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35m預(yù)應(yīng)力簡支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)_yg235m預(yù)應(yīng)力簡支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)道路等級(jí):城市快速路
荷載:城市——A級(jí)
橋道寬:獨(dú)立橋?qū)?/p>
道路縱斷面圖,橋位平面圖,橋道標(biāo)高
材料:鋼材Ⅰ,Ⅱ級(jí),混凝土30-50級(jí),支座用橡膠板式支座
選用預(yù)應(yīng)力簡支梁橋(一跨)
橋梁跨徑及橋?qū)?
標(biāo)準(zhǔn)跨徑:(墩中心距離)
主梁全長:34.96m
計(jì)算跨徑:34m
橋面凈空:7m+2×1.5m
設(shè)計(jì)荷載:公路—Ⅰ級(jí),人群荷載3.5KN/m2,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)每側(cè)的欄桿及人行道構(gòu)件重量的作用力為2.5KN/m。
……
主梁截面細(xì)部尺寸
T梁翼板的厚度主要取決于橋面承受車輪局部荷載的要求,還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm,翼板根部加寬道210mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。
預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉力較小,腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定,同時(shí)從小腹板本身的穩(wěn)定性出發(fā),腹板厚度不宜小于其高度的1/15,本設(shè)計(jì)腹板厚度取180mm。
馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定,設(shè)計(jì)實(shí)踐表明,馬蹄面積占截面積占截面總面積的10%-20%為合適本設(shè)計(jì)考慮了主梁需要配置的鋼束的需要,同時(shí)還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.4.9條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求,初擬馬蹄寬度400mm,高度290mm,馬蹄與腹板交接處作三角過渡,高度110mm,以減小局部應(yīng)力。
……
在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布,當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻,否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小隊(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩,在跨中設(shè)置一道橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn),支點(diǎn),及其他幾處設(shè)橫隔梁
……
內(nèi)容包括:
工程概述
方案比選
橋梁設(shè)計(jì)資料及上部構(gòu)造布置
主梁作用效應(yīng)計(jì)算
預(yù)應(yīng)力鋼束估算、布置
鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算
截面承載力驗(yàn)算
抗裂驗(yàn)算
應(yīng)力計(jì)算
變形驗(yàn)算
局部承壓計(jì)算
橫隔梁計(jì)算
行車道板計(jì)算
方案一第一章工程概述 51.1設(shè)計(jì)題目 51.2設(shè)計(jì)資料 51.3橋梁設(shè)計(jì)的基本要求 51.3.1使用上的要求: 51.3.2經(jīng)濟(jì)上的要求: 51.3.3結(jié)構(gòu)和尺寸上的要求: 51.3.4施工上的要求: 61.3.5美觀上的要求: 6第二章方案比選 62.1橋位概述 62.2方案一:預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu) 62.2.1預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu)(祥圖見A3圖)立面圖 62.2.2全橋主要尺寸 62.2.3預(yù)應(yīng)力簡之T梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 72.2.4預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 72.3鋼筋混凝土簡支T形橋梁 82.3方案二:鋼筋混凝土非預(yù)應(yīng)力簡支T梁橋 82.3.1鋼筋混凝土橋立面圖(詳圖見A3圖) 82.3.2全橋主要尺寸 82.3.3鋼筋混凝土簡支橋梁的特點(diǎn) 82.3.4鋼筋混凝土簡支梁橋經(jīng)濟(jì)性 92.4方案確定 9第三章橋梁設(shè)計(jì)資料及上部構(gòu)造布置 123.1設(shè)計(jì)資料 123.1.1橋梁跨徑及橋?qū)?123.1.2設(shè)計(jì)荷載 123.1.3環(huán)境 123.1.4材料及工藝 123.1.5設(shè)計(jì)要求 123.1.6施工方法 123.1.7設(shè)計(jì)依據(jù) 133.1.8基本計(jì)算數(shù)據(jù) 133.2構(gòu)造布置(上部結(jié)構(gòu)) 143.2.1橫截面布置 143.2.2橫截面沿跨長的變化 193.2.3橫隔梁的設(shè)置 203.3構(gòu)造布置圖見A3圖紙 203.4四個(gè)驗(yàn)算截面斷面圖見A3圖 20第四章主梁作用效應(yīng)計(jì)算 214.1主梁編號(hào) 174.21號(hào)梁永久作用效應(yīng)計(jì)算 214.2.1永久作用集度 214.2.2永久作用效應(yīng) 224.3可變作用效應(yīng)計(jì)算(修正剛性橫梁法) 234.3.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 234.3.2計(jì)算主梁的的荷載橫向分布系數(shù) 234.3.3車道荷載的取值 274.3.4計(jì)算可變作用效應(yīng) 284.4主梁作用效應(yīng)組合 33第五章預(yù)應(yīng)力鋼束估算、布置 345.1預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算 345.2預(yù)應(yīng)力鋼筋布置 355.3非預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算及布置 426.1后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何特性計(jì)算 436.1.1孔道壓漿前 436.1.3橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營階段 446.2跨中截面面積、慣矩、靜矩的計(jì)算 456.2.1截面面積及慣矩計(jì)算 466.2.2截面凈矩計(jì)算 476.3變化點(diǎn)截面面積和慣矩計(jì)算,靜矩計(jì)算 486.3.1變化點(diǎn)面積慣矩計(jì)算 496.3.2變化點(diǎn)截面靜矩計(jì)算 506.4支點(diǎn)截面面積及慣矩靜矩計(jì)算 516.4.1支點(diǎn)截面面積及慣矩計(jì)算 526.4.2支點(diǎn)截面靜矩計(jì)算 536.5四分點(diǎn)面積及慣矩靜矩計(jì)算 556.5.1四分點(diǎn)面積及慣矩計(jì)算 556.5.2四分點(diǎn)靜矩計(jì)算 566.6主梁截面幾何特性匯總 57第七章鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 587.1預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 597.2由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 607.3鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失 617.5由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 627.6混泥土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 637.7成橋后鋼束混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 637.8預(yù)加應(yīng)力計(jì)算 647.9鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 69第八章截面承載力驗(yàn)算 728.1正截面承載力驗(yàn)算 728.1.1確定混凝土受壓區(qū)高度 738.1.2驗(yàn)算正載面承載力 748.1.3驗(yàn)算最小配筋率 748.2斜截面承載力驗(yàn)算 758.2.1復(fù)核主梁載面尺寸 758.2.2截面抗剪承載力驗(yàn)算 768.2.3計(jì)算斜截面水平投影長度C 768.2.4箍筋計(jì)算(斜截面) 778.2.5抗剪承載力計(jì)算(斜截面) 778.2.6抗彎承載力驗(yàn)算(斜截面) 798.2.7其它斜截面承載力驗(yàn)算 79第九章抗裂驗(yàn)算 799.1正截面抗裂驗(yàn)算 799.2斜截面抗裂計(jì)算 80第十章應(yīng)力計(jì)算 8610.1持久狀況正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算 8710.2持久狀況預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗(yàn)算 8910.3持久狀況斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算 9110.4短暫狀況預(yù)加應(yīng)力階段的應(yīng)力驗(yàn)算 9710.5短暫狀況構(gòu)件的吊裝應(yīng)力驗(yàn)算 99第十一章變形驗(yàn)算 10111.1計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度 10111.2計(jì)算由荷載引起的跨中撓度 10511.3結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算 10611.4預(yù)撓度的設(shè)置 106第十二章局部承壓計(jì)算 10712.1局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算 10712.2局部抗壓承載力驗(yàn)算 109第十三章橫隔梁計(jì)算 11013.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用 11013.2跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線 11113.3截面作用效應(yīng)計(jì)算 11413.4截面配筋計(jì)算 115第十四章行車道板計(jì)算 11714.1懸臂板荷載作用效應(yīng)計(jì)算(考慮跨中邊梁) 11714.1.1永久作用 11714.1.2可變作用 11814.1.3承載能力極限狀態(tài)作用效應(yīng)基本組合 11814.2連續(xù)板荷載作用效應(yīng)計(jì)算(考慮跨中處) 11814.2.1永久作用 11914.2.2可變作用 12114.2.3作用效應(yīng)組合 12314.3截面設(shè)計(jì)、配筋及承載力驗(yàn)算 123第一章工程概述1.1設(shè)計(jì)題目城市橋梁設(shè)計(jì)(XX市XX路)1.2設(shè)計(jì)資料①道路等級(jí):城市快速路②荷載:城市——A級(jí)③橋道寬:獨(dú)立橋?qū)挗艿缆房v斷面圖,橋位平面圖,橋道標(biāo)高⑤材料:鋼材Ⅰ,Ⅱ級(jí),混凝土30-50級(jí),支座用橡膠板式支座詳細(xì)計(jì)算數(shù)據(jù)見第三章1.3橋梁設(shè)計(jì)的基本要求橋梁是公路或城市道路的重要組成部分,特別是大、中橋梁對(duì)當(dāng)?shù)氐恼?、?jīng)濟(jì)、國防等都具有中重要的意義。因此,應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)橋梁的適用任務(wù)、性質(zhì)和所在路線的遠(yuǎn)景發(fā)展需要、按照實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和適當(dāng)照顧美觀的原則進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)。與設(shè)計(jì)其他工程結(jié)構(gòu)物一樣,在橋梁設(shè)計(jì)中必須考慮以下各項(xiàng)要求。1.3.1使用上的要求:橋上的車行道與人行道寬度應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通,并應(yīng)滿足未來交通量增長的需求。橋型、跨度大小和橋下凈空應(yīng)滿足泄洪、安全通航或用通車等要求。建成的橋梁要保證使用年限,并便于檢查和維修1.3.2經(jīng)濟(jì)上的要求:橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較中,應(yīng)充分考慮橋梁在使用期間的運(yùn)營條件以及養(yǎng)護(hù)和維修等方面的問題。另外,橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)因地制宜、就地取材、方便施工的原則,合理選用適當(dāng)?shù)臉蛐汀_€要能滿足快速施工的要求以達(dá)到縮短工期的目的,不僅能降低造價(jià),而且提早通車在運(yùn)輸上將帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。1.3.3結(jié)構(gòu)和尺寸上的要求:整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)及其各部分構(gòu)件,在制造、運(yùn)營、安裝和適用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。1.3.4施工上的要求:橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)便于制造和架設(shè)。應(yīng)盡量采用先進(jìn)的工藝技術(shù)和施工機(jī)械,以利于加快施工速度,保證工程質(zhì)量和施工安全。1.3.5美觀上的要求:一座橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形,應(yīng)與周圍的精致相協(xié)調(diào)。城市橋梁和旅游地區(qū)的橋梁,可較多地考慮建筑藝術(shù)上的要求。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素,決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的細(xì)部裝飾。第二章方案比選2.1橋位概述該橋位于城市支路上,跨越XX市劍江。該橋長約35米,其路線標(biāo)高與地面標(biāo)高之差有6.5米。故在考慮橋型時(shí)要注意橋下凈空與美觀。在考慮工藝施工時(shí),更注意不影響附近居民的生活。2.2方案一:預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu)2.2.1預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu)(祥圖見A3圖)立面圖2.2.2全橋主要尺寸本設(shè)計(jì)采用一跨,T梁全長34.96m,高2.25m,現(xiàn)澆混凝土50cm,采用5片主梁,預(yù)制主梁采用C50混凝土,計(jì)算跨徑34m,橋面鋪裝采用10cmC30混凝土,面層用30cm厚的瀝青混凝土。橋面布置,人行道寬1.5m,車行道7m。預(yù)應(yīng)力筋為低松弛鋼紋線。2.2.3預(yù)應(yīng)力簡之T梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征:①混凝土材料以砂、石為主,可就地取材,成本較低;②結(jié)構(gòu)造型靈活,可以根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu);③結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好,建成后維修費(fèi)用較少;④結(jié)構(gòu)的整體性好,剛度較大,變性較?。虎菘梢圆捎妙A(yù)制方式建造,將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);⑥結(jié)構(gòu)自重較大,自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度,因而大大限制其跨越能力;⑦預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料,并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重,既節(jié)省材料、增大其跨越能力,又提高其抗裂和抗疲勞的能力;⑧預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段,通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力,使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體,進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。2.由于采用預(yù)制構(gòu)件,因而可以在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)批量生產(chǎn)。這樣則便于統(tǒng)一生產(chǎn)管理并嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件的尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件時(shí)更有利于技術(shù)操作,提高預(yù)制速度,節(jié)約模板用費(fèi)。3.由于在下部結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)便可以進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的預(yù)制,因而節(jié)約了施工時(shí)間,加快了施工速度,有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。4.整片梁的吊裝就位僅需要吊裝設(shè)備,簡支梁的預(yù)應(yīng)力筋張拉可在工廠進(jìn)行,而負(fù)彎矩的布置或張拉可在梁上或掛藍(lán)上進(jìn)行,因而減少了施工設(shè)備,又可避免造成地面障礙,在擁擠的市區(qū)或風(fēng)景區(qū)以及城市立交橋等一些要求施工中不能中斷交通的工程中特別適用。5.避免采用大量的腳手架,可保護(hù)環(huán)境,節(jié)約用費(fèi)。2.2.4預(yù)應(yīng)力簡支T梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性(1)造價(jià)材料費(fèi)的估價(jià)由于目前缺乏經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的資料,而各地區(qū)的計(jì)算又不一致,故暫按材料用量來衡量。一片主梁的體積為26.453m3,全橋總體積為132.265m3,橋面鋪裝的墊層為10cm的防水混凝土,瀝青混凝土的3cm,它們體積分別為24.472m3、7.3416m3。(2)工期該橋梁采用預(yù)制T梁,對(duì)于本設(shè)計(jì)方案可以用上、下結(jié)構(gòu)平行施工,可節(jié)約時(shí)間。(3)養(yǎng)護(hù)與組修在橋梁規(guī)定使用年限內(nèi)維修費(fèi)用的多少要考慮,預(yù)應(yīng)力橋主梁裂縫不出現(xiàn)或很少,維修費(fèi)用少。(4)舒適度由于只有一跨,橋面連續(xù),施工接縫少,提高了行車速度和行車舒適度。2.3鋼筋混凝土簡支T形橋梁2.3方案二:鋼筋混凝土非預(yù)應(yīng)力簡支T梁橋2.3.1鋼筋混凝土橋立面圖(詳圖見A3圖)2.3.2全橋主要尺寸本設(shè)計(jì)方案分兩跨,每跨計(jì)算跨徑17m,主梁長17.48m。主梁間距1.6m,梁高1.3m,全長34.96m,用12片主梁,每邊人行道外懸0.2m。預(yù)制T梁采用C30混凝土,普通鋼筋用HRB400級(jí)鋼筋,橋面鋪裝采用10cm的C30防水混凝土。3cm瀝青鋪裝。橋面布置為人行道1.5m,車行道7m。橋臺(tái)采用2個(gè)直徑為1.4m獨(dú)立圓墩,其上是蓋梁。2.3.3鋼筋混凝土簡支橋梁的特點(diǎn)1預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征:①混凝土材料以砂、石為主,可就地取材,成本較低;②結(jié)構(gòu)造型靈活,可以根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu);;③結(jié)構(gòu)的整體性好,剛度較大,變性較??;④可以采用預(yù)制方式建造,將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);⑤結(jié)構(gòu)自重較大,自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度,因而大大限制其跨越能力;;2.由于采用預(yù)制構(gòu)件,因而可以在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)批量生產(chǎn)。這樣則便于統(tǒng)一生產(chǎn)管理并嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件的尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件時(shí)更有利于技術(shù)操作,提高預(yù)制速度,節(jié)約模板用費(fèi)。3.由于在下部結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)便可以進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的預(yù)制,因而節(jié)約了施工時(shí)間,加快了施工速度,有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。4.避免采用大量的腳手架,可保護(hù)環(huán)境,節(jié)約用費(fèi)。5.結(jié)構(gòu)本身的自重大,約占全部設(shè)計(jì)荷載(包括恒載和活載的30%—60%)跨度越大則自重所占的比值更顯著增大。鑒于材料大部分為結(jié)構(gòu)本身的重量說消耗,大大限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力。6.就地澆筋的鋼筋混凝土橋施工工期長,支梁河橫板耗損大7.容易開裂,不利于養(yǎng)護(hù)2.3.4鋼筋混凝土簡支梁橋經(jīng)濟(jì)性(1)造價(jià):一片主梁體積0.3704×17=6.297m3,全橋的總體積為75.564m3,橋面鋪裝10cmC30防水混凝土24.472m3,3cm的瀝青鋪裝7.3416m3,但中間橋墩費(fèi)用極大(上部費(fèi)用較少)。(2)該橋梁采用的預(yù)制T梁,對(duì)于不了方案可以用上、下結(jié)構(gòu)平行施工,節(jié)約時(shí)間。(3)養(yǎng)護(hù)與維修:容易開裂,維修費(fèi)用高(4)舒適度:施工縫比一跨的多,沒有方案1的舒適度好。2.4方案確定鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力T梁簡支梁橋在我國都有相當(dāng)?shù)臍v史,技術(shù)相當(dāng)成熟,兩者都屬于梁橋,其受力相同。表2-1方案比選表目項(xiàng)較比型類案方目項(xiàng)較比型類案方第一方案第二方案預(yù)應(yīng)力簡支T梁橋鋼筋混凝土簡支T梁橋梁高大小受力特點(diǎn)垂直荷載作用大,支座僅產(chǎn)生垂直反力,而無水平推力,T梁下緣是壓應(yīng)力或拉應(yīng)力極小,不開裂垂直荷載作用下,支座僅產(chǎn)生垂直反力,而無水平推力,T梁下緣可能較大的拉應(yīng)力,容易開裂技術(shù)成熟成熟結(jié)構(gòu)自重重較重表2-1(續(xù))施工梁體采用預(yù)制,然后用架橋機(jī)架設(shè),由于單片梁體自重較大,對(duì)架橋機(jī)要求高,現(xiàn)流部分寬度大,每跨橋所需粱數(shù)少,工作量小梁體采用預(yù)制,然后用架橋機(jī)架設(shè),單片梁體自重較小,架設(shè)方便,但每塊梁寬小,每跨橋所需的粱數(shù)少,工作量大,較簡單使用安全安全安全美觀好好經(jīng)濟(jì)混凝土,鋼筋,原料可就地取材,成本較低。梁體自重體積較大,材料用量大混凝土,鋼筋,原料可就地取材,成本較低。梁體自重體積較小,材料用量小,但加了一個(gè)橋墩和基礎(chǔ)費(fèi)用極大兩種方案都屬于簡支梁橋,在我國發(fā)展歷史很悠久了,技術(shù)力量雄厚、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀等方面相差不多,綜上所述,選用預(yù)應(yīng)力簡支梁橋(一跨)第三章橋梁設(shè)計(jì)資料及上部構(gòu)造布置3.1設(shè)計(jì)資料3.1.1橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑:(墩中心距離)主梁全長:34.96m計(jì)算跨徑:34m橋面凈空:7m+2×1.5m3.1.2設(shè)計(jì)荷載公路—Ⅰ級(jí),人群荷載3.5KN/m2,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)每側(cè)的欄桿及人行道構(gòu)件重量的作用力為2.5KN/m。3.1.3環(huán)境橋址位于城市地區(qū),跨河橋,Ⅰ類環(huán)境條件,年平均相對(duì)濕度為75%。3.1.4材料及工藝混凝土:主梁采用C50,欄桿及橋面鋪裝用C30預(yù)應(yīng)力鋼筋:采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGDGZ-2004)中的15-2鋼紋線,共用25根,配3束,非預(yù)應(yīng)力鋼筋:HRB400級(jí)鋼筋,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。直徑d<12mm者,一律采用HRB335級(jí)鋼筋,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼筋彈性橫量均為。3.1.5設(shè)計(jì)要求根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGDGZ-2004)要求,按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此梁。3.1.6施工方法施工方法:按后張法施工,工藝制作主梁,采用內(nèi)徑70mm,外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具,鋼紋線采用TD雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉,主梁安裝就位后現(xiàn)澆500mm寬的濕接縫。最后施工在100mm的防水混凝土為鋪水層(施工于橋面上),防水混凝土再鋪30mm瀝青混凝土。3.1.7設(shè)計(jì)依據(jù)(1)交通部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》(2)交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004),簡稱《橋規(guī)》(3)交通部頒《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGDGZ-2004)簡稱《公預(yù)規(guī)》3.1.8基本計(jì)算數(shù)據(jù)基本計(jì)算數(shù)據(jù)名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度50彈性橫量Ec3.45軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度32.4軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度2.65軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度22.4短暫狀態(tài)容許拉應(yīng)力容許拉應(yīng)力持久狀態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合容許壓應(yīng)力16.2容許主壓應(yīng)力19.44短期效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力0容許主拉應(yīng)力1.59鋼紋線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860彈性橫量抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度1260最大控制應(yīng)力為1395持久狀態(tài)應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)荷載組合材料重度鋼筋混凝土(主梁)KN/m325.0瀝青混凝土(鋪裝)KN/m323.0防水混凝土(鋪裝)KN/m324.0鋼紋線KN/m378.5鋼束與混凝土的彈性橫量比無量綱量5.653.2構(gòu)造布置(上部結(jié)構(gòu))3.2.1橫截面布置主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì),同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效,故在許可條件可適當(dāng)加寬T梁翼板2100mm,由于寬度較大,為保證橋梁的整體受力性能,橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭,因此加上此梁為預(yù)應(yīng)力梁,主梁的工作截面有3種:預(yù)應(yīng)力孔道壓漿前為一階段,管道結(jié)硬后至濕接縫前為一階段,濕接縫結(jié)硬后為一階段。凈7m+2×1.5m的橋?qū)挷捎梦迤髁?。主梁跨中截面主要尺寸擬訂(中梁)(1)主梁高度:預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15—1/25,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/18—1/19,當(dāng)建筑高度不受限制時(shí),增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案。因?yàn)樵龃罅焊咄强梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量,同時(shí)梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。綜上所述,本設(shè)計(jì)取用2250mm的主梁高度是比較合適的。(2)主梁截面細(xì)部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面承受車輪局部荷載的要求,還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm,翼板根部加寬道210mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉力較小,腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定,同時(shí)從小腹板本身的穩(wěn)定性出發(fā),腹板厚度不宜小于其高度的1/15,本設(shè)計(jì)腹板厚度取180mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定,設(shè)計(jì)實(shí)踐表明,馬蹄面積占截面積占截面總面積的10%-20%為合適本設(shè)計(jì)考慮了主梁需要配置的鋼束的需要,同時(shí)還根據(jù)《公預(yù)規(guī)》9.4.9條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求,初擬馬蹄寬度400mm,高度290mm,馬蹄與腹板交接處作三角過渡,高度110mm,以減小局部應(yīng)力。(3)計(jì)算截面幾何特征(中梁)將主梁跨中截面劃分五個(gè)規(guī)劃圖形的小單元,截面幾何特性見下表。
圖3-1內(nèi)梁中梁跨中截面尺寸圖表3-1分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至上緣距分塊面積對(duì)上緣靜距分塊面積自身慣距(cm)=(cm)分塊面積對(duì)表面形心的慣距(1)(2)(3)(4)(5)大毛截面翼板31507.52362559062.573.2216887680.4616946742.96三角承托22217377444463.72901372.92901816.92腹板3258105.53437198894611.5-24.782000569.6910895181.19下三角121192.3323271.93813.39-111.611507271.841508085.23馬蹄1160210.524418081296.67-129.7819537704.1419619000.817911638569.9349870827.11小毛截面翼板24007.5180004500081.1215793090.5615838090.56三角承托22217377444471.321129212.411129656.41腹板3258105.53437198894611.5-17.18961606.529856218.02下三角121192.3323271.93813.39-104.011308987.701309801.09馬蹄1160210.524418081296.67-122.1817316424.7817397721.457161632944.9345531484.53注:大毛截面形心至上緣距離小毛截面形心至上緣距離(4)檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)(希望在0.5以上)上核心距離下核心距離截面效率指標(biāo)表明以初擬的主梁中梁跨中截面是合理的主梁跨中截面主要尺寸擬定(邊梁)(1)同理可定為圖3-2主梁跨中截面(邊梁)(2)跨中截面分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元,截面幾何特性見表所示表3-2分塊名稱分塊面積(cm2)分塊面積形心至上緣距分塊面積對(duì)上緣靜距分塊面積自身慣距(cm)=(cm)分塊面積對(duì)表面形心的慣距(1)(2)(3)(4)(5)大毛截面翼板18505925015416.6784.3313156365.471317178.14三角承托59417.3310294.0239937230792963083289腹板3348103344.8449652284-13.67625637.0710277921.07下三角121192.3323271.93813.3910312836891284502.39馬蹄1160210.524418081296.67-121.1717031315.9217031315.927073631839.9544848810.52小毛截面翼板16005800013333.3387.4212227610.2412240943.57三角承托59417.3310294.02399375.093349273.813353266.81腹板3348103344.8449652284-10.58374763.0610027047.06下三角121192.3323271.93813.39-99.911207822.981208636.37馬蹄1160210.524418081296.67-118.0816173748.2216255044.896823630589.9543085938.7注:大毛截面形心至上緣距離小毛截面形心至上緣距離(3)檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)(希望在0.5以上)上核心距離下核心距離截面效率指標(biāo)表明以初擬的主梁中梁跨中截面是合理的3.2.2橫截面沿跨長的變化如圖A3圖所示,本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式,橫截面的下梁翼板厚度沿跨長度不變。在梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力,也為不知錨具的需要,在距梁端部1980mm范圍內(nèi)將腹板加厚到馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從第三道橫隔梁處向支點(diǎn)附近逐漸抬高,在馬蹄抬高的同時(shí)腹板也開始變化。3.2.3橫隔梁的設(shè)置模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布,當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻,否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小隊(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩,在跨中設(shè)置一道橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn),支點(diǎn),及其他幾處設(shè)橫隔梁,具體尺寸布置見A3圖。3.3構(gòu)造布置圖見A3圖紙3.4四個(gè)驗(yàn)算截面斷面圖見A3圖
第四章主梁作用效應(yīng)計(jì)算 4.1主梁編號(hào)4.21號(hào)梁永久作用效應(yīng)計(jì)算4.2.1永久作用集度(1)一期永久作用:預(yù)制梁自重①跨中截面段主梁的自重(第三根橫隔梁到第五根橫隔梁,15米)×15×25KN/=279.77KN②馬蹄抬高與腹板寬度漸變段梁的自重(長16米)=(1.08300+0.74605)×16×25KN/×==365.82③支點(diǎn)段梁的1.0836自重(長1.98×2)=1.0836×25KN/×1.98×2=107.22KN④邊主梁的橫隔梁:中橫隔梁和端橫隔梁體積一樣,邊主梁的橫隔梁=0.1483877×8×25KN/=33.39⑤預(yù)制梁永久作用集度÷34.96=22.49KN/m(2)二期永久作用①現(xiàn)澆T梁翼板集度×0.25×25KN/=0.9375KN/m②現(xiàn)澆橫隔梁部分=0.0135625×25×8÷34.96=0.08728KN/m③鋪裝10cm混凝土鋪裝0.1×7×24=16.8KN/m3cm瀝青鋪裝0.03×7×23=3.23KN/m將橋面鋪裝均攤給五片主梁=(16.8+3.22)/5=4.00KN/m④欄桿及其構(gòu)件按設(shè)計(jì)資料,欄桿及其構(gòu)件在每側(cè)2.5KN/m均攤給五片主梁=2.5×2/5=1KN/m⑤邊梁二期永久作用集度=0.9375+0.087287+4.0000+1.000=6.024KN/m永久作用效應(yīng)如圖所示,設(shè)X為計(jì)算截面離左支座的距離,并令主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式Q=×(1-2×)×l×g 永久作用效應(yīng)計(jì)算見表4--1·作用效應(yīng)計(jì)算跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)變化點(diǎn)一期彎矩(KN.m)3249.8052437.35402617.270剪力(KN)0191.165382.330168.676二期彎矩(KN.m)870.468652.8510701.041剪力(KN)051.204102.40845.180彎矩(KN.m)4120.2733090.20503318.311剪力(KN)0242.369484.738213.856表4--14.3可變作用效應(yīng)計(jì)算(修正剛性橫梁法)4.3.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》規(guī)定,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān),因此先要計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻,簡支梁橋的基頻可用下列公式估算:其中G:結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力(N/m)根據(jù)本橋的基頻,可算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為按《橋規(guī)》當(dāng)車道大于兩車道,需要進(jìn)行車道折減,三車道折減22%,四車道折減33%當(dāng)折減后不得小于用兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。本設(shè)計(jì)按兩車道設(shè)計(jì),因此計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí)無需進(jìn)行車道折減計(jì)算主梁的的荷載橫向分布系數(shù)(1)跨中的荷載橫向分布系數(shù)()如前所述,本設(shè)計(jì)橋跨內(nèi)設(shè)8道橫隔梁,有可靠的橫向聯(lián)系,且承重結(jié)構(gòu)的長寬比=。所以可以按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)計(jì)算主梁的抗扭慣矩對(duì)于T形梁截面,抗扭慣矩可近似按下列公式計(jì)算
式中:,相應(yīng)位為單個(gè)矩形截面的寬度和高度:矩形截面抗扭剛度系數(shù) m:梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)對(duì)于邊梁跨中截面翼緣板的換算平均厚度:馬蹄部分的換算平均厚度
表4--2抗扭慣矩計(jì)算表分塊名稱翼緣板①18514.712.585.0.3331.9588腹板②175.8189.76670.3143.2193馬蹄③4034.51.15940.1632.67737.8554計(jì)算抗扭修正系數(shù)對(duì)本設(shè)計(jì)主梁間距相同,并將主梁近似看作等截面式中G=0.4E,l=34.00,,,計(jì)算③按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值式中:n=5×(計(jì)算所得的值列于表43梁號(hào)10.57160.38580.20.0142-0.171620.38580.29290.20.10710.0140.20.2表4—3計(jì)算表計(jì)算荷載橫向分布系1號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖圖4-4跨中的橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式 可變作用(汽車公路-Ⅰ級(jí))(本設(shè)計(jì)為兩車道故取可變作用的荷載橫向分布系數(shù)可變作用(人群)(z)支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載,1號(hào)梁可變作用的橫向分布計(jì)算可計(jì)算如下圖4-5可變作用(汽車)可變作用(人群)(3)橫向分布系數(shù)匯總可變作用類別mcm0公路-Ⅰ級(jí)0.49740.2143人群0.57601.02384.3.3車道荷載的取值根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1,公路-Ⅰ級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk為:=10.5KN/m計(jì)算產(chǎn)矩時(shí):(最前面那個(gè)打印的看不清楚)計(jì)算剪力時(shí):4.3.4計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中,本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)值作如下考慮,支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)取,從支點(diǎn)到第一跟橫梁段,橫向分布系數(shù)從直線過渡到,其余梁段均取跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力才用直接加載求可變作用效應(yīng),如圖跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式,計(jì)算公式為:圖4-6跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式式中:S-所求截面汽車(人群)標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Ω-影響線上同號(hào)區(qū)段的面積y-影響線上最大坐標(biāo)值(1)可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):可變作用(汽車)沖擊效應(yīng):可變作用(人群)效應(yīng)由設(shè)計(jì)資料可知(2)求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力根據(jù)《公預(yù)規(guī)》對(duì)預(yù)制的部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,在作用短期效應(yīng)組合下,斜截面混凝土的主拉應(yīng)力斜截面抗裂驗(yàn)算計(jì)算表9-2表應(yīng)力部位a-a0-0n-nb-b(1)39793.3339793.3339793.3339793.33(2)5087024508702450870245087024(3)7002.6517002.6517002.6517002.651(4)43081254.71043081254.71043081254.71043081254.710(5)64.5382.3060.000-99.462(見表6-9)(6)52466191.52052466191.52052466191.52052466191.520(7)62.2320.000-2.306-101.768(8)3249805324980532498053249805(9)5816724581672458167245816724(10)=(1)/(3)5.6825.6825.6825.682(11)=(2)×(5)/(4)7.7390.2720.000-11.744(12)=(10)-(11)-2.0575.4105.68217.426(13)=(8)×(5)/(4)4.9440.1740.000-7.503(14)=[(9)-(8)]×(7)/(6)3.0450.000-0.113-4.979(15)=(13)+(14)7.9890.174-0.113-12.482(16)=(12)+(15)5.9325.5845.5694.9444.1824.9685.0036.1244.6905.2695.3106.1992.2933.5673.655—斜截面抗裂驗(yàn)算計(jì)算表9-3表.a項(xiàng)目荷載V(0.1KN)InIo上梗肋a-a凈軸n-nSa-nSa-oSn-nSn-o跨中一期恒載(1)04308-5246-0.0002472-2953-0.000短期組合(2)858.7801254.7106191.520209800.740260304.3600.23787.12166.0980.269預(yù)加力(3)00.0000.000短期組合剪應(yīng)力(4)=(1)+(2)+(3)0.2370.269四分點(diǎn)0.5010.592變化點(diǎn)0.6630.759點(diǎn)支0.0880.083斜截面抗裂驗(yàn)算計(jì)算表9-3表.b項(xiàng)目荷載V(0.1KN)InIo換軸o-o下梗肋b-bSo-nSo-oSb-nSb-o跨中一期恒載(1)04308-5246-2469-2951-0.00015874-2021-0.000短期組合(2)858.7801254.7106191.52092.39958.7510.26855442.2390.184預(yù)加力(3)00.0000.000短期組合剪應(yīng)力(4)=(1)+(2)+(3)0.2680.184四分點(diǎn)0.6220.411變化點(diǎn)0.7580.589點(diǎn)支0.084斜面抗裂驗(yàn)算計(jì)算表9-4截面主應(yīng)力部位短期組合短期組合短期組合(1)(3)(5)跨中a-a5.9320.237-0.00945n-n5.5690.269-0.01296o-o5.5840.268-0.01283b-b4.9440.184-0.00684四分點(diǎn)a-a4.1860.501-0.05913n-n5.0030.592-0.06910o-o4.9680.622-0.07669b-b6.1240.411-0.02746變化點(diǎn)a-a4.6900.633-0.09192n-n5.3100.759-0.106359o-o5.2690.758-0.106878b-b6.1990.589-0.055467支點(diǎn)-0.00337-0.00197-0.00188注:在混凝土構(gòu)件主應(yīng)力計(jì)算中,習(xí)慣上在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)取用各計(jì)算截面的最大剪力,計(jì)算法向應(yīng)力也取用各計(jì)算截面的最大彎矩。實(shí)際上,對(duì)于同一計(jì)算截面不能同時(shí)出現(xiàn)最大剪力和最大彎矩,因此,上表所計(jì)算的主應(yīng)力值稍偏大些。由上表可知,斜截面抗裂驗(yàn)算全部通過。第十章應(yīng)力計(jì)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力為混凝土受彎構(gòu)件,應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混泥土的法向壓應(yīng)力,受拉去鋼筋的拉應(yīng)力和斜截面混凝土的主壓力,并不得超過規(guī)范規(guī)定的限值。計(jì)算時(shí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)值,汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。橋梁構(gòu)件的短暫狀況,應(yīng)計(jì)算其在制作,運(yùn)輸及安裝等施工階段混凝土邊緣的法向應(yīng)力。10.1持久狀況正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》,使用階段正截面應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:式中—在作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下混凝土的法向應(yīng)力。按下式計(jì)算—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力為—標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合的彎矩值表10-1示處了正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算的計(jì)算過程和結(jié)果。持久狀況混凝土正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算表10-1應(yīng)力部位跨中上緣跨中下緣四分點(diǎn)上緣四分點(diǎn)下緣變化點(diǎn)上緣變化點(diǎn)下緣支點(diǎn)上緣支點(diǎn)下緣(1)39793.3339793.3338616.9738616.9738428.0038428.0019293.6419293.64(2)5087.0245087024460254546025454722681472268120780302078030(3)7002.6517002.6517566.3567566.3567002.6517002.65110750.95110750.951(4)503650.479308910.146515745.33533337.589493989.972315198.811629832726450769.700(5)630360.817370084.868638020.060390941.289628829.067369539.338681050616445927.84(6)3249.8503249.805243735424373542617270261727000 (7)68754614120273516045930902055529939331831100(Mpa)(8)=(1)/(3)5.6825.6825.1045.1045.4885.4883.6553.655(Mpa)(9)=-10.10016.468-8.92413.806-9.56014.983-1.7122.92(10)=(8)+(9)-4.41822.150-3.82018.910-4.07220.4711.9436.047(Mpa)(11)=(6)/(4)6.453-10.5204.726-7.3115.298-8.30400o(Mpa)(12)=[(7)-(6)]/(5)5.751-1.7644.268-1.6694.632-1.90200(Mpa)(13)=(11)+(12)12.204-12.2848.994-8.9809.930-10.20600(Mpa)(14)=(10)+(13)19.7869.86605.1749.9305.85810.2651.9436.047注:計(jì)算上緣最大壓應(yīng)力時(shí),為荷載標(biāo)準(zhǔn)值的最大彎矩組合,計(jì)算下緣最大應(yīng)力時(shí),為最小彎矩組合,即活載效應(yīng)為零。表10-1驗(yàn)算全部通過。10.2持久狀況預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)《公預(yù)規(guī)》,使用階段預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力應(yīng)符合下列要求式中—預(yù)應(yīng)力筋扣除預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力—在作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的拉應(yīng)力,按下式計(jì)算:分別為鋼末重心到截面凈軸和換軸的距離—在作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土的法向拉應(yīng)力—預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的彈性模量比取最不利外層鋼筋進(jìn)行驗(yàn)算,計(jì)算結(jié)果見表10-2后張法中,鋼筋的控制應(yīng)力是在預(yù)加力和自重作用下測(cè)得的,所以在計(jì)算鋼絞線最大應(yīng)力時(shí),不再考慮自身的影響。但考慮到在預(yù)加應(yīng)力時(shí),梁的兩端并非理想支座,而梁架設(shè)后的支座反力明確,因此,由預(yù)應(yīng)力反拱所產(chǎn)生的要小。偏安全計(jì),在計(jì)算鋼絞線應(yīng)力時(shí),應(yīng)考慮自重應(yīng)力。號(hào)預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力筋驗(yàn)算表10-2應(yīng)力部位跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)(1)43081254.71045559911.44043294763.09059114389.91(2)52466191.52054541782.99052280848.65060633255.3(cm)(3)129.462126.662129.35783.602(cm)(4)131.768129.514131.86088.431(N﹒m)(5)3249805243935426172700.000(N﹒m)(6)687546151604595529.9390.000(Mpa)(7)=(5)(3)/(1)9.7666.7767.7170.000(Mpa)(8)=[(6)-(5)](4)/(2)9.1056.4667.3460.000(Mpa)(9)=(7)+(8)18.87113.24215.0630.000(Mpa)(10)=5.65(9)106.62174.81785.1060.000(Mpa)(11)1154.58651112.53821115.38231155.5715(Mpa)(12)=(10)+(11)1261.2081187.3551200.4881155.5715最大拉應(yīng)力在跨中截面,為1261.208,略大于1209,可認(rèn)為其符合要求。10.3持久狀況斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算此項(xiàng)驗(yàn)算主要是為了保證混凝土在沿主壓應(yīng)力破壞時(shí)也具有足夠的安全度。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》斜截混凝土主壓應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:式中:—由作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土主壓應(yīng)力,按下式計(jì)算:式中:—在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn),由荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生混凝土法向應(yīng)力?!谟?jì)算主應(yīng)力點(diǎn),由荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合和預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng)力。注:表10-3計(jì)算中,計(jì)算a—a,o—o,n—n處壓應(yīng)力時(shí),為荷載標(biāo)準(zhǔn)值,計(jì)算不b—b處壓應(yīng)力時(shí),為最小彎矩組合,即活載效應(yīng)為0。持久狀況斜截面混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算.計(jì)算表10-3應(yīng)力部位a-ao-on-nb-b(0.1KN)(1)39793.3339793.3339793.3339793.33(N·m)(2)5087024508902450890245089024(cm2)(3)7002.6517002.6517002.6517002.651(4)43081254.7104381254.71043081254.71043081254.710(cm)(5)64.5382.3060-99.412(N·m)(8)3249805324980532498053249805(cm)(7)62.2320-2.306-101.768(N·m)(9)6875461687546168754616875461(Mpa)(10)=(1)/(3)5.6825.6825.6825.682(Mpa)(11)=(2)(5)/(4)7.7390.2720.000-11.744(Mpa)(12)=(10)-(11)-2.0575.4105.68217.426/(13)=(8)(5)/(4)4.9440.1740.000-7.503(Mpa)(14)=[(9)-(8)](7)/(6)4.3010.0005.682-1.688(Mpa)(15)=(13)+(14)9.2450.174-0.159-19.191(Mpa)(16)=(12)+(15)7.1885.584-0.1598.235(Mpa)5.1244.9684.9615.523(Mpa)5.6985.2695.6658.351(Mpa)2.2933.5673.6658.856(6)52461191.52046619152052466191.520斜截面壓力驗(yàn)算計(jì)算表10-4表.a項(xiàng)目荷載V(0.1KN)InIo上梗肋a-a凈軸n-nSa-nSa-oSn-nSn-o跨中腹板b=18cm一期恒載(1)00.0000.000標(biāo)準(zhǔn)組合(2)1442.2643081254.71052466191.520209800.740260304.3600.398247287.121295366.098預(yù)加力(3)00.0000.000標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力(4)=(1)+(2)+(3)0.3980.452四分點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力60.7080.833變化點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力0.9151.045支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力0.4760.606斜截面壓力驗(yàn)算計(jì)算表10-4表.b項(xiàng)目荷載V(0.1KN)InIo換軸o-o下梗肋b-bSo-nSo-oSb-nSb-o跨中一期恒載(1)02469920.0002021400.000標(biāo)準(zhǔn)組合(2)1442.2643081254.71052466191.5203990295158.750.160158741.77423910.110預(yù)加力(3)00.0000.000標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力(4)=(1)+(2)+(3)0.4500.309四分點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力0.8780.579變化點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力1.0440.826支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力0.608持久狀況斜截面混凝土主壓力計(jì)算表10-5截面主力部位(Mpa)(Mpa)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合(1)(2)(3)四分點(diǎn)a-a5.1240.7085.220o-o4.9680.8785.119n-n4.9610.8335.097b-b8.3510.5798.390跨中a-a7.1880.3987.210o-o5.5840.4505.620n-n5.5230.4525.560b-b8.2750.3098.247變化點(diǎn)a-a5.6980.9155.841o-o5.2691.0445.468n-n5.6651.0455.852b-b8.8560.8268.932支點(diǎn)a-a2.2930.4762.387o-o3.5670.6083.668n-n2.6550.6063.752驗(yàn)算全部通過10.4短暫狀況預(yù)加應(yīng)力階段的應(yīng)力驗(yàn)算此階段指初始預(yù)加力與主梁重力共同作用的階段,驗(yàn)算混凝土截面下緣的最大壓應(yīng)力和上緣的最大拉應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力階段的法向應(yīng)力計(jì)算表10-6應(yīng)力部位跨中上緣四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)上緣下緣上緣下緣上緣下緣上緣下緣(見表7—10)⑴45717.5045717.5044308.6244308.6244185.9344185.9342818.9842818.98(見表7—10)⑵573894157389415056027505602752346505234650971216971216(見表6—9)⑶7002.6517002.6517566.5367566.5367002.6517002.65110750.85110750.851(見表6—9)⑷503650.479308910.346515745.355333376.589493989.972315198.811629832.726450769.700(見表4—5)⑸32498053249805243735424373542617270261727000⑹=6.52866.52865.85595.85596.30996.30993.98283.9828⑺=-11.394718.5780-9.803315.1661-10.596716.6074-1.54202.1546⑻=-4.870625.1066-3.947421.0220-4.286822.91732.44086.1374⑼=6.4525-10.52024.7259-7.31115.2982-8.303600⑽=1.581914.58640.778513.71091.011414.61372.44086.1374驗(yàn)算全部通過根據(jù)《公預(yù)規(guī)》施工階段正截面應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:式中:—預(yù)加應(yīng)力階段混凝土的法向壓應(yīng)力拉應(yīng)力,按下列計(jì)算:—與構(gòu)件制作,運(yùn)輸,安裝各施工階段混凝土立方抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,本設(shè)計(jì)考慮混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C45時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束,則表10-6列出其整個(gè)計(jì)算過程。10.5短暫狀況構(gòu)件的吊裝應(yīng)力驗(yàn)算本設(shè)計(jì)采用兩點(diǎn)吊裝,吊裝設(shè)在兩支點(diǎn)內(nèi)移50cm處。即兩吊裝點(diǎn)間距離為33m。近似認(rèn)為邊梁和中梁自重,幾何特性相同現(xiàn)在以中梁為橫型來考慮。一期恒載集度由《橋規(guī)》知,構(gòu)件在吊裝,運(yùn)輸時(shí),構(gòu)件重力應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2或0.85,因此分別按(超重)和(失重)兩種情況進(jìn)行吊裝應(yīng)力驗(yàn)算。結(jié)果列于表10-7中。吊裝階段的法向應(yīng)力計(jì)算表10—7應(yīng)力部位跨中上緣四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)上緣下緣上緣下緣上緣下緣上緣下緣(見表7—10)⑴45717.5045717.5044308.6244308.6244185.9344185.9342818.9842818.98(見表7—10)⑵573894157389415056027505602752346505234650971216971216(見表6—9)⑶7002.6517002.6517566.5367566.5367002.6517002.65110750.85110750.851(見表6—9)⑷503650.479308910.346515745.355333376.589497989.972315198.811629832.726450769.700超重⑸3899.7663899.7662924824.82924824.83140724314072400失重⑹2762334.252762334.252071750.902071750.902224679.502224679.5000⑺=6.52866.52865.85595.85596.30996.30993.98283.9828⑻=-11.394718.5780-9.803315.1661-10.596716.6074-1.54202.1546⑼=-4.870625.1066-3.947421.0220-4.286822.91732.44086.1374超重⑽=7.7430-12.62425.6711-8.77336.3578-9.964300失重⑾=5.4846-8.94224.0170-6.21444.5034-7.058100超重⑿=2.872412.48241.723712.24872.071012.95302.44086.1374低重⒀=0.61416.16440.069614.80760.216615.85902.44806.1374正截面應(yīng)力應(yīng)該符合:驗(yàn)算全部通過。第十一章變形驗(yàn)算為了掌握主梁在各受力階段的變形(通常指豎向撓度情況),需要計(jì)算各階段的撓度值,并且對(duì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛度的活撓度進(jìn)行驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)中以四分點(diǎn)截面為平均值將全梁近似處理為等截面桿件,然后按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算中梁跨中撓度。11.1計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度根據(jù)《公預(yù)規(guī)》計(jì)算預(yù)加里引起反拱度值是,剛度采用EcIo,計(jì)算公式:式中:—扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力作用下的跨中撓度:—使用階段各根鋼束的預(yù)加的預(yù)加彎矩—單位力作用在跨中時(shí)所產(chǎn)生的彎矩Io—全截面的換算慢性矩圖11-1示出反拱度的計(jì)算圖式,其中Mp圖繪在圖11-2(只示出左半部分,設(shè)Mp圖d餓面積及其形心至跨中的距離分別為A和d,并將他們劃分為六個(gè)規(guī)則圖形,分塊面積及形心位置為Ai的,計(jì)算公式均列入11-1表中圖11-1圖11-1反拱橋度計(jì)算圖式圖11-2(僅適合NN,N見圖11-3)分塊面積
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