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文檔簡介
1、燕山大橋課程設(shè)計(jì) 摘 要橋是跨越障礙的通道,隨著我國城市建設(shè)和高等級(jí)公路、道路建設(shè)的發(fā)展,橋梁的建設(shè)也將成為必然的趨勢(shì)。預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t型梁橋設(shè)計(jì)在我國公路上修建很多。本設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土t型梁橋,跨徑布置為(1230)m,主梁為變截面t型梁??缰辛焊邽?.80m,支點(diǎn)梁高為1.80m。橋墩為重力式橋墩、橋臺(tái)。本文主要闡述了該橋的設(shè)計(jì)和計(jì)算過程。首先對(duì)主橋進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),然后對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力、配筋計(jì)算,再進(jìn)行強(qiáng)度、應(yīng)力及變形驗(yàn)算,最后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。具體包括以下幾個(gè)部分:1.橋型布置,結(jié)構(gòu)各部分尺寸擬定;2.選取計(jì)算結(jié)構(gòu)簡圖;3.恒載內(nèi)力計(jì)算;4.活載內(nèi)力計(jì)算;5.荷載組合;6.配筋
2、計(jì)算;7.預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算;8.截面強(qiáng)度驗(yàn)算;9.截面應(yīng)力及變形驗(yàn)算;10.下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。關(guān)鍵詞 t型簡支梁橋,預(yù)應(yīng)力混凝土橋臺(tái),橋墩,abstractbridge across obstacles corridors, with our urban construction and the high-grade highway, road construction, bridge building will also become the inevitable trend. pre-stressed concrete t bridge design teams in the construct
3、ion of many of our roads.the bridge belongs to the prestressed concreted structuer which is a simple supported beam bridge.the span arrangement is (1230)m.the superstructure is variable t shaped supported beam bridge.the height of the girder on the support is 1.80m,and the height of the middle is 1.
4、80m too.the pier is gravity pier. the abutment is gravity abutment.this essay focuses on the design and calculation process of the bridge.firstly, make an overall structure design of the main span.secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure.thirdl
5、y,check the intensity,stress and deflection.finally,check the substructure.the main points of the design are as the follows.1.the arrangement of the bridge types;2.the units partition of the structute;3.the calculation of the internal force of dead load;4.the calculation of the internal force of mov
6、able load;5.the combination of every kind of load;6.the arrangement of prestressed reinforcing bar;7.the calculation of the prestressed loss;8.the check of the section intensity;9.the check of the section stress and deflection;10.the check the substructure.key words t shaped supported beam bridge,pr
7、estressed conctete, pier,abutment 目錄摘 要iabstractii緒論1方案比選3方案編制3推薦方案41設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置51.1設(shè)計(jì)資料51.2橫截面布置71.3截面沿跨長的變化111.4橫隔梁的設(shè)置112 主梁設(shè)計(jì)計(jì)算112.1恒載內(nèi)力計(jì)算112.2可變作用效應(yīng)計(jì)算132.3主梁作用效應(yīng)組合252.4預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置262.5.1 跨中截面鋼束的估算與確定262.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置272.6 計(jì)算主梁幾何截面特性322.6.1 截面面積及慣矩計(jì)算322.6.2 截面凈矩計(jì)算352.6.3 截面幾何特性匯總362.7 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算46
8、2.7.1 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算462.7.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算542.7.3 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算562.7.4 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算642.8 主梁端部的局部承壓驗(yàn)算652.8.1 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗(yàn)算652.8.2 局部抗壓承載力驗(yàn)算672.9 主梁變形驗(yàn)算682.9.1 計(jì)算由預(yù)加力引起的跨中反拱度682.9.2 計(jì)算由跨中引起的跨中撓度702.9.3 結(jié)構(gòu)剛度驗(yàn)算712.9.4 預(yù)拱度的設(shè)置713 行車道板計(jì)算711.9.1 懸臂板荷載效應(yīng)計(jì)算711.9.2 連續(xù)板荷載效應(yīng)計(jì)算731.9.3 截面設(shè)計(jì)、配筋與承載力驗(yàn)算77緒論梁式橋種類很多,也是
9、公路橋梁中最常用的橋型,路橋梁常用的梁式橋形式有簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁等,梁式橋跨徑大小是技術(shù)水平的重要指標(biāo),一定程度上反映一個(gè)國家的工業(yè)、交通、橋梁設(shè)計(jì)和施工各方面的成就。80年代以來,我國公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡支t型梁橋(或橋面連續(xù)),如河南的鄭州、開封黃河公路橋,浙江省的飛云江大橋等,其跨徑達(dá)到62m,吊裝重220t。t形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了,從16m到50m跨徑,都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨,在工地預(yù)制,吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢(shì)為:采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線群錨,混凝土標(biāo)號(hào)4060號(hào);t形梁的翼緣板加寬,25m是合適的;吊裝
10、重量增加;為了減少接縫,改善行車,采用工型梁,現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面,在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束,形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁有結(jié)構(gòu)簡單,受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便,跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。其最大跨徑以不超過50m為宜,再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。目前的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支“準(zhǔn)連續(xù)“。隨著交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,大量的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁被廣泛應(yīng)用,其中的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)起到了重要作用。我國交通行業(yè)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)經(jīng)歷過了一個(gè)從無到有的發(fā)展過程。20世紀(jì)60年代,主要套用過去蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)圖。20世紀(jì)70年
11、代由交通部組織交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)院編制了裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁標(biāo)準(zhǔn)圖jt/gqb-025-75。20世紀(jì)80年代出版了新的標(biāo)準(zhǔn)圖裝配式鋼筋混凝土簡支梁jt/gqb-024-83。進(jìn)人20世紀(jì)90年代,交通部先后出版了預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力混凝土i型組合梁標(biāo)準(zhǔn)圖。但預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后,這期間的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁在橋梁建設(shè)中仍占有相當(dāng)?shù)谋壤?,北京市每年有?0%為這種結(jié)構(gòu)形式,而一些新技術(shù)、新工藝、新材料的迅速發(fā)展和應(yīng)用,原有的標(biāo)準(zhǔn)圖已不適用。為此,北京市公路局于1998年向北京市公路設(shè)計(jì)研究院下達(dá)了預(yù)應(yīng)力混凝土簡t梁橋通用圖課題,歷時(shí)2年,于1999年完成了這一課題
12、并通過了北京市組織的專家鑒定。認(rèn)為該通用圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,完善和提高了國內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t梁橋標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)水平,有推廣應(yīng)用價(jià)值,為國內(nèi)先進(jìn)水平。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁一旦躍上橋梁建設(shè)的歷史舞臺(tái),就顯示出它的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力,從50年代創(chuàng)建突破了100m的跨徑紀(jì)錄,經(jīng)過30余年的迅猛發(fā)展,至今已創(chuàng)建了440m的跨徑紀(jì)錄。目前,在規(guī)劃中的設(shè)計(jì)方案又突破500m的跨徑紀(jì)錄的趨勢(shì)。而在實(shí)際的工程實(shí)踐中,在400m以下的跨徑范圍中,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁常為優(yōu)勝的方案。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展,這為我國修建高質(zhì)量橋梁提供了有力保障。再加上廣大橋梁建設(shè)者的精心設(shè)計(jì)和施工,使我國建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行
13、列。我國幅員遼闊,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊,經(jīng)濟(jì)上總體水平不高,公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋,這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。所以我們要著重抓多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化,編制適用經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)圖,提高施工水平和質(zhì)量,然后抓住跨越大江(河)、海灣的特大型橋梁建設(shè),不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建橋。方案比選方案編制根據(jù)橋所在的地理位置,橋梁水文,地質(zhì)情況等,決定選擇以下三個(gè)方案:第一方案:預(yù)應(yīng)力斜拉橋優(yōu)缺點(diǎn):斜拉橋就塔墩墩距來說,是大跨徑,可以做到一般型式的橋都難做到的特大跨徑。由于拉索是彈性支承,因而支承剛度(主要決定于拉索面積)是可變的,另外還可對(duì)拉索施加預(yù)應(yīng)力。斜纜索的水平分力對(duì)主梁的軸向
14、預(yù)施壓力可以增強(qiáng)主梁的抗裂性能,節(jié)約高強(qiáng)度鋼材的用量。斜拉橋也是重要的景觀建筑,可以體現(xiàn)一個(gè)城市甚至一個(gè)國家的建筑技術(shù),和藝術(shù)品位。但斜拉橋施工工藝和施工控制不是很成熟,且養(yǎng)護(hù)與日常檢查費(fèi)用較高。第二方案:連續(xù)剛構(gòu)橋優(yōu)缺點(diǎn):剛構(gòu)橋外形美觀,結(jié)構(gòu)尺寸較小,橋下凈空大,橋上視野開闊。但敦梁連接構(gòu)造復(fù)雜,柱腳有水平推力。鋼筋混凝土剛構(gòu)橋混凝土用量少,然而鋼筋的用量較大,且梁柱剛接處易開裂。剛構(gòu)橋基礎(chǔ)工程造價(jià)也較高,施工比較困難。第三方案:預(yù)應(yīng)力簡支梁橋優(yōu)缺點(diǎn):能最有效的利用現(xiàn)代的高強(qiáng)度材料,減少構(gòu)件截面,顯著降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載比重,跨越能力大。預(yù)應(yīng)力混凝土在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫,故梁的剛度比較
15、大。有利于生產(chǎn)和施工的機(jī)械化。但工程數(shù)量大,造價(jià)高。其截面形式不便于運(yùn)輸,安裝。建筑高度較高,土方量大,引道長度較長,增加了公路造價(jià)。需要有一套專門的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備和材質(zhì)好的、制作精度高的錨具,施工工藝復(fù)雜。推薦方案采用方案三,即預(yù)應(yīng)力混凝土簡支t形梁橋,結(jié)構(gòu)形式采用裝配式,優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、整體性好、接頭也方便。預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁有結(jié)構(gòu)簡單,受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便,跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。1 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.1.1設(shè)計(jì)資料1.技術(shù)資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑:30m;主梁全長:29.96m;計(jì)算跨徑:28.88m;橋面寬:11.5m;設(shè)計(jì)荷載:公路級(jí)人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kn/地震烈
16、度:度;氣溫:年最高氣溫:41 最低:-52.河床地質(zhì)情況見所給橋位地質(zhì)剖面圖3.材料及工藝(1)混凝土:pc主梁c50,橋墩c40,承臺(tái)、護(hù)欄、鉆孔灌注樁c30。(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋:15.2mm低松弛高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860mpa。錨具參照ovm型、bm15型錨具及其配套設(shè)備。(3)非預(yù)應(yīng)力鋼筋:直徑12mm的用hrb335鋼筋,直徑12mm的用r235鋼筋。4.設(shè)計(jì)依據(jù)及參考用書中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn),公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d60-2004)北京人民交通出版社;中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn),公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)【s】.jtg b01-2003;中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn),公路鋼筋混
17、凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范【s】.jtg d62-2004;中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn),公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(jtj029-85);中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn),公路施工技術(shù)規(guī)范(jtj041-89);范立礎(chǔ)主編,橋梁工程(上冊(cè)),北京人民交通出版社,1980;顧安邦主編,橋梁工程(下冊(cè)),北京人民交通出版社,1980;葉見曙主編,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,北京1997;徐光輝主編,橋梁計(jì)算示例集,預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋,1995;李廉錕主編,結(jié)構(gòu)力學(xué),北京教育出版社,1996;陳忠延主編,土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南,橋梁工程分冊(cè),北京水利水電出版社,2000;5基本計(jì)算數(shù)據(jù)表1-1名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝
18、土立方強(qiáng)度mpa50彈性模量mpa軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa324軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa256軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa224軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa183短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力mpa2072容許拉應(yīng)力mpa1757持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合容許壓應(yīng)力mpa62容許主壓應(yīng)力mpa1944短暫效應(yīng)組合容許拉應(yīng)力mpa0容許主拉應(yīng)力mpa159鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa1860彈性模量mpa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa1260最大控制應(yīng)力mpa1395持久狀態(tài)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)荷載組合mpa1209材料重度鋼筋混凝土250瀝青混凝土230鋼絞線785鋼束與混凝土彈性模量比5651.1.2橫截面布置1主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑
19、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1900mm,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(=1600mm)和運(yùn)營階段的大截面(=1900mm)。凈7.5+21.0的橋?qū)掃x用五片主梁,如圖11所示。2主梁跨中截面主要尺寸擬定(1)主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的高跨比通常在1/151/25之間,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/161/18之間。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)樵龃罅焊呖晒?jié)約預(yù)應(yīng)力鋼束用量,同時(shí)梁高加大
20、一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。綜上所述,對(duì)于30m跨徑的簡支梁橋取用180cm的主梁高度是比較合適的。(2)主梁截面細(xì)部尺寸 t梁翼板厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求,還要考慮能否滿足主梁受彎時(shí)翼板受壓的強(qiáng)度要求。故翼板厚度取用15cm,翼板根部加厚到250cm以抵抗翼緣根部較大的彎距。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)因主拉應(yīng)力甚小,腹板厚度一般由布置制孔管的構(gòu)造決定,同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā),腹板厚度不宜小于其高度的1/15。故腹板厚度均取20cm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的,設(shè)計(jì)實(shí)踐表明,馬蹄面積占截面總面積的10%20%為適合,同時(shí)根據(jù)“公預(yù)規(guī)”對(duì)鋼束凈距及
21、預(yù)留管道的構(gòu)造要求,初擬馬蹄寬度55cm,高度25cm。馬蹄與腹板交接處做成45斜坡的折線鈍角,高度150mm,以減小局部應(yīng)力。按照以上擬訂的外形尺寸,就可繪出預(yù)制梁的跨中截面圖。如圖1-2所示:(3)計(jì)算截面幾何特征將主梁跨中截面劃分成五個(gè)規(guī)則圖形的小單元,截面幾何特征列表計(jì)算見表12。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)跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積分塊面積形心至上緣距離分塊面積對(duì)上緣靜矩分塊面積的自身慣矩(cm)分塊面積對(duì)截面形心的慣矩(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(7)=(4)+(6)大毛截面
22、翼板28507.52137553437.563.411146016611513604三角承托50018.3339166.52777.77852.5813822881385065腹板2800902520005625000-19.0910201606645160下三角262.5150393753281.25-79.0916419051645186馬蹄1375167.5230312.571614.58-96.5912827646128992617787.5-55222934088276小毛截面翼板24007.5180004500067.301231087069310915693三角承托50018.3
23、339166.52777.77856.4682315943301597108腹板2800902520005625000-15.1988646807.36271807下三角262.5150393753281.25-75.198814843991487681馬蹄1375167.5230312.571614.58-92.698811815460118870757337.5-54885432159364上核心距:=40.13下核心距:截面效率指標(biāo):表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。1.1.3截面沿跨長的變化如圖11所示,本設(shè)計(jì)主梁采用等高度形式,橫截面的t梁翼板厚度沿跨長不變,馬蹄部分為配合鋼束彎起
24、而從四分點(diǎn)開始逐漸抬高。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,也因布置錨具的需要,在距梁端230cm處將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點(diǎn)截面(腹板開始加厚處)到支點(diǎn)的距離為206cm,中間還設(shè)置一節(jié)長為30cm的腹板加厚過渡段。1.1.4橫隔梁的設(shè)置模型試驗(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。在橋跨中點(diǎn)和交點(diǎn)、1/4點(diǎn)、3/4點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁,其間距為7.22m。端橫隔梁的高度與主梁同高,厚度為上部260mm,下部2
25、40mm;中橫隔梁高度為1600mm ,厚度為上部180mm,下部160mm。1.2 主梁設(shè)計(jì)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)截面和支點(diǎn)截面)的永久作用和最大可變作用效應(yīng),然后進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。1.2.1恒載內(nèi)力計(jì)算1.恒載集度(1)預(yù)制梁自重(第一期恒載)a.按跨中截面計(jì),主梁的恒載集度:b.由于馬蹄抬高所形成的四個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度:c.由于梁端腹板加寬所增加的重力折算成的恒載集度:d.邊主梁的橫隔梁:中橫隔梁體積:端橫隔梁體積:故:e. 預(yù)制梁永久作用集度(2)二期永久作用
26、a.現(xiàn)澆t梁翼板集度b. 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁一片中橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積:一片端橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積:故:c. 鋪裝8cm混凝土鋪裝:5cm瀝青鋪裝:若將橋面鋪裝均攤給五片主梁,則d 欄桿、人行道板一側(cè)人行欄:1.52 一側(cè)人行道板:4若將兩側(cè)人行欄均攤給五片主梁,則e 邊梁二期永久作用集度:2.恒載內(nèi)力如圖1-3所示,設(shè)x為計(jì)算截面離支座的距離,并令=x/l,則:主梁彎矩和和剪力的計(jì)算公式分別為: 圖1-3 恒載內(nèi)力計(jì)算圖恒載內(nèi)力計(jì)算見表13。1.2.2可變作用效應(yīng)計(jì)算1計(jì)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)的基頻有關(guān),因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可
27、采用下列公式估算:其中:mc=根據(jù)本橋的基頻,可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為=0.176ln-0.0157=0.2581號(hào)梁永久作用效應(yīng)表13作用效應(yīng)跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)一期彎矩2246.2131684.660595.1750剪力0155.555266.727311.110二期彎矩860.327645.245227.9590剪力059.579102.160119.159彎矩3106.542329.905368.8870剪力0215.134349.079430.269按橋規(guī)4.3.1條,當(dāng)車道為兩車道時(shí),行車道折減系數(shù)為1,當(dāng)車道為三車道時(shí),行車道折減系數(shù)為0.78,本設(shè)計(jì)的車道數(shù)為3,因此在計(jì)算
28、可變作用效應(yīng)的時(shí)候需要折減。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)承重結(jié)構(gòu)的長寬比為:所以可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)。a 計(jì)算主梁的抗扭慣矩及抗彎慣矩i對(duì)于t形梁截面,抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算:對(duì)于跨中截面,翼緣板的換算平均厚度:; 馬蹄部分的換算平均厚度:。圖1-4示出了的計(jì)算圖式,的計(jì)算見下表1-4圖1-4 的計(jì)算圖式(單位:mm)計(jì)算表表14分塊名稱翼緣板(1)19017.610.79553.452791腹板(2)129.9206.4953.448000馬蹄(3)5532.51.69230.2103.96489810.86569其中的計(jì)算由
29、下表141內(nèi)差求得:表141矩形截面抗扭剛度系數(shù)1.01.51.752.02.53.04.o6.08.0100.1410.1960.2140.2290.2490.2630.2810.2990.3070.3130.333b.計(jì)算抗扭修正系數(shù)本設(shè)計(jì)主梁的間距相同,并將主梁近似看成等截面,則得:計(jì)算得:=0.883434.c.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15內(nèi)數(shù)值表15梁號(hào)10.55340.37670.20000.0233-0.153420.37670.28830.20000.11170.023330.20000.20000.20000.20000.20
30、00d.計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1號(hào)梁的橫向線和最不利荷載圖式如圖15所示。設(shè)零點(diǎn)到1號(hào)梁的距離為x,則:號(hào)主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖1-5所示。號(hào)梁:設(shè)零點(diǎn)到1號(hào)梁的距離為x,則: 解得:x=5.951m 可變作用(汽車公路級(jí)):兩車道:人群荷載:人行道板:(2)支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖16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系數(shù)可計(jì)算如下 人群:人行道板:(3)橫向分布系數(shù)匯總(見表16)一號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù) 表16可變作用類別公路級(jí)0.54900.3684人群0.58361.1711人行道板 0.59521.23683車道荷載的取
31、值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條,公路級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:計(jì)算彎矩時(shí):計(jì)算剪力時(shí):4計(jì)算可變作用效應(yīng)計(jì)算主梁活載彎矩時(shí),均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù),鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部,故也按不變的來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí),由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響,按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化彎曲取值,即從支點(diǎn)道之間,橫向分布系數(shù)用與值直線插入,其余區(qū)段均取值。(1)主梁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1-7示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示,計(jì)算公式為:可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng): 可變作用(汽車)沖擊
32、效應(yīng):對(duì)于人群荷載: (2)求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):可變作用(汽車)沖擊效應(yīng):對(duì)于人群荷載: (3)求支點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖19為支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖示。可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):可變作用(汽車)沖擊效應(yīng):對(duì)于人群荷載:(4)求n7錨固截面的最大彎矩和最大剪力圖1-10為鋼束n7錨固截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示。可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng): 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng):對(duì)于人群荷載:1.3 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置1.3.1 跨中截面鋼束的估算與確定 根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定,預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度條件。以下就各截面的在基本荷載組合下,
33、按照上述要求對(duì)各主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算,并且按這些估算鋼束數(shù)的多少確定各梁的配束。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)于剪支梁帶馬蹄的t型截面,當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí),則得到鋼束數(shù)n的估算公式:式中:持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值,按表17取用;與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取用0.565股6鋼絞線截面積,一根鋼絞線的截面積是,故=。在一中已計(jì)算成橋后跨中截面,初估,則鋼束偏心距為:。1號(hào)梁:2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算圖式,受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度,應(yīng)力圖式呈矩形,同時(shí)應(yīng)力鋼束也到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度,則鋼束數(shù)的估算公式為:式中:承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩
34、,按表17取用;經(jīng)驗(yàn)系數(shù),一般采用0.750.77,本設(shè)計(jì)取用0.76;預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,見表11,為1260計(jì)算得:根據(jù)上述兩種極限狀態(tài),取鋼束數(shù)n =6。1.3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置1跨中截面及錨固端截面的鋼束布置(1)對(duì)于跨中被告截面,在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下,盡可能使鋼束群重心的偏心距大些,管道至梁底和梁側(cè)凈距不應(yīng)小于3cm及管道直徑的。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)部構(gòu)造如圖411a)。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為:(2)對(duì)于錨固端截面,鋼束布置通??紤]下述兩個(gè)方面:一是預(yù)應(yīng)力
35、鋼束合力重心盡可能靠近截面形心,使截面受壓均勻;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”原則,錨固端截面所布置的鋼束如圖11b)所示。鋼束群重心至梁底距離為:為檢驗(yàn)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)算圖示,錨固端截面特性計(jì)算見表18所示。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鋼束起彎角和線形的確定確定鋼束起彎角時(shí),即要照顧到由其起彎產(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,將端部錨固端截面分成上,下面部分(見圖1-13),上部鋼束的彎起角為15o,下部鋼束彎起角定為7o。為
36、簡化計(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)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離錨固點(diǎn)到支座中心線的水平距離(見圖1-13)為: 圖1-14示出鋼束計(jì)算圖式,鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離x1列表計(jì)算在表1-9內(nèi)。(2) 控制截面的鋼束重心位置計(jì)算由圖14所示的幾何關(guān)系,當(dāng)計(jì)算截面在曲線端時(shí),計(jì)算公式為:當(dāng)計(jì)算截面在近錨固點(diǎn)的直線端時(shí),計(jì)算公式為:式中: 鋼束在計(jì)算截面處鋼束重心到梁底的距離;鋼束起彎前到梁底的距離;鋼束起彎半徑(見表1-9)。1.4 計(jì)算主梁幾何截面特性在求得各驗(yàn)算截面的毛截面特性和鋼束位置的基礎(chǔ)上,計(jì)算主梁凈截面和換算截面的面積、
37、慣性矩及梁截面分別對(duì)重心軸、上梗肋和下梗肋的凈矩,最后匯總成截面特性值總表,為各受力階段的應(yīng)力驗(yàn)算準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。1.4.1 截面面積及慣矩計(jì)算1凈截面幾何特性計(jì)算在預(yù)加應(yīng)力階段,只需要計(jì)算小截面的幾何特性。計(jì)算公式如下:截面積:截面慣矩:計(jì)算結(jié)果見表1122換算截面幾何特性計(jì)算(1)整體截面幾何特性計(jì)算在使用荷載階段需要計(jì)算大截面(結(jié)構(gòu)整體化以后的截面)的幾何特性,計(jì)算公式如下:截面積:截面慣矩:(2)有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算有效分布寬度的計(jì)算根據(jù)公預(yù)規(guī)4.2.2條,對(duì)于t形截面受壓區(qū)區(qū)域翼緣計(jì)算寬度,應(yīng)取用下列三者中的最小值:此處,根據(jù)規(guī)范。故:。有效分布寬度內(nèi)截面幾何特性計(jì)算由于截面寬度
38、不折減,截面的抗彎慣矩也不折減,取全寬截面值。1.4.2 截面凈矩計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在張拉階段和使用階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力,這兩個(gè)階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一個(gè)階段中,凡是中和軸位置和面積突變處的剪應(yīng)力,都是需要計(jì)算的。例如,張拉階段和使用階段的截面(圖115),除了兩個(gè)階段a-a和b-b位置的剪應(yīng)力需要計(jì)算外,還應(yīng)計(jì)算:(1)在張拉階段,凈截面的中和軸(簡稱凈軸)位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力,應(yīng)該與使用階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。(2)在使用階段,換算截面的中和軸(簡稱換軸)位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力,應(yīng)該與張拉階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。因此,對(duì)于每一個(gè)荷載作用階段,需要計(jì)算四個(gè)位置(共8種)的
39、剪應(yīng)力,即需要計(jì)算下面幾種情況的凈矩:a-a線(圖15)以上(或以下)的面積對(duì)中性軸(凈軸和換軸)的靜矩b-b線以上(或以下)的面積對(duì)中性軸(凈軸和換軸)的靜矩凈軸(n-n)以上(或以下)的面積對(duì)中性軸(凈軸和換軸)的靜矩凈軸(o-o)以上(或以下)的面積對(duì)中性軸(凈軸和換軸)的靜矩1.5 鋼束預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算根據(jù)公預(yù)規(guī)6.2.1條規(guī)定,當(dāng)計(jì)算主梁截面應(yīng)力和確定剛束的控制應(yīng)力時(shí),應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值。后張法梁的預(yù)應(yīng)力損失包括前期預(yù)應(yīng)力損失(鋼束與管道壁的摩擦損失,錨具變形、鋼束回縮引起的損失,分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失)和后期預(yù)應(yīng)力損失(鋼絞線應(yīng)力松弛、混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失),而梁
40、內(nèi)鋼束的錨固應(yīng)力和有效應(yīng)力(永久應(yīng)力)分別等于張拉應(yīng)力扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失因梁截面位置不同而有差異,現(xiàn)以四分點(diǎn)截面(既有直線束,又有曲線束通過)為例說明各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法。對(duì)于其他截面均可用同樣的方法計(jì)算,它們的計(jì)算結(jié)果均列入鋼束預(yù)應(yīng)力損失及預(yù)加內(nèi)力一覽表內(nèi)(表115121)。四分點(diǎn)截面管道摩擦損失計(jì)算表表115鋼束號(hào)70.12227.56090.035780.036450.7870.12227.51180.035710.036450.7814.92390.26057.5430.06340.065591.3712.50290.21827.46260.05480.05637
41、8.54注:*見表10所示,其中值由表10中的cos值反求得到。1.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失按公預(yù)規(guī)6.2.2條規(guī)定,計(jì)算公式為:1.5.2 由錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按公預(yù)規(guī)6.2.3 條規(guī)定,對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋,在計(jì)算錨具變形、鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失時(shí),應(yīng)考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)附錄公預(yù)規(guī)附錄d,計(jì)算公式如下。反向摩擦影響長度:四分點(diǎn)截面計(jì)算表表116鋼束號(hào)影響長度錨固端距張拉端距離0.0037088617761131.75756175.660.0037106717757131.78751276.030.0055222714556169.63754
42、377.460.0055222714556160.76746378.34張拉端錨下預(yù)應(yīng)力損失:;在反摩擦影響長度內(nèi),距張拉端處的錨具變形、鋼筋回縮損失:;在反摩擦影響長度外,錨具變形、鋼筋回縮損失:;四分點(diǎn)截面的計(jì)算結(jié)果見表116。1.5.3 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí),先張拉的鋼筋束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失,根據(jù)公預(yù)規(guī)6.2.5條規(guī)定,計(jì)算公式為:式中:在先張拉鋼束重心處,由張拉后批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力,可按下式計(jì)算其中:分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩, 計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離,其中值見表14所示,值見表10。本設(shè)計(jì)
43、采用逐根張拉鋼束,預(yù)制時(shí)張拉鋼束n1n6,張拉順序?yàn)閚5,n6,n1,n4,n2,n3,待現(xiàn)澆接縫強(qiáng)度達(dá)到100%后,本設(shè)計(jì)為了區(qū)分預(yù)制階段和使用階段的預(yù)應(yīng)力損失,計(jì)算得預(yù)制階段見表1171.5.4 由鋼束應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按公預(yù)規(guī)6.2.6條規(guī)定,鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終止值,按下計(jì)算式計(jì)算:式中:張拉系數(shù),本設(shè)計(jì)采用一次張拉,=1.0;鋼筋松弛系數(shù),對(duì)于底松弛鋼筋,=0.3;傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力。計(jì)算得四分點(diǎn)截面鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值見表118。四分點(diǎn)截面鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值表118鋼束號(hào)1198.001255.851268.191207.001088
44、.141115.8026.9334.3235.9728.0414.4317.391.5.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失根據(jù)公預(yù)規(guī)6.2.7條規(guī)定,由混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,可按下計(jì)算式計(jì)算:1徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算構(gòu)件厚度的計(jì)算公式為:式中:a主梁混凝土截面面積;u與大氣接觸的截面周邊長度。本設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成,a和u均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)。對(duì)于混凝土毛截面,四分點(diǎn)與跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同,即:故:2計(jì)算混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失列表計(jì)算在表119內(nèi)。四分點(diǎn)截面計(jì)算表 表119計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算(1)(2)(3)=(1)+(2)38.5066
45、4.552103.058計(jì)算應(yīng)力損失計(jì)算公式:分子項(xiàng)分母項(xiàng)(4)21226339396653(5)448534021(6)231402082222%14201.5.7 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總施工階段傳力錨固應(yīng)力及其產(chǎn)生預(yù)加力:12由產(chǎn)生的預(yù)加力縱向力:彎矩:剪力:1.6 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土梁從預(yù)加力開始到受荷破壞,需經(jīng)受預(yù)加應(yīng)力、使用荷載作用、裂縫出現(xiàn)和破壞等四個(gè)受力階段,為保證主梁受力可靠并予以控制,應(yīng)對(duì)控制截面進(jìn)行各個(gè)階段的計(jì)算。在以下內(nèi)容中,先進(jìn)行持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算,再分別驗(yàn)算持久狀態(tài)抗裂驗(yàn)算和應(yīng)力驗(yàn)算,最后進(jìn)行短暫狀態(tài)構(gòu)件的截面應(yīng)力驗(yàn)算。對(duì)于抗
46、裂驗(yàn)算,公預(yù)規(guī)根據(jù)公路簡支梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁在使用階段短期效應(yīng)組合作用下,只要截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力就可滿足。1.6.1 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)下,預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破壞,下面驗(yàn)算這兩類截面的承載力。1正截面承載力驗(yàn)算圖116示出正截面承載力計(jì)算圖示。 (1) 確定混凝土受壓區(qū)高度根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定,對(duì)于帶承托翼緣板的t形截面:當(dāng)成立時(shí),中性軸在翼緣板內(nèi),否則在腹板內(nèi)。根據(jù)這一判別式:左邊右邊左邊右邊,即中性軸在翼緣板內(nèi)。設(shè)中性軸到截面上緣距離為x,則:式中:預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù),按公預(yù)規(guī)采用,對(duì)于c50混凝土和鋼絞線,梁的有效高度,以
47、跨中截面為例,說明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài)。(2)驗(yàn)算正截面承載力由公預(yù)規(guī),正截面承載力按下式計(jì)算:式中:橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù),按公預(yù)規(guī)取用,取1.1。則上式為:主梁跨中正截面承載力滿足要求。其他截面均用同樣方法驗(yàn)算。(3)驗(yàn)算最小配筋率由公預(yù)規(guī),預(yù)應(yīng)力混凝土受壓構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足下列條件:式中:受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩值,按下式計(jì)算:式中:全截面換算截面重心軸以上(或以下)部分截面對(duì)重心軸的面積矩?fù)Q算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩扣除全部預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。由此可見,不需配置普通鋼筋來滿足2斜截面承載力驗(yàn)算(1)斜截面抗剪承載力驗(yàn)
48、算根據(jù)公預(yù)規(guī),計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力時(shí),其計(jì)算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用:距支座中心處截面;受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面;錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面;箍筋數(shù)量或間距改變處的截面;構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。本設(shè)計(jì)以n7錨固截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。1)復(fù)核主梁截面尺寸t形截面梁當(dāng)進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算時(shí),其截面尺寸應(yīng)符合公預(yù)規(guī)5.2.9條規(guī)定,即:式中:經(jīng)內(nèi)力組合后支點(diǎn)截面上的最大剪力支點(diǎn)截面的腹板厚度(mm),支座截面的有效高度(mm),即混凝土強(qiáng)度等級(jí)(mpa)上式右邊所以主梁的t形截面尺寸符合要求。2) 截面抗剪承載力驗(yàn)算驗(yàn)算是否需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算.。按公預(yù)規(guī)第5
49、.2.10條規(guī)定,若符合下列公式要求時(shí),則不需進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。式中:混凝土抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度(mpa)預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,取1.25。對(duì)于n7錨固截面:因此需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。計(jì)算斜截面水平投影長度c按公預(yù)規(guī)5.2.8條,計(jì)算斜截面水平投影長度c最小配筋率要求。 箍筋計(jì)算根據(jù)公預(yù)規(guī)第9.4.1條,腹板內(nèi)箍筋直徑不小于10mm,且應(yīng)采用帶肋鋼筋,間距不應(yīng)大于250mm,本設(shè)計(jì)采用的雙肢箍筋,則箍筋的總截面積為:箍筋間距,箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度,箍筋配筋率為:式中:b斜截面受壓端正截面處t形截面腹板高度滿足公預(yù)規(guī)第9.3.13條“箍筋配筋率,hrb335鋼筋不應(yīng)小于0.
50、12%”的要求。同時(shí),根據(jù)公預(yù)規(guī)第9.4.1條,在距支點(diǎn)一倍梁距范圍內(nèi),箍筋間距縮小至10cm。 抗剪承載力計(jì)算根據(jù)公預(yù)規(guī)第5.2.7條規(guī)定,主梁斜截面抗剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算:式中:斜截面受壓端正截面內(nèi)最大剪力組合設(shè)計(jì)值;斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪承載力,按下式計(jì)算:異號(hào)彎矩影響系數(shù),簡支梁=1.0預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,取1.25受壓翼緣的影響系數(shù),=1.1斜截面受壓端正截面處t形截面腹板高度,斜截面受壓端正截面處梁的有效高度,p斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率,混凝土強(qiáng)度等級(jí);箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;斜截面內(nèi)配置在同一截面的箍筋各肢總截面面積 斜截面內(nèi)箍筋的間距(mm)與斜截
51、面相交的預(yù)應(yīng)力彎起鋼束的抗剪承載力(kn),按下式計(jì)算:斜截面內(nèi)在同一彎起平面的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的截面面積;預(yù)應(yīng)力彎起鋼束的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度(mpa),本設(shè)計(jì)中(2)由于梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束只有n7號(hào)鋼束在近支點(diǎn)附近錨起,其他鋼束都在梁端錨固,即鋼束根數(shù)沿梁跨幾乎沒有變化,可不必進(jìn)行該項(xiàng)承載力驗(yàn)算,通過構(gòu)造加以保證。1.6.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算長期以來,橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算,都是以構(gòu)件混凝土的拉應(yīng)力是否超過規(guī)定的限值來表示的,分為正截面抗裂和斜截面抗裂驗(yàn)算。正截面抗裂性驗(yàn)算根據(jù)公預(yù)規(guī)6.3.1條,對(duì)預(yù)制的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,在作用短期效應(yīng)組合下,應(yīng)符合下列要求:式中:在作用短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力,按下式計(jì)算: 2斜截面抗裂驗(yàn)算此項(xiàng)驗(yàn)算主要為了保證主梁斜截面具有與正截面同等
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