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文檔簡介

1、預應力混凝土先簡支后連續梁橋設計摘要本次設計是有關預應力混凝土連續箱梁橋設計,橋梁跨徑35m+50m+35m,先簡支后連續結構梁橋在高等級公路中得到了越來越多的使用,漸漸代替了原來單一的簡支梁橋或連續梁橋,它兼顧了簡支梁橋和連續梁橋兩者的優點。而體系轉化在先簡支后連續梁橋施工中具有重要意義。箱梁吊裝完成后,預制梁非連續端安裝在永久支座上,連續端安裝在臨時支座上,此時墩頂永久支座暫不受力,由臨時支座參與結構受力,支撐箱梁,每跨之間為簡支體系,待體系轉換完成后,形成整體的連續結構體系,再將臨時支座拆除,使原來布置在墩頂中間的永久支座參與受力。  簡支轉連續體系轉換的主要施工工序是先連接橋

2、面板鋼筋、端橫梁鋼筋及澆筑端橫梁混凝土,再逐次連接連續接頭段及設置接頭鋼束波紋管并穿束、綁扎中橫梁鋼筋、澆筑連續接頭段和與頂板鋼束同長范圍內的濕接縫,待混凝土達到設計強度要求后,進行墩頂鋼束張拉及壓漿,再由跨中向支點澆筑剩余部分的濕接縫,最后拆除臨時支座,使梁支承在永久支座上,經支座轉換形成連續梁體系。 簡支轉連續梁橋體系形成的關鍵是結構從簡支狀態轉換為連續狀態,包括混凝土現澆段施工、頂板負彎矩預應力張拉和臨時支座的拆除。其中連續端澆筑及張拉壓漿順序采用對稱澆筑、對稱張拉。本次畢業設計主梁采用等高度箱型截面,橫向布置4片箱梁。設計車速100Km/h,3車道,橋梁總寬:0.5+3

3、15;3.8+0.5=12.4m。橋軸線為直線,道路縱坡3%,橫向坡度1.5%。設計荷載標準為公路級。由于計算過程中有較多的數據處理,如采用手算較為繁瑣,且準確性得不到保證,因此采用計算機輔助設計。本次設計采用了AUTOCAD、橋梁博士、EXCEL電子表格等軟件,通過本次畢業設計,大幅提升了自己對辦公軟件及橋梁設計軟件使用能力。關鍵詞:預應力混凝土連續梁橋 先簡支后連續 橋梁博士The design of prestressed concrete continuous box girder bridge designAbstract The design of prestressed conc

4、rete continuous box girder bridge design, bridge span 35m+50m+35m, simple supported continuous girder bridge structure in high grade highway obtained the more and more use, and gradually replaced the original single beam bridge and continuous beam bridge, which take into account the advantages of si

5、mply supported beam bridge and a continuous beam bridge. And the system transformation of the first simply supported continuous beam bridge construction has important significance. Box girder hoisting finished, the precast beam non continuous terminal installed on the permanent support, continuous t

6、erminal installation in the temporary support, at the pier top permanent support temporarily not by force, by the temporary support in the structure stress, supporting the box beam, each cross between simply supported system, until after the completion of the system transformation, the formation of

7、the overall continuous structure system, then the demolition of temporary support, so that the original layout in the pier top in the middle of the permanentsupport participation by force. Simply supported continuous system switch of main construction procedure is to connect the bridge deck reinforc

8、ement, end beam reinforced and pouring the end cross beam concrete, and then successively connected continuous joint and joint setting steel beam with corrugated pipe and wear beam, lashing steel beams, pouring continuous joint section and with steel roof beam with long range wet joint, to be met th

9、e requirements of the design strength of concrete, the pier top steel beam tension and grouting, again by a cross in to the rest of the fulcrum pouring wet joint, finally removal of the temporary support, the excited in the permanent support, the support conversion to form a continuous beam system.

10、Simply supported continuous beam bridge system formed the key is structure simple supported conversion into a continuous state, including the removal of concrete cast-in-place section construction, roof negative bending prestressed pull and temporary support. The continuous casting and tension grout

11、ing sequence of the slurry is symmetrical, symmetrical tension. This graduation design main girder uses the height box section, the transverse layout 4 box girder. Design speed 100Km/h, 3 lane, bridge total width: 0.5+3 x 3.8+0.5=12.4m. The bridge axis is linear, the longitudinal slope of the road i

12、s 3%, the transverse gradient is 1.5%. Design load standard for highway grade 1. Because of the calculation process, there are many data processing, such as the use of manual is more complicated, and the accuracy is not guaranteed, so the use of computer-aided design. This design uses the software s

13、uch as AUTOCAD, bridge doctor, EXCEL electronic form, through this graduation design, greatly improved his ability to use office software and bridge design software.Keywords: prestressed concrete continuous girder bridge Simply supported continuous Doctor bridge第1章 橋型方案比選1.1 橋梁設計資料1.1.1 橋梁方案比選在橋梁方案比

14、選環節中,應該遵循以下原則:適用性原則經濟性原則舒適與安全性原則先進性原則美觀原則1.1.2 設計資料1、 設計荷載:公路I級 2、 設計車速:一級公路;100km/h3、 橋面凈空:2x0.5+11.4=12.4m4、 通航等級:無通航要求。5、 縱坡:3%,橫坡1.5%,人行道橫坡1.0%。6、 溫度影響:考慮豎向梯度溫度效應;年平均升降溫差±20 度。7、 基礎變位:中墩基礎下沉1cm8、 收縮徐變天數:3650天9、工程及地質條件:另附圖。1.1.3 材料規格1、橋面鋪裝層:9cm厚瀝青混凝土2、梁體混凝土材料: C50 3、預應力鋼筋、波紋管及錨具:縱向預應力鋼束采用AST

15、MA416-99標準的270級直徑j15.24m(75.0)高強度低松弛鋼絞線。抗拉標準值為1860MPa,張拉控制應力為1395MPa,抗拉強度設計值為1260MPa,公稱面積139.0m2。豎向預應力鋼筋采用25精軋螺紋粗鋼筋。橫向預應力鋼束采用270級直徑j15.24m(75.0)高強度低松弛鋼絞線。4、普通鋼筋:上、下部構造各部件的受力鋼筋、架立筋及骨架鋼筋采用HRB335鋼筋(1232);非受力筋采用R235鋼筋(820)。5、墩身及承臺: C20 號混凝土1.1.4 設計內容(1)方案比選、擬定主梁和橋墩基本尺寸;建立計算模型;進行單元和節點的劃分。(2)施工方法描述(施工方案、施

16、工順序)(3)主要施工階段的內力圖(最大懸臂階段、邊跨合龍階段、中跨合龍階段、橋面 鋪裝階段)(4)活載內力計算(跨中、支點等截面內力影響線及活載布置)(5)次內力計算(溫度、預應力、支座沉降、徐變等)(6)內力組合(承載能力極限狀態和正常使用極限狀態內力包絡圖、內力組合表)(7)預應力鋼束估算及布置(8)承載能力極限狀態強度驗算(9)正常使用極限狀態應力驗算(預應力損失、主要施工階段和使用階段應力驗算)(10)變形驗算與預拱度設置(11)橋墩(臺)、樁基設計與驗算1.2 橋梁方案初擬1.2.1 方案一:簡支轉連續分離式箱梁橋 預應力先簡支后連續結構日前在高速公路橋梁工程中已經廣泛使用。簡支梁

17、橋優點:結構簡單,便于規模化施工,缺點是整體性差,跨中彎矩大,橋面連續處容易破壞,容易造成行車不適。連續梁橋的優點在于整體性良好,剛度大,跨中彎矩小,行車舒適。缺點結構復雜,支架對地基的承載力要求高,不利于高墩施工。預應力梁先簡支后連續結構兼顧了簡支梁和連續梁的優點,克服了簡支梁整體性差,行車不適,也解決了連續梁支架對地基承載力要求等施工局限性。該結構利用了簡支梁的規模化施工,先預制好主梁,然后通過連續工藝,完成體系轉換,達到連續梁整體性好的效果。圖1-1 連續梁橋橋型布置圖 (單位:m)根據本次設計要求橋梁車行道為3,設計車速為100km/h,查規范可知每條車道寬度為3.8m,橋梁2側設置防

18、撞欄桿,欄桿寬度為0.5m。則橋面凈寬為3×3.75+2×0.5,即12.4m。本次橋梁畢業設計選用4片小箱梁(2×2.8+2×2.5+3×0.6=12.4m),濕接縫寬度為60cm,滿足規范濕接縫長度45cm81cm的要求。橋梁橫向布置圖如圖1-2所示。圖1-2箱梁橋橫向布置示意圖(單位:mm)結合本次橋梁設計要求,小箱梁構造尺寸如下圖13,圖1-4所示,橫隔板采用C50混凝土,設置在支點處和每跨跨中,橫隔板厚度為20cm。圖1-3 邊梁跨中截面和支點截面(單位:mm)圖1-4 中梁跨中截面和支點截面(單位:mm)1.2.2 方案二:預應力混

19、凝土剛構橋 預應力混凝土連續剛構是將連續梁的橋墩與梁部固結,減小了支座處的負彎矩,增強結構的整體性。結構上主墩無支座、施工體系轉換方便、伸縮縫少、行車舒適、順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大、受力性能好、順橋向抗推剛度小,對溫變、混凝士收縮徐變及地震均有利。從施工上考慮,連續剛構橋施工狀態和成橋狀態保持一致,懸臂掛籃平衡施工技術成熟,操作相對簡單。此外,墩梁固結也在一定程度上克服了大噸位支座設計與制造的困難,也省去了連續梁施工過程中墩梁臨時固結、合龍后再行調整的這一施工環節。圖1-5 剛構橋橋跨布置圖(單位:m)截面尺寸連續剛構的細部尺寸大致與連續梁橋相同,見圖1-3,1-4.1.2.3 方案三

20、:斜拉橋斜拉橋主要由主梁、索塔、斜拉索三大部分組成,主梁在斜拉索的各點支撐作用下,像多跨彈性支承的連續梁一樣,使得彎矩值得以大大的降低,這不但可以使主梁尺寸大大減小,而且由于結構自重顯著減輕,既節省了結構材料,又能大幅度的增大橋梁的跨越能力。此外,斜拉索軸力的水平分力對主梁施加了預壓力,從而可以增加主梁的抗裂性能,節約了主梁中的預應力鋼材的用量。此橋采用單塔雙索面斜拉橋,跨度為60+60,主塔上斜拉索間距取2m,主梁上斜拉索間距取8m,根據塔高跨比為1/41/7,設其塔高為15m,其橋梁布置圖如圖1-6所示:圖1-6 斜拉橋布置圖(單位:m)根據高跨比的經驗值,取梁高為1.3m,全橋采用等截面

21、箱型截面,其細部構造圖如圖1-7所示:圖1-7 斜拉橋主梁構造示意圖(單位:cm)1.3 橋型方案綜合比選1.3.1 方案比選表內容 橋型指標連續箱梁橋連續剛構橋斜拉橋橋跨布置35+50+3535+50+3560+60截面形式單箱單室單箱單室單箱三室梁高2.52.51.3優點結構剛度大,變形小,伸縮縫少,動力性能好,主梁變形撓曲線平緩,有利于高速行車。結構上主墩無支座,施工體系轉換方便,伸縮縫少,行車舒適,順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大,受力性能好,順橋向抗推剛度小,對溫變、混凝士收縮徐邊及地震均有利。獨特的受力性能,使得橋梁結構內部彎矩值大幅減小,降低主梁高度,大幅提升橋梁跨越能力,主梁抗

22、裂性好,橋型新穎,主梁高度較小,通航條件好。缺點施工過程有體系轉換,支點處負彎矩大,屬于超靜定結構,基礎不均勻沉降在結構中產生附加內力。墩梁固結,若基礎發生變位時修復困難并且施工工期相對較長調整斜拉索的張拉 時較為復雜,橋梁施工技術要求較高。工期較短較短長后期養護養護方便,費用少若橋墩出現沉降,則養護難度系數較大養護費用昂貴結論推薦方案比選方案比選方案綜合本次設計地質情況,橋梁用途,經濟型和養護難易程度等幾方面綜合考慮,確定方案一:預應力混凝土先簡支后連續箱梁橋為最佳方案。1.3.2 選定方案細部尺寸擬定 本次設計采用等截面不等跨設計,邊跨35m,中跨50m,邊跨:中跨=0.7,滿足設計要求。

23、箱梁梁高為2.5m,高跨比為0.05,滿足高跨比為1/16.51/20范圍的要求。本次設計翼緣懸臂端最小長為187.5cm。規范規定腹板寬度不應小于14cm,上下底板厚度不應小于20cm,考慮預應力筋錨固及支點截面抗剪要求本次設計支點截面腹板寬度為320cm,頂板、底板厚度為250cm,跨中截面為腹板寬度180cm,頂板、底板厚度為200cm。橫隔梁高度約為主梁高度的0.70.9倍,本設計采用橫隔梁高度為187.5cm,厚度為20cm,分別布置在支點截面和跨中截面出。為防止應力集中和便于脫模,在腹板與頂板交界處設置10cm*7cm的承托。邊,中梁均采用1/4斜腹板以減輕梁體自重。橫隔梁高度約為

24、主梁高度的0.70.9倍,本設計采用橫隔梁高度為187.5cm,厚度為20cm,分別布置在支點截面和跨中截面出。邊梁和中梁之間用60cm濕接縫連接。主梁橫斷面圖如圖1-8所示 1/2跨中橫斷面圖 1/2支點橫斷面圖圖1-8 主梁橫斷面圖第2章 橋梁博士建立計算模型2.1項目的建立 點擊(文件),選擇(新建項目組),如圖2-1所示。圖2-1 菜單示意圖通過(項目)菜單選擇(創建項目),如圖2-2,2-3所示圖2-2 項目示意圖圖2-3 創建項目示意圖輸入項目名稱,點擊瀏覽選擇存儲途徑,在下拉條選擇項目類型,創建項目后,出現圖2-4的窗口,我們就可以輸入數據了。圖2-4 總體信息輸入示意圖2.1.

25、1 總體信息輸入 橋梁博士建模首先是對結構進行內力位移計算,在輸入總體信息時,選擇只計算內力位移,參考規范為04新規范,本次設計為安全等級級的大橋,結構重要性系數為1.0。2.2 (35+50+35)m先簡支后連續建模過程 在進行結構計算之前,首先要根據橋梁結構方案和施工方案,劃分單元并對單元和節點編號,對于單元的劃分一般遵從以下原則:(1)對于所關心截面設定單元分界線,即編制節點號。(2)構件的起點和終點以及變截面的起點和終點編制節點號。(3)不同構件的交點或同一構件的折點處編制節點號。(4)施工分界線設定單元分界線,即編制節點號。(5)當施工分界線的兩側位移不同時,應設置兩個不同的節點,利

26、用主從約束關系考慮該節點處的連接方式。(6)邊界或支承處應設置節點。(7)不同號單元的同號節點的坐標可以不同,節點不重合系統形成剛臂。(8)對橋面單元的劃分不宜太長或太短,應根據施工荷載的設定并考慮活載的計算精度統籌兼顧。因為活載的計算是根據橋面單元的劃分,記錄橋面節點處位移影響線,進而得到各單元的內力影響線經動態規劃加載計算其最值效應。對于索單元一根索應只設置一個單元。根據對稱性,在進行橋梁建模時只需對1#梁和2#梁進行建模的建立。針對本次預應力連續箱梁橋,將全橋分為130個單元,成橋后支座分別布置在2、39、93和130號節點處,單元劃分長度為0.2、0.8、33×1、2

27、5;0.4、0.2、0.2、2×0.4、48×1、2×0.4、0.2、0.2、2×0.4、33×1、0.8、0.2。四種不同的截面形式通過橋梁博士中的快速編輯器直線擬合在相應的單元節點處。具體劃分示下圖4-1至圖4-5。圖2-5主梁編號圖2-6 邊跨35m節點劃分示意圖圖2-7 中跨50m節點劃分示意圖圖2- 8邊跨35m節點劃分示意圖2.2.1 輸入施工信息第一施工階段:安裝簡支梁橋,設置支座約束條件(臨時支座)安裝桿件號:1-37 40-91 94-130邊界條件:2、41、95號節點有水平剛性約束和豎向剛性約束 37、91、130號節點豎

28、向剛性約束 施工周期:10天圖2-9 第一階段工作結構圖第二施工階段:安裝桿件號:38 39 92 93邊界條件:2、41、95號節點有水平剛性約束和豎向剛性約束 37、91、130號節點豎向剛性約束施工周期:10天圖2-10 第二階段工作結構圖第三施工階段:安裝桿件號:邊界條件:2號節點有水平剛性約束和豎向剛性約束 39、93、130號節點豎向剛性約束施工周期:10天圖2-11 第三階段工作結構圖第四施工階段:二期恒載(橋面鋪裝,安裝防撞欄),均布荷載作用桿件號2-129,荷載位置=0,荷載位置=1,水平作用力為0,豎向力為-12.97施工工期:10天圖2-12 第四階段工作結構圖第五施工階

29、段:收縮徐變施工工期:3650天圖2-13 第五階段工作結構圖2.2.2 輸入使用信息其他靜荷載:收縮徐變天數3650天,升溫溫差C,降溫溫差C。不均勻沉降:39,93節點豎向位移0.01m。非線性溫度1: 1-130桿件距上緣距離為0mm,溫度為15.2 1-130桿件距上緣距離為100mm,溫度為5.74 1-130桿件距上緣距離為400mm,溫度為0.002.2.3 活荷載描述汽車荷載:公路級,車道荷載掛車荷載:不計入人群荷載:0無特殊荷載橫向分布系數:0.63自定義沖擊系數:0.168連續梁負彎矩沖擊系數:0.265橋梁特征計算跨徑:50m第3章 橋梁博士參數計算3.1 車道荷載計算

30、車道荷載計算示意圖如圖3-1所示圖3-1 車道荷載計算示意圖根據公路橋涵設計通用規范4.3.1條要求,公路級車道荷載的均布荷載的標準值為=10.5 Kn/m。集中荷載的標準值按以下的規定計算: 橋梁的計算跨徑L5m,=180 Kn 橋梁的計算跨徑L50m,=360 Kn 橋梁的計算跨徑5m L50m,采用直線內插進行計算。本次設計計算跨徑為50m,公路級,所以=360 Kn,=10.5 Kn/m 。3.2 沖擊系數計算下面進行汽車沖擊系數計算,公路橋涵設計通用規范4.3.24.3.5規定,沖擊系數的計算采用以結構基頻為指標的方法。結構基頻反映了結構的尺寸、類型、建造材料等動力特征內容,他直接體

31、現了沖擊效應和橋梁結構之間的關系。不同結構基頻,汽車引起的沖擊系數在0.050.45之間變化,對于多跨連續橋梁,計算跨徑選最大跨徑。計算公式如下:對于連續梁橋: 式中: 基頻,Hz,計算連續梁沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時,采用;計算連續梁沖擊力引起的負彎矩效應時,采用; 計算跨徑,m; 混凝土彈性模量,Pa; 梁跨中截面慣性矩,;結構跨中處單位長度質量,kg/m,當換算為重力計算時,其單位為; 結構跨中出延米結構重力 N/m 重力加速度, =Ar=1.59×2600=4134 kg/m L=50m =1.27 沖擊系數 (適用于1.5Hz14Hz)用于正彎矩效應的沖擊系數用于負

32、彎矩效應的沖擊系數3.3 橫向分布系數的計算本橋寬跨比小于0.5,屬于窄橋范圍,中間的橫梁想一片剛度無窮大的鋼性梁,保持直線形狀。所以我們用修正剛性橫梁法(修正偏心受壓法)來求各片梁的橫向分布系數更加準確。(1) 抗扭修正系數的計算通過midas civil軟件可以計算出四片主梁的抗扭慣距和抗彎慣距,具體如下表3-1所示。1#梁2#梁3#梁4#梁抗彎慣距1.213 1.161 1.161 1.213 抗扭慣距1.156 1.154 1.154 1.156 距橋面中心線距離4.651.55-4.65-1.55表3-1 抗彎抗扭慣距表抗扭修正系數計算,(2) 計算荷載橫向分布系數圖4-2 三列汽車

33、非對稱布載示意圖m m m m畫出1,2號梁的影響線,如圖4-3所示圖4-3 1,2號梁荷載橫向分部影響線3.4 二期恒載計算二期恒載包括9cm瀝青混凝土橋面鋪裝,防撞護欄。以邊梁作為控制計算,取縱向1m進行計算。邊梁包括濕接縫總的寬度為3.1m,橫斷面圖如圖4-4所示 圖4-4 邊梁橫斷面圖橋面鋪裝防撞護欄濕接縫,橫隔板二期橫載3.5 溫度效應第4章 橋面板計算行車道板即為鋼筋混凝土和預應力混凝土肋梁橋的橋面板,是直接承受車輛輪壓的承重結構,在構造上通常與主梁的梁肋和橫隔梁整體相連;橫隔梁之間寬度與主梁之間寬度之比大于等于2時按照單向板進行計算,當其小于2時即按照雙向板進行計算。考慮到主梁翼

34、緣板內的鋼筋是連續的,故行車道板可按照懸臂板和兩端固結的連續板兩種情況分別計算。4.1 自由懸臂板計算 行車道兩端設置防撞護欄,無人群荷載,故自由懸臂端只有防撞欄作用。取縱向1米橋面板寬進行計算,截面如圖4-1所示:圖4-1 橫斷面示意圖(單位:mm)永久作用:主梁架設完成時永久作用,箱梁翼緣板自重:懸臂根部一期永久作用:(2) 成橋橋面現澆90mm厚瀝青混凝土,安裝防撞護欄(P=9kN)現澆90mm厚瀝青混凝土永久作用效應:4.2 連續單向板4.2.1 永久作用(1) 主梁架設完畢時,內邊梁翼板有自重效應,其根部一期永久效應如圖4-2所示:圖4-2 內邊梁作用示意圖(單位:mm)0.2526

35、=6.5kN/m 0.1826=4.68kN/m(2) 成橋后各箱梁用濕接縫現澆成整體,再鋪裝90mm的瀝青混凝土進行橋面鋪裝。先計算簡支板得支點彎矩和跨中彎矩,成橋后將其簡化成等跨簡支梁橋。在相同作用下跨中彎矩乘以對應的修正系數求得支點,跨中截面設計彎矩。由于t/h=200/2300<1/4,既梁的抗扭能力比較大,跨中彎矩,支點彎矩。簡化成等跨簡支板時,計算跨徑l=1.154m。濕接縫板自重:,二期永久作用即90mm瀝青混凝土橋面鋪裝:。計算示意圖見圖4-3。圖4-3 單向板內力計算圖跨中彎矩: 總永久作用:支點彎矩: 跨中彎矩: 4.2.2 可變作用效應根據橋規規定,橋梁結構局部加載

36、時,汽車荷載用車輛荷載,作用在橋面上的車輪荷載,與橋面的接觸面接近一個橢圓,為了方便計算,一般將該接觸面看做的矩形。查規范可知,。車輛荷載在橋面鋪裝層中呈45度發散到行車板上,則作用與行車道板的矩形變長為:行車方向垂直行車方向(1) 板得有效寬度計算根據通規對單向板荷載有效寬度a有以下規定:車輪在板跨中時,垂直于板跨徑方向荷載有效分布寬度:此時所以而兩個后輪的間距為1.4m,所以車輪有效寬度沒有發生(2) 車輪在板得支承處時:所以(3) 荷載靠近支承處時:單向板有效寬度分布如圖4-4所示:圖4-4 荷載有效寬度分布(單位:mm)將一個加重輪作用與板跨中可以求得簡支板跨中最大可變作用彎矩。綜上所

37、述,連續板可變作用效應:支點彎矩:跨中彎矩:4.2.3 可變作用效應組合(1) 承載能力極限狀態組合:支點截面:跨中截面:(2) 正常使用極限狀態短期組合:支點截面:跨中截面:(3) 正常使用極限狀態長期效應:支點截面:跨中截面:(4) 綜上取組合最大值進行配筋計算支點截面:跨中截面:4.3 截面配筋計算4.3.1 懸臂板支點截面配筋計算懸臂板及連續板支點處采用相同的抗彎鋼筋,故只需按照其最不利荷載效應進行配筋。根據公預規第5.2.2條,截面抗彎承載力計算公式如下: , 受壓區高度應符合以下公式:, 式中: -橋梁結構的重要系數,按照公預規第5.1.5條取用,取=1.0; -彎矩組合設計值,=

38、 -25.414; -混凝土軸心抗壓強度設計值,由資料知=22.4; -截面的有效高度; -截面受壓區高度;由以上計算可知:,其高度,凈保護層, 則截面有效高度:,所以:,m則選用4根直徑d=12mm的HRB335鋼筋,此時其鋼筋布置圖如圖4-5所示:圖4-5 支點截面鋼筋布置圖4.3.2 連續板跨中截面配筋計算由以上計算可知:,其高度,凈保護層, 則截面有效高度:,所以:,m則選用4根直徑d=12mm的HRB335鋼筋,此時鋼筋布置圖見圖4-6所示圖4-6 跨中截面鋼筋布置圖第5章 內力組合5.1 作用分類公路橋涵設計采用的作用可分為3種:永久作用:結構重力,徐變荷載,收縮荷載,支座變位。可

39、變作用:人群荷載,汽車荷載,溫度荷載,升溫降溫溫差。偶然作用:地震作用,船只漂流物的撞擊力和汽車撞擊作用。5.2 承載能力極限狀態組合 永久作用的設計值效應和可變作用設計值效應相結合,其效應組合表達式為: 或 式中:承載能力極限狀態下作用基本組合的效應組合設計值; 結構重要性系數,本設計=1.0 第i個永久作用效應的分項系數,應按通規表4.1.6的規定采用;, 第i個永久作用效應的標準值和設計值; 汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的分項系數,取=1.4 , 汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的標準值和設計值; 作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)、風荷載外的其他第j個可變

40、作用效應的分項系數,取=1.4,但風荷載的分項系數取=1.1; , 作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)、風荷載外的其他第j個可變作用效應的標準值和設計值; 作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用效應的組合系數,取值見通規第4.1.6條。根據通規第4.1.6條規定,各種作用的分項系數取值如下:結構重要性系數取;恒載作用效應的分項系數取(對結構承載力不利),或(對結構承載力有利);基礎變位作用效應的分項系數取;汽車荷載效應的分項系數取;溫度作用效應的分項系數取;其他可變作用效應組合系數取。對結構承載力不利時:對結構承載力有利時:5.2.1 輸出承載能

41、力極限狀態基本組合內力圖圖5-1 最大彎矩圖圖5-2 最小彎矩圖5.3 正常使用極限狀態組合5.3.1 作用短期效應組合 永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合,其效應組合表達式為:式中:作用短期效應組合設計值; 第j個可變作用效應的頻遇值系數,取值見通規第4.1.7條第j個可變作用的頻遇值。 根據通規第4.1.7條規定,各種作用的分項系數取值如下:汽車荷載(不計沖擊力)效應的頻遇值系數取;溫度作用效應的頻遇值系數取。則作用短期效應組合為: 5.3.2 輸出短期效應組合圖形圖5-3 最大彎矩圖圖5-4 最小彎矩圖 5.3.3 長期效應組合永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合,其效

42、應組合表達式為:式中:作用長期效應組合設計值; 第j個可變作用效應的頻遇值系數,取值見通規第4.1.7條第j個可變作用的頻遇值。 根據通規第4.1.7條規定,各種作用的分項系數取值如下:汽車荷載(不計沖擊力)效應的頻遇值系數取;溫度作用效應的頻遇值系數取。則作用短期效應組合為:5.3.4 輸出長期效應組合圖形圖5-5 最大彎矩圖圖5-6 最小彎矩圖5.3.5 輸出各施工階段內力圖圖5-7 第一施工階段內力圖圖5-8 第二施工階段內力圖圖5-9 第三施工階段內力圖圖5-10 第四施工階段內力圖 圖5-11 第五施工階段內力圖5.4 手算內力組合(1)邊跨1/4截面(10節點處)永久作用:自重M=

43、4340 支座變位=230 =-147 收縮M= 徐變M=-35可變作用:汽車1490 -363 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=386按承載能力極限狀態基本組合 結構重要性系數則最大彎矩: 橋梁博士8190 誤差 最小彎矩: 橋梁博士3160誤差按正常使用長期效應組合最大彎矩: 橋梁博士5470誤差最小彎矩:橋梁博士3700誤差正常使用短期效應組合最大彎矩:橋梁博士5920誤差最小彎矩:橋梁博士3590誤差(2)邊跨跨中截面(17節點處)永久作用:自重M=5140 支座變位=437 =-278 收縮M= 徐變M=-66.5可變作用:汽車1920 -688 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=

44、733按承載能力極限狀態基本組合 結構重要性系數則最大彎矩: 橋梁博士10300 誤差 最小彎矩: 橋梁博士2890誤差按正常使用長期效應組合最大彎矩: 橋梁博士6930誤差最小彎矩:橋梁博士3930誤差正常使用短期效應組合最大彎矩:橋梁博士7500誤差最小彎矩:橋梁博士3720誤差(3)支點截面(39號節點)永久作用:自重M=-7520 支座變位=1030 = -655 收縮M= 徐變M=-156可變作用:汽車290 -1990 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態基本組合 結構重要性系數則最大彎矩: 橋梁博士-4600 誤差 最小彎矩: 橋梁博士-15000誤差按正

45、常使用長期效應組合最大彎矩: 橋梁博士-5000誤差最小彎矩:橋梁博士-10500誤差正常使用短期效應組合最大彎矩:橋梁博士-4910誤差最小彎矩:橋梁博士-11100誤差(4)中跨1/4截面(54節點處)永久作用:自重M=6180 支座變位=590 =-218 收縮M= 徐變M=-156可變作用:汽車1490 -631 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態基本組合 結構重要性系數則最大彎矩: 橋梁博士12100 誤差 最小彎矩: 橋梁博士2870誤差按正常使用長期效應組合最大彎矩: 橋梁博士8750誤差最小彎矩:橋梁博士4180誤差正常使用短期效應組合最大彎矩:橋梁博

46、士9200誤差最小彎矩:橋梁博士3990誤差(5)中跨跨中截面(66節點處)永久作用:自重M=10000 支座變位=186 =186 收縮M= 徐變M=-156可變作用:汽車2290 -454 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態基本組合 結構重要性系數則最大彎矩: 橋梁博士17900 誤差 最小彎矩: 橋梁博士7140誤差按正常使用長期效應組合最大彎矩: 橋梁博士12700誤差最小彎矩:橋梁博士8280誤差正常使用短期效應組合最大彎矩:橋梁博士13400誤差最小彎矩:橋梁博士8180誤差將各截面手算與電算數據匯總對比,見表5-1所示表5-1 各截面手算電算誤差對比表截

47、面M承載能力極限狀態基本組合正常使用極限狀短期效應組合正常使用極限狀態長期效應組合手算電算誤差手算電算誤差手算電算誤差邊跨1/4截面8191.7781900.02%5921.859200.03%5474.854700.088%3156.331600.117%3595.135900.142%370437000.1%邊跨跨中截面10347103000.456%7507.475000.099%6931.469300.02%2895.128900.176%3727.537200.2%3933.939300.099%續表5-1邊跨支點截面-4604.4-46000.095%-4911-49100.02%-4998-50000.04%-14958.2-150000.279%-11100-111000%-10503-105000.028%中跨

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