人民路高架桥主桥上部结构施工图设计.docx

人民路高架桥主桥上部结构施工图设计摘 要预应力混凝土连续梁桥不仅有跨越能力大、适应性强、施工方法灵活、结构刚度大的特点，还有抗地震能力强、造型美观以及通车平顺性好等优点。近几年，预应力混凝土连续梁桥在国内得到越来越广泛的应用。本设计题目为25m+30m+25m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计，采用满堂支架施工，设计中利用的软件主要包括Midas，Excel ,Word等。设计过程如下： 首先，确定主梁的构造和细部尺寸，且主梁的高度呈二次抛物线变化。通过腹板、底板加厚以及设置横隔梁等方法，使近墩台处截面的强度加强。然后，利用Midas软件分析结构内力（包括恒载内力、活载内力、混凝土恒载收缩、徐变内力、温度内力、不均匀沉降内力等），再根据荷载组合估算纵向预应力筋数量，然后在截面上布置并调整预应力钢束。接着，计算各项预应力损失和有效预应力，并进行截面强度检算；最后，完成设计说明书、绘制图纸。关键词：预应力混凝土；连续梁；满堂支架施工；预应力钢筋；Midas The Design Of Superstructure Of The Main Bridge For People RoadABSTRACTThe long-span pre-stressed concrete continuous box girder bridges have much characteristic, such as long span ability, adaptable constructive process, flexibility and strong structural rigidity. Whats more, they own advantages of seismic resistance, riding comfort and beautiful appearance. In recent years, the long-span pre-stressed concrete continuous box girder bridges become more and more widely used at home. This graduate design is mainly about the design of the superstructure of the road pre-stressed concrete continuous bridge, and the span of the bridge is 25m+30m+25m. Besides, full framing scheme is applied for the upper-structure. In the design, the software used include: Midas, Word, Excel, etc.The procedure of the design is as follows: First, making out the main structure and the details of the size .In account of the influence of bending rigidity and torsional rigidity，Box-beam is the best. In addition，the height of girder goes as second-degree parabola. The thickness of the web and the bottom slab are changed in linearity. And the support section is strengthened by the provision of thickened webs, bottom slabs and across beam.Second, using Midas software to analyze internal force, including dead load, lived load, and forces caused by creep, temperature and uneven settlement. According to the internal force composited, we can evaluate the amount of longitudinal tendons and make sure the quantity of pre-stressed concrete.Third, calculating the pre-stress loss and effective pre-stressed concrete .After that ,check the intensity of the sections.Forth，complete the design specification and engineering drawing.Key words: Pre-stressed concrete; Continuous beam; Full framing construction; Pre-stressed steel; Midas目 录1 绪 论11.1 概述11.2 连续梁桥受力特点11.3 预应力混凝土梁桥在我国的发展11.4 毕业设计的目的与意义21.4.1 毕业设计的目的21.4.2 毕业设计的意义21.4.3 毕业设计的主要内容22 工程概述42.1 设计基本资料42.1.1 设计规范及标准42.1.2 桥梁跨度与宽度42.1.3 技术标准42.1.4 主要材料及计算参数42.2 施工方法52.3 构思宗旨63 桥跨总体布置及结构尺寸拟定73.1 桥孔分跨73.2 截面形式及截面尺寸拟定73.2.1 梁高73.2.2 横截面73.2.3 细部尺寸83.2.3 横截面尺寸图94 Midas有限元模型建立104.1 节点建立104.2 单元划分114.3 边界条件114.4 施工过程115 主梁内力计算125.1 恒荷载内力计算125.1.1 自重125.1.2 二期恒载135.2 活载内力计算145.3 温度荷载165.3.1 温度梯度175.3.2 均匀温度195.4 作用效应组合225.4.1 组合方式225.4.2 组合结果226 预应力钢束估算及布置266.1 按正常使用极限状态的应力要求计算266.2 按正常使用极限状态截面抗裂性要求估算预应力钢筋296.3 钢束估算结果296.4 预应力钢束的布置306.4.1 预应力钢筋布置原则306.4.2 预应力钢束立面布置317 预应力损失及有效预应力计算327.1 预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失327.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失337.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失337.4 预应力钢筋的应力松弛引起的损失337.5 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失347.6 预应力损失计算结果358 次内力的计算378.1 预应力产生的次内力378.1.1 原理378.1.2 计算方法37(1) 等效荷载法378.2 收缩和徐变产生的次内力388.3 作用效应组合（二）398.3.1 持久状况承载能力极限状态作用效应组合398.3.2 持久状况正常使用极限状态作用效应短期组合408.3.3 持久状况正常使用极限状态作用长期效应组合419 主梁截面验算439.1 正截面抗弯承载能力验算439.2 持久状况正常使用极限状态验算469.2.1 正截面抗裂验算469.2.2 斜截面抗裂验算489.2.3 混凝土最大压应力验算519.3 挠度验算529.4 持久状况构件应力验算539.4.1 混凝土压应力验算539.4.2 预应力钢筋拉应力验算54结 论60致 谢62参考文献631 绪 论1.1 概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。越来越得到广泛的应用。随着预应力技术的发展和不断完善，尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现，更使预应力混凝土连续梁桥如虎添翼而活跃在整个桥梁工程领域。无论是城市桥梁、高架道路、山区高架栈桥，还是跨越江河湖滨的大桥，预应力混凝土连续梁桥都以它独特的魅力，而取代其他桥型成为优胜方案。从国内外已建成的钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁桥的修建总数来看，预应力混凝土连续梁桥已远远超过半数，充分表现出预应力混凝土连续梁桥的强大生命。1.2 连续梁桥受力特点连续梁内力的分布比同等跨度的简支梁要合理。连续梁和简支梁绝对正负弯矩差两者相等，但由于连续梁支座处存在负弯矩，这使得连续梁跨中最大正弯矩比简支梁小得多，跨中最大挠度仅为同等跨度简支梁的40%左右。因此，不论从刚度方面还是从强度方面来说，连续梁都可以采用比简支梁要小的跨中梁高，而支点负弯矩还可以通过调整跨径之比来适当降低。预应力混凝土连续梁的主要缺点是预应力钢筋的布置难于发挥预加力的优点。在梁的大部分截面内既有正弯矩，也有负弯矩，这就迫使预应力合力的偏心靠近截面形心轴，从而降低了预加力的作用，并且还影响到梁的极限承载能力。连续梁等超静定结构，由于构件的变形受到约束，则在梁体内部产生二次力矩，如预应力的次内力，混凝土的收缩徐变次内力，温度次内力，支座沉降次内力等。因此在设计预应力混凝土连续梁桥时要考虑这些因素的影响。1.3 预应力混凝土梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门，1996年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥旧庄河桥，跨度(24+48+24)m。第一座预应力混凝土连续梁桥是1975年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥，跨度 (26.7+40.7+26.7)m。1979年9月建成兰州黄河桥(47+370+47)m为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥，进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。此后，相继建成湖北沙洋汉江公路桥，云南怒江桥，台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。目前我国最大跨度的预应力混凝土连续梁桥为江苏南京第二长江大桥的北汊桥，主跨165m。另外，预应力混凝土连续梁桥在铁路部门也得到了广泛的运用，兴建了大批大跨径连续梁桥。31.4 毕业设计的目的与意义1.4.1 毕业设计的目的毕业设计是高等工科院校本科培养计划中的最后一个教学环节，是对四年所学知识的总结与运用。(1) 运用学过的基础理论和专业知识，结合工程实际，参考国家有关规范、标准、工程设计图集及其他参考资料，独立地完成预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计；(2) 同时初步掌握桥梁设计的步骤、方法，培养分析问题、解决问题的能力，为以后的继续学习和工作奠定基础。1.4.2 毕业设计的意义(1) 在老师的指导下，独立完成一座三跨公路预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计，基本掌握该工程设计的全过程，巩固了自己的已学知识。(2) 增强考虑问题、分析问题和解决问题的能力，其实践性和综合性无以取代，为以后无论是继续学习还是参加工作都打下了良好的基础。(3) 由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构，手算工作量较大，且准确性难以保证，所以采用了专业桥梁软件Midas Civil进行内力计算，并以AutoCAD, Excel等进行辅助设计计算。这样不仅提高了效率，而且准确度也得以提高，同时也更加熟练了计算机辅助设计软件，使自己的能力得以提高。1.4.3 毕业设计的主要内容由于时间有限且个人能力有限，未对混凝土连续梁桥进行全面设计。此次设计主要的内容包括：（1）预应力混凝土连续梁桥的构造尺寸计算，包括计算恒载内力、活载内力、温度次内力等，并进行截面的作用效应组合；（2）纵向预应力钢筋的估算，布置，调整，优化；（3）纵向预应力损失计算；（4）预加力产生的次内力计算；（5）主梁截面强度计算与验算；（6）应力变形及其它验算。2 工程概述2.1 设计基本资料2.1.1 设计规范及标准（1） 公路工程技术标准（JTG B01-2003）；（2） 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；（3） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；（4） 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）。2.1.2 桥梁跨度与宽度（1） 主桥布置跨径为 25+30+25m，总长80m；（2） 桥面组成 0.5m（护栏）+12.0m（机动车道）+0.5m（中间护栏）+12.0m（机动车道）+0.5m（护栏）=25.0m；（3） 主桥采用预应力混凝土变截面四室连续箱梁。2.1.3 技术标准（1） 道路等级：一级公路；（2） 设计车速：100Km/h；（3） 环境类别：类环境；（4） 荷载等级：公路 - 级；2.1.4 主要材料及计算参数（1） C50混凝土弹性模量：3.45104 Mpa，剪切模量：1.30104 Mpa 轴心抗压强度设计值：fcd=18.4 Mpa，轴心抗拉强度设计值：ftd=1.65 Mpa 泊桑比：0.2，线膨胀系数: 1.010-5/C 容重：=25.0 kN/m3（2） 普通钢筋 R235 钢筋：抗拉设计强度fsd 195 Mpa, 标准强度fsk235 Mpa, 弹性模量Es2.1105 Mpa。 HRB335 钢筋：抗拉设计强度fsd280 Mpa，标准强度fsk335 Mpa，弹性模量E2.0105 Mpa（3） 预应力钢绞线、波纹管 预应力钢绞线、波纹管 a.抗拉强度： 1860 Mpa； b.弹性模量: 1.95105 Mpa； c.钢绞线的公称直径：s15.2 mm； d.钢绞线公称面积：139 mm2； e.预应力波纹管摩阻系数：0.30； f.预应力波纹管管道局部偏差系数：0.0010。 预应力钢绞线锚具a.锚具内缩量：6 mm；b.锚口摩阻损失：2.5。（4） 其他材料 支座：板式橡胶支座； 预应力管道：采用金属波纹管成型； 钢板：采用符合GB70098规定的Q235钢板。2.2 施工方法采用满堂支架现浇施工法。这种方法具有如下的特点：（1）桥梁的整体性好，施工方法简便易行，且施工质量可靠，平面及竖曲线线型形容易控制，对机具和超重能力的要求不高。伴随着钢支架的采用以及支架构件的标准化与装配化，满堂支架施工方法又恢复了以往的活力，不仅能应用于桥墩较低的中、小跨径连续梁桥，并且在长大跨径桥梁中亦有相当多的应用。（2）预应力混凝土连续梁桥采用满堂支架现浇施工，整个结构在施工过程中一次落架完成，因此，内力计算原理和方法非常简单容易把握。（3）从构造方面来讲，当采用整体支架施工时，预应力混凝土连续梁桥可以采用等截面，也可以采用变截面。截面形式大都为箱形截面。为了获得比较合理的恒载内力分布，连续梁的边孔与中孔跨径比一般为0.60.8。2.3 构思宗旨（1）符合城市发展规划，满足交通功能需要。（2）桥梁结构造型简洁，轻巧，反映新科技成就，体现人民智慧。（3）设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。（4）与公路等级和周边环境相宜。3 桥跨总体布置及结构尺寸拟定3.1 桥孔分跨连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.50.8倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此外，边跨跨长与中跨跨长之比还与施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中跨长度的0.8倍是经济合理的。但是若采用悬臂施工法，则不然。本设计跨度，主要根据设计任务书来确定，其跨度组合为：(25+30+25)米。基本符合以上原理要求。桥梁结构计算图示如图3.1所示。图3.1 桥梁计算图式（单位：cm）3.2 截面形式及截面尺寸拟定3.2.1 梁高根据以往经验确定，预应力混凝土连续梁桥中支点主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25之间，而跨中梁高与主跨之比一般为1/401/50之间。当建筑的高度不受限制时，增大梁高往往是比较经济的方案，因为增大梁高只增加腹板高度，而混凝土用量增加的不多,这样却能显著节省预应力钢束的用量。经过多次建模分析，最终选定梁高为1.8米。3.2.2 横截面箱型截面由于具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛的应用。与肋板式截面相比，箱形截面具有以下显著的特点：(1) 箱梁截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都有良好的稳定性。(2) 箱梁的顶板和底板部具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构或构件，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T型刚构等桥型。(3) 能适应现代化施工的要求，如悬臂施工，顶推施工等，这类施工方法均要求截面具备较厚的底板。(4) 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，达到较好经济效果。(5) 对于宽桥，由于抗扭刚度大，使各部件共同受力，跨中无需设置横膈板就能获得满意的荷载分布。(6) 适合于修建曲线桥，具有较大适应性；能很好适应布置管线等公共设施。箱形截面也存在一些不足之处，需要引起设计者的充分重视，如箱形截面属薄壁结构，需要配置大量构造钢筋，这对于中等跨径的桥梁，有时会导致用钢量比工字型或T形截面多；与空腹式桁架相比，箱形截面自重较大，因此设计时必须采取措施，减轻自重；另外箱梁的施工比较复杂等。本次毕业设计横截面选用单箱四室箱形截面。43.2.3 细部尺寸(1) 箱梁顶板设置 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）9.3.3条：预制T形截面梁或箱形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100 mm；当预制T形截面梁之间采用横向整体现浇连接时或箱形梁设有桥面横向预应力钢筋时，其悬臂端厚度不应小于140 mm。箱形截面梁顶、底板的中部厚度，不应小于板净跨径的1/30，且不应小于200 mm。2根据上述条款，本设计梁翼缘悬臂端的厚度定为250 mm，支点处截面顶板厚度为500 mm，跨中处截面顶板厚度为300 mm。(2) 箱梁底板设置满堂支架现浇施工的连续梁桥，中承处的负弯矩比较大，需要将箱梁底板适当加厚，以提供必要的受压面积；同时，跨中正弯矩比较大，应避免该区段底板过厚而增加恒载弯矩，因此,将底板厚度在支点截面处设计为600 mm，在跨中截面中处设计为400 mm。(3) 箱梁腹板设置根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）9.3.3条：T形、I形截面梁或钢箱形截面梁的腹板宽度不应小于 140 mm；其上下承托之间的腹板高度，当腹板内设有竖向预应力钢筋时，不应大于腹板高度的20倍，当腹板内不设竖向预应力钢筋时，不应大于腹板高度的15倍。当腹板宽度有变化时，其过渡段长度不宜小于12倍腹板高度差。2本次设计支点处截面腹板宽度设为700 mm，跨中处截面腹板宽度设为600 mm。(4) 承托设置承托的形式一般为1:2、1:1、1:3、1:4等。承托的作用是提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。此外，承托使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。本设计中，上部承托设置成高为200 mm，宽为600 mm的1：3承托；下部承托设置成高为200 mm，宽为400 mm的1：2承托。(5) 横隔梁设置横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。因此本设计没有加以考虑，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑。3.2.3 横截面尺寸图图3.2 跨中横断面尺寸图4 Midas有限元模型建立满堂支架施工的预应力混凝土连续梁桥，采用有限元计算可按两个阶段建模，第一阶段建模是为了估算预应力钢束数量；根据钢束估算量，并考虑施工过程与结构体系及界面特性的匹配关系，形成第二阶段模型，然后进行相应的计算和验算。计算模型图如图4.1所示图4.1 计算模型图4.1 节点建立因考虑本次设计的施工方法为满堂支架现浇法，桥长为80m，全桥共分为99个节点，这样有利于细部划分和检算精确。因为采用满堂支架，为方便边界条件建立，在模型下部2米处对应建立弹性连接节点。模型节点图如图4.2所示。图4.2 模型节点划分图节点数量：210。4.2 单元划分在相应节点间采用等截面建立各个单元，如图4.3所示。图4.3 模型单元划分图单元数量：98。4.3 边界条件(1) 模拟满堂支架：1-99节点（除支点处节点）分别与116-214节点以弹性连接中的刚性相连，116-214节点再用一般支承固定住三个方向的位移和转角，这样便模拟出满堂支架状态。(2) 模拟支座：215-222节点与223-228节点依次弹性连接，支承与上部单元采用刚性连接，这样就模拟出支座状态。具体约束见表4.1。4.4 施工过程本设计采用满堂支架现浇施工，施工方法明确，支架一次整体落架，没有体系转换。施工过程分三步完成：第一步为满堂支架浇筑混凝土箱梁，持续时间为3天；第二步待混凝土达到强度要求以后张拉锚固全部预应力钢束，持续时间为1天；第三步拆除所有支架，持续时间10天。5 主梁内力计算主梁的内力计算可分为设计和施工内力计算两部分。设计内力是强度验算及配筋设计的依据。施工内力是指施工过程中，各施工阶段的临时施工荷载，如施工机具设备（支架、张拉设备等）、模板、施工人员等引起的内力，主要供施工阶段验算用。由于对施工方面的知识不熟，本设计中对该项设计内容作了简化，主要考虑了一般恒载内力、活载内力。主梁恒载内力，包括自重引起的主梁自重（一期结构重力）内力和二期结构重力（如铺装、栏杆等）引起的主梁后期恒载内力。主梁的自重内力计算方法可分为两类：在施工过程中结构不发生体系转换,如在满堂支架现浇等，如果主梁为等截面，可按均布荷载乘主梁内力影响线总面积计算；在施工过程中有结构体系转换时，应该分阶段计算内力，本设计采用满堂支架法。施工中不会进行体系转换，直接按照结构力学的方法进行计算。公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用，本次设计不考虑偶然作用。设计中要进行两次荷载组合。第一次荷载组合是为了估算预应力钢束。此时钢束数还未确定，预应力也就无法考虑。由于预应力对混凝土的徐变有很大的影响，故估算钢筋时也不考虑收缩徐变的影响。此时用的几何特性是毛截面特性，第一次组合的内力不是桥梁的实际受力状态，仅供估筋参考。第二次荷载组合是根据估束结果确定钢筋的数量和几何特性后，考虑预加力和收缩徐变的影响重新计算的内力。如各项验算都通过，则作为最终结果。如不满足，则调整钢束甚至修改截面后进行验算直到全部截面都通过验算。设计是一个逐次迭代逐次逼近的过程。5.1 恒荷载内力计算恒载内力包括一期恒载（箱梁自重）及二期恒载（桥面铺装和防护栏等桥面系）作用下的内力。对于满堂支架等截面连续梁桥，考虑建造过程无体系转换，故恒载内力可按结构力学方法或者参考文献直接计算；对于变截面连续梁桥，则用有限元计算更为方便。5.1.1 自重混凝土容重取 24 kN/m3，箱梁按实际断面计取重量。则由此通过Midas软件模型计算分析得到各梁单元内力数值。由于结构对称，考虑到单元划分过多，为简化分析，对应内力（应力）图只取一半分析。下表主要记录关键截面处梁单元的受力情况：由上表可以得出自重内力图：图5.1 自重弯矩图图5.2 自重剪力图5.1.2 二期恒载二期恒载集度为桥面铺装集度与防撞护栏集度之和。为方便计算，此处将二期恒载集度简化为每延米10 kN/m的均布荷载。在Midas软件中定义此均布荷载，可得出二期荷载内力表，如表5.2所示：由上表可以得出二期荷载内力图：图5.3 二期荷载弯矩图图5.4 二期荷载剪力图5.2 活载内力计算活载内力计算为基本可变荷载(公路一级)在桥梁使用阶段所产生的结构内力。采用影响线最不利进行加载计算。汽车荷载是由主车和重车组成的车队，车距又受到约束，求其最大、最小效应是个较复杂的问题。这种情况下，车辆数和车距都是未知参数，随具体影响线而变化，问题归结为求具有多个变量的函数在约束条件下的极值。活载：对于汽车荷载纵向整体冲击系数，按照公路桥涵通用设计规范第4.3.2条，冲击系数可按下式计算：当f1.5Hz时，0.05；当1.5Hzf14Hz时，0.1767ln(f)0.0157；当f14Hz时，0.45；根据规范，计算的结构基频f=0.00Hz，冲击系数 = 0.050。5由分析可知，桥梁在移动荷载作用下受力关于结构对称，则为简化分析过程可取结构一半，运行分析后可得关键截面处移动荷载内力表5.3如下：由上表得到移动荷载内力图：图5.5 移动荷载弯矩图图5.6 移动荷载剪力图5.3 温度荷载对于大跨度预应力混凝土连续箱形梁桥，温度应力可以达到甚至超过活载应力，已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝的主要原因。温度影响包括年温差影响（升温降温）与局部温差影响。年温差影响指气温随季节发生周期性变化对结构所起的作用，一般假定温度沿结构截面高度方向均匀变化。对无水平约束的连续梁桥，年温差只引起结构的均匀伸缩，并不产生温度次内力，它对结构产生的位移通过桥面升缩缝，支座位移等措施加以协调。局部温差一般指日照温差或混凝土水化热影响。水化热影响较为复杂，且在施工中可采用温度控制予以调节，因此桥梁温度应力计算一般不包括此项，而主要考虑日照温差的影响，它导致结构的温度次内力，是产生结构裂缝的主要因素。我国通规规定：计算梁桥结构因均匀温度作用引起的外加形变及约束变形时，应从受到约束时的结构温度开始，考虑最高和最低有效温度的作用效应。计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用如图4.5所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定见表4.4。1图5.7 竖向温度梯度曲线（尺寸单位：mm）箱梁结构与外界的热交换和箱梁内部的热传导是十分复杂的现象，因此，主要考虑桥面受日照后形成的沿箱梁高度变化的温度梯度。温度的梯度模式一般分为线性与非线性两种。计算时假定：（1） 沿桥长的温度分布是均匀的；（2） 混凝土材料是弹性匀质的；（3） 梁的变形服从平面假定。5.3.1 温度梯度(1) 温度梯度升续上表由上表得温度梯度升荷载弯矩图：图5.8 温度梯度升荷载弯矩图图5.9 温度梯度升荷载剪力图(2) 温度梯度降由上表得温度梯度降荷载弯矩图：图5.10 温度梯度降荷载弯矩图图5.11 温度梯度降荷载剪力图5.3.2 均匀温度根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4.3.10条，设整体升温最高温度为25，整体降温最低温度为-5。（1）整体升温续上表由上表可得内力图：图5.12 整体升温荷载弯矩图图5.13 整体升温荷载剪力图（2）整体降温续上表由上表可得内力图：图5.14 整体降温荷载弯矩图图5.15 整体降温荷载剪力图5.4 作用效应组合基于主梁毛截面的各项作用效应计算接果，按通规第4.1.6和4.1.7条的规定，进行持久状况承载能力极限状态和持久状况正常使用极限状态作用效应组合，该作用效应组合作为设计过程的第一次组合，主要用于预应力钢筋截面设计与计算。公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用组合。按承载能力极限状态组合时，采用作用效用基本组合和作用效用偶然组合；按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用作用短期效应组合和作用长期效应组合。5.4.1 组合方式（1）持久状况承载能力极限状态组合：Sud=1.2结构重力效应+1.4汽车荷载效应+1.12温度梯度升（2）持久状况正常能力极限状态组合：作用短期效应组合：Ssd=1.0结构重力效应+0.7汽车荷载效应+0.8温度梯度升作用长期效应组合：Sld=1.0结构重力效应+0.4汽车荷载效应+0.8温度梯度升5.4.2 组合结果(1)持久状况承载能力极限状态作用效应组合内力如表5.9所示：续上表由上表可得内力图：图5.16 持久状况承载能力极限状态作用效应组合弯矩图图5.17 持久状况承载能力极限状态作用效应组合剪力图（2）持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合内力如表5.10所示：续上表由上表可得内力图：图5.18 持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合弯矩图图5.19 持久状况正常使用极限状态短期作用效应组合剪力图持久状况正常使用极限状态长期作用效应组合内力如表5.11所示：续上表由上表可得内力图：图5.20 持久状况正常使用极限状态长期作用效应组合弯矩图图5.21 持久状况正