1、 *高速公路两阶段初步设计高速公路两阶段初步设计 大大 中中 桥桥 梁梁 结结 构构 计计 算算 书书 - 1 - 第一篇第一篇 理论计算理论计算（上部结构上部结构） 一一、20m20m 预应力混凝土组合箱梁预应力混凝土组合箱梁计算书计算书 1.1. 分析分析计算计算的主要内容的主要内容 上部箱梁持久状态极限承载承载能力计算； 上部箱梁正常使用阶段抗裂计算； 上部箱梁持久状态压应力计算； 上部箱梁刚度计算。 2.2. 计算方法及原则计算方法及原则 上部箱梁纵向计算按平面杆系理论，采用QJX 系列程序进行计算。根据桥梁 的实际施工过程和施工方案划分施工阶段，并进行结构离散。 1.荷载取值与荷载组
2、合 荷载取值 一期恒载：预应力混凝土容重取 2.6t/m 3。 二期恒载：包括护栏、桥面铺装等，详见各桥梁取值。 活载: 公路级。 温度梯度：主梁顶、底板日照温差按照公路桥涵设计通用规范4.3.10 条 规定取值计算；竖向梯度温度分布见图 7-1（尺寸单位：mm） ： 降温梯度 升温梯度 图 1-1 温度梯度 强迫位移：10mm。 材料 - 2 - 预制箱梁 C40 混凝土 现浇接头、湿接缝 C40 混凝土 荷载组合 组合一： 恒载（1.05 的自重系数） 组合二： 恒载+活载（中（边）板横向分布系数，公路 I 级，车道荷载，不计挂 车） 组合三： 恒载活载温度荷载 1（整体升温 30） 组合
3、四： 恒载活载温度荷载 2（整体降温 30） 组合五： 恒载活载温度荷载 1强迫位移（不均匀沉降，L/3000） 组合六： 恒载活载温度荷载 2强迫位移 3.3. 桥梁桥梁计算计算 1.概述 上部结构跨径为 420m，桥宽 12.50m。共设置 4 片小箱梁，梁高 1.2 m。 边跨中梁钢束与边跨边梁钢束布置相同，中跨中梁钢束与中跨边梁钢束布置相 同。采用刚接梁法进行横向分布系数计算，边主梁横向分布系数最大为 0.744，中主 梁横向分布系数为 0.612。 （可以用 GQJS 计算） 2.荷载取值 二期恒载：包括护栏、桥面铺装等，经横向分配后边梁为共计 1.795t/m，中 梁为 1.673
4、m。 预应力钢束张拉控制应力取 0.75fpk，即 1395Mpa。 冲击系数：按照公路桥涵设计通用规范4.3.2 计算求得，边梁冲击系数为 =0.340；中梁冲击系数为=0.350。 3.桥梁复核计算 边梁边梁 持久状态极限承载能力计算 各种荷载组合下，持久状况承载能力极限状态计算如下，详见下图： - 3 - 图 1-3a 荷载组合五极限状态承载能力计算 图 1-3b 荷载组合六极限状态承载能力计算 本计算考虑了普通钢筋的作用，上部箱梁持久状态极限承载能力计算满足要求。 正常使用阶段抗裂计算 预应力混凝土受弯构件为满足正常使用极限状态，应进行抗裂计算。 短期效应荷载组合 短期效应荷载组合下，
5、正截面法向拉应力计算结果详见下图： 图 1-4a 短期效应荷载组合五上下缘法向拉应力 - 4 - 图 1-4b 短期效应荷载组合六上下缘法向拉应力 规范强制性条款 6.3.1，对于 A 类预应力混凝土受弯构件，在短期效应组合下拉 应力不允许超过 0.7ftk=1.757MPa。跨中位置满足规范要求，但是支点位置处没有负 弯矩预应力，需要考虑普通钢筋参与作用对裂缝进行计算，按钢筋混凝土构件采用桥 梁博士软件对裂缝进行补充计算。最不利位置裂缝宽度为 0.147mm，小于 0.2mm，满 足规范要求。 长期效应荷载组合 长期效应荷载组合下，正截面法向拉应力计算结果详见下图： 图 10-5a 长期效应
6、荷载组合五上下缘法向拉应力 图 10-5b 长期效应荷载组合六上下缘法向拉应力 最不利状态上缘跨中部分没有拉应力出现，满足规范要求，支点位置抗裂按 照钢筋混凝土构件考虑，短期效应下裂缝宽度满足规范要求，长期效应下不做要求。 持久状况与短暂状况截面正应力计算 按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件， 应计算其使用阶段正截面混凝土法向 压应力和斜截面混凝土的主压应力。计算时，作用取其标准值，汽车荷载考虑冲击系 数，预应力分项系数取为 1.0，计入温度效应等引起的次效应。 - 5 - 正截面法向压应力在各荷载组合下的应力结果请见下图： 表 10-3 荷载标准值组合效应下主梁压应力计算 （单位：Mpa） 应力 组合一 组合二 组合三 组合四 组合五 组合六 上缘 4.07 7.67 10.34 7.68 10.42 7.68 下缘 8.13 11.17 11.17 12.29 12.60 12.95 图 10-6a 持久状态
