桥梁工程课程设计（装配式预应力混凝土箱型梁） - 图文(10)

5.6 主梁变形（挠度）计算

根据主梁截面在各阶段混凝土正应力验算结果，可知主梁在使用荷载作用下截面不开裂。

5.6.1 在短期效应作用下主梁挠度验算

主梁计算跨径L=39.6m，C50混凝土的弹性模量Ec=3.45?104MPa。主梁在各控制截面的换算截面惯性矩各不相同，本设计为简化，取梁l/4处截面的换算截面惯性矩

I0=224.695?109mm4作为全梁的平均值来计算。

?Ms?a 可变荷载作用引起的挠度

?Msl20.95EcI0 (5-13)

现将可变荷载作为均布荷载作用在主梁上，则主梁跨中挠度系数?=应得可变荷载值为MQs=0.7?2932.3962?1.3?1579.521kN.m 由可变荷载引起的简支梁跨中截面的挠度为

53960021579.521?106?Qs????36.13mm??? 49480.95?3.45?10217.844?105，荷载短期效48考虑长期效应得可变荷载引起的挠度值为

?Ql???,Ms??Qs=1.43?36.13=51.67mm?满足要求。

l39600??66mm 600600b 考虑长期效应得一期恒载、二期恒载引起的挠度

?Gl???,Ms???G1??G2?

5396002(4719.5735?604.43)?106? =1.43?? 49480.95?3.45?10217.844?10=174.183 mm???

5.6.2 预加力引起的上拱度计算

采用l/4截面处的使用阶段永存预加力矩作用为全梁平均预加力矩计算值，即

Np???p??Apb?cos?p??p?Ap??l6As

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=1228.797?(4?9?165)?cos5o?1228.797?(4?9?165) =7745.956?103 N

epn???p??Apb?cos?p??p?Ap??y0b?ap???l6As?y0b?as??p??Apb?cos?p??p?Ap??l6As7745.956?(1200?493.710?90.05)

7745.956

=

=616.24mm

Mpe?Np?ep0=7745.956?616.24?4773.368?106N.mm

截面惯矩应采用预加力阶段（第一阶段）的截面惯矩，为简化本设计仍以梁l/4处截面的截面惯性矩In?217.844?109mm作为全梁的平均值来计算。

则主梁上拱度（跨中截面）为

?pe??LMpe?Mx0.95EcI00dx=-

Mpe?l28?0.95EcIn

4773.368?106?396002 =? 498?0.95?3.45?10?217.844?10 =?131.05mm???

考虑长期效应得预加力引起的上拱值为（由规范查得??,pe?2）：

?pe,l???,pe??pe=2?（-131.05）=?262.10mm???

5.6.3 预拱度的设置

梁在预加力和荷载短期效应组合共同作用下并考虑长期效应的挠度值为

?l??Ql??Gl??pe,l=51.67+174.183?262.10=?36.16 mm???

预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值，所以不需要设置预拱度。

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6 结论

本次设计使我对桥梁设计尤其是内力计算和配筋方面的知识有了更深的理解。此次设计共由五人小组共同完成：牛昴懿、杨倩、张凤敏、刘子诏、覃立。

（1）预应力技术可作为装配混凝土构件的一种可靠手段，能很好地将部件装配成整体结构，形成悬臂浇筑和悬臂拼装等不采用支架、不影响桥下通行的施工方法，在大跨径桥梁施工中获得广泛应用。

（2）通过对预应力钢束面积的估算继钢束的布置；非预应力钢筋面积的估算与布置；截面几何特性的计算；持久状况截面承载能力极限状态的计算；预应力损失的计算；短暂状况及持久状况的应力验算；短期效应组合作用下的的截面抗裂性验算；主梁变形（挠度）计算；锚固区局部承压计算等配筋设计与计算的完成，我对预应力桥梁的受力特点、构造优点有了更深刻的认识。

（3）预应力混凝土桥梁由于其结构性能的优越性在目前的桥梁建设中应用广泛。 而预应力桥梁通过预应力钢筋的配置提高了结构的抗裂度和刚度,可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。预应力技术的主要难点在与预应力钢束的布置及张拉工艺，随着设计理论的创新与施工经验的积累，预应力技术近几年的到了很快的发展，现以比较成熟。预应力桥梁的发展促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。

（4）设计仅仅是从理论的基础上考虑问题，仅仅是基础理论知识的应用，距离生产实践还有很大的距离。由于知识的欠缺，设计中存在很多错误和不足，还请指正，希望以后能够多多学习，多多实践，不断提高。

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参考文献

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[4]胡兆同 陈万春 桥梁通用构造及简支梁桥 第1版 北京：人民交通出版社

[5]贾金青 陈风山.桥梁工程设计计算方法及应用第1版.北京:中国建筑工业出版社，2003. [6]毛瑞祥.公路桥涵设计手册：基本资料.第1版.北京：人民交通出版社. [7]叶见曙.结构设计原理[M].第2版.北京：人民交通出版社，2005.. [8]Edmund Hambly:Bridge Foundation and Substructures 1998.

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