后张法预应力混凝土简支T型梁桥上部结构设计(76页).docx
《后张法预应力混凝土简支T型梁桥上部结构设计(76页).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《后张法预应力混凝土简支T型梁桥上部结构设计(76页).docx(76页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-后张法预应力混凝土简支T型梁桥上部结构设计-第 74 页内 容 摘 要本设计为后张法预应力混凝土简支T型梁桥上部结构设计。跨径布置为25m,计算跨径24.6m, 主梁全长24.96m, 桥面宽度为净9m(行车道)+20.75m(防撞栏)。设计荷载:公路II级;环境标准:I类环境;设计安全等级:二级。施工方法采用后张法,用金属波纹管和夹片锚具,预应力钢束用曲线形,用高强度低松弛预应力钢绞线。依据桥梁规范计算荷载验算应力然后确定桥梁的截面及其配筋情况,按照全预应力构件设计。本文主要阐述了该桥的设计、计算及验算过程。首先进行了主体设计及计算。包括主梁作用效应计算;预应力钢束的估算及其布置;钢束预应
2、力损失计算。然后进行主梁截面承载力与应力计算。主要包括承载能力极限状态计算;持久状况正常使用极限状态抗裂性验算;持久状况构件应力计算;短暂状况构件的应力验算及主梁变形验算。其次进行横隔梁和行车道板的设计。最后进行了主梁端部的局部承压验算。关 键 词预应力;后张法;T型梁;内力计算;强度验算The design of the bridge superstructure on CountyRoad X07Author: Li Qichen Instructor: Xie XiaopengAbstractThe content of this design is the excogitation f
3、or the superstructure of post-tensioning prestressed concrete simply-supported T-beam bridge. Standard lengths:25m; calculated span :24.6m;main length :24.96m; width : 9m (carriageway) + 2 * 0.75 m (bull). Design load: highway - II, Environmental standard of environment: I; Design safety level: 2. T
4、his design adopts he method of post-tensioning construction with metal corrugated pipe and slice the anchorage, prestressing tendons with high strength, with measures of low relaxation prestressed strands. According to the bridge standards to calculate the load and the stress .Then ascertain the sec
5、tion and reinforcement, and on the basis of the full prestress method to design the structural component.My primary purpose in this article is to conceptualize the process of the design 、 calculation and checking calculation. the first step is to design and calculate the main part, which includes th
6、e main effect; Estimation of prestressing tendons and its layout, Steel beam prestress loss calculation. Then compute the bearing capacity - and stress - of the section of the main girder , mainly including the bearing capacity calculation limit state, Lasting condition normal use limit state cracki
7、ng-resistance, checking, Lasting condition; structural stress computation Briefly state of stress calculation and structural deformation calculation girder. The second ,design the Driveway plate .Finally check the partial pressure of the ends of the main girder.Key wordsPrestressed;post-tensioning;T
8、-beam;Internal force calculation;Strength calculation;G-M method目 录第一章 设计基本资料及构造布置11.1设计资料11.2主要材料和工艺11.3结构设计11.4几何特性计算2第二章 主梁设计52.1主梁作用效应计算52.2预应力钢束数量估算及其布置192.3计算主梁截面几何特性计算282.4钢束预应力损失计算382.5主梁截面应力与变形验算51第三章 行车道板计算714.1悬臂板荷载效应计算714.2连续板荷载效应计算734.3截面设计、配筋与承载力验算78第四章 端部的局部承压验算815.1局部承压区的截面尺寸验算815.2局
9、部抗压承载力验算82谢 辞83参 考 文 献84第一章 设计基本资料及构造布置1.1设计资料(1)设计跨径和桥面宽度 1)标准跨径:25m(墩中心线)。 2)计算跨径:24.6m。 3)主梁全长:24.96m. 4) 桥面宽度(桥面净宽):9+20.75m(人行道)。(2)设计标准 1)设计荷载:公路II级,人群荷载3.0KN/m2,每侧栏杆、人行道的重量分别为1.52KN/m和3.6KN/m。 2)环境标准:类环境。 3)设计安全等级:二级。1.2主要材料和工艺(1)混凝土:主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝、桥面铺装均采用C50混凝土,栏杆、人行道采用C35混凝土。(2)钢材:预应力钢束:采用高
10、强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞筋,公称直径为15.20mm,公称面积140mm2,标准强度fpk=1860MP,弹性模量Ep=1.95105MPa。(3)施工工艺:按后张法施工工艺制作主梁,采用金属波纹管和夹片锚具,波纹管内径70mm,外径77mm。1.3结构设计(1)本设计为预应力简支T形梁。(2)桥面板横坡假定为和桥面横坡相同,本设计假设为平坡。(3)主梁断面:主梁高1.5m,梁间距为2.1m其中预制梁宽1.6m,翼缘板中间湿接缝宽度为0.5m。主梁跨中肋厚0.16m,马蹄宽为0.42m梁端部腹板厚度加厚到与马蹄同宽,以满足端部锚具布置和局部应力需要。(4)横隔梁设置:横隔梁共设6道,间距
11、为4.92m,端横隔梁宽度为0.2m,跨中横隔梁宽度为0.14m。(5)桥面铺装:设计总厚度17cm,其中水泥混凝土厚度为8cm,沥青混凝土厚度为9cm,两者之间加设防水层。1.4几何特性计算根据上述资料拟定尺寸,绘制T梁的跨中及端部截面见图12,图13。图 1-1 预应力混凝土T梁结构尺寸图(尺寸单位:mm)(从上到下分别为横断面、梁立面、II剖面图)图12 T形梁跨中截面尺寸图(尺寸单位:mm)图13 T形梁端部截面尺寸图(尺寸单位:mm)计算截面几何特征,计算时将整个主梁截面划分为n个小块面积进行计算,跨中截几何特征列表计算见表11。 表11 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面
12、积形心至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积自身矩分块面积对截面形心的惯性矩大毛截面(含湿接缝)翼板29407205804802041.7156251161675164186.9三角承托32016.6675333.441137.77832.04862328676.5329814.24腹板1856721336322081194.7-23.284410062533087448.13下三角169125.66721237.721586.722-76.951410007361002322.78马蹄84014011760028000-91.284469995847027584.186125298383.21
13、6611356.2小毛截面(不含湿接缝)翼板224071568036586.66747.0982849688755005461.91三角承托32016.6675333.441137.77837.43128448352.2449489.983腹板1856721336322081194.7-17.9017594795.32675989.99下三角169125.66721237.721586.722-71.5687865631.8867218.553马蹄84014011760028000-85.901761984496226448.785425293483.215224609.2大毛截面形心至上翼距
14、离48.72小毛截面形心至上翼距离54.10第2章 主梁设计2.1主梁作用效应计算主梁的作用效应计算包括永久作用和可变作用。根据梁跨结构纵、横截面的布置,计算可变作用下荷载横向分布系数,求处各主梁控制截面(取跨中、四分点截面及支点截面)的永久作用和最大可变作用效应,再进行主梁作用效应组合(标准组合、短期组合和极限组合)。2.1.1永久作用效应计算(1)永久作用集度1)主梁自重跨中截面段主梁自重(五分点截面至跨中截面,长7.38m):=0.5425257.38 = 100.09(KN)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算(长3.72m):=(0.5712+0.01458+0.224)3.7225
15、2=63.28(KN)支点段梁的自重(长1.38m):=0.80978251.38=34.95(KN)横隔梁体积中横隔梁体积为:0.14(1.160.72-0.50.40.08-0.50.130.13)=0.1135()端横隔梁体积为:0.2(1.360.59-0.50.0540.27=0.159()故半跨内边主梁横隔梁重量:=(20.1135+10.159)25=9.65(KN)中主梁的横隔梁重量:=2(0.1422+0.1428)26 =14.82(KN)预制梁永久作用集度g1=(100.09+62.88+27.94+9.65)12.48=16.07(KNm)2)二期永久作用现浇T梁翼板集
16、度:g(5)=0.141.160.25=1.75(KN/m)边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分)体积:0.140.251.16=0.0406()一片端部横隔梁(现浇部分)体积:0.20.251.36=0.068()故 =(40.0406+20.068)2524.96=0.30(KNm)桥面铺装层8cm水泥混凝土铺装:0.08925=18(KN/m)9cm沥青混凝土铺装:0.09923=18.63(KN/m)将桥面铺装重量均分给五片梁,则:=(18+18.63)5=7.326(KN/m)单侧人行道荷载为3.6KN/m,单侧栏杆荷载为1.52KN/m,将两侧人行道和栏杆均分给所有梁,则=(1
17、.523.60)25 =2.048(KN/m)主梁二期永久作用集度=1.75+0.30+7.326+2.048=11.424(KNm)(2)永久作用效应:下面进行永久作用效应计算,参照图21,设a为计算截面至左侧支座的距离,并令c=al,主梁弯矩M和剪力V的计算公式分别为:图21 永久作用效应图永久作用效应计算表见表21。表 21 1号梁永久作用效应表作用效应跨中四分点支点C=0.5C=0.25C=0一期弯矩(KNm)1215.615911.711360剪力(KN)098.8305197.661二期弯矩(KNm)864.1685648.126360剪力(KN)070.2576140.5152弯
18、矩(KNm)2079.7841559.83770剪力(KN)0169.0881338.17622.1.2可变作用效应计算:(1) 冲击系数和车道折减系数的计算结构的冲击系数与结构的基频有关,故应先计算结构的基频,简支梁桥的基频可按下式计算:其中,由于,故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为: 当车道大于两车道时,应进行车道折减,三车道折减22%,四车道折减33%,五车道折减40%,但减后不得小于两车道布置的计算结果。本设计分别按两车道,三车道,四车道,五车道布载进行计算,取最不利情况进行设计。(2)计算主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横分布系数:用比拟正交异性板法(G-M法)求荷载横向分布系数。
19、计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和抗弯惯性矩在前面已求得:=0.1661135对于T形梁截面,抗扭惯距可近似按下式计算:式中:bi ,ti相应为单个矩形截面的宽度和高度; ci矩形截面抗扭刚度系数,根据ti /bi比值按表计算; m梁截面划分成单个矩形截面的个数。对于跨中截面,翼缘板的换算平均厚度:马蹄部分的换算平均厚度:表2-2 IT 计 算 表 分块名称bi(cm)ti(cm)ti /biciIT= ci bi ti 3(10-3 m4)翼缘板21015.650.0751/32.68腹板107.84160.150.30151.33马蹄4226.50.630.2031.595.6单位宽度抗弯及抗扭
20、惯距:计算横梁抗弯及抗扭惯性矩:翼板有效宽度计算: 横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即:根据比值可查表,求得:=0.6575,所以:求横梁截面重心位置:横梁的抗弯和抗扭惯距和:,小于0.1,所以查表得=1/3,但由于连续桥面的单宽抗扭惯距只有独立板宽边板者的一半,可取=1/6。=0.16/(1.16-0.1565)=0.159,查表可得c2=0.300单位抗弯及抗扭惯距和:计算抗弯参数和抗弯参数式中:桥宽的一半; 计算跨径;材料的切变模量。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)(以下简称公预规)3.1.6条,取,则: 计算荷载横向分布影响线坐标:已知,查G-M法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 后张法 预应力 混凝土 型梁桥 上部 结构设计 76
限制150内