高速铁路(60+108+60)m预应力混凝土连续梁桥设计 - 图文(6)

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第16页 3.2 活载内力计算

3.2.1计算方法

连续梁桥是超静定结构，计算活载内力仍采用影响线加载法。一般再利用主梁的内力影响线，在纵向按最不利位置的内力影响线加载，求得主梁最大活载内力。对于铁路桥梁采用换算的均布荷载加载时车道荷载：

S?1?1???qk? 2式中 S——截面的弯矩或剪力；

1??——列车荷载的冲击系数；

qk——均布荷载；

?——同号弯矩或剪力影响线的面积。

3.2.2 活载动力系数的计算

列车竖向活载纵向计算采用ZK活载，ZK活载标准活载计算图式如下图所示：

图3-8 ZK活载标准活载计算图式

根据高速铁路规范，考虑列车活载的竖向动力作用时，列车竖向荷载等于列车竖向静活载乘以动力系数1??，1?? 应按下列公式计算：

ZK活载作用下： 1???1?1.44/L?0.5?0.2?0.18 （3-2）

式中，L?为加载长度（m),其中L??3.61m时按3.61 m计；简支梁时为梁的跨径；n跨连续梁时取平均跨度乘以下列系数：

n?2 1.20 n?3 1.30 n?4 1.40

???? 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第17页 n?5 1.50

当计算L?小于最大跨径时，取最大跨径。?1???计算值小于1.0时取1.0。 对于本桥梁，n?3，L??108?60?2?1.3?98.8?108，所以取L??108，代入3计算公式得1???0.96?1.0，故取1???1.0

表3-2 活载计算结果

截面 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 弯矩max kN?m 0 0 1523.57 9179.95 12277.51 17509.45 21503.13 24250.91 25762.4 26060.83 25344.73 23742.43 21246.91 17868.91 13618.17 9632.85 7270.39 7702.3 8062.22 8350.16 8638.09 8149.78 7661.47 7051.07 6318.61 5586.14 5959.6 8363.82 11102.06 14171.59 17574.08 21391.89 弯矩min kN?m 0 -150 -850.98 -5673.23 -7942.52 -12481.11 -17019.7 -21558.28 -26096.86 -30635.45 -34606.71 -38577.98 -42549.24 -46520.5 -50491.76 -53895.7 -57299.64 -63229.46 -70664.13 -76899.86 -83391.59 -75683.91 -68244.67 -59324.74 -49177.68 -39643.28 -30723.21 -21100.45 -12675.37 -11381.82 -10527.31 -9672.81 剪力max kN 0 1134.65 1132.78 1134.65 1134.64 1134.57 1134.46 1134.26 1133.3 1345.53 1592.92 1838.63 2082.85 2324.46 2567.25 2772.91 2977.53 3181.22 3366.51 3503.39 244.16 244.16 243.09 243.23 243.36 243.47 243.44 243.69 243.79 243.88 261.45 327.32 剪力min kN 0 -2086.29 -2028.43 -1735.46 -1605.18 -1361.98 -1141.84 -944.3 -768.27 -614.21 -495.25 -390.64 -299.63 -221.4 -155.38 -143.5 -143.42 -143.34 -143.97 -143.97 -4103.57 -3971.32 -3822.13 -3659.03 -3462.17 -3264.46 -3064.16 -2832.89 -2598.86 -2363.56 -2127.04 -1893.22 西南交通大学本科毕业设计（论文） 剪力min kN -1687.47 -1490.64 -1304.92 -1131.25 -970.36 -932.21 第18页 截面 34 35 36 37 38 39 弯矩max kN?m 26072.64 30176.78 33194.95 35119.64 35945.19 35979.98 弯矩min kN?m -8696.22 -7719.64 -6743.06 -5766.48 -4789.9 -4546.36

剪力max kN 414.38 514.13 627.32 754.22 894.88 932.18

图3-8 活载弯矩包络图

图3-9 活载剪力包络图

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第19页 第4章 预应力钢束设计

4.1 预应力钢束估算

4.1.1 计算原理

根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB1002.3-2005）规定，预应力混凝土梁应满足弹性阶段的应力要求和破坏阶段（承载能力极限状态）的正截面强度要求。因此，预应力筋的数量可以从这两方面综合确定。

(1) 按承载能力极限状态的应力要求

预应力混凝土梁达到受弯极限状态时，受压区混凝土强度应达到混凝土抗压设计强度，受拉区钢筋达到抗拉强度设计值。截面的安全性是通过计算截面抗弯安全系数来保证的。

对于仅承受一个方向弯矩的单筋截面梁，所需预应力筋数量按下式计算： 计算简图如下：

?N?0，N=f?M?M解以上两式得：

Pcdbx?nAPfpd

，MP=fcdbx(h0?x/2)

受压区高度 x?h0?h02?2MPfcdb

（4-1）

（4-2）

预应力筋数 n?MPAPfpd(h0?x/2) 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第20页 fb或 n?cdApfpd?2MP2h?h??0?0fcdb?? ??? （4-3）

式中 MP——截面上组合力矩;

fpd——预应力筋抗拉强度设计值；

fcd ——混凝土抗压强度设计值； Ap ——单根预应力筋束截面面积；

b ——截面宽度。

对于双筋截面梁，可据截面上正弯矩和负弯矩按上述方法分别计算上下缘所需的预应力筋数。这时忽略了实际上存在的双筋影响（受压区和受拉区都有预应力筋）会使计算结果偏大，但作为预应力筋数量的估算是允许的。

（2）按正常使用极限状态的应力要求

铁路桥涵混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB1002.3-2005）规定，截面上的预应力应大于荷载所引起的拉应力，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（0.5fck）,或在任意阶段，梁全截面受压，截面上不出现拉应力，同时截面上的最大压应力小于允许压应力。

计算式为：

对于截面上缘 ?p上+Mmin?0 （4-5） W上?p上+Mmax?0.5fck （4-6） W上对于截面下缘 ?p下?Mmax?0 （4-7） W下

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