【導讀】畢業(yè)設計論文--25M后張法預應力混凝土簡支T型梁橋。本設計為后張法預應力混凝土簡支T型梁橋上部結構設計跨徑布置為25m. 計算跨徑2412m主梁全長2492m橋面寬度為凈9m行車道2×075m防撞欄設計荷。載公路I級環(huán)境標準I類環(huán)境設計安全等級二級施工方法采用后張法用金屬波紋。管和夾片錨具預應力鋼束用曲線形用高強度低松弛預應力鋼絞線依據(jù)橋梁規(guī)范。計算荷載驗算應力然后確定橋梁的截面及其配筋情況按照全預應力構件設計。本文主要闡述了該橋的設計計算及驗算過程首先進行了主體設計及計算包。主梁截面承載力與應力計算主要包括承載能力極限狀態(tài)計算持久狀況正常使用。形驗算其次進行橫隔梁和行車道板的設計最后進行了主梁端部的局部承壓驗算。預應力后張法T型梁內力計算強度驗算。22預應力鋼束數(shù)量估算及其布置22. 24鋼束預應力損失計算40. 1設計荷載公路Ⅰ級人群荷載3KNm2每側欄桿人行道的重量分別為。2鋼材預應力鋼束采用高強度低松弛7絲捻制的預應力鋼絞筋公稱直徑為

　　

【正文】 000857 09[12] 438156 15725 計算數(shù)據(jù) 表 227 支點截面混凝土的收縮和徐變應起的預應力損失計算表 計算數(shù)據(jù) 42771384 1115815744 0 9000947866 6045735 254919 19500 565 計算應力損失值 724 316 104 1652 1 96954 14888095 續(xù) 000022 14365 2 429 000648 09[12] 1258686 11396 計算數(shù)據(jù) 截面由張拉公式產生的預加力作用效應計算 計算結果見表 228 表 228 成橋后四分點截面由張拉公式產生的預加力作用效應計算表 計算數(shù)據(jù) 510228 98 1000164671 873508 565 鋼束號 錨固后預加縱向力 預加彎矩 錨固后鋼束應力 4 699898 6858998 10000 6858998 68589 98 7735 530548 94 5305489438 1 721847 7074101 099255 7021370 138803 68 2309 32058229 8510771731 續(xù) 3 696140 6822170 10000 6822170 207025 38 7735 1601357 861 2452435034 2 716105 7017829 099770 7001702 277042 40 6159 1706392 042 4158827817 損失匯總及預加力計算 根據(jù)以上計算過程可得到各截面鋼束是預應力損失匯總結果見表 229 表 229 鋼束預應力損失總表 截面 鋼束號 預應力損失 錨固時鋼束應力 錨固后預應力損失 鋼束有效長度 四分點 1 12096 90828 12903 1070046 1258 33561 721856 2 287589 924961 1051715 1715 698955 3 510325 901877 1031750 1490 681240 4 400568 872655 1174678 1014 828928 跨中 1 241495 302673 12903 1118487 17689 27864 822161 2 242158 298115 1118943 17732 822574 3 242953 291763 1119498 17793 823069 4 242821 367689 1111919 16965 816317 支點 1 403722 1513886 12903 981209 4214 11045 866545 2 403722 1511560 981442 4234 866758 續(xù) 支點 3 403722 1511991 12903 981399 4231 11045 866718 4 287188 1379499 100630 6440 889412 施工階段傳力錨固應力及其產生的預加力可按如下方法計算 傳力錨固時 由產生的預加力 縱向力 彎矩 剪力 式中 鋼束彎起后于梁軸線的夾角 單根鋼束的面積 可用上述同樣方法計算出使用階段由張拉鋼束產生的預加力和這時為有效預應力下面將計算結 果一并列入表 230 到 230 表 230 預加力作用計算表 截面 鋼束號 預加力階段由預應力鋼束產生的預加力作用效應 四分點 1 00624 09981 10486451 1046653 654355 6204379 2 002711 09996 10306807 1030268 279418 7649320 3 0 1 10111148 1011115 0 8785607 4 0 1 11511842 1151184 0 10002674 續(xù) 4239220 933773 3264198 跨中 1 0 1 109618213 10961821 0 8784819 2 0 1 109656639 10965664 0 8787916 3 0 1 109710843 10971084 0 8792260 4 0 1 108968062 10896806 0 8732723 43796376 0 35097723 支點 1 0121869 0992546 96158502 9544173 1171874 22211 2 0121869 0992546 96181296 9546436 1172152 764936 3 012869 0992546 96177073 9546017 1172099 4163438 4 0087156 0996195 98617527 9824229 859508 7135435 38460855 4375633 984271 表 231 預加力作用效應計算表 截面 鋼束號 使用階段由預應力鋼束產生的預加力作用效應 四分點 1 00624 09981 70741888 7060748 441429 4185491 2 002711 09996 68493759 6847019 185697 5083631 3 0 1 66761500 667615 0 5800926 4 0 1 81234915 8123492 0 7058526 28707409 627126 22128575 跨中 1 0 1 80571807 8057181 0 6457049 2 0 1 80612291 8061229 0 6460293 3 0 1 80660772 8066077 0 6464178 4 0 1 79999066 7999907 0 6411149 32184394 0 25792669 支點 1 0121869 0992546 84921420 8428842 1034929 1878730 續(xù) 2 0121869 0992546 84942448 8430929 1035185 675444 3 012869 0992546 84938384 8430525 1035136 3676923 4 0087156 0996195 87162347 8683070 75967 6437336 33973366 4375633 8910973 25 主梁截面應力與變形驗算 根據(jù)預應力 混凝土主梁的破壞特性主梁承載力的驗算主要包括持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算持久狀況抗裂性和應力驗算以及短暫狀況構件的截面應力驗算 況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算 在承載能力極限狀態(tài)下預應力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破壞必須驗算這兩類截面的承載力 1 正截面承載力驗算 1 跨中截面正截面承載力的驗算跨中正截面承載力計算圖式如下 圖 214 跨中截面承載力計算圖式 1 確定受壓區(qū)高度根據(jù)計算圖式若分別為受壓區(qū)翼緣有效寬度和厚度成立時中性軸在翼板內否則在腹板內本設計計算如下 則故中性軸在翼板內 設中性軸到截面上緣距離為 x 則 cm 式中 構件的正截面相對于界限區(qū)受壓高度對于 50 號混凝土取 04 梁的有效高度以跨中為例 2 驗算正截面承載力有以上代入正截面承載力計算式為 式中 橋面結構的重要系數(shù)本設計設計安全等級為 II 級取 10 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩設計組合值 則上式為 544485 因此 故主梁跨中正截面承載力滿足要求 2 四分點截面正截面承載力的驗算四分點正截面承載力計算圖式如下 圖 215 四分點正截面承載力計算圖式 1 確定受壓 區(qū)高度對于帶承托翼緣板的 T 形截面 則故中性軸在翼板內 設中性軸到截面上緣距離為則 式中 梁的有效高度以四分點截面為例 2 驗算正截面承載力正截面承載力按下式計算 式中 承載能力極限狀態(tài)的四分點截面最大彎矩組合設計值 則 528117 因此 故主梁四分點截面承載力滿足要求 3 驗算最小配筋率以跨中截面為例根據(jù)一般規(guī)定預應力構件最小配筋率應滿足下面要求 式中 受彎構件正截面抗彎承載力設計值有以上計算可知對于跨中截面 544485KN 受彎構件正截面開裂彎矩值可按 下式計算 受拉去混凝土塑性影響系數(shù)按下式計算 式中 全截面換算截面重心軸以上部分截面對重心軸的面積矩 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩 使用階段張拉鋼束產生的預加力 分別混凝土凈截面面積和截面抵抗矩 扣除全部預應力損失后預應力筋在構件抗裂邊緣產生的混凝土預應力 381801708265 1152550067 44526 KNm 則 因此最小配筋率滿足要求 2 斜截面承載力驗算 1 斜截面承載力驗算計算受彎構件斜截面抗剪承載力時起計 算位置應按下列規(guī)定采用 ①距支座中心處的截面 ②受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處截面 ③錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面 ④箍筋數(shù)量或間距改變處的截面 ⑤構件腹板寬度變化處的截面 本設計以距支座中心處的截面進行計算其它截面可參照類似方法進行 1 復核主梁截面尺寸當進行截面抗剪承載力計算時 T 形梁截面尺寸應符合 式中 支點截面處由作用或荷載產生的剪力組合值 相應于剪力組合設計值處的 T 形截面腹板寬度即 相應于剪力組合設計值處的截面有效高度近似取支點處截面的有效高度取 混凝土強度等級 所以本設計主梁的支點截面尺寸符合要求 2 截面抗剪承載力驗算若滿足下式則不需要進行斜截面抗剪承載力驗算 式中 混凝土抗拉強度設計值對 C50 為 預應力提高系數(shù)對于預應力混凝土受彎構件取為 125 對于距支座中心 h2 處截面 1251833201300 698817 22021KN 因此需要進行斜截面抗剪力驗算 計算斜截面的水平投影長度 C 由試算可得知最不利截面為距支座處得水平影 長度為 這與試算結果大致相同故取該截面進行驗算 箍筋計算預應力混凝土 T 梁腹板內箍筋直徑不小于 10mm 且采用帶肋鋼筋間距不應大于 250mm 本設計采用 200mm 的雙肢箍筋則箍筋的總面積為 2785 157 箍筋間距鋼筋為 HRB335 鋼筋其抗拉強度設計值為 280MPa 則箍筋配筋率為 式中 b 驗算斜截面處受壓端 T 形截面腹板寬度可按下式計算 由上述計算可知 HRB335 鋼筋配筋率滿足要求同時在距支點一倍梁高范圍內箍筋間距縮小至 100mm 采用閉合式箍筋 抗剪承載力計算主梁斜截面抗剪承載力應滿足如下 式中 所以抗剪承載力為 上述計算說明距支點處的斜截面抗剪承載力滿足要求 2 斜截面抗彎承載力驗算本設計中由于鋼束都在梁端錨固鋼束根數(shù)沿梁跨沒有變化配筋率也滿足要求可不必進行該項承載力驗算 況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算 橋梁預應力混凝土構件的抗裂性驗算都是以構件混凝土的拉應力是否超過規(guī)范規(guī)定的限值來表示的分為正截面抗裂性和斜截面抗裂性驗算 1 正截面抗裂性驗算 全預應力混凝土預制構件在作用或荷載短期效應下應滿足 式中 在作用短期效應組合作用下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力 扣除全部預 應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產生的混凝土預壓應力 在設計時可按下式近似計算 式中 構件截面面積及對截面受拉邊緣的彈性抵抗矩 預應力鋼筋重心 ui 毛截面重心軸的偏心距