连续刚构桥毕业设计

1目录1 方案拟定及比选 .11.1 工程建设背景介绍 .11.2 工程主要技术标准 11.3 设计方案介绍 11.3.1 设计方案一 预应力混凝土连续刚构桥 11.3.1 设计方案二 独塔斜拉桥 21.4 比选结果 .22 桥梁结构主要尺寸拟定 32.1 主跨跨径及截面尺寸的拟定 32.1.1 主跨跨径拟定 32.1.2 顺桥向梁的尺寸拟定 32.1.3 横桥向的尺寸拟定 32.2 材料规格 43 模型建立 .53.1 结构单元划分 53.1.1 划分原则 53.1.2 划分结果 53.2 施工过程模拟 53.3 毛截面几何特性计算 94 全桥内力计算 124.1 计算参数 .124.2 内力计算 .124.2.1 自重作用下的内力计算 .124.2.2 二期恒载作用下的内力计算 .144.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算 .154.2.4 温度对结构的影响 .174.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响 .214.2.6 活载内力计算 .234.3 作用效应组合 .294.3.1 作用 .294.3.2 组合原理及规律 .294.4 施工阶段分析 .3325 预应力钢束设计及截面特性计算 .365.1 按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 .365.2 预应力筋估算结果 .375.3 换算截面几何特性值计算 .396 预应力损失计算 .426.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失 1l426.2锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 2l.446.3混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失 3l.456.4混凝土弹性压缩引起的应力损失 4l.456.5 由钢筋松弛引起的应力损失的终极值 5l466.6 由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 6l476.7 有效预应力计算 .487 截面验算 497.1 承载能力极限状态验算 .497.1.1 使用阶段正截面抗弯验算 497.1.2 使用阶段斜截面抗剪验算 557.2 正常使用极限状态验算 .607.2.1 使用阶段正截面压应力验算： .607.2.2 施工阶段正截面法向应力验算 .617.2.3 使用阶段正截面抗裂验算 .627.2.4 使用阶段斜截面抗裂验算 .627.2.5 变形验算 .62参考文献 64致谢 .65附表 .66附件 .85开题报告 .85外文文献原文及译文 .85第 1 页 共 85 页1 方案拟定及比选1.1 工程建设背景介绍徐家信江特大桥是江西景德镇至鹰潭高速公路D3标段中一座重要的控制过程 ,大桥全长1385米,全桥由主桥、副孔及引桥三部分组成,由北至南桥面纵坡分别为1.696% 至2.207%,，设计为双幅单向行驶。1.2 工程主要技术标准道路等级: 高速公路；设计菏载：公路-I级；设计车速：100km/h；设计车道：每幅单向两车道；桥面宽：横桥向分为左右两幅完全独立且对称的桥，每幅桥面净宽10.75m;1.3 设计方案介绍1.3.1 设计方案一预应力混凝土连续刚构桥预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与 T 形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。大跨径连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致；其次，由于墩梁固结共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小，因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥设计大一些。它常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下，基本上属于一种无推力的结构。（1）孔径布置：60+90+90+60m，全长 300m。（2）结构构造：设计横断面为双幅单箱单室截面，横截面布置如图2-1和图2-2所示。梁高从根部截面的5.0m变化至跨中截面的2.3m，箱梁顶板宽取11.75m，底板宽6.75m，顶板厚0.30m，腹板厚：0.55m；底板厚度由根部截面的0.52m变化至跨中截面的0.30m.，箱梁悬臂部分长2. 5m，箱梁顶板翼缘端部厚度为0.28m。翼缘根部厚度为0.58m。腹板与顶板相接处做成120cm40cm承托，腹板与底板相接处则做成40cm 40cm承托，以利脱模并减弱转角处的应力集中。桥墩采用薄壁双墩结构；桩基第 2 页 共 85 页础采用钻孔灌注桩；桥台采用U型桥台。详细布置见附图。（3）施工方案：对称悬臂挂篮浇筑法。1.3.1 设计方案二独塔斜拉桥斜拉桥的基本受力特点是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。因而主梁在斜拉索的各点支承作用下，像多跨弹性支承的连续梁一样，使弯矩值得以大大地降低，这不但可以使主梁尺寸大大地减小，而且由于结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又能大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，斜拉索轴力产生的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增强主梁的抗裂性能，节约主梁中预应力钢材的用量。（1）孔径布置：140+160m，全长 300m。（2）结构构造：设计横断面为双幅单箱单室截面，和方案一的截面相同。1.4 比选结果斜拉桥结构复杂，施工费用较高，不适合本设计。连续刚构桥，它具有连续梁桥行车平顺，抗震性能好等优点，同时还具有不需设置大吨位支座、对地基要求低等优点，所以该地段设计一座连续刚构桥更为合理。综上所述，选用方案一更加合理，即预应力混凝土连续刚构桥为推荐方案。第 3 页 共 85 页2 桥梁结构主要尺寸拟定2.1 主跨跨径及截面尺寸的拟定2.1.1 主跨跨径拟定主跨径定为90m,边跨跨径根据国内外已有经验，为主跨的 0.50.8倍，采用0.667倍的中跨径，即60m，则全联跨径为：60+90+90+60=380(m)2.1.2 顺桥向梁的尺寸拟定（1）支点处梁高：根据文献 1P67表2-16，梁高为1/161/20L ，取L/16，即5.0m 。（2）跨中梁高：根据文献 1P67表2-16，梁高为1/301/50L，取L/34.78,即2.3m 。（3）梁底曲线：根据文献 1P67表2-16规定，选用二次抛物线。2.1.3 横桥向的尺寸拟定根据规定车行道每幅两车道，且为高速公路，时速为100km/h，选用分离式箱型截面，由规范，取右侧路肩2.5m，左侧路肩0.75m，中央分隔带宽1.0m，两桥间隔2m，车道宽3.75m，单幅桥面净宽10.75m。设计横断面为双幅单箱单室截面，横截面布置如图2-1所示。梁高从根部截面的5.0m变化至跨中截面的2.3m，箱梁顶板宽取11.75m ，底板宽6.75m，顶板厚0.30m ，腹板厚：0.6m（根部处），0.40m（跨中）；底板厚度由根部截面的0.52m变化至跨中截面的0.30m.，箱梁悬臂部分长2.25m，箱梁顶板翼缘端部厚度为0.15m。翼缘根部厚度为0.58m。腹板与顶板相接处做成120cm40cm承托，腹板与底板相接处则做成40cm 40cm承托，以利脱模并减弱转角处的应力集中。主墩墩顶箱梁综合考虑受力和变形情况箱梁内各设柔性横隔板2道，厚度取为0.7m;为了满足施工和管理需要在每道横隔板处均设置了过人洞。同时为保持箱内干燥，在箱梁根部区段底板上设有排水孔。第 4 页 共 85 页图 2-1 横 截 面 布 置 图 （ 尺 寸 单 位 ： ）跨 中 截 面支 点 截 面2.2 材料规格主梁及横隔板：采用 50 号混凝土，容重为 26kN/m3，弹性模量取 3.45104 MPa；桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为 10cm，容重为 25kN/m3；防撞护栏：采用 20 号混凝土，容重为 25kN/m3；桥 墩 ：采用 50 号混凝土，容重为 26kN/m3，弹性模量取 3.45104MPa第 5 页 共 87 页3 模型建立3.1 结构单元划分3.1.1 划分原则根据选用的施工方案(悬臂浇筑)及所用施工机具(挂篮)的承重、支承点位置及支反力，对上部箱梁进行施工分段，梁段长度规格应尽量减少，以利于挂篮施工。梁段长度变化处的梁段重量差应尽量减少，以利于施工控制。箱梁分段完成后进行单元划分编号。3.1.2 划分结果根据以上原则采用有限元分析软件Midas建模，计算模型中上部结构划分为83个单元，其中14单元（左边跨现浇段）和8083单元（右边跨现浇段）采用高度为2.3m的等截面箱梁；615单元、1928单元、3140单元、4453单元、5665单元，6978单元都是按二次抛物线变化的变截面；1618单元（左零号块处）、4143单元（中零号块处）、6668单元（右零号块处）采用高度为5m的等截面箱梁。主梁各个单元尺寸见表2-1。表3-1 主梁各单元尺寸单元长度（m） 1 2 4 3.75 4单元号16、18、41、29、30、43、54、55、66、684、5、79、8018、19、44、453、4、59、60615、1928、3140、4453、5665、6978下部结为双肢薄壁墩，墩高30m,将其划分为1个单元,两对双肢薄壁墩都用实心矩形截面，横桥向尺寸为6.75m,顺桥向尺寸为2m。全桥结构离散图如图3.1所示。3.2 施工过程模拟连续刚构桥由在双肢薄壁墩施工完成后由托架现浇墩顶 0 号梁段、然后由在两个主墩上用挂篮分段对称悬臂浇筑的梁段、吊架上浇筑的跨中合拢梁段及落地支架上浇筑的边跨现浇梁段组成。墩顶 0 号梁段长 16m，一个“T”的两个悬臂各分为 9 对梁段，一个梁段长度为 4m，累计悬臂总长 36m，全桥共有两个 2m 长的主跨跨中合拢梁段和两个 2m 长的边跨合拢梁段，两个 14m 长的边跨满堂支架现浇梁段。第 6 页 共 87 页采用 软件模拟主梁的整个施工过程，充分考虑施工荷载（挂篮、混凝土湿Midas重）对结构的影响，具体施工过程如下：图3.1 全桥结构离散图第 7 页 共 87 页第1阶段：双肢薄壁墩及0号梁段施工图3.2 第1施工阶段第2阶段：上悬臂施工挂蓝施工1号块图3.3 第2施工阶段第 8 页 共 87 页第3阶段：挂蓝前移施工2号块图3.4 第3施工阶段第4阶段第10阶段 （重复3过程）第11阶段：左、右边跨14m长现浇段施工，拆悬浇挂蓝、换合龙支架，左、右边跨合拢图3.6 第11施工阶段第12阶段：加合拢段混凝土湿重第 9 页 共 87 页第13阶段：拆悬浇挂蓝，两中跨跨合拢图3.7 第13施工阶段第13阶段：拆除合龙支架、作用二期恒载，徐变至3年；图3.9 第13施工阶段3.3 毛截面几何特性计算由Midas自动生成梁截面特性第 10 页 共 87 页表 3-2 毛截面几何特性值单元 位置 面积 ( )2mIzz ( )4Czp (m) Czm (m)17 I 8.597 81.3353 0.9019 1.39818 I 8.649 81.7294 0.917 1.41649 I 8.805 82.9118 0.9627 1.470610 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559711 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681812 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.834713 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016414 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224715 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.4581619 I 12.81 113.2585 2.2851 2.714920 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.45821 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224722 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016423 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.834724 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681825 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559726 I 8.805 82.9118 0.9627 1.47062733 I 8.649 81.7294 0.917 1.416434 I 8.805 82.9118 0.9627 1.470635 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559736 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681837 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.834738 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016439 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224740 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.4584144 I 12.81 113.2585 2.2851 2.714945 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.45846 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224747 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016448 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.834749 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681850 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559751 I 8.805 82.9118 0.9627 1.470652 I 8.649 81.7294 0.917 1.41645357 I 8.597 81.3353 0.9019 1.398158 I 8.649 81.7294 0.917 1.416459 I 8.805 82.9118 0.9627 1.470660 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559761 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681862 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.8347第 11 页 共 87 页续表 3-2单元 位置 面积 ( )2mIzz ( )4Czp (m) Czm (m)63 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016464 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224765 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.4586669 I 12.81 113.2585 2.2851 2.714970 I 11.9258 106.5586 1.9753 2.45871 I 11.1456 100.6469 1.7086 2.224772 I 10.4694 95.5234 1.4836 2.016473 I 9.8973 91.1882 1.2986 1.834774 I 9.4292 87.6411 1.1515 1.681875 I 9.0651 84.8823 1.0403 1.559776 I 8.805 82.9118 0.9627 1.470677 I 8.649 81.7294 0.917 1.41647883 I 8.597 81.3353 0.9019 1.3981注：上表中 Czp:表示单元截面中和轴到截面上边缘的距离；Czm:表示单元截面中和轴到截面下边缘的距离；Izz：表示对 Z 轴的抗弯惯。第 12 页 共 87 页4 全桥内力计算内力计算分析按施工阶段和成桥使用阶段进行。施工阶段分析模拟施工中每一个安装过程进行计算分析,即将块件离散成单元杆件从桥墩施工箱梁悬臂浇筑全桥合拢桥面二期恒载施工成桥混凝土徐变完成的整个过程。4.1 计算参数（1）主要材料技术指标主梁采用C50混凝土：抗压强度标准值f ck =32.4MPa,抗拉强度标准值f t k =2.65MPa；抗压强度设计值 =22.4MPa，抗拉强度设计值 =1.83MPa；线膨胀系cd tdf=1.0 ，弹性模量 E C =3.45 MPa，容重 =26kN/ 。s510 410c3m（2）施工阶段参数全桥施工共分14个施工阶段，最后一个阶段计算徐变至3年，二期恒载集度取为34.68kN/m，挂篮重量取50t，作用位置位于距每个梁端 2 m处，计算分析模型完全模拟施工过程中的受力情况。（3）可变荷载信息可变作用主要考虑汽车荷载，温度作用。汽车荷载为公路-I级，2车道布置,不考虑横向折减，温度作用考虑四种工况，体系温升12.5 ,体系温降-12.5 ,日照正温差，日照反温差。体系日照正温差按顶底板温升5, 日照反温差值取正温差负值的一半，两者温度均呈非线性变化。4.2 内力计算4.2.1 自重作用下的内力计算自重作用下的结构内力见表 4-1。第 13 页 共 87 页二 二 : -28135 二 二 : -28135 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y1.49e+040-3.5649e04-.27+15-.403e78-2.9+561e0-.548235PostCSCB: 二 二MAX81IN :6二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/1209二 二 -二 二X.Y:-10Z.二 二 : 1360 二 二 : -1360 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -z1.3596e+0428.4361e03.79+230.e0-37896.12+3-54e0.94-136PostCSCB: 二 二MAX16IN :8二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :05/1209二 二 -二 二X.Y:-10Z.表 4-1 自重作用下梁的内力单元 位置 轴力 (kN) 剪力 -z (kN) 弯矩-y ( )mkN1 I 4.66 -2717.16 07 I -14.22 2474.9 2431.8118 I 106.9 -12192.8 -23901631 I 121.84 490.28 -5387.0343 I 106.9 -12654.3 -25839954 I 121.97 -490.3 -5387.666 I 106.9 11819.58 -22701078 I -2.32 -2474.93 2431.8383 I 2.74 1678.98 8792.32-281353 -281353 14194 14194 图 4.1 自重作用下的弯矩图(单位: )mkN13600-13600图 4.2 自重作用下的剪力图(单位:kN)第 14 页 共 87 页4.2.2 二期恒载作用下的内力计算防撞栏杆重：q 1 =0.2520.626=7.8kN/m桥面铺装重：q 2 =10.750.125= 26.875kN/m合计：q = q1+q2 =7.8+26.875=34.68 kN/m 将桥面系荷载作为二期恒载以均布荷载的形式加在主梁上,结果见表 4-2,表 4-2 二期恒载作用下梁产生的内力单元 位置 轴力 (kN) 剪力-z (kN) 弯矩-y ( )mkN1 I 0.60 -632 0.007 I 0.10 64 572418 I -37.82 -1523 -2729531 I -35.79 114 585843 I -37.81 -1411 -2253554 I 0.06 52 589566 I -14 1515 -2688178 I 0 0 562983 J 0 626 0二 二 : -2795 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y5.8943e+0270.-3156e03.748+-91.20e4-56.843+-210e4.7-95PostCSST: 二 二MAX54IN :18二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.3 二期恒载作下的弯矩图(单位: )mkN第 15 页 共 87 页二 二 : 15 二 二 : -1523 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -z1.5496e+032387.2654e0.1+0-.425e02187-6.9+03e02-1.2475PostCSST: 二 二MAX6IN :18二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.4 二期恒载作下的剪力图(单位:kN) MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二1.059e+0-.4274169e0-.8+3524-4.0e97-5.62+431e0-7.086254PostCSST: 二 二MAX1IN :85二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :0/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.5 二期恒载作下的轴力图(单位:kN)4.2.3 墩台不均匀沉降引起的次内力计算支座的均匀沉降不会产生次内力，但是不均匀沉降却会产生对结构不利的次内力。在考虑墩台和支座不均匀沉降时，采用 Midas 软件提供的功能来进行计算，本设计根据公路桥涵地基与基础设计规范第 3.3.3 条规定：相邻墩台沉降差（不包括施工中的沉降）小于 （mm）(L 为相邻墩台间的最小跨径长度，以 m 计)。本设计0.1假定边跨支座或中间墩支座下沉 5mm，来考虑这部分的影响。由于墩台的不均匀沉降产生的梁单元弯矩如表 4-3。第 16 页 共 87 页表 4-3：墩台不均匀沉降产生的弯矩单元 位置 弯矩-1 ( )mkN弯矩 -2( )mkN1 I 0.00 0.0018 I 2255 259531 I -12 -5643 I -13 2577.0054 I 0.00 1366 I 6 078 I 0 083 I 0 0注：上表中的弯矩-1 表示桥台下沉时产生的弯矩；弯矩-2 表示桥墩下沉时产生的弯矩。二 二 : -256 二 二 : 259 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y2.5941e+036.819e037.26+25340.e0-682921.54+3-e02.087-563PostCSST: 二 二 二MAX18IN :4二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.6 边墩台不均匀沉降产生的弯矩图(单位: )kN二 二 : -25 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y6.0943e+01-.7250e0-.81+92-.0e03145-.623+80e3-.41256PostCSST: 二 二 二 二MAX8IN :16二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.7 桥台不均匀沉降产生的弯图(单位:kN)第 17 页 共 87 页4.2.4 温度对结构的影响与其他物体一样，热胀冷缩也是桥梁结构的固有属性之一。桥梁是置于大气环境的结构，温度毫不例外地对桥梁要产生影响。温度影响包括年温差与局部温差影响。年温差影响指气温随季节发生周期性变化对结构所起的作用，一般假定温度沿结构截面高度方向均匀变化。对于无水平约束的连续梁桥，年温差只引起结构的均匀伸缩，并不产生温度次内力。局部温差一般指日照温差或混凝土水化热影响。水化热影响较为复杂，且在施工中可采用温度控制予以调节，因此桥梁温度应力计算一般不包括此项。日照因辐射强度、桥梁方位、日照时间、地理位置、地形地貌等因素影响，使桥面与内部因对流和传导方式形成不均匀分布，即产生结构的温度场。显然，温度场的确定是计算结构温度效应的关键。桥梁设计中通常分温度沿梁高线性变化和非线性变化两大类。在线性变化情况下，梁式结构将产生挠曲变形，且梁在变形后仍然服从平截面假定。因此，在静定梁式结构中，线性变化的温度梯度只引起结构的位移而不产生温度次内力，而在连续梁式结构中，它不但引起结构的位移，且因多余约束的存在，从而产生结构温度次内力。温度应力对预应力混凝土的桥梁的危害在近二十年来越来越受到重视和研究。理论分析和试验研究均已证明，在大跨预应力混凝土箱型梁桥中，特别是超静定结构体系（例如连续梁中，温度应力可以达到甚至超过活载应力） ，已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝的主要原因。我国公路混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范 （JTG62-04）附录 B 规定：A.简支梁温差应力 (4-1)cyt EtAN(4-2)yt eM01) 正温差应力(4-3) cyttt EIA02)反温差应力，(4-1)、(4-2)、(4-3)内 取负值，按(4-3)式计算。yt式中： 截面内的单元面积；y单元面积 内温差梯度平均值，均以正值代入；tyA混凝土线膨胀系数；c第 18 页 共 87 页混凝土弹性模量；cE计算应力点至换算截面重心轴的距离，重心轴以上取正，以下取负；y单元面积 重心至换算截面重心轴的距离；yeyA、 换算截面面积和惯性矩；0IB.连续梁温差应力尚应计入温度作用次弯矩 ，此时公式(4-3)右边第二项内弯矩tM应改为 代之。0tM0tttM由公路桥涵设计通用规范（JTG D-602004）知江西属于温热地区，温度作用考虑四种工况，体系温升15,体系温降-15,日照正温差，日照反温差。日照正温差按顶底板温升5,日照反温差值取正温差负值的一半，两者温度呈非线性变化。采用Midas软件计算结果如下。1） 体系升降、温时产生的梁单元内力表4-4 体系升、降温产生的内力升温 降温单元 位置 剪力-z (kN)弯矩-y ()mkN剪力-z (kN)弯矩-y ()mkN1 I 63 -252 63 25217 I -4198 3161 4198 -316128 I -40 -1190 40 119043 I 127 8069 -127 -806968 I 3331 2719 -3331 -271983 I -71 -283 71 283第 19 页 共 87 页二 二 : 14259 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y1.4259e+048.3736954e0.2+0813.e0-275.14+3-68e0.0294-157PostCSST: 二 二 二 二MAX17IN :8二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.8 体系升温下的弯矩图(单位: )mkN二 二 : -4198 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -z3.108e+32645.917e035.36+20-7.8e014593-2.+8e0-3.5193472PostCSST: 二 二 二 二MAX67IN :1二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.9 体系升温下的剪力图 (单位:kN )第 20 页 共 87 页二 二 : -14259 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y1.257e+04089.643521e0.78+0-2.1e0345-6.9+307e3-1.825449PostCSST: 二 二 二 二MAX8IN :17二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.10 体系降温时的弯矩图(单位: )mkN二 二 : 4198 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -z4.1972e+0335.8214e03.59+7820.e0-59361.27+3-e0.645-3183PostCSST: 二 二 二 二MAX17IN :6二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.11 体系降温时的剪力图(单位:kN)2）日照升温引起的梁单元内力表4-5 日照升温产生的内力单元 位置 剪力-z (kN) 弯矩-y ( )mkN1 I -225 0.0017 J 780 14314.0028 I 4 655543 I 9 621568 I -602 1244583 I 218 0第 21 页 共 87 页二 二 : 1285 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y1.2847e+05.03942e037.8+653.2e034019.768+532e00.-164PostCSST: 二 二MAX16IN :8二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.12 日照升温时的弯矩图(单位: )mkN二 二 : 780 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -z7.945e+02623.81409e022.75+180.e0-97521.43+-10e.7652-248PostCSST: 二 二MAX17IN :6二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图4.13 日照升温时的剪力图(单位: kN )4.2.5 混凝土徐变、收缩对结构的影响（1）混凝土徐变对结构的影响对于超静定结构，由于冗余力的存在，混凝土徐变受到多余约束的制约，从而引起徐变次内力，徐变次内力的存在使结构的内力重分布。实际上，徐变次内力是由于体系转换（即从静定结构到超静定结构）而产生的，因此在施工时应尽量避免反复的体系转换次数。由于徐变理论的复杂性，徐变次内力计算方法并不完善，规范采用基于老化理论的计算式。由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D622004）的公式：第 22 页 共 87 页Mgt M1g + ( M2g M1g)1 e （4-4）0-(t,),式中，M gt在先期结构上由结构重力产生的弯矩，经过重分配后在后期结构中的弯矩（至 t 时） ；M1g在先期结构上的结构重力，按先期结构体系计算的弯矩；M2g在先期结构上的结构重力，按后期结构体系计算的弯矩；(t,0)从先期结构加载龄期 0 至后期结构计算所考虑时间 t 时的徐变系数，可按本规范附录 F 计算。(,0)从先期结构加载龄期 0 至 时转换为后期结构的徐变系数。恒载徐变次内力为 M 次 ( M 2g M1g)(1 e ) （4-5）0-(t,),根据本规范附录 F，徐变系数 (t,0)的计算公式如下：(t,t0) 0c(tt0) （4-6）c(tt0) 0.3 （4-7）(t-t0)/t1H+(t-t0)/t1H=1501+(1.2 )18 +250 （4-8）RHRH0 hh0式中，t 0加载时的混凝土龄期(d)；t计算考虑时刻的混凝土龄期(d)；(t,t0)加载龄期为 t0，计算考虑龄期为 t 时的混凝土徐变系数；0名义徐变系数；c加载后徐变随时间发展的系数；t、所要求的徐变系数的混凝土龄期和混凝土加载龄期。（2）混凝土收缩对结构的影响同样，对于超静定结构，混凝土的收缩对结构会产生次内力，混凝土收缩应变也是随时间变化的，它的增长速度受空气温度及湿度等条件的影响。具体计算方法可根据桥规 （JTG D622004）附录 F 中的 F.1 条计算。根据桥规 （JTG D622004）附录F 中的第F.1、F.2 条规定，Midas软件计算参数设定如下：水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度:50000 2/mKN第 23 页 共 87 页长期荷载作用时混凝土的材龄: = 5天0t混凝土与大气接触时的材龄: = 3天s相对湿度:RH =70%构件理论厚度:h=2A/u(程序计算)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y7.8536e+03421.93568e032.14+7920.e0-21433.5698+-7e0.4213-8536STAGE:二 二C: 二 二 二 二二 二MX8IN :7二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.14 混凝土收缩影响下的结构弯矩图（单位： ）k二 二 : -4367 二 二 : -438 MIDAS/CivlPOT-REORBE GM二 二 -y3.56972e+0384.1052e036.837+-.5921e024873-.+2936e0-.45173STAGE:二 二C: 二 二 二 二二 二MX67IN :二 二 二 二 二 二 二 二二 二 k*m二 二 :05/3209二 二 -二 二X.Y:-10Z.图 4.15 混凝土徐变影响下的结构弯矩图（单位： ）k4.2.6 活载内力计算第 24 页 共 87 页活载内力计算本设计主要考虑汽车荷载在桥梁使用阶段所产生的内力计算。很显然，不管采用何种施工方法，这时结构已成为最终体系连续刚构桥，因此力学计算图式已十分明确。当采用 T 形或箱形截面且肋数较多时，应根据结构空间受力特点进行活载内力计算；当采用单箱单室截面时，可直接按平面杆系结构进行活载内力分析。在本设计中采用的是单箱单室截面，故只需按平面杆系结构计算。连续刚构桥为超静定结构，活载内力计算以影响线为基础。先计算绘制影响线，然后进行影响线加载；如进行手工计算，一般将车辆荷载的最大轮载质量置于影响线的最大竖向坐标处即可求的最大活载内力。直接在影响线上加载时：(4-9)()1(ikiyPqmS汽式中： 汽车荷载下主梁最大活载内力；汽汽车冲击系数；公路桥涵设计通用规范 （JTG60-2004）规定冲击系数的计算采用以结构基