預應力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計 (畢業(yè)設(shè)計).docx
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1、預應力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計) 第一章緒論 第一節(jié)橋梁設(shè)計的基木原則和要求 一、使用上的要求 橋梁必須適用。要有足夠的承載和泄洪能力,能保證車輛和行人的安全暢通;既滿足當前 的要求,又照顧今后的發(fā)展,既滿足交通運輸本身的需要,也要兼顧其它方面的要求;在通 航河道上,應滿足航運的要求;靠近城市、村鎮(zhèn)、鐵路及水利設(shè)施的橋梁還應結(jié)合有關(guān)方面 的要求,考慮綜合利用。建成的橋梁要保證使用年限,并便于檢查和維護。 二、經(jīng)濟上的要求 橋梁設(shè)計應體現(xiàn)經(jīng)濟上的合理性。一切設(shè)計必須經(jīng)過詳細周密的技術(shù)經(jīng)濟比較,使橋梁的 總造價和材料等的消耗為最小,在使用期間養(yǎng)護維修費用最省,并且經(jīng)久耐用;另外橋梁
2、設(shè) 計還應滿足快速施工的要求,縮短工期不僅能降低施工費用,面且盡早通車在運輸上將帶來 很大的經(jīng)濟效益。 三、設(shè)計上的要求 橋梁設(shè)計必須積極采用新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料、新工藝利新的設(shè)計思想,認真研究國外 的先進技術(shù),充分利用國際最新科學技術(shù)成果,把國外的先進技術(shù)與我們自己的獨創(chuàng)結(jié)合起 來,保證整個橋梁結(jié)構(gòu)及其各部分構(gòu)件在制造、運輸、安裝和使用過程中具有足夠的強度、 剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 四、施工上的要求 橋梁結(jié)構(gòu)應便于制造和安裝,盡量采用先進的工藝技術(shù)和施工機械,以利于加快施工速度, 保證工程質(zhì)量和施工安全。 五、美觀上的要求 在滿足上述要求的前提下,盡可能使橋梁具行優(yōu)美的建筑外型
3、,并與周圍的景物相協(xié) 調(diào),在城市和游覽地區(qū),應吏多地考慮橋梁的建筑藝術(shù),但不可把美觀片面地理解為豪華 的細部裝飾。 第二節(jié)計算荷載的確定 橋梁承受著整個結(jié)構(gòu)物的自重及所傳遞來的各種荷載,作用在橋梁上的計算荷載有各種不 同的特性,各種荷載出現(xiàn)的機率也不同,因此需將作用荷載進行分類,并將實際可能同時出 現(xiàn)的荷載組合起來,確定設(shè)計時的計算荷載。 一、作用分類與計算 為了便于設(shè)計時應用,將作用在橋梁及道路構(gòu)造物上的各種荷載,根據(jù)其性質(zhì)分為:永久 作用、可變作用和偶然作用三類。 (―)永久作用 1 指長期作用著荷載和作用力,包括結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)、預加力、土重力及土 的側(cè)壓力、
4、混凝土收縮徐變作用、水的浮力和基礎(chǔ)變位而產(chǎn)生的影響力。 (-)可變作用 指經(jīng)常作用而作用位置可移動和量值可變化的作用力。包括汽車荷載及其的引起的沖擊 力、離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動力、風荷載、流水壓力、溫度作用 和支座摩阻力。 (三)偶然作用 CW2= =2.7759 CW3= = 1.5778 15 (二)抗扭慣性矩換算系數(shù)的計算() 因為各片主梁截面相同,故 (三)主梁抗扭慣性矩的計算 對于翼板 查表得01/3 3 對于梁肋 3btbt=20/210=0.095查表得 C= 1/3 =20/230=0.087 IT= 1 /3x20x210+
5、1 /3x20x230= 1173333cm4 (四)計算抗扭修正系數(shù) 由N=6,可查表得 ,并取G=0.425(邊跨) a(中跨) 考慮到抗扭修正系數(shù)對橫向分布系數(shù)的影響,應取三者較大值,即 二簡支梁橫向分布系數(shù)的計算 (一)橫向分布影響線及橫向分布系數(shù) 由于B/LF.38〈0.5,并且橫隔板數(shù)大于5個,影響線的計算采用考慮主梁抗扭剛度的修正 剛性偏心壓力法。 (5.25x5.25+3.15x3.15+1.05x 1.05) =77.17 圖6-1剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)示意圖 計算公式為: 一號梁: 77.17=0.512 =-0.178 16=l/6-0.968
6、5x 二號梁: -0.04 三號梁: 按照車輛橫向排列的規(guī)定,一號梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-2: 圖6-2 (—號梁)車輛橫向位置示意圖(單位m) 三車道 mc= 兩車道 mc=l2l 為三車道折減系數(shù)=0.703 i 取較大值 二號梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6- 3 : 17 圖6-3 (二號梁)車輛橫向位置示意圖(單位m) 三車道 mc= 兩車道m(xù)c= 121 取較大值 三梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-4: 圖6-4 (三號梁)車輛橫向位置示意圖(單位m) 三車道m(xù)c= 兩車道m(xù)c=121 取較大值 由以上計算可知邊
7、梁的橫向分布系數(shù)最大,在設(shè)計時按邊梁的橫向分布系數(shù)考慮。 (三)支點的荷載橫向分布影響線及橫向分布系數(shù) 18 參考文獻[7]第七章第二節(jié),支點截面荷載橫向均布影響線采用杠桿原理法計算。按照車輛 橫向排列的規(guī)定,一號梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-5: 2圖6-5 (一號梁)車輛橫向位置示意圖(單位m) 二號梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-6: 圖6-6 (二號梁) mo=l 車輛橫向位置示意圖(單位m) 三號梁三列車橫向位置和最不利布載圖式如圖6-7 19 圖6-7 (三號梁)車輛橫向位置示意圖(單位m) =0.7665跨中和支點荷載橫向分布系數(shù)
8、計算結(jié)果見表6-4: 當 f< 1.5Hz 時, 第三節(jié) 活載 沖擊系數(shù)H可按下式計算: 1.1=0.05 當時,n=0.17671n仁0.0157 當 f> 1.5Hz 時,(.1=0.45 式中f?一…結(jié)構(gòu)基頻 連續(xù)梁橋的基頻可采用下列公式估算: (用于沖擊力引起的正彎矩效應好剪力效應) 20(用于沖擊力引起的負彎矩效應) 對于本設(shè)計橋梁: (33m40m取兩者較大值) 二、活載內(nèi)力計算 (一)計算各截面最大彎矩和最小彎矩及剪力 《橋規(guī)》4.3規(guī)定:汽車荷載有車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷 載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道荷載;
9、橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土 壓力等的計算采用車輛荷載。車輛荷載和車道荷載不得疊加。 本設(shè)計設(shè)計荷載是公路--I級,其車道荷載的均布荷載標準值為qk=10.5kN/m;集中荷 載標準值為Pk=320kN。計算剪力效應時Pk應乘以1.2, Pk=1.2x320=384kN 車道荷載的均布荷載標準值應滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上;集中荷載標 準值只作用于相應影響線中最大影響線峰值處。 1、第一支點截面 彎矩影響線為零。所以該截面沒有最大彎矩和最小彎矩。 2、第一跨四分之一截面 彎矩影響線如圖6-8: 圖6-8第一跨四分之一截面彎矩影響線 (1)最大彎矩
10、將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、3、5跨上,集中荷載標準值布置在該截面處, 得第一跨1/4截面的最大彎矩值。 計算公式:x ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi一車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 21 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: M1 /4max=(l +0.383) x0.703x2676.7=2602.4kN-m 對應剪力為:Ql/4=-273.1 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第2、4跨上,集中荷載標準值布置在第二跨3/8截 面處,得第一跨1/4截面最小彎矩值。 計算公式
11、: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: Ml/4min=( 1+0.383) x0.703x(-504.75)=-490.6 kN m 對應剪力為:Q1 /4=-59.5kN 3、第一跨跨中截面 彎矩影響線如圖6-9: 圖6-9第-?跨跨中截面彎矩影響線 (1)最大彎矩x 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、3、5跨上,集中荷載標準值布置在該截面處, 得第一跨跨中截面的最大彎矩值。 計算公式: ( ) 式中: Sp所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi——車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: 22
12、 M l/2max=(l +0.383) x0.703x2609.35 l=3141.8kN- m 對應剪力為:Ql/2=-185.4 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第2、4跨上,集中荷載標準值布置在第二跨3/8截 面處,得第一跨跨中截面的最小彎矩值。 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:-1009.5kN-m M1 /2min=(l +0.383) x().703x(-1009.5)=-981.2kN?m 對應剪力為:Ql/2=-59.5kN 4、第一跨四分之三截面 彎矩影響線如圖6-10: 圖6-10第一跨四分之三截面彎矩影響線 (1)
13、最大彎矩 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、3、5跨上,集中荷載標準值布置在該截面處, 得第一跨3/4截面的最大彎矩值。x 計算公式: ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi——車輛荷載的軸重: yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: M3/4max=( 1 +0.383)x0.703x2003.84= 1947.7kN-m 對應剪力為:Q3/4=-339.2 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第2、4跨上,集中荷載標準值布置在第二跨3/8截 面處,得第一跨3/4截面的最小彎矩值。
14、 計算公式: 23 ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:-1514.25kNm M3/4min=(l +0.383)x0.703x(-1514.25)=-1471.9kNin 對應剪力為:Q3/4=-60.1 kN 5、第二支點截面 彎矩影響線如圖6-11: 圖6-11第二支點截面彎矩影響線 (1)最大彎矩將車道荷載的均布荷載標準值布置在第3、5跨上,集中荷載標準值布置在第三跨3/8 截面處,得第二支點截面的最大彎矩值。 計算公式: ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi——車輛荷載的軸重; yi—沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。
15、 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:Piyi=537.l6kN m M 支 2max=( 1+0.383) x0.7665x537.16=522.1 kN- m 對應剪力為:Q支2=-60.7 kN (2)最小彎矩 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、2、4跨上,集中荷載標準值布置在第二跨3/8 截面處,得第二支點截面最小彎矩值。 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:-2716.33kNm M 支 2min=( 1+0.383) x0.7665x(-2716.33)=-2640.3kN- m 對應剪力為:Q支2=421.2 kN 24 由于篇幅有限,在此僅列出第一跨的計算過程
16、,其余第二、三跨計算同第一跨,而第四、 五跨與第一、二跨對稱,計算結(jié)果一樣。第二、三跨計算結(jié)果將在表6-5中列出。 (二)計算各截面剪力最大和剪力最小及相應的彎矩(Pk=380kN) I、第一支點截面 剪力影響線如圖6-12: 圖6-12第一支點截面剪力影響線 (1)最大剪力x 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、3、5跨上,集中荷載標準值布置在該截面處, 得第一支點截面截而的最大剪力值。 計算公式: ( ) 25 式中: Sp—所求截面的最大活載第一跨四分之一截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1跨的后3/4跨上和第3、5跨上,集中荷載標
17、準 值布置在該截面處,得第一跨1/4截面最大剪力值。x 計算公式: 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi一車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: 26 QI /4max=( 1 +0.383) x0.703x294.52=286.3kN 對應彎矩為:Ml /4=2361.8kNm (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第一跨的1/4跨上和第2、4跨上,集中荷載標準值 布置在該截面處,得第一跨1/4截面最小剪力值。 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: Ql/4min=( 1
18、+0.383) x0.703x(-135.05)=- 113.1kN 對應彎矩為:Ml/4=1670.0kN?m 3、第一跨跨中截面 剪力影響線如圖6-14: 圖6-14第一跨跨中截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第I跨的后1/2跨上和第3、5跨上,集中荷載標準 值布置在該截面處,得第一跨跨中截面的最大剪力值。x 計算公式: ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi一車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: Ql/2max=(l +0.383) x0.707x
19、| 61.78= 157.3kN 對應彎矩為:Ml/2=2594.6kN-m (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第一跨的前1/2跨上和第2、4跨上,集中荷載標準 值布置在該截面處,得第一跨跨中截面的最小剪力值。 27 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: Ql/2min=( 1+0.383) xO.7O3x (-259.5) =-252.2kN 對應彎矩為: M1 /2=2038.6kN?m 4、第一跨四分之三截面 剪力影響線如圖6-15: 圖6-15第一跨四分之三截面剪力影響線 (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1跨的后1/4
20、跨上和第3、5跨上,集中荷載 標準值布置在該截面處,得第-?跨跨中截面的最大剪力值。 計算公式: ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi一車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得: Q3/4max=( 1 +0.383) x0.707x65.57=63.7kN 對應彎矩為:M3/4= 1577.3kNm (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第一跨的前3/4跨上和第2、4跨上,集中荷載標準 值布置在該截面處,得第一跨跨中截面的最小剪力值。 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算
21、得:Piyi=-393.06kN 28 Q3/4min=(l +0.383)x0.703x(-393.06)=-382.1 kN 對應彎矩為:M3/4=887.0kN?m 5、第二支點截面 剪力影響線如圖6-16: 圖6-16第二支點截面剪力影響線 偶然作用是指在特定條件下可能出現(xiàn)的較強大的作用,如地震作用或船只或漂浮物的撞擊 力和汽車的撞擊作用(施工荷載也屬于此類)。 二、作用效應組合原則 公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極 限狀態(tài)進行作用效應組合,取其最不利效應組合進行設(shè)計。 (一)公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,應采用
22、以下兩種作用效應組合: 1、基本組合。永久作用的設(shè)計值效應與可變作用設(shè)計值效應相組合,其效應組合表達式 為: 2、偶然組合。永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效 應相組合。偶然作用的效應分項系數(shù)取1.0;與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作用,可根據(jù)觀測 資料和工程經(jīng)驗取用適當?shù)拇碇怠? (-)公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時,應根據(jù)不同的設(shè)計要求,采用以下兩種 作用效應組合: 1、作用短期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用瀕遇值效應相組合,其效應組合 表達式為: 2、作用長期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用永久值效應相組合,其效應組合 表達式為:
23、第二章整體布置 預應力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔 美觀、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本設(shè)計采用的是 先簡支后連續(xù)的施工方法,該方法是先將簡支梁安裝就位后,再通過張拉支座處上翼緣的負 彎矩鋼束,形成連續(xù)梁體系。先簡支后連續(xù)的橋梁造價低、材料省、施工簡便快捷。 為了使邊跨與中跨的梁高和配筋接近一致,連續(xù)梁橋各孔跨徑的劃分,通常按照邊跨與中 跨最大彎矩趨近相等來確定??鐝讲贾靡妶D示2-1: 圖2-1整體布置圖 計算簡圖: (1)最大剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第1、2、4跨上,集中荷載標準值布置在該截
24、面處, 得第二支點截面的最大剪力值。 計算公式: ( ) 式中: Sp—所求截面的最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力); Pi一車輛荷載的軸重; yi——沿橋縱向與荷載位置對應的內(nèi)力影響線坐標值。 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:一 Q 支 2niax=( 1+0.383) x0.7665x540.32=525.2kN 對應彎矩為:M支2=1624.4kN-m (2)最小剪力 將車道荷載的均布荷載標準值布置在第3、5跨上,集中荷載標準值布置在該截面處,得 第二支點截面的最小剪力值。 計算公式: ( ) 用結(jié)構(gòu)力學求解器算得:-62.45kN?m Q 支 2min=(l+0.383)x
25、0.7665x (-62.45) =-60.7kN 對應彎矩為:M支2=522.1 kN-m 由于篇幅有限,在此僅列出第一跨的計算過程,其余第二、三跨計算同第一跨,而第 四、五、跨與第一、二、跨對稱,計算結(jié)果一樣。第二、三跨計算結(jié)果將在表6-6中列出。 29 第四節(jié)其它因素引起的內(nèi)力計算 一、溫度引起的內(nèi)力計算 由于連續(xù)梁只有一個橫向支座,所以整體溫度變化對梁的內(nèi)力沒有影響,考慮到橋面板由 于日照等因數(shù)產(chǎn)生不均勻溫變,根據(jù)以前已有的記錄,假設(shè)橋面板和梁底的不均勻溫差為 50C,從上至下呈線性分布,按以上假設(shè)由橋梁博士 Dr. Bridge程序可算出不均勻溫變引起內(nèi) 力。主要控制截
26、面由溫度變化引起的內(nèi)力值見表6-7。 二、支座位移引起的內(nèi)力計算 由于各個支座處的豎向支反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降,連續(xù)梁是一種對 支座不均勻沉降特別敏感的結(jié)構(gòu),所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分,其具體 計算方法是:五跨跨連續(xù)梁的六個支座中取邊支座下沉1cm,其余支座不動,按以上方法用 Dr. Bridge程序計算出支座位移引起的內(nèi)力。各主要控制截面由于支座位移引起的內(nèi)力值見 表 6-7。 30 第五節(jié)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合(短期組合)31 32 根據(jù)表6-8和表6-9可以繪出承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的彎矩剪力包絡圖, 分別見圖6-15、圖6-1
27、6。 圖6-15承載能力極限狀態(tài)包絡圖 作用短期效應組合下包絡圖 33 作用長期效應組合下包絡圖圖6-16正常使用極限狀態(tài)包絡圖 34 第七章預應力鋼束的計算及布置 第一節(jié)預應力鋼筋數(shù)量的確定及布置 按全預應力混凝土設(shè)計預應力混凝土 T梁 (1) 跨中正彎矩 首先,根據(jù)跨中截面抗裂要求,確定預應力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求,所需的有效預加 力為(參考文獻[19]) Ms Ms為荷載短期效應彎矩設(shè)計值,:估計鋼筋數(shù)量時,可近似采 用等截面幾何性質(zhì)。 m2,ycx= 1520mm, ycs=780mm,為預應力鋼筋重心至毛截面重心的距 離,ep=ycx 由此得到 N
28、pe — ap假 設(shè) ap=200mm , 貝 ijep=1520—200= 1320mm 擬采用鋼絞線,單根鋼絞線的公稱截面面積Apl = 139mm2,抗拉強度標準值fpk=1860MPa,張拉控制應力取,預應力損失按張拉控 制應力的20%估算。 所需預應力鋼絞線的根數(shù)為: ,取32根。 采用4束預應力鋼筋束,HVM15-8型錨具,供給的預應力筋截面面積,采用金屬波紋管成孔,預留管道直徑為55mm。預應力鋼筋束 的布置如圖7-135 跨中截面(cm)支點截面(cm)圖7-1預應力筋束布置圖 預應力筋束的曲線要求及有關(guān)計算參數(shù)列于表7-1、7-2 40m36 注:表中曲線方
29、程以截面底邊為x坐標,以過彎起點垂線為y坐標 各算截面預應力筋束的位置和傾角表7-2 2支點負彎矩 根據(jù)支點截面抗裂要求,確定預應力鋼筋數(shù)吊“為滿足抗裂要求,所需的有效預加力為(參考文獻[19]) Ms cp 0.85( Ms為荷載短期效應彎矩設(shè)計值,;估計鋼筋數(shù)量時,可近似 采用等截面幾何性質(zhì)。 —ycs=780mm,為預應力鋼筋重心至毛截面重心的距離, ep=ycx—ap.;假設(shè) ap=2(X)mm,貝lj ep=78 —200=560mm 由此得到Npe 1580擬采用鋼絞線,單根鋼絞線的公稱截面面積Apl = l39mm2,抗拉強度標準值 fpk=1860MPa,
30、張拉控制應力取,預應力損失按張拉控制應力的20%估算。 所需預應力鋼絞線的根數(shù)為: 38 ,取21根。 采用3束預應力鋼筋束,HVM15-8型錨具,供給的預應力筋截面面積,采用金屬波紋管成孔,預留管道直徑為55mmo預應力鋼筋束 的布置如圖 7-2 支點截面 圖7-2支點負彎矩區(qū)預應力鋼束布置 預應力筋束的曲線要求及有關(guān)計算參數(shù)列于表7-3 表 7-3-2 y坐標 39 第二節(jié)截面幾何性質(zhì)計算 截面幾何性質(zhì)的計算需根據(jù)不同的受力階段分別計算。本設(shè)計應分為兩個階段,如下: 1、主梁混凝土澆筑,預應力筋束的張拉(階段1) 2、成橋后二期荷載及活載作用(階段2)各階段截
31、面幾何性質(zhì)的計算結(jié)果列于卜.表 全預應力構(gòu)件各階段截面幾何性質(zhì)表7-4 第三節(jié)承載能力極限狀態(tài)計算 (-)跨中截面正截面承載力計算跨中截面尺寸及配筋情況見圖7-1: b=180,上翼緣板厚度為150mm,若考慮承托影響,其平均厚度為 h'仁150+ 2 =167.6mm 上翼緣寬度取下列數(shù)值中的較小者:(1) (2) (3)167.6=2711.2綜合上述計算結(jié)果,取b'仁2100mm° 按公式判斷截面類型。帶入數(shù)據(jù)得: 因為■滿足上式要求,屬于第一類T型。應按寬度為b,f的矩形截面計 算其承載力。 由ZX=0的條件,計算混凝土受壓區(qū)高度:x=fpd/\p/fcd
32、b,fh,f=100 =0.4x (2300-167.6) =856 mm將x= 145mm代入下式計算截面承載能力 41(2153.3-145/2) 計算結(jié)果表明,跨中截面的抗彎承載力滿足要求。 (二) 支點截面正截面承載力計算 跨中截面尺寸及配筋情況見圖7-2: m b=180,上翼緣板厚度為150mm,若考慮承托影響,其平均厚度為 h=15()+' 上翼緣寬度取下列數(shù)值中的較小者: (1) b, (2) b, (3) 綜合上述計算結(jié)果,取b, f=2100mmo 由zx=o的條件,計算混凝土受壓區(qū)高度: x=fpdAp/fcdb, fli, =0.4x
33、 (2300-167.6) =856 mm 將x=428.3mm代入下式計算截面承載能力(2013.3-499.7/2) 計算結(jié)果表明,支點截面的抗彎承載力滿足要求。 在受拉區(qū)應增加的構(gòu)造鋼筋,以提高結(jié)構(gòu)的延性 (三) 斜截面抗剪承載力計算 選取距支點h/2和變截面處進行斜截面抗剪承載力復核。箍筋采用HRB335鋼筋,直徑為 8 mm,雙肢箍,間距sV=200 mm;距支點相當于一倍梁高范圍距A支點h/2截面斜截面抗剪 承載力值計算(A為邊跨邊支點) 42 首先,進行截面抗剪強度上、下限復核: fcu,kbh0 按V Vcs為混凝土、箍筋共同的抗剪承載力 式中:——異號變
34、矩影響系數(shù),對簡支梁,——預應力提高系數(shù),——受壓翼緣影響系數(shù),——按內(nèi)插取b=400 mm p——斜截面縱向受拉鋼筋配筋百分率, bh() bhO ,當 p>2.5 時,取 ——箍筋配筋率, AsvbsV 43N>Vd=871.4 kN所以,只需混凝土和箍筋就可以承擔這部分剪力,而Vpb為預應力彎起 鋼筋的抗剪承栽力,Vpb>O.故,> 說明截面抗剪承載力是足夠的,并具有較大的富余 2、第三跨1/4截面處斜截面抗剪承載力計算 首先進行抗剪強度上、下限復核: 其中,Vd=927.1kN, h0=2140.3 mmb=18()mm 397.5kN<<12
35、42.6kN計算結(jié)果表明,截面尺寸滿足要求,但需配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力按下式計算: 式中 式中:一在變截面處預應力鋼筋的切線與水平線的夾角,其數(shù)值由表5查得 44> 說明截面抗剪承載力滿足要求。 第四節(jié)預應力損失計算 1、摩阻損失 (參考文獻[2] [19]) 式中: 一張拉控制應力,摩擦系數(shù),取 ; -局部偏差影響系數(shù),取 摩擦損失計算表 °各截面摩阻損失的計算見表7-5 表7-5 45 (參考文獻[2] [19]) lf= 2、錨具變形損失 反摩擦影響長度If EP 1 式中:——張拉端錨下控制張拉應力; ——錨具變形值,OVM夾片錨有頂壓
36、時取4 mm; —扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預拉應力;1—張拉端到錨固端之間的距離,取 1=20000 mmo 當 時,離張拉端x處由錨具變形,鋼筋回縮和接縫壓縮引起的,考慮反摩擦后的預 拉力損失為: 當1匹x時,表示該截面不受反摩擦的影響錨具變形損失的計算見表7-6、表7-7 反摩擦影響長度計算表表7-6 46錨具變形損失計算表 錨具變形損失計算表 表7-7 圖2-2計算簡圖 第三章設(shè)計資料及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 第一節(jié)基本資料 一、基本材料及特性 基本材料及特性見表3-1: 二、錨具及支座 采用 GVM15-5, GVM15-7 , GVM15-8, GBM15
37、-15 錨具; 采用 GYZ375x77, GYZF250X64 支座。 三、施工工藝 按后張法制作主梁,預留預應力鋼絲?的孔道,由預埋0=50 mm波紋管形成。 四、設(shè)計依據(jù) 《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60—2004),以下簡稱《橋規(guī)》;《公路鋼筋混凝土及 預應力橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62—2004),以下簡稱《公預規(guī)》; 《公路橋涵地基與基 礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTJ024-85), 一下簡稱《公基規(guī)》。 第二節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸 4 一、主梁間距及主梁片數(shù) 主梁間距一般在1.8?2.3m,本設(shè)計選用210cm,其橫截面布置形式見圖3-1 : 圖3-1橫截面布置(單位cm)
38、二、主梁尺寸擬定 (一)梁高度 預應力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比通常為1/15-1/25,肋式截面梁常用高度一般取160? 250 cm,考慮主梁的建筑高度和預應力鋼筋的用量。本設(shè)計主梁高度取用230cm. 3、分批張拉損失(參考文獻[2] [19]) 式中:—在計算截面一批鋼筋截面重心處,由張拉全部鋼筋產(chǎn)生的混凝土法向應力 ——預應力鋼筋混凝土彈性模量之比, Ep 4 預應力筋束的張拉順序為有效張拉力Nep為張拉控制力減去了摩擦損失和錨具變形損失后的張拉力。按平均預應力損失計算每根筋的應力損失: NpOAnI NpO——全部鋼筋的預應力扣除相應的預應力損失An、In 構(gòu)件
39、凈截面面積和慣性矩,An=0.8284x106mm2, epn 張拉鋼筋截面重心至凈截面重心的距離,epn=136() mm Pc 各鋼束平均應力松弛 (參考文獻⑵[19]) 4、鋼筋應力松弛損失 48 式中:——超張拉系數(shù), ——鋼筋松弛系數(shù),采用低松弛鋼絞線,取 —一力錨固時的鋼筋應力, 鋼筋應力松弛損失計算表表7-8 鋼筋應力松弛損失的計算見表7-8 第五節(jié)正常使用極限狀態(tài)計算 1、全預應力混凝土構(gòu)件抗裂性驗算 (1)正截面抗裂性驗算 (參考文獻[2] [19]) 跨中正截面抗裂性驗算以跨中截面受拉邊的正應力控制,在荷載短期效應組合作用下應滿 足: 為在荷載
40、短期荷載效應作用需按截面受拉邊的應力: MGIpk Inlx,ynlx,l(),y()x分別為階段I,階段2的截面慣性矩和截面重心至受拉邊緣的距離, 可由表6查得: 49 彎矩設(shè)計值可查得: 將上述數(shù)值代入公式后得: 為截面下邊緣的有效預壓力: Np-153.43-74.77)x4448 =5189.9得支點正截面抗裂性驗算 Inlynix383將上述數(shù)值代入公式后得: 383將上述數(shù)值代入公式后得: -153.43-74.77)x2919 MG1PK=O 為截面卜邊緣的有效預壓力: 50 NpAn Npepnln ynx=3409.5kN 6 9
41、 =7.632MPa<0 計算結(jié)果表明,正截面抗裂性滿足要求。 (2) 斜截面抗裂性驗算(參考文獻[2] [19]) 斜截面抗裂性驗算以主拉應力為控制,一般取變截面點分別計算截面上梗肋、形心軸和下 梗肋處在荷載短期效應組合作用下的主:拉應力,應滿足 <0.6ftk的要求。 0.7MVGIPKInlb MGIPKInly° 10b Inlh SnlVQlK=422.4kN變截面點處的主要截面幾何性質(zhì)由表6查得: 活載mm yn I s=907.35 mm 51 = 148.85kN y0s=847.5 mm 計算截面幾何性質(zhì)VG2K=-108kN y()x= 145
42、2.5 nun表7-9 上梗肋處形心位置圖7-3橫斷面計算點(cm) Al為陰影部分的面積 S1為陰影部分的面枳對截面形心軸的面枳距 52下梗肋處 yxl為陰影部分形心到截面形心的距離 d為計算點到形心軸的距離 變截面有效應力-137.6-73.41 = 1148MPa 6.3kN預應力筋束彎起角度分別為: 將上述數(shù)值代入,分別計算上梗肋,形心軸和下梗肋處的主拉應力。a)上梗肋處-5.58=1.05MPa = 1.05+1.794+1.126=0.409+0.304-0.8=-0.08
43、7MPa b)形心軸處=6.63+0.533 =7.163MPa =6.993MPa53 =0.482+0.357-0.938=?0.099MPa 6.99326.9932 C)下梗肋處 =6.63+10.27= 16.9MPa =11.59MPa =-0.028MPa 11.592 11.592 計算結(jié)果匯總于表7-10 表 7-10 變截面處不同計算點主應力匯總表 54 計算表明,上梗肋處主拉應力最大,其數(shù)值力滿足要求 第六節(jié)持久
44、狀況應力計算(參考文獻[2] [19]) 按持久狀況設(shè)計的預應力混凝土受彎構(gòu)件,尚應計算其使用階段正截面混凝土的法向應 力,受拉鋼筋的拉應力及斜截面的主壓應力。計算時作用取標準值,不計分布系數(shù),汽車荷 載應考慮沖擊系數(shù) (1)跨中截面混凝土法向正應力驗算 NpANIWOs -153.43-74.77=1166.8MPa 44481()(X)=5189.9 kN 由表6查的: 0.5ftk=0.5x26.8=13.4MPa (2)跨中截面預應力鋼筋拉應力驗算 是按荷載效應標準值(不包括自重MG1PK)計算的預應力鋼筋重心處混凝土的法向 應力WOp 22.76MPa0.65
45、fpk=0.65x 1860= 1209MPa 兩者相差1.5%,說明基本上滿足要求 (3)斜截面主應力計算一般取變截面點分別計算截面上梗肋、形心軸和下梗肋處在標準值效應組合作用下的 55 主壓應力,應滿足的要求。 a)上梗肋處 1385.8 = 1.05+1.794+2.051 =4.985MPa 4.985 2 4.985 b)形心軸 56 -0.0005MPa c)下梗肋處 pc =16.9MPa 1385. =16.9-3.30-3.657=9.943MPa =0.227+0.565-0.445=0.347MPa
46、 -0.012MPa 計算結(jié)果匯總于表7-11 表 7-11 變截面處不同計算點主拉應力匯總表 最大主壓應力一一 計算結(jié)果表明,使用階段正截面混凝土法向應力,預應力鋼筋力及斜截面主壓應力滿足規(guī) 范要求 57 a)短暫狀況應力計算 預應力混凝土結(jié)構(gòu)按短暫狀態(tài)設(shè)計時,應計算構(gòu)件在制造、運輸及安裝等施工階段,由預 加力(扣除相應的應力損失)、構(gòu)件自重及其它施工.荷載引起的截面應力。以跨中截面上、 下緣混凝土正應力控制 (1)上緣混凝土應力 770 NP>0(2)下緣混凝土應力 336.5) = 15.507MPa <0.75x28.6=21.45MPa 計算結(jié)
47、果表明,在預施應力階段,梁的上緣不出現(xiàn)拉應力,下緣混凝土的壓應力滿足規(guī)范 要求。 58 第八章下部結(jié)構(gòu) 第一節(jié)蓋梁的設(shè)計與計算參照文獻[15JP22,蓋梁采用C30混凝土,主筋采用二級鋼筋,箍筋采用一級鋼筋。 一、荷載計算 參照文獻[16]第II部分第一章:(一)上部構(gòu)造恒載計算 上部構(gòu)造恒載計算結(jié)果見表8-1: 注:括號里數(shù)值是由于T梁變截面在截面支座中心出的恒載集度 (二)蓋梁自重及蓋梁白重及蓋梁白重及產(chǎn)生的彎矩、剪力 59 蓋梁自重為:g=g5=308.4kN (三)活載計算 1、活載橫向分布系數(shù)計算 根據(jù)蓋梁的性質(zhì),荷載對稱布置時用杠桿法,非對稱布置時用偏心壓力
48、法。對稱布置時: (二)梁肋及馬蹄尺寸 根據(jù)抗剪強度的需要和施工振搗的需要,一般梁肋厚度取15?25 cm,本設(shè)計暫定18 cm。 預應力簡支T形梁的梁肋下部通常要加寬做成馬蹄形,以便鋼絲的布置和滿足很大預壓力 的需要。 (三)截面沿跨長度變化 本設(shè)計梁高采用等高度形式,橫截面頂板厚度沿跨長不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的 作用而引起較大的局部應力,也應布置錨具的需要,在靠近支點處腹板要加厚至馬蹄同寬, 加寬范圍達到梁高一倍左右,本設(shè)計取2()0 cm。見圖3-2示: 支點截面跨中截面 5 三、橫隔梁(板)間距 為了增強主梁之間的橫向連接剛度,除設(shè)置短橫隔梁外,還應設(shè)置中橫隔梁
49、,間距5?10m , 本設(shè)計取邊梁取6片中橫隔梁,間距為7x4.543m;中跨取7片中橫隔梁,間距為8x4.85m. 四、截面效率指標 跨中截面兒何特性可以由CAD中面域性質(zhì)可得: A=8284 cm 2質(zhì)心位置(距下邊緣)152 cm 1=52604657 cm4 X 由此可計算出截面的效率指標p (希望p在。.4-0.55之間)為: H 式中:ks——上核心距離, KX——下核心距離, 得: KX= 表明初擬的主梁跨中截面合理。 第三節(jié)橋面鋪裝及防水排水系統(tǒng) 一、橋面鋪裝 根據(jù)文獻[7]P38,橋面鋪裝要求有抗車轍、行車舒服、抗滑、不透水、剛度好等性能。本設(shè)
50、單車列 雙車列 三車列 非對稱布置時: 單車列 雙車列 60 三車列 2、活載反力最大值計算 按順橋向活載移動情況,求支座活載反力的最大值。布載R度為: L=39.5+0.25=39.75 (m) 計算簡圖見圖8-2: 圖8-2活載反力最大值計算簡圖 汽車荷載采用公路一I級。 車道荷載的均布荷載標準值:qk=10.5kN/m 用結(jié)構(gòu)力學求解器計算得支 車道荷載的集中荷載標準值: 座反力 雙孔 B=805 kN單孔 B=542.5 3、各梁的支反力的計算 61 (四)內(nèi)力組合 62 (五)雙柱反力計算 計算簡圖見圖8-3: 圖8-3雙柱反力計算圖
51、計算模型如上圖,則柱的反力: G =1/7.9 ()恒載+對稱活載G=6712.26 kN 恒載+非對稱活載G=5567.098 kN 二、 Q 右=-Rl 2、截面2?2 Q左=-R1。右=。求1 63 3、截面3.3 Q 左=G-RQfi= G-R1-R2 4> 截面 4-4 Q 左 =G-R1-R2Q 右=G-R1-R2-R35、截面5-5 Q左二Q右=G-R1-R2-R3 II級鋼筋:fsd=280MPa由《公預規(guī)》可得: 計算出各個截面的配筋量,再根據(jù)《公預規(guī)》對配筋的構(gòu)造要求進行調(diào)整,其結(jié)果 見表8-5: 表8-5鋼筋用量表 注:鋼筋為二級,直徑為28mm
52、 (二)剪力作用時配筋 截面抗剪強度承載上下限復核:(參考文獻[2] [19]) fcu,kbhO 0.5x 103x 1.25xl.39x 1500*1450=2718.7kN 由《公預規(guī)》公式: 式中: al——異號彎短影響系數(shù),計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時,取1.0: a2——預應力提高系數(shù),對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,取1.0; a3——受壓翼緣的影響系數(shù), 取 1.1: P——斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率,P=100p,當P≷2.5時,取P=2.5; P=0.07389/(1.5x 1.45)x 100=0.34 fcu,k——混凝土強度等級;
53、 psv——斜截面內(nèi)箍筋配筋率;fsv——箍筋抗拉強度設(shè)計值; 可以計算得由混凝土和箍筋共同作用時可抵抗的剪力: 6510 6 此值與最大剪力5258kN相差不大,故只需在剪力較大的支座附近適當加密箍筋,其他部 位按構(gòu)造配筋即可。 另外還需按構(gòu)造要求配縱向架立筋,詳細配筋見配筋圖。 箍筋用中8,自支座起向里1.80米的范圍墩柱的設(shè)計與計算 參照文獻[I6]P89,墩柱的直徑為140cm,采用25號混凝土,縱筋使用II級鋼筋,箍筋使 用I級。 一、荷載計算 (一)恒載計算 上部構(gòu)造恒載:一孔重7764kN 蓋梁自重(半根):308.4kN 墩柱自重:3.1415x0.7x
54、0.7x7x24=258.61 kN 作用在墩柱底面的恒載垂直力為:0.5x7764 + 308.4 +258.61=4449.01 kN (-)活載計算 1、汽車荷載。 由于雙孔荷載作用下產(chǎn)生的支座反力比單孔荷載作用下產(chǎn)生的大,故只考慮雙孔荷載 雙孔荷載,三列車布置時:80=805x3x0.78=1883.7 kN 雙孔荷載,雙列車布置時:B0 =805x2=1610 kN 雙孔荷載單列車布置時:B0 =805 2、雙柱反力橫向分布系數(shù)計算。 計算簡圖見圖 8-4 圖8-4雙柱反力橫向計算圖 i] l= (130+395) /790F.665 形=1-0.665=0.
55、335 66 ql= (285+395) /790=0. 861)]2 = 1-0.861=0.139 i]l= (440+395) /790= 1.057 q2= 1 -1.057=-0.057 3、活載組合垂直反力的計算 (1)活載組合垂直的反力 活載組合垂直反力計算結(jié)果見表8-6: 表8-6活載組合 (2)水平荷載計算 根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定: 1) 汽車制動力 三車道:T= (10.5x39.5+320) x0.1x3x0.78=171.9kN> 165 kN取T=179.l 兩車道:T=( 10.5x39.5+320)x0.1 x2= 146.95< 1
56、65 kN取 T=165 kN 單車道:T=( 10.5x39.5+320)x0. l=73.47≪ 165. kN取 T=165 kN 2) 制動力對墩身的底截面產(chǎn)生的彎矩 三車道:M=(1.5+7.0)x 179.1/2= 197.01 kN 兩車道:M=( 1.5+0.7)x 165/2=701.25 kN 單車道:M=701.25 kN 3) 不考慮溫度及風的作用 (三) 截面配筋計算及應力驗算 1. 作用于墩柱頂?shù)耐饬? 最大垂直力:N=4190.4+1386.21 =5576.61 kN 最大水平力:H=l71.9/2=85.95kN 最大彎矩:M=128
57、.925kNm 最小垂直力:N=4190.4+631 .()=4820.4kN 2. 作用于墩柱底外力 Nmax=4449.01 +1386.21 =5835.22kN Nmin=4449.01 +631.0=5080 kN Mmax=730.575kNm 3 .墩柱的配筋 根據(jù)《公預規(guī)》: 柱混凝土強度等級為C25,取ag=0.06m,fcd=l 1.5MPa, fsd=280Mpa,取 18 根直徑為 22mm 的二級鋼筋,As=66.36cm2滿足最小配筋率 rs=r-ag= 1.4/2-0.06=0.64 初始偏心距 eO=M/N=73O.575/5O8O=O. 1
58、438 根據(jù)約束條件及結(jié)構(gòu)形式,墩柱可簡化為懸臂柱。 68 2 A= 10/i=l4.0/0.35=40>17.15,故應考慮偏心距增大系數(shù)* 1 2 10h 141.4,取 1.0 r|= 1.326O 根據(jù)〈〈公預規(guī)〉〉規(guī)定:計算偏心受壓柱的公式: e0=設(shè)g =0.88,代入上式可得 'sd 假定 &=0.93,查《公預規(guī)》附表 c.0.2 得:A=2.5065.B=0.4433,C=2.4432,D=0.8055, e0= =0.189 m于初始偏心距比較接近 則 =(1115x280)x700x700 ,sd 15x0.88x280)x7003
59、橋墩承載力滿足規(guī)范要求 箍筋按構(gòu)造配筋,采用直徑8mm的一級鋼筋,間距為200mm。 第三節(jié)鉆孔濯注樁計算 參照文獻[14]第六章,再綜合考慮本設(shè)計的地質(zhì)條件、施工能力及經(jīng)濟等因素,最后 69 采用鉆孔灌注樁。為了便于力的傳遞,可使樁的直徑略大于橋墩的直徑,故取標準直徑為 1.5m。 根據(jù)所提供的地質(zhì)資料,經(jīng)分析采用摩擦樁,微風化巖層為持力層。 一、荷載計算 由前面的計算知: N=5835.22kN M=730.575kNm Q=17I.9kN 為提高整個結(jié)構(gòu)的整體剛度,在兩樁之間設(shè)橫系梁,取寬b=1.0m,高h=0.6m。此梁的配 筋率約為0.001。 灌注樁每延米自
60、重 作用于樁頂?shù)耐饬Γ? N=0.5x 1.0x0.6x7.9x25+5835.22=5897.47kN H=85.95kN M=730.575kNm 二、樁長計算 根據(jù)文獻[3],該地基由兩層土組成,由單樁容許承載力的經(jīng)驗公式來初步反算樁長。根據(jù) 地層情況,地下8.0m處可作為持力層,按摩擦樁計算(10-1) 其中: P——單樁軸向受壓容許承載力(kN); U——樁的周長(m),按成孔直徑計算; 1——樁在局部沖刷線以卜的有效長度(m); TP—樁壁土的平均極限摩阻力(kPa) oR——樁尖土的極限承載力(kPa),; 設(shè)Nh為單樁受到的全部豎向力,入土以下的樁按一半
61、計算: Nh=5897.47+0.5xqh=5897.47+13.25h 選取系數(shù),由〈〈公預規(guī))〉表432-3查得: 清底系數(shù)為mo=0.8 又查得修正系數(shù)1=0.65 由參考文獻[3]表2.14查得:K2=1.0 (隨深度的修正系數(shù)) 3由參考文獻[3]附表2查得:樁尖土的容重r2= (22.5-10) kN/m 樁尖土的容許承載力■地基土由兩層組成,查參考文獻[3]表43.2-1得: 70(300x4+40x8) 一]=2561 + 13h(10-2)將(10-2)代入(10-1)得: [P]=0.5x[5.024xhx 126.67+1.766x (2561 + 13
62、h)] 又由樁所受外力為:N=5897.47+13.25h 令[P]=N 解得:h= 11.36 取 h=12m 三、樁的 bmblEI; 對圓形:b=d; 由〈〈公預規(guī)〉〉表6.1得 .9 (三)樁的變形系數(shù)計算公式為:式中: 受彎構(gòu)件:EI=0.67EhI 第一層厚 4.0m: ml=5xl04kN/m4o 第二層厚 8.0m: m2=0.8x 104 kN/m 2hm ,m=3.4xl04kN/m4, 故-1 59m? 樁的換算深度為ah=0.459xl2=5.508>2.5。故按彈性樁計算。 (四)地面以下深度z處樁身截面上的彎矩與水平壓應力的計算1、
63、樁身彎矩Mz P()=5835.2 kN H()=85.95kN MO =730.58kNm 獻[14]P58查取,計算結(jié)果見下表8-7: HO ,式AmBm可根據(jù)ah=4.O(因ah>4.0)和az參照文 2、樁身剪力計算 計算公式為: Qz=H0Aq+aM0Bq 式中的系數(shù)可由參照文獻[14]P58表格查得,計算結(jié)果見表8-8: 72 柱身內(nèi)力圖見圖8-5: M (kN.in) 900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 02 468 10 z (m) 柱身彎矩
64、圖 73 柱身剪力圖 圖 8-5 柱身 Bx= 1.621 (6mm 滿足要求。 轉(zhuǎn)角計算公式為: 查參考文獻【14]表3-4、3?5得: A(D= 1.621B
65、2kN (按墩頂部軸力近似計算)樁身混凝土強度 等級為 C25,ag=0.06m,fcd=11.5MPa,采用 18 根 016As=36.198cm2 滿足構(gòu)造要求 10/d= 12/1.5=8>4.4 (應考慮縱向彎曲的影響) 需考慮偏心距增大系數(shù)n 75 1.44 計行車道鋪裝采用60mm厚素混凝土鋪裝,之上是90mm厚瀝青混凝土橋面鋪裝。 二、橋面縱橫坡 根據(jù)文獻[7JP39,橋面設(shè)置縱橫坡,以利雨水迅速排除,防止或減少雨水對鋪裝層的滲透, 從而保護了行車道板,延長了橋梁的使用壽命。 本設(shè)計橋面的縱坡,做成雙向縱坡,坡度為3%。 橋面的橫坡取1.5%,該坡由30
66、#素混凝十?調(diào)平層控制。 三、防水層 根據(jù)文獻[7]P41,橋面的防水層,設(shè)置在行車道鋪裝層的下邊,它將透過鋪裝層的雨水匯集 到排水設(shè)備排出。本設(shè)計防水層做法為灑布薄層瀝青或改性瀝青,其上撒布一層砂, 6 經(jīng)碾壓形成瀝青涂膠下封層。 四、橋面排水系統(tǒng) 根據(jù)文獻[7]P42,為了迅速排除橋面積水,防止雨水積滯于橋面并滲入梁體影響橋梁的耐久 性,本設(shè)計采用一個完整的排水系統(tǒng)。橋面每個15m設(shè)置一個泄水管,且將泄水管直接引 向地面。 第四節(jié)橋梁伸縮縫 根據(jù)文獻[7]P43,橋梁載氣溫變化時,橋面有膨脹或收縮的縱向變形,車輛荷載也將引起梁 端的轉(zhuǎn)動和縱向位移。為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變形,在橋面伸縮縫處設(shè)置一定的 伸縮裝置。本設(shè)計采用GP型無縫式伸縮裝置,在路面鋪裝完成之后再用切割機器切割路面, 并在起槽內(nèi)注入嵌縫材料而成。 7 第四章橋面板的計算 第一節(jié) 橋面板恒載橋面板計算簡圖(單位m) 恒載集度g: 瀝青混凝土路面:gl =0.09x24x 1.0=2.16kN/m 混凝土墊層:g2=0.06x24x 1.0= l.44kN/m 翼板自重:g3=0.1
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