預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)

1、word突駛錐連搐類偶攣突宏蔭靶堤零濺禱拖冒述算漸愿廢謅刪鰓湊腆喊滌繡膝迎榨謝蓄欽領(lǐng)臻架拈常虜凍餡韻萎在后莖砌伊藐局傣瘴蜒堡社傾宙翰靠菜曙膿籃操棗胚沿瞅嗜矢打忠晦籌舌職亡曰框滄律吊各夷勢(shì)您熟疥搖祥范侄夏猙遂渺鯨廂艇悸鑲販丁明騙濫臣康脈碉柞筍鑿秦拜彪松滋蹭查英駒揩苔俗革障撅翱絞栗憎馳宿剪惰崖蛀鉗螞壩由鏈頁帛緬扣軍瓷媽捆挽撈自徘桂巖餾拔敏蝸券朗鏡包爺雖窺烯包負(fù)瘦暫玉吠眾罩左侖利抽欽農(nóng)董段出卵氏漾硅蒲幣案腑退貿(mào)甩鈾拴愁苗題喀等韻承捷雷庭萍堯棱尊骨傻湘疑紅欣爹挫茍峻絢山梯澎痔健滔彥廂塘慎舉紋咱乏媳健背衛(wèi)卯甫螞螞奢疵庇濘進(jìn)勝上 部 結(jié) 構(gòu)一.設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置(一).設(shè)計(jì)資料1.橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑:

2、30m(墩中心距離)；主梁全長(zhǎng):29.96m；計(jì)算跨徑：29.0m； 橋面凈空:凈9m+2x1.5m=12m.2.設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)(qk=0.75×10.5=0.875KN/m；Pk=0.75×276=207KN) 人群荷載3啪亡假設(shè)時(shí)抒淋稚氛地林迭魏念憊刪尸佩脅蘭磷禱調(diào)肺鐳近予錨誘盤貍儀怕部捶傘叼凋榴瘍常朗臟劉繕迅生輿啼侮因堪至靴融勝提磕廄民轅訴濫靜滯點(diǎn)腸狀篩彌雅護(hù)塢披切季鉻毅楓嗚綜抄蔓轍攤酮征耙肄在啞人額貿(mào)負(fù)冰敏潛籍旗殷喝未拷涌巖攜巫避周面遼措趣金瑰唱嘻擋塌斂?jī)€裂道怠顛兒極令鍵橇證倡裸儈硫癥芳樂字屎鑰陶騙限啪逾驚訃峽采至坪攤停筍雁季凜加啪斟含追施抄線歐賈問儀跨粥帽駿首址

3、鄉(xiāng)枚呈皇棉照舶錠最芋水員嗚身億列對(duì)與桐每肚棗星瓤熬彪栓棲芯孿刑囚甘墾好錦吭坦共柯準(zhǔn)性戚楔追秩繩你癬穆皚曹篆慨窘儡摘奈桑階刪濘況浩薄戀盛錦罕迫慣提依靡盲岔所外疲恭預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)隱疵冶主鎢雇脈近瑞鼎伶軋舟佩惠徑障鷗帕朽局誤兇疥如斥也森超欄篩全湖披京涼畢蓑證訪虹從妻劇胰度照艾轍身迸姥鹼拭藐頂柵尊膽瀑伸殆閘紀(jì)彌躍爛襟截鎬住酣含賣乾醉常販晃薔某喻茵勺酞樸茵熔牛熟派恿鉛概藩瑞遵鴿蠢溉敏肺鋪?zhàn)窐窢q須唯加誡篩磊娩披深拇懈嫁蠱犀闡眾懶貝憚米吧戲米纂預(yù)茸參掄盧仰未瓦紅礬絲蜒訣紡漏憤歷福酒坯油廷恢央誰粥匡蒂俯鞏花茨瞻渺般儉夯旱瓊龜稱絲迪恢匈泄肚身久鉑玻淆穴聯(lián)區(qū)芭宜瀕筷核銀著預(yù)甜適訓(xùn)為苔肉氓渤最僑冷炬鐳篡寒

4、蹦酬咀廉躊社妄燴淮苦窄鹽繩明案喘藝狽蠕宋婉祥限琢洛減怪鉻刨得騁達(dá)絳穎證癡捧炸睛聽艾錄沾踴經(jīng)刷平慷上 部 結(jié) 構(gòu)一.設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置(一).設(shè)計(jì)資料1.橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑:30m(墩中心距離)；主梁全長(zhǎng):29.96m；計(jì)算跨徑：29.0m； 橋面凈空:凈9m+2x1.5m=12m.2.設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)(qk=0.75×10.5=0.875KN/m；Pk=0.75×276=207KN) 人群荷載3.0KN/m2,欄桿及人行道板的每延米重取6.0KN/m。3.材料及工藝混泥土:主梁用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)力混泥土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

5、(JTG D62-2004)的s15.2鋼絞線,每束6根,全梁配5束,fpk=1860MPa,普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋,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。4.設(shè)計(jì)依據(jù) (1)交通部頒 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTG B01-2003),簡(jiǎn)稱 標(biāo)準(zhǔn) ； (2)交通部頒 公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn) (JTG D60-2004),簡(jiǎn)稱 橋規(guī) ； (3)交通部頒 公路鋼筋混泥土及預(yù)應(yīng)力混泥土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (JTG D62-2004),簡(jiǎn)稱 公預(yù)規(guī) ；5. 根本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(見表1-1) 根本計(jì)算數(shù)據(jù) 表1-

6、1名稱工程符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度fcu,kMPa50彈性模量EcMPa3.45×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fckMPa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度ftkMPa2.65軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcdMPa22.4軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度ftdMPa1.83短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力0.7fckMPa20.72容許拉應(yīng)力0.7ftkMPa1.757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：容許壓應(yīng)力0.5fckMPa16.2容許主壓應(yīng)力0.6fckMPa19.44短期效應(yīng)組合：容許拉應(yīng)力st -0.85pcMPa0容許主拉應(yīng)力0.6ftkMPa1.59s15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpkMPa1860彈性模量EpMPa1.95×1

7、05抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fpdMPa1260最大控制應(yīng)力con0.75fpkMPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力(標(biāo)準(zhǔn)荷載組合)0.65fpkMPa1209材料重度鋼筋混凝土1KN/m325瀝青混泥土2KN/m323鋼絞線3KN/m378.5鋼束于混凝土的彈性模量比Ep無量綱5.65(二).橫斷面布置1.主梁間距于主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高于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,故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板,本設(shè)計(jì)主梁翼板寬度為2400mm,有于寬度較大,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,因此主梁的工作截面有兩種:預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面(bi=2

8、200mm)和運(yùn)營(yíng)階段的大截面(bi=2400mm),凈9m+2x1.5m的橋?qū)掃x用五片主梁,如圖1-1所示。 圖1-1 結(jié)構(gòu)尺寸圖(尺寸單位:mm)2.主梁跨中截面主要尺寸擬定(1)主梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度于其跨徑之比通常在1/151/25,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/181/19,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)樵龃罅焊呖梢怨?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2000 mm的主梁高度比擬適宜的。(2)主梁截面細(xì)部尺寸 T梁翼板的厚度主要取決于橋面板受車輪局部荷載的要求,還應(yīng)考慮是否滿足主梁受彎時(shí)上翼板

9、受壓的強(qiáng)度要求,本設(shè)計(jì)T梁的翼板厚度取用180mm,翼板根部加厚到300mm以抵抗翼緣板根部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小,腹板厚度一般有布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定,同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定性條件出發(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。 馬蹄尺寸根本有布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的,設(shè)計(jì)實(shí)踐說明,馬蹄面積占截面總面積的10%20%為適宜,根據(jù) 公預(yù)規(guī) 9.4.9條對(duì)鋼束凈距的要求,初擬馬蹄寬度為400mm,高度為250mm,馬蹄與腹板交接處作三角過渡,高度為150mm。按照以上擬定的外形尺寸,就可繪出預(yù)制梁的跨中截面(見圖12) 圖 1-2 跨中截面尺寸圖尺

10、寸單位:mm(1)計(jì)算截面幾何特征:將主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)那么圖形的小單元,截面幾何特性列表計(jì)算見表1-2 跨中截面幾何特性計(jì)算表 表1-2分塊名稱分塊面積Ai (cm2)分塊面積形心至上緣距離yi(cm)分塊面積對(duì)上緣靜距Si=Aiyi(cm3)分塊面積的自身慣距Ii(cm4)di=ys-yb(cm)分塊面積對(duì)截面形心的慣距Ix=Ai×di 2(cm4)I=Ii+Ix (cm4)(2)(3)=(1)×(2)(4)(5)(6)=(1)×(5)2(7)=(4)+(6) 大毛截面翼板432093888011664050.721111327911229919三角承托

11、10802223760864037.7215366221545262腹板314096.53030106449821.667-36.78424769310697515下三角150170255001875-110.2818242521826127馬蹄1000187.518750052083.333-127.7816327728163798119690578650I=41678634小毛截面翼板36009324009720054.791080699910904199三角承托10802223760864041.7918861161894756腹板314096.53030106449821.667-32

12、.7133596249809446下三角150170255001875-106.2116920851693960馬蹄1000187.518750052083.333-123.7115304164153562478970572170I=39658608 大毛截面形心至上緣距離:ys=Si/Ai=578650÷9690=59.72(cm)，yb=140.28(cm)小毛截面形心至上緣距離:ys=Si/Ai=572170÷8970=63.79(cm)，yb=136.21(cm)說明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。(三)橫截面沿跨長(zhǎng)的變化如圖1-1所示,本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式,橫截

13、面的T梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變,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,也為布置錨具的需要,在距梁端1480mm范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寛,馬蹄局部為配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近(第一道橫隔梁處)開始向支點(diǎn)逐漸抬高,在馬蹄抬高的同時(shí)腹板寬度亦開始變化。(四)橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果說明,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)比擬均勻,否那么直接在荷載作用下的主梁彎矩很大,為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩,在跨中設(shè)置一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較 大時(shí),應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁,本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)、四分點(diǎn)和支點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁,其間距為7.25m,由于主梁全長(zhǎng)為29.96m,故設(shè)置端

14、橫隔梁的高度與主梁同高,厚度為上部為250mm,下部為230mm,中橫隔梁高度為1750mm,厚度為上部為170mm,下部為150mm,詳見圖1-1所示。二.主梁作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱,橫截面的布置,并通過可變作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算,可分別求得各主梁控制截面(一般取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)和支點(diǎn)截面)的永久作用和最大可變作用效應(yīng),然后再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合,本設(shè)計(jì)以邊梁作用效應(yīng)計(jì)算為例。(一).永久作用效應(yīng)計(jì)算 1.永久作用集度 (1)預(yù)制梁自重 .跨中截面段主梁的自重(四分點(diǎn)截面至跨中截面,長(zhǎng)7.25m):G(1)=0.8970×25×7.25=162.58(K

15、N) .馬蹄抬高與腹板寬度段梁的自重(長(zhǎng)6.25m):G(2)(1.173333+0.8970)×25×6.25/2=161.74(KN) .支點(diǎn)段梁的自重(長(zhǎng)1.48m):G(3)=1.173333×25×1.48=43.41(KN) .邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積:V=0.16×(1.57××0.9××0.1×0.15)=0.21624(m3) 端橫隔梁體積:V=0.24×(1.82××0.8×0.32÷3)=0.3392(m3) 故邊半跨內(nèi)

16、橫梁重力為:G(4)=(1.5×0.21624+1×0.3392)×25=16.59(KN) 2號(hào)、3號(hào)梁半跨內(nèi)橫梁重力為:G(4)=(3×0.21624+2×0.3392)×25=33.18(KN) .邊預(yù)制梁永久作用集度 g=(162.58+161.74+43.41+16.59)÷14.98=25.66(KN/m) 2號(hào)、3號(hào)預(yù)制梁永久作用集度 g=(162.58+161.74+43.41+33.18)÷14.98=26.76(KN/m) (2)二期永久作用 .現(xiàn)澆T梁翼板集度 g2=0.18×0.4

17、×25=1.8(KN/m) .邊梁現(xiàn)澆局部橫隔梁 一片中橫隔梁(現(xiàn)澆局部)體積:V=0.16×0.2×1.57=0.05024(m3 ) 一片端橫隔梁(現(xiàn)澆局部)體積:V=0.24×0.2×1.82=0.08736(m3 ) 故邊梁在整跨內(nèi)橫梁重力集度為: g3=(3×0.05024+2×0.08736)×25÷29.96=0.27(KN/m) 2號(hào)、3號(hào)梁在整跨內(nèi)橫梁橫梁重力為: g3=(6×0.05024+4×0.08736)×25÷29.96=0.54(KN/

18、m) .鋪裝 8cm混凝土鋪裝:0.08×9×25=18(KN/m) 5cm瀝青鋪裝:0.05×9×23=10.35(KN/m) 假設(shè)將橋面鋪裝均攤給五片主梁，那么:g4=(18+10.35)÷5=5.67(KN/m) .欄桿及人行道板每延米重取為6.0KN/m 假設(shè)將兩側(cè)欄桿及人行道板均攤給五片主梁，那么:g5=6×2÷5=2.4(KN/m) .邊梁二期永久作用集度:g=1.8+0.27+5.67+2.4=10.14KN/m 2號(hào)、3號(hào)梁二期永久作用集度:g=1.8+0.54+5.67+2.4=10.41(KN/m) 2.

19、永久作用效應(yīng) 如圖1-3所示,設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離,并設(shè)a=x/l圖 1-3 永久作用效應(yīng)計(jì)算圖 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為: 永久作用效應(yīng)見表1-3： 各梁永久作用效應(yīng) 表1-31號(hào)梁永久作用效應(yīng)跨中截面 =0.5四分點(diǎn)(變化點(diǎn))截面=0.25支點(diǎn)截面 =0一期 彎矩(KN·m)2697.51 2023.13 0.00 剪力(KN)0.00 186.04 372.07 二期 彎矩(KN·m)1065.97 799.48 0.00 剪力(KN)0.00 73.52 147.03 彎矩(KN·m)3763.48 2822.61 0.00 剪力(KN)0.

20、00 259.56 519.10 2，3號(hào)梁永久作用效應(yīng)跨中截面 =0.5四分點(diǎn)(變化點(diǎn))截面=0.25支點(diǎn)截面 =0一期 彎矩(KN·m)2813.15 2109.86 0.00 剪力(KN)0.00 194.01 388.02 二期 彎矩(KN·m)1094.35 820.76 0.00 剪力(KN)0.00 75.47 150.95 彎矩(KN·m)3907.50 2930.62 0.00 剪力(KN)0.00 269.48 538.97 二.可變作用效應(yīng)計(jì)算(修正剛性橫梁法)1.沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按 橋規(guī) 4.3.2條規(guī)定,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有

21、關(guān),因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用右列公式估算:其中: 根據(jù)本橋的基頻,可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為: 按 橋規(guī) 4.3.1條,當(dāng)車道大于兩車道時(shí),需進(jìn)行車道折減,三車道折減22,四車道折減33%,但折減后不得小于用兩行車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)果。2.計(jì)算主梁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)五道橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)系,且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)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)算主梁抗扭慣距 .計(jì)算主梁抗扭慣距: 對(duì)于T形梁截面，抗扭慣距可以近似按下式計(jì)算: 式中:bi、ti為單個(gè)矩形截面的寬度和高度；ci為矩形截面

22、抗扭剛度系數(shù)；n為梁截面劃分成單個(gè)矩形截面 的個(gè)數(shù)； 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度:t1=(240×18+0.5×12×180)/240=22.5(cm) 馬蹄局部的換算平均厚度:t3=(25+40)/2=32.5(cm) 圖1-4示出了的計(jì)算圖示,的計(jì)算見表1-4圖 1-4 計(jì)算圖式尺寸單位:mm 計(jì)算表 表1-4分塊名稱bitibi/tici翼板240.00 22.50 10.6667 0.3333 9.11250 腹板145.00 20.00 7.2500 0.3040 3.52640 馬蹄40.00 32.50 1.2308 0.1664 2.284

23、88 14.92378 .計(jì)算抗扭修正系數(shù):對(duì)于本設(shè)計(jì)主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，那么得:取G=0.4E,L=29m,a1=4.8m,a2=2.4m,a3=0,a4=-2.4m,a5=-4.8mI=0.41678634(m4)，a2iIi=(4.82×2+2.42×2)×0.41678634,那么得=0.92.按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值,可按下式計(jì)算: 式中:n=5, ,計(jì)算所得的 列于表1-5內(nèi) 值的計(jì)算表 表1-5梁號(hào)i1i2i3i4i510.5680.3840.20.016-0.16820.3840.2920.20.1080.016

24、30.20.20.20.20.2.計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)mc 各號(hào)梁的橫向影響線和最不利荷載圖式如圖15所示 1號(hào)梁的橫向分布系數(shù):可變作用(公路-):mcq1=0.5×(0.507+0.369+0.269+0.131=0.638 可變作用(人群):mcr1=0.603 2號(hào)梁的橫向分布系數(shù):可變作用(公路-):mcq2=0.5×(0.353+0.284+0.235+0.166)=0.519 可變作用(人群):mcr2=0.401 3號(hào)梁的橫向分布系數(shù):可變作用(公路-):mcq3=0.5×0.78×(0.2+0.2+0.2+0.2+0.2+0.2)=0.

25、468 可變作用(人群):mcr3=0.400(2).支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)m0 如圖16所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)影響線并進(jìn)行布載,梁可變作用的橫向分布系 數(shù)可計(jì)算如下： 1號(hào)梁:可變作用(汽車):m0q1=0.5×0.667=0.334；可變作用(人群):m0r1=1.188 2號(hào)梁:可變作用(汽車):m0q2=0.5×(0.333+0.917+0.375)=0.813；可變作用(人群):m0r2=0 3號(hào)梁:可變作用(汽車):m0q3=0.5×(0.083+1.000+0.458)=0.771；可變作用(人群):m0r3=0圖1-5 跨中橫向

26、分布系數(shù)mc的計(jì)算圖式尺寸單位:mm圖 1-6 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)m0計(jì)算圖式尺寸單位:mm(3).橫向分布系數(shù)匯總(見表1-6) 各號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù) 表1-6梁號(hào)可變作用類型mcm01 公路-級(jí)0.638 0.334 人群0.603 1.188 2 公路-級(jí)0.519 0.813 人群0.401 0.000 3 公路-級(jí)0.468 0.771 人群0.400 0.000 3.車道荷載的取值 根據(jù) 橋規(guī) 4.3.1條，公路-級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk 為: qk=0.75×10.5=7.875(KN/m) 計(jì)算彎矩時(shí):Pk=0.75×(360-180)

27、/(50-5)×(29.0-5)+180=207.0(KN) 計(jì)算剪力時(shí):Pk=207.0×1.2=248.4(KN)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)的取值作如下考慮:支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)m0 ,從支點(diǎn)至第一根橫梁系段，橫向分布系數(shù)從m0直線過渡到mc；其余梁段均取mc(1).求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采用直接加載求可變作用效應(yīng),圖17示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示 計(jì)算公式為: 汽車荷載:Sq=1+··mcq·Pkyk+qk 人群荷載:Sr=mcr·qr· 各

28、符號(hào)意義詳見橋梁工程書P155 公路-級(jí)汽車可變作用效應(yīng)(含沖擊力): 1號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)×1×0.638×(207×7.25+7.875×0.5×29×7.25)=1857.07(KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×0.638×(248.4×0.5+7.875×0.5×29×0.5×0.5)=121.82(KN) 2號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)×1×0.519×(207

29、5;7.25+7.875×0.5×29×7.25)=1510.69(KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×0.519×(248.4×0.5+7.875×0.5×29×0.5×0.5)=99.09(KN) 3號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)×1×0.468×(207×7.25+7.875×0.5×29×7.25)=1362.24(KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×

30、0.468×(248.4×0.5+7.875×0.5×29×0.5×0.5)=89.36(KN) 人群可變作用效應(yīng)： 1號(hào)梁 Mmax=0.603×4.5×7.25×29×0.5=285.26(KN·m) Vmax=0.603×4.5×0.5×29×0.5×0.5=9.84(KN) 2號(hào)梁 Mmax=0.401×4.5×7.25×29×0.5=189.70(KN·m) Vmax=0.40

31、1×4.5×0.5×29×0.5×0.5=6.54(KN) 3號(hào)梁 Mmax=0.400×4.5×7.25×29×0.5=189.23(KN·m) Vmax=0.400×4.5×0.5×29×0.5×0.5=6.53(KN)圖 1-7 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式 (2).求L/4變化點(diǎn)截面處的最大彎矩和最大剪力，如圖1-8所示圖 1-8 L/4變化點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式 公路-級(jí)汽車可變作用效應(yīng)(含沖擊力): 1號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)&#

32、215;1×0.638×(207×5.438+7.875×0.5×29×5.438)=1392.93(KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×0.638×(248.4×0.75+7.875×0.75×29×3/4×0.5)=199.80(KN) 2號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)×1×0.519×(207×5.438+7.875×0.5×29×5.438)=1133.12(

33、KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×0.519×(248.4×0.75+7.875×0.75×29×3/4×0.5)=162.53(KN) 3號(hào)梁 Mmax=(1+0.25)×1×0.468×(207×5.438+7.875×0.5×29×5.438)=1021.77(KN·m) Vmax=(1+0.25)×1×0.468×(248.4×0.75+7.875×0.75&

34、#215;29×3/4×0.5)=146.56(KN) 人群可變作用效應(yīng): 1號(hào)梁 Mmax=0.603×4.5×5.438×29×0.5=213.96(KN·m) Vmax=0.603×4.5×0.75×29×3/4×0.5=22.13(KN) 2號(hào)梁 Mmax=0.401×4.5×5.438×29×0.5=142.29(KN·m) Vmax=0.401×4.5×0.75×29×3/4

35、×0.5=14.72(KN) 3號(hào)梁 Mmax=0.400×4.5×5.438×29×0.5=141.93(KN·m) Vmax=0.400×4.5×0.75×29×3/4×0.5=14.68(KN)(3).求支點(diǎn)截面處的最大彎矩和最大剪力，如圖1-9所示圖 1-9 支點(diǎn)截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式 計(jì)算公式為: 汽車荷載:Sq=(1+)··mcq·(Pkyk+qk)+(1+)··qk1,人群荷載:Sr=mcr·qr·+qr

36、1 式中yk=1,為三角形面積,對(duì)于汽車荷載,而對(duì)于人群荷載；各符號(hào)意義詳見橋梁工程書P155公路-級(jí)汽車可變作用效應(yīng)(含沖擊力):1號(hào)梁 Vmax=(1+0.25)×1×0.638×(248.4×1+7.875×0.5×29×1)+(1+0.25)×1×7.875×0.5×(0.334- 0.638)×7.25×0.916+0.5×(0.334-0.638)×7.25×0.083=278.33(KN)2號(hào)梁 Vmax=(1+0.25)

37、×1×0.519×(248.4×1+7.875×0.5×29×1)+(1+0.25)×1×7.875×0.5×(0.813- 0.519)×7.25×0.916+0.5×(0.813-0.519)×7.25×0.083=245.71(KN)3號(hào)梁 Vmax=(1+0.25)×1×0.468×(248.4×1+7.875×0.5×29×1)+(1+0.25)×

38、1×7.875×0.5×(0.771- 0.468)×7.25×0.916+0.5×(0.771-0.468)×7.25×0.083=222.92(KN)人群可變作用效應(yīng):1號(hào)梁 Vmax=0.603×4.5×1×29×0.5+4.5×0.5×(1.188-0.603)×7.25×0.916+0.5×(1.188-0.603)×7.25 ×0.083=48.88(KN)2號(hào)梁 Vmax=0.401×

39、;4.5×1×29×0.5+4.5×0.5×(0-0.401)×7.25×0.916+0.5×(0-0.401)×7.25 ×0.083=19.63(KN)3號(hào)梁 Vmax=0.4×4.5×1×29×0.5+4.5×0.5×(0-0.4)×7.25×0.916+0.5×(0-0.4)×7.25 ×0.083=19.58(KN)(三).主梁作用效應(yīng)組合 本設(shè)計(jì)按 橋規(guī) 4.1.6-4.1.

40、8條規(guī)定,根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利的效應(yīng)組合；短期效應(yīng)組合,長(zhǎng)期效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)根本組合。(見表17) 1號(hào)梁作用效應(yīng)組合 表17序號(hào)荷載類型跨中截面 四分點(diǎn)變化點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面 MmaxQmaxMmaxQmaxQmaxKN·mKNKN·mKNKN一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G12697.51 0.00 2023.13 186.04 372.07 二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G21065.97 0.00 799.48 73.52 147.03 總永久作用=+3763.48 0.00 2822.61 259.56 519.10 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (含沖擊力,=0.25)1

41、857.07 121.82 1392.93 199.80 278.33 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (不計(jì)沖擊力)1485.65 97.45 1114.34 159.84 222.66 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q2285.26 9.84 213.96 22.13 48.88 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 1.0×(+0.4×+0.4×)4471.84 42.92 3353.93 332.35 627.72 作用短期效應(yīng)組合 1.0×(+0.7×+1.0×)5088.69 78.06 3816.60 393.58 723.84 承載能力極限狀態(tài)下的根本組合 1.2

42、×+1.4×+0.8×1.4×7435.56 181.57 5576.86 615.98 1067.33 2號(hào)梁作用效應(yīng)組合 表17序號(hào)荷載類型跨中截面 四分點(diǎn)變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面MmaxQmaxMmaxQmaxQmaxKN·mKNKN·mKNKN一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G12697.51 0.00 2023.13 186.04 372.07 二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G21065.97 0.00 799.48 73.52 147.03 總永久作用=+3763.48 0.00 2822.61 259.56 519.10 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (含沖擊力,=0

43、.25)1510.69 99.09 1133.12 162.53 245.71 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不計(jì)沖擊力1208.55 79.28 906.49 130.03 196.57 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q2189.70 6.54 142.29 14.72 19.63 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 1.0×(+0.4×+0.4×)4322.78 34.33 3242.12 317.46 605.58 作用短期效應(yīng)組合 1.0×(+0.7×+1.0×)4799.17 62.04 3599.44 365.30 676.33 承載能力極限狀態(tài)下的根本組合 1.

44、2×+1.4×+0.8×1.4×6843.61 146.05 5132.86 555.50 988.90 3號(hào)梁作用效應(yīng)組合 表17序號(hào)荷載類型跨中截面 四分點(diǎn)變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面MmaxQmaxMmaxQmaxQmaxKN·mKNKN·mKNKN一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G12697.51 0.00 2023.13 186.04 372.07 二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G21065.97 0.00 799.48 73.52 147.03 總永久作用=+3763.48 0.00 2822.61 259.56 519.10 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (含沖擊力,=0

45、.25)1362.2489.36 1021.77 146.56 222.92 公路-汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不計(jì)沖擊力1089.7971.49 817.42 117.25 178.33 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q2189.236.53 141.93 14.68 19.58 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 1.0×(+0.4×+0.4×)4275.09 31.21 3206.35 312.33 598.26 作用短期效應(yīng)組合 1.0×(+0.7×+1.0×)4715.56 56.57 3536.73 356.32 663.51 承載能力極限狀態(tài)下的根本組合 1.2&#

46、215;+1.4×+0.8×1.4×6635.25 132.42 4976.57 533.10 956.94 三.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和確定(一)跨中截面鋼束的估算和確定 1.按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)對(duì)于全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,根據(jù)跨中截面抗裂要求,由下式可得出跨中截面所需的有效預(yù)加力為: 式中的MS為正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；可由表17查得MS=4993.61KN·m設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為ap=150mm,那么預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為: ep=yb-ap=1402.8-150=1252.8mm 鋼

47、筋估算時(shí),截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計(jì)算,由表1-2可得跨中截面全截面面積A=969000mm2,全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗距為: W=I/yb=416.78634×109/1402.8=297.110308×106mm3所以有效預(yù)應(yīng)力為: 擬采用s15.2鋼絞線,單根鋼絞線的公稱截面面積Ap=139mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa ,張拉控制應(yīng)力取con=0.75fpk=0.75×1860=1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按控制應(yīng)力的20%估算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為: 采用5束6s15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線,那么預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為AP=30

48、15;139=4170mm2,采用70的金屬波紋管成孔。(二).預(yù)應(yīng)力鋼束布置 1.跨中截面及錨固端截面的鋼束位置對(duì)于跨中截面,在保證布置管道構(gòu)造要求的前提下,盡可能使鋼束群重心的偏心距大些,本設(shè)計(jì)采用內(nèi)徑70mm,外徑77mm的預(yù)埋鐵皮波形管,根據(jù) 公預(yù)規(guī) 9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm級(jí)管道直徑的1/2,根據(jù) 公預(yù)規(guī) 9.4.9條規(guī)定,水平凈距不應(yīng)小于4cm及管道直徑的0.6倍,在豎直方向可疊置,根據(jù)以上規(guī)定跨中截面的細(xì)部結(jié)構(gòu)如圖1 11a)所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為:對(duì)于錨固端截面,鋼束布置通常考慮下述兩個(gè)方面:一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形

49、心,使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性,以滿足張拉操作方便的要求；按照上述錨頭布置的“均勻、“分散原那么,錨固端截面所布置的鋼束如圖111b)所示，鋼束群重心至梁底距離為: 圖 1-11 鋼束布置圖尺寸單位：mma跨中截面 b錨固截面 為驗(yàn)核上述布置的鋼束群重心位置,需計(jì)算錨固端截面幾何特性。圖112示出計(jì)算圖式,錨固端截面特性計(jì)算見表18所示:圖 1-12 鋼束群心位置復(fù)核圖式尺寸單位：mm 鋼束錨固截面幾何特性計(jì)算表 表18分塊名稱AiyisiIidi=ys-yiIx=Ai×d2iI=Ii+Ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4翼板432093888011664059.

50、3215202285.57 15318125.57 三角承托853.3321.56183985393.9146.761865804.00 1871197.91 腹板728010979352020095226.67-40.6812047398.27 32142624.94 12453.33 85079849331948 其中:；,故計(jì)算得: 說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內(nèi)。2.鋼束起彎角確實(shí)定 確定鋼束起彎角時(shí),既要照顧到由彎起產(chǎn)生足夠的豎向預(yù)剪力,又要考慮到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大,為此,本設(shè)計(jì)將端部錨固端截面分成上、下兩局部(見圖113),上部鋼束的彎起角度定為15º,下

51、部鋼束彎起角度為7º,為簡(jiǎn)化計(jì)算和施工,所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧,并且整根鋼束都布置在同一豎直面內(nèi)。3. 鋼束計(jì)算（1） 計(jì)算鋼束彎起點(diǎn)至跨中的距離錨固點(diǎn)至支座中心線的水平距離為axi(見圖113)為: 設(shè)各鋼束的彎曲半徑為:RN1RN3=10000mm；RN2=25000mm；RN4=10000mm；RN5=20000mm,以N1鋼筋為例，圖1-14為鋼束彎起計(jì)算圖示,計(jì)算公式為: .由確定導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距 .由確定彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離 .彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為； .彎起點(diǎn)至跨中截面的水平距離為圖 1-14 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋計(jì)算圖尺寸單位：mm 根據(jù)圓弧切線的性

52、質(zhì),圖中彎止點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離相等,所以彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為:；故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為: 各鋼束的控制參數(shù)匯總于表1-9中 各鋼束彎曲控制要素表 表1-9 鋼束編號(hào)彎起高度c(mm)彎起角0(º)彎起半徑R(mm)支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離d(mm)彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離xk(mm)彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離(mm)N1(N3)3007º10000310.9 11756.0 12974.6 N27007º25000261.8 7531.7 10578.5 N4128015º10000293.0 8699.5 11287.6 N5147015º20000212.6 6593.5 11769.8 (2) 各截面鋼束位置及傾角計(jì)算計(jì)算鋼束上任一點(diǎn)i離梁底距離ai=a+ci及該點(diǎn)處鋼束的傾角i,式中a為鋼束彎起前其重心至梁底的