midas計(jì)算預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁工程課程設(shè)計(jì)

1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)書 1.結(jié)構(gòu)總體布置本部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所取計(jì)算模型為三跨變截面連續(xù)箱梁橋，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定橋梁的分孔，主跨長(zhǎng)度為80m，取邊跨46m，邊主跨之比為0.575。設(shè)計(jì)該橋?yàn)槿绲念A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋（46m+80m+460m），橋梁全長(zhǎng)為172m。大橋橋面采用雙幅分離式橋面，單幅橋面凈寬20m（4X3.75行車道+1m左側(cè)路肩+3.0m右側(cè)路肩人行道+2X0.5m防撞護(hù)欄），兩幅橋面之間的距離為1m，按高速公路設(shè)計(jì)，行程速度100Km/h。橋墩采用單墩，斷面為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)14米，寬3.5米，高25米。上部結(jié)構(gòu)橋面和下部結(jié)構(gòu)橋墩均采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼束采用Strand1

2、860鋼材。橋梁基本數(shù)據(jù)如下：橋 梁 類 型 : 三跨預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)梁橋(FCM)橋 梁 長(zhǎng) 度 : L =46 + 80 + 46 = 172 m橋 梁 寬 度 : B = 20 m (單向4車道)斜 交 角 度 : 90(正橋)橋梁正視圖橋梁軸測(cè)圖2箱梁設(shè)計(jì)主橋箱梁設(shè)計(jì)為單箱單室斷面，箱梁頂板寬20m，底板寬14m，支點(diǎn)處梁高為h支= (1/15 1/18)L中= 4.44 5.33m，取h支=5.0m，高跨比為1/16，跨中梁高為h中= (1/1.51/2.5) h支= 2 3.33m，取h中=2.30m，其間梁底下緣按二次拋物線曲線變化。箱梁頂板厚為27.5cm。底板厚根部為54cm，

3、跨中為27cm，其間分段按直線變化，邊跨支點(diǎn)處為80cm，腹板厚度為80cm具體尺寸如下圖所示： 箱梁斷面圖連續(xù)梁由兩個(gè)托架澆筑的墩頂0號(hào)梁段、在兩個(gè)主墩上按“T構(gòu)”用掛籃分段對(duì)稱懸臂澆筑的梁端、吊架上澆筑的跨中合攏梁段及落地支架上澆筑的邊跨現(xiàn)澆梁段組成， 0號(hào)梁段長(zhǎng)2m，兩個(gè)“T構(gòu)”的懸臂各分為9段梁段，累計(jì)懸臂總長(zhǎng)38m。全橋共有一個(gè)2m長(zhǎng)的主跨跨中合攏梁段和兩個(gè)2m長(zhǎng)的邊跨合攏梁段。兩個(gè)邊跨現(xiàn)澆梁段各長(zhǎng)4m，梁高相同。主墩墩頂箱梁綜合考慮受力和變形情況箱梁內(nèi)各設(shè)柔性橫隔板2道，邊墩頂各設(shè)橫隔板一道。為滿足施工和管理需要，在每道橫隔板出均設(shè)置了人洞。同時(shí)為保持箱內(nèi)干燥，在箱梁根部區(qū)段底板上

4、設(shè)有排水口。 3荷載參數(shù)3.1永久荷載結(jié)構(gòu)重力 在程序中以自重輸入二期恒載 W=32.5KN/m3.2預(yù)應(yīng)力荷載跨中與邊跨鋼束()截面面積 :頂板鋼束()截面面積 :孔道直徑 :張拉力 : 施加75%抗拉強(qiáng)度的張力張拉初期的損失(由程序計(jì)算)摩擦損失 :頂板束 : , 底板束 : , 錨固端滑移量 : 混凝土彈性壓縮預(yù)應(yīng)力損失 : 損失量, 預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期損失(由程序計(jì)算)應(yīng)力松弛 徐變和干縮引起的損失33徐變和干縮條件水泥 : 普通水泥施加持續(xù)荷載時(shí)混凝土的材齡 : 日混凝土暴露在大氣中時(shí)的材齡 : 日相對(duì)濕度 : 大氣或養(yǎng)生溫度 : 適用標(biāo)準(zhǔn) : 道橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (CEB-FIP)徐變系數(shù) :

5、由程序計(jì)算混凝土干縮應(yīng)變 : 由程序計(jì)算34掛籃荷載假設(shè)掛籃自重如下3.5可變荷載可變作用主要考慮汽車荷載、溫度作用、支座沉降等作用。汽車荷載為高速公路1級(jí)，4車道布置，考慮荷載橫向分布系數(shù)0.67，不考慮人群荷載作用。溫度作用考慮四種工況，體系溫升20，體系溫降-20。每個(gè)支座均考慮支座沉降，其中沉降量均為10mm，取最不利組合。 3.6使用狀態(tài)荷載組合 正常使用極限狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)值組合恒載組合系數(shù)1.0，汽車荷載組合系數(shù)為0.7。；承載力極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)為1.1，恒載組合系數(shù)1.2，汽車荷載組合系數(shù)為1.4，溫度組合系數(shù)0.8；標(biāo)準(zhǔn)值組合恒載組合系數(shù)1.0，汽車荷載組合系數(shù)為1.

6、0。 4計(jì)算模型4.1單元與節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型中全橋共劃分為61節(jié)點(diǎn)，58個(gè)單元。確定計(jì)算模型時(shí)主要根據(jù)主橋梁段劃分情況來(lái)確定，每一懸澆段為一個(gè)單元。施工階段分析考慮掛籃移動(dòng)，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉以及施工臨時(shí)荷載的變化等。 0號(hào)梁段長(zhǎng)2m，兩個(gè)“T構(gòu)”的懸臂各分為9段梁段，累計(jì)懸臂總長(zhǎng)38m。全橋共有一個(gè)2m長(zhǎng)的主跨跨中合攏梁段和兩個(gè)2m長(zhǎng)的邊跨合攏梁段。兩個(gè)邊跨現(xiàn)澆梁段各長(zhǎng)4m，梁高相同。4.2預(yù)應(yīng)力體系 縱向預(yù)應(yīng)力鋼束共設(shè)置了頂、底板束和腹板束，采用Strand1860鋼材，設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力1395Mpa.部分預(yù)應(yīng)力筋如圖頂板橫向預(yù)應(yīng)力沿軸線每60cm布置一束，鋼束均采用15.24-3鋼絞線，

7、設(shè)計(jì)張拉噸位586kN，用扁錨體系錨固，采用兩端張拉方式，豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用32的精軋螺紋粗鋼筋，設(shè)計(jì)張拉噸位為673kN，采用梁頂一端張拉方式錨固。 5.施工階段模擬 橋箱梁按兩個(gè)“T”對(duì)稱懸臂澆筑施工，0號(hào)梁段采用搭設(shè)托架現(xiàn)場(chǎng)澆筑完成，其余梁段采用掛籃懸臂澆筑，兩邊跨各4m現(xiàn)澆梁段采用搭設(shè)支架現(xiàn)澆，邊跨合攏段長(zhǎng)為2m，中跨合攏段長(zhǎng)為2m。全橋共分為26個(gè)施工階段。懸臂法(FCM)的施工順序一般如下：同時(shí)進(jìn)行施工下部工程制作及拼裝掛籃分階段施工下部工程架設(shè)零號(hào)塊的臨設(shè)并設(shè)置臨時(shí)固結(jié)措施在零號(hào)塊上布置掛籃拼裝模板，布置鋼筋和鋼材(需五天)混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)、張拉鋼束(需兩天)移動(dòng)掛籃到下一個(gè)橋

8、梁段施工完第一中間跨，移動(dòng)掛籃施工邊跨(FSM工法)施工合龍段(Key Seg.)布置永久支座，張拉下部鋼束施工橋面收 尾具體施工順序?yàn)椋?澆注橋墩澆注0#塊，張拉預(yù)應(yīng)力筋，加掛籃澆注1#塊，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)掛籃澆注2#塊，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)掛籃掛籃待前一塊澆注完畢并張拉預(yù)應(yīng)力筋后，向下塊移動(dòng)。澆注8#塊，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)掛籃澆注9#塊，張拉預(yù)應(yīng)力筋，并在兩側(cè)搭建臨時(shí)支撐澆注邊跨現(xiàn)澆段。邊跨合攏，張拉預(yù)應(yīng)力筋，拆除臨時(shí)支撐。中跨合攏 張拉全部邊跨預(yù)應(yīng)力筋與中跨預(yù)應(yīng)力筋6.施工階段分析施工過(guò)程中橋面頂板各點(diǎn)所受最大拉應(yīng)力如圖：施工過(guò)程中橋面頂板各點(diǎn)所受最大壓應(yīng)力如圖：施工過(guò)程中橋面底板各點(diǎn)所

9、受最大拉應(yīng)力如圖：施工過(guò)程中橋面底板各點(diǎn)所受最大壓應(yīng)力如圖：施工過(guò)程中橋面頂板各點(diǎn)所受最大拉應(yīng)力為1.8MPa，最大壓應(yīng)力為3.3MPa施工過(guò)程中橋面底板各點(diǎn)所受最大壓應(yīng)力為1.7MPa，最大壓應(yīng)力為9.5Mpa，都滿足規(guī)范要求。7使用階段分析使用階段荷載組合：正常使用極限狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)值組合恒載組合系數(shù)1.0，汽車荷載組合系數(shù)為0.7。；承載力極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)為1.1，恒載組合系數(shù)1.2，汽車荷載組合系數(shù)為1.4正常使用狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖 ：極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖 ：正常使用狀態(tài)應(yīng)力圖極限狀態(tài)應(yīng)力圖正常使用狀態(tài)下橋面頂板所受拉應(yīng)力與壓應(yīng)力如下：正常使用狀態(tài)下橋面底板所受拉應(yīng)力與壓應(yīng)力如下：極限狀態(tài)下橋面頂板所受拉應(yīng)力與壓應(yīng)力如下：極限狀態(tài)下橋面底板所受拉應(yīng)力與壓應(yīng)力如下：由上述結(jié)果可知，正常使用狀態(tài)下橋面板頂板與底板的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力均在要求范圍內(nèi)。極限狀態(tài)下