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文档简介
1、 前 言一、选题依据一设计目的及设计的主要内容:本设计通过自行拟定桥梁形式及断面尺寸,设计下部结构墩台与根底并编制施工方案,使我们全面地掌握桥梁的设计及施工理论,并学会将其应用于实践。桥梁的设计是系统性十分强的工作,有了本次设计我们可以对四年来所学的专业知识有一个综合系统的回忆和学习,并为今后的实际工作打下良好的根底。 本桥位在考虑它的使用、经济、美观的同时,我们还要着重解决其在工程实际中的问题。在建桥实践中,该桥采用20m跨径,采用预应力混凝土结构。为减少施工中的麻烦,特采用装配式结构。使桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化,便于预制和施工,并节省大量支架模板和劳动力,缩短工期。二设计拟应用的现场
2、资料综述桥位地质情况,从上到下的土层均为砂土、黏性土、砂砾。三设计拟应用的文献综述:本设计涉及内容广泛,需应用到材料力学、结构力学、桥梁学、结构设计学及根底工程学等方面的知识。采用是2004年公布的新标准?公路桥涵通用设计标准?,严格执行其规定。根据设计荷载等确定桥长、跨径及孔数。根据?桥梁工程?公路桥涵设计手册?中的简支梁桥的计算进行行车道板的计算;荷载横向分布计算;主梁内力计算;横隔梁内力计算及挠度、预拱度的计算。根据?结构设计原理?进行主梁、横隔梁、行车道板及墩台与根底的截面尺寸设计及配筋计算。根据?根底工程?及 ?公路桥涵设计手册?进行墩台与根底的设计。并根据?桥梁工程?根底工程?拟订
3、施工方案。根据?有关桥涵标准图?进行施工图纸设计。知识涉及相对全面,能为以后的工作和学习打下比拟扎实的根底。四设计相关技术的国内外现状:预应力混凝土梁式桥在我国获得了很大的开展。早在70年代,我国就建成了跨径达五十多米的预应力混凝土简支梁桥。除了简支梁桥以外,近年来我国还修建了多座现代化大跨径预应力混凝土箱型刚架桥、连续梁桥和悬臂两梁桥。目前,我国在预应力混凝土箱型梁桥的施工技术方面到达了世界先进水平。在国外,预应力混凝土梁式桥的研究起步较早,法国著名工程师弗莱西奈经过20年研究使预应力混凝土技术付诸实践后,新颖的预应力混凝土梁式桥首先在法国和德国以异乎寻常的速度开展起来。西德最早用全悬臂法建
4、造预应力混凝土桥梁,特别是在1952年成功地建成了莱茵河上的沃伦姆斯桥后,这种方法就传播到全世界。近年来,国外对大跨径预应力混凝土桥的结构体系有这样的见解,倾向于采用悬臂浇筑工艺来修建连续梁桥。这种方法在世界开展甚快。二、研究设计思路跨径大于20米的简支梁桥,均采用预应力混凝土梁桥。它比普通钢筋混凝土梁桥一般可节省钢材30%,跨径越大节省越多。其刚度比普通钢筋混凝土桥要大,因此建筑高度可显著减少,使大跨径桥梁轻柔美观。由于能消除裂缝,扩大了对多种桥型的适应性,并提高了结构的耐久性。 本设计采用装配式梁桥,其优点是:桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化,便于预制和施工,并节省大量支架模板和劳动力,缩短
5、工期。三、研究设计内容根据设计任务书给定的地质资料、设计荷载及桥面净空,拟定本设计为装配式预应力混凝土箱型简支梁桥,其中上部结构采用装配式预应力混凝土箱梁,共设四片主梁,五道横隔梁。下部结构采用钻孔灌注桩根底。上部结构计算内容包括:预应力混凝土箱梁内力计算;预应力混凝土箱梁配筋计算;行车道板的内力计算与配筋;横隔梁的内力计算与配筋。下部结构计算内容包括:盖梁的内力计算;墩柱得内力计算;根底的内力计算。1 行车道板计算 考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的,故行车道板可按悬臂板边梁和两端固结的连续板中梁两种情况来计算。 悬臂板荷载效应计算 由于行车道板宽跨比大于2,故按单向板计算,悬臂长度64cm。
6、恒载效应1刚架设完毕时:桥面板可看成64cm长的单向悬臂板,计算图式见以下图所示:、 图1-1 尺寸图单位:计算悬臂板根部一期恒载内力为:弯矩: 剪力: 1) 成桥后桥面现浇局部完成后,施工二期永久作用,由于边梁悬出端没有现浇局部,此时桥面板可以看成净跨径为0.64的悬臂单向板。人行道和栏杆的重量: ,计算第二期恒载内力如下:弯矩:剪力: 综上所述,悬臂根部永久作用效应为:弯矩: 剪力: 活载效应左边悬臂板处,只作用有人群荷载,见图1-1弯矩: 剪力: 承载能力极限状态作用根本组合:按“公预规第条 连续板荷载效应计算对于梁肋间的行车道板,在桥面现浇局部完成后,行车道板实质上是一个支承在一系列弹
7、性支承上的多跨连续板,因此对于弯矩,先计算一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩M,再乘以偏平安的经验系数加以修正,以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。 ,即主梁抗扭能力较大,取跨中弯矩,支点弯矩1.2.1 永久作用 1主梁刚架设完毕时 桥面板可看成39的悬臂单向板,如以下图1-2图1-2 尺寸图单位:mm其根部一期恒载内力为: 弯矩: 剪力: 2成桥后 先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值,梁肋间的板的计算跨径按以下规定取用: 计算弯矩时:但不大于,本设计: 计算剪力时: 即 式中:为板的计算跨径,为板的净跨径,为板厚,为梁肋宽度。 计算图式见以下图计算图式mm 现浇局部桥面板的自重为
8、: 8混凝土垫层和10沥青面层: 计算得到简支板跨中二期恒载弯矩及支点二期恒载剪力为:弯矩: 剪力: 综上所述,连续板恒载效应如下:支点断面恒载弯矩: 支点断面恒载剪力: 跨中断面恒载弯矩: 活载效应1公路级产生的内力 根据?桥规?,桥梁结构局部加载时,汽车荷载采用车辆荷载。 后车轮着地宽度及长度为: 顺行车方向轮压分布宽度: 垂直行车方向轮压分布宽度: 荷载位于板中央地带的有效宽度: 但不能小于取,产生重叠,应重新求,两个荷载的有效分布宽度: ,折合成一个荷载的有效分布宽度为: 荷载位于靠近支承处的有效宽度: 但不能小于故取支点与跨中之间的有效分布宽度可近似按45°线过渡。 为跨中
9、汽车荷载弯矩: 为跨中汽车荷载弯矩: 综上所述,连续板荷载效应如下:支点断面弯距: 支点断面剪力: 跨中断面弯距: 图1-3内力计算图示 内力组合计算 承载能力极限状态内力组合计算根本组合: 1支点断面弯矩: 2) 支点断面剪力:3跨中断面弯矩: 正常使用极限状态内力组合计算短期效应组合:1) 支点断面弯矩组合: 2) 支点断面剪力组合:3跨中断面弯矩组合: 行车道板配筋 悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋,故只需按其中最不利荷载效应配筋,即,其高度h=25,净保护层=4,选用钢筋,那么有效高度:由公式: 解得 =5b3×203=108s=400应选取5钢筋,钢筋间距为20cm,此
10、时所提供应的钢筋面积为565400。由于,其高度其有效高度h=18cm,净保护层a=4cm,选用钢筋,那么有效高度: 由公式: 解得 可知,跨中、支点处配筋相同,均为按?公预规?条规定,矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合以下要求:满足抗剪最小尺寸要求。按?公预规?条规定:,即KN时不需要进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求配置钢筋。根据?公预规?第条,板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋,直径不应小于8,间距不应大于200,因此选取钢筋。2 主梁内力计算与配筋 主梁截面几何特性的计算本设计采用分块面积法计算,公式如下:毛截面面积:=i各分块面积对上缘的静矩:分块名称分块面积i()分块面积形心至上缘距
11、离i ()=ii分块面积的自身惯性矩Ii()i=si ()分块面积对形心的惯性矩x=ii2 ()截面惯性矩=i+x522000904698×104×109330×109×10928000×104×109217×109×10925200215542×104×109205×109×10927720063517602×104×109-215×109×109180000111019980×10486×109-690×
12、;109×109合计1032400=420=78043381×104×109×109×109i=ii毛截面重心至梁顶的距离: ys=i/i毛截面惯性矩计算公式: =+Ai(yi-ys)2式中: 分块面积 i分块面积的重心至梁顶边的距离 s截面重心到梁顶的距离 i各分块对上缘的面积矩 分块面积对其自身重心轴的惯性矩 预制中主梁的截面几何特性 图1-4 主梁横截面 中梁跨中截面几何特性计算表 表1-1 检验截面效率指标以跨中截面为例上核心矩:s=下核心矩:x=截面效率指标: =根据设计经验,一般截面效率指标取为0.45,且较大者亦较经济。上述计算结
13、果说明,初拟的主梁跨中截面是比拟合理的。 主梁恒载内力计算 一期恒载预制梁自重为简化计算按不变截面计,主梁的恒载集度边主梁:中主梁: 二期恒载桥面板接头边主梁:0 中主梁: 三期恒载栏杆、人行道、桥面铺装g 计算 边主梁 : 中主梁 : 主梁恒载汇总 主梁恒载汇总表 表1-2 梁 号 荷 载边主梁中主梁一期恒载二期恒载0三期恒载g 恒载总和 恒载内力计算如下图,设x为计算截面离左支座的距离,并令=. 图1-5 影响线主梁弯矩和剪力的计算分别公式如下: =2 2=2 主梁恒载内力计算结果如下表所示: 主梁恒载内力计算表 表1-3工程L/2L/4变截面支点L/2L/4变截面支点=L0=L0一期恒载
14、一号梁00二号梁00239.95二期恒载一号梁00000000二号梁001098三期恒载g一号梁g00二号梁g00恒载总和g1+g2+ g一号梁00二号梁00 主梁活载内力计算 冲击系数的计算f1.5HZ 时=0.05 f14HZ时f14HZ 时 其中= = 结构的计算跨径 结构材料的弹性模量 ()结构跨中截面的截面惯性矩 ()结构跨中处的单位长度质量,当换算为重力时单位长度应为G结构跨中处延米结构重力 由于是双车道,不折减,故车道折减系数为:=1。.2 横向分布系数支点截面采用杠杆法计算,跨中截面采用修正偏心压力法。1) 支点截面1号梁 2号梁 图1-6 支点和跨中横向分布系数尺寸单位:2)
15、 跨中截面因为<0.5,故可用修正偏心压力法计算。 计算主梁的抗扭惯矩对于箱形截面,抗扭惯性矩可近似按下式计算:= + = 图1-7 箱梁的计算模型单位:翼缘板的平均换算厚度 由知,,查表得 计算抗扭修正系数 鉴于桥的对称性,只要计算1、2号梁即可,下面采用修正偏心压力法计算横向分布系数m 本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=4,梁间距为,那么 = a. 1号、2号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为 =+=× =-=× =+= =- b.绘出荷载横向分布影响线,并按不利位置布载,如图1-6所示;其中人行道缘石至1号梁轴线的距离为=1.65-1.5=0.15;荷载横
16、向分布影响线的零点到1号梁位的距离为x,可按比例关系求得: = 解得x= m 并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标。 c.计算荷载横向分布系数m 1号梁:汽车荷载: 人群荷载: 2号梁:汽车荷载: 人群荷载:3) 荷载横向分布系数汇总 荷载横向分布系数汇总表 表1-4荷载1号梁2号梁跨中c支点oco汽车051人群0515510322302.3.3 计算活载内力公路级:人群荷载: 汽车荷载: 集中荷载: 计算剪力时 据表1-3可知:1号梁的恒载内力比2号梁的要大。而且荷载横向分布系数也大,所以活载内力也必然大,因此可以得到此结论,即1号梁总的荷载效应比2号梁大,因此可将1号梁的内力作为控制内力,
17、只需计算1号梁即可。在可变作用效应计算中,对横向分布系数的取值做以下考虑:支点处横向分布系数取,从离支点L/4处到支点的区段内呈直线形过度至支点截面处,跨中局部采用不变的mc。求各截面的最大弯矩和剪力 计算跨中截面最大弯矩和最大剪力时采用直接加载,计算公式: S =+ y式中:S所求截面汽车人群标准荷载的弯矩、剪力 车道均布荷载标准值 车道集中荷载标准值 影响线上同号区段的面积 y影响线上最大坐标值 图1-8跨中截面作用效应计算图式跨中截面可变作用汽车标准效应: M=××××××0.8125+××V=×&
18、#215;×××××××KN可变作用冲击效应: × × KN可变作用人群效应: M=××3××××3× V=××3××9.75+×××3×KN 图1-9四分点作用效应计算图式 L/4截面处 可变作用汽车标准效应: M=×××××1.2188+0.4063××××
19、5;=V=×××0.75×-××××××0.75=KN可变作用冲击效应: M=×0.3= V=×0.3= KN可变作用人群效应: M=××3××19.5+×1.2188+0.4063×××3=V=××3×0.75×+×××3×0.0833=KN图1-10变截面截面作用效应计算图式变化点截面 可变作用汽车标准效应: M=
20、×××××××××××(4.875-2.5) ××××× ××V=×××718×17-××××××× ×-××××0.0833+××0.7515=KN图1-11支点截面作用效应计算图式可变作用冲击效应:M=×0.3= V=
21、5;0.3= KN可变作用人群效应:M=×3×××+××3××0.3208+×3×0.2375(4.875-2.5) ×2.078+×3××× V=×3×××17+×3×××+×3×××KN 支座截面处可变作用汽车标准效应: M=0 V=×××1×-×7.875×0.2
22、515××1×KN 可变作用冲击效应: V=× KN可变作用人群效应: M=0 V=×3×××1+×3×××0.9167+0.0833= KN 2) 内力组合 内力组合计算表 表1-5序号荷载类型L/4L/2变截面支点变截面L/4L/21)恒载02)汽车荷载3)汽车冲击效应荷载123.3654824)人群荷载5)根本组合S=1.2×1)+1.42)+3)+1.12×4)6)短期组合S=1)+0.7×2)+4)317)长期组合S=1)+0.72)+
23、4)根本组合:用于承载能力极限状态计算Mdgqr Vdgqr短期组合:用于正常使用极限状态计算s=g+Mr Vs=Vg+Vr长期组合:用于正常使用极限状态计算l=g+0.4(+r) Vl=Vg+0.4(+Vr) 3 截面设计 预应力钢束筋数量确实定及布置 首先根据跨中截面正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。一、预应力钢筋及普通钢筋数量确实定及布置(1) 预应力钢筋数量确实定及布置首先,根据跨中截面正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为:式中:短期效应弯矩组合设计值,由内力组合计算表查得 A、W估算钢筋数量时近似采用毛截面几何性质 预应力钢筋的合力作用点至截面中心
24、轴的距离设预应力钢筋截面重心距截面下缘为=100,那么预应力钢筋的合力作用点至截面中心轴的距离为=780-100=680;钢筋估算时,截面性质近似取用全截面的性质来计算,由表1-1可知跨中截面全截面面积A=1032400;全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为W=I/=/780= ;所以有效预加力合力为:=N 预应力钢筋的张拉控制应力为,预应力损失按张拉控制应力的20%估算,那么可得需要预应力钢筋的面积为: A=采用6束7的预应力钢筋,OVM15-7型锚具,供应的预应力钢筋截面面积为: A=6×7×=;采用金属波纹管成孔,预留孔道直径75。预应力筋的布置见图所示:构造要求:预留
25、孔道间净距40,梁底净距50,梁侧净距35,图中布置均满足以上要求。 锚固断面 跨中截面 图1-12 预应力筋的布置图 尺寸单位cm 图1-13 预应力钢束纵断面图 尺寸单位cm预应力筋束的曲线要素及有关计算参数计算 表1-6钢束编号升高值弯起角( 。)起弯点距离跨中长度锚固点距离跨中长度曲线半径119505749804300002270020529828300003312594779840 3000 各计算截面预应力钢束的位置和倾角 表1-7计算截面锚固截面支点截面变截面L/4截面跨中截面截面距离跨中98249750725048750钢束到梁底距离1195094570447520022700
26、6924522209033125123909090合力点592587415262127钢束与水平夹角°110220330平均值10(2) 普通钢筋数量确实定及布置按极限承载力确定普通钢筋,设预应力束合力点和普通钢筋的合力作用点到截面底边距离,。依据桥规JTGD62第条确定箱形截面翼缘板的有效宽度对于中间梁:图1-14 有效宽度计算图式 尺寸单位cm连续梁中部梁段 :分别为腹板上,下各翼缘的有效宽度和实际宽度;为相关梁跨内中部的翼缘有效宽度的计算系数。 翼缘有效宽度计算 表1-8截面位置翼板所处方位理论跨径(m)宽跨比有效宽度比有效宽度中跨跨中腹板外侧20=120031腹板内侧1所以:
27、有效宽度= 由公式求得x: 解得:<180mm中性轴在顶板中通过,为第一类箱形;那么那么 = 图1-15 非预应力 钢筋布置图尺寸单位:cm 采用5根直径为25mm的HRB335钢筋,提供钢筋面积。钢筋重心到截面底边距离,预应力钢筋重心到截面底边距离,那么预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点到截面底边的距离为:=83 截面几何特性计算关于普通钢筋换算面积计算,按等效换算原理: 截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算。主梁从施工到运营经历如下几个阶段: 主梁混凝土浇筑,预应力筋束张拉阶段一混凝土浇筑并到达设计强度后,进行预应力筋束的张拉,但此时管道尚未灌浆,因此,其截面几何性质计入了普
28、通钢筋的换算截面,但应扣除预应力筋预留管道的影响。该阶段顶板宽度为2400。 灌浆封锚,吊装并现浇顶板500的湿接缝连接段阶段二预应力筋束张拉完成并进行管道灌浆、封锚后,预应力束就已经能够参与全截面受力,再将主梁吊装就位,并现浇顶板500的连接缝时,该阶段的自重荷载由上一阶段的截面承受,此时,截面几何特性应计入了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质。该阶段顶板宽度仍为2400。 三期恒载及活载作用阶段三该阶段主梁截面全部参与工作,顶板宽度为2900,截面几何性质计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质。 图1-16 支点截面尺寸图 尺寸单位cm图1-17 跨中截面尺寸图 尺寸单位cm第一阶段跨中
29、截面的几何特性计算表 表1-9分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面45218非预应力钢筋换算面积11600-726预留管道面积1073-0-639-净载面面积第一阶段L/4截面的几何特性计算表 表1-10分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452-4非预应力钢筋换算面积11600-712预留管道面积938-0-490-6.
30、708净载面面积448第一阶段变化点截面的几何特性计算表 表1-11分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452101非预应力钢筋换算面积11600-707预留管道面积782-0-329-净载面面积453第一阶段支点截面的几何特性计算表 表1-12分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面449634非预应力钢筋换算面积11600
31、-705预留管道面积613-10-158-0.697净载面面积455第二阶段跨中截面的几何特性计算表 表1-13分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面45234非预应力钢筋换算面积11600-674预留管道面积10730-587净载面面积486第二阶段L/4截面的几何特性计算表 表1-14分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面
32、45229非预应力钢筋换算面积11600-679预留管道面积9380-457净载面面积481第二阶段变化点截面的几何特性计算表 表1-15分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面452230.496非预应力钢筋换算面积11600-685预留管道面积7820-307净载面面积475第二阶段支点截面的几何特性计算表 表1-16分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) (
33、)I=Ii+Ix()混凝土全截面44916非预应力钢筋换算面积11600-695预留管道面积6130-140净载面面积465第三阶段跨中截面的几何特性计算表 表1-17分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面42033非预应力钢筋换算面积11600-707预留管道面积10730-620净载面面积453第三阶段L/4截面的几何特性计算表 表1-18分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix
34、=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面42028非预应力钢筋换算面积11600-712预留管道面积9380-490净载面面积448第三阶段变化点截面的几何特性计算表 表1-19分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面420230.546非预应力钢筋换算面积11600-717预留管道面积7820-339净载面面积443第三阶段支点截面的几何特性计算表 表1-20分块名称分块面积Ai()Ai重心至梁顶距离()对梁顶边的面积矩Si=Aiyi( )自身
35、惯性矩Ii()ys-yi()Ix=Ai(ys-yi) ()I=Ii+Ix()混凝土全截面41817非预应力钢筋换算面积11600-725预留管道面积6130-178净载面面积435各阶段截面几何性质的计算结果列表 表1-21阶段计算截面A ()ys()y()e()I()W()ws=I/yswb=I/ ywp=I/ e阶段1跨中434766639l/4448752490变截面453747329支点455745158阶段2跨中486741587l/4481719457 变截面47517253071支点465765140 阶段3跨中453747620l/4448752490变截面443757339支
36、点435765178 截面承载能力极限状态计算.1 跨中截面正截面承载力计算(1) 见跨中截面尺寸图和配筋情况图,预应力束和普通钢筋的合力作用点到截面边缘距离,上翼缘平均厚度=125,有效工作宽度bf=2400。 (2) 判断截面类型首先按式:判断截面类型:fA+fA=(1260×+280×2454)×10=属于第一类截面。(3) 求受压区高度x由的条件,计算混凝土受压区高度 将代入下式计算截面承载能力=22.4×2400×86×(1117-86/2) ×10=4965.489=计算结果说明,跨中截面的抗弯承载能力满足要求。
37、 斜截面抗剪承载力计算选取距支点h/2和变截面点处进行截面抗剪承载力复核。箍筋采用HRB235级钢筋,直径10,双肢筋,间距Sv=200,距支点相当于一倍梁高范围内,箍筋间距Sv=100。(1) 距支点h/2截面斜截面抗剪承载力计算首先,进行斜截面抗剪强度上、下限复核:×10-32ftdbh00Vd×10-3bh0 式中:Vd验算截面处剪力组合设计值,按内插法得距支点h/2=1200/2=600处Vd=2预应力提高系数,取5b验算截面距支点h/2=750处的截面腹板宽度b=466,此处预应力钢筋均弯曲,只有纵向构造钢筋沿全梁通过。取h0=1117那么×10-32f
38、tdbh0×10-3××1.83×466×1117=×10-3bh0×10-3××466×1117=0Vd=计算结果说明截面尺寸满足要求,但需配置抗剪钢筋。斜截面抗剪承载力按下式计算:0VdVcs+Vpb Vcs为混凝土与箍筋共同的承载力:Vcs=1×2×3××10-3bh式中: 1异号变矩影响系数,对简支梁 12预应力提高系数,23受压翼缘影响系数,3b斜截面受压端正截面腹板宽度x=2,b=466 p斜截面纵向受拉钢筋百分率p=100=100×
39、=1.07sv-箍筋配筋率 sv= = 3369 Vcs=×××10-3×466×1117= Vpb为预应力弯起钢筋的抗剪承载力:Vpb×10-3×fpdApdsinp 式中:p斜截面受压端正截面处的预应力弯起钢筋切线与水平线的夹角p=0 Vpb×10-3×1260××sin0= 该截面的抗剪承载力为 Vdu= Vcs+ Vpb=+=0Vd= 说明该截面抗剪承载力是足够的。 (2) 变截面点处斜截面抗剪承载力计算 首先进行截面抗剪强度上、下限复核: ×10-32ftdbh00
40、Vd×10-3bh0 其中,Vd=,b=360,h0=1117×10-32ftdbh0×10-3××1.83×360×1117=×10-3bh0×10-3××360×1117=0Vd =计算结果说明截面尺寸满足要求,但需配置抗剪钢筋。斜截面抗剪承载力按下式计算:0VdVcs+VpbVcs=1×2×3××10-3bh式中:p=100=100×=sv= = 44 Vcs×××10-3×360
41、×1117=Vpb×10-3×fpdApdsinp式中:p斜截面受压端正截面处的预应力弯起钢筋切线与水平线的夹角p=0 Vpb×10-3×1260××sin0=该截面的抗剪承载力为:Vdu= Vcs+ Vpb=0Vd=所以通过计算知,该截面的抗剪承载力是足够的。 预应力损失计算3 摩阻损失L1 L1= con1-e-(+kx 式中:con张拉控制应力 conpk×1860=1395摩擦系数,预埋金属波纹管时,查得=0.25k局部偏差影响系数,取 锚具变形损失L2反摩擦影响长度, 式中:张拉端锚下控制张拉应力 =co
42、n=1395锚具变形值,OVM夹片锚有顶压时去4扣除沿途管道摩擦损失后锚固端顶拉应力 张拉端到锚固端之间的距离当时,离张拉端x处由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的、考虑反摩擦后的预拉力损失为:, 当时,表示该截面不受反摩擦得影响。 各截面摩阻损失计算表 表1-22 钢束号截面112233总计支点截面x弧度L1变截面x弧度L1L/4截面x3弧度L1跨中截面x7弧度L1 反摩擦影响计算表 表1-23钢束号1122330=con139513951395L=0-L1d=0-L/LLf338733863355 锚具变形损失计算表 表1-24 钢束号截面112233平均值支点截面x547890L25452变截面x255425782590L20000L/4截面x492949534960460.80L20000跨中截面x98039828984046080L200003 分批张拉损失L4 L4=Eppc 式中:m张拉批数,m=3 Ep预应力钢筋与混凝土弹性模量之比,Ep=Ep/Ec×105/3.45×104= pc全部预应力钢筋3批的合力N在其作用点全部预应力钢筋重心点处 所 产生的混凝土正应力,pc=,截面特性按第一阶段取用 其中 N=con
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