【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 N/m3 瀝青混凝土 r2 KN/m3 鋼絞線 3? KN/m3 鋼束與混凝土的彈性模量比值 Ep? 無量鋼 *注：本示例考慮主梁混凝土達(dá) C45強(qiáng)度時(shí)，開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。 0． 70 39。ckf 與 0． 70 39。tkf 分別表示鋼 束張拉時(shí) 混凝土的抗壓，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，則： 39。ckf =, 39。tkf =。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 圖 11 結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位 cm） 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 (2)主梁截面細(xì)部尺寸 T梁翼板的厚度主要取決于橋面承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本示例預(yù)制 T 梁的翼板厚度取用 150mm，翼板根部 加厚到 250mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。為使翼板與腹板連接和順，在截面轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角，以減少局部應(yīng)力和便于脫模。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)因主拉應(yīng)力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，標(biāo)準(zhǔn)圖的 T梁腹板厚度均取 200mm。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的 10~20%為合適。本示例考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置一層最多排三束，同時(shí)還根據(jù)《橋規(guī)》 條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的 構(gòu)造要求，初擬馬蹄寬度 450mm，高度 250mm。馬蹄與腹板交接處做三角過度，高度 125mm，以減少局部應(yīng)力。 按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預(yù)制梁跨中截面 (見圖 12)。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 圖 12 跨中截面尺寸圖（尺寸單位 cm） (3)計(jì)算截面幾何特性 將主梁跨中截面劃分成 5 個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見表 12。 表 12 跨中截面幾何特性計(jì)算表 分 塊 名 稱 分塊面積 Ai（ cm2） 分塊面積形 心至上緣距 離 yi（ cm） 分塊面積對(duì)上緣靜距 Ai= Aiyi （ 3cm ） 分塊面積的 自身慣矩 Ii （ 4cm ） isi yyd ?? ? （ cm） 分塊面積對(duì)截面形心慣矩 2iix dAI ? （ cm4） xi III ?? （ cm4） （ 1） （ 2） (3)=(1) (2) （ 4） （ 5） (6)=(1 (5)2 (7)=(4)+(6) 大毛截面 翼 板 3300 24750 61875 6985836 7047711 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 9 三角承托 500 618710 621488 腹板 2400 75 180000 2880000 － 1108368 3988368 下三角 156 － 934122 935478 馬 蹄 1125 9938385 9996979 ? 7481 ? I=22590025 小毛截面 翼 板 2400 18000 45000 6343171 6388171 三角承托 500 823246 826024 腹板 2400 75 180000 2880000 621331 3501331 下三角 185147 186504 馬 蹄 1125 8829212 8887805 ? ? I=19789836 *注：大毛截 面形心至上緣距離 ? ?cmASy iis ??? ?? 小毛截面形心至上緣距離 ? ?cmASy iis ??? ?? (4)檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)ρ (希望ρ在 以上 ) 上核心距 ? ? ? ?cmyA Ik xs ?????? ? ? 下核心距 ? ?cmyA Ik sx ??? ?? 截面效率指標(biāo) ???? h kk xs? 表明以上初擬的主梁跨中截面是合理的。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 10 橫截面沿跨長(zhǎng)的變化 如圖 1 所示， 本設(shè)計(jì)主梁采用等高度形式，橫截面的 T 梁翼板沿厚度沿跨長(zhǎng)不變，馬蹄部分為 配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)開始向支點(diǎn)逐漸抬高。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要，在距梁端 1920mm 范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近（第一道橫隔梁處）開始向支點(diǎn)逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時(shí)腹板寬度亦開始變化。 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)結(jié)果表明， 在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有內(nèi)橫隔梁時(shí)它比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩得大。為減少對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用作用的跨中彎矩，應(yīng)在跨中設(shè)置一道中橫隔梁，當(dāng)跨度較大時(shí)，四分點(diǎn)處也宜設(shè)置內(nèi)橫 隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)和二分點(diǎn)、四分點(diǎn)、支點(diǎn)處設(shè)置五道橫隔梁，其間距為 。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部 240mm，下部 220mm；中橫隔梁高度為 1350mm，厚度為上部 180mm，下部 160mm，平均厚度 170mm，詳見圖 11所示。 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 第 三 章 主梁內(nèi)力計(jì)算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置。并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得和各主梁控制截面 (一般取跨中、四分點(diǎn) 和支點(diǎn)截面 )永久作用和最大可變作用效應(yīng)，然后再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合。由于篇幅有限，本設(shè)計(jì) 舉 邊主梁作用效應(yīng)計(jì)算為例 永久作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用集度 (1)預(yù)制梁自重 (第一期恒載 ) ①按跨中截面段主梁的自重 (四 分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng) )： G(1)= 25 =(KN) ②馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重 ()： ?)2(G (＋ ) 25/2=(KN) ③支點(diǎn)段梁的自重 (長(zhǎng) )： ?)3(G 25 =(KN) ④邊主梁的橫隔梁 中橫隔梁體積： ( － － )=( 3m ) 端橫隔梁體積： ( － )=( 3m ) 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為 ： G(4)=( ＋ 1 ) 25=(KN) ⑤預(yù)制梁永久作用集度 ??? 411 i iGg =(+++)/=(KN/m) 二期永久作用 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 12 ①現(xiàn)澆 T 梁翼板集度 ?)5(g 25=(KN/m) ②邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁 (現(xiàn)澆部分 )體積： =( 3m ) 一片端橫隔梁 (現(xiàn)澆部分 )體積： =( 3m ) 故： ?)6(g (2 +3 ) 25/=(KN/m) ③鋪裝 8cm 混凝土鋪裝： 9 25=(KN/m) 5cm 瀝青鋪裝： 9 23=(KN/m) 若將橋面鋪裝均攤給 5片主梁，則 7g =(+)/5=(KN/m) ④欄桿 一側(cè)人行欄： 。 一側(cè)防撞欄： 若將兩側(cè)人行欄、防 撞欄均攤給五片主梁，則： ?)8(g (+) 2/5=(KN/m) ⑤邊梁二期永久作用集度： ?)2(g +++=(KN/m) 永久作用效應(yīng) 如圖 21 所示，設(shè) x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令lx??，則： 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： glM 2)1(21 ??? ?? 哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 13 glQ ??? )21(21 ?? 永久作用效應(yīng)計(jì)算見表 21。 圖 21永久作用效應(yīng)計(jì)算圖 表 21 1號(hào)梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 ? = 四分點(diǎn) ? = 支點(diǎn) ? = 一期 彎矩（ kN m） 0 剪力（ kN） 0 二期 彎矩（ kN m） 0 剪力（ kN） 0 ? 彎矩（ kN m） 0 剪力（ kN） 0 可變作用效應(yīng)計(jì)算 (修正剛性橫梁法 ) 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按《橋規(guī)》第 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)，因此要哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 14 先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。 簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下列公式估算： ? ?Zcc HmEIlf 9 0 6 2 2 5 1022 ?????? ? 其中： ? ?mKggGm c / 10 ????? 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： 1 5 7 6 ??? fl n? 按《橋規(guī)》第 條規(guī)定，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，需進(jìn)行車道折減，三車道折減 22%，但折減后不得小于用兩車隊(duì)布載的計(jì)算結(jié)果。本設(shè)計(jì)按三車道設(shè)計(jì)，因此在計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí)需進(jìn)行車道折減。 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) (1)跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 如前所述，本例橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為： ???Bl 所以可按修正剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù) mc。 ①計(jì)算主梁抗扭慣矩 IT 對(duì)于 T形梁載面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算。 ??? mi iiiT tbcI 1 3 式中： bi和 ti—— 相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和厚度； ci—— 矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m—— 梁 截面劃分成單個(gè)小矩形的個(gè)數(shù)。 對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： ? ?cmt 1 2 6 0 1 0 6 01 ??????哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 15 馬蹄部分的換算平均厚度： 圖 22示出 IT的計(jì)算圖式， IT的計(jì)算見表 22。 圖 22 TI 計(jì)算圖式（尺寸單位： cm） 表 22 IT計(jì)算表 分塊名稱 bi (cm) ti (cm) iitb ci ? ITi = ci bi 3it ( 103m2) 翼緣板① 220 3/1 腹 板② 20 馬 蹄③ 45 ? ? 系數(shù) ci值是根據(jù) t/b 值由姚玲森主編的《橋梁工程》表 262 查得的。 ? ?cmt ???哈爾濱 工業(yè)大學(xué) 華德 應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 16 ② 按修正剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線堅(jiān)坐標(biāo)值： ???? 51 21i iiijaean ??