56m钢-混凝土叠合梁咨询验算报告-典尚设计

1、工程咨询审查及优化设计报告(一)、56m钢-混凝土叠合简支箱形梁上部结构验算(Pm159 Pm160) 1、叠合梁主梁纵向分析验算 1.1、技术标准荷载等级：城市-B级;标准横断面：0.5m (防撞栏杆)+12.0m (车行道)+0.5m (分隔带)+12.0m(车行道)+0.5m (防撞栏杆)=25.5m ;抗震标准：地震基本烈度7度，地震动峰值加速度0.1g，重要性修正系数第2页1.3;桥梁设计安全等级：一级,结构重要性系数丫0 = 1.1环境类别：I类。1.2、主要标准、规范 交通部颁公路工程技术标准(JTG B01-2003 ) 交通部颁公路工程抗震设计规范(JTJ004-89 ) 交

2、通部颁公路桥涵设计通用规范(JTJG D60-2004 ) 交通部颁公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85 ) 交通部颁公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86 ) 1.3、主梁细部尺寸主謂加删之3双箱单室：钢筋混凝土顶板宽 24.8m，底板宽3.389m ;梁高：3.0m ； 钢梁顶板厚：28mm ； 钢梁腹板厚：20mm ; 钢梁底板厚：梁端距梁端 6m处：24mm ;距梁端6m距梁端15.5m处：32mm ;两端距梁端15.5m处的跨中段：42mm。 纵向设置底板水平加劲肋厚：梁端距梁端15.5m处：16mm ;两端距梁端15.5m处的跨中段：20mm。1.4、主要材料

3、钢梁：采用Q345qD，其钢材性能应符合GB/T714 2000的要求。抗压、拉弹性模量 E= 2.0X105 Mpa ,抗弯弹性模量E= 2.0X105 Mpa。线膨胀系数 k=0.000012。1.5、计算荷载1）自重：考虑钢梁钢筋混凝土顶板，钢底板、腹板、横隔板、加劲肋、铺装、 护栏。2）温度：按规范考虑不均匀升降温。3）活载：城市-B级，冲击系数按规范取用。工程咨询审查及优化设计报告1.6、钢筋混凝土顶板有效宽度的计算根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86），钢筋混凝土翼缘 板有效分布宽度C采用下列三种宽度中最小值:1)2)相邻两梁轴线间的距离B: 6.082m梁计算

4、跨径的1/3:54.24/3= 18.08m6)第4页3)桥面板承托以外加12倍钢筋混凝土板厚。当无承托时，则取钢梁上翼缘以外加12倍钢筋混凝土板厚：os+x055严+6x0.25 = 5.61m（边腹板处）；0.8+2>M+12x0.25 = 5.80m （中腹板处）。综上，取钢筋混凝土翼缘板有效分布宽度C =5.61m（边腹板处）；C =5.80m（中腹板处）。顶板有效分布宽度图如下图所示:1.7、叠合梁换算截面几何特性的计算1)E2 1X 105钢和混凝土弹性模量之比n0=EC=34玮厂6.0872)有效分布宽度范围内混凝土板截面积：代=8.29 m23)有效分布宽度范围内混凝土板

5、对自身截面形心的惯性矩：Ic = 0.15m44)钢梁截面积：As = 0.68m25)钢梁对自身截面形心的惯性矩：I 0.59m4混凝土板和钢梁形心间的距离：a = 2.03m工程咨询审查及优化设计报告7)叠合梁的换算截面积：A0 = As + Acn= 0.68 + 8.29 = 2.04m26.0878)叠合梁截面形心至混凝土板形心的距离:ac =瓦卄；2042.03 = 0.68口As9)叠合梁截面形心至钢梁形心的距离:as =截面模量:Wc Jx0.25 = 0.0417m36应力：CT cM35.2=8.4M PaWc4.17'汉 2.03 = 1.36m n0A06.08

6、7x2.0410)叠合梁的截面换算惯性矩:Io =ls +上 + Aoasac =0.59+ 2.04x 1.36x 0.68 = 2.50m4no6.0871.8、桥面板顺桥方向局部应力的计算活载弯矩:M, = 0.8 X (0.1L +0.04) P = 0.8X (0.1X 4.0 + 0.04) x 100 = 35.2KN m第7页1.9、荷载效应的计算1) 一期恒载混凝土桥面板每延米湿重：qck = 8.94 X 26 = 232.44KN / m钢梁每延米总重：qsk = 76.98X 0.68 = 52.35KN / m叠合前设置临时支撑时钢梁单独受力:Md1= 3840KN.

7、mMd1= 21800KN mM d2 = q2kl081 X124.2x54.242 =45674.2KN .m4）汽车活载M, =24700KN.m1.10、弯曲应力的计算1） 一期恒载:叠合前钢梁：CTM d1SUIsy su0.59咒 10 =-10.9MPaDslMd1Isysi0.590.77x10, =5.0M P a2）卸除临时支撑后与二期恒载共同作用钢梁：b su(Md1 +M d2)I0y0su(21800 + 456742)233“0一8.9MPa2.50sl =(Md1 中 Md2)I0y0si =(21800 + 45674.2) "12X057.2 MPa

8、2.50混凝土桥面板：(M d1 + M d2)nI。y0cu(21800十45674.2人 0.8»10, 一4.0MPa6x 2.50bcl(Md1 +Md2)y _y0cl -(21800+45674.2人0.33"0- 1.5M Panl06 咒 2.503）汽车活载钢梁：b suy0su24700咒 0.33"0' =3.3MPa2.50yosi4700" 咒 10 21.0MPa2.50混凝土桥面板:MlnI 0y0cu24700 天0.89咒10° =-1.5MPa6咒2.50工程咨询审查及优化设计报告bcl =»

9、;¥(»譽yo亠醬石Acn A01 08.29-丄(啤+ 津：0.89W0d0.02M Pa6.0872.042.50"Acn AoI06.087(2.0451500 +3箸。吋宀炖Pa钢梁:一空-yQsuA01051500 冥10 2.04J3350201223 X10- =29.87 MPa2.50J3_ PT PTac 一A0 nry0si5 冥 10S35020y%10S4.45MPa2.042.502)钢梁比混凝土低15度同理可得到:= -0.02M Pa%1=-1.31MPa=29.87 MPa=Y.45 MPa业 y0ci 一24701233冥106

10、 -0.6MPanl 06x2.501.11、温度应力的计算1）钢梁比混凝土高15度PT "tATEcA, =1.2x10'x15x3.45x104 x8.29x103 =5.15x104KNMt =PTac=5.15x104 天0.68 = 35020KN.m混凝土桥面板：1.12、混凝土徐变产生的应力第8页工程咨询审查及优化设计报告采用有效弹性模量法：假设叠合梁徐变的影响采用下式表示的折减混凝土有Ec效弹性模量Eccp近似计算：Ec护=（+屮0）屮为徐变影响系数，取屮=0.5 ; Wt为徐变系数，取=2。此时n=n0（1 +护1 /2） =6.087“1 +2/2）=12

11、.174，叠合梁换算截面几何特性调整为:24A) = 1.36m ； a =1.01m； a 1.02m ； l0= 2.00m(Md1 + Md2)n0 10a0c 代=21800 + 45674.2 X 0.68X 8.29 = 25357.7 KN6x2.50Pep =X 25357.7 =25357.7 KN1+0.5X2M 申=Pqa0c1= 25357.7x1.01 =25611.3KN m混凝土桥面板:1P®M m驚-亠咒(5357,256 1.21) +5012.1741.362.001 + 0.5% 2= 1.20M Pa1严+叫n1 A011 01yocl1)+1

12、25357.25611.0.66)+2 十12.1741.362.001+0.5X2=-0.73M Pa钢梁:P 申M cpA01yosu101一 25357.7 -2561®O.667.1OM Pa2.001.36bslP 半M cp一恳弋1一 25空2 +2561玉 1.79=4.28M Pa1.362.00混凝土的收缩量按温度降低15度计。1.12、混凝土收缩产生的应力第10页工程咨询审查及优化设计报告Ec采用有效弹性模量法：假设叠合梁收缩的影响采用下式表示的折减混凝土有 效弹性模量Eccp近似计算：Ec护=（+屮0 ）屮为徐变影响系数，取屮=0.5 ; Wt为徐变系数，取=4

13、。此时n=n0（1 +护1 /2） =6.087（1 +4/2）=18.261，叠合梁换算截面几何特性调 整为:A = 1.13m2 ； a = 1.22m； a0.81m； lo=1.72m4Ps =aTATEC2代=1.2x10'>d5x(3.45x104/3)x8.29x103 =17160.3KNMs = FSa0c2 =17160.3 咒 1.22 = 20935.6KN.mX(17160. 20935.1 42)X1018.2611.131.72混凝土桥面板:THcu)忖估 1Ac门2 A021028.29= 0.29 MPaPs1 z Ps 丄 Psa02c-(cr

14、cl =Acn2A02+亡02亠需忙丄空03 +進邑0忙18.2611.131.72= 0.67 MPa钢梁:Su_ _ Ps _ Psa02cA02I 02y02su471163.3-2019；.628护忙1.131.72=-25.53M Pabsl_ _ Ps + Psa02cA02Iy02sl02=(-17160.3 + 20935.6 D .58)咒 101.131.721.13、应力组合结果第11页=-4.05 MPa荷载组合（A）: 一期恒载+二期恒载+汽车活载;荷载组合（B）： 期恒载+二期恒载+汽车活载+混凝土徐变+混凝土收缩;工程咨询审查及优化设计报告荷载组合（C）: 一期恒

15、载+二期恒载+汽车活载+混凝土徐变+混凝土收缩+温度应 力;1）混凝土桥面板应力验算: 桥面板顺桥向局部应力：b =8.4MPa 吒 be = 1.15x0.63x324 = 23.5MPa ； 荷载组合（A）：crc =5.5MPa < 匕=0.63x32.4 = 20.4MPa 荷载组合（C）: % =7.5 MP a < be = 1.4x0.63% 32.4 =28.6MPa 2）钢梁底板应力验算:荷载组合（A）: Sl =83.2MPa V1=210MPa荷载组合（C）: b Sl =92.66MP a V1.15x210 = 241.5 MPa 3）钢梁顶板应力验算:

16、荷载组合（A）: CTsu =23.1 MPa w bsJ = 210MPa荷载组合（C）: CT sl =105.6 MP a <】=1.15x210 = 241.5 MPa 2、叠合梁剪力连接件的验算 1） 二期恒载及活载产生的水平剪力 二期恒载产生的支座处剪力为:Q1 = 1 >4232.44 +52.35 + 124.2）咒 54.24 -1260 = 9831.8KN 活载产生的支座处剪力为：Q2 =2540KNa A0 68% 8 29相应的水平剪力：Tq =上上（Q1 +Q2）= .一X （9831.8 +2540） =4583KN/mnl06.087X 2.502）

17、温差产生的水平剪力混凝土的干燥收缩和混凝土板与钢梁间的温差产生的叠合梁连接处的剪力 主要集中在主梁端部。传递范围的计算长度为主梁间距 a或L/10（L为叠合梁梁 长），剪力大小由梁端向跨中方向按三角形分布逐渐减小。主梁间距a =5.11mcL/10 =5.42m，取剪力分布长度为 5.11m。cTc =(crcu + CT Cl )/2 =(0.02+1.31)/2 =0.67 MPaTt=2=士临逸9 佔=2173.9KN/m5.11第14页3）混凝土收缩产生的水平剪力c =(5 +crci)/2 = (0.29+0.67)/2 = 0.48MPa5.11Ts=2=± = 2248

18、咒8.2%103 =1557.4kn 4）水平剪力合计T =Tq +Tt + Ts =4583 + 21739 +1557.4 =8314.3KN / m 5）剪力连接件计算 剪力钉：直径 d =22mm，高 h = 300mm，Rd =300/22 = 13.6 a 5.5 容许剪力：T = 9.4d2jG7 =9.4x2227324 =25896.8N/根 式中：bk =桥面板混凝土的设计标准强度（MPa）；d =剪力钉直径；h=剪力钉高度剪力钉的构造要求如下: 剪力钉的最大间距：min3x250,600=600mm A250mm剪力钉桥轴方向的最小间距：minfex 22,100 = 100mm c 125mm剪力钉横桥方向的最小间距：d +30 =22 +30 = 52mm c 160mm剪力钉到钢梁翼板边缘的最小净距离不得小于 25mm v 80