeamformasshowninFigure1.Thiscanextendtheeconomicspanrangeofthistypeofstructuretoaround16mormore.Abovethisspan,andearlierforwiderbridges,alighterformofconstructionisdesirable.Oneofthecommonestwaysoflighteningasolidslabistousevoidformersofsomesort.Thecommonestformiscircularpolystyrenevoidformers.Althoughpolystyreneappearstobeimpermeable,itisonlythemuchmoreexpensiveclosedcellformwhichisso.Thevoidsshouldthereforebeprovidedwithdrainageholesattheirlowerends.Itisalsoimportanttoensurethatthevoidsandreinforcementareheldfirmlyinpositionintheformworkduringconstruction.Thisavoidsproblemsthathaveoccurredwiththevoidsfloatingorwiththelinksmovingtotouchthevoidformers,givingnocover.Providedthevoiddiametersarenotmorethanaround60%oftheslabthicknessandnominaltransversesteelisprovidedintheflanges,thebridgecanbeanalysedmuchasasolidslab.Thatis,withoutconsideringeitherthereducedtransverseshearstiffnessorthelocalbendingintheflanges.UnlikethepreviousBritishcode,EN1992-2(BSI,2005)doesnotgivespecificguidanceonvoidedslabs.However,someisprovidedintheaccompanyingPDpub-lishedbytheBritishStandardsInstitution(BSI,2008a).Thesectionisdesignedlongitudinallyinbothflexureandshearallowingforthevoids.Linksshouldbeprovidedandthesearedesignedasforaflangedbeamwiththeminimumwebthickness.Theshearstressesarelikelytobecomeexcessivenearsupports,particularlyifdiscretepiers120 areused.However,thisproblemcanbeavoidedbysimplystoppingthevoidsoff,leavingasolidsectioninthesecriticalareas.Ifmorelighteningisrequired,largerdiametervoidsorsquarevoidsformingacellulardeckcanbeused.Thesedothenhavetobeconsideredinanalysis.Thelongitudinalstiff-nesstobeusedforacellulardeckiscalculatedinthenormalway,treatingthesectionasamonolithicbeam.Transversely,suchastructurebehavesquitedifferentlyunderuniformandnon-uniformbending.Intheformer,thetopandbottomflangesactcompositelywhereasinthelattertheyflexabouttheirseparateneutralaxesasshowninFigure2.Thismeansthecorrectflexuralinertiacanbeanorderofmagnitudegreaterforuniformthannon-uniformbending.Thebehaviourcan,however,bemodelledinaconventionalgrillagemodelbyusingasheardeformablegrillage.Thecompositeflexuralpropertiesareusedandtheextradefor-mationundernon-uniform120 bendingisrepresentedbycalcu-latinganequivalentshearstiffness.Havingobtainedthemomentsandforcesinthecellularstructure,thereinforcementhastobedesigned.Inadditiontodesigningforthelongitudinalandtransversemomentsonthecompletesection,localmomentsintheflangeshavetobeconsidered.Thesearisefromthewheelloadsappliedtothedeckslabandalsofromthetransverseshear.Thisshearhastobetransmittedacrossthevoidsbyflexureintheflanges,thatisbythesectionactinglikeavierendeelframeasshowninFigure2.VoidedslabbridgestypicallyhavetheratherutilitarianappearancetypicalofbridgeswiththetypeofvoidedsectionshowninFigure1andwitheithersinglespansorwithintermediatepiersofeitherleafordiscreteverticalpierform.However,oneofthepotentialgreatadvantagesofconcreteisthatanyshapecanbeformed.Figure3showsavoidedslabbridgeofmoreimaginativeappearancewhichcarriesmainlinerailloading.Tomakemostefficientuseofthecurvedsoffitvaryingdepthsection,differentsizesofvoidwereusedacrossthewidth.BeamandslabbridgesInrecentyears,insitubeamandslabstructureshavebeenlesspopularthanvoidedslabforms,whileprecastbeamshavegenerallybeenprestressed.Reinforcedbeamandslabstructureshavethereforebeenlesscommon.However,thereisnofundamentalreasonwhytheyshouldnotbeusedandtherearethousandsofsuchstructuresinservice.120 Oneofthedisadvantagesofabeamandslabstructurecomparedwithavoidedslaborcellularslabstructureisthatthedistributionpropertiesarerelativelypoor.IntheUKatleast,thisislessofadisadvantagethanitusedtobe.Thisisbecausethenormaltrafficloadhasincreasedwitheachchangeoftheloadingspecification,leavingtheabnormalloadthesameuntilthemostrecentchangewhichcouldactuallymakeitlesssevereforshorterspans.However,reinforcedconcretebeamandslabbridgesdonotappeartohaveincreasedinpopularityasaresult.Theyaremorepopularinsomeothercountries.Therelativelypoordistributionpropertiesofbeamandslabbridgescanbeimprovedbyprovidingoneormoretransversebeamsordiaphragmswithinthespan,ratherthanonlyatthepiers.Inbridgesbuiltwithprecastbeams,formingthese‘intermediatediaphragmsisextremelyinconvenientandthereforeexpensivesotheyhavebecomeunusual.However,inaninsitustructurewhichhastobebuiltonfalsework,itmakesrelativelylittledifferenceandisthereforemoreviable.Thebeamsforabeamandslabstructurearedesignedforthemomentsandforcesfromtheanalysis.TheanalysisisnowusuallycomputerisedinEuropeanpractice,althoughtheAASHTO(2002)codeencouragestheuseofabasicallyempiricalapproach.Havingobtainedtheforces,thedesignapproachisthesameasforslabsapartfromtherequirementfornominallinksinallbeams.Anotherfactoristhatiftorsionisconsideredintheanalysisthelinkshavetobedesignedfortorsionaswellasforshear.Itis,however,acceptablepracticetousetorsionlessanalysisatleastforrightdecks.120 Becausethedeckslabformsalargetopflange,thebeamsofbeamandslabbridgesaremoreefficientlyshapedforresistingsaggingthanhoggingmoments.Itmaythereforebeadvantageoustohaunchthemlocallyoverthepierseveninrelativelyshort-spancontinuousbridges.Thebiggestvariationinpracticeinthedesignofbeamandslabstructuresisinthereinforcementofthedeckslab.Asimilarsituationarisesinthedeckslabsofbridgeswherethemainbeamsaresteelorprestressedconcreteandthisaspectwillnowbeconsidered.ConventionalpracticeinNorthAmericawastodesignonlyforthemomentsinducedinthedeckslabbyitsactioninspanningbetweenthebeamssupportingwheelloads(thelocalmoments).ThesemomentswereobtainedfromWestergaard(1930)albeitusuallybywayoftablesgiveninAASHTO.Britishpracticealsouseselasticmethodstoobtainlocalmoments,usuallyeitherWestergaardorinfluencechartssuchasPucher(1964).However,theso-calledglobaltransversemoments,themomentsinducedinthedeckslabbyitsactionindistributingloadbetweenthebeams,areconsidered.Thesemoments,obtainedfromtheglobalanalysisofthebridge,areaddedtothelocalmomentsobtainedfromWestergaard(1930)orsimilarmethods.Onlyco-existentmoments(themomentsinducedinthesamepartofthedeckunderthesameloadcase)areconsidered,andtheworstglobalandlocalmomentsoftendonotcoin-cide.However,thisstillhasasignificanteffect.Inbridgeswithveryclosespacedbeams(admittedlyrarelyusedinNorthAmerica)theUKapproachcangivetwicethedesignmomentsoftheUSapproach.AlthoughtheUSapproachmayappeartheoreticallyunsound(theglobalmomentsobviouslydoexistinAmericanbridges),ithasproducedsatisfactorydesigns.Onereasonforthisisthatthelocalstrengthofthedeckslabsisactuallymuchgreaterthanconventionalelasticanalysissuggests.Thishasbeenextensivelyresearched(HewitandBatchelor,1975;HolowkaandCsagoly,1980;Kirkpatricketal.,1984).InOntario(OntarioMinistryofTransportationandCommunications,1983)empiricalruleshavebeendevelopedwhichenablesuchslabstobedesignedverysimplyandeconomically.Althoughtheseweredevelopedwithoutmajorconsiderationofglobaleffects,theyhavebeenshowntoworkwellwithintherangeofcasestheyapplyto(Jack-sonandCope,1990).SimilarruleshavebeendevelopedinNorthernIreland(Kirkpatricketal.,1984)andelsewherebutthey120 havenotbeenwidelyacceptedinEurope.LongerspanstructuresInmodernpractice,purelyreinforcedstructureslongerthanabout20mspanarequiteunusual;concretebridgesofthissizeareusuallyprestressed.However,thereisnofundamentalreasonwhysuchstructuresshouldnotbebuilt.Thelongestspanreinforcedconcretegirderbridgestendtobeofboxgirderform.Althoughsinglecellboxgirdersareawell-definedformofconstruction,thereisnoclear-cutdistinctionbetweenamulti-cellularboxgirderandavoidedslab.However,thevoidsinvoidedslabbridgesarenormallyformedwithpolystyreneorotherpermanentvoidformers,whereasboxgirdersareusuallyformedwithremovableformwork.Theformworkcanonlyberemovedifthesectionisdeepenoughforaccess,whicheffectivelymeansaround1.2mminimumdepth.Permanentaccesstothevoidsisoftenprovided.Inolderstructures,thiswasoftenthroughmanholesinthetopslab.Thismeanstrafficmanagementisrequiredtogainaccessandalsomeansthereistheproblemofwater,andde-icingsaltwherethisisused,leakingintothevoids.Itisthereforepreferabletoprovideaccessfrombelow.Inacontinuousgirderbridge(particularlyonewithonlytwospans)thehoggingmoments,particularlytheperma-nentloadmoments,overthepiersaresubstantiallygreaterthanthesaggingmomentsatmid-span.This,combinedwiththegreateradvantageofsavingweightnearmid-span,encourageslongerspanbridgestobehaunched.Haunchingfrequentlyalsohelpswiththeclearancerequiredforroad,railorrivertrafficunderthebridgebyallowingashallowersectionelsewhere.ThelongestspanandmostdramaticpurelyreinforcedconcretebridgesareopenspandrelarchesasintheCatha-leensFallsBridgeshowninFigure4.Thetruearchformsuitsreinforcedconcretewellasthecompressiveforceinthearchribincreasesitsflexuralstrength.Asaresult,theformisquiteefficientintermsofmaterials.Becauseofthephysicalshapeofthearchandtherequire-mentforgoodgroundconditionstoresistthelateralthrustforcefromthearch,thisformofconstructionislimitedinitsapplication.Itismostsuitableforcrossingvalleysinhillycountry.Thesimplestwaytobuildsuchastructureisonfalsework.However,thefalseworkrequiredisveryextensiveandhencerelativelyexpensive.Becauseofthis,suchbridgesareoftenmoreexpensivethanstructurally120 lessefficientforms,suchasprestressedcantileverbridges,thatcanbebuiltwithlesstemporaryworks.However,theymaystillbeeconomicinsomecircumstances,particularlyincountrieswherethelabourrequiredtoerectthefalseworkisrelativelycheap.Afurtherfactormaybelocalavailabilityofthematerialsincountrieswheretheprestressingequip-mentorstructuralsteelworkrequiredforotherbridgesofthisspanrangewouldhavetobeimported.Itisalsopossibletodeviseotherwaysofbuildingarches.Theyhavebeenbuiltoutinsegmentsfromeitherendsupportedbytyingthembackwithtemporarystays.Anotherapproach,whichisonlylikelytobeviablewithatleastthreespans,istoinserttemporarydiagonalmemberssothatthebridge,includingthecolumnssupportingthedeckandatleastmainlongitudinalmembersatdecklevel,canbebuiltbaybybaybehavingasatrussuntilitisjoinedup.Theefficiencyofarchstructures,likeotherformsusedforlongerspanbridges,arisesbecausetheshapeisoptimisedforresistingthenear-uniformforcesarisingfromdeadloadwhichisthedominantload.Theprofileofthearchisarrangedtominimisethebendingmomentsinit.Theoretically,theoptimumshapeapproximatestoacatenaryiftheweightoftheribdominatesoraparabolaiftheweightofthedeckdominatesbuttheexactshapeisunlikelytobe120 critical.Archstructurescanbesoefficientatcarryingdeadweightthatapplyingtheusualloadfactorfordeadloadactuallyincreasesliveloadcapacitybyincreasingtheaxialforcein,andhenceflexuralcapacityof,therib.Thedesigncodeslesserloadfactor(normally1.0)forrelievingeffectsshouldbeappliedtodeadweightwhenthisarises.However,theletterofmanycodesonlyrequiresthistobeappliedincertaincaseswhicharedefinedinsuchawaythatitdoesnotappeartoapplyhere.Thiscannotbejustifiedphilosophi-callyandthereducedfactorshouldbeused.Becausethegeometryisoptimisedforauniformload,loadingtheentirespanisunlikelytobethecriticalliveloadcase,unlikeinasimplesingle-spanbeambridge.Itwillnormallybenecessarytoplotinfluencelinestodeterminethecriticalcase.Foruniformloads,thisisoftenloadingahalf-span.Archbridgeshavebeenbuiltinwhichtheliveloadbendingmomentsaretakenprimarilybythegirdersatdecklevel,enablingthearchribstobeverysliminappear-ance.However,themoreusualapproachistobuildthearchribfirstandthenbuildthedeckstructureafterwards,possiblyevenafterthefalseworkhasbeenstrucksothatthisdoesnothavetobedesignedtotakethefullload.Thedeckstructureisthenmuchlikeanormalviaductsupportedonpiersfromthearchribandtheribhastotakesignificantmoments.Inthepast,reinforcedconcretetrussstructureshavealsobeenbuiltbuttheyarenotoftenusedinmodernpracticebecausethebuildingcostsarehighduetothecomplexityofformworkandreinforcement.120 外文译文：钢筋混凝土桥梁的设计引言:大多数的现代小桥梁都是用钢筋混凝土建设施工的，并且几乎所有的现代桥梁都含有一些钢筋混凝土元素。在这一章中，这些内容被回顾：首先是钢筋混凝土桥梁上部结构的尺寸如何被考虑设计，当然还有与钢筋混凝土有关的某些方面的设计准则，这些内容也适用于其他钢筋混凝土结构和一部分带有钢束或预应力主要因素的钢筋混凝土桥梁。对于桥梁上的甲板板来说，一些具体方面往往是相关的，对于带有钢束或预应力钢束的桥梁将在截面对梁和板梁中加以考虑。现浇钢筋混凝土施工有很大的优点，就是简单，模板很容易被设置，强化固定和混凝土浇筑以及结构也还是完整的。在现代的实践当中，预制桥梁的元素通常是加设预应力。对于较小的元素，这是因为先张法长线床是提供钢束的一个方便的方法。对于较大的结构，用后张法提供预应力的最方便的方式是固定管理尺寸要素。这样的结果是，伴随一些例外情况被讨论，纯粹的增强混凝土桥梁通常是在原处浇筑。在下面的内容当中，各种类型的钢筋混凝土桥梁被考虑，以及钢筋混凝土梁的设计标准被审查。实心板桥单跨梁实心板是钢筋混凝土桥楼甲板最简单的形式。便于施工造成的简单性使得短跨度结构成为最经济的结构形式。固体板还具有良好的分布特性，这使它们能够有效的集中移动荷载，如公路桥上的车轮荷载。然而，当跨度载荷大约1000万载重吨以上时开始变得过度，也使其他形式的建设更为经济。实体板桥可以被简单地支承在轴承上或者建成的桥台上。直到最近几年来，桥梁工程师对于提供桥梁的扩展往往表现的相当迂腐，以至于当桥梁跨度只有9米时才会经常提供支座和伸缩缝。然而事实上，支座和伸缩缝已经被证明是桥梁中最麻烦的部分。特别是，由于渗水膨胀缝共同作用造成的底部构造的退化，尤其是在桥梁承重道路中除冰盐的应用。120 就在最近，时尚已经又重新运用在桥梁设计中，是基于整体铸造与基础或底座的融合（交通部，1995）。而且除了耐用的优点，由于利用甲板连续性也会导致节省甲板的用量。基于短跨度桥梁有相对较高的桥台墙，这样能够运用甲板支撑桥台,也可能在桥台上产生很大的甲板节约。然而，这通常取决于能够建设甲板之前的回填桥台。当假设的施工方法例如在设计中应用时，最重要的是，他们应该正确的把设计理念传达给承包商，通过他们对图纸正常的描绘。整体桥梁设计的一个特点是并不总是令人赞赏的，那是因为由于桥面甲板结构不是孤立的，甲板的应力状态而是依赖于土壤性质。这就不可避免地意味着与传统结构的分析相比是不准确的。既不正常静止压力桥台台后也不抵抗运动才是永远非常准确。可以说，由于这一原因，设计应该是双方的上部和下部对土壤性质的适应性。在实践当中，一般不这样做的并且设计标准都有足够的储备以至于这样做不会导致问题。这取决于地面条件，桥跨越过障碍，单跨桥的桥墩可能是单独的或者可能被加入到形成一个完整的箱型。这种箱型结构的优点是它们可以在不用桩的条件下被建成甚至在非常恶劣的地面被建成，因为承受压力比较低。由于这种箱型结构很可能是比交换回填土要轻，而且净承压力往往也是不利的。当路堤两边的箱体可能安放更多的箱体时，在土壤中可能会导致问题，导致一些垂直对齐和路面损坏或者桥面道路损坏等一系列问题。钢筋混凝土板桥通常是现浇的。一个例外是很短的、浅的结构（通常可达6米，净高3.6米的），可以以最经济有效的方式完成箱形涵洞的预制，而只留下栏杆，当然如果需要的话，翼墙可以现场浇筑。。这种在路堤下可以输送水道的结构形式是最常用的结构形式，而且这种结构形式也可以用于人行道和环形轨道。对于新的站点来说现场施工是非常方便的，并且对于过境路线来说可以转移。对于穿越或者通过施工现场的路线来说是不太方便的。对于后者，如果有足够的净空的话，生成模板可以被应用。然而，在许多情况下梁桥的梁施工更方便，并且通常将预制梁施加预应力。不过，钢筋混凝土箱型结构可以被安装在交通现场。它们可以被推下路堤，这个问题被Allenby和Ropkins于2004年考虑（2004）。对于交通现场需要对箱体进行合理数量的回填。箱体结构是毗邻其最后的位置，而顶位置用牵引绳阻止基础下移并且填充后来移动它。如果没有足够的填充深度，推箱体结构而又同时在箱体结构上面保持一种公路或铁路路线它将变得不切实际的。然而一个类似的方法，可以用来预先把静压箱体产生在露天时用相对少的材料。多跨梁在过去，一些现浇连续板桥被建设时，只是被简单的支撑。然而，那不像被建成的预制桥梁，对建设一个连续梁桥也不再更复杂。事实上，由于减少麻烦和膨胀接头，120 实际上，它可能是简单的。这是只有在例外情况（例如由于开采沉陷引起的建设地区极端差异沉降）多个简支跨梁被才使用。让桥面板连续或者把它建成基础也会导致在板面上中间跨度的显着减少。这种材料连续性方面的优势是远远大于预应力桥梁的施工方面的优势，而且徐变的再分配效应通常远远大于在活荷载上面取消的节约。有各种各样的方法可能建成墩。要么可以用离散柱或墩也可以用。不像在梁桥上，后一种方法不需要单独的横向梁。横向弯矩需求能力的增加可以简单地通过在关键领域提供更多横向加固。这种设施使板桥特别适合几何复杂的高架桥，例如出现在一些小城市的立交桥。带不同倾斜角度和离散墩的弯曲的甲板显然可以很容易地随机被容纳。无论是离散列或排状的桥墩的使用，他们都可以被提供轴承或建成甲板。对于后一种做法主要的限制是如果桥是固定在一个以上的位置时，由于热膨胀和收缩的甲板作用桥墩此时受力最大。除非桥墩非常的瘦长，否则常排除使用两个或多个桥墩的高架桥这种方法。空心板梁桥以上的桥梁跨度约10~12米时，自重坚实的桥梁开始变得过多。对于窄桥来说，足够的重量节省可以实现给桥的"自旋梁’利用相对长期的横向悬臂，其形式如图1所示。这样会延长那种类型经济跨度范围的为大约16米或以上的结构。以上这段跨度，和以前的更宽的桥梁，轻型的建筑形式是可取的。实心板脊骨梁空心板多孔板120 箱梁梁板如图1所示，被考虑的各种类型纵切面减轻实心板重的一种常见的方式是使用某种形式的空隙。其中最常见的形式是环形聚苯乙烯空隙。虽然聚苯乙烯似乎是不透水的，而且这仅仅是更昂贵的封闭形式。因此在下端的空隙中，应设有排水孔。在模板工程建设的固定位置时确保空隙和加固那是同样重要的。这避免了空隙浮动或因为没有覆盖造成的链接移动触摸的空隙等问题的发生。提供的空隙直径如果是不大于约60%的板的厚度和正常的横钢提供了凸起，桥梁可以多认为是实心板。这是由于没有考虑到要么是减少了横向剪切刚度或局部弯曲的凸起，只是不同于以往的英国代码，EN1992-2这本书（英国，2005）对于空心板不给予具体指导。然而，一些人提供相应的“ＰＤ”，被发表在英国标准协会刊物上（英国，2008a）。有关纵向两曲和剪切允许空隙在这一节中被设计。链接应该被提供，并且给这些已经被设计的链接一个凸缘梁的最小厚度。剪应力有可能变为接近过度支持，特别是当离散桥墩被应用时。然而，只要在一些关键领域停止空隙，留下了坚实的部分，这个问题是完全可以避免的。如果轻型的结构是必需的，直径较大的空隙或空洞形成的甲板可以被应用。这些都必须在分析中加以考虑。对于移动甲板来说纵向刚度的应用于是正常的计算方式，处理部分作为一个整体梁。横向观来说，这种结构的表现相当不同的和统一的非均匀弯曲形式。对于前者，顶部和底部凸起复合而后者的是单独的中性轴弯曲，如图2所示这意味着正确的弯曲惯性可以成为一个数量级更大的统一与非均匀弯曲相比。然而，这种情况可以用来仿照传统的梁格模型采用剪切变形的板架。复合材料抗弯性能的使用和额外的在非均匀变形弯曲的代表在计算中被等效剪切刚度。为了加固设计需要，在细小结构上在施加的动态力和压力，除了设计为纵向和横向时刻的完整部分，当地的固定位置必须考虑在法兰梁桥上。这些产生于应用到甲板板中车轮荷载也来。120 均匀弯曲非均匀弯曲如图2所示多孔板横向弯曲自于横向剪切。这已被转交的空隙是在凸缘梁桥的弯曲处，这是由部分像一个空腹框架组成的，如图2所示空心板桥梁通常有出现典型的而又实用的桥梁类型的空心截面图1所示，以及单跨或中间墩要么是排状墩或垂直桥墩形式。然而，一个潜在的巨大优势是混凝土可以形成任何形状。如图3显示了一个空心板梁桥更富有想象力的外观，它可以在主线铁路上进行装车。为了在不同深度能够最有效地利用弯拱，在可以通过的宽度范围内不同大小的空间可以被应用。梁板桥近年来，梁板结构形式与空心板形式相比已不太受欢迎，虽然预制梁一般被施加预应力。钢筋混凝土梁板结构，还是不太常见的。然而，没有任何根本原因，他们不应该使用数以千计的此类结构在实际施工当中。梁和板结构与空心板或蜂窝板结构相比一个明显的缺点是分布的性能比较差。至少在英国，与过去相比这是少有的劣势。这是因为正常的交通荷载伴随着每一个荷载规范的变化而增加，剩下的异常相同的负载直到出现最新变化，这样就会使它严重缩短的桥的跨度。然而，钢筋混凝土梁、板的桥梁似乎并没有普及已经增加这样一个结果。而他们在其他一些国家变得更受欢迎。120 如图3所示空心板铁路跨线桥梁板桥梁的相对较差的分布特性可以通过提供一个或多个横梁或隔膜的跨度而被改善，而不是只在桥墩处。在桥梁建造预制梁的过程当中，形成的这些中间隔板"极为不便，因此造价非常昂贵，所以他们变得不同寻常。然而，在现浇结构是建立在脚手架上，它使结构产生相对较小的差异，因此是可行的。梁板结构的梁是从动态的和静态的分析中被设计出来的，分析是现在电脑通常的做法在欧洲，即使AASHTO（2002）代码也是被鼓励使用基本的实证方法。在获得静态力时，设计方法是相同板要用链接连接在所有梁上，除了有特别的要求。另一个因素是，如果扭转在相关的分析的当中被研究的已被设计为扭转以及剪切。然而，，它可以被接受的做法是至少在甲板上使用无挠的分析。由于面板形成了一个大型的顶部凸起，梁板桥的梁更有效抵制下垂比占用的动态力。因此它可能更有利于它们中部符合桥墩的要求甚至在相对短跨连续梁桥。在实践中梁板结构的设计的最大的变化是甲板板的加固。类似的情况出现在桥梁的桥面板上，在那主梁钢束或钢筋混凝土这些方面将被考虑。在北美传统的做法是设计仅有的动点，包括在面板上的活荷载和横跨梁支撑的车轮荷载（“本地动态条件”）。这些动点从Westergaard（1930）被取得，尽管通常这种表在粉煤灰当中被给与。英国的做法是也使用弹性方法来获得当地的的条件，通常要么是120 Westergaard是或者图表的影响作用如切尔（1964）。然而，所谓的全球横向矩被认为是由于甲板板上矩引起的通过梁之间的负载分配。从全球桥梁的分析来看，这些条件被添加到本地条件是从Westergaard（1930）或类似的方法中获得的。只有同时并存的时刻（诱导在同一时刻部分的甲板在相同载荷情况）的考虑，和最坏的全球和当地的时刻往往没有硬币—决定。然而，这仍然对桥梁有重大的影响。带有非常密切的间隔梁的桥（诚然很少使用北美的方法），用英国的方法可以给两倍设计的时刻与美国的方法相比。虽然美国的理论方法可能会很健全（全球时刻条件中确实存在明显的美国桥梁），它也已经产生了令人满意的设计。原因之一是，当地甲板板强度实际上是远远大于传统的弹性分析显示。这已被广泛的研究（翰威特和巴彻勒，1975；霍洛卡和csagoly，1980；帕特里克等人，1984）。在安大略（安大略交通与通信部，1983）实证规则已发展，使这种板的设计非常简单和经济虽然这些都没有考虑主要是全球的影响，但是它们已证明可以被运用在工作范围内的情况下（杰克逊和克普，1990）。类似的规则已经被发展在北爱尔兰（kirkpatricketal。1984）以及在欧洲的其他地方它们还没有被广泛接受。大跨度结构在现代实践中，纯粹的超过约20米跨度钢筋结构是相当不寻常；混凝土桥的尺寸大小通常与施加的预应力有关。不过，这种结构不应该建的原因还没有根本性的定论。世界最大跨度的钢筋混凝土梁桥往往是箱梁形式。虽然单室箱梁是一个明确和成熟的建筑形式，但也没有明确多室箱梁和空心板之间的区别。然而，在空心板桥梁内的空隙通常由聚苯乙烯形成或其他永久性空隙，而箱梁通常形成移动模板。如果删除的部分是足够深的入口时，模板才能被删除有效手段大约为1.2m的最小深度。在比较陈旧的结构中，永久性的空隙出口常常被提供，这往往是通过顶板人孔。这意味着为了获得出口交通管理被需要，也意味着有水的问题，在那除冰盐被用，可以泄漏到空隙。因此它的出口最好是从下面提供。在一个连续梁桥（特别是一个只有双跨的）的占用时间，特别是永久荷载的时间点，是桥墩上中跨比较低的时刻。与节省接近中跨径桥梁重量的最大优势相比，这就需要在大跨度桥梁上加腋。外壳经常也有助于清除所需的路，桥下的铁路或内河交通应该被允许通过一个较浅部分的地方。跨度最长、最引人注目的纯粹的钢筋混凝土桥梁是空腹式拱如Cathaleen"sFalls120 Bridge在图4所示。真弓形式适合于钢筋混凝土形式，由于在拱肋处压缩力促使弯曲强度增加。因此，这种形式在材料的利用方面是相当有效的。由于拱本身的形状和在良好的地面条件下抵抗来自拱的水平推力这一要求，所以这种结构形式的应用是有限的。它是最适合穿越山谷丘陵的。最简单的方法来建立这样一个结构在脚手架上。然而，这种支架要求非常多，因此相对比较昂贵。因为这样，这种桥梁的结构往往是较昂贵的比支架少的结构形式，如预应力悬臂桥，在较少的临时工作条件下就可以被建成。不过，在某些情况下它们可能仍然是非常经济的，特别是在劳动力需要架设脚手架相对便宜在这些国家。另一个因素可能是在所在国家当地的材料情况，预应力装备或钢结构所需的其他桥梁这个跨度范围都必须进口。它也有可能想出其他方式来建筑拱门。他们已建成了部分的两端被支撑通过把他们捆绑到临时固定的地方。另一种方法，它只可能在至少三个跨越时才是可行的，是插入临时对角线上会员那座桥，包括柱支撑甲板上，至少在甲板上主要纵向成员水平，完全可以建成并通过多跨桁架直到把它连接起来。有效的拱结构，像其他用于长跨桥的形式，是因为形状被优化能够抗近均匀力所引起的超负载，而超负载是主导荷载。拱的外观被安排来减少它上面的弯矩。理论上，如果体重的支配或抛物线肋，最佳形状近似为链状悬链线，如果甲板上的体重占据主导地位，但确切的形状可能是至关重要的。拱结构通过增加轴向力和提高肋骨受弯承载力可以非常有效载重量,即是采用通常的荷载因子荷载实际上增加活荷载能力。对于缓冲效果的设计荷载因数（通常为1）应该适用出现自重时这种情况。然而，许多规范的字母代码只需要在这个被应用在某些情况下所定义的这样一种方式，它似乎并不适用在这里。这是不能被认可的设计理念以及减少这些不利因素的使用。因为对于均匀载荷来说几何形状被优化，加载整个跨度不大可能是主要的活荷载的情况下，不像一个简单的单跨梁桥梁。它通常会需要绘制影响线来确定关键案例。均匀荷载均布荷载，这往往是一个半跨加载。当拱桥已经被建成时，活载弯矩主要由梁甲板上的水平力形成，在外观上使拱肋看起来很模糊。然而，更常见的方法是把拱肋建成后，接着建立甲板结构最后搭载支架，这可能不一定是采取全荷载设计。甲板结构很像一个正常的有桥墩支撑的来自拱肋、肋骨高架桥，这些拱肋、肋骨要采取重要的时刻点。120 如图4所示，空腹式拱在过去，虽然钢筋混凝土桁架结构也建成，但在现代实践中他们不经常被使用，由于模板和加固的复杂性造成的建筑成本高的原因。120 华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目：35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥设计专业：土木工程班级学号：200803012姓名：张志现指导教师：赵洋设计期限：2012年2月20日开始2012年6月3日结束院、系：土木与交通学院2012年2月20日120 华北水利水电学院土木与交通学院土木工程专业毕业设计任务书课题名称35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥设计指导教师赵洋课题来源模拟课题类型AY注：1）课题来源包括科研（注明项目类型，如基金项目、攻关项目、某企事业单位项目等）、教学、生产、模拟、自选。2）课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题；3）要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。1.毕业设计依据1.1设计依据1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），简称《标准》；2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），简称《桥规》；3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），简称《公预规》；4）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63--2007）；5）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）；6）预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）；7）公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）；8）预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT-T529-2004）；9）《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》等教材。1.2设计方案上部结构采用三跨预应力混凝土连续箱梁，整体现浇施工，预应力采用后张法施工，下部结构采用桩柱式墩台。120 1.3技术标准1）标准跨径：35m+45m+35m；2）桥梁宽度：净-7m＋2×1.5m，共10m；3）桥梁横坡：1.5%；4）设计荷载：公路II级；5）环境类别：Ⅰ类；6）设计基准期：100年；7）每侧护栏重量按6kN/m计，混凝土考虑10年的收缩徐变，整体升温、降温均按20℃考虑，基础考虑5mm不均匀沉降，其它作用根据设计情况拟定。1.4主要材料混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装采用10cmC50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土，桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏、立柱、桩基和系梁的混凝土根据规范自选。预应力筋：采用15.20高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标注值MPa，弹性模量MPa。普通钢筋：直径大于和等于12mm的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm的均用R235级热轧光圆钢筋。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。2.毕业设计任务2.1开题报告在调研、充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000汉字左右的开题报告，开题报告严格按照科技论文的格式编写，要注重调研原始资料的完整叙述，文献查阅应在10篇以上，参考文献应在5篇以上，并在报告引用处注明编号，开题报告经指导教师检查合格后方可进入毕业设计工作。2.2毕业设计具体内容2.2.1设计目的120 培养学生综合运用所学知识和技能，分析与解决工程实际问题的能力，使学生受到工程技术和科学技术的基本训练以及工程技术人员的所必需的综合训练，并相应地提高各种能力，如调查研究、理论分析、设计计算、绘图、撰写论文和说明书等，通过毕业设计使学生初步形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养学生实事求是，谦虚谨慎的态度和科学钻研、勇于创新的精神。2.2.2设计要求1）明确任务书要求，全面系统的复习教材，自学掌握计算机桥梁CAD，熟悉有关标准和规范；2）认真分析设计资料，正确选用有关公式和各项参数；3）设计图纸应注明：工艺要求、技术措施，材料质量和规格、注意事项，质量标准；4）设计图纸应整洁美观，字迹工整，比例准确，图幅布置均匀协调，采用计算机绘图。2.2.3设计成果1）计算书计算书应包含的内容：（1）主梁：主梁截面形式的拟定、截面特性的计算、主梁内力计算及内力组合、主梁配筋及预应力损失的计算、主梁的验算以及钢筋的相关计算；（2）桥面板、盖梁、墩台等计算，支座、伸缩装置、护栏等的选取、必要的设计说明等。2）设计图纸（1）必须包括桥型布置图、主梁一般构造图、主梁普通钢筋布置图、主梁预应力钢筋布置图、横隔梁钢筋布置图、桥台一般构造图、桥墩一般构造图、盖梁钢筋布置图、耳背墙钢筋布置图、立柱钢筋布置图、桩基钢筋布置图。所有图纸须以A3纸出图，并装订成册。（2）图纸标注除里程、标高以m计外，余均以cm为单位，实心箭头，箭头和标注文字大小2mm；图纸所有文字的高宽比采用为0.7。2.3外文资料翻译根据毕业设计内容，完成与该毕业设计方向相关的外文资料的翻译，翻译工作量不少于3000汉字，要求译文准确流畅。3.毕业设计提交的成果120 3.1毕业设计书1）封面，由学校统一印制，按要求打印（详见教务处网页）；2）毕业设计任务书，由指导教师填写，装订于指定位置，教师签字后生效；3）毕业设计开题报告，由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效；4）中文摘要，中文摘要字数应在400字左右，包括设计（论文）题目、论文摘要、关键词为（3至5个）；5）英文摘要，英文摘要应与中文摘要内容相对应；6）目录，按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等；7）正文，论文正文包括绪论（或前言、概述等）、论文主体、结论。论文要符合科技论文格式，正文要标明章节，正文文字：设计说明书应在10000字以上。8）参考文献，必须是本人真正阅读过的杂志类文献、图书类文献等，要与设计工作直接相关；9）附录，主要包括外文原文及翻译、计算机源程序，有关图纸等。3.2要求提交的成果包括纸质和电子文档两部分。120 华北水利水电学院毕业设计开题报告设计题目：35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥设计专业：土木工程班级学号：200803012姓名：张志现指导教师：赵洋院、系：土木与交通学院120 华北水利水电学院毕业设计开题报告设计题目：35m+45m+35m预应力混凝土连续箱梁桥设计1.工程简介该桥桥型选用35m+45m+35m桩柱式现浇变截面预应力连续箱梁桥，桥梁宽度为净7.0＋2×1.5m人行道，共10m,设计荷载为公路二级，环境类别为Ⅰ类，本桥采用设计基准期为100年。材料：主梁采用C50混凝土，桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏、立柱、桩基、系梁的混凝土根据规范选用C30混凝土。桥面铺装采用10cmC50混凝土找平层+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm厚C50混凝土。预应力钢绞线采用1860级高强度低松弛Φs15.20的钢绞线。本处地型为为丘陵地区，工程区地震设防烈度7度。地质资料及情况如下：自上而下土层分别：（1）亚砂土：灰色，含少量腐植物。厚度3米。极限摩阻力为40KP，m值为3000KN/m4。（2）中砂：灰色，主要成分为石英，长石及云母。厚度3米，极限摩阻力为40KP，m值为3000KN/m4。（3）亚粘土：深灰色。刀切面光滑。厚度3米，极限摩阻力为40KP，m值为3000KN/m4。（4）粗砂：灰色，主要成分为石英，长石及云母。厚度3米，极限摩阻力为40KP，m值为3000KN/m4。（5）中粘土：灰色，刀切面光滑。厚度4米，极限摩阻力40KP，m值为3000KN/m4。（6）含砾中砂：灰色，主要成分为石英，长石及云母，砾径最大为8cm，呈棱角,厚度3米，极限摩阻力为40KP，m值为3000KN/m4。表1.1地基土容许承载力宽度、深度修正系数土的类别砂土粉砂细砂中砂砂砾粗砂中密密实中密密实中密密实中密密实K11.01.21.52.02.03.03.04.0K22.02.53.04.04.05.55.06.0120 注：1）对于稍松状态的砂土和松散状态的碎石土，K1、K2值可采用表列中密值的50%。2）节理不发育或较发育的岩石不作宽、深修正，节理发育或很发育的岩石，K1、K2可参照碎石的系数。但对已风化成砂、土状者，则参照砂土、粘性土的系数。3）冻土的K1=0；K2=0。2.桥梁设计2.1桥型布置该桥采用现浇预应力变截面连续箱梁，共3跨，跨径为35m+45m+35m。总跨径为L=115m,一般100m