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長(zhǎng)母禮中橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)doc-文庫(kù)吧資料

2025-07-24 16:26本頁(yè)面
  

【正文】 跨中預(yù)拱度,支點(diǎn),預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。先計(jì)算此時(shí)的抗彎剛度:放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí),設(shè)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30這時(shí),則: 換算截面面積:所有鋼筋換算面積對(duì)毛截面重心的靜距為:換算截面重心至毛截面重心的距離為:則換算截面重心至空心板下緣的距離:換算截面重心至空心板上緣的距離:預(yù)應(yīng)力鋼絞線至換算截面重心的距離: 普通鋼筋至換算截面重心的距離:換算截面慣矩: 換算截面的彈性抵抗矩:下緣:上緣:空心板換算截面幾何特性匯總于表39表39 空心板截面幾何特性匯總表項(xiàng)目符號(hào)單位換算截面面積353590換算截面重心至截面下緣距離換算截面重心至截面上緣距離預(yù)應(yīng)力鋼筋至截面重心軸距離普通鋼筋至截面重心距離換算截面重心慣矩?fù)Q算截面彈性抵抗矩:則由預(yù)加力產(chǎn)生的跨中反拱度,并乘以長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)后得:由《公預(yù)規(guī)》,當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長(zhǎng)期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí),應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度,其值按該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長(zhǎng)期反拱度值之差采用;若大于時(shí),可不設(shè)預(yù)拱度。消除自重產(chǎn)生的撓度,并考慮長(zhǎng)期影響系數(shù)后,正常使用階段的撓度值為:計(jì)算結(jié)果表明,使用階段的撓度值滿(mǎn)足《公預(yù)規(guī)》要求。纖維處的主拉應(yīng)力(計(jì)入正溫差應(yīng)力)(計(jì)入反溫差應(yīng)力)上述計(jì)算結(jié)果表明,本橋空心板滿(mǎn)足《公預(yù)規(guī)》對(duì)部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件斜截面抗裂性要求。(三)、纖維(空洞底面) 式中:—纖維以上截面對(duì)重心軸的靜矩。(2)、纖維(空心板換算截面重心處)式中:—纖維以上截面對(duì)重心軸的靜矩。 ——空心板纖維以上截面對(duì)空心板換算截面重心軸的靜矩則:式中: (—纖維至截面重心軸的距離,)(計(jì)入正溫差效應(yīng))式中:——豎向荷載產(chǎn)生的彎矩,在支點(diǎn)——溫差頻遇系數(shù),取計(jì)入反溫差效應(yīng)則:主拉應(yīng)力: (計(jì)入正溫差應(yīng)力)計(jì)入反溫差應(yīng)力: 上式中負(fù)值表示拉應(yīng)力。(1)、纖維(空洞頂面)式中:——支點(diǎn)截面短期組合效應(yīng)剪力設(shè)計(jì)值,由表36查得:——計(jì)算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬。先計(jì)算溫差應(yīng)力1. 正溫差應(yīng)力纖維: 纖維 纖維: 2. 反溫差應(yīng)力為正溫差應(yīng)力乘以。上述計(jì)算結(jié)果表明,本橋在短期效應(yīng)組合及長(zhǎng)期效應(yīng)組合下,并考慮溫差應(yīng)力,正截面抗裂性均滿(mǎn)足要求。(《橋規(guī)》),則考慮溫差應(yīng)力,在作用短期效應(yīng)組合下,梁底總拉應(yīng)力為:則,滿(mǎn)足部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件條件。豎向溫度梯度為下圖313,由空心板高為,取。同樣,代入公式,則得:由此得:符合《公預(yù)規(guī)》對(duì)A類(lèi)構(gòu)件的規(guī)定??缰薪孛妫航孛妫褐c(diǎn)截面: 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂性計(jì)算是對(duì)構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,并滿(mǎn)足《公預(yù)規(guī)》條要求,對(duì)于本橋部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件,應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)要求:第一, 在作用短期效應(yīng)組合下,;第二,在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下,即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。設(shè)傳力錨固齡期為,計(jì)算齡期為混凝土終極值,設(shè)橋梁所處環(huán)境的大氣相對(duì)濕度為。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺(tái)座之間的最大溫差,則:(三)預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失式中:——張拉系數(shù),一次張拉時(shí),;——預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛系數(shù),低松弛;——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,;——傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力,由《公預(yù)規(guī)》,對(duì)于先張法構(gòu)件,代入計(jì)算式,得:(四)混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失對(duì)于先張法構(gòu)件 :式中:——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值,;——在計(jì)算截面鋼筋中心處,由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力(,其值為 其中——預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時(shí)的全部預(yù)應(yīng)力損失值,由《公預(yù)規(guī)》條,先張法構(gòu)件傳力錨固時(shí)的損失為:則:由前面計(jì)算的空心板換算截面面積, 。 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算:,控制應(yīng)力取。(2)跨中距截面處此處,箍筋間距,斜截面抗剪承載力: 抗剪承載力滿(mǎn)足要求。由于不設(shè)彎起鋼筋,因此,斜截面抗剪承載力按下式計(jì)算:式中:,此處箍筋間距,210。圖311 空心板箍筋布置(尺寸單位:cm)由圖311,選取以下三個(gè)位置進(jìn)行空心板斜截面抗剪承載力計(jì)算:① 距支座中心=350mm處截面,x=7450mm;② 距跨中位置x=4350mm處截面(箍筋間距變化處);(位置確定見(jiàn)剪力包絡(luò)圖)③ 距跨中位置處截面(箍筋間距變化處)。取。取箍筋間距,并按《公預(yù)規(guī)》要求,在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi),箍筋間距取100mm。由于:,并對(duì)照表36沿跨長(zhǎng)各截面的控制剪力組合設(shè)計(jì)值,在至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計(jì)算要求配置抗剪箍筋,其它區(qū)段可按構(gòu)造要求配置箍筋。代入上述公式:計(jì)算結(jié)果表明空心板截面尺寸符合要求。 斜截面抗彎承載力計(jì)算、下限復(fù)核選取距支點(diǎn)h/。首先安公式來(lái)判斷截面類(lèi)型:屬于第一類(lèi)T形,應(yīng)按寬度的矩形截面來(lái)計(jì)算其抗彎承載力。(一)換算截面面積代入得:(二)換算截面重心位置所有鋼筋換算截面對(duì)毛截面重心的靜矩為:換算截面重心至空心板毛截面重心的距離為:(向下移)則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為:換算截面重心至空心板截面上緣的距離為:換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離為:換算截面重心至普通鋼筋重心的距離為:(三)換算截面慣性矩 (四)換算截面彈性抵抗矩下緣:上緣: 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算跨中截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖。 換算截面幾何特性計(jì)算由前面計(jì)算已知空心板毛截面的幾何特性。按《公預(yù)規(guī)》 。由表36,跨中,代入上式得:整理后得:求得:,且說(shuō)明中和軸在翼緣板內(nèi),可用下式求得普通鋼筋面積:說(shuō)明按受力計(jì)算需要配置縱向普通鋼筋,現(xiàn)按構(gòu)造要求配置??招陌褰孛婵蓳Q算成等效工字形截面來(lái)考慮:由: ① ②由①、②得,則得等效工字形截面的上翼緣板厚度:等效工字形截面的下翼緣板厚度:等效工字形截面的肋板厚度:等效工字形截面尺寸見(jiàn)圖10:圖10 等效工字截面示意(尺寸單位:cm)估算普通鋼筋時(shí),可先假定,則由下式可求得受壓區(qū)高度x,設(shè)。 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置預(yù)應(yīng)力空心板選用1根股鋼絞線布置在空心板下緣,沿空心板跨長(zhǎng)直線布置,即沿跨長(zhǎng)保持不變,見(jiàn)圖39,預(yù)應(yīng)力鋼筋布置應(yīng)滿(mǎn)足《公預(yù)規(guī)》要求,鋼絞線凈距不小于25mm,端部設(shè)置長(zhǎng)度不小于150mm的螺旋鋼筋等。本橋采用股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋。式中:——在作用短期效應(yīng)組合作用下,構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土法向拉應(yīng)力;——構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力。首先,按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加應(yīng)力。應(yīng)此預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí),一般情況下,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性或裂縫寬度限制確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量,再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。表6 空心板作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表序號(hào)作用種類(lèi)彎矩M()剪力V(kN)跨中跨中支點(diǎn)作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)0.可變作用效應(yīng)車(chē)道荷載不計(jì)沖擊人群荷載承載能力極限狀態(tài)基本組合 (1)0 (2) (3)正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合 (4)0 (5) (6)使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 (7)0 (8) (9)彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合S (10)0 (11) (12) 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量計(jì)算及布置 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的構(gòu)造形式?!稑蛞?guī)》還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí),應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合,即此時(shí)效應(yīng)組合表達(dá)式為:式中: S——標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值;——永久作用效應(yīng)、汽車(chē)荷載效應(yīng)(計(jì)入汽車(chē)沖擊力)、人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)表達(dá)式:式中:——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值;——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;——不計(jì)沖擊的汽車(chē)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;——人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合表達(dá)式為:式中:——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),本橋?qū)儆谥匾?;——效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值;——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;——汽車(chē)荷載效應(yīng)(含汽車(chē)沖擊力)的標(biāo)準(zhǔn)值;——人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)計(jì)算如下① 跨中截面彎矩:剪力: ② 截面彎矩:剪力:③支點(diǎn)截面剪力可變作用效應(yīng)匯總于表35中,由此看出,車(chē)道荷載以?xún)尚熊?chē)道控制設(shè)計(jì)。圖7 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖兩行車(chē)道荷載:不計(jì)沖擊系數(shù):計(jì)入沖擊:(2)人群荷載效應(yīng)人群荷載是一個(gè)均布荷載,其大小按《橋規(guī)》。① 跨中截面:式中:——汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù);——多車(chē)道汽車(chē)荷載橫向折減系數(shù);——汽車(chē)荷載跨中截面橫向分布系數(shù);——分別為車(chē)道荷載的集中荷載、均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值;——彎矩影響線的面積;——與車(chē)道荷載的集中荷載對(duì)應(yīng)的影響線的豎標(biāo)值。按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同,對(duì)于簡(jiǎn)支板橋:當(dāng)Hz時(shí),;當(dāng)Hz時(shí),;當(dāng)時(shí)。由圖5,首先繪制橫向影響線圖及橫向線上按最不利荷載布置。計(jì)算如下:1號(hào)板:人群:2號(hào)板:人群:各板橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果中數(shù)據(jù)可以看出:兩行汽車(chē)荷載作用時(shí),2號(hào)板的橫向分布系數(shù)最不利。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),所以只需計(jì)算1號(hào)板至2號(hào)板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。由表4畫(huà)出各板的橫向分布影響線,并按橫向最不利位置布載,求得兩車(chē)道情況下的各板橫向分布系數(shù)。支點(diǎn)至l/4點(diǎn)之間的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得。多車(chē)道橋梁上還應(yīng)考慮多車(chē)道折減,車(chē)道折減系數(shù)。而 在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí),即計(jì)算剪力時(shí)?!稑蛞?guī)》規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用車(chē)道荷載。各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)是不同的,本橋?yàn)橛?jì)算方便近似按各板平均分擔(dān)來(lái)考慮,則每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋褐邪澹?(第二期恒載)中板:邊板: 表2 空心板每延米總重力g荷載板第一期恒載g1第二期恒載g2第三期恒載g3總和g(KN/m)中板邊板由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用(自重)效應(yīng),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。圖1 橋梁橫斷面(尺寸單位:mm)圖2 空心中、邊板截面構(gòu)造及尺寸(尺寸單位:mm)、 空心中板毛截面幾何特性計(jì)算、毛截面面積A、毛截面重心位置全截面對(duì)板高處的靜矩: 鉸縫的面積(如右圖所示):則毛截面重心離板高的距離為: () 鉸縫重心對(duì)板高處的距離為:空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣矩(忽略了鉸縫對(duì)自身重心軸的慣矩)空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為下圖的單箱截面來(lái)近似計(jì)算:圖4 計(jì)算抗扭剛度的空心板截面簡(jiǎn)化圖(尺寸單位:cm)同理計(jì)算邊板數(shù)據(jù)得,并整理數(shù)據(jù)得表1:邊、中板毛截面幾何特性(不含13cm C40防水混凝土鋪裝層) 表1板號(hào)中板邊板幾何特性面積抗彎慣矩抗彎慣矩面積抗彎慣矩抗彎慣矩、 作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用效應(yīng)計(jì)算(第一期恒載)中板:邊板:、人行道、橋面鋪裝(第三期恒載)由于是鄉(xiāng)村低等級(jí)的橋梁故不設(shè)人行道,考慮還是有人的作用及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計(jì)資料。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長(zhǎng)直線布置。、 構(gòu)造形式及尺寸選定本橋橋面凈空為凈,采用9塊C50的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,高80cm。橋梁支座:采用常溫型氯丁橡膠支座GYZ和GYZF4系列產(chǎn)品,其性能指標(biāo)應(yīng)符合中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁板式橡膠支座》(JT/T 42004)的規(guī)定。單根鋼絞線直徑 ,鋼絞線面積A=139mm2,鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)值fpk=1860Mpa,彈性模量E=.錨具:預(yù)制空心板錨具采用XM型或其它型號(hào)錨具及其配套的設(shè)備,管道成孔采用鋼波紋管。、主要材料:1  混凝土材料 C40砼:空心板、橋面鋪裝、鉸縫、支座墊石C30砼:墩柱、蓋梁、耳背墻、擋塊、欄桿底座C25砼:系梁C25水下砼:樁基礎(chǔ)2  普通
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