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正文內(nèi)容

混凝土簡支梁橋預(yù)應(yīng)力鋼束布置應(yīng)力計算橋梁畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2024-09-30 18:49 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 14 25=( KN/m) 5cm 瀝青鋪裝 14 23=( KN/m) 若將橋面鋪裝均攤給 4 片(中主梁) +2片(邊主梁) )6(G =( 28+) /7=( KN/m) ( 3)欄桿 一側(cè)人行欄: 一側(cè)防撞欄: 若將兩側(cè)防撞欄均攤給 7片梁 )7(G =( +) 2/7=(KN/m) ( 4)中主梁二期永久作用集度 2g =+++=( KN/m) 永久作用效應(yīng) 如圖 3— 1所示, 設(shè) x 為計算截面離左支座的距離,并令α =X/L 主梁彎矩和剪力的計算公式: ?M =α (1α ) 2L g ( 4— 1) ?Q =( 12α) Lg ( 4— 2) 永久作用計算表(表 4— 1) 22 表 4— 1 主梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中截面 ( ? =) L/4截面 (? =) N7錨固點(? =) 支點截面 (? =0) 一期 彎矩( KN m) 剪力( KN) 二期 彎矩( KN m) 剪力( KN) ? 彎矩( KN m) 剪力( KN) 圖 4— 1 永久作用計算圖示 可變作用效應(yīng)計算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按《橋規(guī)》 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),因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式估算: 23 4 6 8 6 6 2 1022 ?????? ccmEIlf ?(Hz) 其中: 4 6 8 10259 6 8 7 3 ????? gGm c( KN/m) 根 據(jù) 本 橋 的 基 頻 , 可 計 算 出 汽 車 荷 載 的 沖 擊 系 數(shù) 為 :??? 01 f? 按《橋規(guī)》 條,當車道大于兩車道時,需進行車道折減,三車道應(yīng)折減 22%,但折減不得小于兩車道布截的計算結(jié)果。本橋按三車道設(shè)計。因此在計算可變作用效應(yīng)時需進行車道折減。 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 如 前所述,本橋橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)系,且承重的長寬比為: ??BL > 2 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù) cm (1) 計算主梁抗扭慣距可近似按下式計算: TI = 31 zimi i tbc?? ( 4— 3) 式中: ib 、 zt —— 相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度 ic —— 矩形截面抗扭剛度系數(shù) m—— 梁截面劃分成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: 1t = )( 3 0 1 0 3 0 ????? 馬蹄部分的換算平均厚度: 3t = )( 2540 ?? 圖 3— 2示出了 TI 的計算圖示, TI 的計算見表 4— 2 24 (2)計 算抗扭修正系數(shù) ? 對于本橋,主梁的間距相同,并將主梁近似看成等截面,則得: ????iiiTIaEIGL I221211? ( 4— 4) 式中: G= 。 L= ; ?i TiI=7 = 4m ; 1a = ;2a = ; 3a = ; 4a = ; 5a = ; 6a = ; ?7a tI = 4m . 計算得: ? = (3) 按 修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎標 ???? 61 201t ttaean ?? 式中: 7?n 。 )(175)(2 2222712 mat t ??????? 計算所得 tj? 值見(表 4— 3) 圖 4— 2 TI 計算圖示(尺寸單位: cm) 25 表 4— 2 TI 計算表 分塊名稱 ib ( cm zt ( cm) ib /zt ic (cm) TI = 31 zimi i tbc??( 4310m ) 翼緣板① 250 1/3 腹板② 20 馬蹄③ 55 ? 表 4— 3 tj? 值 梁號 1t? 2t? 3t? 4t? 5t? 6t? 7t? 1 2 3 (4)計算荷載橫向分布系數(shù) 1號梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖 4— 3 所示 可變作用(汽車公路 — I 級) 四車道: cqm =21 ( ++++++) = 三車道: cqm ==21 ( +++++) = 兩車道: cqm ==21 ( +++) = 故取可變作用(汽車)的橫向分布系數(shù)為: cqm = 可變作用 (人群 ): rcm = 支點截面的荷載橫向分布系數(shù) 0m 如圖 4— 4 所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)并進行布載, 1 號梁可變作用的橫向分布系數(shù)計算如下: 26 圖 4— 3 跨中的橫向分布系數(shù) cm 的計算圖示(尺寸單位: cm) 圖 4— 4 支點的橫向分布系數(shù) 0m 計算圖示(尺寸單位: cm) 可變作用(汽車): oqm = = 27 可變作用(人群): rom = 橫向分布系數(shù)匯總(見表 4— 4) 表 4— 4 1號梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 cm 0m 公路 — I級 人群 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 條,公路 — I級的均布荷載標準值 kq 和集中荷載標準值kp 為: kq =計算彎矩時 kp = 3 5 61 8 0)549(550 1 8 03 6 0 ??????? ?????KN 計算剪力時 kp =356 = 計算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計算中,本橋?qū)τ跈M向分布系數(shù)的取值作如下考慮:支點處橫向分布系數(shù) 0m ,從支點至第一根橫梁段 ,橫向分布系數(shù)從 0m 直線過渡到 cm ,其余梁段均取 cm 。 求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 計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 4— 5示出跨中截面作用效應(yīng)計算圖示,計算公式為: ympmqS kk ??? ( 4— 5) 式中: S—— 所求截面汽車標準荷載的彎矩和剪力 kq —— 車道均布荷載標準值 kp —— 車道集中荷載標準值 ? —— 影響線上同號區(qū)段的面積 y—— 影響線上最大坐標值 28 可變作用(汽車)標準效應(yīng) maxM = 8 + 356 = m maxV = + 8 + = 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng) M = = V = = 圖 4— 5 跨中截面計算圖示(尺寸單位: m) 求 L/4 截面的最大彎矩和最大剪力 圖 4— 6為 L/4 截面作用效應(yīng)的計算圖示 29 圖 4— 6 L/4 截面作用效應(yīng)計算圖(尺寸單位: m) 可變作用(汽車)標準效應(yīng) maxM = ( +) 8 + 356 =maxV = 8 + = 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng) M = = V = = 求支點截面的最大剪力 圖 4— 7示出支點截面最大剪力計算圖式 30 圖 4— 7 支點截面計算圖式(尺寸單位: m) 可變作用(汽車)效應(yīng) maxV = 1 6 ( +) + = 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng) V = = 可變作用(人群)效應(yīng) maxV = 1 8 ( +) = 可變作用(人群)沖擊效應(yīng) V = = 主梁作用效應(yīng)組合 按《橋規(guī)》 —— 條規(guī)定,將主梁的作用效應(yīng)組合匯總。見(表 4— 5) 表 4— 5 主梁作用效應(yīng)組合 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 支點截面 Mmax Vmax Mmax Vmax Mmax Vmax (KN m) KN (KN m) KN (KN m) KN ⑴ 第一期永久作用 ⑵ 第二期永久作用 ⑶ 總永久作用 ⑴ +⑵ ⑷ 可變作用(汽車)公路 I級 31 ⑸ 可變作用(汽車)沖擊 ⑹ 持久狀態(tài)的應(yīng)力計算的可變作用標準值組合 =⑷ +⑸ ⑺ 正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合 =⑶ +⑷ ⑻ 正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合 =⑶ +⑷ ⑼ 承載能力極限狀態(tài)計算的基本組合 =⑶ +(⑷ +⑸) 32 第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置 預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算 按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。 因為本橋?qū)瓚?yīng)力做了一定得限制并不允許開裂,因此屬于 A類部分構(gòu)件,所以根據(jù)跨中截面抗裂要求,可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為: )1(WeAfWMNptkspe??? ( 5— 1) 式中的 sM 為正常使用極限狀態(tài)按作用(或荷載)短期效應(yīng)組合計算的彎矩值,由表 3— 5 查的: sM = KN m 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為 pa =150mm,則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點到截面重心軸的距離為 pe = pb ay? =;鋼筋估算時,截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計算,由表 2— 2可得跨中截面全截面面積 A =968750mm2,全截面對抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩為 byIW /? = 109/= 106mm3;所以有效預(yù)加力合力為 )1(WeAfWMNptkspe??? =)104 5 3 . 61 3 1 7 . 19687501( 5 3 . 6/101 3 9 2 3 . 6 5666?????? = 106N 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為 con? = pkf = 1860=1395MPa,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20%估算,則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為 1395)( 107. 3272 479)(6?? ???? c o npep NA ?=6566mm2 采用 4 束 12φ 鋼絞 線,預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為 pA =4 12140=6720mm2。采用夾片式群錨,φ 70金屬波紋管成孔。 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合《公路橋規(guī)》中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計圖紙并按《公路橋規(guī)》中的構(gòu)造要求,對跨中截面 33 的預(yù)應(yīng)力鋼筋進行初步布置。(如圖 5— 1) a) b) c) 圖 4— 1 端部及跨中預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖(尺寸單位: cm) a)預(yù)制梁端部; b)鋼束在端部的錨固位置; c)跨中截面鋼束布置 錨固面鋼束布置 為使施工方便,全部 4束預(yù)應(yīng)力鋼筋均錨于梁端(圖 5— 1a、 b)。這樣布置符合均勻分散的原則,不僅能滿足張拉的要求,而且 N N2 在梁端均彎起較高,可以提供較大的預(yù)剪力。 其它截面鋼束位置及傾角計算 鋼束彎起形狀、彎起角θ及其彎曲半徑 采用直線段中接圓弧曲線段的方式彎曲;為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的 預(yù)加力垂直作用于錨墊板, N N N3 和 N4 彎起角θ均取為 ?80?? ;各鋼束的彎曲半徑為:1NR =80000mm; 2NR =60000m
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