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1、1 初步設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)基本資料 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1)設(shè)計(jì)荷載:公路 I 級(jí)2)橋面寬:凈 7m2×0.5m 防撞墻3)設(shè)計(jì)車道:2 車道4)設(shè)計(jì)車速:80km/h5)地震烈度:基本烈度 6 度,按 7 度設(shè)防6)橋面橫坡:1.5%7)橋面縱坡:1.0%8)豎曲線半徑:橋梁范圍內(nèi)無(wú)豎曲線9)平曲線半徑:橋梁范圍內(nèi)無(wú)平曲線10)溫度:季節(jié)溫差的計(jì)算值為-43和+191.1.2主要材料1、 混凝土1) 橋面瀝青混凝土鋪裝2) 連續(xù)梁:C503) 樁基、承臺(tái)、橋墩、橋臺(tái)、搭板:C502、鋼筋1)主筋:II 級(jí)鋼筋2)輔助鋼筋:II 級(jí)鋼筋3)預(yù)應(yīng)力筋:箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束采用j15.24 高強(qiáng)度低松弛預(yù)
2、應(yīng)力鋼絞線,ASTMA416-90a270 級(jí)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 Ry =1860MPa ,Ey=1.95×10 MPa。3、預(yù)應(yīng)力管道預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。4、伸縮縫采用 SSF80A 大變位伸縮縫。5、支座采用盆式橡膠支座。1.1.3相關(guān)參數(shù)1. 相對(duì)溫度 75%2. 管道摩擦系數(shù) u=0.253. 管道偏差系數(shù)=0.0025l/米4. 鋼筋回縮和錨具變形為 4mm1.1.4預(yù)應(yīng)力布置箱梁采用 OVM 型錨具及配套的設(shè)備。管道成孔采用波紋圓管,且要求鋼波紋管 的鋼帶厚度不小于 0.35mm。預(yù)應(yīng)力張拉采用引伸量和張拉噸位雙控。并以引伸量為 主。引伸量誤差不得超過(guò)-5%10%
3、。1.1.5施工方式滿堂支架1.1.6設(shè)計(jì)規(guī)范1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)2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(JTG D622004)3 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ02485)4公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ0412000)5公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGC30-2002)1.2 橫截面和縱斷面尺寸擬定: 縱截面 橋梁分孔關(guān)系到橋梁的造價(jià)。跨徑和孔數(shù)不同時(shí),上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)是不同的??鐝接?,孔數(shù)愈小,上部結(jié)構(gòu)的孔數(shù)就愈大,而墩臺(tái)的造價(jià)就愈小。最經(jīng)濟(jì)的跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)最低。因此當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良,基礎(chǔ)工程較復(fù)雜而造價(jià)較高時(shí),橋梁跨
4、徑就可選的大一些。反之,當(dāng)橋墩較矮或地基較好時(shí),跨徑就可以選的小一些。由于橋位處地質(zhì)情況為素填土或雜填土、圓礫、黏土、強(qiáng)風(fēng)化巖,部分橋位處巖石裸露,海堤上地質(zhì)情況為淤泥、黏土、中風(fēng)化巖。地質(zhì)狀況不良,本橋位處橋長(zhǎng)97.4米,擬采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,所以設(shè)置為三跨連續(xù)梁較好?;A(chǔ)擬采用鉆孔灌筑樁。連續(xù)梁跨徑布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置,則邊梁內(nèi)力(包括邊支墩處梁中的負(fù)彎矩)將控制全橋設(shè)計(jì),這樣不經(jīng)濟(jì)。此外變量過(guò)長(zhǎng),削弱了邊跨的剛度,將增大活載在中跨跨中截面處的彎矩變化幅值,增加預(yù)應(yīng)力束筋數(shù)量。一般邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的0.50.8倍,對(duì)鋼筋混凝土連續(xù)梁取偏大值,使邊跨與中跨內(nèi)力基
5、本相同;對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁宜取偏小值,以增加邊跨剛度減小活載彎矩的變化幅值,減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。但是當(dāng)橋梁總長(zhǎng)度很大,當(dāng)采用頂推或先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法時(shí),則等跨結(jié)構(gòu)受力性能較差所帶來(lái)的欠缺完全可以從施工經(jīng)濟(jì)效益的提高而得到補(bǔ)償。本橋橋長(zhǎng)97.4米,對(duì)于連續(xù)體系,由于邊跨宜?。?.50.8)中跨長(zhǎng),擬取27m+43m+27m,邊跨/主跨=0.62。截面形式從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)來(lái)分析,連續(xù)梁的立面以采用變高度的布置為宜。而對(duì)于采用頂推法、移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁,其跨徑在4060m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,一般都采用等高粱。等高度連續(xù)梁H = (1/151/30)L,這里
6、梁高擬取H=1.75m截面的選擇遇到的問(wèn)題是箱型截面與T型截面的選擇問(wèn)題。由于T形截面有利于承受單向彎矩(正彎矩),不利于承受雙向彎矩(正負(fù)彎矩)。箱型截面是一種閉口薄壁截面,其抗扭剛度大,并具有較T形截面高的截面效率指標(biāo),同時(shí)它的頂?shù)装迕娣e均比較大,能夠有效地承擔(dān)正負(fù)彎矩,并滿足配筋的要求,所以在次選擇箱型截面作為設(shè)計(jì)截面。接著就遇到了箱型截面是選擇單箱單室、單箱多室、多箱單室還是多箱多室。單箱截面整體性好,施工方便,材料用量經(jīng)濟(jì),當(dāng)橋面不大時(shí)采用單箱截面為好,當(dāng)橋面較寬時(shí),采用多箱截面。本橋?qū)挒?m + 2×0.5m 所以選擇單箱單室截面形式。底板厚度:對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁底
7、板中需配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力束筋與普通鋼筋,底板厚度一般為200250mm,這里擬取250mm。懸臂長(zhǎng)度:懸臂長(zhǎng)度一般采用25m,當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)3m后,一般需要布置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束,我們這里懸臂長(zhǎng)度取1.5m。頂板厚度:確定箱形截面頂板厚度通常主要考慮兩個(gè)因素:橋面板橫向彎矩的受力要求和縱向預(yù)應(yīng)力鋼束和橫向受力鋼筋(或橫向預(yù)應(yīng)力鋼束)的構(gòu)造要求。腹板間距大約為5m,這里擬取頂板厚度為250mm。頂板參考尺寸腹板間距(m)3.55.07.0頂板厚度(mm)180200280腹板厚度:箱梁一般有兩塊以上腹板組成,每塊腹板的最小厚度要滿足構(gòu)造要求和施工時(shí)澆筑混凝土的要求,一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為:對(duì)于腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力管道
8、布置時(shí)腹板厚度為450mm.橋梁橫截面擬訂圖(cm)2 計(jì)算2.1橋梁原橫截面特性計(jì)算橋梁橫截面(cm)面積:A = (15+40)×150÷2×2+45×175×2+(500-45×2)×25×2+45×15×4=4.72求其形心和抗彎慣性矩:(cm)AiZiAi*Zi800*28=22400161360640090*119=1071087.5937125500*28=1400014196000Ai = 47110AiZi = 4739525形心距下邊緣的距離: =AiZi/Ai=100.6形
9、心距上邊緣的距離: =175-100.6=74.4抗彎慣性矩I:IiAiZi-Z0I14634672240060.481718784831822511263869310710-13.11837943.114476636.191466714000-86.6104993840105908507203567394.1抗彎慣性矩I=2.03582.2橋面板的計(jì)算和梁有效寬度的計(jì)算2.2.1 橋面板的計(jì)算橋面板的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)車加局部荷載,對(duì)板進(jìn)行局部驗(yàn)算和配筋。該匝道橋是單 向行駛的,橋總寬為 10.5 米,按兩個(gè)車道設(shè)計(jì)。其內(nèi)力的計(jì)算在后邊的恒載內(nèi)力計(jì)算 中有說(shuō)明。故此處略過(guò)。2.2.2 梁有效寬度的
10、計(jì)算:2.2.1 橋的剪力理論箱型梁和 T 型梁由于剪力滯效應(yīng),在梁承受彎矩時(shí),頂?shù)装逅艿睦瓑簯?yīng)力,隨 著離腹板的距離越遠(yuǎn),受力越小,所以不是全梁在受力,如果按照全梁截面進(jìn)行受力 分析,必然導(dǎo)致不安全。目前,橋梁剪力滯計(jì)算的方法很多,有線條法,比擬桿法,差分法等,但目前 應(yīng)用較為方便應(yīng)用也較廣泛的是等效寬度法,規(guī)范上給出了計(jì)算方法。本設(shè)計(jì)采用次種方法。寬度法考慮梁剪力滯效應(yīng):1、簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段,懸臂梁中間跨的中部梁段 =2、 簡(jiǎn)支梁支點(diǎn),連續(xù)梁邊支點(diǎn)及中間支點(diǎn),懸臂梁懸臂段 =2.2.3 橋的剪力滯計(jì)算如圖所示,將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如圖 的的各種小梁,分別進(jìn)行計(jì)算。圖 梁截面分
11、隔(1)邊跨計(jì)算:邊跨邊梁=0.8, =0.069,查圖得=0.980,=1.47; =0.095,查圖得=0.940,=1.93; =0.095,查圖得=0.940,=1.93;將整個(gè)箱梁等效成工字型截面,如下:面積:A =45598求其形心和抗彎慣性矩:AiZiAi*Zi2156016134711601071087.59371251332814186592=45598=4594877形心距下邊緣的距離: =AiZi/Ai=100.8形心距上邊緣的距離: =175-100.6=74.2AiIiZi-Z0Ai(Zi-Z0)2I21560140858760.278134302.479542889
12、1071012638693-13.31894491.91453318413328870763-86.8100416350.71012871134559814918042180445145195363187抗彎慣性矩I=1.9536對(duì)于原來(lái)的箱梁截面的形心軸= 74.4來(lái)說(shuō),抗彎慣性矩I =1.9536。(2)中跨計(jì)算:中跨邊梁, =0.058,查圖得=0.98,=1.47; =0.079,查圖得=0.95,=1.95; =0.079,查圖得=0.95,=1.95;中跨跨中截面等效成工字型截面如下:面積:A = 45821抗彎慣性矩I=1.9663,形心軸距離截面下邊緣的距離為y=100.7,形
13、心軸距離截面下邊緣的距離是y=74.3對(duì)于原來(lái)箱形截面的形心軸y=100.6來(lái)說(shuō),抗彎慣性矩為I=1.96632.3主梁內(nèi)力計(jì)算(1)恒載內(nèi)力計(jì)算一期恒載內(nèi)力即梁的恒載內(nèi)力計(jì)算: 梁的恒載集度:=118二期恒載橋面鋪裝和欄桿的內(nèi)力計(jì)算:橋面的恒載集度: =17.6恒載集度=+=118+17.6=135.6 恒載作用計(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖剪力圖恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果跨數(shù)位置距本跨左支點(diǎn)距離()恒載剪力()恒載彎矩()第一跨001150.061440.000000001/102.7783.9414452610.903901/55.4417.8214454233.283803/108.151.7014450486
14、7.139702/510.8-314.4185544512.471601/213.5-680.5385543169.279503/516.2-1046.65855837.5634097/1018.9-1412.77855-2482.676684/521.6-1778.89855-6791.440789/1024.3-2145.01855-12088.72881272915.40000-18374.5409第二跨002915.40000-18374.54091/202.152623.86000-12419.83641/104.32332.32000-7091.942983/206.452040.
15、78000-2390.860482/108.61749.240001683.411011/410.751457.700005130.871513/1012.91166.160007951.521017/2015.05874.62000010145.35952/517.2583.08000011712.38709/2019.35291.54000012652.60351/221.50.0000000012966.009011/2023.65-291.54000012652.60353/525.8-583.08000011712.387013/2027.95-874.62000010145.35957/1030.1-1166.160007951.521013/432.25-1457.700005130.871514/534.4-1749.240001683.4110117/2036.55-2040.78000-2390.860489/1038.7-2332.32000-7091.9429819/2040.85-2623.86000-12419.8364143-2915.40000-18374.54092.4活載內(nèi)
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