四跨预应力混凝土连续刚构桥计算书

新《公桥规》第 6.3 条规范：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并
2 A 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合 σst－σpc≤0.7fck ；但 σlt－σpc≤0 新《公桥规》第 7.1.6 条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应
2 A 类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下 分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件
在短期效应组合作用下，各截面法向拉应力和主拉应力的计算结果。 对部分预应力混凝土 A 类构件，还需要计算长期效应组合作用下的法向拉应力。
短期效应组合
主截面应力表
单 元 号 节 点 号 最大 1 1 应力属性 容许值 是否满足要求 2 2 应力属性 容许值 是否满足要求 3 3 应力属性 容许值 是否满足要求 4 4 应力属性 容许值 是否满足要求 5 5 应力属性 容许值 是否满足要求 6 6 应力属性 容许值 是否满足要求 7 7 应力属性 容许值 是否满足要求 8 8 应力属性 容许值 是否满足要求 9 9 应力属性 容许值 是否满足要求 10 10 应力属性 容许值 是否满足要求 8.33 16.2 是 9 16.2 是 7.84 16.2 是 5.38 16.2 是 4.37 16.2 是 5.44 16.2 是 6.22 16.2 是 6.75 16.2 是 10.6 16.2 是 10.1 16.2 是 最小 3.03 0 是 3.98 0 是 2.99 0 是 0.855 0 是 -0.131 0 否 0.467 0 是 0.813 0 是 0.917 0 是 4.42 0 是 2.67 0 是 最大 0.281 16.2 是 6.6 16.2 是 8.05 16.2 是 12.4 16.2 是 16.7 16.2 否 15.6 16.2 是 15 16.2 是 14.8 16.2 是 16.4 16.2 否 17.3 16.2 否 最小 -0.551 0 否 4.19 0 是 4.99 0 是 7.68 0 是 10.4 0 是 8.67 0 是 7.46 0 是 6.63 0 是 7.84 0 是 7.72 0 是 主压应力 8.33 19.4 是 11 19.4 是 11.1 19.4 是 13.2 19.4 是 16.7 19.4 是 15.6 19.4 是 15 19.4 是 14.8 19.4 是 16.4 19.4 是 17.3 19.4 是 主拉应力 -0.629 -1.06 是 -4.3 -1.06 否 -4.18 -1.06 否 -4.17 -1.06 否 -1.03 -1.06 是 -0.69 -1.06 是 -0.396 -1.06 是 -0.168 -1.06 是 -8.92E-02 -1.06 是 -0.196 -1.06 是 应力 上缘正应力 下缘正应力 最大主应力
11
11
应力属性 容许值 是否满足要求
9.9 16.2 是 10.4 16.2 是 10.8 16.2 是 13.9 16.2 是 13.3 16.2 是 13.3 16.2 是 18.7 16.2 否 17.2 16.2 否 16.7 16.2 否 19.5 16.2 否 18.4 16.2 否 17.9 16.2
×32.4＝19.28Mpa，
拉应力允许值 0.70ftk’＝0.70×0.85×2.65＝1.58Mpa。表 施工阶段混凝土应力表（Mpa）
5.6.1.2 所列为施工阶段混凝土的最大、最小正应力。 施 工 阶 段 上缘最大 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 0 4.11 3.7 3.69 8.39 7.74 6.98 12 11.5 10.2 15.1 14.5 1.28E+01 17.7 17.1 15 19.8 21.8 21.7 21.6 21.8 21.7 21.4 21.9 22 22 21.7 21.6 21.6 21.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1.81E-02 -1.87E-02 -2.07E-02 -0.34 -0.531 -0.583 -0.365 -0.303 -0.248 -0.319 -0.313 -0.314 -0.311 0 8.88E-02 0.252 0.534 0.41 0.628 1.28 0.837 1.15 2.33 1.42 2.25 4.09 3.14 4.13 6.67 5.64 2.82 3.22 4.05 20.5 21 21.2 20.3 20.8 20.9 20.2 20.5 20.6 20.9 0 -0.985 -0.597 -0.124 -1.36 -1.01 -0.336 -1.59 -1.24 -0.254 -1.5 -1.12 0 -1.13 -0.749 0 -0.518 -2.19 -2.18 -2.15 -2.2 -2.2 -2.11 -2.72 -2.56 -2.56 -2.82 -2.74 -2.8 -2.9 上缘最小 下缘最大 下缘最小
31 32 33
21.9 19.8 18
-0.261 1.05 0.961
19.9 17.5 18.9
-3.36 -4.82 -2.51
由表可见，施工阶段混凝土应力部分满足要求。
5 持久状况正常使用极限状态验算
正常使用极限状态应力验算 新 《公桥规》 第 7.1.5 条规范： 使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力， 应符合下列规定： 受压区混凝土的最大压应力 未开裂构件 允许开裂构件 应符合下列规定： 1 全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下 预制构件 σst－0.85σpc≤0 σst－0.80σpc≤0 分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 在荷载长期效应组合下 力，应符合下列规定： σcp≤0.6fck 新《公桥规》第 6.3 条规范：斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算， 并应符合下列规定： 1 全预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下 预制构件 σtp≤0.6fck σtp≤0.4fck 分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 预制构件 σtp≤0.7fck σtp≤0.5fck σkc+σpt≤0.5fck σcc≤0.5fck
1 桥梁简介
预应力混凝土连续梁刚构桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造 型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。 本设计采用 45+60+60+45m 的四跨连续刚构的结构形式，桥宽为 13.0 米,其中行车道 10.0 米,左右行车道各 1.5 米。桥梁上部结构设计为单箱单室变截面箱梁，箱梁顶板宽 13.0 米，底板宽 8.0 米，跨中及边跨现浇段梁高 1.5 米，0 号块墩顶梁高为 3.0 米，从 中部跨中至箱梁根部， 梁高以二次抛物线变化中间支点处梁高 3m， 底板厚度按二次抛物 线从跨中的 20 厘米变化到根部的 60 厘米，腹板厚度为 30 厘米。 箱梁采用三向预应力混凝土结构。纵向预应力钢束分为顶板束和连续束：取用 19Φj 15.24（T1-T6）及 12Φj15.24（B1-B2）钢绞线，每个断面分别锚固 6 束和 20 束；横向 预应力采用 3Φj 15.24 高强钢绞线，计算参数同纵向预应力束，沿桥长方向每米范围内 设置 3 根；竖向预应力采用精轧螺纹钢筋，直径 28mm，f 0.75f ，沿桥长方向的间距为 50 厘米。 主桥下部结构：1、2、3 号主墩均采用钢筋混凝土结构，横桥向宽度为 10 米高，20 米，厚 1 米。 为充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结 构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。 = 930MPa，张拉控制力为
3 计算模型
45+60+60+45m 连续刚构主桥结构采用同豪土木工程公司开发的桥梁博士 3.03 结构 分析软件进行计算。 将该连续刚构桥划分单元， 其中 1-134 号为桥面单元， 135-137 为桥墩单元， 138-149 为挂篮单元
4 短暂状况应力验算
指各施工阶段的正应力验算，可取桥面系完成后（即全部恒载作用）的计算结果。 全桥共分为 33 个施工阶段， 其中： 1-17 为悬浇 T 墩， 18-21 为现浇并合拢左边跨， 22-24 为合拢 2#中跨， 25-27 为合拢 3#中跨， 28-31 为现浇并合拢右边跨， 32 施加安装桥面系， 33 使用十年。
Βιβλιοθήκη Baidu（二）材料
1 混 凝 土：混凝土强度等级 C50。 2 预应力筋： ⑴ 纵 向 预 应 力 束 采 用 Φ j 15.24 高 强 钢 绞 线 ， f
2
= 1860MPa ， E =
1.95105MPa，计算面积为 140mm ，破断力为 260.7kN；顶板束采用 19Φj 15.24 钢绞线，连续束采用 12Φj 15.24 钢绞线，张拉控制力为 0.75f ； ⑵横向预应力采用 3Φj 15.24 高强钢绞线，计算参数同纵向预应力束； ⑶竖向预应力采用精轧螺纹钢筋，直径 28mm，f = 930MPa，张拉控制力为
短暂状况应力验算
按照新《公桥规》第 7.2.8 条规定，在预应力和构件自重等施工荷载作用下截 面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定：压应力σcct≤0.70fck’ ，拉应力σctt≤ 0.70ftk’ 。 本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的 85%， 故压应力允许值 0.70fck’ ＝0.70×0.85
（五）设计规范
1《公路桥涵设计通用技术规范》 （JTG D61-2004） ； 2《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D60-2004） 。
（六）计算基本数据
1 日照温差：桥面板处为 15 度，以下 10cm 处为 5 度，再往下 30cm 变为 0；负 温差为正温差的一半。或根据桥面铺装的形式和厚度按 2004 桥规的规 定取值。 2 桥面系人行道板、栏杆的自重集度 q2=19.0kN/m。 3 基础沉降量为 0.02m。
0.75f 。 ⑷普通钢筋：采用符合 GB1499-91 标准的钢筋，直径>12mm 者采用 HRB335 级钢筋，直径<12mm 者采用 R235 级钢筋。 3 锚具：采用 OVM-19、OVM-12 型锚固体系，内缩量为L=6mm。管道采用Φ80mm 的波纹管，管壁摩阻系数=0.25，管道偏差系数 k=0.0008。 4 支座：盆式橡胶支座，支座摩擦系数为 = 0.10。
2 设计计算参数
（一）主要技术标准
1 结构形式：4 跨预应力混凝土连续刚构桥：45+60+60+45m=210m； 2 设计荷载：公路-II 级，人群荷载为 3.0kN/m2。 3 桥面宽度：车行道宽度为 10m，每边各设 1.5m 人行道，全桥总宽为 13m。 4 桥面纵坡：0%；桥面横坡：0%。
2.22 0 是 2.34 0 是 2.38 0 是 4.74 0 是 3.87 0 是 3.65 0 是 7.83 0 是 6.35 0 是 5.86 0 是 7.98 0 是 7.01 0 是 6.51 0
18.3 16.2 否 17.7 16.2 否 17.1 16.2 否 19 16.2 否 19.2 16.2 否 18.9 16.2 否 1.42 16.2 是 3.51 16.2 是 3.8 16.2 是 5.03 16.2 是 5.92 16.2 是 5.98 16.2
（三）桥面铺装
采用 10cm 防水混凝土加 8cm 沥青混凝土两层，其容重分别为：防水混凝土 23kN/m3，沥青混凝土 21kN/m3。
（四）施工方法
1 中跨采用悬臂浇注法平衡对称施工，边跨部分采用满堂支架施工。零号块采 用支架现浇施工。 2 挂篮参数：前支点挂篮，自重 1000kN，最大悬浇长度 5m，最大悬浇重 2000kN。挂篮的反力分别为 R1=1200kN、R2=-200kN。 3 采用吊篮进行合拢段施工。吊篮自重为 200kN。 4 施工顺序： 悬浇 T 墩 1、 2、 3现浇并合拢边跨 1合拢中跨 2合拢中跨 3 现浇并合拢边跨 2。