頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響

1、本文檔下載自 文庫(kù)下載網(wǎng) ，內(nèi)容可能不完整，您可以點(diǎn)擊以下網(wǎng)址繼續(xù)閱讀或下載：頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響鐵 道 工 程 學(xué) 報(bào)Qct 2007第 10 期 ( 總 109) JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNO.10(Ser.109)2007年 10月文章編號(hào) :1006-2106(2007)10-0050-03頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響黃鶴蒞(武漢大學(xué), 武漢 430072)摘要: 研究目的 : 研究頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響,給箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供借鑒和幫助。研究方法

2、: 以達(dá)成線(xiàn)唐家渡涪江雙線(xiàn)特大橋和襄渝線(xiàn)三匯鎮(zhèn)渠江三線(xiàn)特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連 續(xù)箱梁為例,采用 MIDAS進(jìn)行箱梁橫向分析計(jì)算。研究結(jié)果 : 通過(guò)實(shí)例分析計(jì)算得出 ,當(dāng)頂板設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí) , 、腹板頂部彎矩均明顯減小 底板彎矩稍有增大 ; 梁體應(yīng)力方面 :頂板處于受壓狀態(tài) , 。研究結(jié)論 : 受限制時(shí) ,則不必設(shè)置頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束。關(guān)鍵詞 : 箱梁; 橫向計(jì)算 ; 頂板;中圖分 類(lèi)號(hào) :U441:EffectofngTendoninTopDeckonLateralCalculationResultofBoxBeamHUANGHe-li(WuhanUniversity,Wuhan,Hube

3、i430072,China)Abstract:Researchpurposes:Thispaperanalyzestheeffectofthelateralprestressingtend onintopdeckonthelateralcalculationresultofboxbeam.Itprovidescertainreferenceandh elptostructuredesignofboxbeam.Researchmethods:TakingtheTangjiadu-FujiangDouble-trackRailwayBridgeinDazhou-ChengduRailw hen-Q

4、ujiangTrilineRailwaySuperMajorBridgeinXiangfan-ChongqingRailwayforexample,t hispaperresearchesthelateralanalysisandcalculationofboxbeambyusingMIDAS.Researchresults:Throughanalysisoftheexamples,thispaperprovidestheresultsthatwhenthelateralprestressingtendonissetintopdeck,themomentsoftopdeckandthetopo

5、fwebwoul dreduceobviously,whilethemomentofbottomslabwouldincreaseslightly,thetopdeckwould beincompressionandthetensionstressofbottomslapwouldincreaseslightly.Researchconclusions:Thispaperconcludesthatitisbeneficialtosetthelateralprestress ingtendonrationallyintopdeck.Butifthelateralwidthofthetopdeck

6、isnottoowideandtheh eightofthetopdeckisnotrestricted,thelateralprestressingtendonintopdeckneednotbes et.Keywords:boxbeam;lateralanalysis;topdeck;lateralprestressingtendon 1 問(wèn)題的提出 頂板設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí) , 為了避開(kāi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束 ,橫向預(yù)應(yīng)力鋼束所設(shè)置的位置通常不 是太好 , 收稿日期 :2007-06-13 作 者 簡(jiǎn) 介 : 黃 鶴 蒞 ,1973 年 出 生 , 女 , 工程師 , 在讀碩士 研究生。而且縱向

7、間距比較大 , 使得頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束的作用無(wú)法充分發(fā)揮。因此 , 在梁部設(shè)計(jì)中 , 需開(kāi)展頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束的設(shè)置對(duì)箱梁橫向計(jì)算的影響研究。筆者結(jié)合達(dá)成線(xiàn)唐家渡涪江 雙線(xiàn)特大橋和襄渝線(xiàn)三匯鎮(zhèn)第 10 期黃鶴蒞 : 談頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì)算結(jié)果的影響51渠江三線(xiàn)特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工設(shè)計(jì) , 闡述頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束對(duì)箱梁橫向計(jì) 算的影響效應(yīng) , 以供大家參考。2 實(shí)例一2.1 計(jì)算參數(shù)達(dá)成線(xiàn)唐家渡涪江雙線(xiàn)特大橋 (40 64 40)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁中支點(diǎn)截面 , 箱梁頂板寬 9.9m,箱底寬 6.4m,頂板厚 35cm,腹板厚 70cm,底板厚 80cm,如圖 1

8、所示。梁體頂板橫向預(yù)應(yīng)力 鋼束采用 3-7圖 3 僅有橫向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載作用下的彎矩圖 用BM15-3和P型BM15-3扁錨錨固。采用金屬波紋管 ,鋼絞線(xiàn)的松弛系數(shù)為 0.025, 鋼筋與管 道壁之間的摩擦系數(shù) 為0.23, 每米管道對(duì)其設(shè)計(jì)位置的偏差系數(shù) k為 0.0025 。橫向預(yù)應(yīng)力 鋼束的布置 , 如圖 2 所示。圖 4 僅有橫向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載作用下的應(yīng)力圖由圖 3、圖 4可見(jiàn),在僅有橫向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載作用下 , 頂板產(chǎn)生較大壓應(yīng)力 , 對(duì)頂板跨中截面 和懸臂根部截面均產(chǎn)生有利荷載 ,使頂板截面受力有明顯改善 ; 橫向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載對(duì)腹板、 底板產(chǎn)生的影響較小。圖 1 梁體截面圖 （

9、單位 :cm）梁體彎矩針對(duì)各計(jì)算荷載按照不同的方式進(jìn)行荷載組合 , 按考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束和不考慮橫向預(yù)應(yīng)力 鋼束分別進(jìn)行箱梁橫向計(jì)算 , 梁體彎矩的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表 1。表 1 梁體彎矩表項(xiàng)目不考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束圖 2 橫向預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖 （ 單位 :cm）考慮橫向 預(yù)應(yīng)力鋼束比較頂板242(62)82(47)彎 矩 /(kN?m)腹板( 頂部)腹板(底部)8452114130底板207239采用 MIDAS進(jìn)行箱梁橫向計(jì)算。 計(jì)算荷載中 , 橋面恒載包括線(xiàn)路設(shè)備及道砟荷載、 橋面鋪裝荷 載、電纜槽荷載、擋砟墻荷載、雙側(cè)人行道支架荷載、 L型擋砟塊荷載等 ; 橋面活載包括單線(xiàn) 列車(chē)活載、雙線(xiàn)列

10、車(chē)活載、人行活載 ; 溫度荷載包括整體升溫 20、整體降溫 20、日照模 式和寒潮模式。 2.2 計(jì)算結(jié)果分析 橫向預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的梁體效應(yīng)首先分析僅有橫向預(yù)應(yīng)力鋼束荷載作用下的梁體效應(yīng)情況。 經(jīng)計(jì)算, 梁體的彎矩圖如圖 3所示, 梁體的應(yīng)力圖如圖 4 所示。后者小 195%(小 32%)后者小 62%后者大 14%后者大 15%注:頂板欄括號(hào)外數(shù)值為頂板懸臂根部處數(shù)值 ; 括號(hào)內(nèi)數(shù) 值為頂板跨中處數(shù)值。由表 1可見(jiàn), 考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束后 , 頂板、腹板頂部彎矩均明顯減小 ,腹板底部、底板彎矩均 稍有增大。 梁體應(yīng)力針對(duì)各計(jì)算荷載按照不同的方式進(jìn)行荷載組合 , 按考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束和不考慮橫

11、向預(yù)應(yīng)力 鋼束分別進(jìn)行箱梁橫向計(jì)算 , 梁體拉應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表 2。52表 2 梁體拉應(yīng)力表項(xiàng)目頂板3451(2974)鐵 道 工 程 學(xué) 報(bào)2007年10月拉應(yīng)力 /kPa腹板( 頂部)10861280力鋼束和不考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束分別進(jìn)行箱梁橫向計(jì)算 , 梁體彎矩的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表 3底板19182203表 3 梁體彎矩表項(xiàng)目不考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束比較頂板96(63)50(51)慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼不考 束考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束比較彎矩(kN?m)腹板( 頂部)腹板(底部)65483532底板2030無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn) 后者大 18%后者大 15%注:頂板欄括號(hào)外數(shù)值為頂板懸臂根部處數(shù)值

12、; 括號(hào)內(nèi)數(shù)值為頂板跨中處數(shù)值。由表 2可見(jiàn),考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束后 ,頂板處于受壓狀態(tài) ,不出現(xiàn)拉應(yīng)力 ,腹板底部、底板拉應(yīng) 力均稍有增大。后者小 92%(小 24%)后者小 35%后者小 9%后者大 50%注:頂板欄括號(hào)外數(shù)值為頂板懸臂根部處數(shù)值 ; 括號(hào)內(nèi)數(shù)值為頂板跨中處數(shù)值。3 實(shí)例二3.1 計(jì)算參數(shù)襄渝線(xiàn)三匯鎮(zhèn)渠江三線(xiàn)特大橋 (40 64 40)m單線(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁跨中截面 , 箱梁頂板寬 4.9m, 箱底寬 3.2m,頂板厚 30cm,腹板厚 30cm,由表 3 可見(jiàn), 考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束后 , 頂板懸臂根部處彎矩明顯減小 ,; 腹板頂 ;底板彎 矩,2 種情況的梁體頂板、腹板

13、、底板彎。在實(shí)際設(shè)計(jì)中 , 梁體頂板、腹板、底板厚度均由構(gòu) 造尺寸控制 , 各部位均采用構(gòu)造配筋 , 使得頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束的作用無(wú)法充分發(fā)揮。如果此 時(shí)在頂板設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束 , 還將增加梁體造價(jià)、施工難度和施工工期。板厚 39cm,如圖 5 所示 實(shí)際設(shè)計(jì)中 , 板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束 ,2-7采用 MIDAS進(jìn)行箱梁橫向計(jì)算。計(jì)算荷載中 ,除列車(chē)活載僅采用單線(xiàn)列車(chē)活載外 , 其余各項(xiàng)設(shè) 計(jì)荷載均與實(shí)例一相同。4 結(jié)論綜上所述 , 考慮橫向預(yù)應(yīng)力鋼束后 ,頂板、腹板頂部彎矩明顯減小 ,底板彎矩稍有增大。 由于梁 體頂板受力通常較大 , 而橫向預(yù)應(yīng)力鋼束起到改善梁體頂板受力的作用 ,使頂板配筋減少或減 小頂板結(jié)構(gòu)高度。 因此, 合理設(shè)置頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束是非常有利的。 但是如果頂板橫向?qū)挾?不 大 , 而 且 頂 板 結(jié) 構(gòu) 高 度 不 受限制時(shí) , 則不必設(shè)置 頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束 , 否則非但不能減少頂板配筋 , 反而增加施工難度 ,延長(zhǎng)工期。參考文獻(xiàn) :1 TB10002.12005, 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范 S.2TB10002.32005, 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝圖 5 梁體截面圖 （ 單位 :cm）土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 S.3