預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型連續(xù)梁畢業(yè)設(shè)計答辯

1、 西北農(nóng)林科技大學(xué) North West Agriculture and Forestry University 導(dǎo) 師: 張鵬答辯人: 賈紅晶專 業(yè): 土木工程 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型連續(xù)梁畢業(yè)設(shè)計答辯柞小高速老莊河大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計 柞小高速老莊河大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計初步設(shè)計為69m+120m+69m的預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋。該橋采用并列雙幅布置，左、右幅橋等長。 上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土單箱雙室梁。邊跨支點處梁高1.8m,中跨支點7.0m,跨中截面2.7m。為降低主梁高度，減少預(yù)應(yīng)力引起的上拱度，該橋按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，主梁配筋采用預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋混合配筋。預(yù)制件在張拉鋼絞線時混凝土的強度

2、應(yīng)達到85%以上張拉。 下部橋墩為鋼筋混凝土圓形雙柱式墩，墩柱上直徑2.4m；下直徑3m,橋墩基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m,樁基為單排樁形式，采用正循環(huán)泥漿護壁成孔。設(shè)計概況橋梁資料設(shè)計荷載：公路級 ，車道荷載10.5kN/m、 車輛荷載360kN車、群荷載2.5 kN/m 橋面寬度：凈11.25m2+1.52m(人行 道)+2m中央隔離帶) +20.5m（護欄）上部結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱行連續(xù)梁下部結(jié)構(gòu)：雙柱式橋墩（墩柱高3.5m） 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)（樁身高38.0m）橋面鋪裝：采用C40防水混凝土為10cm 混凝土墊層平均厚度20cm坡度： 橫坡2%、縱坡2.5%材料： 預(yù)應(yīng)力鋼筋采

3、用7j15.2鋼絞線 非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑12mm的用 級螺紋鋼 筋 ，直徑12mm的用級光圓鋼筋 主梁采用C50混凝土,墩臺采用C30混凝土設(shè)計依據(jù) （1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004） （2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62-2004） （3）公路橋涵施工技術(shù)設(shè)計規(guī)范（JTJ041-89） （4）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ024-85） （5）公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ022-85） 本設(shè)計選取了三個不同類型的橋型方案進行比選圖，如下：方案一：280m獨塔雙跨式斜拉橋，采用單箱三室等高度箱梁。方案二：69m+120m+69m預(yù)應(yīng)力混凝

4、土連續(xù)梁橋，采用單箱雙室變高度箱梁。方案三：270m中承式拱橋，采用等截面肋拱。方案比選方案二細部尺寸 本設(shè)計采用變高度的直線梁。根據(jù)橋梁設(shè)計常用數(shù)據(jù)手冊第 481、482 頁關(guān)于截面細部尺寸的規(guī)定：支點處：H=（1/151/20 ） L，跨中 H=（ 1/301/5）L，箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)承受正負彎矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和構(gòu)造兩個方面的控制。支墩處底版還要承受很大的壓應(yīng)力，一般來講：變截面的底板厚度也隨梁高變化，底板一般為 25-100cm（變厚），頂板 25-30cm（等厚），腹板一般為 30-80cm（變厚）。綜上所述：確定邊跨支點處梁高1.8m,中跨支點7.0m

5、,跨中截面2.7m，頂板30cm，支點處底板60cm，跨中處底板25cm，腹板60cm。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁內(nèi)力計算： （1）永久荷載內(nèi)力計算 （2）可變荷載內(nèi)力計算； （3）內(nèi)力組合； （4）預(yù)應(yīng)力筋的計算與布置 （5）預(yù)應(yīng)力損失計算 （6）主梁截面幾何特性計算； （7）主梁截面驗算；上部結(jié)構(gòu)計算下部結(jié)構(gòu)計算（1）支座設(shè)計（2）墩身設(shè)計與驗算（3）樁基礎(chǔ)設(shè)計永久荷載計算 本設(shè)計計算的永久荷載有：一期恒載、二期恒載、基礎(chǔ)變位引起內(nèi)力。（1）一期恒載計算：用CAD面域命令和massprop 計算出截面面積或使用midas中截面特性編輯器計算。（2）基礎(chǔ)變位引起內(nèi)力：計算方法是三跨連續(xù)梁的四個支點中的

6、每個支點分別下沉，其余的支點不動，所得到的內(nèi)力進行疊加，繪制彎矩、剪力包絡(luò)圖，取最不利的內(nèi)力范圍。 可變荷載計算 本設(shè)計計算的可變荷載有：汽車荷載、人群荷載、溫差應(yīng)力。（1）汽車荷載內(nèi)力計算： a 沖擊系數(shù)：用橋通規(guī)4.3.2，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)基頻公式計算。 b 橫向折減系數(shù)、縱向折減系數(shù):橋梁工程課本第39頁 c 橫向分布系數(shù)：方法一：采用增大系數(shù)乘以車道折減系數(shù)，方法二：采用等剛度原則，將連續(xù)梁的某一跨等代為等跨徑等截面簡支梁來計算荷載的橫向分布系數(shù) ，本設(shè)計采用方法一可變荷載計算（2)人群荷載：同汽車荷載計算方法（3）溫差應(yīng)力計算：使用midas計算溫度應(yīng)力，本橋橋面采用10cm瀝青混凝土鋪裝

7、。根據(jù)橋通規(guī)表4.3.10-3規(guī)定差基數(shù)為：，14度到5.5度線性變化階段厚10cm，5.5度到0度的線性變化階段厚30cm，計算簡圖如下，取跨中截面進行計算把截面單元劃分為四份：溫度效應(yīng)計算簡圖 荷載效應(yīng)組合 荷載效應(yīng)組合包括：承載能力極限狀態(tài)組合 ；正常使用極限狀態(tài)組合 。而正常使用極狀態(tài)組合包括：短期作用組合；長期作用組合。 在組合過程中注意：結(jié)構(gòu)的重要系數(shù)；各種荷載的分項系數(shù)預(yù)應(yīng)力筋的計算與布置（1）計算原理： (荷載短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計值) （預(yù)應(yīng)力損失，按20%的控制應(yīng)力計） （2）配筋表：按短期效應(yīng)最大組合 ，按短期效應(yīng)最小組合 ，然后去兩種配筋表的最大鋼絞線根數(shù)。預(yù)應(yīng)力筋的計算

8、與布置（3）鋼束的布置： a 注意混凝土保護層厚度 b錨具的間距不應(yīng)小于2倍的波紋管直徑 c留有一定數(shù)量的備用管道，一般占總數(shù)的1%d 具體布置詳看布置原則，布置構(gòu)造要求（4）配筋表：按短期效應(yīng)最大組合 ，按短期效應(yīng)最小組合 ，然后去兩種配筋表的最大鋼絞線根數(shù)。預(yù)應(yīng)力損失的計算公預(yù)規(guī)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)計算中，后張法應(yīng)考慮下列因素引起的預(yù)應(yīng)力損失值。預(yù)應(yīng)力筋束與管道壁之間的摩擦 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 混凝土的彈性壓縮 預(yù)應(yīng)力筋束的應(yīng)力松弛 混凝土的收縮和徐變 主梁截面特性計算 主梁截面特性計算包括:凈截面計算和換算截面計算兩部分。 凈截面幾何性質(zhì)為毛截面去除預(yù)應(yīng)力孔道后截面的性質(zhì)；換算截面幾何性質(zhì)為孔道壓漿后鋼束與混凝土梁形成的整體后的截面性質(zhì)。前者用于施工階段的內(nèi)