预应力混凝土连续箱梁分离式立交桥设计毕业论文.doc

预应力混凝土连续箱梁分离式立交桥设计毕业论文目录绪 论11.设计资料21.1 工程概况21.2设计标准21.3 设计使用材料及相关参数21.4 设计使用规范42.桥型方案比选52.1预应力混凝土连续箱梁桥52.2钢筋混凝土箱型拱桥52.3预应力混凝土连续刚构桥62.4比选方案表62.5比选方案分析73.上部结构尺寸拟定93.1尺寸拟定93.2毛截面几何特性124.内力组合效应134.1 自重作用效应的计算134.1.1结构自重作用荷载集度计算134.1.2 内力计算134.2 可变作用效应计算164.2.1汽车荷载的横向分布系数164.2.2冲击系数214.2.3车道折减系数224.2.4可变作用效应计算224.3温差应力的计算264.4支座沉降的计算284.5内力组合304.5.1按承载能力极限状态设计304.5.2按正常使用极限状态设计314.5.3 计算结果325 预应力钢筋的估算与布置345.1钢束的估算345.1.1正弯矩配筋估算345.1.2负弯矩配筋计算345.2钢束的布置346 预应力损失及有效预应力计算386.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制应力386.2 钢束预应力损失386.3截面预应力损失合计和有效预应力437.箱梁及截面验算457.1基本理论457.2计算公式458 抗裂验算498.1基本理论498.2 正截面抗裂验算508.3斜截面抗裂验算519.持久状况构件的应力验算539.1持久状况应力计算与验算539.1.1 持久状况混凝土压应力计算与验算539.1.2 正常使用阶段钢束应力计算与验算549.2短暂状况应力计算与验算5510挠度验算5710.1计算原理与方法5710.2计算结果5710.3变形验算与预拱度设置58致 谢59参考文献60绪 论本次毕业设计要求设计一座连续箱梁分离式立交桥，要上跨金武公路。从而改善武威市凉州区白洪村附近交通状况。连续梁桥为中、小跨度常用的桥型，具有技术成熟，施工方便的特点。连续梁桥为超静定结构，是公路桥梁中最常用的桥型，在城市道路交通中应用也很广泛。 此地区地形起伏不大，但侵蚀现象严重。因此要求我们充分应用所学专业理论，理论联系实际，来完成这个桥梁的设计。从而培养和训练我们的专业设计能力、独立解决综合问题的能力和计算机CAD以及MIDAS应用能力。通过毕业设计这一环节，使我们在老师的指导下，自己独立全面的完成一个工程设计，使我们在巩固学过的课程的基础上，学会考虑问题，分析问题，解决问题。并且继续帮助我们学到新东西。培养我们勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。毕业设计是学生走向工作岗位前的一次“实战演习”。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。01. 设计资料1.1 工程概况 1 、工程介绍金昌至武威高速公路位于金昌市金川区、永昌县、武威市境内。本段起点位于永昌县境内， X181北侧约1.5km；终点位于永昌县水源镇与武威双城镇交界处，路线自西北向东南延伸，主要控制点有：起点永昌县水源镇。本项目连接线按双向四车道一级公路标准建设，主线按双向四车道高速公路标准建设，设计速度80km/h，路基宽度24.5m；路线全长75.8062公里。 2、 地形地貌拟建桥梁两侧置于高阶地之上，台地的边缘，地形起伏不大，侵蚀剥蚀严重现象严重。桥址区两侧台地之上现已开垦为农田。 3、地质桥址区地层主要为第四系风积层、冲积层、洪积层、下白垩统河口群基岩。桥址区内无断裂构造，桥址区地质构造稳定。桥址区地下水对混凝土结构具中腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中腐蚀性；桥址区冲积黄土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。桥位处岩土工程地质分层及参数具体见桥位工程地质纵断面图及地质部分工程地质勘察说明。4、 本桥设计要点 本桥平面分别位于直线(起始桩号:K19+000，终止桩号K19+187.722)：上，纵断面纵坡2.72%；墩台径向布置。为了减小地震力的影响，桥墩宜采用自重轻、重心低、刚度均匀的结构。桥梁下部结构桥墩高度较小均采用圆形柱式墩。桥台根据具体桥梁特点即填土高度选择是否采用U形台、柱式台或肋板台。1.2 设计标准 1.公路等级：一级公路（双向四车道） 2.设计荷载：公路I级 3.设计洪水频率： 1/100 4.桥梁断面： 整体式路段大桥桥梁标准断面： 中桥：2（0.5m防撞护栏+净10.75m+0.75m防护栏）； 5.桥面横坡： 2.0%； 6.地震动峰值加速度：地震动峰加速度为0.15g。 7.环境类别：类1.3 设计使用材料及相关参数 1、主要材料 (1) 混凝土预制箱梁、横梁、现浇接头及湿接缝采用C50砼；墩台盖梁、桥台耳背墙以及墩台身采用C30砼；墩台钻孔灌注桩基础及系梁采用C30砼，支座垫石采用C40砼。其质量要求应符合公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）的有关规定。 (2) 钢材 1) 普通钢筋HRB335带肋钢筋应符合钢筋砼用钢.第2部分.热轧带肋钢筋（GB1499.22007）的规定，R235光圆钢筋应符合钢筋砼用钢.第1部分.热轧光圆钢筋（GB1499.12008）的规定，且焊接钢筋应满足可焊要求；钢筋焊接网应符合钢筋砼用钢筋焊接网(GB/T 1499.32002)的规定。凡钢筋直径12mm者，均采用HRB335带肋钢筋；直径12mm者采用R235光圆钢筋。焊接质量满足钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）。 2) 预应力钢绞线预应力钢绞线技术标准应符合国家标准预应力砼用钢绞线(GB/T5224-2003)的规定，抗拉标准强度fpk1860M Pa，公称直径15.2mm，公称面积140mm2，弹性模量Ep=1.95105M Pa，松弛率为3.5%。 3) 钢板、钢管Q235钢板、钢管应符合碳素结构钢（GB/T700-2006）的规定。 4) 锚具锚具参照OVM系列锚具及其配套设备设计。施工时可采用任何符合预应力筋锚具、夹具和连接器（GB/T14370）要求的产品。但需请注意相关尺寸改变而引起的相应改变。 5) 预应力管道箱梁底板纵向预应力管道、顶板负弯矩钢束管道采用增强型镀锌钢波纹管成孔。波纹管内径与最小钢带厚度关系严格按照预应力砼用金属波纹管（JG2252007）标准执行，(3) 其它材料水泥采用525号高强水泥，砂、石、水等的质量要求均按公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)的有关要求执行。2、相关参数设计环境类别为类相对湿度55墩、台不均匀沉降考虑为L/3000竖向梯度温度效应：考虑沥青铺装层和桥面现浇层对梯度温度的影响, 按现行规范规定取值。预应力管道成型为镀锌钢波纹管：管道摩擦系数 0.23管道偏差系数 0.0015 lm钢筋回缩和锚具变形为 6mm1.4 设计使用规范 （1）公路工程技术标准（JTG B012003） （2）公路勘测规范（JTG C102007） （3）公路工程水文勘测设计规范（JTG C302002） （4）公路工程地质勘察规范（JTJ 06498） （5）公路桥涵设计通用规范（JTG D0602004） （6）公路圬工桥涵设计规范（JTG D0612005） （7）公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范（JTG D622004） （8）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007） （9）公路涵洞设计细则（JTG/T D65042007） （10）公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02012008） （11）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011） （12）公路交通安全设施设计规范（JTG D812006） （13）公路交通安全设施设计细则（JTG/T D812006） （14）公路工程砼结构防腐蚀技术规范（JTG/T B07012006）2. 桥型方案比选2.1 预应力混凝土连续箱梁桥 （1）孔径布置。本方案采取等跨布置，孔径为320m。在中跨下穿过金武公路（二级公路）。布置图如图示：图1连续箱梁桥桥型布置图 （2）截面尺寸拟定。小于等于50m跨径的桥梁一般采用等截面梁较实惠，根据已建成的桥梁资料分析，梁高h/Lz=1/151/25；一般取用1/20略高一点。据此经验，梁高H为1.2m。细部尺寸见后。 （3）施工方案设计 上部结构为3跨预应力混凝土连续箱梁，采用先简支后连续的施工方法，即采用如下施工方法：1) 预制简支箱梁，吊装到位。2) 浇筑墩顶连续段接着混凝土，达到强度后张拉负弯矩区预应力刚束并压注水泥浆。3) 再拆除临时支座完成体系转换。4) 完成主梁横向接缝浇注。同时进行护栏和桥面铺装的施工。2.2钢筋混凝土箱型拱桥（1） 孔径布置。根据桥涵水文计算，在满足通航要求的前提下，主要孔径如上方案一致，布置图如图示：图2拱桥桥型布置图（2） 施工方法选择。对于主拱圈的施工，常见的施工方法有悬臂浇筑法、悬臂拼装法、转体施工法，对于此桥，考虑到施工环境的影响，采用缆索吊装拼装法。2.3预应力混凝土连续刚构桥（1） 孔径布置。预应力混凝土连续钢构与连续梁桥的桥跨布置一样，只是将连续梁的桥墩与梁部固结，使结构形成一个整体。布置图如下图示：图3连续刚构桥桥型布置图（2） 截面尺寸拟定。连续钢构的细部尺寸大致与连续梁桥相同，其截面细部构造图如图所示。（3） 下部结构。从受力性能上考虑，连续刚构桥利用高墩的柔性来减小主梁跨中弯矩，同时减小桥墩的尺寸；双薄壁墩对主梁支点的负弯矩有明显的削峰作用，结构受力合理、性能优越。此桥桥墩采用双薄壁矩形墩，桥台采用柱式桥台，基础为钻孔灌注桩。（4） 施工方法设计连续钢构因敦梁固结，在采用悬臂浇筑法施工时免去了临时固结的施工和解除，因此其最佳施工方法为悬臂浇筑法施工，对于本桥采用此方法施工。2.4比选方案表比较项目方案类别第一方案第二方案第三方案预应力混凝土连续箱梁桥（320m）钢筋混凝土箱型拱桥（320m）预应力混凝土T型钢构桥（320m） 桥长67m 67m 67m工艺技术要求 技术先进、工艺要求严格，所需设备较少，占用场地较少 已有成熟的工艺技术经验，需用大量的吊装设备，占用场地大，需用劳动力多。 技术较先进，工艺要求较严格。主桥上部构造初用挂栏施工外，挂梁需另搞一套安装设备。使用效果属于超静定结构，受力较好。主桥桥面较连续，行车条件好，养护也容易拱的承载潜力大，伸缩缝多，养护也麻烦。纵坡较大，土方量需求较多属于静定结构，受力次于超静定结构。桥面平整度易受悬臂挠度影响。行车条件稍差。2.5比选方案分析分离式立交桥指的是相交道路间没有特设匝道的立交桥。是一种最简单形式的立交桥，一般情况下只能保证直行方向的交通不受影响。 分离式立交桥应遵循以下设置原则：(1)在选择上跨桥桥位时,应尽可能与被交叉路线正交。上跨桥位置的选择,在保证现有公路的功能和线形标准的前提下与被交叉路线正交可减少上跨桥的长度、跨度,降低工程造价,这是跨线桥设置的基本原则。(2)上跨桥的纵向线形,应尽可能保持水平式小坡度(不宜大于3%)。特别应避免与被交叉路横向超高路段相反的纵向线形,否则在路上行车时会产生心理上的混乱感。(3)当被交叉路处于曲线路段,尤其是小半径曲线,应尽量不设上跨构造物,否则桥下行车的安全性受到影响。(4)上跨构造物应尽可能提供较高和较宽的桥下净空,最好以一跨跨越被交叉公路,以给人以舒畅,开阔的感觉。(5)跨越干线公路的上跨桥应采用轻盈的受力体系,简洁明快的桥型结构为宜,在较短的路段内不宜采用过多的桥梁结构形式。 随着经济和交通的发展以及基础建设的快速推进，分离式立交桥的数量会越来越多，重要性会越来越大!在进行跨线桥设计时，应该把对结构的美化设计和最低程度地减少对原有交通的影响放在突出位置，综合考虑工期因素，选择最合适的桥型方案! 综上所述，优先选择方案一，预应力混凝土连续箱梁桥。 3. 上部结构尺寸拟定 3.1尺寸拟定1.跨径拟定 即桥长67m，拟定跨径总长为60m，为简便计算且施工方便，使其分为3跨。每跨20m。2.梁高1).支点处梁高：规范规定，预应力混凝土连续梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在115125之间，本桥跨径为20m。当桥梁建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案，因为增大梁高只是增加腹板厚度，而混凝土用量增加不多，但是可以节省预应力钢束用量。综合考虑，本桥取梁高为1.2m，即L/16.67。符合要求。2).跨中梁高：本方案采取等截面连续箱梁。故与支点等高为1.2m。3.顶板与底板箱梁截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位，其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底板还要承受很大的压应力，一般来讲：等截面的底板厚度也随梁高变化，跨中处底板为2025cm，底板厚度最小为12cm。箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。本设计中底板在跨中厚18cm，顶板厚18cm；支点处底板厚为25cm，顶板厚为18cm。4.腹板腹板的功能是承受截面的剪应力和主压应力，其最小厚度应考虑筋的位置和混凝土浇筑的要求。大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度可以从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处较大的剪力。本设计跨中腹板厚18cm，支点处加宽至25cm。5.横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变。支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。在跨中设置30cm厚横隔板。6.梗腋梗腋设置在顶板、底板与腹板的接头处，其形式一般为1:1、1:2、1:3、1:4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸形应力，此外，梗腋还可减弱应力的集中程度。本设计中，根据箱室外形设置1:4的上部梗腋。7.尺寸详图及横断面布置图3-1中梁跨中（单位尺寸：cm）图3-2中梁支点（单位尺寸：cm）图3-3边梁跨中（单位尺寸：cm）图3-4 边梁支点（单位尺寸：cm） 图3-5 横断面布置（单位尺寸：cm）3.2毛截面几何特性 表3-1截面几何特性计算结果截面位置截面积A()截面惯矩I()中性轴高度()预制中梁跨中0.98690.16990.7325支点1.1560.18880.7预制边梁跨中1.08320.18210.7652支点1.25240.20340.7303成桥中梁跨中1.03790.17610.7755支点1.19670.19790.7390成桥边梁跨中1.1280.1830.7862支点1.29740.22410.74914.内力组合效应 4.1 自重作用效应的计算本桥使用的是先简支后连续的施工方法，施工主要有以下几个步骤：1) 第一施工阶段，为主梁的预制阶段，待混凝土达到设计强度的90%后张拉正弯矩区的预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制梁安装到位，形成由临时支座支撑的简支体系。2) 第二施工阶段，先浇注两跨之间接头处的混凝土，待达到设计强度后张拉负弯矩区预应力钢束，压注水泥浆。3) 第三施工阶段，拆除全部临时支座，主梁支撑在永久支座上，完成体系转换，再完成主梁横向现浇接缝，最终形成三跨连续梁的空间结构体系。4) 第四施工阶段，完成护栏和桥面铺装的施工。由施工阶段可知，结构的自重是分阶段进行的，主要包括第一施工阶段结构自重的荷载集度，成桥后第一施工阶段自重的增量结构的二期作用自重。针对桥面的特点将空间结构简化为平面结构进行计算，只考虑单片梁的结构体系转换，把结构自重效应平均分到每片梁上，而在进行汽车作用效应计算时考虑荷载的横向分布系数。4.1.1 结构自重作用荷载集度计算1 .预制箱梁一期结构自重作用荷载集度： 边梁：2. 成桥后箱型一期结构自重作用荷载集度增量预制梁计入每片梁间现浇桥面板及横隔梁湿接缝混凝土后的自重作用荷载集度即为成桥后箱型梁一期结构自重作用荷载集度增量。 边梁：3. 二期结构自重作用荷载集度桥面铺装采用10cm沥青混凝土铺装，且铺装成宽10.75m，沥青混凝土重度为23kN/m3,8cm厚C40混凝土调平层，另外一侧护栏按每米延长0.30 m3混凝土计，混凝土重度按25kN/m3,因桥横向由4片梁组成，则每片梁承担的全部二期永久作用的1/4：4.1.2 内力计算本桥为先简支后连续的连续梁，施工过程中包含了结构体系转换，所以结构自重内力计算过程必须首先将各施工阶段产生的阶段内力计算出来然后进行内力叠加。第一施工阶段，结构体系为简支梁结构，自重作用荷载为第二施工阶段，由于两跨接头较短，混凝土重量较小，其产生的内力较小，且会减小跨中弯矩，姑忽略不计第三施工阶段，结构体系以及那个转变为连续梁，因临时支座间距较小，故忽略临时支座移除产生的效应，自重作用荷载仅为翼缘板和横隔梁接头重力，即第四施工阶段，结构体系为连续梁，自重作用荷载为桥梁二期自重作用荷载，即。图4-1 桥梁模型图 1.第一施工阶段结构自重作用效应由midas可以导出跨中、1/4截面、端截面的内力，内力如下表4-1：表4-1 第一阶段施工内力截面左支点1/4截面1/2截面3/4截面右支点弯矩()0926.11234.9926.10剪力()258.61129.31.23129.3258.61 2.第三施工阶段的效应第三施工阶段通过浇湿接缝完成桥面的横向连接，此期荷载增量假定均匀分配给四片梁。此阶段中跨梁的计算跨径为20m，边跨的计算跨径为19.6m，长度相差不大，都取为20m计算。通过midas可以得出第三施工阶段外力作用结果：第三施工阶段自重作用效应引起内力结果如表4-2： 表4-2 第三施工阶段自重作用截面剪力（kN）弯矩（kNm）边跨左支点13.3-1.2边跨1/4截面545.8边跨1/2截面-3.350边跨3/4截面-11.612.7边跨右支点-19.9-66.3中跨左支点16.6-66.3中跨1/4截面8.3-3.9中跨1/2截面-1.516.9 3. 第四施工阶段自重作用效应内力第四施工阶段结构体系与第三阶段相同，作用为二期自重作用载，通过midas得出数据结果。 第四施工阶段自重作用效应引起的内力如下表4-3： 表4-3 第四施工阶段自重作用截面剪力（kN）弯矩（kNm）截面剪力（kN）弯矩（kNm）边跨左支点99.8-1.4边跨左支点-149.4-496.6边跨1/4截面37.5343.1边跨1/4截面124.6-496.6边跨1/2截面-24.8374.7边跨1/2截面62.3-29.3边跨3/4截面-87.194.8边跨3/4截面-3.7126.44 .结构自重作用效应总应力上述3个阶段内力均为阶段内力，每个施工阶段的累计内力需要内力叠加得到，具体叠加结果边梁如表4-4：表4-4结构自重作用总效应内力截面剪力（kN）弯矩（kNm）截面剪力（kN）弯矩（kNm）边跨左支点-371.7-2.0边跨左支点427,9-562.9边跨1/4截面-171.81315边跨1/4截面-399.8-562.9边跨1/2截面28.11659.6边跨1/2截面-199.9892.9边跨3/4截面2281033.6边跨3/4截面-3.951378.2a)b)图4-2 a)自重作用剪力图（单位：KN）； b)自重作用弯矩图（单位：KNm）4.2 可变作用效应计算4.2.1 汽车荷载的横向分布系数1.边梁荷载横向分布影响线 .边跨边梁荷载横向分布系数（1）边跨抗弯、抗扭惯矩计算：查上表毛截面特性得：；由对等跨常截面连续梁桥等效简支梁抗弯惯矩换算系数为：边跨：1.432，中跨：1.86。抗扭惯矩换算系数为：边中均为1。则边跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为：（2） 比例参数和计算：（3）荷载横向分布影响线计算：查公路桥梁荷载横向分布计算所列刚接板、梁桥荷载横向分布影响线表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.1、0.15之间按内插法得，绘制影响线：表4-5边跨边梁横向分布系数影响线梁号123410.03850.12070.4690.2900.1560.085图4-3 边跨边梁影响线 (4)荷载横向分布系数的计算表4-6边跨边梁横向分布系数梁号荷载横向分布系数公路一级10.8505 . 中跨边梁荷载横向分布系数 (1)则中跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为： (2)比例参数和计算： (3)荷载横向分布影响线计算：查公路桥梁荷载横向分布计算所列刚接板、梁桥荷载横向分布影响线表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.15、0.2之间按内插法得，绘制影响线：表4-7中跨边梁横向分布系数影响线梁号123410.050.15680.5060.2920.140.062图4-4 中跨边梁影响线 (4)荷载横向分布系数的计算：表4-8中跨边梁横向分布系数梁号荷载横向分布系数 公路一级10.822 2.中梁荷载横向分布影响线 .边跨中梁荷载横向分布系数 （1）边跨抗弯、抗扭惯矩计算：查上表毛截面特性得：I=0.1699； 由对等跨常截面连续梁桥等效简支梁抗弯惯矩换算系数为：边跨：1.432，中跨：1.86。抗扭惯矩换算系数为：边中均为1。则边跨中梁的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为： (2)比例参数和计算： (3)荷载横向分布影响线计算：查公路桥梁荷载横向分布计算所列刚接板、梁桥荷载横向分布影响线表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.08之间按内插法得，绘制影响线：表4-9边跨中梁横向分布系数影响线梁号123420.03590.080.2840.3080.2360.172图4-5 边跨中梁影响线（4） 荷载横向分布系数的计算：表4-10边跨中梁横向分布系数梁号荷载横向分布系数公路一级20.798 .中跨中梁荷载横向分布系数 (1)中跨抗弯、抗扭惯矩计算： 则中跨中梁的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为： (2)比例参数和计算： (3)荷载横向分布影响线计算：查公路桥梁荷载横向分布计算所列刚接板、梁桥荷载横向分布影响线表中的三梁式的表，在0.03、=0.06和0.1之间按内插法得，绘制影响线：表4-11中跨中梁横向分布系数影响线梁号123420.04670.10.2940.3180.2350.162图4-6 中跨中梁影响线 (4)荷载横向分布系数的计算：表4-12中跨中梁横向分布系数梁号荷载横向分布系数公路一级 20.79954.2.2 冲击系数=2.93对于正弯矩效应；桥梁自振频率 =2.53当时， =0.15, 1.15对于负弯矩效应：桥梁自振频率=4.4当时，=0.245 , 1.2454.2.3 车道折减系数本桥为双向四车道，即单向双车道。按桥规二车道不折减，故折减系数为：14.2.4 可变作用效应计算由midas导出汽车荷载内力，如下表4-13：4-13汽车荷载内力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大弯矩（kNm）最小弯矩（kNm）边跨左支点34.95-379.640-109.1边跨1/4截面80.98-281.71919.35-122.92边跨1/2截面210.46-141.171348.59-296.62边跨3/4截面297.46-70.27974.57-420.41边跨右支点413.8-11.8187.8-96.19中跨左支点52.7-408.3187.8-96.19中跨1/4截面68.29-322.71609.5-560.92中跨1/2截面322.61-68.28609.5-560.86考虑荷载横向分布系数后的汽车荷载内力如表4-14：4-14考虑横向分布系数的汽车荷载内力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大弯矩（kNm）最小弯矩（kNm）边跨左支点28.73-312.060-89.7边跨1/4截面66.6-231.56755.8-101.04边跨1/2截面173-116.041108.55-243.82边跨3/4截面244.5-57.76801.1-345.58边跨右支点340.14-9.7154.37-790.68中跨左支点43.31-335.6154.37-790.68中跨1/4截面56.13-265.3501-461.06中跨1/2截面265.2-56.13501-461.06以下为汽车荷载作用下的弯矩和剪力影响线：图4-6 边跨左支点弯矩影响线图4-7 边跨左支点剪力影响线图4-8 边跨四分点弯矩影响线图4-9 边跨四分点剪力影响线图4-10 边跨跨中弯矩影响线图4-11 边跨跨中剪力影响线图4-12 边跨四分之三点弯矩影响线图4-13 边跨四分之三点剪力影响线图4-14 中跨左支点弯矩影响线图4-15 中跨左支点剪力影响线图4-16 中跨四分点弯矩影响线图4-17 中跨四分点剪力影响线图4-18 中跨跨中弯矩影响线图4-19 中跨跨中剪力影响线4.3温差应力的计算根据通规4.3.10规定，混凝土上部结构竖向温差反温差为正温差乘以-0.5的系数。根据通规4.3.10-3规定差基数为：，。由midas导出温度梯度效应弯矩剪力数据如下表4-15示：表4-15温度荷载内力截面正梯度温度负梯度温度剪力弯矩剪力弯矩边跨左支点-30.07015.040边跨1/4截面-30.14106.9915.07-53.5边跨1/2截面-30.14287.8115.07-144.9边跨3/4截面-30.14408.3615.07-204.18边跨右支点-30.14589.215.07-294.6中跨左支点0589.20-294.6中跨1/4截面0589.20-294.6中跨1/2截面0589.20-294.6与上表相应的主梁温度作用次内力分布如图4-20所示。a）b) c) d) 图4-20 温度作用次内力a) 正梯度温度剪力图（单位：KN）；b）正梯度温度弯矩图（单位：KN m）；c)反梯度温度剪力图（单位：KN）；d）反梯度温度弯矩图（单位：KN m）4.4支座沉降的计算支座沉降应考虑的荷载工况较多，一个支座的沉降有4种可能，两个支座的沉降有6种可能，三个支座的沉降有6种可能，四个支座的沉降同样也有1种可能，也就是说结构的支座沉降一共有17种可能，用Midas即可方便的计算出结构沉降产生的各控制截面的内力包络值。如下表4-21所示：表4-21 基础沉降内力截面最大剪力（kN）最小剪力（kN）最大弯矩（kNm）最小弯矩（kNm）边跨左支点56.4-570.000.00边跨1/4截面56.4-57200.31-196.4边跨1/2截面56.4-57538.87-534.86边跨3/4截面56.4-57764.58-758.24边跨右支点56.4-571103.14-1090.46中跨左支点110.2-110.21053.48-1018.96中跨1/4截面110.2-110.2661.88-657.12中跨1/2截面110.2-110.2334.14-333.04 a）b)图4-21 基础变位作用次内力a）剪力包络图（单位：KN）；b)弯矩包络图（单位:kNm）4.5内力组合 为了进行预应力钢束的计算，在不考虑预加力引起的结构次内力及混凝土收缩徐变次内力的前提下，按桥规通规第4.1.6条和第4.1.7条规定，根据可能出现的荷载进行第一次内力组合。4.5.1按承载能力极限状态设计基本组合。永久作用的设计值效应和可变作用设计值效应相结合，其效应组合表达式为： (4.1)式中承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值结构的重要性系数，按通规表1.0.9规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0、0.9；第i个永久作用效应的分项系数，当永久作用效应对结构承载力不利时取，对结构的承载能力有利时，其分项系数取，其他永久作用效应分享系数见通规；第i个永久作用的标准值；汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取；汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值；作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取，但风荷载的分项系数取；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值；在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，取值见通规第4.1.6条。根据通规第4.1.6条规定，各种作用的分项系数取值如下结构重要性系数恒载作用效应的分项系数取（对结构承载力不利），或（对结构承载力有利）基础变位作用效应的分项系数汽车荷载效应的分项系数取温度作用效应的分项系数取则承载能力极限状态组合下，对结构承载不利时4.5.2按正常使用极限状态设计1.作用短期效应组合永久作用标准值效应与可变荷载作用频遇值效应相组合，其效应表达式为： (4.2)式中 短期作用组合设计值 第j个可变作用效应的频遇值系数。汽车荷载（不计冲击力）；人群荷载；风荷载；温度梯度作用；其他作用 第j个可变作用效应的频遇值； 则长期作用效应组合为： 2.作用长期效应组合永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为： (4.3)式中 短期作用组合设计值第j个可变作用效应的准永久值系数。汽车荷载（不计冲击力）；人群荷载；风荷载；温度梯度作用；其他作用 第j个可变作用效应的准永久值；根据通规第4.1.7条规定，各种作用的分项系数取值如下：汽车荷载（不计冲击力）效应的准永久值系数取温度作用效应的准永久值系数取则长期作用效应组合为： 764.5.3 计算结果根据上述要求进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的内力组合。4-22内力组合（边梁）截面类别内力分量承载能力极限状态 （不利）短期效应组合长期效应组合结构自重基础沉降汽车荷载温度荷载边跨左支点最大弯矩-2.6000-3.12-2.6-2.6最小弯矩-2.60-89.70-128.7-65.39-38.48最大剪力-371.756.428.7315.07-335.7774-283.133-291.752最小剪力-371.7-57-312.06-30.14-968.3212-671.254-577.636边跨1/4截面最大弯矩1315200.32755.8106.992937.28382129.9721903.232最小弯矩1315-196.4-101.0453.51296.5021090.6721120.984最大剪力-171.856.466.615.07-42.8794-56.724-76.704最小剪力-171.8-57-231.56-30.14-615.7412-415.004-345.536边跨1/2截面最大弯矩1659.6538.861108.55287.814353.62663204.6932872.128最小弯矩1659.6-534.56-243.82-144.9984.3012838.446911.592最大剪力28.156.417315.07345.9606217.656165.756最小剪力28.1-57-116.04-30.14-214.1332-134.24-99.428边跨3/4截面最大弯矩1033.6764.58801.1408.363511.34122685.6382445.308最小弯矩1033.6-758.24-345.58-204.18-186.6636-129.89-26.216最大剪力22.856.4244.515.07439.7006262.406189.056最小剪力22.8-57-57.76-30.14-138.9012-98.744-81.416边跨右支点最大弯矩-562.91103.14154.37589.21199.13121119.6591073.348最小弯矩-562.9-1090.46-790.68-294.6-3139.790-2442.516-2205.312最大剪力427.956.4340.1415.071059.7166734.454632.412最小剪力427.9-57-9.7-30.14414.5028339.998342.908中跨左支点最大弯矩-562.91053.48154.37589.21150.46441069.9991023.688最小弯矩-562.9-1018.96-790.68-294.6-3069.7208-2371.016-2133.812最大剪力-399.8110.243.310-311.13-259.283-272.276最小剪力-399.8-110.2-335.60-1057.596-744.92-644.24中跨1/4截面最大弯矩892.9661.88501589.22998.93842376.842226.54最小弯矩892.9-657.12-461.06-294.6-506.6896-322.642-184.324最大剪力-199.9110.256.130-53.302-50.409-67.248最小剪力-199.9-110.2-165.30-579.296-425.81-376.22中跨1/2截面最大弯矩1378.2334.14501589.23260.11322534.42384.1最小弯矩1378.2-333.04-461.06-294.6393.2688486.738625.056最大剪力-3.95110.2265.20474.536291.89212.33最小剪力-3.95-110.256.130-34.154-74.859-91.698注：(1)表格中剪力的单位为，弯矩的单位为；(2)短期效应组合和长期效应组合的计算中已经扣除汽车荷载冲击系数的作用。 (3)基础沉降、汽车效应、温度效应为可选组合效应，在时行组合设计时，按最不利情况进行组合。5.预应力钢筋的估算与布置5.1钢束的估算采用部分预应力混凝土设计，以边梁计算为例。5.1.1正弯矩配筋估算根据上表可知，边跨跨中弯矩最大，取，则有取，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，则所需要的预应力钢筋面积为：选用6束钢绞线，采用OVM锚固，波纹管成孔。5.1.2负弯矩配筋计算根据上表可知，在第边跨右支点处有最大的负向弯矩，取， 取，预应力损失按张拉控制应力的0.2估算，则所需要的预应力钢筋面积为选用4束和1束钢绞线，采用OVM锚固，波纹管成孔。5.2钢束的布置连续梁钢束的布置除满足公预规的相关规定外，还应考虑以下原则：(1)应选择适当的预应力束筋的布筋与锚具形式，对不同的跨径的梁桥结构，要选用预加大小适当的预应力束筋，以达到合理的布置形式。避免因预应力钢筋的布置不当或者锚具的选择不当而使截面的尺寸加大。当预应力筋选的截面过小时，造成跨中布束过多时，而因结构尺寸布置不下时，可以增大束筋的截面。(2)预应力束筋的布置要考虑施工的方便，不能像普通钢筋一样随意的截断，否则将导致使用过多的锚具，由于每根束筋都是一根巨大的集中力，这样锚下应力区受力复杂，因而在构造上必需加以保证。(3)预应力束筋的布置既要符合受力要求，又要注意在超静定结构中不至于引起太大的次内力。(4)预应力束筋的布置要考虑材料经济指标的先进性，这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择有密切关系。(5)预应力束的布置应尽量避免多次反向曲率的连续束，否则将引起很大的摩阻损失，降低预应力束筋的效益。(6)预应力束筋的布置不仅要考虑正常使用阶段弹性受力的要求，而且不要考虑到结构在破坏阶段的需要。本桥为简支变