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文档简介

广西大学土木建筑工程学院毕业设计PAGE252-前言及设计资料1.1前言20世纪以来,由于科学技术的进步,工业水平的提高,社会生产力的高速发展,以及新材料的运用、计算理论的不断完善和现代化施工工艺的发展,桥梁工程的发展一日千里。纵观世界各国大城市,常以工程雄伟的大桥作为城市的标志与骄傲。我国的桥梁工程也紧跟时代潮流,蓬勃发展,呈现出一片欣欣向荣的景象。现在我国已建成各类现代化桥梁跨径排名表上都进了重要名次,它从侧面反映了我国桥梁事业的高度发展。回顾过去,展望未来,作为一名即将走上工作岗位的桥梁工作者将会不断面临设计和建造各类桥梁工程的光荣而艰巨的任务。无疑,毕业设计成为我们熟悉工作环境、了解工作方式的最好方式。毕业设计是高等院校本科培养计划中最后一个重要的教学环节,是在开设学院所有规定的基础课、技术基础课和必修的专业课后进行的,目的是培养学生综合运用所学的基础和专业知识的能力,通过毕业设计,对大学四年所学课程和各方面知识,进行一次全面、综合、系统的训练,也是对以前各教学环节的继续、深化、补充和检验。在毕业设计完成的过程中,不仅是对我们综合、科学、合理地运用所学知识、理论的一种检验,同时还能巩固和加强了专业知识,在自己头脑中构建系统的专业知识框架和理论体系。借助这种较强的实际动手操作的实践,进一步培养我们综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能,从而提高分析和解决实际问题的能力。xx河大桥的设计主要是在给定地质、水文、道路等级、桥面布置等条件下,主要进行了桥梁方案的设计与比较,桥梁的结构计算,控制截面的验算,施工方法的设计和CAD制图的基本技能和方法。桥梁的方案设计与比较是按照受力特点、施工的难以程度和计算的难易程度的基本原则进行的,从拟订的两个方案中,选出一个进行了详细的技术经济比较,最后我选择了装配式预应力简支T梁这一方案。装配式钢筋混凝土简直梁桥,常用的经济合理跨径在20m以下.跨径增大时,不但钢材耗量大,而且混凝土开裂现象也往往比较严重,影响结构的耐久性.为了提高简支梁的跨越能力,可采用预应力混凝土结构.目前,世界上预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m.但是,根据建桥实践,当跨径超过50m后,不但结构笨重,施工困难,经济性也较差.因此,我国桥规明确指出:预应力混凝土简直梁桥的标准跨径不宜大于50m.在此设计标准跨径取30m是合理的。装配式预应力混凝土简支梁桥的横截面类型基本上与钢筋混凝土梁桥类似,通常也做成T形,I形,但为了方便布置预应力束筋和满足锚头布置的需要,下部一般都设有马蹄或加宽的下缘,故在此设计取用有马蹄的t梁,经济分析表明,对于跨径较大的预应力混凝土简直梁桥,当吊装重量不受限制时,采用较大的主梁间距比较合理,一般可采用1.8~2.5m.,结合了设计资料的要求此设计采用了1.6m的主梁间距。本设计共主要包括了主梁、横隔梁、支座、盖梁、系梁、桥墩、基础等的设计计算和验算,由于是初次这样系统、详尽、综合进行桥梁工程的设计,加之自身知识水平的局限,且尚无经验可谈,在遇到一些实际难题时,总感到茫然和不知所措,设计成果中也难免出现一些错误和不尽如人意的地方。在此,我衷心的恳请各位教师给予批评、指正,我会虚心接受所有的意见和建议,并且不断的总结,使自己在今后的学习和工作中日臻完善!作者xx1.2设计资料1.2.1桥梁概括该桥位于xx乡xx屯西北角的xx庙左侧旁,横跨xx河水库尾,桥址距离水库坝首约12公里,桥宽,交角为,水准点高程为(黄海高程),设于324国道1994公里碑顶上。设计荷载为公路-Ⅱ级,设计时速为60公里/时。1.2.2地质情况桥位处于两低山之间,地形呈开阔U字形,为河流侵蚀堆积地貌。除坡角一带岩石裸露外,地表均为冲击层覆盖。个部分地层岩性分别叙述如下:黄色亚粘土,可塑状,层厚为0.9-2.1米,分布于3#,4#,5#墩,河槽一带表层,承载力较低。黄色亚粘土下层为,呈软-可塑状,厚1.3-3.4米。灰色淤泥及灰黄色淤泥质亚粘土,灰色淤泥厚1.6米,为软-流塑状。主要分布于主河槽一带。淤泥质亚粘土呈软-可塑状。卵石混砂和亚粘土,粒径一般为,为稍-中密,厚度1.0-4.7米,平均容许承载力灰黄、粉红或灰白色砂岩,粉质结构,层状构造,胶结较差,为半成岩。钻探揭示厚12-31.8米,平均容许承载力灰白色泥岩,泥质结构,层岩作用差,质软,泡水易软化。平均容许承载力1.2.3水文情况xx河水库坝址为于广西百色xx乡南乐村那洞屯附近,距百色市,坐落在右江支流xx河的下游,距xx河口,属珠江流域,西江水系。地理位置为东经,北纬。xx河发源于广西凌云县北麓玉洪瑶族乡他以村,河流总长,河流平均比降为3.87%,总落差为。流域平均高程,流域总面积。流域形状近似矩形,流域内多半为岩溶地区,多见状河流、落水洞,最长的主伏河约,流域内伏总长。xx河水库集雨面积为,其中最靠近水库的浩伸溶洞以上河段,的集雨面积为。汛期受此洞下伏流河洪能力的制约。洞上游形成天然水库,库容约3亿,最大水深,对xx河水库起调洪作用。坝址处多年平均降雨量,年内降雨分配不均匀,每年5-9月的降水量占全年雨量的87%左右。多年平均流量,丰水、枯水流量相差很大,最大流量为,最枯流量仅,多年平均径流量11.92亿。流域上游为云贵高原延伸地带,自西北向东南倾斜,浩伸熔岩以上流域平均高程。库区内岩溶地区及丘陵地区大致在浩伸下游约的弄林分界,弄林以上为岩溶地区,对为灰岩的石山,植被一般,风化覆盖层浅,溶洞发育,是典型的喀什特地形地貌;而弄林下游则多为丘陵地貌,植被较好,森林密布,地质为三迭系百缝组泥岩、细砂岩地层。流域平均气温,极端最高气温(1984年4月23日),极端最低气温(1955年1月12日);平均相对湿度76%,平均风速1.1m/s。本大桥所在路线经过的河流属于珠江江水系,主要有xx河水库及支流,属于右江流域。沿线地表水均汇入xx河及xx河水库,最终汇入右江。xx河水库建于1958年,流域面积为2000平方公里,水面面积39.1平方公里,总库容11.54亿立方米,每年2月—6月为枯水期,枯水期期间,水库底除了主河沟外,其余已全部露出,当地村民在此种植西瓜等作物。7月至来年的1月底为水底蓄水期,xx河中心桩号为,交角为。位于xx乡xx屯西北角的xx庙左侧旁,横跨xx河水库尾,桥址距离水库坝首月12公里。测时水面标高为183.14米,平均水深106米,最深处达到140米水面宽160米,水库正常运行的水位为18547米。上游集水面积为平方公里,主河沟长L=10.4公里,河沟平均降坡为l=0.59%。经水文计算,其百年一遇设计流量为,设计流速为,因线为较高,本桥不受水位及流量控制。1.2.4桥梁等级与设计荷载桥梁等级:由《公路工程技术标准》规定<为大桥,因桥长为217.08米,所以该桥为大桥。设计荷载:公路—Ⅱ级1.2.5地震情况路段处于地震烈度Ⅶ度区,构造物抗震设防按《公路工程抗震设计规范》有关规定执行。方案比选2.1方案编制前计算2.1.1曲线要素计算根据设计资料可知该桥K+520.266~k+59+533.54段位于公路的缓和曲线段上,并知交点桩号;左偏角;园曲线段半径;缓和曲线段长;切线长;外矢距;直缓点桩号;缓圆点桩号;曲中点桩号。在计算缓和曲线内任意坐标时,应先计算出切线横距.式中:第一回旋线(ZH至HY)内任意坐标。式中令:则由桩号~,由0~13.274;与计算结果列如下表1(用EXCEL表格编辑公式计算,取步距为0.5m)。表2.1.1-1桩号K59+0.5520.79119.95E-0060.51521.29117.96E-00511.5521.79110.00026691.52522.29110.000633722.5522.79110.00124432.53523.29110.002144933.5523.79110.00341123.54524.29110.005099344.5524.79110.00725514.55525.29110.00994474.99999995.5525.79110.0132445.49999996526.29110.01718895.99999996.5526.79110.02185546.49999987527.29110.02729956.99999977.5527.79110.03357727.49999968528.29110.04074447.99999948.5528.79110.04887718.4999992续表2.1.11-19529.29110.05801128.9999999.5529.79110.06822299.499988710530.29110.07957799.999988310.5530.79110.092122310.49999811531.29110.10592210.99999711.5531.79110.121033111.49999712532.29110.137511511.99999612.5532.79110.155433112.49999513533.29110.174844112.99999413.274533.56550.186133113.273993根据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)7.5.1条规定公路Ⅱ级,限速为,设计曲线半径(桥梁车道路拱坡度取2%,桥面纵坡取2%。),必须设超高;据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)7.5.2条规定,由于该桥车速受限故超高值取4%。根据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)7.6.1条规定设计曲线半径,应设置加宽。根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)3.1.1条的要求及《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)6.0.6条规定设计桥宽为,为双车道,中间无分隔带,左、右人行道宽度均为0.75m。据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)7.5.4、7.5.5、7.5.6的规定超高过渡方式为绕内侧车道边缘旋转,超高渐变率,双车道公路的超高缓和段长度按下式计算:式中:没有路肩绕边缘线旋转计算公式列下表表2.1.1-2超高位置计算公式过渡段上外缘中线内缘注:设计结果均为与设计高之高差;临界断面距缓和段起点;距离处的加宽值。根据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)7.6.1和7.6.5圆曲线上的加宽值取用1.0m,在超高段上按长度成比例增加方式。;则由桩号~,由0~13.274;、和计算结果列表如下(用EXCEL表格编辑公式计算,取步距为0.5m)。表2.1.1-3桩号k59+外缘中线内缘0.5520.76660.00114430.07-0.0005571521.26660.00228860.07-0.001114续表2.1.11-31.5521.76660.00342290.07-0.0017712522.26660.00457710.07-0.0022292.5522.76660.00571140.07-0.0028863523.26660.00685570.07-0.0034433.5523.76660.0080.07-0.0044524.26660.00914430.07-0.0045574.5524.76660.01028860.07-0.0051145525.26660.01142290.07-0.0057715.5525.76660.01257710.07-0.0062296526.26660.01371140.07-0.0068866.5526.76660.01485570.07-0.0074437527.26660.0160.07-0.0087.5527.76660.01714430.07-0.0085578528.26660.01828860.07-0.0091148.5528.76660.01942290.07-0.0097719529.26660.02057710.072-0.0105589.5529.76660.02171140.076-0.01177910530.26660.02285570.08-0.01300610.5530.76660.0240.084-0.0144411531.26660.02514430.088-0.0158811.5531.76660.02628860.092-0.01722712532.26660.02742290.096-0.01888112.5532.76660.02857710.1-0.02044113533.26660.02971140.104-0.02200713.274533.540.03034410.1061992-0.023001与左桥台桩号K59+316.46桥面铺装表面高程为参考,并以凌云方向为起点,百色方向为终点设置全桥上坡,纵坡坡度为0.4%,全桥内无纵坡变坡点。计算全桥范围内桥面路内缘、中线、外缘相对左桥台桩号K59+316.46断面中线点的相对高差、和。K59+316.46~k59+520.266、和计算公式式中表2.1.1-4桩号k59+外缘中线内缘0316.460.0700.0710326.460.270.20.2720336.460.470.40.4730346.460.670.60.6740356.460.870.80.8750366.461.0711.0760376.461.271.21.2770386.461.471.41.4780396.461.671.61.6790406.461.871.81.87100416.462.0722.07110426.462.272.22.27120436.462.472.42.47130446.462.672.62.67140456.462.872.82.87150466.463.0733.07160476.463.273.23.27170486.463.473.43.47180496.463.673.63.67190506.463.873.83.87200516.464.0744.07203.8066520.26664.1461224.0761224.146122K59+520.266~K59+533.54、和计算公式式中:表2.1.1-5桩号k59+外缘中线内缘520.76664.15726634.1561224.155555521.26664.16840064.1661224.164988521.76664.17954494.1761224.174411522.26664.19069914.1861224.183833522.76664.20183344.1961224.193266523.26664.21297774.2061224.202699523.76664.2241224.2161224.212122524.26664.23526634.2261224.221555524.76664.24640064.2361224.230988525.26664.25754494.2461224.240411525.76664.26869914.2561224.249833526.26664.27983344.2661224.259266526.76664.29097774.2761224.268699527.26664.3021224.2861224.278122527.76664.31326634.2961224.287555续表2.1.11-5528.26664.32440064.3061224.296988528.76664.33554494.3161224.306411529.26664.34669914.3281224.315544529.76664.35783344.3421224.324333530.26664.36897774.3561224.333066530.76664.3801224.3701224.341722531.26664.39126634.3841224.350322531.76664.40240064.3981224.358855532.26664.41354494.4121224.367311532.76664.42469914.4261224.375711533.26664.43583344.4401224.384055533.544.44646614.45231124.3931112.2方案编制方案比选主要依据安全、实用、经济、美观、环保的原则,因地制宜选择合适的桥型,以期达到预期的经济和社会效益,同时考虑要符合桥梁发展的规律,体现现代新科技的成就。桥型的选择要求在技术是可靠的,在施工上市切实可行的。由于本次设计侧重于可使用的计算手段上考虑,综上所述,本次设计的两个方案编制如下:2.2.1连续梁桥(方案一)1.连续梁桥优点(1)支点处的负弯矩卸载作用使桥梁比简支有更大的跨越能力。(2)采用悬臂施工无须搭设支架,基本不影响河流的通航。(3)目前国内外连续梁桥修建较多,施工工艺比较成熟。2.孔径布置该方案是主跨为三跨预应力混凝土连续梁桥,全桥长210.8,其孔径布置为:30+50+50m+50m+30。边跨与中跨之比为0.6。图2.2.1-13.主梁主梁采用单箱单室截面,梁高沿跨径方向变化采用二次抛物线形式。箱梁根部高为:1.80,箱梁跨中初高度为1.00。全桥纵向顶板尺寸基本保持一致,为0.25;腹板厚不变,为0.30;底板厚亦采用0.22米等厚度形式。图2.2.1-2图2.2.1-34.墩台此桥下部采用钢筋混凝土实心墩。墩宽为2,横桥向墩宽与箱室底板一致,为7,墩身外型尺寸为7×2。基础采用刚性扩大基础。5.施工方案该五跨预应力混凝土连续桥梁采用挂蓝施工,边号块采用搭支架现浇,然后采用挂篮悬臂现浇施工,跨中合拢。合拢顺序为先边跨合拢后中跨合拢。墩身采用翻模法施工。基础为明挖扩大基础。2.2.2预应力混凝土简支梁桥(方案二)1.预应力混凝土简支梁桥的优点:(1)标准跨径可工厂预制,质量能够保证。(2)架桥机铺设,工艺成熟(3)静定结构受力明确,对基础要求不高2.孔径布置本方案为30++30+330+300+30++30+330米预应力混混凝土简支支T梁桥。3.主梁信息主梁为30米标标准跨径预预应力混凝凝土简支TT梁,高度度为1.775米,每片梁梁宽1.6米,每跨采采用5片T梁。4.因地形较好,地地质条件较较佳,基础础采用明挖挖刚性扩大大基础。图2.2.2-11图2.2.2-222.3方案比选选1.根据设计构思宗宗旨,桥型型方案应满满足受力合合理、技术术可靠、施施工方便、造造价经济原原则。以上上这两个方方案基本符符合要求。2.从结构外形及受受力的角度度看:第一一方案连续续梁桥,结结构受力明明确,外形形简洁美观观,变截面面箱梁适合合桥梁的纵纵向变形,连连续桥面提提高了行车车的舒适性性,整体性性强。第二二方案是预预应力混凝凝土简支T梁桥,该该桥型施工工方便,快快捷,整体体性相对较较差。3.从材料用量上来来评比:两两个方案混混凝土于预预应力钢筋筋用量差不不多。4.从施工及维护方方面评比::两个方案案在国内多多有较成熟熟的施工经经验,相比比之下,预预应力混凝凝土简支T梁桥更易易维护些。5.从技算手法看::连续梁桥桥特别是变变截面的连连续梁桥适适合电算,而而预应力混混凝土简支支T梁桥更易易手算。综合以上各方面面因素,和和考虑现有有的计算手手段,取第第二方案即即装配式预预应力简支支T梁。第三章 设计计计算3.1水文计算算3.1.1最小小桥孔净长长计算3.1.1.11设计资料料设计流量;设计计流速;用CAD量测有河槽槽宽度;河河槽面积。河槽流量。该桥处于开阔,顺顺直微弯,分分汊,弯曲河河段及滩槽槽可分的不不稳定河段段按《公路路工程水文文勘测设计计规范》(JTGC30--20022)(6.2..1-1)式式中由《公路工程水水文勘测设设计规范》(JTGC30-2002)表6.2.1知开阔顺直微弯河段取。则桥孔最小净长3.1.1.22布设桥孔孔根据桥位河床断断面形态,将将左岸桥台台桩号布置置在K59==316..46,右岸桥台台桩号布置置在K59++533..54;墩径取1..80m,各各墩径位置置和桩号如如图。该桥桥孔布设方方案的桥孔孔净长度为为大于最小小桥孔净长长117..555是是合理的。根据《公路工水水文勘测设设计规范程程》(JTGC30--20022)96.44.1不通航河流的桥桥面最低高高程时应按按下式计算算:式中3.1.2桥前前最大壅水水高度计算算根据《公路桥位位勘测设计计规范》(JTJ0062-991)8.4..1条式中式中由设计资料的地地质情况得得知卵石混混砂和亚粘粘土,粒径径一般为3~5cm,。3.1.3冲刷刷计算冲刷标高已经在在图中标出出(参考图图册的桥位位断面图)。3.1.4确定定墩台埋置置深度在确定桥梁墩台台基础埋置置深度时,应应根据桥位位河段的具具体情况取取河床自然然演变冲刷刷、一般冲冲刷和局部部冲刷的不不利组合,作作为确定墩墩台基础埋埋深的依据据。冲刷标标高为1667.300米,2#墩处河床床为淤泥质质亚粘土,3#、4#、5#墩处河床床为黄色亚亚粘土,在在图上量得得总冲刷深深度为4..6米,根据《公路路工程水文文勘测设计计规范》(JTGC30--20022)第7.6..2条规定桥墩墩基地埋置置在冲刷线线下2.0米;;0#、7#桥台河床床为粉红色色、黄色粉粉砂岩,1#、6#桥墩河床床为黄色、灰灰白色粉砂砂岩,根据据《公路工工程水文勘勘测设计规规范》(JTGC30--20022)第7.6..3条规定参考考其附录C。1#桥墩岩面面至施工枯枯水季平均均水位距离离为,取埋埋入岩面深深度为5米;6#桥墩岩面面至施工枯枯水季平均均水位距离离为,取埋埋入岩面深深度为5米;0#、7#桥台岩面面至施工枯枯水季平均均水位距离离为、,均取埋入岩岩面深度为为5米。3.2上部结构构设计计算3.2.1主梁梁设计资料料1.简支梁跨径径:跨径330m;计计算跨径LL=29.116m;2.设计荷载::汽车荷载载按公路—Ⅱ级;3.环境:桥址址位于野外外一般地区区,I类环境条条件,年平平均相对湿湿度为766%,平均均风速1.1;4.材料:预应应力钢筋采采用ASTTMA4416-97a标准的低低松弛钢绞绞线(1×7标准型型),抗拉强强度标准值值=18600MPa,抗抗拉强度设设计值=12600MPa,公公称直径115.244mm,公公称面积1140mmm2,弹性模模量;锚具采用用夹片式群群锚。非预预应力钢筋筋:HRBB400级钢筋,抗抗拉强度标标准值=400MMPa,抗抗拉强度设设计值=330MMPa。直直径d<12mmm者,一律律采用HRRB3355级钢筋筋,抗拉强强度标准值值=335MMPa,抗抗拉强度设设计值=280MMPa。钢钢筋弹性模模量均为MPa。混混凝土:主主梁采用CC50,MPa,抗抗压强度标标准值=32.44MPa,抗抗压强度设设计值=22.44MPa;;抗拉强度度标准值==2.655MPa,抗抗拉强度设设计值=1.833MPa。5.设计要求::根据《公公路钢筋混混凝土及预预应混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62——20044)要求,按按A类预应应力混凝土土构件设计计此梁。6.施工方法::采用后张张法施工,预预制主梁时时,预留孔孔道采用预预埋金属波波纹管成型型,钢绞线线采用TDD双作用用千斤顶两两端同时张张拉;主梁梁安装就位位后现浇440mm宽的湿接接缝。最后后施工800mm厚的沥青青桥面铺装装层。7.主梁尺寸主梁各部分尺寸寸如图所示示。图3.2.1-11图3.2.1-223.2.2行车车道板计算算3.2.2.11计算图示示考虑到主梁翼缘缘板在接缝缝处沿纵向向全长设置置连接钢筋筋,故行车车道板可按按两端固定定和中间铰铰接计算,见见图图3.2.1-333.2.2.22永久荷载载及其效应应根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)3.6..3和3.6..4条沥青混混凝土层面面厚取500mm,C40混凝土垫垫层厚800mm。每延米板上和横横载g沥青混凝土层面面:C40混凝土垫垫层:T梁翼缘板自重::每延米跨宽恒载载合计:永久荷载产生的的效应:弯矩:剪力:可变荷载产生的的效应:公路-Ⅱ级:以重车后轮轮作用于铰铰缝轴线上上为最不利利布置,此此时两边的的悬臂板各各承受一半半的车轮荷荷载。根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.3..1条后车车轮着地宽宽度及长度度,如图图3.2.1-44顺行车向轮压分分布宽度::垂直车向轮压分分布宽度::荷载作用于悬臂臂根部的有有效分布宽宽度:单轮时:根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.3..2条规定定,局部加加载冲击系系数:。作用于每米宽板板条上的弯弯矩为:单个车轮时:取最大值:作用于每米宽板板条上的剪剪力为:基本组合根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.1..6条。恒+汽:故行车道板的设设计作用效效应为:3.2.2.33截面设计计、配筋与与强度验算算悬臂板根部高度度,根据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)9.1.1条规定取净保护层。若选用钢筋则有效高度为:根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)5.2..2条:根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)5.1..2和5.1..5条规定该该桥设计安安全等级为为二级,取取根据《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)3.1..3条规定定强度等级级C50的混混凝土设计计强度为22.44MPa,根据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)5.2.1条规定。验算根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)5.2..2条:查有关板宽1mm内钢筋截截面与间距距表,当选选用钢筋时时,需要钢钢筋间距为为160mm时(符符合《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)9.2..3条的要要求),此此时所提供供的钢筋截截面积为::根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)5.2..9条规定定,矩形截截面受弯构构件的截面面尺寸应符符合下列要要求,即::根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)5.2..10条规规定:故不需要进行斜斜截面抗剪剪承载力计计算,仅按按构造要求求配置箍筋筋。板内分分布钢筋用用,间距取取25cmm。承载能力验算;;承载力满足要求求。3.2.3主梁梁计算3.2.3.11主梁截面面几何特性性的计算(见见附表1)图3.2.3-113.2.3.22主梁的荷载载横向分布布系数跨中荷载弯矩横横向分布系系数(按G-M)法1.主梁的抗弯弯及抗扭惯惯矩和图3.2.3.22-1求主梁截面的重重心位置翼板换算平均高高度:马蹄换算平均高高度:主梁的抗弯惯矩矩T形抗扭惯矩近似似等于各个个矩形截面面的抗扭惯惯矩之和,即即:=式中:为矩形截截面抗扭刚刚度系数(查查附表1);为为相应各矩矩形的宽度度与厚度。表3.2.3.22-1(桥梁工工程课本P132)t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1<0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3对于翼板:查表表得c=0..333对于梁肋:查表直线内插对于马蹄:查表表内插得c=0..196单位抗弯及抗扭扭惯矩:2.横梁抗弯及及抗扭惯矩矩翼板有效宽度λλ计算:图3.2.3.22-2横梁长度取为两两边主梁的的轴线间距距,即:,根据比值可查附附表(桥梁梁工程课本本p151)表3.2.3.22-20.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.9830.9360..8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416直线内插求得==0.5448所以=0.5448×c=0.5548×22.35==1.299m求横梁截面重心心位置横梁的抗弯和抗抗扭惯矩和和:=2×h+2,查表得但由于于连续桥面面板的单宽宽抗扭惯矩矩只有独立宽宽扁板者的的一半,可可取c故 =单位抗弯及抗扭扭惯矩3.计算抗弯参参数和扭弯弯参数:式中:—桥宽的的一半;—计算跨径。根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)3.1..6条规定定,取,则::4.计算荷载弯弯矩横向分分布影响线线坐标已知θ=0.373,查G-M图表,可可得表中数数值。表3.2.3.22-3梁位荷载位置0-K10B/4B/23B/4B0.921.061.231.501.770.951.071.211.371.501.001.081.181.221.281.031.081.091.081.081.061.041.000.960.921.030.990.920.840.801.000.920.910.780.690.950.860.780.680.620.920.810.690.620.53K00B/4B/23B/4B0.781.572.423.334.080.901.452.102.753.390.981.311.732.112.411.121.221.391.491.591.171.190.980.910.791.120.870.640.390.170.980.610.24-0.17-0.560.900.36-0.18-0.59-1.090.780.13-0.56-1.10-1.72内插法求各梁位位处值图3.2.3.22-31#、5#梁2#、4#梁3#梁(系系梁位在O点的K值)列表计算各梁的的横向分布布系数影响响线坐标η值(见附表2)5.绘制横向分分布系数图图,求横向向分布系数数。根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.3..1和4.3..5条规定定:汽车荷荷载距人行行道边缘距距离不小于0.55m,人群荷载载取3.0kN//m2,人行道道板(局部部构件)以以4.0kkN集中竖向向力作用在在一块板上上。图3.2.3.22-4各梁的横向分布布系数公路Ⅱ级=1/2(0..501++0.3005+0..173++0.0007)=0.4993=1/2(0..334+0..288+0..209+0..107)=0.4469=1/2(0..184++0.2119+0.2231+0..201)=0.4418人群荷载=0.579=00.3633+0.003==0.366=220.1669=0..338人行道板=0.591-00.1533=0.4438=00.3688-0.0004=0..364=220.1677=0.33342.梁端剪力横向向分布系数数(按杠杆杆法)图3.2.3.22-5公路Ⅱ级==1/200.8755=0.4438=1//21.0000=00.5000=1/22(0.9338+0..250)=0.5594人群荷载=1..344=-0..344=03.2.3.33内力计算算1.恒载内力(1)恒载:假定桥桥面构造各各部分重量量平均分配配给各主梁梁承担,计计算构件的的面积是用用AutooCADD软件量测测。表3.2.3.33-1构件名构件尺寸(单位位cm)单元构件体积()重度每延米重力主梁2512.46横隔板中梁︱边梁251.4850.743桥面铺装沥青混凝土:混凝土垫层(CC40):23251.8173.16根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)3.3.1和3.5..7可知人行行道路缘石石宽度为0.25~0.35mm,栏杆高高度不小于于1.1mm;取人行行道路缘石石宽度为00.3m,栏栏杆高度取取1.1mm,栏杆柱柱取即1..2m。表3.2.3.33-2构件名构件尺寸(单位位cm)单元构件体积()重度每延米重力人行道部分缘石:2.5×0.0045=0.1125支撑梁:2×1.1×00.0333=0.00726人行道梁A:0.2×0.11×0.222=0..044人行道梁B:0.1×0.11×0.222=0..022人行道板:0..5×0..6×2..5=0..75镶面:0.5×0.002×2..5=0.025栏杆柱:0.1×0.11×1.22=0.0012扶手板:2×0.08××2.4==0.384423252525251825252.58751.8151.10.5518.750.450.39.6一侧人行道部分分每2.55m长时重35.1153kNN,1.00m长时重35.1153/22.5=114.066kN/mm。按人行行道板横向向分布系数数分摊至各各梁的板重重为:1#、(5#)梁:2#、(4#)梁梁:3#梁:表3.2.3.33-3梁梁的恒载汇汇总于表(单单位:kN/m)梁号主梁横梁栏杆及人行道铺装层合计1(5)2(4)312.4612.4612.460.7431.4851.4856.1585.1184.6964.9774.9774.97724.33824.04023.618(2)恒载内力计算算表3.2.3.33-4影响线面面积计算表表项目计算图式影响线面积ωM1/2M1/4Q1/2Q0表3.2.3.33-5恒载内力计计算表梁号M1/2(kNN•m)M1/4(kNN•m)Q0(kN)qω0qω0qω0qω0qω0qω01(5)24.338106.28992586.866224.33879.7161940.122824.33814.58354.84882(4)24.040106.28992555.188824.04079.7161916.377324.04014.58350.5323.618106.28992462.503323.61879.7161846.86623.61814.58337.78992.活载内力根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)条文说明明4.3..2条。(1)公路Ⅱ级荷载载冲击系数数式中—结构的的计算跨径径(m)E—结构材料料的弹性模模量(N/m2)_—结构跨中中截面的截截面惯矩(m4)—结构跨中中处的单位位长度质量量(kg/mm)G—结构跨中中处延米结结构重力(N/m)g—重力加速速度,g=9..81(mm/s2)(2)已知:=229.16m为简化计算把人人行道板和和桥面铺装装的重量平平均分摊到到各主梁上上则查《公路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)3.1..5知混凝凝土强度等等级C50的弹性模模量则根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.3..2条公路-Ⅱ级均布荷载,集集中荷载及及影响线面面积如下表表3.2.3.33-6最大影响响线纵标η及影响线线面积ω0表(p单位kN/mm2)项项目影响线顶点位置最大影响线纵标M1/2106.2899M1/4处79.716支点处14.58处1/23.645根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.3..1条规定定,公路-Ⅱ级均布荷荷载,集中中荷载按公公路-Ⅰ级车道荷荷载的0.75倍取用。公公路-Ⅰ级均布荷荷载;集中中荷载。则公路-Ⅱ级均均布荷载;集中荷载。人群荷载(每延延米):P人=30..75=22.25kkN/m(3)活载弯矩矩计算表3.2.3.33-7公路Ⅱ级荷载产产生的弯矩矩(kN•M)梁号内力(1)1+µ(2)(3)(4)(5)弯矩效应1M1/2M1/40.4931.187.875106.289979.716197.527.295.4681324.5991993.49772M1/2M1/40.4691.187.875106.289979.716197.527.295.4681260.1007945.13223M1/2M1/40.4181.187.875106.289979.716197.527.295.4681123.0881842.3577表3.2.3.33-8人群产生生的弯矩(单单位:kN•m)梁号内力(1)(2)(3)弯矩效应(1)(2)(3)1M1/2M1/40.5792.25106.289979.716138.4688103.852M1/2M1/40.3662.25106.289979.71687.52965.6463M1/2M1/40.3382.25106.289979.71680.83360.624(4)活载剪力计算::计算活载剪力效效应应计入入横向分布布系数沿桥桥跨变化的的影响。通通常分两步步进行,先先按跨中的的由等代荷荷载计算跨跨中剪力效效应;再用用支点剪力力荷载横向向分布系数数,由于有5根内横隔隔梁,考虑虑支点至第第一根内横横隔梁为直直线变化来来计算支点点剪力效应应。剪力计计算时,根根据《公路路桥涵设计计通用规范范》(JTGD60--20044)4.3..1条规定定,剪力集集中荷载标标准值需乘1.2的系数,。表3.2.3.33-8公路-Ⅱ级荷载产产生的跨中中剪力(单单位:kN)梁号内力(1)1+µ(2)(3)(4)(5)弯矩效应10.4931.187.7853.583238.82440.587.11820.4691.187.7853.583238.82440.582.87730.4181.187.7853.583238.82440.573.865表3.2.3.33-9人群荷载载产生的跨跨中剪力(单单位:kN)梁号内力(1)P(2)(3)弯矩效应(1)(2)(3)10.5792.253.5834.66820.3662.253.5832.95130.3382.253.5832.725支点处按杠杆法法计算的;;/6~5/6支点~/6在和和间的直线线变化。图3.2.3.33-1将集中荷载靠支支点布置,考考虑横向分分布的变化化,附加三三角形荷载载重心处的的影响线竖竖标值为::行车道荷载的最最大剪力为为:支点截面人群荷荷载的最大大剪力为:式中:所求截截面的剪力力;汽车荷载的冲击击系数;多车道桥涵的汽汽车荷载折折减系数,按按照《公路路桥涵设计计通用规范范》(JTGD60--20044)4.3..1条规定定2车道取;支点至第一根横横隔梁的距距离;简支梁跨中位置置的横向分分布系数;;简支梁支点位置置的横向分分布系数车道荷载的均布布荷载标准准值;剪力影响线面积积;车道荷载的集中中荷载标准准值;集中荷载位置对对应的剪力力影响线竖竖标值;人群荷载标准值值。车道荷载作用下下梁端剪力力效应计算算:表3.2.3.33-10公公路-Ⅱ级产生的的支点剪力力计算表(单单位:kN)梁号剪力效应11.18188.134421.18204.5831.18226.5322人群荷载作用下下如图图3.2.3.33-2人群荷载作用下下梁端剪力力效应计算算:表3.2.3.33-10公路-Ⅱ级产生的的支点剪力力计算表(单单位:kN)梁号剪力效应122.79828.54939.3443.内力组合根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.1..6规定(1)公路桥涵结构按按承载能力力极限状态态时,应采采用:基本组合式中承载能力极限状状态下作用用的基本组组合的效应应组合设计计值;结构构重要性系系数,本结结构安全等等级采用二二级取1.0;第个个永久作用用效应的分分项系数,本本结构有预预加应力对对结构的承承载能力有有利,故取取;第第个永久作作用效应的的标准值和和设计值;;汽车车荷载效应应(含汽车车冲击力、离离心力)的的分项系数数取=1.4。汽车车荷载效应应(含汽车车冲击力.离心力)的的标准值和和设计值;;在在作用效应应组合中除除汽车荷载载效应(含含汽车冲击击力.离心力).风荷载外外的其他第第个可变作作用效应的的分项系数数,取=11.4;在作作用效应组组合中除汽汽车荷载效效应(含汽汽车冲击力力.离心力)其其他第个可可变作用效效应的标准准值和设计计值;在作用效应组合合中除汽车车荷载效应应(含汽车车冲击力.离心力)外外的其他可可变作用效效应的组合合系数,当当永久作用用与汽车荷荷载和人群群荷载(或或其他一种种可变作用用)组合时时,人群荷荷载(或其其他一种可可变作用)的的组合系数数取=0..80;(2)偶然组合本本结构中没没有根据《公路桥涵涵设计通用用规范》(JTGD60--20044)4.1..7规定公路桥涵结构按按正常使用用极限状态态设计时,应应根据不同同的设计要要求,采用用短期效应组合。永永久作用标标准值效应应与可变作作用频遇值值效应相组组合,效应应组合表达式为::S=式中S—作用短期效应组组合设计值值;—第个可变作用效应应的频遇值值系数,汽汽车荷载(不不计冲击力力)=0.7,人群荷荷载=1..0,温度梯梯度作用==0.8,其他作作用=1..0;—第个可变作用效应应的频遇值值。表3.2.3.33-11剪剪力组合表表(单位::kN)梁号内力荷载人群汽车承载能力极限状状态基本组组合正常使用极限状状态作用短短期效应组组合正常使用极限状状态作用长长期效应组组合①②③④⑤⑥1354.848822.798188.1344714.7399509.33998439.2200804.66887.118127.1933465.6506636.714442350.58.549204.58716.58669502.2555435.7511602.95182.877119.3322960.9649934.331223337.78999.334226.5322732.94557505.69554432.1355402.72573.865106.463354.4305530.636表3.2.3.33-12弯矩矩组合表(单单位:kN•m)梁号内力恒载人群汽车承载能力极限状状态基本组组合正常使用极限状状态作用短短期效应组组合正常使用极限状状态作用长长期效应组组合①②③④⑤⑥1M1/22586.8662138.46881324.59915113.74463652.54443172.0886M1/41940.1228103.85993.49773835.36612739.42262379.06672M1/22555.188887.5291260.10074928.40083524.79923094.2442M1/41916.377365.646945.13223696.35562643.61112320.68843M1/2106.289980.8331123.08811790.3993973.27887587.85446M1/479.71660.624842.35771342.8558729.98999440.90884为简化计算,现现用3#主梁的剪剪力效应来来作为主梁梁的剪力设设计值,1#主梁的弯弯矩效应来来作为主梁梁的设计弯弯矩值;对对跨中,一一期恒载标标准值;二二期恒载标标准值。3.2.3.44钢筋面积积的估算及及钢束布置置1.预应力钢筋筋截面积估估算(1)按构件正截面面抗裂性要要求估算预预应力钢筋筋数量对于A类部分预应力混混凝土构件件,根据跨跨中截面抗抗裂要求,参参考徐光辉辉,胡明义义主编的《公公路桥涵设设计手册—梁桥》可可得跨中截截面所需的的有效预加加力为式中的为正常使使用极限状状态按作用用(或荷载载)短期效效应组合计计算弯矩值值。设预应力钢筋截截面重心距距截面下缘缘为=100mmm,则预应力力钢筋的合合力作用点点至截面重重心轴的距距离为;钢钢筋估算时时截面性质近似取取用全截面面的性质来来计算,由由表可得跨跨中截面全全截面面积积A=4988400mmm2,全截面对对抗裂验算算边缘的弹弹性抵抗矩矩;所以有效预加力力为:预应力钢筋的张张拉控制应应力为=0.755=0.755×18600=13955MPa,预预应力损失失按张拉控控制应力的的20%估算算,则可得得需要预应应力钢筋的的面积为采用2束5115.244和1束615.224钢绞绞线,预应应力钢筋的的截面积为为。采用夹夹片式群锚锚,55金属波纹纹管成孔。2.预应力钢筋筋布置(1)跨中截面预应应力钢筋的的布置后张法预应力混混凝土受弯弯构件的预预应力管道道布置应符符合《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)中的有关关构造要求求。参考已已有的设计计图纸并按按《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)中的构造造要求,对对跨中截面面的预应力力钢筋进行行初步布置置如图端部及跨中预应应力钢筋布布置图(尺尺寸单位::mm)图3.2.3.44-1(2)锚固面钢束布布置为使施工方便,全全部3束预应力力钢筋均锚锚于梁端。这这样布置符符合均匀分分散的原则则,不仅能能满足张拉拉的要求,而而且N1、N2在梁端均均弯起较高高,可以提提供较大的的预剪力。(3)其它截面钢束束位置及倾倾角计算①钢束弯起形状、弯弯起角及其其弯曲半径径采用直线线段中接圆圆弧曲线段段的方式弯弯曲;为使使预应力钢钢筋的预加加力垂直作作用于锚垫垫板,N1、N2和N3弯起角均均取=8°;各钢束束的弯曲半半径为:=450000mm;;=300000mm;;=150000mm。②钢束各控制点位位置的确定定N3号束,其弯起布布置如图图3.2.3.44-2由确定导线点距锚锚固点的水水平距离由确定弯起点至导导线点的水水平距离所以弯起点至锚锚固点的水水平距离为为则弯起点至跨中中截面的水水平距离为为根据圆弧切线的的性质,图图中弯止点点沿切线方方向至导线线点的距离离与弯起点点至导线点点的水平距距离相等,所所以弯止点点至导线点点的水平距距离为故弯止点至跨中中截面的水水平距离为为同理可计算N11、N2的控制点点位置,将将各钢束的的控制参数数汇总于下下表中表3.2.3.44-1钢束号升高值c(mmm)弯起角()弯起半径R(mmm)支点至锚固点的的水平距离离d(mm)弯起点距离跨中中截面水平平距离(mm弯止点距离跨中中截面水平平距离(mm)N11550845000204246287N280083000020681010986N3400815000201070512793各截面钢束位置置及其倾角角计算计算N3号钢束上任一点点离梁底距距离及该点点处钢束的的倾角,式式中为钢束束起弯前重重心至梁底底的距离,;为点所在计算截面处钢束位置的升高值。计算时首先判断断出点所在在处的区段段,然后计计算及当时,点位于直线线段还未弯弯起,,故故当时,点位于圆弧弧弯起段,按按下式计算算及当时,点位于靠近近锚固端的的直线段,此此时,按下下式计算及及各截面钢束位置置及倾角计算算值见下表表表3.2.3.44-2计算截面钢束标号(mm)(mm)(mm)(度)(mm)(mm)跨中截面N14245863小于0钢束尚未弯起00100N268104176N3107052088截面N142458636866>588638818918N2681041760<480<441760.9174124N3107052088小于0钢束尚未弯起00100支点截面N1424586314156>55863815471647N2681041767770>411768650750N31070520883875>200888102202④钢束平弯段的位位置及平弯弯角N1、N2、N3三束预应应力钢绞线线在跨中截截面布置在在同一水平平面上,而而在锚固端端三束钢绞绞线则都在在肋板中心心线上,为为实现钢束束的这种布布筋方式,N2、N3在主梁肋肋板中必须须从两侧平平弯到肋板板中心线上上,为了便于施工中中布置预应应力管道,N2、N3在梁中的的平弯采用用相同的形形式,其平平弯位置如如图下图。平弯弯段有两段段曲线弧,每每段曲线弧弧的弯曲角角为。图3.2.3.44-33.非预应力钢钢筋截面积积估算及布布置首先按照《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)中公式(55.2.22-1)和公式式(5.2..3-2)在不考考虑预应力力钢筋作用用的情况下下估算截面面的受压区区高度x,然后按按照《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)中公式(5.2..2-2)、公式式(5.2..3-1)、公式式(5.22.3-3)结合已知知的预应力力钢筋用量量估算普通通钢筋的用用量(1)按构件承载能能力极限状状态要求估估算非预应应力钢筋数数量在确定预应力钢钢筋数量后后,非预应应力钢筋根根据正截面面承载能力力极限状态态的要求来来确定。设设预应力钢钢筋和非预预应力钢筋筋的合力点点到截面底底边的距离离为=80mmm,则有先假定为第一类类T形截面,由由公式计算算受压区高高度x:求得则根据正截面承承载力计算算需要的非非预应力钢钢筋截面积积为采用񎀂418钢筋,提提供的钢筋筋截面面积积为。在梁梁底布置成成一排如图图其间距为为90mmm,钢筋重重心到底边边的距离为为=45mmm。图3.2.3.44-43.2.3.55主梁截面面几何特性性计算及施施工阶段说说明后张法预应力混混凝土梁主主梁截面几几何特性应应根据不同同的受力阶阶段分别计计算。本示示例中的TT形梁从从施工到运运营经历了了如下三个个阶段。1.主梁预制并并张拉预应应力钢筋主梁混凝土达到到设计强度度的90%后,进进行预应力力的张拉,此此时管道尚尚未压浆,所所以其截面面特性为计计入非预应应力钢筋影影响(将非非预应力钢钢筋换算为为混凝土)的的净截面,该该截面的截截面特性计计算中应扣扣除预应力力管道的影影响,T梁翼板宽宽度为15580mmm。2.灌浆封锚,主主梁吊装就就位并现浇浇20mmm湿接缝。预应力钢筋张拉拉完成并进进行管道压压浆、封锚锚后,预应应力钢筋能能够参与截截面受力。主主梁吊装就就位后现浇浇20mmm湿接缝,但但湿接缝还还没有参与与截面受力力,所以此此时的截面面特性计算算采用计入入非预应力力钢筋和预预应力钢筋筋影响的换换算截面,T梁翼板宽度仍为1580mm。3.桥面、栏杆杆及人行道道施工和运运营阶段桥面湿接缝结硬硬后,主梁梁即为全截截面参与工工作,此时时截面特性性计算采用用计入非预预应力钢筋筋和预应力力钢筋影响响的换算截截面,T梁翼板有有效宽度为为16000mm截面几何特性的的计算可以以列表进行行,以第一一阶段跨中中截面为例例列表附表3,同理,可可求得其它它受力阶段段控制截面面几何特性性如附表4、附表5。3.2.3.66持久状况况截面承载载能力极限限状态计算算1.正截面承载载力计算一般取弯矩最大大的跨中截截面进行正正截面承载载力计算。(1)求受压区高度度先按第一类T形截面梁梁,湿接缝缝参与受力力,略去构构造钢筋影影响,由式式计算混凝凝土受压区区高度受压区全部位于于翼缘板内内,说明确确实是第一一类T形截面梁梁。(2)正截面承载力力计算跨中截面的预应应力钢筋和和非预应力力钢筋的布布置见图和和图,预应应力钢筋和和非预应力力钢筋的合合力作用点点到截面底底边距离为所以梁跨中截面弯矩矩组合设计计值。截面面抗弯承载载力由式跨中截面正截面面承载力满满足要求。2.斜截面承载载力计算(1)斜截面抗剪承承载力计算算预应力混凝土简简支梁应对对按规定需需要验算的的各个截面面进行斜截截面抗剪承承载力计算算,以下以以L/4截面面处的斜截截面为例进进行斜截面面抗剪承载载力计算。首先,根据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)中公式(5.2.9)和公式(5.2.10)进行截面抗剪强复核,即式中的为验算截截面处剪力力组合设计计值,这里里;为混凝土强度等等级,这里里;b为腹板厚厚度,这里里b=1600mm为相应于于剪力组合合设计值处处的截面有有效高度,即即自纵向受受拉钢筋合合力点(包包括预应力力钢筋和非非预应力钢钢筋)至混混凝土受压压边缘的距距离,这里里纵向受拉拉钢筋合力力点距截面面下缘的距距离为根据据计算。为预应力力筋合力点点距截面下下缘的距离离所以所以;为预应力力提高系数数,代入计算表明,截面面尺寸满足足要求,但但需配置抗抗剪钢筋。3.2.3.77抗剪钢筋筋计算依据斜截面抗剪剪承载力按按《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)5.2..7条规定定来确定弯弯起钢筋,计计算简图如如下:图3.2.3.77-1根据以上的计算算简图知增设236斜筋筋增设232斜筋筋增设225斜筋筋增设218斜筋筋增设28斜筋3.2.3.88箍筋计算算预选定箍筋种类类和直径,可可按下式计计算箍筋间间距式中计算支点截面和和各抗剪钢钢筋弯起点点截面箍筋筋间距,支点至跨跨中h段采用闭合合单肢箍筋12,其其余段采用用单肢箍筋122。支点截面剪力设设计值采用用横隔梁边边缘处剪力力设计值,各各弯起点截截面采用个个弯起点对对应的剪力力设计值。以支点截面为例例:根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)9.4..1条规定定取用。则箍筋率大于规范规定钢钢筋配筋率率不小于0.12%的要求。同理各截面箍筋筋间距列表表计算如下下表3.2.3.88-1计算截面采用支点729.5400973.21821.765131.1100第一弯起点659.0611略1011.420略200第二弯起点586.0588略1011.420略200第三弯起点514.73略1011.420略200第四弯起点444.2022略1011.420略200第五弯起点372.8744略1011.420略200箍筋率均大于规规范要求。3.2.3.99斜截面抗抗剪验算斜截面抗剪承载载力计算按按《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)5.2..7条规定定其中式中以支点截面为例例,故支点截面抗剪剪满足要求求,非预应应力构造钢钢筋作为承承载力储备备未予考虑虑。同理可可进行其他他截面的抗抗剪承载力力计算其截截面抗剪均均满足要求求。主筋无弯起,持持久状况承承载力极限限状态正截截面承载能能力校核弯弯矩包络图图如下图::图3.2.3.99-1故全梁的抗弯承承载力满足足要求。3.2.3.110斜截面面抗弯承载载力验算由于钢束均锚固固于梁端,钢钢束数量沿沿跨长方向向没有变化化,且弯起起角度缓和和,其斜截截面抗弯强强度一般不不控制设计计,故不进进行验算。3.2.3.111钢束预预应力估算算1.预应力钢筋筋张拉(锚锚下)控制制应力按照《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)规定采用用2.钢束应力损损失(1)预应力钢筋与管管道间摩擦擦引起的预预应力损失失根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)6.2..2有对于跨中截面::为锚固点点到支点中中线的水平平距离;故故;分别为预预应力钢筋筋与管道每每米局部偏偏差对摩擦擦的影响系系数,采用用预埋金属属波纹管成成型时,由由《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)表6.2..2查得;为从张拉拉端到跨中中截面间,管管道平面转转过的角度度,这里N1只有竖弯弯,其余角角度,N2和N3不仅有竖竖弯还有平平弯,其角角度应为管管道转过的的空间角度度,其中竖竖弯角度为为,平弯角角度为,所所以空间角角度为,跨中截面各钢束束摩擦应力力损失见下下表。表3.2.3.111-1钢束编号度弧度N180.13960.027914.60.02910.0459139564.031N211.7460.2050.04114.60.02910.0677139594.442N311.7460.2050.04114.60.02910.0677139594.442平均值84.035同理可算出其他他截面处值值,各截面面摩擦应力力损失值的的平均值的的计算结果果,列于下下表。表3.2.3.111-2截面跨中L/4支点平均值84.03562.40340.010(2)锚具变形、钢丝丝回缩引起起的应力损损失计算锚具变形、钢钢筋回缩引引起的应力力损失,后后张法曲线线布筋的构构件应考虑虑锚固后反反摩阻的影影响,根据据《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)D.0..2-1计算反摩阻阻影响长度度:式中为张拉锚具具变形值,由由《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)表6.2..3可知夹夹片式锚具具顶压张拉拉时;为单位长长度由管道道摩阻引起起的应力损损失,据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)D.0.2-2有;为张拉端锚下张拉控制应力,为扣除沿途管道摩擦损失后锚固端预压应力,;为张拉端至锚固端的距离,这里的锚固端为跨中截面。各钢束预应力钢筋的反摩阻影响长度列表计算如下表3.2.3.111-3钢束编号N1139564.0311330.9669146000.00438869429.7N2139594.4421300.5558146000.00646697764.5N3139594.4421300.5558146000.00646697764.5求得后可知三束束预应力钢钢绞线均满满足,所以以距张拉端端为处的截截面由锚具具变形和钢钢筋回缩引引起的考虑虑反摩阻后后的预应力力损失按照照《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)D.0..2-3和D.0..2-4式计算::式中为张拉端由由锚具变形形引起的考考虑反摩阻阻后的预应应力损失,。若则表示该截截面不受反反摩阻影响响。各控制制截面的计计算列表于于下表3.2.3.111-4截面钢束编号各控制截面平均均值跨中截面N1146009429.782.717333截面不受反摩阻阻影响0N2146007764.5100.45771N3146007764.5100.45771L/4截面N173109429.782.71733318.59400110.118222N273107764.5100.457715.8803221N373107764.5100.457715.8803221支点截面N1209429.782.71733382.54188994.312886N2207764.5100.45771100.19883N3207764.5100.45771100.19883(3)预应力分批张拉拉时混凝土土弹性压缩缩引起的预预应力损失失()混凝土弹性压缩缩引起的应应力损失取取按应力计计算需要控控制的截面面进行计算算。对于简简支梁可取取截面根据据《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)6.5..2-2式计算,式中指在计算截截面钢筋重重心处,由由全部钢筋筋预加力产产生的混凝凝土法向应应力。并以以计算结果果作为全梁梁各截面预预应力钢筋筋应力损失失的平均值值。也可以以直接根据据《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)附录E的简化公公式进行计计算:式中预应应力钢筋的的束数,预应应力钢筋弹弹性模量与与混凝土弹弹性模量的的比值,按按张拉时混混凝土的实实际强度等等级计算;;假定为设设计强度的的,即,查《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)表3.1..5知:,故全部预应力钢筋筋(m批)的合合力在其作作用点(全全部预应力力钢筋重心心点)处产产生的混凝凝土法向应力,参照照《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)6.1..5-4式有,截面面特性按照照表-27中第一阶阶段使用。其中所以(4)钢筋松弛引起的的预应力损损失对于采用超张拉拉工艺的低低松弛级钢钢绞线,由由钢筋松弛弛引起的预预应力损失失根据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)6.2.6-1式计算式中张拉系数,超张张拉时取钢筋松弛系数,对对于低松弛弛钢绞线取取传力杆锚固时的的钢筋应力力,对后张张法构件,这这里仍采用用截面的应应力值作为为全梁的平平均计算值值,故有所以(5)混凝土收缩、徐徐变引起的的损失混泥土收缩、徐徐变引起的的损失的受受压区预应应力钢筋的的应力损失失根据《公公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》(JTGD62-2004)6.2.7-1式式中加载龄龄期为时混混凝土收缩缩应变终极极值和徐变变系数终极极值;加载龄龄期,即达达到设计强强度为的龄龄期,近似似按标准养护条件计算则则有:,则可得得;对于二二期恒载的加载龄龄期;假定定;该梁所属的桥位位于野外一一般地区,相相对湿度为为76%,根据《公路路钢筋混凝凝土及预应应力混凝土土桥涵设计计规范》(JTGD62--20044)表6.2..7知其构件理理论厚度其中为构件截面面面积,为为构件与大大气接触的的周边长度度。,据该表直线内内插得相应应的徐变系系数终极值值(对混凝凝土强度等等级为C50,表列数数值应乘以以,式中为混混凝土轴心心抗压强度度标准值());则;混凝土收缩应应变终极值值为。为传力锚固时在在跨中和截截面的全部部受力钢筋筋(包括预预应力钢筋筋和纵向非非预应力受受力钢筋,为为简化计算算不计构造造钢筋影响响)截面重重心处,由由所引起的的混凝土正正应力的平平均值。考虑到加载龄期期不同,按徐变变系数变小小乘以折减减系数。计计算和引起的应应力时采用用第一阶段段截面特性性,计算引引起的应力力时采用第第三阶段截截面特性。跨中截面截面以(未计构构造钢筋)取跨中与截面的的平均值,则则有跨中截面;截面;所以;;;;将以上各项代入入参照《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)表6.2..8将各截截面钢束应应力损失平平均值及有有效预应力力汇总于下下表。表3.2.3.111-5预应力阶段使用阶段钢束有效预应力力(MPa)预应力阶段使用阶段跨中截面84.035040.7124.735534.035124.7877158.82221270.26651111.443截面62.40310.11840.7113.221134.035124.7877158.82221281.77791122.9557支点截面40.01094.31340.7175.027734.035124.7877158.82221219.97731061.15513.2.3.112应力验验算1.短暂状况的的正应力验验算构件在作用运输输及安装等等施工阶段段,混凝土土强度等级级为C45。在预应应力和自重重作用下的的载面边缘缘混凝土的的法向应力力短暂状况下(预预加力阶段段)梁跨中中截面上、下下缘的正应应力上缘:下缘:其中,。截面特性取用用表-29中的第一一阶段的截截面特性。代代入上式得得根据《公路钢筋筋混凝土及及预应力混混凝土桥涵涵设计规范范》(JTGD62--20044)7.2..8条的要要求预拉区区应配置的的纵向钢筋筋配筋率应应不小于,故故预拉区沿沿预拉区的的外边缘均均匀布置带带类肋钢筋筋,配筋率为为,满足要要求;压应力满满足限值要要求。2.持久状况的的正应力验验算对与混泥土简支支梁的正应应力,由于于配设曲线线钢束的关关系,应取取跨中、、、支点及及钢束突然然变化处(截截断或弯出出梁顶等)分分别进行验验算。应力力计算的作作用(或荷荷载)取标标准值,汽汽车荷载计计入冲击系系数,以跨跨中截面计计算为例,参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)7.1.3-1式式中按作用(或或荷载)标标准值组合合计算的弯弯矩值,现现采用第三三阶段的作作用标准值值,;构件换算截面重重心轴至受受压区或受受拉区计算算纤维处的的距离。并综合《公路钢钢筋混凝土土及预应力力混凝土桥桥涵设计规规范》(JTGD62--20044)7.1..5-1式受压混混凝土的最最大压应力力:对未开开裂构件所以对A类预

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