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30+45+30米连续梁计算书一、预应力钢筋砼上部结构纵向计算书（一）工程概况：本计算书是针对标段中的30+45+30米的预应力混凝土连续梁桥进行。
桥宽为9.5m，采用单箱单室，单侧翼板长2.5米；梁高为1.6~2.3米，梁底按二次抛物线型变化。
箱梁腹板采用斜腹板，腹板的厚度随着剪力的增大而从跨中向支点逐渐加大，箱梁边腹板厚度为50~70cm。
箱梁顶板厚22cm。
为了满足支座布置及承受支点反力的需要，底板的厚度随着负弯矩的增大而逐渐从跨中向支点逐渐加大，厚度为22～35cm。
其中跨跨中断面形式见图1.1，支承横梁边的截面形式见图1.2。
结构支承形式见图1.3。
主梁设纵向预应力。
钢束采用Øj15.24低松弛预应力钢绞线,标准强度为1860MPa，弹性模量为1.9X105 MPa，公称面积为140mm2。
预应力钢束采用真空吸浆工艺，管道采用与其配套的镀锌金属波纹管。
纵向钢束采用大吨位锚。
钢束为19Øs15.24的钢绞线，均为两端张拉，张拉控制应力为1339MPa。
图1.1 中跨跨中截面形式图1.2 横梁边截面形式图1.3 结构支承示意图（二）设计荷载结构重要性系数：1.0设计荷载：桥宽9.5米，车道数为2，城-A汽车荷载。
人群荷载：没有人行道，所以未考虑人群荷载。
设计风载：按平均风压1000pa计，地震荷载：按基本地震烈度7度设防，温度变化：结构按整体温升200C，整体温降200C计，桥面板升温140C，降温70C。
基础沉降：桩基础按下沉5mm计算组合。
其他荷载：（三）主要计算参数材料：C50砼；预应力钢束：高强度低松弛钢绞线，抗拉标准强度fpk=1860MPa，抗拉设计强度fpd=1260MPa，抗压设计强度fpd=390Mpa。
一期恒载 容重325/kN m γ=；二期恒载:防撞墙砼重量为0.34722517.35/kN m ⨯⨯=，花槽填土重量为0.419208.38/kN m ⨯=；桥面铺装:沥青砼323/kN m γ=，计算每延米重量为7.750.092316.04/kN m ⨯⨯=；（四）计算模型结构计算、施工模拟分析以设计图纸所示跨度、跨数、断面尺寸及支承形式为基础，有关计算参数和假定以现行国家有关设计规范规程为依据。
炭厂沟预应力混凝土连续梁桥的设计设计说明一、设计依据1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62- 2004）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60- 2004）3、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）二、技术标准和技术规范2.1技术标准1、荷载等级：公路—Ⅰ级；2、桥面宽度：0.25m（栏杆）+0.5m（防撞栏）+1.5m（人行道）+9m（行车道）+1.5m （人行道）+0.5m（防撞栏）+0.25m（栏杆）=13.5m。
3、桥面设有双向2%的横坡，通过桥面铺装完成；2.2采用规范1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62- 2004）2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60- 2004）3、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）4、《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTJ024-85）5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）三、基础资料该桥地质情况从上到下为黄土、古土壤、亚粘土和石灰岩。
前三种土质的侧阻力分别为65KPa、70 KPa、85 KPa。
由于本桩基础是支撑在基岩上的端承式。
基岩为石灰岩，其地基承载力特征值4000akf KPa。
四、结构设计4.1 孔跨布置根据路线设计线位，结合桥跨范围地形地质情况，对变截面连续梁桥孔跨布置设计，全桥孔跨组合为80m+125m+80m 。
图4-1 桥梁纵断面布置图4.2 箱梁结构箱梁采用的是单箱单室箱型截面。
桥面行车道的净宽为9m ，人行道净宽为2×1.5m ，因此在设计时设置2×0.5m 的防撞栏及2×0.25m 的人行栏杆。
故箱顶宽为13.5m ，底宽为7.5m ，箱梁顶为平行面。
箱梁跨中及边跨现浇段梁高为2.8m ，箱梁根部断面和墩顶0号梁段高为7.0m 。
从中跨跨中至箱梁根部，箱高、箱梁底板、箱梁腹板均是按照二次抛物线变化的。
《桥梁设计新旧规范对比》文章简介：一、材料强度取值预应力混凝土连续梁桥主要采用强度较高的混凝土、普通钢筋和预应力钢筋，三种材料在新旧规范中在种类和强度方面与旧规范有区别。
（一一、材料强度取值预应力混凝土连续梁桥主要采用强度较高的混凝土、普通钢筋和预应力钢筋，三种材料在新旧规范中在种类和强度方面与旧规范有区别。
（一）混凝土强度取值旧规范混凝土标号为边长200mm的立方体试件，标准值取85％保证率的抗压强度，新规范混凝土强度等级是边长为150mm的立方体试件，具有95％保证率的抗压强度标准值。
与旧规范相比．新规范相应混凝土强度取值降低，说明对混凝土的要求有一定提高。
并且将混凝土的强度等级拓宽到。
（二）普通钢筋强度取值新规范选用的钢筋来自最新国家标准．钢筋抗拉强度标准值应具有不小于95％的保证率。
与旧规范相比．相应钢筋强度取值稍有增加。
新规范对混凝土与钢筋材料强度的保证率统一为95％．更加科学、合理。
新规范取消了原标准（原IV级）钢筋，新规范提出了冷轧带肋钢筋仅用于按构造要求配置的钢筋网。
（三）预应力钢筋强度取值新规范以采用钢绞线和钢丝为主，精轧螺纹钢仅适用于中、小构建或者竖、横钢筋。
旧规范冷拉钢筋一律取消。
对旧规范中的七根钢丝捻制成的钢绞线的公称直径d=9.5、11.1、12.7、15.2mm。
对于钢丝增加了螺旋肋钢丝，公称直径d=4~9mm，预应力钢绞线和钢丝分为I级松弛（普通松弛）和II级松弛（低松弛）。
钢绞线和钢丝的抗拉强度标准值，取自现国家标准规定的极限抗拉强度。
按照最新国家标准的规定，钢绞线和钢丝的条件屈服点为其抗拉强度的0.85倍，考虑旧规范钢绞线和钢丝的安全系数在设计强度基础上再取1.25，因此新规范钢绞线和钢丝的抗拉强度设计值取为，即将其抗拉强度标准值除以材料分项系数而得。
二、汽车荷载新规范将汽车作用分为公路I级和公路II级．结构整体计算采用车道荷载模式．局部分析计算采用车辆荷载模式．替代了旧规范中的的汽车超20级和汽车20级。
桥梁计算书规定一．混凝土连续梁结构（含预应力、钢筋砼结构）●（一）静力计算采用荷载●1．活载：按规范取用●汽车冲击力：●汽车荷载的冲击力为汽车荷载乘以冲击系数。
●总体静力计算的冲击系数按照《公路桥涵设计通用规范》( JTG D60-2004 )的规定计算，悬臂板上冲击系数采用1.3。
●2．支座沉降：桥梁不均匀沉降采用1/3000跨径。
●3．温度：体系温度按（如150C合拢）升温，降温计算；日照梁上温度梯度仅计沥青层作为桥面铺装，沥青层下砼调平层不考虑温度梯度作用、折减；●4．砼弹性模量折减：●1）计算结构强度及应力时不折减;●2）计算结构变形时折减，按新规范取用；●5．梁体计算时砼容重按预应力结构26KN/m3，普通钢筋混凝土结构25KN/m3；沥青混凝土容重：24kN/m3、混凝土调平层容重：25 kN/m3●6．桥梁下部结构考虑纵横向外力组合；●7．曲线段桥梁按规范考虑离心力；●8．梁体偏载、剪滞影响按弯矩增大1.2~1.25。
●9.支座摩阻力按作用于支座上的竖向力乘以支座的摩擦系数计算；盆式活动支座的摩擦系数为0.05，板式活动支座（聚四氟乙烯板与不锈钢板）摩擦系数为0.06。
●（二）动力荷载●设计风速按基本风压换算；●施工风速根据施工周期确定。
●（三）计算控制及注意问题●预应力梁体⏹小于100米跨径预应力结构按部分预应力A类构件设计；●2）施工阶段●（1）注意挠度计算及预拱度设置；●（2）注意计算局部应力；●（3）按规范控制砼拉、压应力（建议拉应力不大于-0.5 Mpa），钢束应力。
●对于悬臂浇注连续梁施工阶段荷载：●（1）施工时桥面一侧均布荷载2KN/m;●（2）挂篮重；冲击系数u=0.2；●（3）砼容重不均匀性，主跨侧26 KN/ m3，边跨侧25KN/ m3；●（4）节段差；●（5）施工风力；●（6）悬臂施工时一侧挂篮脱落。
⏹使用阶段●（1）长期效应控制砼无拉应力，短期效应控制砼拉应力不大于0.5Mpa；钢束应力不超规范；弹性阶段C50混凝土压应力不大于15MPa（规范规定不大于16.2 MPa）。
预应力混凝土连续梁桥纵向预应力设计一、引言预应力混凝土连续梁桥由于其跨越能力大、结构刚度好、行车舒适性高等优点，在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。
而纵向预应力设计是预应力混凝土连续梁桥设计中的关键环节，它直接关系到桥梁的结构性能、安全性和经济性。
二、纵向预应力设计的目的和作用纵向预应力设计的主要目的是通过在混凝土梁中预先施加压应力，来抵消在使用阶段可能出现的拉应力，从而提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
其作用主要体现在以下几个方面：1、提高梁的抗弯承载能力：预应力的施加可以使梁在承受荷载时，混凝土处于受压状态，充分发挥混凝土抗压强度高的特点，从而提高梁的抗弯能力。
2、增强梁的抗裂性能：预先施加的压应力可以有效地抑制混凝土裂缝的产生和扩展，提高梁的耐久性。
3、减小梁的挠度：预应力可以减小梁在荷载作用下的变形，提高桥梁的刚度和行车舒适性。
三、纵向预应力筋的布置形式1、直线布置：预应力筋沿梁的轴线直线布置，这种布置形式施工简单，但对梁的抗剪和抗扭性能提升有限。
2、曲线布置：预应力筋沿梁的纵向呈曲线布置，常见的有抛物线形和圆弧形。
曲线布置可以更好地适应梁的弯矩分布，提高预应力的效率，但施工难度相对较大。
四、纵向预应力筋的材料选择常用的纵向预应力筋材料有高强度钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋。
高强度钢丝具有强度高、柔韧性好的特点，但锚固较复杂。
钢绞线则是目前应用最广泛的预应力筋材料，其强度高、柔韧性好、施工方便。
精轧螺纹钢筋适用于对锚固要求较高的部位，但成本相对较高。
在选择预应力筋材料时，需要综合考虑桥梁的跨度、荷载、施工条件和经济性等因素。
五、纵向预应力筋的数量确定纵向预应力筋的数量应根据桥梁的结构受力要求、使用性能要求和规范规定来确定。
首先，需要根据梁的弯矩和剪力分布，计算出所需的预应力大小。
然后，根据所选预应力筋材料的强度和特性，确定预应力筋的数量。
在计算过程中，还需要考虑预应力损失的影响。
预应力损失包括锚具变形损失、摩擦损失、混凝土收缩徐变损失等。
《2018新混规》工程应用案例详解北京迈达斯技术有限公司朱锋2018年11月沈阳35+55+35m预应力混凝土弯箱梁案例详解85+150+85m预应力连续刚构案例详解工程概况工程概况：本桥为35m+55m+35m变截面预应力混凝土连续梁桥。
主梁采用C50混凝土，单箱单室截面，桥宽10m，中跨跨中梁高2.0m，支点位置梁高3.2m，平面弯曲半径120m，采用公称直径为15.2mm张拉1860MPa钢绞线，纵向受力主筋为HRB400，设计荷载公路-I级。
标准断面示意图边跨端支点中跨等截面中支点断面钢束布置示意图左边跨一半中跨腹板束布置立面图左边跨一半中跨顶底板束布置立面图前处理建模要点与技巧1. 从CAD导入线型快速生成模型快速建模技巧：对于弯桥、梁格模型，可在CAD中绘制中心线，导入Civil实现快速建模。
思考与扩展2. 横隔梁位置截面建模要点端横梁模拟中横梁模拟说明：在端横梁和中横梁处，建议不要用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处截面中性轴有较大的突变。
规范原文规范条文说明3. 定义材料与截面4. 定义收缩徐变注意：☐收缩徐变定义选择最新的18混凝土规范，不要输错混凝土的强度数值；☐对于掺加粉煤灰的混凝土的徐变系数，程序根据规范要求自动修正；5. 边界模拟要点注意要点：◆对于弯桥的节点支撑模拟，需要修改节点局部坐标，输出反力时候可以按节点坐标系方向输出；◆弹性连接是单元坐标系，Dx一般是竖向，不要定义成Dz方向；◆节点弹性支承是整体坐标系，满堂支架定义是Dz(-)，需要特别注意；◆刚度数值的定义？工况定义要点：◆普通梁桥荷载工况主要考虑：结构自重、二期铺装、护栏荷载、横梁自重、预应力、移动荷载、支座沉降、整体升降温，梯度升降温等荷载工况；◆混凝土容重为25KN/m3，一般预应力钢筋混凝土或者普通钢筋混凝土需要将其改成26KN/m3，可以在自重工况考虑-1.04的系数，或者在材料定义中手动修改；◆在定义整体升降温和梁截面温度时，为了防止出现一些误解，建议初始温度选择0℃；◆注意荷载工况类型，为了方便后面设计验算，对于施工过程中激活的，建议定义成施工阶段荷载类型；注意要点：◆定义钢束特征值时，特别注意导管直径定义，有很多工程师，把导管直径定义错误，比如9cm，经常定义成0.9m，导致计算中出现奇异，容易产生误导，检查边界条件，而不会注意到钢束特征值的问题；◆定义钢束坐标时候，灵活的用Excel，定义好坐标后直接导入，更加方便，或者用mct命令流；注意要点：◆新《通用规范》车道-I级的集中荷载Pk值，当小于5m 时，由原规范180KN提高至270KN；◆新《通用规范》的多车道折减系数，单车道由原规范的1.0提升至1.2；◆需要注意是，车道荷载计算时候当考虑剪力效应时候，集中荷载Pk值需要乘以放大系数1.2；思考题某高速公路一10m 长简支箱梁桥，按新《通规》布置单车道移动荷载，请问不考虑冲击系数，在单车道移动荷载作用下，结构端部最大反力是多少？R=1.2(51.2P )1.2(10.55+1.2280)=466.2KNk k q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=2017年一级注册结构工程师真题—下午卷第35题8. 移动荷载工况定义通过基频，计算冲击系数8. 移动荷载工况定义-冲击系数注意要点：◼一般的梁桥，第一阶振型往往是竖向，这时直接取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；但当定义支座横向刚度时候，第一阶振型可能为水平向，此时若取此频率值计算冲击系数就不合适了，因此为了避免求出水平向的振型，可将自重只转化为Z向质量；◼对于是否将“二期铺装”转换为质量加载在结构上，对于公路桥梁，按《公路桥梁设计规范答疑汇编》（中交公路规划设计院）P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，质量较小，冲击系数较大，考虑偏安全设计；9. 支座沉降工况定义支座沉降有矢量性，数值为负值思考：对于4*30m，支点梁高5m，跨中1.6m，变截面现浇箱梁，会有什么问题？分析与结合规范验算要点1. 结构分析与规范验算流程⚫模型及结果导入⚫项目设计⚫结果查看⚫参数调整⚫数据更新⚫结果输出OKNG2. 荷载组合定义《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015》4.1.5规定3. 设计参数定义指定环境类别、设计安全等级等各项参数：考虑规范4.5.2耐久性要求支持按规范5.2.9，人为控制弯起钢筋对有效高度计算的影响按规范7.2.3调整施工阶段混凝土强度增加4.1.8抗倾覆验算4. 结构验算抗弯承载能力包络图正截面拉应力包络图主拉应力包络图主压应力包络图5. 调束小技巧调束基本流程：◼首先查看抗弯承载能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大预应力的束数；抗剪主要通过箍筋与截面来控制；◼重点查看正截面的应力，如果A位置顶缘拉应力超标，可以考虑钢束位置上移，或者增加顶层腹板束数；如果是A位置的底缘拉应力超标，主要是腹板张拉力过大，可以减小束数或者钢束位置下移；◼再看主拉应力验算，有时B点位置的主拉应力超标，主要是B点剪应力过大造成，可以把腹板束变化段拉的平缓一些；主拉应力过大，关键是需要把剪应力减小下来；◼对于钢束的永久应力过大，主要可以通过降低钢束的张拉控制应力进行调整，可以考虑0.72fpk；◼对于连续梁配束，优先考虑腹板束布置，顶板与底板束作为配合；6. 箱梁应力验算指标空间网格模型：建立空间网格模型，顶底板按照横向0.5m间距划分网格，考虑预应力束定义，故腹板竖向不做划分，同时腹板与顶底板用刚臂相接，全桥定义自重，二期恒载，混凝土收缩徐变，温度梯度，移动荷载，支座沉降等数据，模型共计1838个节点，3394个单元。
一预应力混凝土连续梁桥1.力学特点及适用范围连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。
作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。
由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。
2.立面布置预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题，可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式（图1）。
结构形式的选择要考虑结构受力合理性，同时还与施工方法密切相关。
图1连续梁立面布置1．桥跨布置根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。
当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.5〜0.8倍。
对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。
若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。
当受到桥址处地形、河床断面形式、通航（车）净空及地质条件等因素的限制，并且同时总长度受到制约时，可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合，跨径从中间向外递减，以使各跨内力峰值相差不大。
桥跨布置还与施工方法密切相关。
长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单，统一模式。
等跨布置的跨径大小主要取决于经济分跨和施工的设备条件。
用新规范计算预应力混凝土连续梁预应力混凝土连续梁是一种常用的结构形式，它可以有效地分担荷载，并具有较好的变形性能和挠度控制能力。
本文将以新规范为依据，介绍预应力混凝土连续梁的计算方法。
一、材料强度的计算首先，根据新规范的要求，需要计算混凝土的强度。
混凝土的强度主要包括抗压强度和抗拉强度。
按照规范中的公式，可以得到混凝土的抗压强度和抗拉强度的数值。
对于预应力混凝土连续梁中的预应力钢筋，需要计算其抗拉强度。
根据规范，预应力钢筋的抗拉强度可以根据材料的特性进行计算。
二、截面性能的计算预应力混凝土连续梁的截面性能是指梁的承载能力和变形性能。
承载能力包括极限弯矩和抗剪承载力，变形性能主要包括挠度和裂缝的控制。
1.极限弯矩的计算极限弯矩是指在梁截面的一侧产生最大应力时，梁截面的承载能力。
根据新规范，可以采用一系列公式和计算方法来计算极限弯矩。
2.抗剪承载力的计算抗剪承载力是指连续梁在承受剪力荷载时的承载能力。
根据规范中的要求，可以采用不同的计算方法来计算抗剪承载力。
3.挠度和裂缝的控制挠度和裂缝的控制是预应力混凝土连续梁设计中的重要问题。
通常，可以采用一系列方法来控制梁的挠度和裂缝，如增加截面高度、增加预应力等。
三、校核计算和验算在进行预应力混凝土连续梁的计算时，需要进行校核和验算，以保证梁的安全性和可靠性。
校核计算主要是检查计算结果的合理性和一致性，验算是指将计算结果与规范中要求的标准进行比较，以确定梁是否满足规范的要求。
总结起来，预应力混凝土连续梁的计算要考虑材料强度、截面性能、挠度和裂缝的控制等因素，需要根据新规范进行计算和校核验算。
通过合理的计算和设计，可以确保梁具有较好的承载能力和变形性能，从而满足工程的要求。
连续梁临时固结计算1、编制依据⑴《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T 20065-2006)⑵《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）⑶《铁路工程安全技术规程》（TB10401.1-2003）⑷《混凝土结构设计规范》⑸《新建铁路铁路特大桥》⑹《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁（双线）》（跨度：80.6+128+80.6）2、工程概况由（60+100+60）m施工图说明知，各中墩采取临时锚固措施进行墩梁固结，各中墩采取的临时锚固措施应能承受中支点处最大竖向支反力52033KN及相应最大不平衡弯矩65368KN.m。
在墩顶采用的四个临时支墩，支座内预埋25的精轧螺纹钢，钢筋深入梁体和墩顶，利用临时支座的支反力产生的弯矩抵抗梁体的纵向、横向不平衡弯矩。
临时固结支座采用C50混凝土浇筑，其轴心抗压强度为23.5MPa；固结筋采用PSB785型25精轧螺纹钢，其抗拉设计强度取ƒt=785MPa。
3、临时固结计算由于连续梁通过支座与墩柱进行铰接，悬臂施工时梁体承受不平衡弯矩及扭矩时，抗倾覆能力差。
因此，0号块施工时在墩顶设置临时固结支墩,每个临时支墩均采用25精轧螺纹钢在施工墩身时进行准确预埋。
3.1 锚固力计算按照《预应力混凝土用螺纹钢筋》，PSB785型25精轧螺纹钢，其抗拉设计强度取ƒt=785MPa，锚下控制应力σ=700Mpa。
单根25精轧螺纹钢抗拉力设计值为F=σA=700×103×π×0.0252／4=343.61KN考虑实际受力时的不均匀及其它不利因素，计算时取安全系数为1.3，单根25精轧螺纹钢抗拉力取值为F=343.61/1.3=264.32 KN。
墩顶25精轧螺纹钢合力点为墩中心，墩中心线到单侧临时支墩中心间距为2.05m，根据设计文件要求，临时支墩要满足设计不平衡弯矩65368KN·m。
设锚固反力为F，可列出如下弯矩平衡方程：F×2.05＝65368，解出F＝31886.8KN方法一：32精轧螺纹钢所需数量最少为：31886.8/264.3=121根,考虑精轧螺纹钢应力集中等不利因素影响，实际单边按31根布置，共计124根。
预应力混凝土连续梁桥温度应力计算分析摘要:本文作者多年从事桥梁设计工作,以笔者负责的50+80+50m 预应力混凝土连续箱梁为工程实例,根据新老规范各种日照温度梯度,分别计算出相应温度应力,在此基础上,笔者对比分析了新老公路桥涵设计通用规范各种温度梯度模式对预应力混凝土连续箱梁应力的影响,并提出了新规范提出的日照温度梯度模式下预应力混凝土连续箱梁设计的新思路、新方法,给从事相关工作的同行提供参考。
关键词:预应力混凝土连续箱梁温度梯度温度应力计算《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)(以下简称新规范)是在原《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021—89)(以下简称老规范)的基础上修订而成,新规范在公路桥梁荷载方面作了相当大的调整,如温度作用。
桥梁结构处于自然环境中,受到四季温差、昼夜温差以及日照等温度作用的影响。
四季和昼夜的温差是结构物环境温度的变化,这种温度变化会使桥梁结构物沿纵向均匀而缓慢地伸缩变形,在结构物位移不受到约束的情况下不会使桥梁结构物产生温度次内力,是一种均匀温度作用。
但日照是温度作用的另外一种形式,它使结构物的竖向各部位因接受太阳辐射能量的不同而产生不均匀的温度分布,如桥梁结构的桥面顶面受到阳光直接照射而温度较高,但梁底终日不受阳光照射而温度较低,这种结构物内部沿竖向产生的温差会在结构物内部引起温度次内力。
老规范对桥梁结构日照引起的梯度温度作用效应和国内铁路规范和新西兰、英国BS5400、美国AASHTO规范相比都要小,因此新规范修改了老规范的温度梯度曲线。
1 工程实例以笔者负责设计的一座三跨预应力混凝土连续箱梁为工程实例,该桥梁为某一级公路跨越一条三级航道的结构物,桥梁与路基同宽,全宽为24.5m,按上下行分离式双幅桥设计,单幅桥全宽11.75m;汽车荷载等级:公路-Ⅰ级。
主桥为50+80+50m变截面预应力混凝土单箱单室连续箱梁,箱梁中支点高度为4.618m,其高跨比为1/17.325,跨中高度为2.318m,其高跨比为1/34.52;箱梁高度距墩中心2.0m处到跨中合拢段处按二次抛物线变化。
4 材料4.1 混凝土4.1.1混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。
立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。
4.1.2素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土等级强度不应低于C25。
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。
f应按表4.1.3-1采用；轴心抗拉4.1.3 混凝土轴心抗压强度的标准值ckf应按表4.1.3-2采用。
强度标准值tk(N/mm)表4.1.3-1混凝土轴心抗压强度标准值2混凝土强度等级强度C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80f10.0 13.4 16.7 20.1 23.4 26.8 29.6 32.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 ck(N/mm)表4.1.3-2混凝土轴心抗拉强度标准值2混凝土强度等级强度C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80f 1.27 1.54 1.78 2.01 2.20 2.39 2.51 2.64 2.74 2.85 2.93 2.99 3.05 3.11tk4.1.4 混凝土轴心抗压强度的设计值c f 应按表4.1.4-1采用；轴心抗拉强度的设计值t f 应按表4.1.4-2采用。
表4.1.4-1混凝土轴心抗压强度设计值2(N/mm)强 度混凝土强度等级C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80c f7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.8 35.9表4.1.4-2混凝土轴心抗拉强度设计值2(N/mm )强 度混凝土强度等级C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80t f0.91 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.18 2.224.1.5 混凝土受压和受拉的弹性模量c E 宜按表4.1.5采用。
预应力混凝土连续梁桥施工阶段的计算预应力混凝土连续梁桥是目前公路桥梁建设中广泛应用的一种桥梁形式。
与传统的梁式桥不同，连续梁桥不需要砼拱或其他支撑结构，仅通过多跨连续钢筋混凝土梁承载整个桥面荷载。
这样设计可以减少桥梁的自重和减少桥墩的数量，提高桥梁的全年通行能力。
然而，预应力混凝土连续梁桥施工的技术难度较大，其计算也非常重要，本文将介绍预应力混凝土连续梁桥施工阶段的计算。
预处理在进行施工计算之前，需要确定最大和最小的跨度长度以及每个跨度的预应力水平。
同时，需要计算梁的荷载，并确定每个跨度的桥墩。
所有这些都是建立在一个详细的结构设计计划的基础上的。
BMD和SFD计算在进行混凝土梁的预应力施工时，需要对其进行梁的弯曲力矩（BMD）和剪力力矩（SFD）的计算。
这些数据需要在施工过程中进行监测和调整。
成本计算在进行施工设计计算时，需要考虑成本因素。
成本计算可以帮助确定实现特定预应力水平的最低成本，并且可以直接影响预应力混凝土连续梁桥的最终设计形式。
标定和监测在进行施工阶段的预应力混凝土连续梁桥计算时，必须在结构中标定每个重要部位的力学状况。
同时，需要进行监测，在施工过程中对这些信息进行监测和记录，并及时调整。
安全因素安全是最重要的因素之一。
在进行预应力混凝土连续梁桥施工阶段的计算时，必须确保安全因素得到充分考虑，并尽可能地减少缺陷和问题的存在。
保养和维护预应力混凝土连续梁桥的保养和维护是关键。
施工过程中，必须考虑保养和维护需求，以确保混凝土梁的预期使用寿命。
在预应力混凝土连续梁桥的施工阶段进行计算是确保安全、稳定和经济的关键。
本文介绍了这些关键计算，包括预处理、BMD和SFD计算、成本计算、标定和监测、安全因素、保养和维护。
如果这些计算得到遵循，则可以设计并建造更加安全、经济、可靠和高效的预应力混凝土连续梁桥。
10 预应力混凝土结构构件10.1 一般规定10.1.1 预应力混凝土结构构件，除应根据设计状况进行承载力计算及正常使用极限状态验算外，尚应对施工阶段进行验算。
10.1.2 预应力混凝土结构设计应计入预应力作用效应；对超静定结构，相应的次弯矩、次剪力及次轴力应参与组合计算。
对承载能力极限状态，当预应力作用效应对结构有利时，预应力作用分项系数p γ应取1.0，不利时p γ应取1.2；对正常使用极限状态，预应力作用分项系数p γ应取1.0。
对参与组合的预应力作用效应项，当预应力作用效应对承载力有利时，结构重要性系数0γ应取1.0；当预应力效应对承载力不利时，结构重要性系数0γ应按本规范第3.3.2条确定。
10.1.3 预应力筋的张拉控制应力con σ应符合下列规定，且不宜小于ptk 0.4f ：1 钢丝、钢绞线con ptk 0.75f σ≤ (10.1.3-1)2 预应力螺纹钢筋con pyk 0.85f σ≤ (10.1.3-2)当符合下列情况之一时，上述张拉控制应力限值可相应提高p t k 0.05f 或pyk 0.05f ：1）要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力筋；2）要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。
10.1.4 施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定，但不宜低于设计的混凝土强度等级值的75%。
注：当张拉预应力筋是为防止混凝土早期出现的收缩裂缝时，可不受上述限制，但应符合局部受压承载力的规定。
10.1.5 后张法预应力混凝土超静定结构，由预应力引起的内力和变形可采用弹性理论分析，并宜符合下列规定：1 按弹性分析计算时，次弯矩M 2宜按下列公式计算：1r 2M M M -= (10.1.5-1)pnp 1e N M = (10.1.5-2)式中： p N —— 后张法预应力混凝土构件的预加力，按本规范公式(10.1.7-3)计算； pn e —— 净截面重心至预加力作用点的距离，按本规范公式(10.1.7-4)计算； 1M —— 预加力p N 对净截面重心偏心引起的弯矩值；r M —— 由预加力p N 的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值。
用新规范计算预应力混凝土连续梁谢宝来【摘要】本文为用新规范进行桥梁结构设计的一个算例，其重点讨论了预应力混凝土构件纵向受力性能的计算方法和计算过程，以及对新规范的一些理解，其中包括汽车冲击系数、上下缘正负温差、翼缘有效宽度、极限承载能力(塑性)和应力(弹性)计算等，同时也说明了一些构造方面的要求。
【关键词】规范预应力混凝土冲击系数有效宽度一、设计概况该桥为京津高速公路跨越永定新河的一座特大桥，单幅桥宽16.5米，特大桥是因为长度超过了1000米，以永定新河的交角为45度，跨越河流时采用三联3x55米，用PZ造桥机施工的预应力混凝土连续箱梁，此处平曲线半径为5000米，当然小半径也可以采用此施工工艺。
第一阶段施工为简支单悬臂，施工长度为55米简支加11米(悬臂为跨径的五分之一，此处弯矩最小，为施工缝的最加位置)悬臂，平移模板，第二阶段施工长度为44米加11米悬臂，最后施工剩下的44米。
主要预应力钢束均为单向张拉，最大单向张拉长度为66米。
按预应力砼A 类构件设计。
二、设计参数(一)桥宽：16.5m(1+0.75+3x3.75+3+0.5)；(二)跨径：3x55m；(三)梁高：3.0m；(四)荷载标准：公路－I级；计算车道数：3；横向折减系数：0.78；(五)二期荷载：100mm厚沥青混凝土；80mmC40防水混凝土；两侧栏杆20kN/m。
(六)采用的主要规范:《公路桥涵设计通用规范》（JTG-D60-2004）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG-D62-2004）；(七)选用材料：①混凝土C50：fcd =22.4MPa,ftd=1.83MPa,Ec=3.45x104MPa；②预应力钢绞线：f pk =1860MPa,f pd =1260MPa,E p =1.95x105MPa ； ③HRB335级钢筋：f sd =280MPa,f sd ’=280MPa,E s =2.00x105MPa ； (八)结构重要性系数：γ0=1.1； 三、参数计算(一)桥梁冲击系数：ccm EI l f 212616.13π=c cm EI l f 222651.23π=计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用 f 1；计算连续梁的冲击力引起的负弯距效应时，采用f 2。
其中l 为结构的计算跨径，当连续梁跨径不等时，取小跨的计算跨径为l ；E 为结构材料的弹性模量，当为组合截面时，要计算等效弹性模量；I c 为结构跨中截面的截面惯矩，如果计算考虑叠合效应则也计算相应的抗弯惯量和质量；二期荷载不考虑质量的贡献。
冲击系数μ可按下式计算：当f<1.5Hz 时，μ=0.05当1.5Hz ≤f ≤14Hz 时，μ=0.1767lnf-0.0157 当f>14Hz 时，μ=0.45例如计算正弯矩冲击系数μ，正弯矩效应计算采用f 1，计算的其他数据参见表一，则：866.281.9/2855005.131045.35514159.32616.131021=⨯⨯⨯⨯=f (Hz)界于1.5Hz 和14Hz 之间，μ=0.1767ln2.866-0.0157=0.170表一 冲击系数的计算表(二)上下缘正负温差的计算：本桥桥面采用100毫米厚沥青混凝土铺装和80毫米C40防水混凝土，通过插值来计算温度基数。
反温差为正温差乘以-0.5。
141=T (℃) 5.52=T (℃)表二 温度基数计算表(三)翼缘有效宽度的计算：箱形截面梁受弯时，在横桥向由于剪滞效应，贴近腹板的翼缘法向应力与腹板的法向应力相同，离腹板愈远则愈小。
所有的钢束均应当布置在翼缘有效宽度范围内，以保证其受力的有效性，并且认为分布在翼缘有效宽度内的普通钢筋才为有效的。
对于边支点或边跨中部分梁段Li=0.8L=0.8x55=44；对于中孔跨中部分梁段Li=0.6L=0.6x55=33，中间支点Li 取0.2倍两相邻跨径之和，即Li=0.2x(55+55)=22。
然后支点查规范图4.2.3-2中的ρs 曲线，跨中查ρf 曲线。
(1) 计算中支点的翼缘等效宽度：曲线，bm1/b1=0.55，①悬臂板：b1/L1=3.5/22=0.16，查ρsbm1=0.55xb1=0.55x3.5=1.93曲线，bm2/b2=0.5，②箱内顶板：b2/L2=3.83/22=0.17，查ρsbm2=0.5xb2=0.5x3.83=1.92曲线，bm3/b3=0.65，③箱内底板：b3/L3=2.92/22=0.13，查ρsbm3=0.65xb3=0.65x2.92=1.90(2) 计算中跨跨中的翼缘等效宽度：①悬臂板：b1/L1=3.5/33=0.11，查ρ曲线，bm1/b1=0.9，fbm1=0.9xb1=0.9x3.5=3.15②箱内顶板：b2/L2=4.38/33=0.13，查ρ曲线，bm2/b2=0.86，fbm2=0.86xb2=0.86x4.38=3.77③箱内底板：b3/L3=3.31/33=0.10，查ρ曲线，bm3/b3=0.92，fbm3=0.92xb3=0.92x3.31=3.05全部的计算结果见表三。
表三翼缘有效宽度计算(m)由计算结果可以看出，跨中翼缘有效宽度折减的比较小，而支点则折减的比较大，因为支点剪滞效应大。
140mm，本桥取150mm。
(2)顶底板厚度：顶底板厚度不应小于板净跨径的1/30，且不应小于200mm。
本箱梁取板净跨径的1/30，跨中顶板净跨径为8760mm，所以取300mm；跨中底板净跨径为6620mm，所以取250mm，支点部分进行了加厚，因为压应力太大；(3)腹板厚度：确定腹板宽度的依据：管道直径、束距、保护层和剪力大小，规范要求腹板厚度不应小于140mm，本桥腹板宽度取500~1000mm，变化段长度为12倍的腹板宽度差，长度为6000mm。
(五)其他计算参数(1)单元按A类预应力混凝土设计；考虑钢束分阶段张拉引起的预应力损失；(2)混凝土收缩徐变：10年，3650天；体系温差：升温25、降温25；(3)不均匀沉降：2、49、99、146号节点(支点)不均匀沉降10mm，程序自动组合最不利工况；(六)普通钢筋表四普通钢筋表所有的顶板和底板钢束均布置在翼缘的等效范围内。
五、持久状况承载能力极限状态计算主要进行承载力验算，材料采用其强度设计值，假设钢筋和混凝土同时屈服，同属于塑性状态。
计算时考虑冲击系数和结构重要性系数，计算表达式为：γ0S≤R其中R=R(f d,a d)，其代表意义请参见规范。
最大抗力及最大弯矩最小抗力及最小弯矩由上图承载能力极限状态验算满足规范要求。
六、持久状况正常使用极限状态计算采用短期效应组合和长期效应组合，对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，汽车荷载效应可不计冲击系数。
长期效应组合在本处只考虑直接作用荷载，不考虑间接作用，例如不计沉降、日照温差、温度、混凝土收缩和徐变等；短期效应组合除了考虑直接作用荷载外，尚应考虑间接荷载作用。
(一)正截面抗裂验算作用长期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：σlt-σpc≤0，即混凝土正截面不出现拉应力。
如下图所示，混凝土正截面不出现拉应力。
长期效应组合正应力作用短期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：σst-σpc≤0.7ftk，即混凝土正截面拉应力不大于 1.855MPa。
如下图所示，混凝土正截面拉应力最大为-0.47MPa，105号节点下缘，拉应力小于1.855MPa，满足要求。
短期效应组合正应力105(二)斜截面抗裂验算作用短期效应组合：斜截面混凝土主拉应力控制：σtp≤0.5ftk，即混凝土斜截面主拉应力不大于1.325MPa。
如下图所示，在支点附近为-1.29MPa,应力满足要求。
这里主拉应力控制比正应力控制小，这是因为预应力混凝土桥梁的腹板出现的斜裂缝是不能自动闭合的，它不像构件的正截面裂缝，在使用阶段的多数情况下是闭合的，也说明了斜截面抗裂要求更严格。
短期效应组合主拉应力(三)挠度计算********************************************************************************正常使用阶段内力位移输出********************************************************************************结构重力结果(包括预应力效应):单元号节点号轴力剪力节点号水平位移竖向位移转角位移24 7.193e-003 2.224e-003 -1.510e-00574 -4.154e-003 -5.554e-003 -6.273e-005124 -6.834e-003 2.144e-004 1.029e-004预应力结果(仅为预应力损失效应):单元号节点号轴力剪力节点号水平位移竖向位移转角位移24 -1.173e-004 -1.213e-003 7.871e-00674 8.261e-005 2.570e-005 3.398e-006124 3.549e-004 -2.015e-003 -1.904e-005汽车MaxQ结果:单元号节点号轴力剪力节点号水平位移竖向位移转角位移24 2.437e-005 2.982e-003 3.288e-00574 -4.047e-005 4.247e-003 2.601e-005124 1.015e-004 2.986e-003 -3.293e-005汽车MinQ结果:单元号节点号轴力剪力节点号水平位移竖向位移转角位移24 -8.578e-005 -8.342e-003 3.620e-00574 6.574e-005 -6.305e-003 -1.710e-008124 9.257e-006 -8.358e-003 -3.666e-005按此挠度结果进行设置预拱度。
七、持久状况构件的应力计算主要是对持久状况承载能力极限状态计算的补充，计算时考虑汽车冲击系数和其它间接荷载作用。
钢筋混凝土受弯构件通过配筋率的控制能使两种材料(普通钢筋和混凝土)同时屈服，但预应力混凝土受弯构件由三种材料(普通钢筋、预应力钢筋和混凝土)组成，必须保证三种材料均处于弹性范围，因此，持久状况承载能力满足要求也必须进行持久状况构件的应力计算。
(一)混凝土的压应力控制基本组合：(1) 正截面混凝土压应力控制：σkc+σpt≤0.5fck，即混凝土正截面压应力不大于16.2MPa。
如下图所示，最大压应力9.92MPa，在105节点上缘,满足要求。
基本组合正截面混凝土压应力(2) 斜截面混凝土主压应力控制：σcp≤0.6fck，即混凝土主压应力不大于19.44MPa。
