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1、预应力混凝土连续梁桥的计算原理1 绪论论本毕业设计计主要是关关于大跨度度预应力混混凝土连续续梁桥结构构的设计，预预应力混凝凝土连续梁梁桥以结构构受力性能能好、变形形小、伸缩缩缝少、行行车平顺舒舒适、造型型简洁美观观、养护工工程量小、抗抗震性能强强等而成为为最富有竞竞争力的主主要桥型之之一。与同同等跨径的的简支梁桥桥相比，连连续梁桥的的截面控制制弯距得以以减少，同同时由于采采用平衡悬悬臂施工方方法，使桥桥梁单跨跨跨径得以增增大，从而而在近二十十余年来连连续梁桥得得到广泛的的应用。因因此，本次次毕业设计计关于连续续梁桥的设设计对今后后的走上工工作单位有有着极其重重要的意义义。本设计主要要为渭河特特
2、大桥的设设计，其中中桥梁跨度度为40+64+440 ，全长1144 ,桥面宽宽6.9 。设计荷荷载标准：铁路中-活荷载载；桥面纵纵坡：0% (平坡)；桥面横横坡：1.5%；桥轴平平面线型：曲线。主主梁采用悬悬臂挂篮对对称施工，共共划分为五五个阶段。第第一阶段：在支架上上施工中间间墩顶0#块和1#块；第二二阶段：在在0#、11#块上张张拉预应力力钢筋并安安装好挂篮篮，然后悬悬臂向外依依次浇筑22#块、33#块并张拉预预应力钢筋筋，直到最最大悬臂，同同时在悬臂臂浇筑即将将完成的时时候，在两两端搭支架架浇筑边跨跨部位的44个单元；第三阶段段：边跨合合拢；第四四阶段：中中跨合拢，拆拆除挂篮，由由边跨向
3、跨跨中对称进进行桥面铺铺装；第五五阶段：竣竣工验收,交付运营营使用阶段段。本桥设设4个支座座，其中第第一个支座座为固定铰铰支座，其其余为活动动铰支座。在在本设计过过程中我们们主要进行行了以下几几个方面的的工作：1、依据设设计资料初初步拟定主主梁截面尺尺寸；2、进行内内力（恒载载内力、活活载内力）计计算；3、力筋的的计算与布布置；4、预应力力损失及有有效预应力力的计算；5、关于预预加力引起起的结构次次内力讨论论；6、主梁截截面强度计计算；7、主梁抗抗裂性检算算；8、弹性阶阶段应力的的计算与验验算。由于本次毕毕业设计选选用的是变变截面的连连续梁，计计算非常烦烦琐，故在在计算时采采用电算。设设计中所
4、有有程序均没没有在正文文中具体给给出，而是是直接输出出计算结果果。另外本本次设计的的计算数据据与桥梁设设计软件桥桥梁博士,计算所有有得到的数数据进行比比较,以检检查正确性性。2 方案案比选及箱箱梁尺寸拟拟订2.1设计计说明（1）新建建时速2000公里客客货共线路路铁路设计计占行规定定（铁建设设函（20003）4439号）（2）铁路路桥涵设计计基本规范范（TB1100022.1-999）（3）铁路路桥涵钢筋筋混凝土和和预应力混混凝土结构构设计规范范（TB1100022.3-999）（4）铁路路桥涵地基基和基础设设计规范（TTB100002.55-99）2.1.11主要技术术指标（1）铁路路等级：
5、级（2）线上上路线：单单线，曲线线（3）设计计速度：2200 （4）牵引引类型：电电力（5）设计计荷载：中中活载2.2方案案比选方案比选是是设计工作作者为完成成各项设计计时，必须须进行的十十分重要的的工作，设设计方案即即设计人员员的构思和和设想，这这些思想用用图纸、计计算、说明明、综合分分析、施工工实施步骤骤、技术经经济比较等等组成的设设计方案。2.2.11方案比选选的内容（1）确定定桥孔孔径径：根据桥桥位附近的的地形，水水文条件确确定桥位，然然后进行桥桥孔布置。（2）初步步拟订桥梁梁图示：要要集思广益益，提出445个方案案。（3）方案案的比较和和优选：从从材料，施施工能力，修修复，美观观等方
6、面考考虑。（4）绘制制方案图和和编制说明明：这是比比选的成果果。2.2.22方案比选选的结果 为减小建筑筑高度，适适当增大跨跨径并提高高线路条件件，在设计计中采用预预应力混凝凝土变截面面连续梁桥桥。设计要要求桥跨的的上部结构构采用预应应力混凝土土连续梁，其其孔径要求求为40 +644 +400 。桥梁的的结构计算算图式见图图2-1。2.3 桥桥型布置及及孔径划分分为减小建筑筑高度，适适当增大跨跨径并提高高行车舒适适性，在设设计中采用用预应力混混凝土变截截面连续梁梁桥。设计计要求桥跨跨的上部结结构采用预预应力连续续梁，其孔孔径要求为为40 +644 +400 。桥梁的的结构计算算图式见图图2-1
7、。图2-1 桥梁计计算图式(单位：mm)2.4 截截面形式及及梁高为使计算简简化，边跨跨和中跨支支座和跨中中处尺寸一一致，采用用变高度箱箱型截面。箱箱梁根部高高取4.00 ，跨中最最小梁高HH2取为22.2 ，高跨比比为1/332。采用用箱型截面面的原因是是：首先，箱箱型截面的的整体性好好、刚度大大；其次，箱箱梁的顶底底板可提供供足够的面面积来布置置预应力钢钢束以承受受正、负弯弯矩；另外外箱梁抗扭扭能力强，同同时能提供供较大的顶顶板翼缘悬悬臂，底板板宽度相应应较窄，可可大幅度减减少下部结结构工程量量。采用变变高度主要要是适应连连续梁内力力变化的需需要。2.4.11横截面尺尺寸连续箱梁为为单箱单
8、室室变高度变变截面箱形形三向预应应力混凝土土结构，采采用预应力力设计。箱箱梁顶板宽宽度为6.9 ，箱宽44.5 ，其横截截面构造如如图2-22所示。箱箱梁顶面设设置2%的的双向排水水坡。(1) 翼翼缘板悬臂臂长度本次设计桥桥面板宽度度为6.99 ，每侧翼翼缘板悬臂臂长度取11.2 ，悬臂端端部取355 ，跟部取取70 。(2)顶板板和底板箱型梁截面面的顶板和和底板是结结构承受正正负弯矩的的主要工作作部位，本本设计中，顶顶板厚度取取35 和底板厚厚度取400 。(3)腹板板腹板主要承承受结构的的弯曲剪应应力和扭转转剪应力所所引起的主主拉应力，本本设计中两两个腹板均均取40 。 图22 箱梁构造造
9、图2.4.22 箱梁底底板厚度及及腹板宽度度设置整体支架施施工的连续续梁桥，中中承处的负负弯矩较大大，需要箱箱梁底板适适当加厚，以以提供必要要的受压面面积；同时时，跨中正正弯矩较大大，应避免免该区段底底板过厚而而增加恒载载弯矩，因因此，就有有底板厚度度按“中薄边厚厚”设置的一一般规律。底底板厚度的的变化规律律采用直线线过渡法。如如图2-33所示即为为底板厚度度变化规律律示意图.如图2-4所示即即为腹板厚厚度变化规规律示意图图：图2-3 底板厚度度变化规律律示意图从受力方面面来讲，连连续梁支点点附近承受受剪力较大大，腹板宜宜增高加宽宽；各孔跨跨中区段承承受剪力较较小，腹板板可适当降降低减薄。腹腹
10、板沿跨径径方向加宽宽或减薄的的方式一般般有台阶型型和斜直线线过渡型。如如图所示图图24所示。图2-4 腹板厚度度变化规律律3主梁内力力计算由于采用悬悬臂施工法法，连续梁梁桥将产生生恒载徐变变二次内力力，且在配配置预应力力钢筋前尚尚要计算预预加力产生生的次内力力，因此，当当前情况下下的主梁内内力计算包包括：恒载载内力计算算、活载内内力计算、温温度内力计计算及支座座沉降内力力计算。3.1恒载载内力计算算恒载内力包包括一期恒恒载（箱梁梁自重）及及二期恒载载（桥面铺铺装和防撞撞护栏等桥桥面系）作作用下的内内力。对于于有悬臂浇浇筑连续梁梁桥，考虑虑建造过程程存在体系系转换。计计算较为繁繁琐，由于于本次设
11、计计时间有限限，故成桥桥后恒载内内力采用现现有通用桥桥梁设计软软件桥梁博博士直接计计算；对于于此变截面面的连续梁梁桥，采用用有限元法法计算较为为方便而且且计算结果果更加准确确。3.1.11单元划分分划分单元时时，应将支支点和桥桥规（JJTJ022385）规规定的验算算截面位于于单元的节节点处，同同时在截面面构造尺寸寸变化点处处也应布置置节点。按按照有限元元原理，将将一定长度度的计算跨跨径长度作作为一个单单元，单元元划分越细细密，其计计算结果越越准确。但但考虑程序序运行速度度和设计篇篇幅，划分分的单元数数又不能太太多。故本本桥共划分分为36个个单元，337个节点点。3.1.22恒载集度度计算（1
12、）一期期恒载集度度一期恒载集集度包括箱箱梁及横隔隔板的集度度，也可只只考虑箱梁梁集度而将将横隔板作作为集中力力加在节点点。在设计计中将箱梁梁及横隔板板一起处理理成分段均均布集度作作用在相应应的单元上上，计算公公式为： (3-1)式中 单元号号；号单元元一期恒载载集度；号单元元的毛截面面面积，等等于该单元元两端节点点截面积的的平均值。本设计在设设计计算中中为了简化化计算将箱箱梁及横隔隔板一起处处理成分段段均布集度度作用在相相应的单元元上。按式(3-1)计算算的各单元元一期恒载载集度见计计算报表，将将全桥视为为对称结构构，仅列出出半跨的荷荷载集度，另另一半关于于跨中对称称。（2） 二二期恒载集集度
13、二期恒载集集度为梁上上道碴和轨轨枕及枕木木的集度，以以及人行道道板的荷载载。，本次次设计关于于恒载内力力计算是根根据桥梁博博士计算，以以下是计算算结果：3.2.活活载内力计计算 按铁路桥桥涵洞设计计基本规范范：铁路路列车竖向向静活载必必须采用中中华人民共共和国铁路路标准活载载即中活载标准准活载的计计算图式见见图33 中活加载载图3.2.11火车荷载载偏载是的的增大系数数 按铁路桥桥涵基本设设计规范列列车竖向活活载包括列列车竖向动动力作用时时该列车竖竖向活载本本桥是双线线铁路的设设计取偏载载是的增大大系数为22.43.2.22冲击系数数计算按铁路桥桥涵基本设设计规范列列车竖向活活载包括列列车竖向
14、动动力作用时时该列车竖竖向活载等等于列车竖竖向静活载载乘以动力力系数其动动力系数应应按 下列公式计计算： 本次设设计计算得得3.2.33绘制弯距距图（中活加载） 这部分采用用桥梁博士士计算 ，计计算结果详详见计算报报表： 3.3温度度温差引起起的附加力力桥梁结构由由自然条件件而引起的的温差效应应，主要归归结为年温温度变化、日日照、降温温等原因。年年温度变化化影响，指指气温随季季节发生周周期性变化化时对结构构物所引起起的作用，一一般假定温温度沿结构构截面高度度方向以均均值变化，它它对无水平平约束的简简支梁，连连续梁等只只会导致桥桥梁的纵向向位移，一一般通过桥桥面伸缩缝缝、支座位位移等构造造措施相
15、协协调，并不不导致结构构温度次内内力和温度度应力。日日照、降温温属于局部部温差影响响，它将导导致结构的的次内力。计计算温度次次内力时，温温度梯度采采用线形变变化。3.3.11计算数据据（1）长年年平均温度度变化与温温度差对连连续梁只引引起轴向变变形但是不不引起附加加弯矩（2）板面面由于日照照或骤冷所所引起的温温度按，混混凝土线膨膨胀系数3.3.22计算方法法在各截面中中由于桥面面积板伸长长而引起的的拉力: 其中： EE混凝土土弹性模量量 混凝土线线膨胀系数数3.3.33.桥面板板温度差对对全断面一一起二次力力矩桥面板板温度差对对全断面引引起的初力力矩始桥面板板中心到 全断面中中心的偏心心矩3.
16、4基础础沉降次内内力计算当超静定结结构中某些些支座发生生位移时，结结构将相应应产生变形形，但这种种变形受到到其它支座座的约束不不能自由变变形；因此此，将在桥桥梁中产生生内力从而而引起整个个桥梁结构构内力及支支座反力都都将随之发发生变化。根根据结构力力学中力法法原理即可可计算出由由于支座沉沉降引起的的结构内力力，但是采采用手算计计算过程复复杂而且容容易出错；因此，在在计算时采采用桥梁博博士程序直直接输出支支座沉降所所产生的结结构内力，计计算的具体体原理见结结构力学（上上）；在本本次设计中中利用程序序计算由各各支座沉降降所产生的的次内力，计计算时考虑虑三种最不不利情况 4 预应应力钢筋估估算及布置
17、置4.1计算算原则在预应力混混凝土连续续梁中，预预应力钢筋筋共计有三三种，分别别为纵向、横横向和竖向向预应力筋筋。其中纵纵向预应力力筋根据梁梁的弯矩包包络图计算算并布置，由由于任务紧紧张，横向向预应力筋筋及箍筋不不予计算，只只计算主筋筋。4.2计算算原理及方方法在预应力混混凝土连续续梁中，预预应力钢筋筋共计有三三种，分别别为纵向、横横向和竖向向预应力筋筋。其中纵纵向预应力力筋根据梁梁的弯矩包包络图计算算并布置。对连续梁体体系，或凡凡是预应力力混凝土超超静定结构构，在初步步计算预应应力钢筋数数量时，必必须计及各各项次内力力的影响。然然而，一些些次内力形形的计算恰恰与预应力力筋的数量量与布置有有关
18、。因此此，在初步步估算预应应力时，只只能以预估估值来考虑虑，工程上上取用结构构最大控制制设计弯矩矩值的。预应力混凝凝土构件在在预加应力力阶段及使使用荷载阶阶段，截面面上、下缘缘的应力应应满足容许许应力的要要求.在估估算预应力力钢筋数量量时,假设设混凝土抗抗拉强度.根据铁铁路桥涵钢钢筋混凝土土和预应力力混凝土结结构设计规规范（TTBJ100002.1-999）6.33.10之之规定因此此有： 式中：、为混凝土土上下缘压压应力，以以压应力为为正为上下截面面抵抗矩； 截面面最大最小小弯矩值，正正弯矩取正正值，负弯弯矩取负值值。4.2.11当截面上上、下缘均均配置预应应力钢筋抵抵抗正负弯弯矩此时截面最
19、最小配束量量须满足：式中令：，则有：截面上、下下缘估算上上、下缘估估算的预应应力钢筋束束数；每束预应力力钢筋的面面积； 截面上下下缘的预应应力钢筋重重心至截面面重心的距距离；截面上、下下核心矩，按按下式计算算：预应力钢筋筋有效应力力；4.2.22下缘配置置预应力钢钢筋抵抗正正弯矩时（下缘不出出现拉应力力控制）4.2.33上缘配置置预应力钢钢筋抵抗负负弯矩时 （上上缘不出现现拉应力控控制）4.3初步步估算按照设计任任务书的相相关规定：纵向预应应力钢筋束束上，下缘缘均采用 9-715.224cm钢钢绞线，断断面面积11237,锚具采用用YM155-7，钢钢束管道直直径为8.0cm;管道用金金属波纹
20、管管成孔。标标准强度18600。弹性模模量,混凝凝土为400号，标准准强度为28，抗抗压设计强强度=233。弹性模模量，控制制张拉应力力经过横载活活载的计算算可以初步步该估算钢钢束束数，本本设计按承承载能力极极限状态和和正常使用用极限状态态两种情况况分别计算算。由于全全桥为对称称结构，两两部分配筋筋面积一致致，考虑篇篇幅故列表表时只列出出一半。其其电算结果果分别如下下所示： 5 按铁路路桥梁设计计的容许应应力法计算算荷载的种类类、类型和和大小与桥桥梁结构的的安全及建建设费用有有密切关系系。我国现现行铁路桥桥梁设计规规范将荷载载分为主力力荷载、附附加力荷载载和特殊荷荷载。结构构内力是荷荷载效应的
21、的必然结果果，桥梁结结构容许应应力状态法法设计时，应应按相应的的荷载组合合规律进行行内力组合合。对于预应力力混凝土连连续梁桥，同同一截面因因不同荷载载作用所产产生的内力力可能同号号，也可能能异号，因因此应考虑虑不同的荷荷载安全系系数进行内内力组合。5.1规范范规定1.如杆件件的主要用用途为承受受某种附加加力则在计计算此杆件件时该附加加力应按主主力考虑2.列车横横向摇摆力力不与离心心力风力同同时计算3.船只或或排筏撞击击力不与其其他附加力力同时计算算4.流水压压力不与冰冰压力同时时计算两者者也不与制制动力或牵牵引力同时时计算5.当水流流方向与桥桥轴的法线线的斜交角角较大时考考虑流水压压力或冰压压
22、力顺桥6.轴方向向的分力与与制动力或或牵引力同同时计算7.地震力力与其他荷荷载的组合合见铁路路工程抗震震设计规范范 表5-1荷荷载分类表表荷载分类荷载名称主力恒载结构自重、预预加应力、混混凝土收缩缩和徐变的的影响活载土压力、静静水压力及及浮力、基基础变位的的影响附加力制动力或牵牵引力、风风力、列车车横向摇摆摆力、流水水压力、冰冰压力温度变化的的影响、冻冻胀力特殊荷载船只或排筏筏撞击力、地地震力、施施工荷载6 预应力力损失及有有效预应力力计算预应力混凝凝土连续梁梁桥的设计计计算需要要根据承受受外荷载的的情况，确确定其本身身预加力的的大小;然然而,预应应力钢筋束束中的预应应力往往受受施工因素素、材
23、料性性能及环境境条件等因因素的影响响而引起预预应力损失失。设计所所需的预应应力值应是是扣除相应应阶段的应应力损失后后预应力钢钢筋束中实实际存在的的预应力(即有效预预应力)值值,如预应应力钢筋束束张拉时的的初始应力力(一般称称为张拉控控制应力)为，相应应的预应力力损失值为为，则有效效预应力的的表达式为为： (66-1)6.1控制制应力及有有关参数的的确定6.1.11控制应力力按照设计任任务书的相相关规定：纵向预应应力钢筋束束上，下缘缘均采用 9-715.224cm钢钢绞线，断断面面积11237,锚具采用用YM155-7，钢钢束管道直直径为8.0cm;管道用金金属波纹管管成孔。标标准强度18600
24、。弹性模模量,混凝凝土为400号，标准准强度为28，抗抗压设计强强度=233。弹性模模量，控制制张拉应力力6.1.22其他参数数设计中，采采用金属波波纹管，其其参数如下下： ，k=00.00336.2预应应力损失计计算（1）预应应力钢筋与与孔道的摩摩擦损失按铁路设计计规范规定定：预应力力钢筋与孔孔道的摩擦擦损失按下下式计算：式中由由于摩擦引引起的应力力损失钢筋锚锚下控制应应力从张拉拉端至计算算截面的长长度上钢筋筋弯起角之之和从张拉拉端至计算算截面的管管道长度钢筋与与管道壁之之间的摩擦擦系数按表表采用 本设计计采用参数数， （2）由由于锚头变变形钢筋回回缩和接缝缝压缩引起起的应力损损失按下式计算
25、算中由于于锚头变形形钢筋回缩缩和接缝压压缩引起的的应力损失失预应力力钢筋的有有效长度锚头头变形钢筋筋回缩和接接缝压缩 （3）混凝凝土弹性压压缩损失 按照设设计规范规规定分批张张拉时用下下式简化计计算式中，钢筋张拉拉批数；预应力力钢筋与混混凝土弹性性模量之比比，即；钢束形形心处由该该预加力产产生的混凝凝土的正应应力，如计计入一期恒恒载影响可可按下式计计算式中，扣除预应应力损失后后的有效预预加力，；混凝土土净面积；钢束重重心至混凝凝土净截面面形心的距距离；混凝土土净截面惯惯性矩；一期恒恒载产生的的弯矩。一混凝凝土计算面面积（4）钢束束松弛损失失的计算按超张考虑虑，则： （5）混凝凝土收缩徐徐变损失
26、的的计算 由于混凝土土收缩徐变变引起的应应力损失终终极值按下下列公式计计算：式中由由收缩徐变变引起的应应力损失终终极值传力锚锚固时在计计算截面上上预应力钢钢筋重心处处由于预加加力扣除相相应阶段的的应力损失失和梁自重重产生的混混凝土正应应力对简支支梁可取跨跨中与跨度度截面的平平均值对连连续梁和连连续刚构可可取若干有有代表性截截面的平均均值混凝土土徐变系数数的终极值值混凝土土收缩应变变的终极值值梁的配配筋率换算算系数非预应应力钢筋弹弹性模量与与混凝土弹弹性模量之之比预应力力钢筋及非非预应力钢钢筋的截面面面积A梁截截面面积对对后张法构构件可近似似按净截面面计算预应力力钢筋与非非预应力钢钢筋重心至至梁
27、截面重重心轴的距距离截面回回转半径计算参数：收缩系数数 0.0006255，收缩极极值：0.000115 6.3有效效应力计算算（1）张拉拉锚固阶段段的有效应应力（2）使用用阶段扣除除全部损失失后的有效效应力6.4.预预加力产生生的次内力力及内力组组合（1）用等等效荷载法法求解预加加力次内力力的基本思思想把预加里次次内力对混混凝土的作作用用等效效荷载的形形式来代替替，然后求求这个等效效作用下的的弯距，即即是预加里里的总力矩矩。等效的原则则是：预加加力的引起起的外力与与基本结构构的外力相相同，基本本结构取为为静定结构构，预加力力引起静定定结构的的的弯矩即为为初预矩。（2）求解解方法： 为等效荷荷
28、载，它垂垂直梁的方方向，且为为分布荷载载 为初预预矩 用叠加法求求解如下 （3）结论论1.荷载值值只与初预预矩杂跨中中的形状和和初在梁端端的大小有有关。而与与初预矩在在中间的的的支撑无关关。2.原跨长长的方向不不变，等效效荷载的值值与钢筋在在在跨中的的形状和粮粮的偏心距距有关，而而与钢筋在在中间支撑撑和支点上上的偏心距距无关。根据上述各各项预应力力损失结果果，可按施施工和使用用阶段进行行组合，组组合原理及及公式如上上所示，从从而计算出出相应阶段段有效预应应力具体数数据，由于于篇幅限制制此处仅列列出钢束的的各项预应应力损失及及有效预应应力，其余余与此类似似。具体结结果详见计计算报表：7 截面面应
29、力计算算7.1正常常使用阶段段混凝及钢钢筋应力计计算在正常使用用阶段，钢钢丝束孔道道内早已压压浆，二者者能有效地地共同变形形。因此，在在计算自重重以外地其其他恒载及及活载等作作用力作用用下地截面面正应力时时应采用换换算截面。为为了使计算算结果更符符合实际，将将预压力分分为两部分分。即压浆浆前预加力力和压浆后发发生的预应应力损失引引起的轴向向力压浆前按净净截面特性性计算，压压浆后则按按照换算截截面特性计计算。故混混凝土应力力和按照下式式计算：最外排力筋筋中的应力力为：式中：,为预应应力合力作作用点到净净截面、换换算截面重重心轴距离离； ，净截面面、换算截截面面积； ，净截面面、换算截截面惯性矩矩
30、； 为梁自重重、二期恒恒载、活载载产生的弯弯矩； 预应力力钢筋永存存应力； 预应力力钢筋弹性性模量对混混凝土弹性性模量之比比； ，最外排排钢筋距净净截面和换换算截面的的距离；7.2正截截面抗裂性性计算根据铁路路桥涵钢筋筋混凝土和和预应力混混凝土结构构设计规范范6.33.9之规规定，对于于受弯构件件按照下式式进行其抗抗裂性计算算：式中： 抗裂性性安全系数数，按照规规范取； 计算荷荷载在受拉拉边缘混凝凝土中产生生的拉应力力； 扣除相相应阶段预预应力损失失后混凝土土的预压应应力； 混凝土土抗拉极限限强度； 考虑混混凝土的塑塑性修整系系数； 对所检检算截面受受拉边缘的的截面抵抗抗矩； 换算截截面重心轴
31、轴以下面积积对重心轴轴的面积矩矩；7.3 正正截面强度度计算按照铁路路桥涵钢筋筋混凝土和和预应力混混凝土结构构设计规范范规定，矩矩形截面或或翼缘位于于受拉边的的形截面受弯构构件其正截截面强度应应按下列公公式计算：中性轴位置置按照下式式确定： 式中： 计算弯弯矩； 混凝土土抗压极限限强度； 相当于于混凝土受受压破坏时时预应力筋筋中的应力力； 预应力力钢筋与混混凝土弹性性模量之比比；预应力力钢筋抗压压计算强度度；预应力力钢筋重心心处混凝土土的有效预预压应力；混凝土土应力为时时，预应力力钢筋中的的有效应力力；截面有有效高度；受压区区非预应力力钢筋的抗抗压计算强强度；受压区区非预应力力钢筋的截截面面积
32、；矩形截截面宽度；截面受受压区高度度； 其其中应满足足以下条件件： 当时时可按下式式计算： 如果按上式式计算所得得得正截面面强度比不不考虑受压压区钢筋还还小时，则则应按不考考虑受压区区钢筋计算算。如果翼缘位位于受压区区的形或工工字形截面面受弯构件件其正截面面强度应按按下列规定定计算：当符合下列列条件时： 应按宽度度为的矩形形截面计算算如，必须须符合规范范要求。当不符合上上述条件时时： 此时中性轴轴位置按照照下式计算算： 当时时可按下式式计算：如果按上式式计算所得得得正截面面强度比不不考虑受压压区钢筋还还小时，则则应按不考考虑受压区区钢筋计算算。按照上述计计算方法，本本设计运用用桥梁博士士对第6
33、,12,22,32,338等五个个各具有代代表性的截截面进行验验算，其截截面应力计计算结果详详见计算报报表：8 截面面验算8.1施工工阶段的正正应力验算算 8.1.1基本原原理根据桥规规规定及及参考相关关文献，预预应力混凝凝土连续梁梁桥正应力力验算的原原理及相关关公式如下下：求出施工阶阶段的内力力后，可计计算出截面面各点的应应力。为了了确保施工工阶段安全全，应进行行施工阶段段应力验算算。施工阶阶段的内力力组合见上上表，此内内力包括了了施工阶段段中的结构构自重永久荷载载和预加应应力效应。后后张法受弯弯构件，在在其承受后后加永久荷荷载和基本本可变荷载载及支座沉沉降等作用用时，一般般情况下构构件预留
34、孔孔道均已经经压浆凝固固，认为钢钢筋和混凝凝土已经成成为整体并并能有效地地共同工作作，故在后后加永久荷荷载、基本本可变荷载载、支座沉沉降、温度度等作用时时，均按换换算截面计计算。在预预加应力阶阶段，因孔孔道尚未压压浆，所以以由预加力力和梁的自自身永久荷荷载产生的的混凝土应应力，仍按按混凝土净净截面特性性计算。由由于截面应应力与施工工阶段紧密密结合，所所以应该与与施工阶段段紧密结合合确定各施施工在各使使用阶段截截面上下缘缘混凝土主主应力计算算公式，具具体的计算算公式如下下：8.1.22施工阶段段混凝土应应力规定40号混凝凝土： () ()8.2使用用阶段截面面应力验算算8.2.11计算原理理正常
35、使用阶阶段的应力力验算由静静载和预应应力等同时时作用时的的单元内力力值进行内内力组合并并验算。而而此项内力力组合前面面已经完成成。8.2.22计算公式式根据相关规规定，参考考有关的设设计，此阶阶段的计算算公式如下下：对于组合II： (8-1) (8-2) 对于于组合III和IIII： (8-3) (8-4)8.2.33使用阶段段混凝土的的限制应力力 压应应力：荷载组合II ()荷载组合III或组合合III () 对于于荷载组合合I 、荷荷载组合III或组合合III 均不允许许出现拉应应力。8.2.44使用阶段段钢束应力力验算为了表述和和计算的方方便，将钢钢束等分成成30等份，计计算出钢束束在3
36、1个节点点上的次应应力。在本本设计中首首先计算出出钢束在各各使用荷载载作用下的的应力，然然后将使用用荷载应力力与恒载下下应力进行行组合，即即可进行钢钢束应力验验算。下表表给出了号钢束在在三种使用用荷载组合合作用下各各项应力，其其它钢束应应力的计算算方法及验验算方法与与号钢束相相同。由于于篇幅有限限计算过程程和结果不不于列出。在在此仅给出出号钢束在在三种使用用荷载组合合作用下各各项应力并并进行验算算。8.3剪应应力与主应应力验算对于后张法法构件，各各根据施工工阶段和运运营阶段的的特点可以以确定由预预剪力和使使用荷载产产生的混凝凝土剪力求求剪应力的的计算公式式为： (8-5) (8-66)式中：
37、、分别为为计算剪应应力点以上上(或以下下)部分混混凝土净截截面和构件件换算截面面，对其净净截面重心心和换算截截面重心轴轴的面积矩矩；计算剪剪应力处，结结构截面的的受剪宽度度；、构件件混凝土净净截面惯性性矩和换算算截面惯性性矩；外荷载载剪力，；由构件件永久荷载载引起的剪剪力；桥面铺铺装等后引引起的剪力力；基本可可变荷载剪剪力。使用阶段预预应力混凝凝土受弯构构件的主拉拉应力和主主压应力分分别按下列列公式计算算：= (88-7) (8-8)式中：预加力和和使用荷载载在主应力力计算点所所产生的混混凝土法向向应力。荷载组合II 荷载组合III或IIII 8.4抗弯弯强度检算算预应力混凝凝土受弯构构件，在
38、剪剪力和弯矩矩的共同作作用下，可可能使截面面形心轴和和变化较大大处的主拉拉应力达到到极限值，从从而引发裂裂缝使构件件破坏。截截面翼缘与与腹板连接接处由于存存在弯矩、剪剪力共同作作用，截面面变化较大大，容易受受到破坏；形心处由由于剪应力力最大，也也容易破坏坏。故计算算点为截面面翼缘与腹腹板连接处处、形心轴轴处两个点点。混凝土土主应力计计算按基本本可变荷载载最大剪力力、相应弯弯矩及最大大弯矩、相相应剪力两两种情况考考虑。预应力混凝凝土受弯构构件截面强强度内容包包括两大类类，即正截截面强度验验算和斜截截面强度验验算。验算算原理如下下：当预应应力钢筋的的含筋量配配置适当时时，受拉区区混凝土开开始退出工
39、工作，预应应力钢筋和和非预应力力钢筋分别别达到各自自的抗拉设设计强度和和；受压区区混凝土应应力达到抗抗压设计强强度，非预预应力钢筋筋达到其抗抗压设计强强度，并假假定受压区区的混凝土土应力按矩矩形分布。但但受压区布布有预应力力钢筋时，其其应力却达达不到抗压压设计强度度。根据桥规规，可按按下式计算算： (8-9)式中，受压区混混凝土达到到抗压设计计强度时受受压区预应应力钢筋的的实际应力力；受压区区预应力钢钢筋的抗压压设计强度度；受压区区预应力钢钢筋重心处处的有效预预压应力；混凝土土应力为时时，预应力力钢筋中的的有效预应应力；预应力力钢筋与混混凝土的弹弹性模量之之比。根据上述基基本原理，在在承载能力
40、力极限状态态下，预应应力混凝土土连续梁上上、下缘均均布置预应应力钢筋的的正截面强强度计算公公式，对于于箱形截面面，按桥桥规可考考虑为工形形截面计算算正截面强强度。当中中性轴位于于受压区翼翼缘内时，按按照矩形截截面计算；当中性轴轴位于腹板板内时，计计算中应考考虑腹板受受压混凝土土的工作。偏偏安全的略略去非预应应力钢筋的的影响，则则正截面强强度计算公公式如下：(1)中性性轴位于受受压区翼缘缘内当符合下列列条件时: (8-10)则按照宽度度为的矩形形截面计算算。式中，工形截面面受压区翼翼缘的计算算宽度。矩形截面计计算公式如如下： (8-111)且中性轴可可按下列公公式确定: (8-112)混凝土受压
41、压区高度应应符合下列列条件: (8-13) (88-14)验算结果应应满足: (8-155)式中: 截面的的计算承载载力；截面计计算弯矩；混凝土土安全系数数，采用11.25；预应力力钢筋安全全系数，采采用1.225；矩形截截面宽度；截面的的有效高度度，；受压区区钢筋的合合力作用点点至截面最最近边缘的的距离；截面全全高；受拉区区钢筋的合合力作用点点至截面最最近边缘的的距离；预应力力混凝土受受弯构件受受压区高度度界限系数数，采用00.40。(2)中性性轴位于腹腹板内当式(8-2)不成成立时,计计算中应考考虑截面腹腹板受压混混凝土的工工作,其正正截面强度度按下式计计算: (8-166)且中性轴按按下式确定定 (8-17)式中: 工形截截面受压区区翼缘的高高度；工形截截面腹板宽宽度； 工形截截面受压区区翼缘的计计算宽度。混凝土的受受压区高度度应符合式式(8-223)、式式(8-224)的要要求。验算算结果应满满足式(88-25)。当式(8-24)不不