预应力混凝土连续梁桥设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

预应力混凝土连续梁桥设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

49 图 31单元的划分 第四章、配筋设计及配筋结果计算 预应力混凝土截面配筋，是根据 前面两种极限状态的组合结果，确定截面受力的性质，分为轴拉、轴压，上缘受拉偏压、下缘受拉偏压、上缘受拉偏拉、下缘受拉偏拉，上缘受拉受弯和下缘受拉受弯 8 种受力类型，分别按照相应的钢筋估算公式进行计算。 估算结果为截面上缘配筋和截面下缘配筋，此为截面最小配筋，设计者可根据经验适当放宽。 需要说明的是，之所以称为钢束“估算”，是因为计算中使用的组合结果并不是桥梁的真实受力。 确定钢束需要知道各截面的计算内力，而布置好钢束前又不可能求得桥梁的真实受力状态，故只能称为“估算”。 此时与真实受力状态的差异由以下四方面引起：① 未考虑预加力的作用；②未考虑预加力对徐变、收缩的影响；③未考虑（钢束）孔道的影响；④各钢束的预应力损失值只能根据经验事先拟定。 预应力筋的计算原理 根据 (JTG D6220xx)规定，预应力梁应满足持久状况承载能力极限状态和持久状况正常使用极限状态下的正截面强度要求，参照主梁配筋按照以下情况估算。 按持久状况承载能力极限状态计算时，正截面强度要求估算钢筋用量，梁体纵向受拉钢筋和截面受压区混凝土同时达到其强度设计值时，梁体处于承载能力极限状态，预应力梁达到受弯极限状态时，根据正截面强度要求，由以 下公式可得预应力筋数。 对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按以下公式计算： 如图 所示： 图 41 正截面强度计算图  0N pdpcdp fnAbxfN  (41)   pMM   20 xhbxfM cdp (42) 由上述两式得 : 受压区高度为： bfMcd phhx 2200  （ 43） 预应力筋数为：  20 xcdp phfA Mn  （ 44） 式中， fcd — 混凝土抗压设计强度； fpd — 预应力筋抗拉设计强度； Ap — 根预应力筋束的截面积； b— 截面宽度。 若截面承受双向弯矩时，可根据截面上正、负弯矩按上述方法计算上、下缘所需预应力筋数量。 使用荷载下的应力要求。 图 42 使用荷载作用下的应力图 根据 (JTG D6220xx)规定，截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力，预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力（为 ），或为在任意阶段，全截面承压时截面上不 出现拉应力，同时截面上最大压应力小于允许压应力。 写成计算式为： 对于截面上缘： 0m i np 上上 WM （ 45）      pdp fAeeIIIeMIeMn 1 m i nm a x下上下上上下下下上   （ 46） 对于截面下缘： 0 m ax 下下 WMp （ 47） ckWMp m i n 下下 （ 48） 其中， p — 由预应力产生的应力； W— 截面抗弯模量； ckf — 混凝土轴心抗压标准强度。 maxM , minM 项的符号当为正弯矩时取正值，为负弯矩时取负值，且按代数值取大小。 由预应力钢束产生的截面上缘应力和截面下缘应力分为三种情况讨论： （ a）截面上下缘均配有预应力筋和以抵抗正负弯矩，由预应力筋和在截面上下缘产生的压应力分别为： 上下下下下上上下上 pW eNANW eNAN pppp  (49） 下下下下下上上上上 pW eNANW eNAN pppp  （ 410） 另外有 pdpp fAnN 上上  （ 411） pdpp fAnN 下下  （ 412） 一般情况下，由于梁截面较高，受压区面积较大，上缘和下缘的混凝土压应力不是控制因素，为简便计，可只考虑上缘和下缘的拉应力这个限制条件 (求得预应力筋束数的最小值 )。 从而得出上、下边缘不出现拉应力最少所需的钢束数目为： 上缘：      pdp fAeeKKeKMeeMn 1m i n m i nm a x   下上下上下上下下上 （ 413） 下缘：      pdp fAeeKKeKMeKMn 1m i n m i nm a x   下上下上下上上下下 （ 414） 其中， Ap— 每束预应力筋的面积； fpd— 预应力筋的永存应力（可取 — 0. 75 估算）； e— 预应力筋重心离开截面重心的距离； K— 截面的核心距； A— 混凝土截面面积，可取毛截面计算。 （ b）只在下缘布置预应力筋 当由上缘不出现拉应力控制时： pdp fAKeMn 1m in m a x  下下下 （ 415） 当由下缘不出现拉应力控制时： pdp fAKeMn 1m in m a x  上下下 （ 416） (c) 只在上缘布置预应力筋 当由上缘不出现拉应力控制时： pdp fAeKMn 1m in m i n  上下上 （ 417） 当由下缘不出现拉应力控制时： pdp fAeKMn 1m in m a x  下上上 （ 418） 上、下缘布置预应力钢束的判别条件 预应力混凝土受弯构件截面配筋的数量不仅与截面承受的弯矩有关，而且还需要考虑截面几何特性的影响，因此，在截面配筋设计时，不应认为只有当截面承受正、负弯矩共同作用时才在截面上、下缘同时配筋，而应当以公式 (413)、 (414)为依据，推导出配筋的判别条件。 显然，对于公式 (413)，令 n 上 0，则可以得到只 在下缘配筋的条件：    下上上下下上下下 ＜ eKKeKK pp   （ 419） 同理，对于公式 (714)，令 n 下 0，则可以得到只在上缘配筋的条件：    上上下上上下上下 ＜ eKKeKK pp   （ 420） 若公式 (419)、 (420)均不能满足，则应在截面的上、下缘同时配筋。 预应力钢束的布置 本设计采用中交新预应力 筋： 270K级钢绞线， 钢筋直径 25mm，设计强度： Ry= 1860=1395MPa ；混凝土的设计强度为。 采用桥梁博士计算，根据以上公式经计算，分别为截面上、下缘最大最小配筋束数。 在实际中先在桥博程序中进行试算，然后看验算是否符合。 本桥中采用预埋波纹管，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（以下简称《预规》）规定 ,后张法构件预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不应小于其管道直径的 1/2。 《预规》 规定，各主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距，当钢筋为三层及以 下时，不应小于 30mm，并不小于钢筋直径；当钢筋为三层以上时，不应小于 40mm，并不小于钢筋直径的 倍。 对于束筋，此处直径采用等代直径。 同时，《预规》 ,后张法预应力构件的曲线预应力钢筋的曲率半径钢绞线不应小于 4m。 具体布置见图纸。 连续梁预应力钢束的配置不仅要满足《桥规》 (— 99)构造要求，还应考虑以下原则： （ 1）应选择适当的预应力束的型式与锚具型式，对不同跨径的梁桥结构，要选用预加力大小恰当的预应力束，以达到合理的布置型式。 （ 2）应力束的布置要考虑施工的方便，也不能像钢 筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束，而导致在结构中布置过多的锚具。 （ 3）预应力束的布置，既要符合结构受力的要求，又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。 （ 4）预应力束的布置，应考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。 （ 5）预应力束应避免合用多次反向曲率的连续束，因为这会引起很大的摩阻损失，降低预应力束的效益。 （ 6）预应力束的布置，不但要考虑结构在使用阶段的弹性力状态的需要，而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。 （ 7）预应力筋 应尽量对称布置 （ 8）应留有一定数量的备用管道，一般占总数的 1%。 （ 9） 锚距的最小间距的要求。 附表 41 编号 钢束 编号 钢束 编号 钢束 1 T1A 墩顶顶板束 12 T1B 墩顶顶板束 23 B2A1 边跨底板束 2 T2A 墩顶顶板束 13 T2B 墩顶顶板束 24 B2B2 边跨底板束 3 T3A 墩顶顶板束 14 T3B 墩顶顶板束 25 T7A 墩顶顶板束 4 T4A 墩顶顶板束 15 T4B 墩顶顶板束 26 T7B 墩顶顶板束 5 T5A 墩顶 顶板束 16 T5B 墩顶顶板束 27 T9A墩顶顶板束 6 T6A 墩顶顶板束 17 T6B 墩顶顶板束 28 T9B墩顶顶板束 7 T8A 边跨顶板束 18 T8B 边跨顶板束 29 B3 跨中底板束 8 B1 中跨底板束 19 B1A1 边跨底板束 30 B4 跨中底板束 9 B2 中跨底板束 20 B1A2 边跨底板束 31 B5 跨中底板束 10 B3 中跨底板束 21 B1B1 边跨底板束 11 B4 中跨底板束 22 B1B2 边跨底板束 配筋结果验 算输出 附表 42 钢束号 最大应力 (Mpa) 容许最大应力 (Mpa) 是否满足 1 949 1210 是 2 1030 1210 是 3 1090 1210 是 4 1130 1210 是 5 1150 1210 是 6 1160 1210 是 7 1160 1210 是 8 1040 1210 是 9 1180 1210 是 10 1160 1210 是 11 1190 1210 是 12 946 1210 是 13 1030 1210 是 14 1080 1210 是 15 1130 1210 是 16 1150 1210 是 17 1160 1210 是 18 1150 1210 是 19 1210 1210 是 20 1190 1210 是 21 1190 1210 是 22 11800 1210 是 23 1200 1210 是 24 1200 1210 是 25 1180 1210 是 26 1180 1210 是 27 1190 1210 是 28 1190 1210 是 29 1190 1210 是 30 1190 1210 是 31 1190 1210 是 第五章 、施工阶段描述 施工工艺概述 本次桥梁 施工采用悬臂施工法，具体分为悬臂浇筑和悬臂拼装。 悬臂施工具有很大的优越性。 设计的具体步骤为：模拟施工步骤，计算出恒载和活载内力；然后根据实际情况确定温度、沉降等荷载，计算内力，然后与恒载活载内力进行正常使用与承载能力组合。 再根据这个内力估算截面的钢束按照一定的要求布置好，模拟施工并考虑预应力的作用 ，计算出结果之后再进行强度验算和变形验算，这是设计过程的第二次组合，如果合理，则设计可以采用；不合理，则进行调整，继续验算。 预应力混凝土连续梁采用悬臂施工法需。