【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）--二級(jí)公路20m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土。簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)說明書任務(wù)書。水文條件橋臺(tái)的局部沖刷深度47m. 下部結(jié)構(gòu)為多跨簡(jiǎn)支梁樁基礎(chǔ)。三跨徑橋?qū)捈皹蛎鏅M坡。1標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m計(jì)算跨徑1950m梁長(zhǎng)1996m. 梁高150m高跨比11330跨中肋寬18cm橫隔梁根數(shù)為5. 2橋面凈寬凈9＋2×10m. 2混凝土鋪裝10cm主梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)計(jì)入8cm的鋪裝參與受力。汽車荷載公路Ⅱ級(jí)人群荷載30KN㎡。3混凝土主梁采用C40欄桿及橋面鋪裝用C30. 地質(zhì)條件軟粘性粘土。2白寶玉《橋梁工程》北京高等教育出版社2021. 王曉謀趙明華《基礎(chǔ)工程》北京人民交通出版社2021. 李廉錕《結(jié)構(gòu)力學(xué)》高等教育出版社2021. 2021年2月～2021年7月。一設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置。1預(yù)應(yīng)力鋼筋采用152鋼絞線每束7根全梁佩3束標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa. 7易建國(guó)《混凝土簡(jiǎn)支梁板橋第三版》北京人民交通出版社2021. 持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合。規(guī)范》949條對(duì)鋼束的凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求初步擬定馬蹄形寬度為40cm. 高度為20cm馬蹄與腹板交接處作三角過渡高度11cm以減小局部應(yīng)力

　　

【正文】 MPamm 影響長(zhǎng)度 錨固端 距張拉端距離 xmm 支點(diǎn)處截面 N1N2 00020745 23749 9853 135 9797 N3 00020746 23748 9854 1347 9798 變截面處截面 N1N2 00020745 23749 9853 1635 9175 N3 00020746 23748 9854 16347 9176 第一中橫隔梁處截面 N1N2 00020745 23749 9853 5010 7774 N3 00020746 23748 9854 50097 7775 跨中截面 N1N2 00020745 23749 9853 9885 5752 N3 00020746 23748 9854 98847 5753 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 后張法梁當(dāng)采用分批張拉時(shí)先張拉的鋼束由于張拉后批鋼束產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 625 條規(guī)定計(jì)算公式為 式中在張拉鋼束重心處由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力 可按下式計(jì)算 其中分別為鋼束錨固時(shí)預(yù)加的縱向力和彎矩 計(jì)算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離 其中見表 WGC14 見表 WGC10 該設(shè)計(jì)采用逐根張拉鋼束預(yù)制時(shí)張拉鋼束的順序?yàn)?N1N2N3 計(jì)算從最后張拉的一束逐步想前推進(jìn)計(jì)算結(jié)果見表 WGC17 由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 《公預(yù)規(guī)》 626 條規(guī)定鋼絞線由松弛引起的應(yīng)力損失的終極值按下式計(jì)算 式中張拉系數(shù)該設(shè)計(jì)一次張拉取 鋼束松弛系數(shù)對(duì)于低松弛鋼筋 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力 計(jì)算所得鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失見表 WGC18 各截面鋼筋松弛引 起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表 表WGC18 鋼束號(hào) 支點(diǎn)截面 N3 129674 3989 N2 128717 3856 N1 126729 3585 變截面處截面 N3 129431 3955 N2 127747 3723 N1 123853 3205 第一橫隔梁截面 N3 130679 4130 N2 125586 3432 N1 119454 2650 跨中截面 N3 131696 4274 N2 126561 3563 N1 120387 2765 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 627 條規(guī)定由混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失可按下式計(jì)算 式中全部鋼束重心處由混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值 鋼束錨固時(shí)全部鋼束重心處由預(yù)加力扣除相應(yīng)階段的損失產(chǎn)生的混 凝土法向應(yīng)力并根據(jù)張拉受力情況考慮主梁重力的影響 配筋率 鋼束錨固時(shí)相應(yīng)的凈截面面積見表 WGC14 鋼束群重心至截面凈軸的距離見表 WGC14 截面回轉(zhuǎn)半徑 加載齡期計(jì)算齡期為 t 時(shí)的混凝土徐變系數(shù) 加載齡期計(jì)算齡期為 t 時(shí)收縮應(yīng)變 1 徐變系數(shù)終極值和收縮應(yīng)變終極值的計(jì)算 構(gòu)建理論厚度的計(jì)算公式為 式中主梁混凝土截面面積 與大氣接觸的截面周邊長(zhǎng)度 該設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮徐變大部分在成橋之前完成和均采用預(yù)制梁的數(shù)據(jù)對(duì)于混凝土毛截面第一中橫隔梁處截面與跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同即 故 設(shè)混凝土收縮徐變?cè)谝巴庖话銞l件相對(duì)濕度 75 下完成混凝土加載齡期為 28d 按照上述條件在《公預(yù)規(guī)》表 627 知 2 計(jì)算 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失計(jì)算結(jié)果見表 WGC19 各截面應(yīng)力損失計(jì)算表 表 WGC19 支點(diǎn)截面 計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算 1 2 3 4733 2312 7045 計(jì) 算 應(yīng) 力 損 失 計(jì)算公式 分子項(xiàng) 分母項(xiàng) 4 75663 2376599 5 429 0490 6 09[45] 106707 0867 1064 變截面處截 面 計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算 1 2 3 4733 3914 8647 計(jì) 算 應(yīng) 力 損 失 計(jì)算公式 分子項(xiàng) 分母項(xiàng) 4 92869 2314816 5 429 2043 6 09[45] 122192 0867 1266 第一中橫梁處截面 計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算 1 2 3 6681 4148 10829 計(jì) 算 應(yīng) 力 損 失 計(jì)算公式 分子項(xiàng) 分母項(xiàng) 4 116303 2527895 5 429 3128 6 09[45] 143283 1224 1574 跨中截面 計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算 1 2 3 6681 2864 9545 計(jì) 算 應(yīng) 力 損 失 計(jì)算公式 分子項(xiàng) 分母項(xiàng) 4 102513 2527895 5 429 3128 6 09[45] 130872 1224 1574 預(yù)加力計(jì)算及鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總 施工階段傳力錨固應(yīng)力及其產(chǎn)生的預(yù)加力 由產(chǎn)生的預(yù)加力 縱向力 彎矩 剪力 式中鋼束彎起后與梁軸的夾角與的值見表 WGC10 單根鋼束的截面積 可用上述同樣的方法計(jì)算出使用階段由張拉鋼束產(chǎn)生的預(yù)加力 計(jì)算結(jié)果于表 WGC20 各個(gè)截面的鋼束預(yù)應(yīng)力損失見表 WGC21 鋼束預(yù)應(yīng)力損失一覽表 表WGC21 截 面 鋼束號(hào) 預(yù)加力階段 正常使用階段 錨固前預(yù)應(yīng)力損失 錨 固時(shí)鋼束應(yīng)力 錨固后預(yù)應(yīng)力損失 鋼束有效應(yīng)力 支點(diǎn) 1 0279 9797 000 1297309 3585 100289 116117 2 0279 9797 2946 1267291 3856 1128442 3 0279 9798 958 1287161 3989 1146982 變截面處 1 5022 9175 000 1298228 3205 9652 1169658 2 5022 9175 5970 1238528 3723 1104778 3 8928 9176 2076 1273552 3955 1137482 第一中橫梁處 1 104623 7774 000 1306798 2650 91031 1189267 2 104623 7774 11226 1194538 3432 1069187 3 104625 7775 5094 1255848 4130 1123517 跨中 1 205065 5752 000 1316974 2765 8315 1206174 2 205065 5752 11310 1203874 3563 1085094 3 205065 5753 5136 1265604 4274 1139714 主梁截面承載力與應(yīng)力驗(yàn)算 預(yù)應(yīng)力混凝土梁從開始到受荷破壞需經(jīng)受預(yù)加力使用荷載作用裂縫出現(xiàn)和破壞等四個(gè)階段為保證主梁受力可靠并予以控制應(yīng)對(duì)控制截面進(jìn)行各個(gè)階段的驗(yàn)算在以下的計(jì)算內(nèi)容中先進(jìn)行持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算再分別驗(yàn)算持久狀態(tài)抗裂驗(yàn)算和應(yīng)力驗(yàn)算最后進(jìn)行短暫狀態(tài)構(gòu)件的截面應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)于抗裂驗(yàn)算《公預(yù)規(guī)》根據(jù)公路簡(jiǎn)支梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁在使用階段短期效應(yīng)組合作用下只要截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力就滿足 一持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算 在承載力極限狀態(tài)下預(yù)應(yīng)力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破壞下面驗(yàn)算這兩類截面的承載力 1 正截面承載力驗(yàn)算 圖 WGC17 示出正截面承載力計(jì)算圖式 圖 WGC17 正截面承載力計(jì)算圖 確定混凝土受壓區(qū)高度 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 523 條規(guī)定對(duì)于 T 形截面 當(dāng)成立時(shí)中性軸在翼緣板內(nèi)否則在腹板內(nèi)本設(shè)計(jì)的這判別式 左邊 1260 294 01 37044KN 右邊 184 200 15 01 5520KN 左邊 右邊即中性軸在翼板內(nèi) 設(shè)中性軸到截面上緣距離為 x 則 式中預(yù)應(yīng)力受壓區(qū)高度界限系數(shù)按《公預(yù)規(guī)》表 521 采用對(duì)于 C40 混凝土 和鋼絞線取 040 梁的有效高度以支點(diǎn)為例 說明該截面破壞時(shí)屬于塑性破壞狀態(tài) 驗(yàn)算正截面承載力 由《公預(yù)規(guī)》 522 條正截面承載力按下式計(jì)算 式中橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)按《公預(yù)規(guī)》 515 條采用本設(shè)計(jì)按二級(jí)公路設(shè) 計(jì)故取 10 ①跨中上式為 主梁跨中正 截面承載力滿足要求 ②變截面處上式為 主梁變截面正截面承載力滿足要求 ③支點(diǎn)處上式為 主梁支點(diǎn)正截面承載力滿足要求 驗(yàn)算最小配筋率 由《公預(yù)規(guī)》 9112 條預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件最小配筋率應(yīng)滿足下列條件 式中受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值上步 受彎構(gòu)件截面開裂彎矩值按下式計(jì)算 式中全截面換算重心軸以上或以下部分截面對(duì)重心軸的面積矩 見表 WGC14 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩見表 WGC14 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝 土預(yù)壓應(yīng)力 1 跨中截面 由此可見尚需配置普通鋼筋來滿足最小配筋率要求 ①計(jì)算受壓區(qū)高度 x 整理得 求解得 ②計(jì)算普通鋼筋 2 變截面處 由此可見無需配置普通鋼筋來滿足最小配筋率要求 3 第一中橫梁處 由此可見尚需配置普通鋼筋來滿足最小配筋率要求 ①計(jì)算受壓區(qū)高度 x 整理得 求解得 ②計(jì)算普通鋼筋 4 支點(diǎn)截面 由此可見無需配置普通鋼筋來滿足最小配筋率要求 綜上所述在全梁段內(nèi)梁底部配置 6 根直徑 25mm 的 HRB335 鋼筋 以滿足最小配筋要求 斜截面承載力驗(yàn)算 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 526 條計(jì)算受彎構(gòu)件 斜截面抗剪承載力時(shí)其計(jì)算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用 ①距支座中心 h2 處 ②受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面 ③錨于受拉區(qū)鋼筋開始不受力處截面 ④箍筋數(shù)量或者間距變化處的截面 ⑤構(gòu)件腹板寬度變化處截面 1 復(fù)核主梁截面尺寸 T 形截面進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算時(shí)其截面尺寸應(yīng)符合《公預(yù)規(guī)》 529 條規(guī)定 即 上式右邊 所以本設(shè)計(jì)主梁 T 形截面尺寸符合要求 截面抗剪承載力驗(yàn)算 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 5210 條規(guī)定若符合下列公式要求時(shí)則不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算 式中預(yù)應(yīng)力提高系 數(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件取 125 距支座中心 h2 處 上式右邊 因此距支座中心 h2 處需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算 ①計(jì)算斜截面水平投影長(zhǎng)度 C 按《公預(yù)規(guī)》 525 條計(jì)算斜截面水平投影長(zhǎng)度 C 式中斜截面受壓端正截面處的廣義剪跨比當(dāng) m 30 時(shí)取 30 通過斜截面受壓端正截面內(nèi)有使用荷載產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計(jì)值 相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩組合設(shè)計(jì)值 通過斜截面受壓區(qū)頂端正截面上的有效高度自受拉縱向愛那個(gè)主鋼筋的合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離