【《总跨径55m+90m+55m的预应力连续刚构桥结构设计》28000字（论文）】

目录Ⅰ目录第一章桥梁基本设计工况1.1桥梁设计概述金牛洞预应力连续刚构桥位于某市金牛洞景区的一座跨越一条宽为200米的河流，在前期通过对金牛洞景区地质条件的勘探，按在规范规定的要求合理选择桥型及桥跨，进行桥梁主梁的设计，并且运用MIDAS完成建模和CAD完成施工图纸的绘制。1.2桥梁设计参数1.2.1要求的技术指标(1)设计车速：100km/h。(2)桥面布置：双向四车道+双侧人行道。(1.5m+4*3.75m+1.5m)(3)设计使用年限：100年。(4)桥跨布置：55+90+55m三跨预应力连续刚构桥。(5)汽车荷载等级：公路I级。(6)平面线形：直线。(7)整体温度：系统温度（升温：25℃；降温：-5℃）。(8)桥面坡度：不设置纵坡。(9)施工方式：悬臂对称逐段浇筑，先边跨合龙，最后中跨合龙。1.2.2所需材料规格(1)主梁混凝土材料：C50，容重26kN/m³。（具体数值如表1.2-1）表1.2-1C50混凝土材料性能表强度等级弹性模量Mpa容重kN/m3轴心抗压设计强度Mpa轴心抗拉设计强度Mpa轴心抗压标准强度Mpa轴心抗拉标准强度MpaC503.45*1042622.41.8332.42.65(2)预应力钢束纵向设置的预应力钢束采用15.2-1860-GB预应力钢绞线，抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa，主梁纵向预应力钢束管道用波纹管成孔。(3)支座：桥梁盆式橡胶支座。 第二章桥梁方案比选2.1桥梁设计概述根据前期地质勘探的数据，初步拟定了三种桥型方案，通过对规范各种桥梁设计相关原则对三种方案进行科学客观的分析比较，综合各方面，选出本次课题所要求的最优方案。2.2桥梁方案拟定2.2.1地质勘探数据通过对金牛洞所在地区地质勘探得出数据，绘制出了相关地质图如下：图2.2-1地质图2.2.2桥型方案初步拟定根据前期的桥位地质勘测(如图2.2-1)，水位地质条件以及以往的公路梁桥的设计经验，在建设前期提出了以下三种桥型：80+120m独塔斜拉桥，55+90+55m预应力混凝土连续刚构桥，4*50m预应力混凝土简支梁桥。2.3桥梁方案拟定按照下列几种原则进行桥梁方案的必选：(1)适用性：考虑交通量的增长，满足车辆安全通行。桥下满足河流泄洪及船只通行要求，保证使用年限及检测维修要求。(2)安全性：满足使用过程中强度、刚度、稳定性和耐久性要求。(3)经济性：桥梁建设中的工程造价要合理，考虑养护和维修费用。(4)美观性：考虑桥梁周围环境和地质条件，建成后不与周边景观冲突。(5)环保性：桥梁建设保证对周边生态环境影响最小化，减少对环境的污染，并且在建设与设计过程中多运用新技术和新材料。2.4三种桥型方案详细介绍2.4.1独塔斜拉桥(80+120m)(1)桥型介绍(如图2.4-1)斜拉桥主要是由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。斜拉桥受力特点是斜拉索梁端分别锚固在主梁和索塔上，将主梁的恒载和车辆荷载传递到索塔，再通过索塔传至地基。因而主梁在斜拉索的各点支承作用像多跨弹性支承的连续梁一样，使弯矩值得以大大降低，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，既节省结构材料又能大幅度地增加桥梁的跨越能力。(2)桥跨布置及施工方式：孔径采用80+120m，采用悬臂施工法。(3)结构构造设计：横断面采用单箱单室。图2.4-1独塔斜拉桥布置(单位：cm)2.4.2预应力混凝土连续刚构桥(55+90+55m)(1)桥型介绍(如图2.4-2)预应力混凝土连续刚构桥是大跨度梁桥主要的桥型之一，结合了连续梁桥和T型刚构桥两类桥的受力特点。在实际的工程中是最为常见的桥型之一。连续刚构桥和连续梁桥的主梁结构受力性能相似，通过墩梁固结而承重的薄壁墩，通过增加墩高，使薄壁墩底部的弯矩和主梁的轴力减小。三跨连续中，主跨可以满足大型船只的通行，两侧边跨满足小型船只通航。(2)桥跨布置及施工方式：孔径采用55+90+55m，施工方式采用平衡悬臂施工法。(3)结构构造设计：横断面采用单箱单室。图2.4-2预应力连续刚构桥布置(单位：cm)2.4.3预应力混凝土简支梁桥(4*50m)(1)桥型介绍(如图2.4-3)预应力混凝土简支梁桥是一种年代久远的桥型结构，相对形式也比较简单，在该桥型的运用方面，使用最早也最广泛。该桥型受力简单，主要承受正弯矩，在后期的使用过程中不会产生附加内力，并且桥型的受力简单，对桥位的地基要求低。但是桥梁跨径相比较与其他桥型要短，跨数要多，所以需要较多的下部结构。(2)桥跨布置及施工方式：孔径采用4*50m，施工方式采用工程预制法。(3)结构构造设计：横断面采用单箱单室。图2.4-3预应力混凝土简支梁桥布置(单位：cm)2.5桥型方案比选通过上述经济性、适用性、安全性、美观性这四个原则列出下列表格：表2.5-1C50桥型方案比选表类别独塔斜拉桥方案预应力混凝土连续刚构桥方案预应力混凝土简支梁桥方案经济性斜拉桥计算复杂困难，斜拉索施工繁复，且维修耗费大量费用相比于其他两种桥型，施工成熟，可以优化设计，减少成本前期工程化预制投入巨大，且需要建设预制梁场，对于小批量预制梁生产浪费资源适用性采用悬臂施工法，但斜拉桥属于高次超静定，需要包含许多设计变量，给建设初期带来困难采用悬臂施工法，对于河道影响小，施工技术成熟。主跨满足大型船只通航，边跨满足小型船只通航采用预制拼装法，施工工期短，梁体质量保证率高，但下部结构多，对河道和周边环境影响大安全性与连续刚构桥同等力学条件下，跨中正弯矩相对于连续刚构桥不利跨中弯矩值较小，但支点存在负弯矩，但同等力学条件下比简支梁桥跨中正弯矩小得多同等力学条件下，简支梁桥跨中正弯矩相对较大，受力情况更不利美观性建桥地属于风景区，高耸的桥塔会与景区的风景形成反差，不协调，不美观与周围环境相协调，且桥型美观下部结构多，施工会有损景区的自然环境2.6最优桥型方案确定通过表2.5-1中的四个原则的比较，本次设计选择预应力混凝土连续刚构桥。2.7主梁尺寸拟定预应力混凝土连续刚构桥是采用变截面设计的，在横断面上，各个截面的尺寸不同，但都是根据主要截面和二次抛物线进行截面变化。预应力混凝土连续刚构桥，支点负弯矩和剪应力较大，所以支点截面尺寸设置较大，梁高7.5m，腹板厚度为0.6m,底板厚度为1m,顶板厚度为0.3m。(如图2.7-1)图2.7-1主梁支点截面尺寸(单位：cm)跨中截面，弯矩和剪应力较小，所以截面尺寸也因变化。梁高3m，腹板厚度为0.6m，底板厚度为0.3m,顶板厚度为0.3m。(如图2.7-2)图2.7-2主梁跨中截面尺寸(单位：cm)2.8小结本章主要为从三种桥型方案中选择最优方案，并对最终选择的桥型方案拟定主梁截面尺寸。第三章主梁桥面板计算3.1桥面板概述桥面宽为18m，悬臂板长3m，中间板净宽10.8m，按中跨计算跨径为90m计算桥面板。桥面布置图如图3.1-1。图3.1-1桥面布置(单位：m)3.2悬臂板计算3.2.1悬臂板荷载集度计算(1)每延米悬臂板重度：g板=(0.25+0.7)×1×26=12.35kN/m(2)每延米铺装层重度：g铺=(8+4)×10-2×26+(5+1)×10-2×23=4.5kN/m(3)每延米防撞栏重度：g防=0.5×2×1×26=26kN/m(4)每延米人行道重度：g人=0.2×2×1×26=10.4kN/m(5)每延米人群重度：3kN/m(由《桥梁工程》P47人群荷载得到)3.2.2悬臂板根部弯矩计算每延米恒载作用下产生的弯矩为：M恒=-[26×0.5×(3-0.25)+8×10-2×26×3×1.5+(4×10-2×26×3×1.5+6×10-2×23)×1.5×0.75+12.35×3×1.5+10.4×1.5×(3-0.75)]M恒=-138.51kN·m车辆荷载后轮着地长度为：a1=a2+2H=0.2+2×0.18=0.56m(H：铺装层厚度)(3-1)车辆荷载后轮着地宽度为：b1=b2+2H=0.6+2×0.18=0.96m(3-2)在最外面车轮单个车轮作用下一般的有效宽度为：a=a1+2b’=0.56+2×1.5=3.56m＞1.4m(3-3)由上述计算可知，中、后轮的纵向有效分布宽度存在重叠，则计算重叠后的有效分布宽度为：a’=a1+d+2b’=3.56+1.4=4.96m(3-4)由《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015) 4.3.15可知：车辆荷载的后轮荷载：P=140kN分布荷载为：P=2P2ab1=1404.96×0.96根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)4.3.26规定：汽车荷载的局部加载及在T箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3。所以：1+μ=1+0.3=1.3(3-6)每延米板上汽车荷载产生的弯矩为：M支P=-1.3×140/4.96×(1.5-0.96/2)=37.43kN·m3.2.3悬臂板根部剪力计算每延米恒载作用下的剪力为：Q支g=26×0.5+10.4×1.5+8×10-2×26×3+(4×10-2×26+6×10-2×23)×1.5+12.35×3Q支g=75.52kN每延米汽车荷载作用下的剪力为：Q支P=1.3×(280/17.96)=18.35kN每延米人群荷载作用下的剪力为：Q人=3×1=3kN3.2.4内力组合悬臂板弯矩组合：Mud=γ0(1.2M恒+1.8M支P+0.75×1.4M人)(3-7)Mud=1.1×[1.2×(-138.51)+1.8×(-37.43)+0.75×1.4×(-3×1×3)]Mud=-267.73kN·m悬臂板弯矩组合：Qud=γ0(1.2Q支g+1.8Q支P+0.75×1.4Q人)(3-8)Qud=1.1×(1.2×75.52+1.8×18.35+0.75×1.4×3)Qud=139.48kN3.3单项板计算按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)4.2.1规定：四边支承的板，当长边长度与短边长度之比等于或大于2时，可按短边计算跨径的单向板计算；否则，应按双向板计算。la=90/2=45m，lb=10.8m(3-9)la/lb=4.17＞2(3-10)所以本次设计按单向板计算。3.3.1内力组合承托面积平摊到桥面板上，板厚为：t'=0.3+(0.3+0.7)×1/2×210.8=(1)每延米桥面板重度：g板=0.4×1×26=1.4kN/m(2)每延米桥面铺装层重度：g铺=(8+4)×10-2×26+(5+1)×10-2×23=4.5kN/m(3)每延米人群重度：g人=3×1=3kN/m每延米桥面板总重度为：g=∑gi=4.5+10.4=14.9kN/m(3-11)3.3.2单向板弯矩计算梁肋之间计算跨径为：l=l0+t=10.8+0.3=11.1m＜l0+b=10.8+0.7=11.5m(3-12)车辆荷载在板支承处时单个车轮作用下板的有效宽度为：a=a1+l/3=0.56+11.1/3=4.26m＜2l/3=7.4m＞1.4m(有重叠)(3-13)所以：a=2l/3+d=7.4+1.4=8.8m(3-14)车辆荷载在板支承处时单个车轮作用下板的有效工作宽度为：a'=a1+t=0.56+0.3=0.86m(3-15)使弯矩最大，采用以下方式布载，如图3.3-1。图3.3-1车辆荷载弯矩布置(单位：m)分布荷载计算如下：P1=P2=P3=2P2ab1=P5=2P2ab1P4=P7=2P2ab1P6=P9=2P2ab1P8=2P2ab1P10=2P2ab1=P11=2P2ab1P12=2P2ab1每延米桥面板恒载作用下产生的弯矩为：Mog=1/8×14.9×11.12=229.48kN·m每延米桥面板上汽车荷载产生的弯矩为：Mop=1.3×[16.57×2.775×0.96+16.57×2.125×0.96+1.225×21.7×0.96+1/2×1.145×(30.38-21.7)×0.96+16.57×1.875×0.96+1/2×1.715×0.96×(19.6-16.57)+21.7×1.225×0.96+1/2×0.96×1.145×(30.38-21.7)+0.575×0.96×35.4+1/2×0.96×0.495×(66.29-35.4)+46.74×0.96×0.325+1/2×0.96×0.245×(121.53-46.74)]=287.43kN·m简支跨中弯矩为：Mo=γ0×(1.2Mog+1.8Mop)=1.1×(1.2×229.48+1.8×287.43)=872.03kN·m(3-24)因为：t/h=30/230=0.13＜1/4(3-25)所以根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)4.2.2规定：简支板的计算跨径为两支承中心的距离。与梁肋整体连接的板，计算弯矩时其计算跨径可取为两肋间的净距加板厚，但不大于两肋中心之间的距离。此时，弯矩可按以下简化方法计算：(1)支点弯矩：M=-0.7Mo(3-26)(2)跨中弯矩：1)板厚与梁肋高度比等于或大于1/4时M=+0.7Mo(3-27)2)板厚与梁肋高度比小于1/4时M=-0.5Mo(3-28)所以支点弯矩为：M支=-0.7Mo=-610.42kN·m跨中弯矩为：M中=-0.5Mo=436.02kN·m3.3.3单向板剪力计算l=l0=10.8m车辆荷载在桥面板跨中间时单个车轮作用下板的有效工作宽度为：a=a1+l/3=0.56+10.8/3=4.16m＜2l/3=7.2m＞1.4m(有重叠)(3-29)所以：a=2l/3+d=7.2+1.4=8.6m(3-30)车辆荷载在桥面板支承处时单个车轮作用下板的有效工作宽墩为：a'=a1+t=0.56+0.3=0.86m(3-31)为了使剪力布置最大，采用以车轮布置在左侧端部位置，如图3.3-2。图3.3-2车辆荷载剪力布置(单位：m)分布荷载计算如下：P1=P2=P3=P4=2P2ab1P5=2P2ab1P6=2P2ab1P7=2P2ab1P8=2P2ab1P9=2P2ab1P10=2P2ab1=P11=2P2ab1P12=2P2ab1=P13=2P2ab1P14=2P2ab1每延米恒载作用下产生的剪力为：Q支g=1/2×14.9×10.8=80.46kN每延米桥面板汽车荷载作用下产生的弯剪力为：Q支p=1.3×[16.96×0.96×0.593+16.96×0.96×0.426+16.96×0.96×0.35+1/2×(19.55-16.96)×0.57×0.323+16.96×0.96×0.669+1/2×(20.66-16.96)×0.77×0.689+22.86×0.96×0.183+1/2×(37.78-22.86)×0.96×0.169+27.11×0.96×0.835+1/2(42.15-27.11)×0.96×0.85+45.86×0.96×0.063+1/2×(115.74-45.86)×0.96×0.048+52.46×0.96×0.956+1/2×(169.57-52.46)×0.96×0.97]Q支p=226.92kN所以单向板剪力组合为：Qud=γ0×(1.2Q支g+1.8Q支p)(3-43)Qud=1.1×(1.2×80.46+1.8×226.92)=555.51kN3.4桥面板配筋计算3.4.1承托截面有效高度计算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计通用规范》(JTG3362-2018)第4.2.6条规定，与梁肋整体连接且具有承托的板，当进行承托内或肋内板的截面验算时，板的计算高度可按下式计算：he=h’f+stanα(3-44)he=0.3+1.2×1/3=0.7m3.4.2按照正截面承载能力极限进行配筋面积计算查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计通用规范》表5.2.1,C50混凝土得：ζb=0.4，fcd=22.4MPa，fpd=1260MPa。(1)支点处按照Md=610.42kN·m进行配筋计算。假设as=70mm。h0=he-as=700-70=630mm(3-45)根据公式：γ0Md≤fcdbx(h0-x2)(fcdbx=fsdAs(3-47)得出：x=h0-h02-2γ0Mζbh0=0.4×630=252mm＞x=49.53mmAs=fcdbxfsd=间隔1m布置1束7根15.2的钢绞线。As=7×140=980mm2＞880.53mm2(2)跨中按照Md=436.02kN·m进行配筋计算。假设as=70mm。根据公式3-45,3-46,3-47得：h0=630mmx=h0-h02-2γ0Mζbh0=0.4×630=252mm＞x=34.96mmAs=fcdbxfsd=间隔1m布置1束5根15.2的钢绞线。As=5×140=700mm2＞621.51mm2根据支点和跨中的预应力筋配置，最终桥面板预应力筋布置为间隔1m布置1束7根15.2的钢绞线。3.5小结本章主要讲述如何计算桥面板的弯矩和剪力，并通过计算的弯矩进行组合，进行桥面板的预应力筋的估算布置。第四章MIDAS建立桥梁上部结构模型4.1建模概述本章讲述的内容为根据前期选择的最优桥型方案，利用MIDAS软件建立桥型的电算模型，为后续的桥梁的验算做准备。4.2桥梁特性值输入4.2.1材料的特性值主梁材料采用C50，预应力钢绞线采用1860等级。规范选择JTG04(RC)——《(JTG33622018)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。MIDAS具体数值如图4.2-1和图4.2-2。图4.2-1混凝土材料数据图4.2-2预应力钢绞线材料数据4.2.2时间依存材料(收缩/徐变)采用《公路桥梁规范》设置，具体如图4.2-3图4.2-3收缩/徐变参数4.2.3时间依存材料(抗压强度)如图4.2-4图4.2-4抗压强度参数4.2.4截面参数设置主梁截面分为“支点截面”和“跨中截面”，MIDAS可以根据这两种特征截面进行简化成桥，其中的变截面可以在MIDAS中自动转化。(1)跨中/支点/墩三种标准截面偏心距改为中-上部，具体如图4.2-5。图4.2-5主梁截面参数(2)变截面参数变截面参数是根据“支点截面”和“跨中截面”进行二次抛物线变化而来的截面分为“支点-跨中”和“跨中-支点”，具体如图4.2-6。图4.2-6变截面截面参数MIDAS模型中个单元具体变截面设置为：(1)5#-17#，37#-49#为“跨中-支点”的变截面变化。(2)22#-34#，54#-66#为“支点-跨中”变截面变化。(3)1#-4#，35#-36#，67#-70#为“跨中截面”。(4)18#-21#,50#-53#为“支点截面”。4.3节点和单选的划分4.3.1节点设置经过计算将本次桥型分为77个节点，72各单元(包括墩)。在EXCEL中输入各节点的坐标，然后把表格的数据复制到MIDAS中的节点表格中，如表4.3-1。表4.3-1节点坐标表节点X(m)Y(m)Z(m)10037.523037.536037.549037.5511037.5614.5037.5718037.5821.5037.5925037.51028.5037.51132037.51235037.51338037.51441037.51544037.51647037.51750037.51852037.51954037.52055037.52156037.52258037.52360037.52463037.52566037.52669037.52772037.52875037.52978037.53081.5037.53185037.53288.5037.53392037.53495.5037.53599037.536100037.537101037.538104.5037.539108037.5续表4.3-140111.5037.541115037.542118.5037.543122037.544125037.545128037.546131037.547134037.548137037.549140037.550142037.551144037.552145037.553146037.554148037.555150037.556153037.557156037.558159037.559162037.560165037.561168037.562171.5037.563175037.564178.5037.565182037.566185.5037.567189037.568191037.569194037.570197037.571200037.57255029.573550074145029.5751450076200034.5770034.54.3.2单元设置由前面建立的节点，建立出单元。步骤为从MIDAS树形菜单中选择模型＞节点/单元＞建立单元。如图4.3-2图4.3-2单元建立4.3.3变截面设置本次设计桥梁下缘为二次抛物线变化，所以要将是变截面的单元设置为变截面组。最终成全桥模型，如图4.3-3。图4.3-3全桥模型图4.4边界设置4.4.1边界组定义如图4.4-1所示。其中“支承”为桥梁墩处的支座，73号和75号节点为固定铰支座；“满堂支架段”为满堂支架处的支座，77号和76号节点为滑动支座；“弹性连接”为桥墩与主梁之间的联系，20号和72号节点，52号和74号节点之间为刚性连接。“ELink”为1号和77号节点，71号和76号之间的刚性连接。图4.4-1边界组定义图4.4.2支承定义一般支承详细数据如表4.4-1。表4.4-1一般支承表格节点DxDyDzRxRyRzRw组731111110支承751111110支承760111000满堂支架区段-右770111000满堂支架区段-左弹性连接数据如图4.4-1。图4.4-1弹性连接表格4.5静力荷载定义4.5.1荷载组定义定义荷载组的过程是为了方便让不同的荷载在不同的施工阶段进行加载。如图4.5-1。图4.5-1荷载组表格图中：自重——主梁自重；温度——包括均匀升温、均匀降温、梁截面升温、梁截面降温；二期恒载——10cm沥青混凝土+8cm混凝土平调层；挂篮湿重(1-12)——不同施工阶段的挂篮湿重；混凝土湿重(1-12)——不同施工阶段的混凝土湿重；钢束——悬臂浇筑施工阶段的钢束预应力；合拢段钢束——边跨、中跨合拢段施工阶段钢束预应力。4.5.2定义静力荷载工况如图4.5-2图4.5-2静力荷载工况4.5.3自重自重的力在MIDAS中是延z竖直向下的，所以自重系数取-1.04；4.5.4二期恒载二期恒载=10cm沥青混凝土+8cm混凝土平调层。由第3章主梁桥面板计算可得，二期恒载为-100.6kN。4.5.5挂篮湿重根据支点单元的重量，本次设计假设采用80t的挂篮，块件的x方向为3m和3.5m。所以：e=1.5m。挂篮湿重产生的荷载是对上一个施工块有一个偏心力，可以把这个偏心力简化成一个竖向力和一个弯矩，如图4.5-3。图4.5-3挂篮湿重荷载可以从迈达斯中导出每个单元的整体重量，找到相应施工块的单元重，首先找到挂篮湿重对前一个施工块造成的弯矩，然后根据每个竖向力和弯矩作用的节点，并定义到对应的荷载组。具体见表4.5-1。表4.5-1挂篮湿重荷载表节点荷载工况Fx(kN)Fy(kN)Fz(kN)Mx(kN*m)My(kN*m)Mz(kN*m)5混凝土湿重00-339.250-508.8805模架移动装置00-8000-120006混凝土湿重00-1187.380-1781.0606模架移动装置00-8000-120007混凝土湿重00-1195.310-1792.9707模架移动装置00-8000-120008混凝土湿重00-1222.950-1834.4208模架移动装置00-8000-120009混凝土湿重00-1272.350-1908.5309模架移动装置00-8000-1200010混凝土湿重00-1340.960-2011.43010模架移动装置00-8000-1200011混凝土湿重00-1427.430-2141.14011模架移动装置00-8000-1200012混凝土湿重00-1304.90-1957.35012模架移动装置00-8000-1200013混凝土湿重00-1391.190-2086.79013模架移动装置00-8000-1200014混凝土湿重00-1487.460-2231.180续表4.5-114模架移动装置00-8000-1200015混凝土湿重00-1593.440-2390.16015模架移动装置00-8000-1200016混凝土湿重00-1708.930-2563.4016模架移动装置00-8000-1200017混凝土湿重00-1833.730-2750.6017模架移动装置00-8000-1200023混凝土湿重00-1833.7302750.6023模架移动装置00-80001200024混凝土湿重00-1708.9302563.4024模架移动装置00-80001200025混凝土湿重00-1593.4402390.16025模架移动装置00-80001200026混凝土湿重00-1487.4602231.18026模架移动装置00-80001200027混凝土湿重00-1391.1902086.79027模架移动装置00-80001200028混凝土湿重00-1304.901957.35028模架移动装置00-80001200029混凝土湿重00-1427.4302141.14029模架移动装置00-80001200030混凝土湿重00-1340.9602011.43030模架移动装置00-80001200031混凝土湿重00-1272.3501908.53031模架移动装置00-80001200032混凝土湿重00-1222.9501834.42032模架移动装置00-80001200033混凝土湿重00-1195.3101792.97033模架移动装置00-80001200034混凝土湿重00-1187.3801781.06034模架移动装置00-80001200035混凝土湿重00-339.250508.88035模架移动装置00-80001200037混凝土湿重00-339.250-508.88037模架移动装置00-8000-1200038混凝土湿重00-1187.380-1781.06038模架移动装置00-8000-1200039混凝土湿重00-1195.310-1792.97039模架移动装置00-8000-1200040混凝土湿重00-1222.950-1834.420续表4.5-140模架移动装置00-8000-1200041混凝土湿重00-1272.350-1908.53041模架移动装置00-8000-1200042混凝土湿重00-1340.960-2011.43042模架移动装置00-8000-1200043混凝土湿重00-1427.430-2141.14043模架移动装置00-8000-1200044混凝土湿重00-1304.90-1957.35044模架移动装置00-8000-1200045混凝土湿重00-1391.190-2086.79045模架移动装置00-8000-1200046混凝土湿重00-1487.460-2231.18046模架移动装置00-8000-1200047混凝土湿重00-1593.440-2390.16047模架移动装置00-8000-1200048混凝土湿重00-1708.930-2563.4048模架移动装置00-8000-1200049混凝土湿重00-1833.730-2750.6049模架移动装置00-8000-1200055混凝土湿重00-1833.7302750.6055模架移动装置00-80001200056混凝土湿重00-1708.9302563.4056模架移动装置00-80001200057混凝土湿重00-1593.4402390.16057模架移动装置00-80001200058混凝土湿重00-1487.4602231.18058模架移动装置00-80001200059混凝土湿重00-1391.1902086.79059模架移动装置00-80001200060混凝土湿重00-1304.901957.35060模架移动装置00-80001200061混凝土湿重00-1427.4302141.14061模架移动装置00-80001200062混凝土湿重00-1340.9602011.43062模架移动装置00-80001200063混凝土湿重00-1272.3501908.53063模架移动装置00-80001200064混凝土湿重00-1222.9501834.42064模架移动装置00-80001200065混凝土湿重00-1195.3101792.970续表4.5-165模架移动装置00-80001200066混凝土湿重00-1187.3801781.06066模架移动装置00-80001200067模架移动装置00-8000120004.5.6温度荷载(1)系统温度：根据设计指导书上的说明，初始温度为0℃；均匀升温为25℃；均匀降温为-5℃。(2)梁截面温度升降桥梁才有10cm的沥青混凝土。所以根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)4.3.12规定：算桥梁结构由于竖向温度梯度引起的效应时，可采用如图4.5-4所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定见图4.5-5。图4.5-4竖向梯度温度图中：A ——混凝土结构当中当梁高H小于400mm时，A=H-100mm。梁高H大于或等于400mm时，A=300mm；带混凝土桥面板的钢结构A=300mmt——混凝土桥面板的厚度（mm）混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。图4.5-5竖向日照正温差计算的温度基数4.6施工阶段定义从树形菜单的菜单表单中选择荷载＞施工阶段＞定义施工阶段。如图4.6-1所示像施工阶段1一样依次激活每个阶段所要添加的单元、边界、荷载。具体数据如表4.6-1。图4.6-1施工阶段定义表4.6-1施工阶段划分施工阶段持续时间单元边界荷载激活钝化激活钝化激活钝化名称材龄名称名称位置名称名称激活时间名称钝化时间112组1-012-支承变形前-自重开始--桥墩130-弹性链接变形前-挂篮1开始--组2-012混凝土湿重1开始--桥墩230钢束1-0开始钢束2-0开始--212桥梁段1-112挂篮2开始挂篮1开始桥梁段2-112混凝土湿重2开始混凝土湿重1开始钢束1-1开始钢束2-1开始--续表4.6-1312桥梁段1-212挂篮3开始挂篮2开始桥梁段2-212混凝土湿重3开始混凝土湿重2开始钢束1-2开始钢束2-2开始--412桥梁段1-312挂篮4开始挂篮3开始桥梁段2-312混凝土湿重4开始混凝土湿重3开始钢束1-3开始钢束2-3开始--512桥梁段1-412挂篮5开始挂篮4开始桥梁段2-412混凝土湿重5开始混凝土湿重4开始钢束1-4开始钢束2-4开始--612桥梁段1-512挂篮6开始挂篮5开始桥梁段2-512混凝土湿重6开始混凝土湿重5开始钢束1-5开始钢束2-5开始--712桥梁段1-612挂篮7开始挂篮6开始桥梁段2-612混凝土湿重7开始混凝土湿重6开始钢束1-6开始钢束2-6开始--812桥梁段1-712挂篮8开始挂篮7开始桥梁段2-712混凝土湿重8开始混凝土湿重7开始钢束1-7开始钢束2-7开始--续表4.6-1912桥梁段1-812挂篮9开始挂篮8开始桥梁段2-812混凝土湿重9开始混凝土湿重8开始钢束1-8开始钢束2-8开始--1012桥梁段1-912挂篮10开始挂篮9开始桥梁段2-912混凝土湿重10开始混凝土湿重9开始钢束1-9开始钢束2-9开始--1112桥梁段1-1012挂篮11开始挂篮10开始桥梁段2-1012混凝土湿重11开始混凝土湿重10开始钢束1-10开始钢束2-10开始--1212桥梁段1-1112挂篮12-1开始挂篮11开始桥梁段2-1112挂篮12-2开始混凝土湿重11开始挂篮12-3开始挂篮12-4开始混凝土湿重12开始钢束1-11开始钢束2-11开始--续表4.6-11312桥梁段1-1212--合龙段挂篮1开始挂篮12-1开始桥梁段2-1212--合龙段挂篮2-1开始挂篮12-2开始合龙段挂篮2-2开始挂篮12-3开始合龙段挂篮3开始挂篮12-4开始合龙段混凝土湿重1开始混凝土湿重12开始合龙段混凝土湿重3开始钢束1-12开始钢束2-12开始--1412合龙段112满堂支架区段-左变形前合龙段钢束1开始合龙段混凝土湿重1开始左侧满堂支架12满堂支架区段-右变形前合龙段钢束3开始合龙段混凝土湿重3开始合龙段312Elink-L变形前--合龙段挂篮1开始右侧满堂支架12Elink-R变形前--合龙段挂篮2-1开始1512合龙段混凝土湿重2-1开始合龙段混凝土湿重2-2开始--1612合龙段钢束2开始合龙段混凝土湿重2-1开始合龙段混凝土湿重2-2开始合龙段挂篮2-2开始合龙段挂篮3开始4.7移动荷载定义4.7.1移动荷载规范选取在树形菜单的菜单表单中选择模型＞荷载＞移动荷载＞移动荷载规范。图4.7-1移动荷载规范选取4.7.2车道定义见表4.7-1。表4.7-1车道信息车道名称偏心距离(m)车轮间距(m)桥梁跨度(m)比例系数允许宽度(m)人群右8020011人群左-8020011右幅内侧-1.8751.820013.75右幅外侧-5.6251.820013.75左幅内侧1.8751.820013.75左幅外侧5.6251.820013.754.7.3车辆/人群选择“中国规范荷载(JTGB01-2014)”规范，添加车辆荷载类型“CH-CD”为标准车辆。添加人群荷载类型为“CH-RQ”为标准人群荷载。4.7.4车辆/人群荷载工况桥类型选择“JTGB01-2004”，根据实际情况添加子荷载工况。最小车道加载数为1，最大为4；人群的最小加载为1，最大为2。4.8小结本章主要详细描述了如何利用MIDAS建立桥梁的电算模型，各种步骤均有图表表示。本章主要是为了之后的预应力钢束估算和成桥验算提供数据支持。第五章荷载组合查找5.1概述公路桥涵设计的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用。根据《公路桥涵设计通用规范》规定，结构自重、收缩荷载、徐变荷载、变位为永久作用；温度荷载、汽车荷载、人群荷载、升温温差、降温温差为可变作用。公路桥涵设计时，对不同作用采用不同的代表值。永久作用采用标准值作为代表值；可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。5.2承载能力极限状态5.2.1基本组合《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）4.1.5规定:作用基本组合的效应设计值可按下式(5-1)计算：S(5-1)式中：Sud——承载能力极限状态下作用的基本组合的效应设计值；、γ0——结构重要性系数，设计安全等级一级、二级、三级分别取1.1、1.0和0.9；γGi——第i个永久作用的分项系数；Gik、Gid——第i个永久作用的标准值和设计值；γQ1——汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）的分项系数。采用车道荷载计算时取γQ1=1.4，采用车辆荷载计算时，其分项系数取γQ1=1.8。当某个可变作用在组合中其效应值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数取γQ1=1.4；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取γQ1=1.4；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也取γQ1=1.4；Q1k、Q1d——汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值；γQj——在作用组合中汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用的分项系数，取γQj=1.4，但风荷载的分项系数取γQj=1.1；Qjk、Qjd——在作用组合中除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外的第j个可变作用的标准值和设计值；ψc——在作用组合中除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外的其他第j个可变作用组合；ψcQjk——在荷载组合中除去汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外的第j个可变作用值；γLj——第j个可变作用的结构设计使用年限何在调整系数。公路桥涵结构的设计使用年限按现行的《公路工程技术标准》（JTGB01）取值时，可变作用的设计使用年限荷载调整系数γLj=1.0，否则，γLj取值应按专题研究确定。5.2.2设计桥梁最不利基本组合选取从MIDAS输出的桥梁单元内力图表格中，找出三个特征截面最不利的组合。见表5.2-1,、5.2-2、5.2-3。根据表5.2-1得出，基本组合(4)是跨中截面最不利基本组合。M中max=95606.88kN·mM中min=78972.84kN·m根据表5.2-2得出，基本组合(4)是边跨跨中截面最不利基本组合。M边max=86301.39kN·mM边min=67577.98kN·m根据表5.2-3得出，基本组合(4)是支点截面最不利基本组合。M支max=-526168.45kN·mM支min=-599300.24kN·m表5.2-1基本组合下跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)301I[30]-7486.830-544.1079360.510302(最大)I[30]-6188.1464.56723.585246.8694788.911215.32303(最大)I[30]-7327.1411.96-464.36536.6580451.13203.08304(最大)I[30]-6068.3773.53783.395649.3495606.881367.63305I[30]-6239.030-453.42066133.760306(最大)I[30]-4940.3364.56814.275246.8681562.151215.32307(最大)I[30]-6079.3311.96-373.68536.6567224.38203.08308(最大)I[30]-4820.5673.53874.085649.3482380.131367.63302(最小)I[30]-9778.39-64.56-1918.57-5246.8678997.99-1215.32续表5.2-1303(最小)I[30]-7741.7-11.96-631.54-536.6579326.97-203.08304(最小)I[30]-9969.54-73.53-1984.15-5649.3478972.84-1367.63306(最小)I[30]-8530.58-64.56-1827.89-5246.8665771.24-1215.32307(最小)I[30]-6493.89-11.96-540.86-536.6566100.22-203.08308(最小)I[30]-8721.73-73.53-1893.47-5649.3465746.09-1367.63表5.2-2基本组合下边跨跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)32(最小)I[2]0-51-6068.38-548860301.31-425.833(最小)I[2]0-9.19-4489.38-487.0761530.08-82.6734(最小)I[2]0-57.89-6131.67-5853.367577.98-487.8136(最小)I[2]0-51-5334.22-548850021.12-425.837(最小)I[2]0-9.19-3755.22-487.0751249.88-82.6738(最小)I[2]0-57.89-5397.5-5853.349907.8-487.8131I[2]00-4405061681.17032(最大)I[2]051-3728.51548876026.78425.833(最大)I[2]09.19-4377.57487.0762656.682.6734(最大)I[2]057.89-3707.935853.386301.39487.8135I[2]00-3670.84051400.97036(最大)I[2]051-2994.34548865746.58425.837(最大)I[2]09.19-3643.4487.0752376.4182.6738(最大)I[2]057.89-2973.775853.366478.16487.81表5.2-3基本组合下支点截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)631I[61]-7486.830-31634.260-532707.330632(最大)I[61]-6188.1464.56-31417.6511755.98-526592.293014.57633(最大)I[61]-7327.1411.96-31616.041797.96-532142.2602.18634(最大)I[61]-6068.3773.53-31403.9813104.45-526168.453466.21635I[61]-6239.030-26361.880-443922.770636(最大)I[61]-4940.3364.56-26145.2711755.98-437807.743014.57续表5.2-3637(最大)I[61]-6079.3311.96-26343.661797.96-443357.64602.18638(最大)I[61]-4820.5673.53-26131.613104.45-437383.893466.21632(最小)I[61]-9778.39-64.56-35353.89-11755.98-594039.07-3014.57633(最小)I[61]-7741.7-11.96-31998.98-1797.96-539722.22-602.18634(最小)I[61]-9969.54-73.53-35627.43-13104.45-599300.24-3466.21636(最小)I[61]-8530.58-64.56-30081.51-11755.98-505254.52-3014.57637(最小)I[61]-6493.89-11.96-26726.61-1797.96-450937.66-602.18638(最小)I[61]-8721.73-73.53-30355.06-13104.45-510515.68-3466.215.2.3设计桥梁基本组合内力图(1)轴力包络图图5.2-1基本组合(4)轴力包络图(2)剪力包络图图5.2-2基本组合(4)剪力包络图(3)弯矩包络图图5.2-3基本组合(4)弯矩包络图5.3正常使用极限状态5.3.1频遇组合根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）4.1.6规定:作用频遇组合的效应设计值下式计算：S(5-2)式中：Sfd——作用频遇组合的效应设计值；ψf1——汽车荷载(不计汽车冲击力)频遇值系数，取0.7。5.3.2设计桥梁最不利频遇组合选取从MIDAS输出的桥梁单元内力图表格中，找出三个特征截面最不利的组合。见表5.3-1,、5.3-2、5.3-3。根据表5.3-1得出，频遇组合(11)是跨中截面最不利基本组合。M中max=73854.86kN·mM中min=65947.2kN·m根据表5.3-2得出，频遇组合(11)是边跨跨中截面最不利基本组合。M边max=65858.51kN·mM边min=56949.31kN·m根据表5.3-3得出，频遇组合(11)是支点截面最不利基本组合。M支max=-440776.25kN·mM支min=-476355.96kN·m表5.3-1频遇组合下跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)309(最大)I[30]-6135.337.76-401.64348.4766841.96131.873010(最大)I[30]-5648.7129.35122.82384.9473146.66552.423011(最大)I[30]-5545.0137.11174.582733.4173854.86684.29309(最小)I[30]-6404.53-7.76-510.2-348.4766111.98-131.873010(最小)I[30]-7280.64-29.35-1078.18-2384.9465968.97-552.423011(最小)I[30]-7446.14-37.11-1134.96-2733.4165947.2-684.29表5.3-2频遇组合下边跨跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)39(最小)I[2]0-5.96-3725.63-316.2851302.86-53.68310(最小)I[2]0-23.18-4426.92-2494.5450773.77-193.55311(最小)I[2]0-29.15-4481.71-2810.8256949.31-247.2339(最大)I[2]05.96-3653.02316.2852034.3753.68310(最大)I[2]023.18-3363.342494.5457921.71193.55311(最大)I[2]029.15-3345.522810.8265858.51247.23表5.3-3频遇组合下支点截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)639(最大)I[61]-6135.337.76-26350.051167.51-443555.81391.036310(最大)I[61]-5648.7129.35-26263.425343.63-441143.211370.266311(最大)I[61]-5545.0137.11-26251.596511.14-440776.251761.29639(最小)I[61]-6404.53-7.76-26598.72-1167.51-448477.9-391.036310(最小)I[61]-7280.64-29.35-28052.62-5343.63-471800.84-1370.266311(最小)I[61]-7446.14-37.11-28289.46-6511.14-476355.96-1761.295.3.3设计桥梁频遇组合内力图(1)轴力包络图图5.3-1频遇组合(11)轴力包络图(2)剪力包络图图5.3-2频遇组合(11)剪力包络图(3)弯矩包络图图5.3-3频遇组合(11)弯矩包络图5.3.4准永久组合根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）4.1.6规定:作用准永久组合的效应设计值下式计算：S(5-3)式中：Sqd——作用于准永久组合的效应设计值；ψqi——汽车荷载(不计汽车冲击力)准永久值系数，取0.4。5.3.5设计桥梁最不利准永久组合选取从MIDAS输出的桥梁单元内力图表格中，找出三个特征截面最不利的组合。见表5.3-4,、5.3-5、5.3-6。根据表5.3-4得出，准永久组合(14)是跨中截面最不利基本组合。M中max=70424.41kN·mM中min=66030.88kN·m根据表5.3-5得出，准永久组合(14)是边跨跨中截面最不利基本组合。M边max=62296.93kN·mM边min=57349.8kN·m根据表5.3-6得出，准永久组合(14)是支点截面最不利基本组合。M支max=-442187.67kN·mM支min=-461675.14kN·m表5.3-4准永久组合下跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)3012(最大)I[30]-6197.553.11-432.71139.3966417.0452.753013(最大)I[30]-5901.716.77-124.151362.8270141.13315.673014(最大)I[30]-5860.2219.88-103.441502.2170424.41368.423012(最小)I[30]-6305.23-3.11-476.13-139.3966125.04-52.753013(最小)I[30]-6834.24-16.77-810.42-1362.8266039.59-315.673014(最小)I[30]-6900.44-19.88-833.14-1502.2166030.88-368.42表5.3-5准永久组合下边跨跨中截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)312(最大)I[2]02.39-3663.71126.5151654.3321.47313(最大)I[2]013.25-3495.121425.4555127.11110.6314(最大)I[2]015.63-34881551.9662296.93132.07312(最小)I[2]0-2.39-3692.75-126.5151361.73-21.47313(最小)I[2]0-13.25-4102.88-1425.4551042.57-110.6314(最小)I[2]0-15.63-4124.8-1551.9657349.8-132.07表5.3-6准永久组合下支点截面的内力单元荷载位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)6312(最大)I[61]-6197.553.11-26357.15467-443775.99156.416313(最大)I[61]-5901.716.77-26305.623053.5-442334.45783.016314(最大)I[61]-5860.2219.88-26300.893520.51-442187.67939.426312(最小)I[61]-6305.23-3.11-26456.62-467-445744.82-156.416313(最小)I[61]-6834.24-16.77-27328.02-3053.5-459853.09-7836314(最小)I[61]-6900.44-19.88-27422.75-3520.51-461675.14-939.425.3.6设计桥梁准永久组合内力图(1)轴力包络图图5.3-4准永久组合(14)轴力包络图(2)剪力包络图图5.3-5准永久组合(14)剪力包络图(3)弯矩包络图图5.3-6准永久组合(14)弯矩包络图5.4小结本章通过MIDAS查找三种特征截面不同的极限状态下最不利基本组合、频遇组合和准永久组合，给出相关数据表格进行比对，为下章预应力钢束估算提供数据支持。第六章预应力钢束估算和布置6.1概述本章根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计预规》(JTGD62-2004)中明确规定：预应力钢筋混凝土梁应满足正常使用阶段和承载能力极限状态的正截面强度要求，再根据第5章选取的三个特殊截面的最不利荷载组合来进行预应力钢束的估算和布置。6.1.1根据承载能力极限状态下计算预应力箱梁到达受弯的极限状态时，受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。(1)对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算。，（6-1），（6-2）解上两式得：受压区高度：（6-3）预应力筋数：（6-4）式中：fcd——混凝土抗压强度设计值；fpd——预应力筋抗拉强度设计值；x——混凝土受压高度；Mp——弯矩组合设计值；Ap——单根预应力束的截面面积b——截面宽度。(2)若截面承受双向弯矩时，需配双筋的，可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时（受拉区和受压区都有预应力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允许的。6.1.2根据正常使用极限状态下计算《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计预规》（JTGD62-2004）规定，截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力，预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力（为0.25fck），或为在任意阶段，全截面承压，截面上不出现拉应力，同时截面上最大压应力小于允许压应力。当截面受正弯矩Mmax时：σ上=N上σ下=N上当截面受负弯矩Mmin时：σ上=N上σ下=N上从以上四个式中可以求出预应力钢束的大致范围。预应力钢束最小根数为：n上≥n下≥预应力钢束最大根数为：n上≤n下≤式中：Ay——单根预应力钢筋面积，取140mm2；Ry——预应力钢筋有效预应力，取0.7×1860=1302Mpa；[Ra]——混凝土容许承压应力；e上、e下——预应力钢筋对截面形心轴得偏心距；Mmax、Mmin——截面承受得最大最小弯矩；W上、W下——截面上下缘的截面模量；K上、K下——截面上下核心距离，K根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）6.2.6规定：钢筋松弛系数，I级松弛（普通松弛），ζ=1.0；II级松弛（低松弛），ζ=0.3。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）3.2.2、3.2.3规定：本次设计预应力钢绞线，采用高强度低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，ζ=0.3，直径为15.2mm，面积为140mm2,弹性模量Ep=1.95×105Mpa，有效预应力Ry取0.7fpk=1302Mpa。计算三种特殊截面位置：支点截面、跨中截面、边跨跨中截面。6.2预应力钢束估算6.2.1跨中截面(底板钢束)(1)正常使用极限状态计算I=18.6702m4，A=13.5699m2，z1=1.2134m，z2=1.7866m，fcd=22.4MPa。根据公式(6-2)~(6-12)来计算钢束数量：WWKK混凝土保护层厚度取为ax=100mm：e上=z1-ax=1.2134-0.1=1.1134me下=z2-ax=1.7866-0.1=1.6866m由第5章查取到最不利频遇组合：M中max=73854.86kN·mM中min=65947.2kN·m所以预应力钢束最小根数为：nnn预应力钢束最大根数为：nn(2)承载力极限状态计算h0=h-ax=3-0.1=2.9m由第5章查取到最不利基本组合：M中max=95606.88kN·mM中min=78972.84kN·m当预应力钢束布置在下方时：b=18m受压区高度为：x=2.9−nn6.2.2支点截面(顶板钢束与腹板钢束)(1)正常使用极限状态计算I=234.738m4，A=26.53m2，z1=4.2137m，z2=3.2863m，fcd=22.4MPa。根据公式(6-2)~(6-12)来计算钢束数量：WWKK混凝土保护层厚度取为ax=100mm：e上=z1-ax=4.2137-0.1=4.1137me下=z2-ax=3.2863-0.1=3.1863m由第5章查取到最不利频遇组合：M支max=-440776.25kN·mM支min=-476355.96kN·m所以预应力钢束最小根数为：nnn预应力钢束最大根数为：nn(2)承载力极限状态计算h0=h-ax=7.5-0.1=7.4m由第5章查取到最不利基本组合：M支max=-526168.45kN·mM支min=-599300.24kN·m当预应力钢束布置在上方时：b=12m受压区高度为：x=7.4−nn6.2.3边跨跨中截面(底板钢束)(1)正常使用极限状态计算I=18.6702m4，A=13.5699m2，z1=1.2134m，z2=1.7866m，fcd=22.4MPa。根据公式(6-2)~(6-12)来计算钢束数量：WWKK混凝土保护层厚度取为ax=100mm：e上=z1-ax=1.2134-0.1=1.1134me下=z2-ax=1.7866-0.1=1.6866m由第5章查取到最不利频遇组合：M边max=65858.51kN·mM边min=56949.31kN·m所以预应力钢束最小根数为：nnn预应力钢束最大根数为：nn(2)承载力极限状态计算h0=h-ax=3-0.1=2.9m由第5章查取到最不利基本组合：M边max=86301.39kN·mM边min=67577.98kN·m当预应力钢束布置在下方时：b=18m受压区高度为：x=2.9−nn6.2.4主梁预应力钢束最终确定(1)支点截面(顶板钢束和腹板钢束)顶板：26束——21φ15.2钢绞线总根数：26×21=546根腹板：26束——21φ15.2钢绞线总根数：26×21=546根(2)跨中截面(底板钢束)底板：12束——23φ15.2钢绞线总根数：12×23=276根(2)边跨跨中截面(底板钢束)底板：12束——23φ15.2钢绞线总根数：12×23=276根6.3MIDAS预应力钢束输入6.3.1预应力钢束特性值设置如图6.3-1、6.3-2所示。图6.3-1顶板钢束特性值图6.3-2底板钢束特性值6.3.2预应力钢束具体位置输入(1)进入MIDAS，选择树状菜单＞荷载＞温度/预应力＞钢束形状。如图6.3-3图6.3-3预应力钢束位置输入其中PSTG为顶板钢束，PWTG为腹板钢束，CSTG为中跨底板钢束，ASTG为边跨底板钢束。(2)各种钢束的预应力荷载和属于的荷载组见表6.3-2。6.3-1预应力钢束数据钢束名称荷载工况张拉类型张拉位置开始点-应力开始点-应力开始点-拉力结束点-拉力注浆荷载组ASTG1-A07-11预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A07-12预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A07-23预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A07-24预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A08-09预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A08-10预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A08-21预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A08-22预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A09-07预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A09-08预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A09-19预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A09-20预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A10-05预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A10-06预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A10-17预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A10-18预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A11-03预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1续表6.3-1ASTG1-A11-04预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A11-15预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A11-16预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A12-01预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A12-02预应力应力开始点01264800000合龙段钢束1ASTG1-A12-13预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3ASTG1-A12-14预应力应力开始点01264800000合龙段钢束3CSTG1-K01-01预应力应力开始点01264800000合龙段钢束2CSTG1-K01-02预应力应力开始点12648000000合龙段钢束2CSTG1-K01-03预应力应力开始点12648001264800000合龙段钢束2CSTG1-K01-04预应力应力开始点12648001264800000合龙段钢束2CSTG1-K01-05预应力应力开始点12648001264800000合龙段钢束2CSTG1-K01-06预应力应力开始点12648001264800000合龙段钢束2CSTG1-K01-07预应力应力开始点12648001264800000合龙段钢束2CSTG