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預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(完整版)

  

【正文】 )翼板270020250506251065175910702384三角承托50013518041353582腹板2660852261005740184912685下三角27015541850337519365471939922馬蹄13751298810713059722750552767931974295 小毛截面翼板2100157503937597876659627040三角承托50016496771652455腹板2660852261002256134572280下三角27015541850337516948961699271馬蹄13751156979011541405690552317929590451 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)上核心距:下核心距:截面效率指標(biāo):表明跨中截面尺寸合理。本橋主梁翼板寬度為1800mm,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(b=1400mm)和運(yùn)營(yíng)階段的大截面( b=1800mm)。 主梁跨徑及全長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑: l=35m (墩中心距離); 計(jì)算跨徑: l=34m (支座中心距離); 主梁全長(zhǎng): = (主梁預(yù)制長(zhǎng)度)。但是,還應(yīng)滿足《公預(yù)規(guī)》9.3.8條規(guī)定,在梁腹高的兩側(cè)設(shè)置直徑為的縱向防裂鋼筋,以防止產(chǎn)生裂縫。因此,本橋主梁斜截面抗剪斜截面強(qiáng)度的驗(yàn)算截面如圖 Ⅰ 10 所示。按《公預(yù)規(guī)》5.2.11條規(guī)定,彎起鋼筋的彎起點(diǎn),應(yīng)設(shè)在抗彎強(qiáng)度計(jì)算不需要該鋼筋的截面以外不小于,滿足要求。假定有通過(guò)支點(diǎn)。 可變作用產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算表(單位:kN) 表Ⅰ 16梁號(hào)123公式 計(jì)算值1/+1/ ()=1/+1/ ()=1/+1/ ()= 剪力效應(yīng)組合表(單位:kN) 表Ⅰ 17梁號(hào)剪力效應(yīng)永久荷載人群汽車10 2030注:——橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。本梁為跨徑16m,故取=222。故 == (m)表 Ⅰ 2λ/單位抗彎及抗扭慣矩:=/b =(m/cm)=/b =(m/cm) 計(jì)算抗彎參數(shù)和抗彎參數(shù)==式中:——橋?qū)挼囊话耄? ——計(jì)算跨徑。人群荷載取3KN/m。 材料 鋼筋:主筋用HRB335鋼筋,其他選用R235鋼筋; 混凝土:標(biāo)號(hào)C30。=(+)/2(因?yàn)榛炷僚蛎浵禂?shù)很小,所以未計(jì)入橫向收縮的影響)按《公預(yù)規(guī)》,取=,則:=,= 計(jì)算荷載彎矩橫向分布系數(shù)影響坐標(biāo)已知=,查G—M圖表,可得表 Ⅰ 3中數(shù)值。公路—Ⅰ級(jí)及其影響線面積 表 Ⅰ 9項(xiàng)目頂點(diǎn)位置()()處支點(diǎn)處處222222222222可變作用(人群)(每延米):=3 =3(3) 可變作用效應(yīng)計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)產(chǎn)生的彎矩(單位:) 表 Ⅰ 10梁號(hào)內(nèi)力(1)1+(2)(3)(4)(5)(6)彎矩效應(yīng)(1)(2)[(3)(4)+(5)(6)]122223 人群產(chǎn)生的彎矩(單位:) 表Ⅰ 11梁號(hào)內(nèi)力(1)(2)(3)彎矩效應(yīng)(1)(2)(3)13 23基本荷載組合:按《橋規(guī)》4.1.6條規(guī)定,永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)為:永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù):=;汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù):=;人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù): =?!c其它可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù)。按《公預(yù)規(guī)》9.3.10條的構(gòu)造要求:根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.9條規(guī)定,構(gòu)造要求滿足:根據(jù)《公預(yù)規(guī)》5.2.10條規(guī)定:介于兩者之間應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪極限承載能力驗(yàn)算。(3) 主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載能力校核:計(jì)算每一彎起截面的抵抗彎矩時(shí),由于鋼筋根數(shù)不同,其鋼筋的重心亦不相同,則有效高度大小不同,現(xiàn)進(jìn)行估算。圖 Ⅰ 10(1)距支座中心(梁高一半)處截面11, ;(2) ,相應(yīng)的;(3) ,相應(yīng)的;(4) ,相應(yīng)的;按 《公預(yù)規(guī)》 5.2.7 條的規(guī)定:受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時(shí),其斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式為:式中: ——斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪能力;——與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪能力;——斜截面內(nèi)在同以彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積。選用,則,可以選用。 設(shè)計(jì)荷載 公路—Ⅰ級(jí),荷載—Ⅰ級(jí)。凈—7m+21m的橋?qū)掃x用五片主梁,如圖II—1所示。 橫截面沿跨長(zhǎng)變化本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式,橫截面的T梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變。詳見圖 Ⅱ 1所示。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),跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式如圖 Ⅱ 6,計(jì)算公式為:圖 Ⅱ 6式中:——所求截面汽車(人群)標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力;——車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;——車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值;——影響線上同號(hào)區(qū)段的面積;——影響線上最大坐標(biāo)值。 主梁作用效應(yīng)組合 表Ⅱ—7序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)       (1)第一期永久作用0(2)第二期永久作用0(3)總永久作用=(1)+(2)0(4)可變作用(汽車)公路—Ⅰ級(jí)(5)可變作用(汽車)沖擊(6)可變作用(人群)(7)標(biāo)準(zhǔn)組合=(3)+(4)+(5)+(6)(8)短期組合=(3)+*(4)+(6)(9)極限組合=*(3)+*[(4)+(5)]+*(6) 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置 跨中截面鋼筋的估算和確定根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定,預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的盈利要求和承載能力極限狀態(tài)的強(qiáng)度要求。圖 Ⅱ 10預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至梁底的距離,普通鋼筋重心至梁底距離,則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋合力作用點(diǎn)至梁底距離所以。若則表示該截面不受摩阻影響。正截面承載力計(jì)算跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置,預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離()為所以從表II7知,跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值。3 應(yīng)力驗(yàn)算(1) 短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算① 構(gòu)件在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45.② 短暫狀態(tài)下(預(yù)加應(yīng)力階段)梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力上緣:下緣:其中。 持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算取剪力和彎矩都由較大變化的變化點(diǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。同時(shí),A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還必須滿足作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。(2) 考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的一期荷載、二期荷載引起的撓度(↓)2. 預(yù)加應(yīng)力引起的上拱度計(jì)算采用L/4截面處的使用階段預(yù)加力矩作用為全梁平均預(yù)加力矩計(jì)算值,即:則主梁上拱度(跨中截面)為考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的預(yù)加力引起的上拱值為(↑)3. 預(yù)拱度的設(shè)置梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合共同作用下并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度為(↑)預(yù)加力產(chǎn)生的長(zhǎng)期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值,所以不需要設(shè)置預(yù)拱度。橡膠片的平均容許壓應(yīng)力為,橡膠支座的剪變彈性模量(常溫下),橡膠支座的抗壓彈性模量為:計(jì)算時(shí)最大支座反力為。已知公路—Ⅰ級(jí)荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足:符合規(guī)范要求。圖 Ⅲ 3圖 Ⅲ 4① 公路—Ⅰ級(jí)單車列,對(duì)稱布置雙車列,對(duì)稱布置圖 Ⅲ 5單車列,非對(duì)稱布置由,已知,則雙車列,非對(duì)稱布置已知:,② 人群荷載兩側(cè)有人群,對(duì)稱布置 圖 Ⅲ 6單側(cè)有人群,非對(duì)稱布置已知:, 按順橋向可變荷載移動(dòng)情況,求得支座可變荷載反力的最大值① 公路—Ⅰ級(jí)圖 Ⅲ 7雙孔布載單列車時(shí):雙孔布載雙列車時(shí):?jiǎn)慰撞驾d單列車時(shí):?jiǎn)慰撞驾d雙列車時(shí):② 人群荷載圖 Ⅲ 8單孔滿載時(shí):雙孔滿載時(shí)(一側(cè)):(2)可變荷載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力(計(jì)算的一般公式為),見表Ⅲ—3 表Ⅲ—3荷載橫向分布情況公路—Ⅰ級(jí)荷載(kN)人群荷載(kN)計(jì)算方法荷載分布橫向分布系數(shù)單孔雙孔單孔雙孔對(duì)稱布置按杠桿法單列行車公路—Ⅰ級(jí)000000雙列行車公路—Ⅰ級(jí)人群荷載000非對(duì)稱布置按偏心受壓法單列行車公路—Ⅰ級(jí)雙列行車公路—Ⅰ級(jí)人群荷載 各梁永久荷載、可變荷載反力組合:計(jì)算見表表Ⅲ—4,表中均取用最大值,其中沖擊系數(shù)為: 各梁永久荷載、可變荷載反力組合計(jì)算表 表Ⅲ—4編號(hào)荷載情況1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁4號(hào)梁5號(hào)梁①恒載②公路—Ⅰ級(jí)雙列對(duì)稱③公路—Ⅰ級(jí)雙列非對(duì)稱④人群對(duì)稱0⑤人群非對(duì)稱⑥①+②+④⑦①+②+⑤⑧①+③+④⑨①+③+⑤ 雙柱反力計(jì)算(圖II9),所引用的各梁反力見表 雙柱反力計(jì)算 表Ⅲ—5荷載組合情況計(jì)算式反力組合⑥公路—Ⅰ級(jí)雙列對(duì)稱人群對(duì)稱組合⑦公路—Ⅰ級(jí)雙列對(duì)稱 人群非對(duì)稱組合⑧公路—Ⅰ級(jí)雙列非對(duì)稱 人群對(duì)稱組合⑨公路—Ⅰ級(jí)雙列非對(duì)稱 人群非對(duì)稱由表Ⅲ—5可知,偏載左邊的立柱反力最大(),并由荷載組合⑦時(shí)控制設(shè)計(jì)。 內(nèi)力計(jì)算 恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力① 彎矩計(jì)算截面位置見圖II9。計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí):不計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí)均滿足規(guī)范要求,支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。按《公預(yù)規(guī)》4.3.6條規(guī)定,汽車荷載制動(dòng)力為一車道上總重力的10%,一車道的荷載總重力為:,由要求不小于90,取制動(dòng)力為90。1. 局部受壓區(qū)尺寸要求配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件,其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算的要求:式中: ——局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值,所以局部壓力設(shè)計(jì)值為——張拉錨固時(shí)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)張拉,=C45,則;——混凝土局部承壓修正系數(shù),;——混凝土局部承壓承載力提高
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