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1、第1章89# 92#预应力砼连续梁桥1.1结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根 据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m -35m，单箱5室 结构变截面。箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m ；支点范围腹板厚度0.7m， 跨中范围腹板厚度0.4m。主梁单侧悬臂长度为4.85m箱梁悬臂端部厚度为0.2m， 悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞护栏同 期进行浇筑。本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。立5昼*立面图一小图11.1.1箱梁构造图jzinmiBfmE
2、iie设计研北盼 1 . i.m Ji-d ,r-j-图11.1.2箱梁断面图纵向预应力采用15.2高强度低松弛钢绞线(H级)(GB/T5224-1995),标准强 度项=1860 MPa。中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。mnEI3umhtdrimmnRr l-l-I? 沙图11.1.3中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表截面位置边跨跨中中支点中跨跨中钢绞线(中s15.2 )束数363636墩横梁预应力采用采用15 -19，单向张拉，如下图。rIT1.2主要材料1.2.1主要材料类型(1) 混凝土：主梁采用C50砼;B一一(2) 普通钢筋：R235、HRB335钢筋；(3)
3、 预应力体系：采用中s15.2高强度低松弛钢绞线(H级)(GB/T5224-1995), 标准强度 项=1860MPa ；预应力锚具采用符合GB/T14370-2002预应力筋锚具、 夹具和连接器中I类要求的优质锚具；波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑 料波纹管。1.2.2主要材料用指标本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示，表中材料指标均为每平米 桥面的用量。表11.2.2-1上部结构主要材料指标材料全桥用量用量指标单位用量单位用量指标混凝土( C50 )m32015.8m3/m20.737预应力钢绞线t35.902kg/m213.131普通钢筋t345.221kg
4、/m2126.2611.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示。图11.3.1-1结构模型图Iyy系数有效分布宽度9 861 565 2b6 851 _h51 155 749 041 733 438 032 325 918 619 2160 94 552 2 o坐标图11.3.1-2箱梁抗弯刚度折减系数示意图1.3.2支座反力计 1本桥各桥墩均设三支座。经计算，本桥各墩处的反力见表11.3.2-1 ,支座布置 如图11.3.2-1示。图11.3.2-1支座位置示意图表11.3.2-1支座反力一览表（反力单位：kN）位置沉降（最大）沉降（最小）梯度升温梯度 降温活载（最大）活载（
5、最小）钢束二次恒载组合最大组合最小端支点 （89# 墩）966-966667-3332678-2446358842134627608中支点 （90# 墩）2905-2905-6733373860-4064246973138120295中支点 （91# 墩）2992-2992-6813403814-4554243373138620111中支点1052-1052687-3442661-2665338852134587396jziamiBfmEiie设计酚许旺 1 . i.m J.r- ju. dLil jjiui-v（92# 墩）注：(1)汽车荷载效应中已包含冲击力；组合项为标准值的组合结果；(3
6、)表中数据为每个墩位处合计支座反力。1.3.3主梁持久状况承载能力极限状态验算本桥按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.3-1- 2所示。图中单位为kN.m与kN。图11.3.3-1承载能力组合弯矩包络图及对成抗力图(单位：kN.m)图11.3.3-2承载能力组合剪力包络图及对成抗力图(单位：kN)本桥按承载能力组合的正、负弯矩最大值分别为100,281kN.m和-86,295kN.m ；最大、最小剪力分别为22,074kN 和-21,959kN。根据以上图形可以看出，主梁各截面的正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。1.3.4主梁持久状况正常使用极限状
7、态验算（1）正截面抗裂验算本桥按A类构件进行正截面抗裂验算时，在作用短期效应组合和长期效应组合下的正截面拉应力包络图如图11.3.4-1-4所示，图中应力单位为MPa，以拉应力为正。由图11.3.4-1-4可见，在短期效应作用下，主梁上缘在中支点及跨中截面出现拉应力且在中间支座处有最大值3.9MPa,主梁下缘在中支座附近截面亦出现拉应力达2.4MPa，均超过规范0.7*ftk （1.855MPa）。在按长期效应组合时，主梁上缘在中间支点及跨中截面处出现拉应力，且在中间支座处有最大值0.8MPa,不满足规范要求（长期效应组合不允许出现拉应力）；主梁下缘未出现拉应力。可见，主梁在中间支座和跨中截面
8、不满足规范对于A类预应力构件的正截面抗裂要求。MlDASjCivilPQST-mOZESSDRBEAM STRESSII Jit.3.360796+0001.7K12e+00i1.27870e+00Ei 7352356-1:101.a+DDD-2J22S&1Q-0IJ1-Ln322Q3e+000 -L.643aie+a00Po=tCCB 国新图11.3.4-1短期组合上缘最大拉成力包络图（单位：MPa） c _ - 一 j 一 ：. 1弱1=口顷与即3&=-硕 卜 lWLfe+C。.由 imssmci-2.M361t+CI0 -S.33507t+(i3 l-2.?0L3tKMO L-3,100
9、3&=h ii a. . ah lb-msr.fcn J55S Is - ! Id.- 厝黑皆扣SJ3H ESE粮=rA 。弦斯股握柘、8彳。9、_|必何溟坡赛、EEICNTRMfsw、9.7 = 撤燎单wsWMf 整腰神、EELn.I 、曰同HYffr-tt tlfflu WUHDaELJD4-3saxm更Kl nwfloz oaaxiwKaJ I.DDQ+m-KQ f BMrd1 ucloz oaa+wya.aisa1 hyLjoE DDSIW8D D hsQ- Kw_s J sion-uoKSUMAU.tta rwvu* 0E度样SES Uu-HaamDTWn-ht-HUJ凸oz 5a，
10、3-?sr!* alE存星sfl- LfflurJXKMmH LDO-QNEIt-E .- xdE巧丈一 MC.&OWI MM+”5界挡苗- 8tMNR-.m Dxtol-1段rn.Ad *Ol5il553 乏一5 IWLdlaSmwyuslWOQ一 FosnDlls。旧售94.mss s ; .；：1.3.5主梁持久状况应力验 1(1)正截面混凝土压应力验算本桥按荷载标准值组合计算的截面上下缘压应力包络图分别如图11.3.5-1 2所示。皿wmiriiiiiir“皿CEmln:房眼MID AS/CIVll PQgT-PgCmR旺心STRESSo o o o o o -u o o o 1- 1
11、 二-.Lm HmJJ图11.3.5-1 准9上ES力包S9（e位: MPa）MIDASIullP0gTPRDa5gCiR能邸STRESSE 4.MO0St+Mi：i l.ZOlUlc-KMO111111皿仙|Mil-巳 351LWKM 口 -B.12Z3fir+HD T 踞 13403。 -4.34146e-KM0 TEIWmHM 口 5.&66Bsr+Iin -b.a21SDt+Mi：i =6（K151erKM0 -7 即 DEEM 口 -B.3O2L3fir+AA- u_am。1=nnll* &)-R布兵佃回fIJ-fl-县儡恒出虻(I二坦4n WO 夺 m9 00 00O6 11OSH
12、、童EEW LnwodL山需口 T _:_帛0840300!I 口 noH-BgoN寸宜 w! DRrrmRnw- ORYT-KSM-!I _:_节&财田申. _:_由宅胃. o 戒 15n5 D843S!B 8+3- n fd-挡顷(场55LdlIlIJIIsl ZJSDB&fl+DCXL 1.75B25fe+O：H-i J5E92Q+0C4 753E5圣十m。加DODq+DR -2.51ia+=H-000-L.7EQfc+O&qn-Z.2bO5&?i-OW2 祐:MitFgRostoZSALL CDMBINAICON图11.3.6-2承载能力组合弯矩包络图及对成抗力图(单位：kN.m)Ml
13、DASZilPOETURSES5DRI- 0,L51 t-KI03 EE7t+IDm 4.B6662e-KI03 Z.9J 397GKI03 9.71224 ErKlOd a.mooofir+000.-4 耳亦#+ 口O-4 用 73 丕 HI CO 鸣小Rl己HI COPaxfcCE：图11.3.6-4端横梁短期组合上缘最大拉成力（单位：MPa）图11.3.6-5端横梁短期组合下缘最大拉成力（单位：MPa）HILIIIIJl.111 111.L.虹1L厂P.：.*C5CEm afi：i图11.3.6-6端横梁长期组合上缘最大拉成力（单位：MPa）上涸 E1BJEE1 识 iffitEHfFi
14、BTrii 1 . i.fli ju-i - ,r - j-ib a.ahuiaa- j-ar. i图11.3.6-7端横梁长期组合下缘最大拉成力（单位：MPa）由图11.3.6-4-7可见，按荷载短期组合，该端横梁上缘未出现拉应力，下最大拉应力为0.6MPa，满足规范要求。按荷载长期组合，该端横梁上缘未出现拉应力，下缘最大拉应力为0.5 MPa，出现在两边支座内侧梁段，不满足规范要求。按荷载短期效应组合，端横梁最大主拉应力包络图参见图11.3.6-8。PO&I-PROCES&ORDEAM STRESSP&：-SIG-PsL9.1+945 erOOL4a17-tML 37352e-(ML 2.
15、7M66e-(l L9帕由HHL2J3374E-OQ3CEm axi弱点图11.3.6-8端横梁短期组合最大主拉应力（单位：MPa）由图11.3.6-9可见，按荷载短期组合，端横梁主拉应力最大值达1.0MPa，满足 规范要求。横梁持久状况应力验算按荷载标准效应组合，端横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图11.3.6-10-11。上迥 E1BJEE1 识 iffitEHfFiBTi1 一s. jjilb tAA-; MCDAS/iYilPOST-PROCE5SORHE AN STRESS-2.1225 CiQ+CCiO-2.E3973a-t-MD-4.E0E6E-fi+KiEi-4.E3E3*
16、十 DOD-E.E77EEia+tOD-L布Ed耽十OOD-L.?OE?e+l：a：iD5,l31Zt+0i：i0 -E.D3e+O：iLi-已罪的&十00 Ci 3.3742te+KiD 3.?9143fi+D2iURjEtCECBmln：林*!图11.3.6-10端横梁标准组合上缘最大压应力（单位：MPa）jjpnmnmninnimnmninpinjiiimii图11.3.6-11端横梁标准组合下缘最大压应力（单位：MPa）由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.8MPa ;下缘最大压应力为7.0MPa。上下缘应力均满足规范要求。端横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图
17、11.3.6-12所示。MlDASfClYil口Ci$T 印.8牝OR.EEAW EJRESSpJSC)S1G-P=2p_-3 2S4a&a-t-000 -365&=+ffl0KI UJimill. ILHLUJU III LJ1I.II ILIIIJ up .7 42537Q+OaO1 T归瓣N十M6 22337*+M0 *17tl7i=+ffl0 -6J010?fe+(nO jW43fl+oao R-d .7S8J Sa+oao 十 DID -PSaEEfe+OlOPastesCBmin!暮渔图11.3.6-12端横梁标准组合最大主压应力（单位：MPa）由图可见，按标准值组合的混凝土最大主
18、压应力为7.6MPa，满足规范要求。JZ 涸 E1BJEE1 识 设计 EHfFiBTrj.a . i.m ji_u , nr- ju. ii.a.aiiu1.3.7中横梁验算中横梁宽度2.2m，支座间距13.6m，为预应力混凝土结构。计算模型如下。图11.3.7-1中横梁计算模型图考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别，而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域，杆系模型的计算结果不太真实，因此，对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。表1.3.6-1支座反力一览表(反力单位：kN)位置活载(最大)活载(最小)钢束二次恒载组合最大组合最小左支点1650-47793095327882中支点235
19、4-36848134281582913107右支点15591836599258366注：(1)汽车荷载效应中已包含冲击力；(2)组合项为标准值的组合结果;(3)表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。(4)支点位置中的左中右”指从91#墩向小号方向看(1)横梁持久状况承载能力极限状态验算中横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.7- 2-3所示。计算截面抗力时，纵向普通钢筋按上、下缘15根D28进行考虑;箍筋按D16150mm考虑。图中单位为kN与kN.m。MlDPSjClYllPOST-P：王乾OR.口至二 口ESTijNZ 661266+004 Zd 77
20、36+004 L.69353e+0D4 L2096e+0D4 725797+002 2.4LM2e+0LG UJJOMOg+OKJD9aa+DD4-2.177396+0042泡十口口4Pd3tC5ALL CCWB3WATIDN图11.3.7-2承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图（单位：kN.m）MEiASZivilPD5T-PRDCE第 CfiPSC DESIGN5hUF1 57737eK04 1 旦知 ESoHMd 1 J003?8eK04 7dG9&=-KT34 301930-HUS OjOOODi-KMO :Mnget+KQ 2 凯Ml 海 EtaXO -lO37&=-i-ff4-.57
21、737Cr+EKMPasKEALL CCMBINATION图11.3.7-3承载能力组合剪力包络图及对应抗力图（单位：kN）中横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为13,887kN.m和-23,491kN.m , 根据图11.3.7-2，中横梁的抗弯承载能力满足要求。中横梁按承载能力组合的最大、最小剪力分别为11,269kN （该截面抗剪能力 11，025 kN）和-10,333kN，最大剪应力位于中支座处，超出承载能力2%。根据S11.3.7- 3，端横梁的斜截面抗剪验算不满足要求。（2）横梁持久状况正常使用极限状态验算按荷载短期、长期效应组合，中横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.
22、7- 47。上涸 E1BJEEI 识 iffitEffiFiBFa.i i J. - di-uh jjiui-v duir.i MDA5/Clu1lPgRiDCE55CiRBEAM STRESS期产工）2.W5te+aOD l.iSOSa-KJOD B.D43?2a-DL D.rcOODe-JOD 436373=104.057ELt+OCi-L.t7a+s-H：C0Z.Z9977cr+XI0Z-51?4O=-KMCiJLIIU I.JI UU.III.ILU JLI -354CI0+=-hZ(I0-4.3Mg+T-PROaDRBEAM STRESSLllllll IIIUIJU1LIL11U
23、l|Llw p-K L濒TSeHTO 一 1.154236+000 OMOrciei-OOD -6.65421-001-L.BTBESa-KJOO-,+ESOte-KO .q,曲佑主+om -2.698 L&a-KOO -4,3735-mX0 .45U5s+WtiCtKtCECBm BMi fctftfl图11.3.7-6 中i长期组合上缘最大拉成力（单位：MPa）lllllllllllllllllllMIDASjainlPQgT-咔QCESSCRBEM1 STRESSFmOE38&*DaCi 口中3L ajaowoe+wo -3Z657fie Kll-1成!察己NEC -2jO623q&+a
24、oa -?4073e+KOI -32192-le+OiZOE-3.797&ge+OiZO -i|37tlEs+K0 -4.9E4S0fi+D0aPastesCBmb!长期图11.3.7-7中横梁长期蛆合下缘最大拉应力（单位：MPa）JZ 涸 E1BJEE1 识 iffitEHfFiBTrii 1 . i.m ji-u ,r- xi!m由图11.3.7-4-7可见，按荷载短期组合，该端横梁上、下缘最大拉应力分别2.0MPa、1.5MPa，不满足规范要求；按荷载长期组合，该端横梁上、下缘均出现拉应力且最大值都为1.8MPa，不满足规范要求。按荷载短期效应组合，中横梁最大主拉应力包络图参见图11.3
25、.7-8。MIDASjOil.PROCESS CRBEAM 5TH.E55（P5：Z）204566&+WCI L.66O15e+M0L-3037?e+WICi LdlSOe+MO 9.必QLAIML 7.4Z3S?&0L 5,6188 如 U1L 3.7M17eML L.9CTM6&-OOL 5 474-38e03SEQ-PSLh-g.APostCSCBrnas：信期图11.3.7-8中横梁短期组合最大主拉应力（单位：MPa）由图3.3.33可见，按荷载短期组合，中横梁主拉应力最大值达2.0MPa，不满足规范要求。（3）横梁持久状况应力验算按荷载标准效应组合，中横梁上、下缘的最大压应力包络图参
26、见图11.3.7-9-10。图11.3.7-9中横梁标准组合上缘最大压应力（单位：MPa）上涸 E1BJEEI 识 iffitEHffiBTr ill . i. j -uii-u r,-j- 土*u = i_v一 xdr.iaif E。虹一III.山 IIIll III J1M 山MIDflSjCitfllPD5T-PR0CE55CIFL驻皿1 5RE冬财&3十V，Fi-k aqs40LHim Ojaomoe-HzooIXEBSEiffilD-1 旧了 E875DaQ 2jg6ig*+aaa -2,1651 e+OTO -3.53683e+KI0-4.15715e+KI0.T,77洗ZCMD
27、J -J?97?e+aiO -sJOJSlOG-i-DaOPoskCS图11.3.7-10中横梁标准组合下缘最大压应力（单位：MPa）由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.5MPa ;下缘最大压应力为6.0MPa。上下缘压应力均满足规范要求。中横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.7-11所示。MLUAi/X-ivilP匚白中区。氏55质匪AM GTRES(PgO -LB14艘十口西 2,l37(Kc+0Ki -2.57?L7e+0(Ki 2.Kj27e+0Ki 2.22?+0( Sa?254S+orci 4. la? ESa 1-000 4,+3?63e+0K
28、i 4,07175te+0M-b.DlSLijo+OKi5K-P12111111 且岫川 11| | |JP岬11111111111岫皿| |1 岬皿皿皿皿HI IIIP0SK5OBmini麻曜图11.3.7-11中横梁标准组合最大主压应力（单位：MPa）由图可见，按标准值组合的混凝土最大主压应力为6.0MPa，满足规范要求。L4计算结果小结与分析本桥在模型计算中考虑了荷载有效分布宽度，通过对本桥的计算分析可知：（1）桥梁上部结构总体计算的承载能力、挠度、持久状况的压应力水平满足规范 要求。中横梁及端横梁的悬臂部分受力参考桥面板的分析结果，中横梁抗剪承载能 力、短长期效应组合下抗裂能力不满足规范要求，标准组合下抗压能力满足要求。 端横梁长期效应组合下抗裂能力不满足规范要求，抗弯剪承载能力、短期抗裂及标I ：.顷| 1.1：in；r;；-19ji n I . Jbaii - -v- xx 八土m
