桥梁工程课程设计算例

例四 预应力混凝土筒支 T形梁桥计算示例(用央片锚具)-、 设计资料及构造布置(-) 设计资料1_桥梁跨径及桥宽 标准跨径: 4oml1域中心距离),主梁全长: 39. 96ml计算跨径: 39. oom,;桥面净空: 序一14m十2X1. 7111m=17, 111m。2.设计荷载公路 II级, 人.群荷裁3, 0k、1/m2 , 每侧人行事兰、 肪撞栏_重力的作用.力分.別为. 52kN/m和4. 99kN/tn.3.材料及1.混斑土二 主i難用 C5o,栏杆及桥面铺装用 C3o。预.应力割 筋来用 公路無l筋混凝土及;ffl.应力混斑土解涵设计i!1t范 ( JT(J D62-200 4 )的 P15. 2钢数线, 每東6 權,全架配7東, fpk-1860MPa。普適領筋直径大于和等于l2mn,的来用 HRB335 報筋l 宣径小于12mm的均用 Rli35,細筋。接后张法施工工 艺 制作主梁, 采用内径70mrn、 外径77mm的预理波 管和央jl二j一锚具。4.设计依据(1)交通部颁公路一I程技.术标准i (JTG Eo1-2oo3),简称l标准1l;(:Z)交通部畑公路桥涵设计通用规范(TG D60-2004), 简称桥规(3)交通部頒公路領筋混凝土.及预应力混凝土桥涵设计組范 (JTG)62- 2004),简称 公f西規111。5.基本计算数据(见表 (-1)l=)横a面布置1.主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高.与跨径的增大而如宽为经济, 同时加宽翼板x,J提高主梁裁面效率指标,o 很有数, 故在许可条件下应适当加宽 T梁翼板。 本算.例主梁翼板宽度为2510mm, 由132表4-1于宽度较大, 为保证桥梁的整体受力性能, 桥面板采用現浇混擬土刚性接头, 因此主梁的工作截面有两种, 预施.应力、运输、吊装阶段的小截面 (bl =1600n,m) 和;ii;营建,介段的大截面(f,=250o,m)。净-14m十2X1. 75m的新宽进用七片主梁,如图4-1所示。善本计算数場注:本示例考意混解一1器度达到 tt 时开始米拉細.度力期東.f ,.1l1llf,分sli表示钢東张 i立时混般士的杭,l玉.抗拉标准强産, lllll, f,=0.liMPa, f,t_.51MFa.2, 主梁時中.識面主要.民寸拟订(1)主梁高度 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1 /l5 - l/25 , 标准设计中高跨比约在l,/l8119 。 当建筑高度不受限制时, 增大.架1高;往往是救经济的方集, 因为增大梁高可以节日 行 号 MPa ;3. 45;1 l0lVIFa .11:1.4MFa 2.,6i抽心:tli1.111 M.la MPa 1.:83般计强.度 211l. 711 0. 7/, MPa l. 7570. Sf.k MPa IIS_20. 6.f.k MPa 19. 41容 許拉.应.J1 0、 -0. ll150. :、.:la 0.容-i1i主拉应.力 0. o.f,t MPi l.59标准强度 MPa lal5l15.2 弹性控量 11l,fP, l. 95l, 0:钢 l:2l5l)MP 0. 651., MPa 1209.材r, kN/ m 25. 0.料 11、1 mi :2. 078. S1i_lS5 省预应力钢東用量, 同时梁高加大一般.只 是.腹板加高, 而温凝土用量增加不多 。 综上.所述, 本算例中取用2300mm的主梁高度是比较合適的 。(2)主梁截面细部尺寸133504504r構径中一一一一,l-i8 ;ll一一通 。a一 -一一一-Mnl2支点断面 1l2時中断面图4-I 结种K、寸田(.K寸単位: nm)T梁翼板的厚度主要取决于桥面.板承受车轮局部荷載的要求, 述 应考虑能否满是主.業 受弯时上翼板受压的强度要求.本算例预制 T梁的翼板厚度取用150rn m,翼板根部加厚到25omm以抵抗翼缘根部较大的弯矩 。在预应力混凝土梁中腹板内主拉.r逆.力较小, 腹板厚度一般由布置预制孔管的相造決定, 同时从腹板本身的稳定条件出发, 腹板厚度不宜小于其高度的l/l5 。 本算例腹板厚度取200rnm 。马時尺寸基本由布置预.成力領束的需要确定的, 设计实践表明. 马蹄面积占截面总面积的1o%2o%为合适. 本算例考J1l11到主楽需要配置较多的钢束, 将钢東按三层布置, 一层最多排三束, 同时还根据公预规9.4.9条对钢東净距及预留管道的构造要求,初組马蹄宽度为550rnm,高度250mm,马蹄与腹板交接处作三角过渡,高度lio,nm,以减小局部应力。接照以上拟订的外形尺寸, 就可绘出预制梁的跨中截面图 (見图 4-2)(3)计算裁面几何特征将主梁時中.載面划分成五个规则图形的小単元, 裁面几何特性列表计算见表4-12 。134lfltll)表4-2l35图4-2 時中裁面R寸国 L民寸拉位路中般面JL何特性计算表大 i載面小 i戴lli注,大毛截面形心至上1象.llli高: .y.一發.一 開=83.1lg,lcm,分lJll 面観、形心分:l1lll画 領.的 截面形心的A,J,- y. -.,(_1) (jml )(G11=( )、, C)=l)十(l 1 (2)(5,)(5)2 (li) 7. li 2812 0l:l12, 7S. 119 140.l,55 l1ll,61077S.- 角承托 18. 333 2l)970,S 3800 l10 ,l l8000 1l431部. -t5. 7 il11ol:2 l4l43l57S下三角 2l)0 - l,6. 1 375li7l 11l5 78li il:1l71o 217,5 t9l90S2. 5 7l614,5i -l:ll. 21 24:83語,li09l1187. 5 80lil154 24Jl l -l000 45000 11ili10953 1a,555953三角.1lKfl1 500 l8.33:11 91lili.l1 27l1. 1l18 l7. 213 2lll320,05 lll:) 4l80C10 1l4.111667 -14.44 79:21l52 1o:2211l:lli2li11. !;2l100 32Sl. ;2l:l - i04, 41 2:lll1l,65561375 71,l114.53 -121. 94 _0445375 2l1ll6990R331. 51 一5724S299 小毛鹹画形心至 l.報距高,、.一一器1者=96. 56_.(4)检验載面效車指标 ,o(希望在 o. 5以上) 上核心距,_ i:1 是,一取66283353-96875X- (23l:1-83. 29 =46.,li4 (,irn)下核心距:i. = M=82. 1 5cm裁面数率指标二_i十是-_生64十82-15_056_,05lo- i - 230 - - - -表明以上初拟的主梁.時中截面是合理的.(三 横般面沿降长的变化如图4-1所.示,本设it主梁采用等高形式,横截面的 T梁翼板厚度沿跨长不变。楽端部区.段由于错头集中力的作用而引起按大的局部应力, 也为布置锚具的需要, 在距梁端l 98ofn,:,范围内将腹板加厚到与马蹄同宽 。 _马蹄部分为配合钢束弯起而从大分点附近 (第一 道積隔梁.処) 开始向支点通新描高, 在马蹄持高的同时f复板.宽度亦开始变化.(四 t l装開梁的设置模型试验结.果表明, 在荷裁作用 的主:梁 弯期一.横向分布, 当该.处有積隔梁时比较均.匀, 否则直接在荷載作用下的主梁弯矩很大。 为l成小对主l梁设计起主要控制作用的時中弯短, 在時中设置一道中横隔梁. 当跨度较大时, 应设置較多的横隔梁 。 本设计在桥持 中点和三分点、六分点、支点.处设置-七道横隔梁,其问距为6.5m。端積隔梁的高度与主架1同高,厚度为上部26 0rnm, 下部240,rnml 中横隔梁高度为2050mm, 厚度为上部180mm, 下部160mtn津見国4-1所示。=、主梁作用效应计算相,;t居上述粱時结构纵、 積裁面的布置, 并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算 , 可分别求得各主梁控都截面(一般取時中、四分点、变化点裁面和支点截面) 的永久作用和最大可变作用故应, 然后再进行主梁作用效应组合 . 由子常幅所限. 本算例以边主楽作用效应计算为例 。(-) 永久作用效度计算.永久作用集度(1) 预制梁自重(i)時中裁面段主梁的自重 (六分点裁面至時中識面, 长13m) ,C