單跨25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上前言當(dāng)今社會，橋梁工程發(fā)展迅速，橋梁建造方面的技術(shù)和理念不斷的完善。社會經(jīng)濟的發(fā)展和我國交通運輸業(yè)的發(fā)展使得對橋梁的需求日益增大，對各類型橋梁的需要到達了一個新的高度，橋梁對于經(jīng)濟的發(fā)展，促進不同地區(qū)的文化交流都有著不容忽視的作用，是現(xiàn)代交通的樞紐。橋梁的建造經(jīng)過數(shù)百年的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代工廠化施工流程和計算機技術(shù)的作用下，橋梁建造技術(shù)到達了一個前所未有與的高度，降低了勞動時間和人力物力，同時橋梁的安全性也得到了極大的保障。本設(shè)計選擇的南瓦橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計這一課題，在設(shè)計過程中：（1） 根據(jù)工程概況以及當(dāng)?shù)氐氖┕ず铜h(huán)境等條件確定可行的方案，再根據(jù)經(jīng)濟和技術(shù)方面來論證最適合

2、的方案，來確定出最佳方案。（2） 確定方案之后進行上部結(jié)構(gòu)的各種尺寸的擬定，計算配筋。（3） 在設(shè)計過程中充分利用計算機來解決問題，如使用AUTOCAD來進行圖紙繪制。（4） 設(shè)計中遇到的問題查閱規(guī)范和資料解決，不能獨立解決的及時的請教指導(dǎo)老師。 畢業(yè)設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，讓我們利用大學(xué)學(xué)習(xí)的各門專業(yè)課以及基礎(chǔ)課結(jié)合相關(guān)的規(guī)范來獨立完成一個專業(yè)課題的制作。設(shè)計過程中考驗了我獨立思考和獨立鉆研的能力。為將來工作崗位的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 1.方案比選隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展，橋梁理論和實踐不斷的日趨完善，各種類型橋梁都有其各自的優(yōu)點和不足。作為現(xiàn)代橋梁在保證行車安全穩(wěn)定與技術(shù)含

3、量高的前提下，還要確保外形的美觀，使橋梁具備一定的觀賞性。只有同時根據(jù)這些不同的要求我們才能綜合的選取出最完美的橋梁設(shè)計方案。根據(jù)阜新地區(qū)的水文、氣象、防震等地質(zhì)條件，又結(jié)合了橋梁建設(shè)要求，建設(shè)的工期，施工條件以及外形等要求根據(jù)綜合考慮選出以下幾種的方案。1.1預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋 該橋采用單跨25m的預(yù)應(yīng)力簡支梁橋，橋面凈寬：凈-3.52+2.51+0.52=10.5m，橋面上部采用5片梁，主梁間距2.1m，根據(jù)一般中等跨徑的T型梁橋，高跨比取 ，所以跨徑為25m時，梁高取2.1m,梁肋厚度取16cm，梁肋下部為馬蹄形，加寬時橫隔梁延伸至馬蹄加寬處。橋面設(shè)有雙向橫坡。預(yù)應(yīng)力簡支梁的特點：

4、受力明確、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便能在地質(zhì)較差地方建橋。各跨徑的尺寸相近，便于預(yù)制和安裝從而降低安裝費用。裝配式的施工方法能節(jié)省大量的模板，從而加快了施工進度，節(jié)省了工期。1.2預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋此類型的橋的優(yōu)點：建筑高度小、外形簡單、制作簡單。在制作裝配式構(gòu)件時由于自重不大，所以建設(shè)起來比較方便。此類型橋的缺點：跨徑大于一定值得時候，截面要顯著的加高，使自重增大，從而抵消了其建筑高度小的特點，板橋適用于建設(shè)小跨徑的橋梁。1.3鋼筋混凝土拱橋該方案采用上承式肋拱橋，在此方案下部到向壓力所以拱的跨越能力比梁要大。拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)因而可已使用抗拉性能差抗壓性能好的石料結(jié)構(gòu)，但要求支撐拱的墩臺和地

5、基必須承受拱端較大的推力，因此修建推力拱橋必須有較好的地基基礎(chǔ)。綜合以上三種方案，方案1應(yīng)力簡支T型梁橋在垂直荷載作用下，支座僅產(chǎn)生垂直反力，受力簡單，T型梁橋適用于中小型橋梁的建造。方案二的空心板橋梁跨徑較大時截面要求較高，是其自身自重過大，截面材料使用不經(jīng)濟，不符合本設(shè)計的要求。方案三的鋼筋混凝土拱橋?qū)Φ鼗囊筝^高，本設(shè)計的地質(zhì)特點不適合修建拱橋。采用預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋。2.上部結(jié)構(gòu)設(shè)計資料及構(gòu)造2.1橋梁跨徑和凈寬 標(biāo)準(zhǔn)跨徑:25m（墩中心距離）；計算跨徑:24.28m；主梁全長:24.92m；橋面凈寬:凈-3.52+2.51+0.52=10.5m2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1)設(shè)計荷載：公路-I

6、I級。2)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn): II類環(huán)境。3)設(shè)計安全等級：二級。2.3主要材料1)混凝土：主梁、翼緣板、橫隔板、等采用C50混凝土；采用C40混凝土來進行橋面鋪裝。2)預(yù)應(yīng)力鋼束:采用5束5絲捻制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。公稱直徑為15.2mm面積為139mm2.fpk=1860MPa。彈性模量Ep=1.95105MPa。3)施工工藝：采用后張法制作主梁。波紋管內(nèi)徑70mm、外徑77mm。2.4 相關(guān)設(shè)計參數(shù)1）預(yù)應(yīng)力管數(shù)k=0.00152）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度26KN/m3；普通鋼筋混凝土重度25KN/m3；瀝青混凝土重度23kN/m3.單側(cè)防撞線荷載為7.5KN/m。 2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計1）本設(shè)計為簡支T形梁

7、圖2-1主梁間距與主梁片數(shù)Figure 2-1 girder spacing and the main girder piece number2）主梁斷面：主梁高度1.5m，梁間距2.1m，主梁跨中肋厚0.16m，馬蹄寬0.4m，腹板和馬蹄在端部同寬，使其滿足局部應(yīng)力的需要。3）橫隔梁的設(shè)置:橫隔梁一共設(shè)置5道，間距4.856m，端部橫隔梁寬度0.25m，跨中部分橫隔梁寬度0.16m。4）橋面鋪裝：水泥混凝土厚度8cm，混凝土瀝青厚度9cm，兩者之間加設(shè)防水層，設(shè)計總厚度17cm。2.6 橫斷面布置2.6.1主梁跨中截面的主要尺寸的擬定圖2-2 T型梁跨中截面尺寸 圖2-3 T型梁端部截面尺寸

8、Figure 2-2 T beam cross section size Figure 2-3 T tie-beam section size表2-1跨中截面幾何特性計算表Table 2-1 cross section in geometrical characteristics calculation table分塊名稱分塊面積Ai (cm2)分塊面積形心至上緣距離(cm)分塊面積對上緣靜距Si=(cm3)分塊面積的自身慣距Ii(cm4)di=(cm)分塊面積對截面形心的慣距Ix=Aidi 2(cm4)I= (cm4)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)

9、+(6) 毛截面翼板31507.52362559062.541.68.56.06三角承托400183373322222.2230.85.22腹板216070.667-20.82.38.05下三角144121174241152-70.82.0373374.803馬蹄1000137.552083.33-88.32.4.736854.86毛截面形心至上翼緣的距離= 4918023 主梁作用效應(yīng)的計算3.1永久作用效應(yīng)計算 3.1.1永久作用集度1）主梁自重跨中截面段主梁自重（五分點至跨中截面，長7.284m）Q（1）=0.6854267.284KN=129.54KN馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重計算（

10、長：2.5m）主梁端部截面積A=0.879m2Q（2）=（0.879+0.6854）2.526/2KN=50.84KN支點段梁自重（長：2.356m）Q（3）=0.8792.35626KN=53.84KN邊主梁橫隔梁中橫隔梁體積：0.16(1.197-0.40.1/2)m3=0.1664m3端橫隔梁體積：0.25（1.350.95-0.30.08/2）m3=0.3176m3邊半跨內(nèi)橫隔梁重力：q4=（1.50.1664+10.3176）25KN=14.18KN2、3號半跨內(nèi)橫隔梁重力為q4=（30.1664+20.3176）25KN=28.36KN主梁永久集度QI=(129.54+50.84+

11、53.84+14.18)KN/12.46m=19.94KN/m2、3號梁的永久作用集度（123.54+50.84+53.84+28.36）KN/12.46m=21.07KN/m2）二期恒載橋面鋪裝層8cm水泥混凝土鋪裝層：0.089.525KN/m=19KN/m9cm 瀝青混凝土鋪裝層：0.090.2525KN/m=21.375KN/m橋面鋪裝重量均分給五片主梁則，Q5=（19+21.375）KN/5m=8.075KN/m防撞欄：單側(cè)防撞欄線荷載為7.5KN/m。兩側(cè)防撞欄均分給5片主梁則，Q6=（7.52）5KN/m=3KN/m邊梁二期永久作用集度QII=(8.075+3)KN/m=11.0

12、75KN/m2、3號梁二期永久作用集度：q=8.075+3=11.075KN/m3.1.2永久作用效應(yīng)設(shè)x為計算截面離左支座的距離,并設(shè)a=x/l 圖3-1 永久作用效應(yīng)計算圖Figure 3-1 permanent effect calculation chart主梁彎矩和剪力的計算公式分別為: 表3-1永久作用效應(yīng)Table 3-1 the permanent effect1號梁效應(yīng)跨中截面 =0.5四分點(變化點)截面=0.25支點截面 =0一期 彎矩(KNm)1469.371102.030.00 剪力(KN)0.00 121.04242.07 二期 彎矩(KNm)816.11 612.

13、090.00 剪力(KN)0.00 67.23134.45 彎矩(KNm)2285.481714.120.00 剪力(KN)0.00 188.27376.52 2、3號梁效應(yīng)跨中截面 =0.5四分點(變化點)截面=0.25支點截面 =0一期 彎矩(KNm)1552.64 1164.480.00 剪力(KN)0.00 127.89 255.80二期彎矩()816.11 612.09 0.00 剪力(KN)0.00 67.23134.45 彎矩(KNm)2368.751776.540.00 剪力(KN)0.00 195.12 390.25 3.2可變作用效應(yīng)計算（偏心壓力法）3.2.1沖擊系數(shù)與車

14、道折減系數(shù)的計算結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān)，先計算結(jié)構(gòu)的基頻，在計算沖擊系數(shù)?；l的計算：其中:根據(jù)基頻,計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:因為車道為雙車道，荷載橫線分布折減系數(shù)為13.2.2計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)跨中荷載橫向分布系數(shù)mc；承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為： 為窄橋，可采用偏心受壓法計算。1）計算主梁的抗彎及抗扭慣性矩I和IT抗彎慣性矩在前面已求得:I=0.1655/m4對于T形梁截面抗扭慣性矩可近似按下列式計算式中 bi，ti：單個矩形截面的寬度和高度 Ci： 矩形截面的抗扭剛度系數(shù)，可由下式計算 n：梁被劃分為單個矩形截面的個數(shù)，對于跨中截面翼緣板的換算平均厚度 馬蹄部分的平均厚度

15、t3=（25+37）2=31cmIT 的計算圖示：圖3-2 T型梁跨中截面尺寸Figure 3-2 T beam cross section size表3-2 IT的計算表分塊名稱bi/cmti/cmti/bici翼板2101690.080.31650.腹板1101160.150.30180.馬蹄40 310.780.17450. 0.單位寬度抗扭慣性矩Jx=I/b= 主梁截面的抗彎慣矩I=01655/m4 抗扭慣矩IT=m42）用偏心壓力法計算橫向影響線的豎坐標(biāo)值各片主梁的截面相同，考慮主梁抗扭剛度時1號梁的荷載橫向分布系數(shù)按式 計算，式中:n=5, 位于下表表3-3值的計算表Table 3

16、-3 value calculation table梁號i1i2i3i4i510.3880.2940.20.0980.01220.2940.2760.20.1240.09830.20.20.20.20.23）抗扭修正系數(shù)查橋梁工程表7-2知，當(dāng)n=5時，=1.042并取G=0425E，B=23.5+2.5+20.5=10.5m3.2.3汽車的荷載橫向分布系數(shù)雙列汽車偏載作用（2P）作用時有：e950/2-50-180-130/2=180cm=1.8m1號梁的荷載橫向分布系數(shù)為=單列汽車偏載（P=1）作用時有E=950/2-50-180/2=335cm=3.35mMcq1= 比較單列和雙列偏載作

17、用的橫向分布系數(shù)，雙列偏載更不利故取mcq1=0.7762號梁的荷載橫向分布系數(shù)為雙列汽車偏載作用（2P）作用時有：e130/2+（210-130）=145cm=1.45m2號梁的荷載橫向分布系數(shù)為Mcq=單列汽車偏載（P=1）作用時有E3.35m=故取mcq2=0.5513號梁的荷載橫向分布系數(shù)為雙列汽車偏載作用（2P）作用時有：單列汽車偏載（P=1）作用時有：故取=0.4圖3-3 跨中橫向分布系數(shù)影響線Figure 3-3 Cross transverse distribution coefficient influence line圖3-4 支點橫向分布系數(shù)影響線Figure 3-4 T

18、he influence line of lateral distribution coefficient of fulcrum表3-4各個梁的橫向分布系數(shù)值Table 3-4 transverse distribution coefficient value of each beam梁號可變作用類型mcm01 公路-級0.638 0.334 2 公路-級0.519 0.813 3 公路-級0.468 0.771 車道荷載取值根據(jù)橋規(guī)，公路II級車道荷載的均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為=7.875KN/m計算彎矩：=0.75=192.84kN計算剪力：=1.2192.84=231.

19、408kN3.2.4計算公路II級車道荷載的彎矩和剪力1）1號梁計算跨中截面的最大彎矩和剪力可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ： 2）計算1號梁L/4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) ：3）計算1號梁支點截面的最大剪力：支點截面的作用效應(yīng)計算圖示見圖可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ：1）2號梁計算跨中截面的最大彎矩和剪力可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ： 2）計算2號梁L/4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) ：3）計算2號梁支點截面的最大剪力：可

20、變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ：1）3號梁計算跨中截面的最大彎矩和剪力可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ： 2）計算3號梁L/4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) ：3）計算3號梁支點截面的最大剪力：可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：可變作用（汽車）沖擊效應(yīng) ：3.3主梁作用效應(yīng)組合 按照橋規(guī)規(guī)定，選擇了三種可能出現(xiàn)的最不利效應(yīng)組合。短期與長期效應(yīng)組合和承載力極限狀態(tài)基本組合。1號梁作用效應(yīng)組合No. 1 beam combination effect序號荷載類型跨中截面 四分點截面支點截面 KNmKNKNmKNKN第

21、一期永久作用1469.37 0.00 1102.03 121.04 242.07 第二期永久作用816.11 0.00 612.09 67.23 134.45 總永久作用=+2285.48 0.00 1714.12 188.27 376.52 可變作用汽車1425.723 108.1681016.23 176.29 221.44可變作用（汽車）沖擊369.26228.016263.20 45.66 57.35 標(biāo)準(zhǔn)組合（=+） 4080.465136.1842993.55 410.22 655.31作用短期效應(yīng)組合 1.0(+0.7)3283.468 75.7182425.48311.67 5

22、31.53 極限組合 1.2+1.4（+）5255.556190.658 3848.15 536.55 842.13 2號梁作用效應(yīng)組合No. 2 beam combination effect序號荷載類型跨中截面 四分點截面支點截面 xKNmKNKNmKNKN第一期永久作用1469.37 0.00 1102.03 121.04 242.07 第二期永久作用816.11 0.00 612.09 67.23 134.45 總永久作用=+2285.48 0.00 1714.12 188.27 376.52 可變作用汽車971.339 77.195718.845 119.064197.602可變作用

23、（汽車）沖擊251.57719.994186.181 30.83851.197 標(biāo)準(zhǔn)組合（=+） 3508.39697.1852619.146338.172 625.301作用短期效應(yīng)組合 1.0(+0.7)2965.417 54.0372217.31271.615 514.84 極限組合 1.2+1.4（+）4454.66136.0653323.98 435.7878 800.1173號梁作用效應(yīng)組合No. 3 beam combination effect序號荷載類型跨中截面 四分點截面支點截面 xKNmKNKNmKNKN第一期永久作用1469.37 0.00 1102.03 121.04

24、 242.07 第二期永久作用816.11 0.00 612.09 67.23 134.45 總永久作用=+2285.48 0.00 1714.12 188.27 376.52 可變作用汽車689.042 55.377517.16790.598123.825可變作用（汽車）沖擊178.46214.343133.94623.46532.071 標(biāo)準(zhǔn)組合（=+） 3152.98469.722365.233302.333192.416作用短期效應(yīng)組合 1.0(+0.7)2767.80938.7632076.137251.689463.198 極限組合 1.2+1.4（+）3957.08297.608

25、2968.502385.612670.078 4.預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和確定 4.1跨中截面鋼束的估算和確定4.1.1按照正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 對于全預(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)組合計算的彎矩值；前面計算得MS=3283.49KNm，設(shè)截面重心到截面下緣距離 =150mm。則鋼筋的合力作用點距截面重心軸為: ep= =491.8-150=341.8mm估算預(yù)應(yīng)力鋼筋時,取用全截面的性質(zhì)計算,跨中截面的面積為A=mm2，全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗距為: W=I/ =166.510711

26、09/341.8=336.106mm3有效預(yù)應(yīng)力為: 采用鋼絞線,鋼絞線公稱截面面積,，張拉控制應(yīng)力取 ,預(yù)應(yīng)力損失為 則預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量為:取25根選取5束5s15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線,預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積AP=25139=3475mm2,采用70的金屬波紋管成孔。4.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置鋼束4.2.1跨中截面及錨固段截面的鋼束布置 選取預(yù)埋鐵皮波形管內(nèi)徑70mm，外徑77mm。管道至梁底及梁側(cè)面凈距應(yīng)大于或等于3cm及內(nèi)徑的0.5倍，水平凈距應(yīng)大于等于于4cm及內(nèi)徑的0.6倍，豎直方向可疊置。對于跨中截面可得出鋼束群重心至梁底距離為：對于錨固截面可得出鋼束群重心至梁底的距離為：圖4-1 跨中截面和錨

27、固截面鋼束布置圖（單位：mm）Figure 4-1 in cross section and anchoring section steel beam layout (unit: mm)驗核上述布置的鋼束群重心位置,需計算錨固端截面幾何特性。圖4-2鋼束群心位置復(fù)核圖示Figure 4-2 steel beam of heart position review here表5-1鋼束錨固截面幾何特性計算表Table 5-1 steel anchor beam cross section geometric properties calculation table分塊名稱AiyisiIidi=ys

28、-yiIx=Aid2iI=Ii+Ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4翼板31507.52362519687.546.35.88三角承托24017.64224256036.25 腹板540082.5-29.25.5,58790.88 其中:；,所以上下核心距分別為：所以鋼束群重心位于截面的核心位置4.2.2確定鋼束起彎角度 確定鋼束起彎角時，端部錨固端截面分成上、下兩部分,上部鋼束的彎起角度定為15,下部為7,為簡化計算和施工,鋼束布置的線形均為直線和圓弧,整根鋼束布置在同一豎直面內(nèi)。4.2.3鋼束計算1）計算鋼束彎起點至跨中的距離 錨固點至支座中心線的距離為axi為: 設(shè)各鋼束的彎曲半徑

29、為:RN1（RN3）=10000mm；RN2=25000mm；RN4=10000mm；RN5=20000mm,以N1鋼筋為例,計算公式為:.由：導(dǎo)線點距錨固點的水平距 .由：彎起點至導(dǎo)線點的水平距離 .彎起點至錨固點的水平距離：； .彎起點至跨中截面的水平距離：彎止點沿切線方向至導(dǎo)線點的距離等于彎起點至導(dǎo)線點的水平距離,即彎止點到導(dǎo)線點的距離為:；故彎止點至跨中截面的水平距離為: 表4-2各鋼束彎曲控制要素表Table 4-2 steel beam bending elements table鋼束編號彎起高度c(mm)彎起角0()彎起半徑R(mm)支點至錨固點的水平距離d(mm)彎起點距跨中截

30、面水平距離xk(mm)彎止點距跨中截面水平距離(mm)N1(N3)200710000170.9 10070.4 11289N2500725000152.5 6691.2 9738 N410301510000153 7132.59720.6 N51120152000099.4 5426.510602.8 2）計算各截面鋼束的位置和傾角. 計算任意一點 至梁底距離及該點鋼束的傾角 , 是鋼束彎起前鋼束的重心距離梁底長度, 為 點所在計算截面處鋼束位置鋼束的彎起高度。計算時,首先應(yīng)先判斷出點所在處的區(qū)段,然后計算ci及i,即:當(dāng)(xi-)0時, 點位于直線段還未彎起,ci=0,故=a；i=0當(dāng)0Lb

31、1+Lb2時,點位于直線段,此時 =0 ,ci按下式計算:各截面鋼束位置及其傾角計算值見表4-3表4-3各截面鋼束位置(ai)及其傾角（i）計算表Table 4-3 each section steel beam position (ai) and its Angle (theta I) calculation table計算截面鋼束編號Xk(mm)(Lb1+Lb2)(mm)(xi-xk)(mm)()ci(mm)ai=a+ci(mm)跨中截面(-)xi=0N1(N3)10070.41218.6xi-xk000100N26691.23046.8xi-xk000100N47132.5 2588.1

32、xi-xk000170N55426.5 5176.3xi-xk000280L/4(變化點)截面xi=7250mmN1(N3)10070.4 1218.6xi-xk000100N26691.2 3046.8xi-xk000100N47132.5 2588.1xi-xk000170N55426.55176.30xi-xkLb1+Lb27179.0279.0 N26691.2 3046.8xi-xkLb1+Lb27481.3581.3 N47132.5 2588.1xi-xkLb1+Lb215989.0 1159.0 N55426.5 5176.3xi-xkLb1+Lb2151093.4 1373.

33、4 4.2.4計算主梁截面幾何特性表4-4第一階段各截面幾何特性計算表Table 4-4The first phase of the cross section geometry characteristics calculation table 截面名稱分塊名稱分塊面積Ai(cm2)Ai重心至梁頂距離yi(cm)對梁頂邊 的面積矩Si=Aiyi(cm3)自身慣 性矩Ii(cm4)di=(ys-yi)(mm)Ix=Aidi2(cm4)截面慣性矩I=Ii+Ix(cm4)跨中截面混凝土全截面685449.18-2.4842155 預(yù)留管帶面積-192.42135-259760-85.82- 凈截面

34、面積6661.58-ys=Si/Ai=46.70(cm)；yb=100.82(cm)；ep=85.82(cm)L/4(變化點)截面混凝土全截面685449.18 -2.4842155 預(yù)留管帶面積-192.42134.79-259360-88.09-凈截面面積6661.58 -ys=Si/Ai=46.70(cm)；yb=103.3(cm)；ep=88.09(cm)支點處截面混凝土全截面879053.85-0.623379 預(yù)留管帶面積-192.4276.57-14734 0-22.1-93980凈截面面積8597.58-90601ys=Si/Ai=54.47(cm)；yb=95.53(cm)；

35、ep=22.1(cm)預(yù)留管帶面積(-572/4=-192.42cm2表4-5第二階段各截面幾何特性計算表Table 4-5The second phase of the cross section geometry characteristics calculation table截面名稱分塊名稱分塊面積Ai(cm2)Ai重心至梁頂距離yi(cm)對梁頂邊的面積矩Si=Aiyi(cm3)自身慣性矩Ii(cm4)di=(ys-yi)(mm)Ix=Aidi2(cm4)截面慣性矩I=Ii+Ix(cm4)跨中截面混凝土全截面685449.182.3437530預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積196.3381352

36、61770-83.48凈面積7050.338ys=Si/Ai=51.52(cm)；yb=98.48(cm)；ep=83.48(cm)L/4(變化點)截面混凝土全截面685449.182.3437530預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積196.338134.79264640-83.48凈面積7050.338ys=Si/Ai=51.52(cm)；yb=98.48(cm)；ep=83.48(cm)支點處截面混凝土全截面879053.851.5821943預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積196.33876.57150340-21.1487743凈面積8986.338ys=Si/Ai=55.43(cm)；yb=94.57(cm)；e

37、p=-21.44(cm)鋼筋換算面積為 則5驗算主梁截面承載力和主梁應(yīng)力5.1計算持久狀況主梁截面承載能力極限狀態(tài)根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度bf，取下列三者中的最小值:1）簡支梁橋計算跨徑的L/3,即L/3=24280/3=8093mm；2）相鄰兩橋平均間距，對于中梁為2100mm；3） 為粱腹板寬度， 為承托長度， ，為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，取跨中截面的平均值，即hf所以有:(b+2bh+12hf)=200+60+12155=3060mm所以：受壓翼緣有效寬度bf=2100mm5.2計算正截面承載力 取跨中截面進行驗算，因為跨中截面彎矩最大1）設(shè)受壓區(qū)高度為 ,先按第一類

38、形截面梁,不算構(gòu)造鋼筋影響，計算受壓區(qū)高度有:受壓區(qū)位于翼緣板內(nèi),說明確實是第一類T形截面梁。2） 計算正截面承載力設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力作用點激勵截面底邊為a,則a=150(mm),h0=h-a=1500-150=1350mm,跨中截面承載能力極限狀態(tài)下的彎矩組合設(shè)計值Md=5255.56KNm 抗彎承載力:Mu=fcdbfx(h0-x/2)=22.4210093.08(1350-93.08/2)=KNm0Md=5255.56KNm即跨中截面的正截面承載力滿足要求3）計算斜截面承載力 (取L/4截面): 先進行截面抗剪強度上、下限復(fù)核，即:0.510-32ftdbh00Vd0.5110-3,式中V

39、d為驗算截面處承載能力極限狀態(tài)下的剪力組合設(shè)計值,Vd=536.65(KN),fcu,k為混凝土強度等級，fcu,k=50MPa,腹板寬度b=160mm,h0為縱向受力鋼筋合力作用點到混凝土受壓邊緣的距離,則：；h0=1500-152.08=1349.2mm,2：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),2=1.25, 0Vd=536.65KN0.510-32ftdbh0=0.510-31.251.832101847.84=422.69(KN)0Vd=615.98(KN) 0.5110-3=0.510-32001349.2=324.06KN0Vd=536.65KN經(jīng)過驗算截面尺寸滿足要求，但是需要配置抗剪鋼筋,斜截面抗

40、剪承載力:；其中:1為異號彎矩影響系數(shù),1=1.0,2：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),2=1.25,3：受壓翼緣的影響系數(shù),3=1.1箍筋采用 鋼筋,直徑為,雙肢箍,間距,則,故:Sinp采用全部5束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值,即sinp=0.0064,Vpd=0.7510-3126034750.0064=21.107(KN),Vcs+Vpd=968.242KN0Vd=536.65KN所以截面抗剪承載力滿足要求。6.鋼筋預(yù)應(yīng)力損失 6.1.1預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力con按公路橋規(guī)采用con=0.75pk=0.751860=1395MPa 6.1.2鋼筋預(yù)應(yīng)力損失1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失(l1) 由

41、公式l1=con1-e-(+kx)；對于跨中截面:x=l/2+d；d為錨固點到支點中線的水平距離;=0.25,=0.0015,為從張拉端到跨中截面間管道平面轉(zhuǎn)過的角度,則各截面的預(yù)應(yīng)力鋼束摩擦應(yīng)力損失值如下表。 表6-1 跨中截面摩擦應(yīng)力損失l1Table 6-1 cross section in the friction stress loss of sigma l1鋼束編號x(mm)kx=1-e-(+kx)con(MPa)l1(MPa)()弧度N1(N3)70.1222 0.0306 12.3109 0.01850.0478 139566.68 N270.1222 0.0306 12.29

42、25 0.0184 0.0478 139566.68 N4150.2618 0.0655 12.293 0.0184 0.0801 1395117.74 N5150.2618 0.0655 12.2394 0.0184 0.0801 1395117.74 平均值89.21表6-2 L/4截面摩擦應(yīng)力損失l1Table 6-2 L / 4 section friction stress loss of sigma l1鋼束編號x(mm)kx=1-e-(+kx)con(MPa)l1(MPa)()弧度N1(N3)70.1222 0.0306 6.2409 0.00940.0391139554.54N

43、270.1222 0.0306 6.2225 0.0093 0.0391139554.54 N4150.2618 0.0655 6.223 0.0093 0.0718 1395100.16 N5150.2618 0.0655 6.1698 0.0093 0.07181395100.16 平均值77.35表6-3支點截面摩擦應(yīng)力損失l1計算Table 6-2 Fulcrum section sigma l1 calculated friction stress loss鋼束編號x(mm)kx=1-e-(+kx)con(MPa)l1(MPa)()弧度N1(N3)0000.1709 0.0003 0

44、.000313950.42N20000.1523 0.0002 0.000213950.28 N40000.153 0.0002 0.000213950.28 N50000.0994 0.0001 0.0001 13950.14 平均值0.224表6-4各設(shè)計控制截面l1平均值Table 6-4 average each design control section sigma l1截面跨中截面L4(變化點)截面支點截面l1平均值(MPa)89.2177.350.2242）錨具變形、鋼絲回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失(l2)反摩阻影響長度l , 即: 0為張拉端錨下控制張拉應(yīng)力； L為錨具變形值,由附表

45、2-6查得,夾片錨具取4mm； L扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力； L為張拉端到跨中截面之間的距離； 當(dāng)ll時,離張拉端x處由錨具變形鋼筋回縮與接縫壓縮引起的,設(shè)反摩擦后的拉應(yīng)力損失為: 當(dāng)lx時,表示該截面不受反摩擦的影響 各束預(yù)應(yīng)力鋼筋的反摩阻影響長度計算如下表表6-5反摩阻影響長度Table 6-5 anti friction influence length鋼束編號0=conl1l=0-l1l(mm)d=l1/llN1(N3)139566.681328.3211310.9 0. 11990 N2139566.681323.3212292.5 0. 11992 N41395117.

46、741283.2812293 0. 9264 N51395117.741283.261223.94 0. 9243 表6-6錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失Table 6-6 anchorage deformation caused by the loss of prestress 截面鋼束編號x(mm)l(mm)d(MPa)l2(MPa)各控制截面l2平均值跨中截面N1(N3)12310.911990 130.12 xl截面不受反摩阻影響0N212292.211992 130.09 N4122939264 168.40 N512239.49243 168.78 L/4(變化點) 截面N1(N3)6240.911990 130.12 62.39 59.09N26222.511992 130.09 62.59 N462239264 168.4055.28 N56169.89243 168.7856.12 支點截面N1(N3)120.911990130.12 128.81 147.44N2152.511992 130.0