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公路桥梁设计－预应力混凝土连续梁桥设计

预应力混凝土连续梁桥是现代公路桥梁中广泛应用的一种结构形式，具有跨越能力强、整体性好、刚度大、行车舒适等优点。该桥型由多个连续的梁段组成，通过预应力钢筋将各梁段紧密连接，形成整体受力体系，能有效抵抗弯矩和剪力，减少结构变形和裂缝。

在设计中，通常采用满堂支架现浇或悬臂浇筑施工方法，根据桥梁跨度、地形地质条件及经济性进行合理分跨与截面设计。主梁截面多采用箱形截面，以提高抗弯和抗扭性能。预应力体系包括纵向、横向和竖向预应力筋，确保结构在各种荷载作用下的安全性与耐久性。

设计过程中需综合考虑恒载、活载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素的影响，并通过结构计算分析验证其强度、刚度、稳定性及疲劳性能。同时，还需注重构造细节设计，如支座布置、伸缩缝设置、排水系统等，以提高桥梁的使用寿命和养护便利性。

jg∕t 151-2003 建筑产品分类和编码如1=l2=lf1=f=feA=eB=e1 则： x）=N

梁内任意截面上的总预矩为

支点B上的总预矩为：

由此可得：811=3 2 × 7N,el 16EI

支点B上的总预矩为：

M=M + M +M0

然而，根据各部分的初预矩，求解相应的次 力矩M'+M'+M'，梁内总预矩为：

然而，根据各部分的初顶短，求解 力矩M'+M'+M',梁内总预矩为： MN=Ma+M':

Ⅱ+M',梁内总预矩为：

4.多跨连续梁预加力次力矩的计算 多跨连续梁各内支点截面弯矩，取为赘余力 X;；根据预加力作用产生各支点截面的变形与由 赞余力引起的相应变形之代数和为零，可建立力 法的矩阵方程为：

式中：F为连续梁的常变位矩阵，即：

变截面连继策预加力次力矩计

为载变位列矩阵。 j为内支点截面编号，从1～n;n为跨径数减1。

MN=M+∑M;=Mo+∑XM

MN=Mo+∑M;=Mo+XM

1.在力筋的端部。力筋作用在混凝上上的力N可以分解为三个分量： ①轴向力：N,cos9，=N,（其中cos9=1)，作用在锚头的端部。此力通常在计算连续梁弯矩时没有 影响，但是，在刚架内，由于轴向缩矩的影响将产生内力矩。 ②竖向力：Nysinθ=N0（或Nysin0s=N,0s），作用在支座处，而且被直接紧靠支座的竖向反力平 衡，它在连续梁内也不产生力矩。 ③力矩：N,cos9；·é=Ny·e,作用在梁的端部，它沿着连续梁的全长会产生内力矩，计算中必须考 意。 2.初预矩图沿梁的跨长成折线或曲线形，则混凝土受到的等效竖向荷载分别为： ①当初预矩图为抛物线和圆弧线时（由于曲线平坦，假定抛物线和圆弧曲线产生的竖向荷载有同 样效应），竖向力呈均布荷载，沿曲线长度施加在梁上，其总值W可由曲线两端斜率的变化求得，在62处 的总竖向力为：

均布何载集度= ②当初预矩图成折线形时，力可考虑集

均布倚载集度= （1为曲线长度）。 ②当初预矩图成折线形时，力可考虑集中在一点，例如在64处：

3.初预矩图在中间支座上成折线或曲线形时，其等效荷载分别是 ①如果初预矩图在支座上成曲线形，竖向力为均布荷载如FO3。 ②如果初预矩图在支座上成折线形，则必定有集中荷载作用在这里。这个集中荷载直接被支座反 力抵消，在梁内不产生力矩，不予考虑。

狄辛格方法乃在时间增量dr内建立增量变形 ①时间增量dr内结构总变形增量d△的计算 在dr时间增量内，混凝土总应变的增量de 为

狄辛格方法乃在时间增量d：内建立增量变形协调微分方程求解结构徐变次内力。 ①时间增量dr内结构总变形增量d的计算 在dr时间增量内，混凝土总应变的增量de为

工式的物理息又是：在dr时间增量内，总应变增量等于应力增量do.引起的弹性应变增量与应力 状态o.引起的徐变增量之和。式中o.可分解为r时刻的初始应力值og与因徐变引起的变化量α（t)， 并应用式△=e（x，y）o（x，y）dFdx经积分可得

式即为时间增量dr内结构总变形增量的计算公式

dw MoM EI EI dx·dp（t，z) M(t)M + dx·do（t，t) E

（1+t）1M²dx EI 2t (1+）MMdx MMdx EI dd （i+E）1M²dx 2 M?dx +Xi] EI dp（t,t1）+

应用结构力学熟知的符号系统，即611= [Mdx MMdx ，8称常变位或柔度系数，o1p E 截变位。代人上式，则为：

式中：F 结构徐变体系的柔度矩阵

F为结构弹性体系的柔度矩阵

齐次微分方程组的通解为

[F*（X+X∞）+D*]dq:+FdX=0 柔度矩阵。

811 012 .…..,.0 **. ： Lo 02 . 811 012 On2

求得特征值后，回代上式，可求得相应特征向量的比值，再与初始条件（t=0，xa=0)联解求得C 值结构徐变次内力的金解为：

二）收缩次内力计算 收缩是混凝土的固有属性，其增长速度受到空气湿度的影响，为简化计算，一般假定收缩的变化规 律与徐变规律类似，即

e（t）= e,（∞)p（t,t) (∞，)

增量变形协调方程可写为

式中：010. 其解为

式中：810. 混凝土收缩在结构赞余力方向产生的变形。 其解为

形式。在此类非线性温差分布的情况下，即使是静定梁式结构，梁在挠曲变形时，因梁要服从平截面假 定，导致截面上的纵向纤维因温差的伸缩将受到约束，从而产生纵向约束应力。这部分在截面上自相平 衡的约束应力称为温度自应力。面在超静定梁式结构中，除了温度自应力。外，还应考虑多余约束阻 止结构挠曲产生的温度次内力引起的温度次应力总的温度应力为o=+g

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 析和实验研究均已证明，在大跨预应力混凝土 箱形梁桥中，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出活载应 力)，已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝 的主要原因

（二）基本结构温度自应力的计算

∈r（y）=aT（y

ea（v）产生的应力称为温度自应力，其值为：

在单元梁段上无外荷载作用，因此自应力在截面上是自平衡状态的应力，可利用截面上应力总 对截面重心轴的力矩为零的条件，求出E与值。

UXIT+△1T=0

综合考虑温度自应力和温度次力矩得连续梁内总的温度应力为：

自应力和温度次力矩得连续梁内总的温度应力为

温度自应力。的计算：

车续梁内总温度应力o.为

梁截面上缘应力为（y=h处

嫩台沉降或支座强迫位移次内力计算

连续梁桥墩台沉降与地基土的物理力学性质有关，一般规律是随时间递增，经过相当长的时间， 净接近终值。为简化计算，假定沉降变化规律类似于徐变变化规律，其基本表达式为：

式中：△（t）t时刻的墩台基础沉降值； △（）t=时的墩台基础沉降值

a(t)= (∞)g(e,t) （，)

QT：P 取日优降增民速度 P值可根据实桥地基土的试验资料确定，一般为 P=36 砂质与砂质土，接近瞬时沉降； P=14~4 亚砂土与亚砂粘土； P=1 粘土。

=36 =14~ =1

（X1t+Xa)+△p=

荷载的种类、型式和大小与桥梁结构的安全及建设费用密切相关。我国现行公路桥梁设计规范将荷 载分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。对于预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计，各类荷载又有各 自的具体内容。 永久荷载是指在结构使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，具 体包括一、二期恒载、预加力、混凝土徐变收缩影响力及墩台基础沉降影响力等。 可变荷载是指在结构使用期内，其值随时间变化，或其变化与平均值相比不可忽略的荷载，按其对 桥梁结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。基本可变荷载包括汽车、挂车、人群、汽车 冲击力及离心力等；其他可变荷载包括风力、汽车制动力、温度影响力及支座摩阻力等。 偶然荷载是指在结构使用期内不一定出现，但一出现，其值很大，且持续时间很短的荷载，具体可 包括地震荷载和船只或漂流物的撞击力。 荷载效应为荷载在连续梁桥上部结构所产生的内力及变形。荷载的种类和性质不同，各种荷载组合 发生的概率亦不一定相同。因此，不同荷载组合时，桥梁结构应有不同的安全储备，即安全系数应有所区 别。永久荷载和基本可变荷载作用下的安全度要高一些，其他可变荷载和偶然荷载则可低一些。根据这 些原则，即可进行荷载效应组合。

S= 1.1Sc + 1.3S'q + 1.3S2 s=1.2Sg+1.1SQ

（二）按正常使用极限状态设计

寸于结构进行正常使用极限状态计算时，相应的荷载组合为

组合1 组合ⅡI 组合I

S} = 0.9Sc + 1.4S'Q1 S= 0.8Sc + 1.3S'q1 + 1.3S S=0.9Sc+1.1SQ

S =Sc+SQ s=Sc+S'q+S s Sc + So

jc∕t 2421-2017 建筑用膨胀珍珠岩保温装饰复合板六节预应力筋束的计募及布

预应力混凝土梁在预加力和使用荷载作用下的应力状态应满足的基本条件是：截面上、下缘均不 生拉应力，且上、下缘的混凝土均不被压碎，该条件可表示为：

可将上面的式子改写成，

W上、W下一分别为截面上、下缘的抗弯模量（可按毛截面考虑)； Mmx、Mmin一荷载最不利组合时的计算截面内力，当为正弯矩时取正值，当为负弯矩时取负值； [aw］—混凝土弯压应力限值，在此可取[ow］=0.5Rg，R为混凝土轴心抗压标准强度。 根据截面受力情况，其配筋不外乎有三种形式：截面上、下缘均布置力筋以抵抗正、负弯矩；仅在截 面下缘布力筋以抵抗正弯矩或仅在上缘配置力筋以抵抗负弯矩。 1.截面上、下缘均布置力筋 由力筋N：及N下在截面上、下缘产生的应力分别为：

江苏省江阴市江阴名都国际大厦钻孔砼灌注桩桩基工程施工组织设计_secretN Nek NF N下e下 y上 W上 A W上 N上 NEer NF N下e下 0y下 4 A W下 A +

N上=nfyoy N下=n下fo