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正文內(nèi)容

40米預應力混凝土簡支t形梁橋設計(參考版)

2025-03-07 13:51本頁面
  

【正文】 ( 2)車輪在板的支承處時,垂直于板的跨徑方向荷載的有效分布寬度 1 2 0 .2 2 0 .1 1 0 .1 5 0 .5 7a a h t m? ? ? ? ? ? ? ? ( 3)車輪在板的支承附近,距支點的距離為 x 時,垂直于板的跨徑方向荷載的有效分布寬度 1 2 2 2 2 2a a h t x x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? a 的分布見圖 93 44 圖 93 簡支板可變作用計算圖示(單位: cm) a)分布圖 b) M 圖 c) V圖 將重車后輪作用于板的中央,求出簡支板跨中最大可變作用(汽車)的彎矩為 0 1 4 0 0 . 8 2( 1 ) ( ) 1 . 3 ( 2 . 4 0 ) 3 0 . 1 8 k N m8 2 8 1 . 5 0 2p PbMl a?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計算支點剪力時。汽車后輪著地寬度和長度分別為 ma ? , mb ? 。 2 0 .0 5 1 2 3 0 .0 6 1 2 5 2 .6 5 k N / mg ? ? ? ? ? ? ?。 計算圖示見圖 92。梁肋間的板,其計算跨徑按下列規(guī)定取用: 1)計算彎矩時: tll ?? 0 ,但不大于 bll ?? 0 本設計中 0 l t m? ? ? ? ?< 0 b 2 .2 0 .2 2 .4lm? ? ? 2)計算剪力時: 0ll? 。對于剪力,可不考慮板和主梁的彈性固結作用,認為簡支板的支點剪力即為連續(xù)板的支點剪力。對于彎矩,先算出一個跨度相同的簡支板的跨中荷載(恒載、活載及其組合)彎矩 0M ,再乘以偏安全的修正系數(shù)加以修正,以求得支點處和跨中截面的設計彎矩。 彎矩: 21 3 . 0 0 . 7 5 0 . 8 4 k N m2gM ? ? ? ? ? ? ? 剪力: 3. 0 0. 75 2. 25 kNgV ? ? ? 承載能力極限狀態(tài)作用基本組合 極限狀 態(tài)作用的基本組合計算如下 1. 2 1. 4 0. 8 ( 1. 2 9. 32 1. 4 0. 8 0. 84 ) 12 .1 2 kN mA d g A pM M M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 .2 1 .4 0 .8 1 .2 1 4 .0 5 1 .4 0 .8 2 .2 5 1 9 .3 8 k NA d g A pV V V? ? ? ? ? ? ? ? ? 連續(xù)板荷載效應計算 41 行車道板與主梁梁肋是連接在一起的,當橋面現(xiàn)澆部分完成后,行車道板與主梁梁肋之間的連接情況,既不是固結,也不是鉸接,而應該考慮彈性固結,即支撐在一系列彈性支撐上的多跨連續(xù)板。2g 為橋面鋪裝層重力。圖中 P 為防撞欄重力,其值為 , 2g 為現(xiàn)澆部分懸臂板自重。 (a) (b) (c) 40 圖 91 懸臂板計 算圖示 (cm) 計算懸臂根部一期永久荷載作用效應為 彎矩: 221 110 . 1 5 1 2 6 0 . 7 5 0 . 5 0 . 1 1 2 6 0 . 5 1 . 2 0 5 k N m23gM ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 剪力: 1 0 .1 5 1 2 6 0 .7 5 0 .5 0 .1 1 2 6 0 .5 3 .5 7 5 k NgV ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 2)成橋之后:橋面現(xiàn)澆部分完成后,施工二期永久作用,此時橋面板可看成凈跨徑為 的懸臂單向 板。 懸臂板(邊梁)荷載效應計算 由于寬跨比大于 2, 故懸臂板可按單向板計算 ,懸臂長度為 ,計算時取懸臂板寬度為 。由于這部分的計算與主梁截面承載力驗算相同,故從略。剪力鋼筋選用間距 s 為 200mm 的 2 22? 雙肢箍筋。 根據(jù)《橋規(guī)》 條規(guī)定,橋梁結構的局部加載計算應采用車輛荷載,圖 81 示出跨中橫隔梁縱向的最不利荷載布置。 第 七 章 主梁變形驗算 計算由荷載引起的撓度時 , 全預應力混凝土構件的剛度應采用 IEc , 則恒載效應產(chǎn)生的跨中撓度可近似按下式 計算 0221 )(485 IE lMMf c qqG ??3246 9 5 0 . 9 7 1 0 3 9 0 05 5 . 1 94 8 0 . 9 5 3 . 4 5 1 0 6 4 6 8 9 9 8 0 cm??? ? ?? ? ? 短期荷載效應組合產(chǎn)生的跨中撓度可近似按下式計算 2 32405 5 9 4 9 4 . 2 1 0 1 0 3 9 0 0 7 . 0 9 54 8 0 . 9 5 4 8 0 . 9 5 3 . 4 5 1 0 6 4 6 8 9 9 8 0sQ cMlf c mEI ??? ? ? ?? ? ? 受彎構件在使用階段的撓度應考慮荷載長期效應的影響 ,即按荷載短期效應計算的撓度 36 值, 乘以撓度長期增長系數(shù) ?? ,對 C50混凝土, ?? =, 則, 荷載短期效應組合引起的長期撓度值為 1. 42 5 1. 42 5 7. 09 5 10 .1 1Q l Qf f c m? ? ? ? 恒 載引起的長期撓度值為 1 .4 2 5 1 .4 2 5 5 .1 9 7 .4 0G l Gf f c m? ? ? ? 結構剛度驗算 : 預應力混凝土受彎構件的長期撓度值 , 在消除結構自重產(chǎn)生的長期撓度值后梁的最大撓度不應超過計算結構的 600/l ,即 1 0 .1 1 7 .4 2 .7 1 / 6 0 0 3 9 0 0 / 6 0 0 6 .5Q l G lf f l c m? ? ? ? ? ? ? 可見, 結構剛度滿足要求 。 斜截面抗裂性驗算 此項驗算主要為了保證主梁斜截面具有與正截面同等的抗裂安全度,計算混凝土主拉應力時應選著跨徑中最不利截面。 正截面抗裂性驗算的計算過程和結 果見表 62。 正截面抗裂性驗算 全預應力混凝土預制構件,在使用(或)荷載短期效應組合下,應滿足 ?? pcst ?? 式中 : st? —— 在作用短期效應組合作用下,構件抗裂性驗算邊緣混凝土的法向應力; 11g S gstnx oxM M MWW? ??? pc? —— 扣除全部預應力損失后的預加力子構件抗裂性驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓應力 。 31 (2)斜截面抗彎承載力驗算:本例中由于剛束都在梁端錨固,鋼束根數(shù)沿梁跨沒有變化,配筋率亦滿足要求,可不必進行該項承載力驗算。 ③抗剪承載力計算 根據(jù)《公預規(guī)》 條規(guī)定,主梁斜截面抗剪 承載力應按下式計算: d cs pboV V V? ?? 式中: Vd—— 通過斜截面受壓端正截面內(nèi)最大剪力組合設計值為 ; Vcs—— 斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪承載力應按下式計算: – 3 ,c s 1 2 3 0 . 4 5 1 0 ( 2 0 . 6 c u k s v s voV b h P f f? ? ? ?? ? ? α 1—— 異號彎矩影響系數(shù),簡支梁取 ; α 2—— 預應力提高系數(shù),對預應力混凝土受彎構件,取 ; α 3—— 受壓翼緣的影響系數(shù),取 ; b—— 斜截面受壓端正截面處 T 形截面腹板寬度,此處 386mmb? ; ho—— 斜截面受壓端正截面處梁的有效高度,為 650mm ; P—— 斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率, 100P ?? , p pb( ) / ( oA A b h? ?? ),當 > 時,取 ? ; 30 fcu,k—— 混凝土強度等級( MPa); ρ sv —— 斜截面內(nèi)箍筋配筋率, svsv vAbS? ? fsv—— 箍筋抗拉設計強度; Asv—— 斜截面內(nèi)配置在同一彎起截面的箍筋各肢總截面面積 (mm2); Sv—— 斜截面內(nèi)箍筋的間距 (mm); Vpb—— 與斜截面相交的預應力彎起鋼束的抗剪承載力 (kN),按下式計算: – 3p b p b 1 0 sinpdV f A ?? ? ? Apb—— 斜截面內(nèi)在同一彎起平面的預應力彎起鋼筋的截面面積 (mm2); fpd—— 預應力彎起鋼束的抗拉設計強度( Mpa),本設計 1260Mpapdf ? ; θ p—— 預應力彎起鋼 筋在斜截面受壓端正截面處的切線與水平線的夾角, 表 61給出了 N1~ N3 鋼束的 sinθ p值。 29 ②箍筋計算 根據(jù)《公預規(guī)》 條,腹板內(nèi)箍筋直徑不小于 10mm ,且應采用帶肋鋼筋,間距不應大于 250mm 。于是 C= = ; 該處距離支座的距離為: / 2 2 / 2 36 mCh? ? ? ? ?。 為了計算剪跨比 m ,首先必須在確定最不利截面位置計算 V 值和相應的 M 值,因此只能采取驗算的辦法,首先假定 iC 值,按所假定的最不利截面位置計算 V 值和相應的 M 值,根據(jù)上述公式求得 m 值和 C 值,如假定的 iC 值與計算的 C 值相等或基本相等,則該處即為最不利位置。 2)截面抗剪承載力驗算:若滿足下式要求時,則無需進行斜截面抗剪承載力計算 dV0? ≤ bhfa td?? 式中 tdf —— 混凝土抗拉強度設計值,對 C50,為 ; 2a —— 預應力提高系數(shù),對預應力混凝土受彎構件,取為 . 對于距支座中心 h/2 處截面: 460b mm? , ? , ? 33200 .5 1 0 0 .5 1 0 1 .2 5 1 .8 3 4 6 0 ( 2 2 0 0 8 0 5 .3 )tda f b h??? ? ? ? ? ? ? ? 07 3 3 .7 9 k N = 1 .1 1 4 2 3 .9 1 = 1 5 6 6 .3 k NdV???< 因此本設計需進行斜截面抗剪承載力計算。 本設計以距支座中心 h/2 處的截面進行計算。 pc? = ppn n xNM 1 2 6 6 4 1 . 7 9 4 7 8 3 5 8 8 7 . 0 7 8= = 4 8 . 3 4A W 7 8 5 9 . 7 5 2 4 3 1 2 1?? ? = 002SW =2 crM = pc tk 0+ f W??( ) =(+ ) = udcrMM= = 故最小配筋率滿足要求。故不會發(fā)生超筋破壞。 設中性軸到截面邊緣的距離為 x,則 Ac=247。39。39。故不會發(fā)生超筋破壞。 圖 61 跨中截面承載力計算圖示(尺寸單位: cm) 設中性軸到截面邊緣的距離為 x,則 Ac=247。39。39。 正截面承載力驗算 ( 1)跨中截面正截面承載力驗算:跨中正截面承載力計算如圖 61所示。 ( a) ( b) 圖 51 ( a)跨中(四分點)截面凈距計算圖 ( b)支點截面凈距計算圖式(尺寸單位: cm) 23 跨中截面對重心軸 靜距計算表 表 52 其他截面均采用同樣方法計算,結果均列于表 53中。 上面式中: hA 、 I —— 分別為混凝土毛截面面積和慣矩; jhA A n A? ? ? ( ) 2()j js iI I n A y y? ? ? ? ( ) 22 A? 、 yA? —— 分別為一根管道截面積和鋼束截面積; 0sy 、 isy —— 分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離; iy —— 分面積重心到主梁上緣的距離; n —— 計算面積內(nèi)所含的管道(鋼束)數(shù); yn —— 鋼束與混凝土的彈性模量比值;得 ? ? 。 計算公式如下: 對于凈截面: 截面積: 截面慣矩: 取用預制梁截面(翼板寬度 1 170b cm? )計算。計算結果如下表所示。 ( 2) 鋼束長度計算 一根鋼束的長度為
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