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文檔簡介
1、預應力混凝土公路橋梁通用圖設計成套技術 30m組合箱梁計算書目 錄1 計算依據(jù)與基礎資料11.1 標準及規(guī)范11.1.1 標準11.1.2 規(guī)范11.1.3 參考資料11.2 主要材料11.3 設計要點22 橫斷面布置22.1 橫斷面布置圖22.2跨中計算截面尺寸33 汽車荷載橫向分布系數(shù)、沖擊系數(shù)計算33.1 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算33.1.1 剛性橫梁法33.1.2 剛接梁法63.1.3 鉸接梁法103.1.4 比擬正交異性板法(G-M法)133.1.5 荷載橫向分布系數(shù)匯總163.2 剪力橫向分布系數(shù)163.3 汽車荷載沖擊系數(shù)值計算173.3.1汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)173.3.2
2、 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù)174 主梁縱橋向結構計算174.1箱梁施工流程174.2 有關計算參數(shù)的選取184.3 計算程序194.4 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算194.4.1 正截面抗彎承載能力計算194.4.2 斜截面抗剪承載能力計算194.5 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算204.5.1 抗裂驗算204.5.2 撓度驗算224.6 持久狀況和短暫狀況構件應力計算234.6.1 使用階段正截面法向應力計算234.6.2 使用階段混凝土主壓應力、主拉應力計算244.6.3 施工階段應力驗算254.7 中支點下緣配筋計算264.8 支點反力計算274.9 其他275 橋面板配筋計算285.
3、1 荷載標準值計算(彎矩)285.1.1 預制箱內(nèi)橋面板彎矩計算285.1.2 現(xiàn)澆段橋面板彎矩計算305.1.3 懸臂段橋面板彎矩計算325.2 荷載標準值計算(支點剪力)345.2.1 預制箱內(nèi)橋面板支點剪力計算345.2.2 現(xiàn)澆段橋面板支點剪力計算345.3 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算355.3.1 預制箱內(nèi)橋面板承載能力極限狀態(tài)計算355.3.2 現(xiàn)澆段橋面板承載能力極限狀態(tài)計算375.3.3 懸臂段橋面板承載能力極限狀態(tài)計算385.4 持久狀況抗裂計算415.4.1 預制箱內(nèi)橋面板抗裂計算415.4.2 現(xiàn)澆段橋面板抗裂計算425.4.3 懸臂段橋面板抗裂計算446 橫梁計算46
4、6.1 跨中橫隔板計算466.2 端橫梁、中橫梁計算507 附圖51中交第一公路勘察設計研究院 2預應力混凝土公路橋梁通用圖設計成套技術 30m組合箱梁計算書預應力混凝土公路橋梁通用設計圖成套技術通用圖計算書(30m裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁)1 計算依據(jù)與基礎資料1.1 標準及規(guī)范1.1.1 標準 ·跨徑:橋梁標準跨徑30m;跨徑組合5×30m(正交); ·設計荷載:公路級; ·橋面寬度:(路基寬28m,高速公路),半幅橋全寬13.5m, 0.5m(護欄墻)+12.0m(行車道)+ 1.0m波型護欄)13.5m; ·橋梁安全等級為一級,環(huán)境條
5、件類。1.1.2 規(guī)范 ·公路工程技術標準JTG B01-2003 ·公路橋梁設計通用規(guī)范JTG D60-2004(簡稱通規(guī)) ·公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62-2004(簡稱預規(guī))1.1.3 參考資料·公路橋涵設計手冊橋梁上冊(人民交通出版社2004.3)1.2 主要材料1)混凝土:預制梁及現(xiàn)澆濕接縫、橫梁為C50、現(xiàn)澆調(diào)平層為C40;2)預應力鋼絞線:采用鋼絞線,3)普通鋼筋:采用HRB335,1.3 設計要點1)本計算示例按后張法部分預應力混凝土A類構件設計,橋面鋪裝層80mmC40混凝土不參與截面組合作用;2)根據(jù)組合箱梁
6、橫斷面,采用荷載橫向分布系數(shù)的方法將組合箱梁簡化為單片梁進行計算,荷載橫向分配系數(shù)采用剛性橫梁法、剛(鉸)接梁法和比擬正交異性板法(G-M法)計算,取其中大值進行控制設計。3)預應力張拉控制應力值,混凝土強度達到90時才允許張拉預應力鋼束;4)計算混凝土收縮、徐變引起的預應力損失時張拉錨固齡期為7d;5)環(huán)境平均相對濕度RH=80;6)存梁時間為60d。2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖單位:m2.2跨中計算截面尺寸單位:mm 邊、中梁毛截面幾何特性 表2梁號邊梁中梁幾何特性面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離1.28530.39460.5501.27290.3
7、940.5533 汽車荷載橫向分布系數(shù)、沖擊系數(shù)計算3.1 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算3.1.1 剛性橫梁法1) 抗扭慣矩計算寬跨比B/L13.5/300.450.5,可以采用剛性橫梁法。荷載橫向分布系數(shù)計算時考慮主梁抗扭剛度的影響,抗扭剛度采用公式 計算,計算采用以下簡化截面(單位mm): 計算得邊梁抗扭慣矩,中梁抗扭慣矩,計算結果表明:懸臂對主梁抗扭慣矩貢獻很小,為簡化計算,可以忽略懸臂影響;同時邊、中梁截面幾何特性相差不到1,按主梁截面均相同計算對結果影響不大,以下計算按主梁截面均相同考慮??古は禂?shù)。2) 荷載橫向分布影響線計算影響線坐標按公式計算,計算結果見表3-1。影響線坐標表 表31
8、梁位影響線坐標k1k2k3k41號梁0.3880.2960.2040.1122號梁0.2960.2650.2350.2043) 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載橫向分布系數(shù),荷載分布系數(shù)以單列車為基數(shù)。 二列車 三列車 二列車 三列車計算表明,1號梁(邊梁)和2號梁(中梁)均在布三列車時汽車分布系數(shù)最大,=0.696 ,=0.622 。4) 采用橋梁結構計算程序橋梁博士v3.0計算輸入原始數(shù)據(jù)見下圖:計算結果如下表:影響線坐標表 表32梁位影響線坐標k1k2k3k41號梁0.3880.2960.2040.1122號梁0.2960.2650.2350.20
9、4 汽車荷載橫向分布系數(shù)表 表33項目1號梁2號梁二列車三列車二列車三列車橫向分布系數(shù)0.6780.6950.5590.6223.1.2 剛接梁法1) 荷載橫向分布影響線計算計算剛度參數(shù) , 參見“公路橋涵設計手冊梁橋上冊” 人民交通出版社1996.3,查表2-2-2計算如下: 1號梁影響線坐標計算表 表340.010.03123412340.060.3760.2800.1990.1460.4000.2790.1850.1350.080.4000.2860.1900.1240.4240.2840.1750.117一次內(nèi)插0.07350.3920.2840.1930.1310.4160.2820
10、.1780.123二次內(nèi)插0.02112340.07350.4050.2830.1850.1272號梁影響線坐標計算表 表350.010.03123412340.060.2800.2800.2410.1990.2790.2980.2380.1850.080.2860.2840.2400.1900.2840.3040.2370.175一次內(nèi)插0.07350.2840.2830.2400.1930.2820.3020.2370.178二次內(nèi)插0.02112340.07350.2830.2930.2380.1852) 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載橫向分布系
11、數(shù),荷載分布系數(shù)以單列車為基數(shù)。 二列車 三列車二列車 三列車計算表明,1號梁和2號梁均在布三列車時汽車分布系數(shù)最大,=0.688 ,=0.633 。3) 采用橋梁結構計算程序橋梁博士v3.0計算輸入原始數(shù)據(jù)見下圖:計算結果如下:汽車荷載橫向分布系數(shù)表 表36項目1號梁2號梁二列車三列車二列車三列車橫向分布系數(shù)0.6850.6810.5820.6463.1.3 鉸接梁法1) 荷載橫向分布影響線計算參數(shù)計算同前,先按0計算荷載橫向分布影響線坐標,再考慮的影響,按公式, 進行修正。具體計算過程見下表:影響線坐標計算表 表371號梁2號梁11121314212223240.060.3950.2830
12、.1820.1400.2830.2950.2400.1820.080.4100.2850.1750.1300.2850.3000.2400.175一次內(nèi)插0.07350.4000.2840.1800.1370.2840.2970.2400.180按0.021修正0.4120.2780.1760.1340.2780.3110.2350.1762) 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載橫向分布系數(shù),荷載分布系數(shù)以單列車為基數(shù)。 二列車 三列車 二列車 三列車計算表明,1號梁在布二列車時汽車分布系數(shù)最大,=0.687 ; 2號梁在布三列車時汽車分布系數(shù)最大, =0
13、.640 。3) 采用橋梁結構計算程序橋梁博士v3.0計算輸入原始數(shù)據(jù)見下圖:計算結果如下:汽車荷載橫向分布系數(shù)表 表38項目1號梁2號梁二列車三列車二列車三列車橫向分布系數(shù)0.6900.6800.5940.6533.1.4 比擬正交異性板法(G-M法)1) 截面特性計算a、 主梁抗彎慣矩,。b、 橫隔梁抗彎慣矩本橋跨中僅有一道橫隔板,橫梁翼緣有效寬度按規(guī)范JTG D62-2004中的4.2.2條取用,。橫隔梁抗彎慣矩計算采用下圖尺寸(單位mm):橫隔梁截面重心到頂面距,橫隔梁抗彎慣矩,橫隔梁比擬單寬抗彎慣矩為。c、 主梁和橫隔梁的抗扭慣矩橫隔梁梁肋:,則2) 參數(shù)和計算,3) 荷載橫向分布影
14、響線計算已知,從G-M法計算圖表可查得影響系數(shù)K0和K1的值,如下表:影響系數(shù)K0和K1表 表39梁位荷 載 位 置B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-BK000.710.8911.141.21.140.990.880.74B/41.561.471.41.261.140.880.620.330.08B/22.42.111.771.410.640.23-0.18-0.553/4B3.452.782.111.470.890.37-0.18-0.57-1.06B4.353.452.41.560.710.11-0.56-1.07-1.66K100.910.9511.071.081.06
15、10.950.91B/41.091.11.111.121.070.980.920.840.79B/21.31.271.211.1110.90.810.720.643/4B1.581.431.271.10.950.820.730.660.58B1.861.551.31.090.910.780.650.570.481號粱在5.1m處,3/4B=5.063m<5.1m<B6.75m,2號粱在1.7m處,1/4B=1.688m<1.7m<B/23.375m,用內(nèi)插法求實際梁位處K0和K1的值,并根據(jù)求影響線坐標,結果見下表:影響系數(shù)K0和K1表 表310梁號算式荷 載 位 置B
16、3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B13.472.792.121.470.890.36-0.19-0.58-1.071.591.431.271.100.950.820.730.660.581.851.621.391.150.940.750.600.480.340.460.410.350.290.240.190.150.120.0921.571.471.401.261.140.880.620.330.081.091.101.111.121.070.980.920.840.791.161.151.151.141.080.970.880.770.690.290.290.290.280
17、.270.240.220.190.174) 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載橫向分布系數(shù),荷載分布系數(shù)以單列車為基數(shù)。 二列車 三列車 二列車 三列車計算表明,1號梁(邊梁)和2號梁(中梁)均在布三列車時汽車分布系數(shù)最大,=0.699 ,=0.638 。3.1.5 荷載橫向分布系數(shù)匯總橫向分布系數(shù)匯總表 表311方法1號梁2號梁二列車三列車二列車三列車剛性橫梁法手算0.6790.6960.5600.622電算0.6780.6950.5590.622剛接梁法手算0.6840.6880.5680.633電算0.6850.6810.5820.646鉸接梁法手算
18、0.6870.6850.5810.640電算0.6900.6800.5940.653G-M法0.6950.6990.5710.638統(tǒng)計最大0.6950.6990.5940.653結論:各計算方法所得橫向分布系數(shù)相差不到5,邊梁在采用G-M法時分布系數(shù)最大,中梁在采用鉸接梁法時分布系數(shù)最大,均出現(xiàn)在橫向布置三列車時,汽車折減0.78。以下計算邊梁近似取0.7,中梁取0.66。3.2 剪力橫向分布系數(shù)支點處設置了端、中橫梁,并采用橡膠支座,因而剪力可采用與彎矩同樣的分布系數(shù),且縱橋向采用一個值。具體值見“3.1 汽車荷載橫向分布的計算”。3.3 汽車荷載沖擊系數(shù)值計算3.3.1汽車荷載縱向整體沖
19、擊系數(shù)連續(xù)梁橋結構基頻根據(jù)主梁計算模型由平面桿系有限元程序GQJS9.3直接計算,計算結果為 。按照通規(guī)第4.3.2條,沖擊系數(shù)可按下式計算: 當時, 3.3.2 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù) 采用。4 主梁縱橋向結構計算4.1箱梁施工流程1)先預制主梁,混凝土達到設計強度的90后,張拉正彎矩區(qū)預應力鋼束,壓注水泥漿。2)設置臨時支座并安裝好永久支座(聯(lián)端無需設臨時支座),逐孔安裝主梁,置于臨時支座上成為簡支狀態(tài)。3)澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及其兩側與頂板負彎矩束同長度范圍內(nèi)的橋面板,達到設計強度的90%后,張拉頂板負彎矩預應力鋼束,并壓注水泥漿。箱梁形成連續(xù)的步驟詳見附圖。4)接頭施工完成后,澆
20、筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土,澆筑完成后拆除一聯(lián)內(nèi)臨時支座,完成體系轉(zhuǎn)換。從箱梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間按三個月(90天)計算。4.2 有關計算參數(shù)的選取· 一期恒載:預制梁重力密度取 · 二期恒載:1)濕接縫 C50混凝土,重力密度?。▍⑴c受力)2)80mm C40混凝土,重力密度取(4片梁均分)3)100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度?。?片梁均分)4)護欄(單側),重力密度取,邊梁按鉸接梁法計算,分配系數(shù)為0.584,中梁按剛性橫梁法計算,分配系數(shù)為0.5。邊梁(二期鋪裝,不含濕接縫) 中梁(二期鋪裝,不含濕接縫) · 活載:公路-級,無人群荷載,汽車的橫向
21、分配系數(shù):邊梁為0.70,中梁為0.66。相對濕度: 80;徐變系數(shù)終值: 2.0;收縮應變終值: 2.1x10-3;錨下控制張拉力: 3;錨具變形與鋼束回縮值(一端): L6mm;管道摩阻系數(shù): 0.2;管道偏差系數(shù): 0.0015 1/m;鋼束松弛系數(shù): 0.3;地基及基礎不均勻沉降: L/30001.0cm;梯度溫度:正、負溫差按100mm瀝青鋪裝、80mm混凝土調(diào)平層考慮。4.3 計算程序主梁計算采用平面桿系有限元程序GQJS9.3。4.4 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算4.4.1 正截面抗彎承載能力計算荷載基本組合表達式: 通規(guī)4.1.61式其中各分項系數(shù)的取值見通規(guī)4.1.61式。由
22、程序計算得主要控制截面抗彎承載能力見下表:邊梁、中梁主要控制截面抗彎承載能力(KN.m) 表4-1截面位置邊跨跨中 下緣中支點 上緣中跨跨中 下緣邊梁強度 10133-115178744效應 9772-77768035中梁強度 10124-110498739效應 9370-787475874.4.2 斜截面抗剪承載能力計算由程序計算得主要控制截面剪力組合設計值及相應的彎矩組合設計值和抗剪強度列表如下:邊梁、中梁主要控制截面抗剪承載能力 表4-2截面位置腹板厚度(mm)箍筋間距(mm)最大剪力Vd(KN)對應彎矩Md(KN.m)抗剪強度(KN)邊梁端支點h/2處22210014521154277
23、4腹板變厚處1802001671-15532204中橫隔梁邊緣處2501002755-25653392中梁端支點h/2處222100139811112774腹板變厚處1802001629-17402203中橫隔梁邊緣處2501002708-26933330表中抗剪強度計算時,;腹板箍筋均采用雙肢12。4.5 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算4.5.1 抗裂驗算1) 正截面抗裂(作用短期效應組合)永久荷載作用為標準值效應與可變作用頻遇值效應組合,其效應組合表達式為 通規(guī)4.1.7-1式。在荷載短期效應組合下,A類預應力混凝土構件拉應力應滿足。短期效應組合下主要控制截面的應力情況詳見下表: 抗裂驗算短
24、期效應組合下主要控制截面正應力(MPa) 表4-3梁位截面位置規(guī)范容許值邊跨跨中 邊跨負彎矩張拉處(L/4點)中支點中跨負彎矩張拉處(L/4點)中跨跨中 邊梁上緣最小-1.8551.990.990.520.451.59下緣最小3.263.38-1.382.573.26中梁上緣最小1.370.35-0.02-0.220.96下緣最小3.653.66-1.402.863.392) 正截面抗裂(作用長期效應組合)永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合,其效應組合表達式為: 通規(guī)4.1.7-2式。根據(jù)預規(guī)第6.3.1條注(1),上式僅考慮結構自重和直接施加于橋上的活荷載產(chǎn)生的效應組合,不考慮間
25、接施加于橋上的其他作用效應。在荷載長期效應組合下,A類預應力混凝土構件拉應力應滿足。長期效應組合下主要控制截面的應力情況詳見下表: 抗裂驗算長期效應組合下主要控制截面正應力(MPa) 表4-4梁位截面位置規(guī)范容許值邊跨跨中 邊跨負彎矩張拉處(L/4點)中支點中跨負彎矩張拉處(L/4點)中跨跨中 邊梁上緣最小03.372.772.882.152.71下緣最小5.776.391.335.144.95中梁上緣最小3.232.652.952.012.65下緣最小6.146.621.345.385.293) 斜截面抗裂(作用短期效應組合)作用短期效應組合(組合式同前)下,A類預應力混凝土構件主拉應力應滿
26、足。主要控制截面的主拉應力情況詳見下表: 抗裂驗算短期效應組合下主要控制截面主拉應力(MPa) 表4-5梁位規(guī)范容許值邊跨腹板變厚處中支點中跨腹板變厚處負彎矩張拉處(L/4點)邊梁-1.325-0.28-1.38-0.31-0.17中梁-0.26-1.40-0.27-0.22主拉應力最大值只出現(xiàn)在中支點現(xiàn)澆段下緣,系因最小拉應力引起,而腹板中段主拉應力均小于,故在中支點下緣加配普通鋼筋。 4.5.2 撓度驗算主梁按A類預應力混凝土構件設計,按預規(guī)6.5.2條規(guī)定,截面剛度取為: 。當采用C40C80混凝土時,長期增長系數(shù),C50內(nèi)插得。計算預加力引起的反拱值時,截面剛度取為:,長期增長系數(shù)取用
27、2.0。撓度驗算見下表(表中撓度以向下為正): 單項荷載位移(mm) 表4-6梁位恒載預加力支座沉降1支座沉降2溫升溫降汽車最大汽車最小邊梁邊跨30.7-56.02.37.7-1.70.97.8-2.7中跨26.5-47.45.05.0-0.20.16.3-3.0中梁邊跨29.6-57.82.37.7-1.71.07.4-2.6中跨25.1-48.95.05.0-0.20.16.0-2.8 撓度驗算表(mm) 表4-7梁位短期效應組合撓度消除自重長期撓度消除自重長期撓度允許值預加力引起長期撓度長期上拱值邊梁邊跨49.871.015.050-112.0-41.0中跨40.958.313.350-
28、94.8-36.5中梁邊跨48.368.814.350-115.6-46.8中跨39.055.612.550-97.8-42.2表中結果表明:在消除結構自重產(chǎn)生的長期撓度后主梁最大撓度,預應力長期反拱值大于荷載短期效應組合計算的長期撓度,可不設預拱度。為避免預制梁上拱值太大影響鋪裝層厚度,主梁應設置反預拱,反預拱值設置見下表 反預拱值設置表(mm) 表4-8梁位預制梁反拱值反預拱 建議值存梁1天存梁30天存梁60天邊梁邊跨-21.8-28.1-30.917(向下)中跨-13.8-17.8-19.6中梁邊跨-23.7-31.2-34.5中跨-15.6-20.7-22.8表中預制梁反拱值按混凝土標
29、準強度為C50的90%考慮,即相當于采用C45的彈性模量計算。4.6 持久狀況和短暫狀況構件應力計算4.6.1 使用階段正截面法向應力計算按預規(guī)第7.1條,荷載取其標準值,汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。1) 受壓區(qū)混凝土的最大壓應力對未開裂構件 預規(guī)7.1.5-1式作用標準值組合,汽車荷載考慮沖擊系數(shù)下,主要控制截面的混凝土正應力情況詳見下表。 持久狀況應力計算主要控制截面正應力(MPa) 表4-9梁位截面位置規(guī)范容許值邊跨跨中 邊跨腹板變厚處中支點中跨腹板變厚處中跨跨中 邊梁上緣最大16.28.612.397.1211.837.36下緣10.9813.988.2813.138.66中梁上緣8.581
30、2.677.5512.067.42下緣10.713.898.1313.299.182) 受拉區(qū)預應力鋼筋的最大拉應力對未開裂構件 預規(guī)7.1.5-2式作用標準值組合,汽車荷載考慮沖擊系數(shù)下,受拉區(qū)預應力鋼筋的最大拉應力情況詳見下表。 持久狀況應力計算預應力鋼筋的最大拉應力(MPa) 表4-10梁位規(guī)范容許值正彎矩束負彎矩束邊梁16.21193.91156.1中梁1190.21168.04.6.2 使用階段混凝土主壓應力、主拉應力計算1) 混凝土的主壓應力按預規(guī)第7.1.6條規(guī)定:混凝土的主壓應力應符合: ,主要控制截面的混凝土主壓應力情況詳見下表。 持久狀況應力計算主要控制截面主壓應力(MPa
31、) 表4-11梁位規(guī)范容許值邊跨跨中 邊跨腹板變厚處中支點中跨腹板變厚處中跨跨中 邊梁19.4410.9813.988.2813.138.66中梁10.713.898.1313.299.182) 混凝土的主拉應力主要控制截面的混凝土主拉應力情況詳見下表: 持久狀況應力計算主要控制截面主拉應力(MPa) 表4-12梁位規(guī)范容許值邊跨腹板變厚處中支點中跨腹板變厚處中跨負彎矩張拉處(L/4點)邊梁-1.325-0.48-2.10-0.46-0.30中梁-0.43-2.10-0.43-0.79表中數(shù)值表明:除中支點截面外,其他各截面主拉應力均滿足,箍筋僅按構造要求設置,采用12箍筋,則要求箍筋間距支點
32、斷面,跨中斷面,按預規(guī)第9.3.13條規(guī)定支點至一倍梁高范圍內(nèi)箍筋間距采用100mm;其他梁段箍筋間距不大于所箍箍筋直徑的15 倍,即15×16240mm,現(xiàn)取200mm。中支點截面,箍筋間距,現(xiàn)箍筋間距采用100mm,滿足要求。4.6.3 施工階段應力驗算預應力混凝土受彎構件在預施應力和構件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應力按預規(guī)第7.2.8條規(guī)定1) 壓應力 施工階段由預制梁單獨受力,張拉鋼束時,混凝土標準強度為C50的90%考慮,即相當于C45 。各施工階段主要控制截面壓應力統(tǒng)計最大值見下表: 施工階段主要控制截面最大壓應力(MPa) 表4-13梁位截面位置規(guī)范容許值
33、邊跨跨中 邊跨腹板變厚處中支點中跨腹板變厚處中跨跨中 邊梁上緣最大20.723.809.145.158.363.06下緣14.0811.134.269.5211.81中梁上緣3.699.385.508.513.0下緣14.7811.194.2910.5812.552) 拉應力各施工階段主要控制截面拉應力統(tǒng)計最小值見下表: 施工階段主要控制截面最小拉應力(MPa) 表4-14梁位截面位置邊跨跨中 邊跨負彎矩張拉處(L/4點)中支點中跨負彎矩張拉處(L/4點)中跨跨中 邊梁上緣最小-1.7570.922.38-0.022.080.66下緣7.717.51-0.156.226.67中梁上緣0.260
34、.88-0.050.580.02下緣8.07.69-0.56.396.81表中拉應力均滿足,預拉區(qū)只需按配筋率不小于0.2配置縱向鋼筋,配筋面積。4.7 中支點下緣配筋計算經(jīng)以上計算,除主梁中支點下緣主拉應力略大外,結構其他各項指標均滿足規(guī)范相關要求。中支點下緣未配預應力鋼束,故按鋼筋混凝土構件設計。主梁按極限承載能力計算時,支點處不產(chǎn)生正彎矩,應力計算時下緣拉應力也未超出規(guī)范要求,因而按最小配筋率0.2進行配筋,需配筋面積。4.8 支點反力計算各單項作用產(chǎn)生的支點反力標準值列表如下: 單項作用支點反力(KN) 表4-15梁 位作 用邊梁中梁端支點中支點端支點中支點自重最大743.41720.
35、1728.61709.2最小707.51594.4689.31577.4公路-級最大484.5719.7484.5719.7最小-44.4-116.4-44.4-116.4支座不均勻沉降最大23.8110.823.7110.6最小-23.8-110.8-23.7-110.6梯度溫差最大32.218.431.920.6最小-19.1-34.8-20.8-34.5注:1、表中自重、支座不均勻沉降、梯度溫度反力值為單片梁支反力。2、公路-級反力值為一列車反力值,未計沖擊作用,計沖擊力時,表列值乘,即1.21。4.9 其他1) 構造配筋按預規(guī)第9.1.12條規(guī)定,部分預應力混凝土受彎構件中普通受拉鋼筋
36、的截面面積,不應小于,則跨中下緣需配 ;支點上、下緣各需配 2)結構離散圖、施工流程圖及各作用組合下最大、最小正應力圖見附圖。5 橋面板配筋計算5.1 荷載標準值計算(彎矩)根據(jù)預規(guī)第4.1.2條,計算彎矩時,計算跨徑可取兩肋間的凈距加板厚,但不大于兩肋中心之間的距離。橋面板計算斷面見下圖(單位mm):5.1.1 預制箱內(nèi)橋面板彎矩計算1) 計算跨徑和模型:計算跨徑 ,計算模型如下(單位mm):2) 車輪荷載分布寬度a、 平行于板跨徑方向b、 垂直于板跨徑方向單個車輪在板的跨徑中部時所以。c、 垂直于板跨徑方向單個車輪在板的支點時d、支點向跨中的過渡距離3) 每米板寬跨中截面彎矩a、 板自重及
37、鋪裝產(chǎn)生的跨中彎矩板自重集度:,鋪裝集度: 因?qū)澗?、剪力影響很小,可忽略,板自重彎矩按集度均布考慮,以下均按此處理。板自重及鋪裝產(chǎn)生的跨中彎矩為:b、 車輪荷載產(chǎn)生的跨中彎矩因,所以車輪荷載分布寬度均取,則車輪局部分布荷載強度為:汽車荷載產(chǎn)生的彎矩為:不計沖擊力 5.1.2 現(xiàn)澆段橋面板彎矩計算1) 計算跨徑和模型:計算跨徑 ,計算模型如下(單位mm):2) 車輪荷載分布寬度a、 平行于板跨徑方向b、 垂直于板跨徑方向單個車輪在板的跨徑中部時所以。c、 垂直于板跨徑方向單個車輪在板的支點時d、支點向跨中的過渡距離3) 每米板寬跨中截面彎矩a、 板自重及鋪裝產(chǎn)生的跨中彎矩板自重集度:板自重產(chǎn)生
38、的跨中彎矩為: 板自重產(chǎn)生的支點彎矩為: (其中為現(xiàn)澆濕接縫寬)鋪裝集度: 鋪裝產(chǎn)生的跨中彎矩為:b、 車輪荷載產(chǎn)生的跨中彎矩因,所以車輪荷載分布寬度均取,則車輪局部分布荷載強度為:汽車荷載產(chǎn)生的彎矩為:不計沖擊力 5.1.3 懸臂段橋面板彎矩計算1) 計算跨徑和模型:,計算模型如下(單位mm):2) 車輪荷載分布寬度a、 平行于板跨徑方向b、 垂直于板跨徑方向3) 每米板寬懸臂根部截面彎矩a、 板自重、鋪裝及護欄產(chǎn)生的懸臂根部彎矩板自重集度:,。鋪裝集度:護欄集度:板自重產(chǎn)生的懸臂彎矩為:鋪裝產(chǎn)生的懸臂彎矩為:護欄產(chǎn)生的懸臂彎矩為:b、 車輪荷載產(chǎn)生的懸臂根部彎矩車輪局部分布荷載強度為:汽車
39、荷載產(chǎn)生的彎矩為:不計沖擊力 c、 汽車撞擊產(chǎn)生的懸臂彎矩防撞等級為PL2時,撞擊力P200KN,按4m寬護欄均布,則產(chǎn)生的懸臂彎矩防撞等級為PL3時,撞擊力P360KN,按4m寬護欄均布,則產(chǎn)生的懸臂彎矩4) 每米板寬護欄內(nèi)側截面彎矩a、 板自重及護欄產(chǎn)生的護欄內(nèi)側截面彎矩板自重集度:,。護欄集度:板自重產(chǎn)生的懸臂彎矩為:護欄產(chǎn)生的懸臂彎矩為:b、 汽車撞擊產(chǎn)生的護欄內(nèi)側截面彎矩防撞等級為PL2時,撞擊力P200KN,按4m寬護欄均布,則產(chǎn)生的懸臂彎矩防撞等級為PL3時,撞擊力P360KN,按4m寬護欄均布,則產(chǎn)生的懸臂彎矩5.2 荷載標準值計算(支點剪力)5.2.1 預制箱內(nèi)橋面板支點剪力
40、計算1) 橋面鋪裝及板自重2) 車輪靠肋布置,局部分布強度為不計沖擊力 。5.2.2 現(xiàn)澆段橋面板支點剪力計算1) 橋面鋪裝及板自重2) 車輪靠肋布置,局部分布強度為不計沖擊力 。5.2.3 懸臂段橋面板支點剪力計算1) 懸臂根部a、 橋面鋪裝、板自重及護欄b、 車輪荷載不計沖擊力 2)護欄內(nèi)側(板自重及護欄)5.3 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.3.1 預制箱內(nèi)橋面板承載能力極限狀態(tài)計算1) 正截面抗彎承載力板厚與梁肋高度比為,按預規(guī)第4.1.2條彎矩計算簡化為:支點彎矩取,跨中彎矩取。a、 支點彎矩及配筋每延米板需配根據(jù)預規(guī)第9.1.12條,受彎構件一側受拉鋼筋的配筋百分率不應小于,按0
41、.294的配筋率需要配筋面積,需配。以下橫橋向構造配筋均按配置。b、 跨中彎矩及配筋每延米板需配,構造配筋。2) 斜截面抗剪承載力a、 荷載效應組合計算b、 截面尺寸驗算 橋規(guī)5.2.9則 c、 截面要不要進行抗剪承載力的驗算 橋規(guī)5.2.10則 截面滿足極限狀態(tài)抗剪承載力要求。5.3.2 現(xiàn)澆段橋面板承載能力極限狀態(tài)計算1) 正截面抗彎承載力板厚與梁肋高度比為,按橋規(guī)第4.1.2條二期恒載及汽車彎矩計算簡化為:支點彎矩取,跨中彎矩取。a、 支點彎矩及配筋每延米板需配,構造配筋。b、 跨中彎矩及配筋每延米板需配。2) 斜截面抗剪承載力a、 荷載效應組合計算b、 截面尺寸驗算 橋規(guī)5.2.9則
42、c、 截面要不要進行抗剪承載力的驗算 橋規(guī)5.2.10則 截面滿足極限狀態(tài)抗剪承載力要求。5.3.3 懸臂段橋面板承載能力極限狀態(tài)計算1) 正截面抗彎承載力a、 基本組合下彎矩及配筋* 懸臂根部每延米板需配,構造配筋。* 護欄內(nèi)側截面每延米板需配,構造配筋。b、 偶然組合下彎矩及配筋(防撞等級PL2)* 懸臂根部每延米板需配* 護欄內(nèi)側截面每延米板需配c、 偶然組合下彎矩及配筋(防撞等級PL3)* 懸臂根部每延米板需配* 護欄內(nèi)側截面每延米板需配偶然組合下配筋與護欄防撞等級有關,因而在箱梁配筋時只考慮基本組合的作用,偶然組合下配筋建議在護欄設計時考慮。2) 斜截面抗剪承載力a、 荷載效應組合計
43、算* 懸臂根部* 護欄內(nèi)側截面b、 截面尺寸驗算 橋規(guī)5.2.9則 c、 截面要不要進行抗剪承載力的驗算 橋規(guī)5.2.10則 截面滿足極限狀態(tài)抗剪承載力要求。5.4 持久狀況抗裂計算5.4.1 預制箱內(nèi)橋面板抗裂計算1) 支點彎矩及裂縫驗算荷載短期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):荷載長期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):每延米板按配筋進行計算,則縱向受拉鋼筋的應力:截面最大裂縫寬度:式中 C1帶肋鋼筋,取C11;。 取配筋滿足抗裂要求。2) 跨中彎矩及裂縫驗算荷載短期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):荷載長期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):每延米板按配筋進行計算,則縱向受拉鋼筋的應力:截面最大裂縫寬度:式中 C1帶肋鋼筋,取C11;;,取。配筋滿足抗裂要求。5.4.2 現(xiàn)澆段橋面板抗裂計算1) 支點彎矩及裂縫驗算荷載短期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):荷載長期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):每延米板按配筋進行計算,則縱向受拉鋼筋的應力:截面最大裂縫寬度:式中 C1帶肋鋼筋,取C11;。 取配筋滿足抗裂要求。2) 跨中彎矩及裂縫驗算荷載短期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):荷載長期效應組合彎矩計算值(汽車不計沖擊力):每延米板按配筋進行計
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