1-45+75+45m預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂懸澆箱梁橋設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u97691設(shè)計(jì)資料 -1-316761.1背景 -1-11571.2目的 -1-272821.3工程概況 -1-82881.4主要材料 -1-193311.5設(shè)計(jì)規(guī)范 -2-59242橋梁方案擬定和構(gòu)造 -3-299742.1橋型布置 -3-248182.2材料規(guī)格 -3-296202.3尺寸詳細(xì)說明 -3-169242.3.1橫橋向 -3-260642.3.1順橋向 -6-95023橋梁模型的建立 -6-88003.1建模過程 -6-25013.1.1選擇單位體系 -6-174143.1.2定義材料特性 -6-230753.1.3定義時(shí)間依存材料特性 -6-180743.1.4建立節(jié)點(diǎn)和單元 -6-154833.1.5定義截面、變截面與變截面組 -7-45993.1.6定義成橋時(shí)的邊界條件 -7-290133.2添加靜力荷載工況 -8-256543.2.1自重 -8-18723.2.2二期荷載 -8-242553.2.3梯度升降溫 -8-149603.2.4添加移動(dòng)荷載 -9-217133.2.5添加支座沉降分析 -9-171503.2.6其他參數(shù) -9-121544主梁內(nèi)力計(jì)算 -9-143804.1永久作用 -9-66744.2可變作用 -12-33604.3內(nèi)力組合 -15-9405施工階段分析 -18-89785.1施工臨時(shí)邊界條件 -18-95185.2施工階段的定義 -18-4175.3定義施工荷載工況 -20-309456布置設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼束 -21-37256.1在模型里添加鋼束 -21-142587預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算 -22-103568持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 -24-208808．1正截面抗彎承載能力驗(yàn)算 -24-256688．2斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算 -25-167659持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 -26-275259．1正截面抗裂驗(yàn)算 -26-254139．2斜截面抗裂驗(yàn)算 -27-1066310持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算與驗(yàn)算 -27-2458710．1使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算 -28-1048010．2使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算 -28-12287結(jié)論 -31-17352參考文獻(xiàn) -32-1設(shè)計(jì)資料1.1背景預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在我國不斷被人們使用,使其技術(shù)得到了快速發(fā)展,慢慢的預(yù)應(yīng)力梁橋成為了最為常見的橋型之一。懸臂澆筑法是現(xiàn)代橋梁施工最常用的施工方式之一,由于該施工的工藝相對復(fù)雜,涉及工序較多,主要包括混凝土澆筑、中跨與邊跨的合攏、臨時(shí)支架設(shè)計(jì)、臨時(shí)結(jié)構(gòu)搭設(shè)、鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力鋼束的位置確定、掛籃施工、預(yù)應(yīng)力筋張拉及錨固、線形監(jiān)控等多道施工工序,每一道工序都會(huì)影響懸臂澆筑法的施工質(zhì)量。因此,很多學(xué)者對懸臂澆筑法施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。1.2目的此設(shè)計(jì)與實(shí)際工程密切相關(guān),不像平時(shí)做的課程設(shè)計(jì)那樣,它具有更高的要求設(shè)定。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)目的是為了考察我們獨(dú)立解決橋梁設(shè)計(jì)工作的能力,充分了解與橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)的基本要求與明顯問題,熟悉橋梁設(shè)計(jì)過程中涉及到的相關(guān)規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以很好的鍛煉到我的獨(dú)立工作能力,可以提高橋梁設(shè)計(jì)所需的綜合應(yīng)對能力。1.3工程概況汽車荷載等級(jí)：公路—Ⅰ級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)環(huán)境類別：Ⅱ類設(shè)計(jì)寬度：分離式路基左右線均為13.0m，橋梁全寬12.50m，橋面凈寬11.50m。1.4主要材料預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用1×12標(biāo)準(zhǔn)型-15.2-1860鋼絞線，其各項(xiàng)指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：彈性模量：線密度：非預(yù)應(yīng)力鋼筋：采用HRB400鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：彈性模量：混凝土：主梁與橋墩采用強(qiáng)度等級(jí)C50的混凝土，護(hù)欄采用C30強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，其相關(guān)各項(xiàng)指標(biāo)為:抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：彈性模量：剪切模量：重度：1.5設(shè)計(jì)規(guī)范（1）交通運(yùn)輸部《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2015；（2）交通運(yùn)輸部《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG3362—2018；（3）交通運(yùn)輸部《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD61—2005；（4）交通運(yùn)輸部《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG363—2019；（5）交通運(yùn)輸部《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T3650-2020；（6）交通運(yùn)輸部《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGC30-2015。（注：本文中《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）以下簡稱《通規(guī)》；《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）簡稱《公預(yù)規(guī)》；《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2019）以下簡稱《城橋規(guī)》）2橋梁方案擬定和構(gòu)造2.1橋型布置根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和《公路橋規(guī)》的要求結(jié)合地形條件擬定橋型布置，如圖2.12.2材料規(guī)格混凝土：主梁采用C50混凝土，墩身采用C40混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用d=15.2mm的鋼絞線普通鋼筋：HRB400為熱軋帶肋鋼筋。錨具:錨具參考OVM、HVM等群體系設(shè)計(jì)，也可使用其它體系錨具，但其技術(shù)性能必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力管道:采用預(yù)埋圓形塑料波紋管成型。伸縮縫:采用160型伸縮縫。橋橋面鋪裝:8cm水泥混凝土鋪裝+8.5cm瀝青混凝士鋪裝。2.3尺寸詳細(xì)說明 2.3.1橫橋向本橋的設(shè)計(jì)截面首先采用的是單箱雙室箱型梁，箱梁全寬12.5m，構(gòu)造為0.5m護(hù)欄+凈11.5m（機(jī)動(dòng)車道）+0.5m護(hù)欄，兩幅間隔1m。邊跨7.5m長等截面梁與變截面部分最矮處箱梁高均為2.1m。1＃、2＃支點(diǎn)處梁高4.4m。箱梁全高和底板厚度均按2次拋物線變化。腹板厚度為60cm，底板厚度由邊跨的25cm變化到支點(diǎn)處的50cm。（如圖2.3、圖2.4）由規(guī)范查得，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，車道寬度為3.50m，本橋?yàn)殡p車道，故采用單箱雙室箱型截面，設(shè)有護(hù)欄。箱梁底板厚度隨負(fù)彎矩的增大而逐漸加厚至根部，根部底板厚度一般為根部梁高的1/10～1/12，以符合施工和運(yùn)營階段的受壓要求，所以取支座處底板厚度為50㎝。梗腋提高了截面抗扭剛度和抗彎剛度，減少了扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和畸變剪應(yīng)力。橋面板支點(diǎn)剛度加大后，可以吸收負(fù)彎矩，從而減少橋面板跨中正彎矩。頂板梗腋本設(shè)計(jì)采用的是3：1的形式，尺寸為30cm×10cm，底板梗腋本設(shè)圖2.1橋型布置圖計(jì)采用的是1：1的形式，尺寸為20㎝×20㎝。本次設(shè)計(jì)的橋梁截面為單箱雙室，由于跨徑的原因采用變截面形式。橋面橫坡為1.5%，橋面縱坡為0%，橋面橫向布置為：2m(中間帶)+0.5×2（護(hù)欄）+9.5m（車道）+1m（人行道）=12.5m，本設(shè)計(jì)選用的支點(diǎn)梁高為440cm，翼緣板伸出部分長為200cm，腹板厚60cm，底板寬為850cm，頂板厚25cm，底板厚50cm?？缰辛焊邽?10cm，翼緣板伸出部分長為200cm，腹板厚60cm，底板寬為850cm，頂板厚25cm，底板厚25cm。圖2.3跨中箱形主梁截面圖(單位：cm)圖2.4支點(diǎn)箱形主梁截面圖(單位：cm)2.3.1順橋向根據(jù)連續(xù)梁橋受力特點(diǎn)，大中橋跨徑的連續(xù)梁橋一般宜采用不等跨布置。一般邊跨與中跨之比為0.5-0.8，對于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋宜取偏小值，減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量。本橋取邊跨與中跨之比約0.6，橋梁的分跨為45m+75m+45m=165m。考慮橋梁收縮變形，在左邊主墩處布置一個(gè)固定支座，可以使橋梁避免出現(xiàn)裂縫，使其在兩個(gè)方向收縮或伸長。采用變截面箱梁其特點(diǎn)是2次拋物線。支座處梁高4.4m，跨中梁高2.1m。邊跨等截面處高2.1m，其長度為7.5m;變截面部分長度為37.5m，橋梁高度由2.1m過渡到4.4m;0號(hào)塊加1號(hào)塊長6m。中跨合龍與邊跨合龍段的梁截面長度均定為2m，0～10號(hào)塊采用懸臂澆筑法施工，邊跨6.5m范圍內(nèi)采用滿堂支架施工，施工塊劃分極限重量比值控制在1.5倍之內(nèi)盡量均勻。見圖2.2.圖2.2分塊及截面位置分布3橋梁模型的建立3.1建模過程3.1.1選擇單位體系：kN,m3.1.2定義材料特性C50、C40混凝土分別選用Midas中規(guī)范JTG3362-18（RC）中數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的材料類型。預(yù)應(yīng)力鋼筋選用用戶定義類型材料，規(guī)范JTG3362-18（S）數(shù)據(jù)庫的Strand1860材料。3.1.3定義時(shí)間依存材料特性采用《公預(yù)規(guī)》,并建立時(shí)間依存材料連接，在截面建成后修改為自動(dòng)計(jì)算構(gòu)建理論厚度。3.1.4建立節(jié)點(diǎn)和單元根據(jù)此次設(shè)計(jì)的橋跨信息以及初定的懸臂施工方案，建立合適的節(jié)點(diǎn)和單元以便于計(jì)算。首先在(0，0，0)處建立一個(gè)節(jié)點(diǎn)，起始號(hào)設(shè)置為節(jié)點(diǎn)1，點(diǎn)擊適用后出現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)。接著使用擴(kuò)展單元，選中節(jié)點(diǎn)1后，節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成線單元，任意間距中復(fù)制輸入已經(jīng)劃分好的節(jié)段數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊適用，梁已建立了63個(gè)節(jié)點(diǎn)和62個(gè)單元。上部結(jié)構(gòu)共計(jì)62個(gè)單元，63個(gè)節(jié)點(diǎn)建立完成。見圖3.1。圖3.1節(jié)點(diǎn)與單元3.1.5定義截面、變截面與變截面組將簡化后的A-A、B-B、C-C、D-D、E-E截面以及變截面中關(guān)鍵腹板厚度變化位置F-F（10號(hào)塊i端）、G-G（9號(hào)塊j端）在CAD中1:1畫好，注意CAD默認(rèn)單位為mm，另存為DXF文件。導(dǎo)入邁達(dá)斯截面特性計(jì)算器，計(jì)算后生成SEC文件，即可導(dǎo)入SEC創(chuàng)建A-A至G-G等截面，以及變截面A-B、B-F、F-G、G-C、C-D和與之鏡像的變截面，截面偏心為中-上部。將這些等截面與變截面定義到對應(yīng)單元。變截面組定義時(shí)注意B-F、F-G、G-C，z軸為2次多次曲線變化，y軸為線性變化；B-F組的i端距離拋物線起點(diǎn)為0，F(xiàn)-G組的i端為17m，G-C組的i端為25m。3.1.6定義成橋時(shí)的邊界條件因?yàn)樵趹冶郜F(xiàn)澆時(shí)，需要用到臨時(shí)支架，在邊跨現(xiàn)澆的時(shí)候還會(huì)用到滿堂支架，所以需要用到，0#、3#邊墩的臨時(shí)和永久支架，1#、2#橋墩的臨時(shí)和永久支架。約束條件如圖3.2。圖3.2支座邊界條件3.2添加靜力荷載工況3.2.1自重在Midas中計(jì)算取容重26kN/m3，混凝土默認(rèn)容重25kN/m3，因此在Z方向上輸入自重系數(shù)-1.04。3.2.2二期荷載二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度為橋面鋪裝與防撞墻自重集度之和。橋面鋪裝采用8cm混凝土+8.5cm瀝青混凝土鋪裝，且鋪裝層寬為11.25m，一側(cè)護(hù)欄面積按0.34m2計(jì)，瀝青混凝土的重度為23kN/m3，混凝土的重度為25kN/m3。g2=（0.08×11.25×25+0.085×11.25×23+0.34×25×2）=61.5kN/m圖3.3二期恒載布置3.2.3梯度升降溫由于連續(xù)梁只有一個(gè)橫向支座且橋梁跨度較小，所以整體升降溫對梁體內(nèi)力的影響可忽略不計(jì)，這里只考慮橋面板由于日照等因素產(chǎn)生梯度溫度效應(yīng)，根據(jù)《公路橋規(guī)》圖3.4梁截面溫度梯度按橋面鋪裝為85mm瀝青混凝土考慮，A取30cm，由規(guī)范表內(nèi)插得本設(shè)計(jì)T1=15.8℃，T2=5.86℃。豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5.按以上規(guī)定由軟件可計(jì)算出不均勻溫度引起的內(nèi)力。圖3.5梁截面溫度梯度升溫3.2.4添加移動(dòng)荷載添加車道:在移動(dòng)荷載規(guī)范里選擇China，在交通車道線添加三條車道。外、中、內(nèi)車道偏心距為-2.25m、0m、2.25m，車輪間距1.8m，橋梁主跨度75m，橫向車道優(yōu)化可考慮車輛在車道寬度范圍內(nèi)橫向偏移，車輛移動(dòng)方向?yàn)橄蚝螅ㄗ髥畏Ｌ砑榆囕v：在荷載-移動(dòng)荷載-車輛里選擇添加標(biāo)準(zhǔn)車輛，規(guī)范選擇《城橋規(guī)》（CJJ11-2019），車輛荷載類型選擇C-CD（A/B）；3.2.5添加支座沉降分析在荷載-沉降/Misc-支座沉降組，建立0#、1#、2#、3#橋墩橋臺(tái)4組，沉降量設(shè)置為一般-1cm。之后添加支座沉降荷載工況，最少1處沉降、最多4處沉降。3.2.6其他參數(shù)組的定義：可提前進(jìn)行組的建立，結(jié)構(gòu)組設(shè)置0號(hào)塊-懸臂10號(hào)塊、邊跨合龍、中跨合龍及邊跨現(xiàn)澆段；邊界組設(shè)置永久支座組及臨時(shí)施工支座、支架等；荷載組設(shè)置自重、二期、整體升降溫、梯度升降溫、掛籃、濕重、預(yù)應(yīng)力等，供之后使用。4主梁內(nèi)力計(jì)算4.1永久作用對自重和二期恒載等彎矩圖進(jìn)行簡單檢驗(yàn)，見圖4.1～4.6。圖4.1自重彎矩圖圖4.2自重剪力圖圖4.3二期恒載彎矩圖圖4.4二期恒載剪力圖表4.1一期恒載與二期恒載結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)一期恒載與二期恒載邊跨左支點(diǎn)-2957.88-35.22邊跨1/4-1267.5612641.1邊跨跨中1321.5312495.1邊跨3/46866.49-55512.021#橋墩11513.46-160484.42跨中中垮1/4-5592.08447.45中垮跨中050761.86圖4.5基礎(chǔ)變位彎矩包絡(luò)圖圖4.6基礎(chǔ)變位剪力包絡(luò)圖表4.2基礎(chǔ)變位各種組合下結(jié)構(gòu)的最大反應(yīng)荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)基礎(chǔ)沉降邊跨左支點(diǎn)211.970邊跨1/4457.8321105.25邊跨跨中3018.7922952.33邊跨3/49347.58-53904.551#橋墩14717.6-175368.11跨中中垮1/4-4771.4-9195.15中垮跨中939.0444792.71表4.3基礎(chǔ)變位各種組合下結(jié)構(gòu)的最小反應(yīng)荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)基礎(chǔ)沉降邊跨左支點(diǎn)-211.970邊跨1/4-211.97-1271.82邊跨跨中-211.91-3179.54邊跨3/4-211.66-6783.011#橋墩-211.97-9220.66跨中中垮1/4-251.35-4653.72中垮跨中-251.52-2049.194.2可變作用可變作用：根據(jù)設(shè)計(jì)資料，此次橋梁設(shè)計(jì)中涉及的可變作用有汽車荷載、溫度（梯度溫度）作用，無人群荷載。汽車荷載：橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車道荷載qk=10.5kN/m，Pk=360kN圖4.7梯度升溫彎矩圖表4.4正溫度梯度結(jié)構(gòu)的反應(yīng)荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)梯度降溫邊跨左支點(diǎn)-137.120邊跨1/4-137.12822.74邊跨跨中-137.092056.85邊跨3/4-136.924387.941#橋墩-137.125964.86跨中中垮1/40.066100.8中垮跨中0.066099.71表4.5負(fù)溫度梯度結(jié)構(gòu)的反應(yīng)荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)梯度升溫邊跨左支點(diǎn)68.560邊跨1/468.56-411.37邊跨跨中68.54-1028.42邊跨3/468.46-2193.971#橋墩68.56-2982.43跨中中垮1/4-0.03-3050.4中垮跨中-0.03-3049.86圖4.8汽車荷載作用彎矩包絡(luò)圖圖4.9汽車荷載作用剪力包絡(luò)圖表4.6汽車荷載最大荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)汽車荷載邊跨左支點(diǎn)519.730邊跨1/4533.87033.05邊跨跨中811.9212509.91邊跨3/41475.539307.021#橋墩1934.743780.05跨中中垮1/4321.748436.78中垮跨中772.4513900.32表4.7汽車荷載最小荷載位置剪力（kN）彎矩(kN·m)汽車荷載邊跨左支點(diǎn)-1585.38-482.4邊跨1/4-1253.32-3121.79邊跨跨中-826.75-7799.24邊跨3/4-275.67-16634.421#橋墩-96.1-25867.39跨中中垮1/4-1437.73-6164.17中垮跨中-836.69-3320.934.3內(nèi)力組合 根據(jù)《通規(guī)》4.1的關(guān)于作用組合的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)考慮承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)基本組合，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)頻遇組合、準(zhǔn)永久組合，標(biāo)準(zhǔn)組合等，點(diǎn)擊確定出現(xiàn)各種組合形式。圖4.10荷載組合圖通過比較不同組合方式的彎矩圖的峰值，在荷載組合方式里選取負(fù)彎矩最不利的組合為基本組合16號(hào)（CBCall：基本16），即S=1.2×(自重+二期)+1.4×車輛荷載(計(jì)沖擊系數(shù))+0.75×(1.4×人群+1.4×溫度)+0.5×基礎(chǔ)變位。表4.8基本組合位置最大最小剪力（kN）彎矩(kN·m)剪力（kN）彎矩(kN·m)邊跨左支點(diǎn)-1184.67-20.27-4343.8-695.63邊跨1/4156.3418598.21-2557.593109.62邊跨跨中2581.2524429.0475.2-7183.31邊跨3/48010.55-37664.445347.21-80765.461#橋墩12592.54-138422.079537.4-189149.15跨中中垮1/4-3880.3981.13-6594.9-24113.93中垮跨中983.5847031.38-1520.7420872.44表4.9頻遇組合位置最大最小剪力（kN）彎矩(kN·m)剪力（kN）彎矩(kN·m)邊跨左支點(diǎn)-2552.42-5687.96-4379.77-6009.56邊跨1/4434.272397.03-1181.08-6916.49邊跨跨中522.7830240.4-993.4910341.89邊跨3/4-3804.462626.27-5395.1931765.961#橋墩10884.0869532.279106.2531325.99跨中中垮1/4-1201.935275.61-2877.5816234.2中垮跨中-25.52-1426.51-1601.33-17005.72表4.10準(zhǔn)永久組合位置最大最小剪力（kN）彎矩(kN·m)剪力（kN）彎矩(kN·m)邊跨左支點(diǎn)-2700.92-5687.96-3926.8-5871.73邊跨1/4281.75387.59-822.99-6024.55邊跨跨中290.826666.14-757.2812570.24邊跨3/4-4225.9859967.12-5316.4336518.651#橋墩10331.368452.259133.7138716.67跨中中垮1/4-1293.8232865.11-2466.817995.39中垮跨中-246.22-5398.03-1362.28-16056.89表4.11標(biāo)準(zhǔn)組合位置最大最小剪力（kN）彎矩(kN·m)剪力（kN）彎矩(kN·m)邊跨左支點(diǎn)-2406.6-5687.96-4935.65-6170.36邊跨1/4584.784905.93-1626.28-7792.54邊跨跨中76634821.74-1296.498153.51邊跨3/4-3339.9466606.2-5514.4727098.741#橋墩11501.5771985.269046.7923896.5跨中中垮1/4-1094.6439308.03-3356.8115399.63中垮跨中231.974426.88-1880.22-16892.755施工階段分析5.1施工臨時(shí)邊界條件施工需要設(shè)置除了號(hào)永久支座外，還需要定義其他臨時(shí)邊界條件。在中墩上永久支座兩側(cè)設(shè)置主墩臨時(shí)支座，支座形式為簡支，即在0號(hào)塊開工至合龍之前不激活永久支座，在將邊跨合龍后鈍化左墩上的臨時(shí)支座、激活永久鉸支座，當(dāng)在中合龍后鈍化右墩的臨時(shí)支座、并激活永久固定支座。澆筑邊跨時(shí)需要定義滿堂支架，在邊跨等截面每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置只受壓的節(jié)點(diǎn)彈性支承，-z方向設(shè)置一個(gè)很大的剛度，模擬滿堂支架的豎向約束；還需要在支架施工范圍內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)邊跨支架臨時(shí)鉸，與豎向節(jié)點(diǎn)支撐共同構(gòu)成滿堂支架的模擬，直至邊合龍后鈍化拆除，激活邊墩永久鉸支座。注意在邊合龍之后與中合龍之前在左墩上還需要添加主墩縱向臨時(shí)鎖定約束x方向位移，使兩邊為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。5.2施工階段的定義組的定義見下圖5.1圖5.1組的劃分對于大跨度的連續(xù)梁橋而言，常常會(huì)出現(xiàn)體系的轉(zhuǎn)換，因此在計(jì)算恒載內(nèi)力時(shí)必須考慮施工方法與施工過程，其中比較常用的是滿堂支架施工與懸臂澆筑施工，前者搭設(shè)支架成本太高，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，不可行。故應(yīng)選擇懸臂澆筑的施工方法，即梁部施工從橋中間墩開始，按照對稱方式逐步接長并懸出梁體，最后合攏的施工方法。其一般的施工步驟如下：完成中間橋墩澆筑；在中間橋墩頂部搭建模板，澆筑墩頂混凝土段，也被稱為0號(hào)段；對于連續(xù)梁而言，需將0號(hào)段與橋墩臨時(shí)固結(jié)，以保證梁體穩(wěn)定；將兩副掛籃對稱的部分固定在已澆筑的梁端梁端，并懸臂出一定長度，形成工作平臺(tái)，進(jìn)行模板架設(shè)，鋼筋綁扎與混凝土澆筑；對稱移動(dòng)掛籃至新澆筑的梁端兩端，重復(fù)步驟逐步接長兩端至接近合攏；邊跨合攏，解除連續(xù)梁的臨時(shí)固結(jié)；中跨合攏。最終施工階段數(shù)量總共為15個(gè)階段，施工階段步驟如下：施工階段1：0號(hào)塊+1號(hào)塊，持續(xù)時(shí)間10天。這個(gè)階段是將0號(hào)塊與1號(hào)塊同時(shí)澆筑，并且施加臨時(shí)的支架約束，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以便于下一階段的施工；施工階段2-9：是將第二塊到第九快施工塊逐一地進(jìn)行現(xiàn)澆、張拉與錨固，即澆筑2號(hào)塊混凝土，安裝2號(hào)塊單元，張拉2號(hào)塊內(nèi)的鋼束，再將掛籃前移，拆除上一階段的掛籃，并將掛籃安裝在剛施工完成的單元前端，此階段逐步推進(jìn)，每個(gè)分塊的持續(xù)時(shí)間都是10天；施工階段10：10號(hào)塊澆筑、邊跨現(xiàn)澆，支架現(xiàn)澆邊跨現(xiàn)澆段，并張拉對應(yīng)的鋼束；施工階段11：邊跨合攏，將合攏段鋼筋張拉完成，邊跨澆筑完成；施工階段12：拆邊墩臨時(shí)支架，即將臨時(shí)支架換成永久支座；施工階段13：拆1#主墩臨時(shí)支座，完成邊跨的現(xiàn)澆后，由于將左側(cè)支座定義為有X方向約束的支座，所以左側(cè)邊跨段已經(jīng)是一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)所以先將左側(cè)橋墩換成永久支座，然后再進(jìn)行后續(xù)施工；施工階段14：中合攏，持續(xù)時(shí)間10天；施工階段15：拆2#臨時(shí)支架，最后就將2號(hào)主墩的臨時(shí)支架拆除，整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)完成。圖5.2施工階段1邊界條件圖5.2邊跨合攏荷載工況5.3定義施工荷載工況與成橋時(shí)期的靜力荷載工況不同，荷載類型改為CS施工階段荷載，并且添加了掛籃、濕重兩項(xiàng)，見圖6.2。關(guān)于掛籃和濕重的定義通過查詢-單元重量表格獲得。圖5.3施工階段的靜力荷載工況添加掛籃、濕重荷載，上二期恒載如圖5.4、5.5。圖5.4添加濕重荷載圖5.5添加掛籃荷載6布置設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼束6.1在模型里添加鋼束根據(jù)《公預(yù)規(guī)》6.2.2規(guī)定，采用預(yù)埋金屬波紋管時(shí)，每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)取0.0015，預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)取0.25。其他相關(guān)參數(shù)。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定的鋼絞線最小彎折半徑等要求初步設(shè)計(jì)鋼絞線坐標(biāo)，因跨徑350m鋼絞線數(shù)量很大而篇幅有限，下表僅展示單幅橋1#墩兩側(cè)T0+W0、T11+W11束的控制坐標(biāo)。除腹板W0、W1豎彎半徑為6m外，其余鋼束平彎和豎彎取10m大半徑，平彎角度控制盡量對稱并且較小，雙層頂板束和部分底板束注意錨固需平豎復(fù)合成斜彎時(shí)與箍筋預(yù)留的位置盡量保持較大的間距，避免普通鋼筋在后續(xù)布置過程中被孔道占用截?cái)喙拷钕魅踅孛婵辜裟芰?。頂、底錨固齒塊抬起10°夾角，視需錨固的鋼絞線數(shù)量多少來確定寬度。在CAD中以坐標(biāo)原點(diǎn)為梁中上部起始點(diǎn)畫立面圖、俯視平面刨面圖，根據(jù)估算的鋼絞線數(shù)布置金屬波紋管孔道，布置錨固點(diǎn)和錨固齒塊位置，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不斷調(diào)整平彎、豎彎以及合成的斜彎鋼束位置，確?？椎啦唤徊妗⒈M量不穿過截?cái)喙拷?，必須確保與混凝土邊緣的安全距離，保證添加完其他鋼筋后有足夠的混凝土保護(hù)層；還有要注意布置的鋼束位置必須要與施工階段嚴(yán)格配合才可以順利張拉，否則施工工程澆筑時(shí)難以操作。管道設(shè)計(jì)完后可測得坐標(biāo)導(dǎo)出到Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對稱、復(fù)制平移，最后將初步設(shè)計(jì)的鋼束坐標(biāo)依次輸入到Midas中。表6.1部分預(yù)應(yīng)力鋼束坐標(biāo)表7a17Φ15.2X（m）Y（m）R（m）X（m）Y（m）R（m）-15.4324.050-15.432-4.05004.0500-4.05015.4324.05015.432-4.050X（m）Z（m）R（m）X（m）Z（m）R（m）-15.432-0.90-15.432-0.90-14.283-0.48186-14.283-0.48186-13.289-0.126-13.289-0.1260-0.1200-0.12013.289-0.12613.289-0.12614.283-0.48614.283-0.48615.432-0.9015.432-0.907預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算對于后張法構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力損失主要考慮以下幾方面：（1）預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失（）（2）錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失（）（3）混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失（）（4）鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失（）（5）混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失（）上述預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算公式參見規(guī)范。由Midas的預(yù)應(yīng)力可求出各預(yù)應(yīng)力鋼筋各位置的預(yù)應(yīng)力損失，由于數(shù)據(jù)過多，在此只貼出部分預(yù)應(yīng)力損失表。表7.1預(yù)應(yīng)力損失表單元位置應(yīng)力:A(kN/m^2)彈性變形損失:B(kN/m^2)比值(A+B)/A徐變/收縮損失(kN/m^2)松弛損失(kN/m^2)應(yīng)力端部有效鋼束數(shù)11I1295611.31-50297.670.96-29619.94-39728.850.91111J1313423.92-45836.040.97-26695.53-42237.260.91112I1313423.92-45387.800.97-26543.34-42237.260.91112J1316601.55-42232.340.97-23814.02-42690.340.92113I1316601.55-40054.610.97-23747.08-42690.340.92113J1319319.40-38436.000.97-23365.17-43079.200.92114I1319319.40-35813.990.97-22228.72-43079.200.92114J1322031.87-33782.140.97-21594.02-43468.530.93115I1322031.87-32172.360.98-21020.16-43468.530.93115J1324738.97-28006.650.98-19575.13-43858.320.93116I1324738.97-22824.860.98-17991.89-43858.320.94116J1327890.50-20325.570.98-16831.13-44313.650.94117I1327890.50-59356.780.96-16979.37-44313.650.91117J1329688.10-55729.840.96-16194.65-44574.110.91118I1329688.10-55746.550.96-16164.74-44574.110.91118J1330586.02-53758.310.96-15543.30-44704.410.91119I1330585.71-35186.510.97-12097.64-44704.370.93119J1329687.80-37379.330.97-12756.25-44574.060.93120I1329687.80-37458.490.97-12805.32-44574.060.93120J1327890.19-41239.600.97-13614.43-44313.600.931續(xù)表7.1預(yù)應(yīng)力損失表單元位置應(yīng)力:A(kN/m^2)彈性變形損失:B(kN/m^2)比值(A+B)/A徐變/收縮損失(kN/m^2)松弛損失(kN/m^2)應(yīng)力端部有效鋼束數(shù)21I1327890.19-2337.341.00-13878.55-44313.600.95121J1324738.67-5312.081.00-15146.13-43858.270.95122I1324738.67-6376.141.00-15283.27-43858.270.95122J1322031.56-8529.560.99-15982.73-43468.490.95123I1322031.56-9682.830.99-16280.96-43468.490.95123J1319319.09-12630.650.99-17202.56-43079.160.94124I1319319.09-13772.960.99-17610.28-43079.160.94124J1316601.25-17266.060.99-18641.31-42690.300.94125I1316601.25-18346.820.99-18108.23-42690.300.94125J1313423.61-23261.170.98-21374.08-42237.220.93126I1313423.61-24580.870.98-21556.35-42237.220.93126J1295610.70-29768.640.98-24536.77-39728.770.9318持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算8．1正截面抗彎承載能力驗(yàn)算正截面抗彎承載能力可根據(jù)《公預(yù)規(guī)》低5.2.2條、第5.2.3條和第5.2.5條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算與驗(yàn)算，控制截面的正截面抗彎承載能力驗(yàn)算如下表：表8.1使用階段正截面抗彎承載力位置最大/最小組合名稱驗(yàn)算rMu(kN·m)Mn(kN·m)左支點(diǎn)最大基本12OK7.982262099.7781左支點(diǎn)最小基本5OK-771.249676352.3134邊跨1/4最大基本6OK24324.41878116.8841邊跨1/4最小基本11OK1486.18978116.8841邊跨跨中最大基本6OK27623.225782708.2838邊跨跨中最小基本5OK-22961.2516163491.2184邊跨3/4最大基本12OK-41430.8878345608.7991邊跨3/4最小基本5OK-138006.0015396127.45941#橋墩最大基本12OK-152264.2787516514.87411#橋墩最小基本5OK-267521.6784516642.3792中垮1/4最小基本5OK-41242.4355192030.0798中垮1/4最大基本12OK18089.300481952.3259中垮跨中最小基本11OK12391.9276100926.0393中垮跨中最大基本6OK56494.7162100341.3368由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的正截面抗彎承載能力滿足要求。8．2斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算斜截面抗剪能力主要由箍筋和混凝土承擔(dān)，箍筋采用φ20的RB400鋼筋，在主跨跨中部分以15cm間距布置，其余位置以10cm間距布置。控制截面的斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算如下表：表8.2使用階段斜截面抗剪承載力計(jì)算位置最大/最小組合名稱rMu(kN·m)Mn(kN·m)截面驗(yàn)算左支點(diǎn)最小基本6-5194.148318639.236OK左支點(diǎn)最大基本11-822.728917543.3937OK邊跨1/4最小基本6-2938.631215331.056OK邊跨1/4最大基本11700.804815089.3018OK續(xù)表8.2使用階段斜截面抗剪承載力計(jì)算位置最大/最小組合名稱rMu(kN·m)Mn(kN·m)截面驗(yàn)算邊跨跨中最小基本1282.716620839.7706OK邊跨跨中最大基本54714.705920449.071OK邊跨3/4最小基本125881.92735127.5732OK邊跨3/4最大基本511784.730235834.3985OK1#橋墩最小基本1210491.134833899.7337OK1#橋墩最大基本516820.814733551.7882OK中垮1/4最小基本5-8234.636324383.5904OK中垮1/4最大基本12-3139.933126504.2133OK中垮跨中最小基本5-1721.852416456.3369OK中垮跨中最大基本121375.838415937.3532OK由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的斜截面抗剪承載力滿足要求。9持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算9．1正截面抗裂驗(yàn)算根據(jù)《橋規(guī)》第6.3.1條規(guī)定，全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件要進(jìn)行持久狀況作用頻遇組合下正截面抗裂驗(yàn)算，控制截面的正截面抗裂驗(yàn)算結(jié)果如下表：表9.1正截面抗裂驗(yàn)算位置組合名稱Sig_MAX(kN/m2)Sig_ALW(kN/m2)驗(yàn)算左支點(diǎn)頻遇16227.31450OK邊跨1/4頻遇16883.90070OK邊跨跨中頻遇171636.66920OK續(xù)表9.1正截面抗裂驗(yàn)算位置組合名稱Sig_MAX(kN/m2)Sig_ALW(kN/m2)驗(yàn)算邊跨3/4頻遇172833.85240OK1#橋墩頻遇162497.02530OK中垮1/4頻遇172542.85910OK中垮跨中頻遇16910.95170OK由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的正截面抗裂驗(yàn)算滿足要求。9．2斜截面抗裂驗(yàn)算根據(jù)《橋規(guī)》第6.3.1條規(guī)定，正常使用極限狀態(tài)下的混凝土斜截面抗裂驗(yàn)算通過截面主拉應(yīng)力控制，控制截面的斜截面抗裂驗(yàn)算結(jié)果如下表：表9.2斜截面抗裂驗(yàn)算位置組合名稱Sig_MAX(kN/m2)Sig_ALW(kN/m2)驗(yàn)算左支點(diǎn)頻遇17-33.5339-1060OK邊跨1/4頻遇17-33.9967-1060OK邊跨跨中頻遇17-13.1078-1060OK邊跨3/4頻遇17-175.6923-1060OK1#橋墩頻遇17-340.1771-1060OK中垮1/4頻遇17-72.3752-1060OK中垮跨中頻遇17-67.7972-1060OK由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的斜截面抗裂驗(yàn)算滿足要求。10持久狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算與驗(yàn)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算使用階段混凝土正截面壓應(yīng)力、斜截面混凝土主壓應(yīng)力和受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力，且不能超過《公預(yù)規(guī)》規(guī)定的限值。10．1使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》第7.1條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁應(yīng)力計(jì)算時(shí)荷載均取其標(biāo)準(zhǔn)值，并應(yīng)該考慮預(yù)加力效應(yīng)和預(yù)加力、溫度引起的次效應(yīng)等，預(yù)加力和預(yù)加力的次效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)取1.0，汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。表10.1正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算位置組合名稱Sig_MAX(kN/m2)Sig_ALW(kN/m2)驗(yàn)算左支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)276911.557316200OK邊跨1/4標(biāo)準(zhǔn)279787.844116200OK邊跨跨中標(biāo)準(zhǔn)2715760.190716200OK邊跨3/4標(biāo)準(zhǔn)2715738.760716200OK1#橋墩標(biāo)準(zhǔn)2715213.353216200OK中垮1/4標(biāo)準(zhǔn)2714489.91516200OK中垮跨中標(biāo)準(zhǔn)278986.89316200OK由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。10．2使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算表10.2斜截面壓應(yīng)力驗(yàn)算位置組合名稱Sig_MAX(kN/m2)Sig_ALW(kN/m2)驗(yàn)算左支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)276911.557319440OK邊跨1/4標(biāo)準(zhǔn)279922.96819440OK邊跨跨中標(biāo)準(zhǔn)2716815.595419440OK邊跨3/4標(biāo)準(zhǔn)2717266.939319440OK1#橋墩標(biāo)準(zhǔn)2715265.654519440OK中垮1/4標(biāo)準(zhǔn)2714608.446619440OK中垮跨中標(biāo)準(zhǔn)279236.598119440OK由表格檢驗(yàn)可知，本設(shè)計(jì)的斜截面壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。10.3受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算表10.3受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算鋼束驗(yàn)算SigDL(N/mm^2)SigLL(N/mm^2)SigADL(N/mm^2)SigALL(N/mm^2)2-1OK1156.641179.51139512093a-1OK1023.341096-1OK1098.281161.12139512094a-1OK1050.081121.24139512094b-1OK1101.561165.95139512095-1OK1071.581113.75139512096a-1OK1061.241139.44139512096b-1OK1102.611172.44139512097a-1OK1067.851164.16139512097b-1OK1103.891185.94139512098-1OK1115.701177.28139512099-1OK1205.171178.761395120912-1OK1205.771186.101395120913-1OK1205.771189.741395120914-1OK1197.371191.581395120915-1OK1175.831189.891395120916-1OK1110.091118.551395120917-1OK1173.391199.181395120918-1-1OK1052.591150.391395120918-1-2OK1052.591150.391395120919-1-1OK1087.611132.8113951209續(xù)表10.3受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算鋼束驗(yàn)算SigDL(N/mm^2)SigLL(N/mm^2)SigADL(N/mm^2)SigALL(N/mm^2)19-1-2OK1087.621132.821395120919-1-3OK1087.611132.811395120919s-1OK1087.611132.811395120920-1OK1010.081101.501395120921-1O