持久状况截面承载能力极限状态计算

⑨-0.20173.3999-0.34133.78014.1234.217由上表可以看出，四分点上缘存在最大拉应力：，四分点下缘存在最大压应力：。预加应力阶段正截面压应力应满足下式要求：由于存在拉应力，且，故应在预拉区配置配筋率不小于0.2%的纵向钢筋。上面公式中，和为与构件制作、运输和安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度相应的抗压强度、抗拉强度标准值，本设计考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束，[16]则，。配置纵向钢筋时，其配筋率，为预拉区普通钢筋面积，为T形梁毛截面面积，。故。预拉区的纵向钢筋宜采用带肋钢筋，其直径不宜大于14mm。[16]本设计采用16根直径为12mm的HRB400钢筋，则。将16根直径为12mm的钢筋均匀分布在上翼缘内。

计算由荷载引起的挠度时，全预应力混凝土构件的刚度应采用，则恒载效应产生的跨中挠度可近似按下式计算=短期荷载效应组合产生的跨中挠度可近似按下式计算受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响，即按荷载短期效应计算的挠度值，乘以挠度长期增长系数[16]，对C50混凝土，=1.425，则荷载短期效应组合引起的长期挠度值为恒载引起的长期挠度值为预应力混凝土受弯构件的长期挠度值，在消除结构自重产生的长期挠度值后梁的最大挠度不应超过计算结构的l/600，[16]即预拱度的设置

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。[16]主梁架设完毕时，桥面板可看成80cm长的单向悬臂板，计算图式见下图9-1。计算悬臂根部一期永久荷载作用效应为（2）成桥之后：桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，此时桥面板可看成净跨径为1m的悬臂单向板。[14]图中为防撞栏重力值，其值为7.5kN，为现浇部分悬臂板自重，为桥面铺装层重力。计算二期永久作用效应如下：（3）总永久作用效应：悬臂根部永久作用效应为弯矩：kN·m剪力：kN在边梁悬臂板处有车辆荷载的作用，P为车辆荷载后轴的轴重，其值为140kN，后轮着地宽度和长度分别为a1=0.2m，b1=0.6m，荷载在铺装层内的扩散分布，假定为呈45°角扩散。[14]式中——平行于悬臂板跨径的车轮着地尺寸的外缘，通过铺装层45°分布线至腹板外边缘的距离，[14]则作用于桥面板顶面的均布荷载集度为冲击系数取为，悬臂根部可变作用效应计算为kN·mkN取永久作用效应分项系数为1.2，取汽车荷载效应分项系数为1.4，则承载能力极限状态作用的基本组合计算如下：[14]kN·mkN行车道板与主梁梁肋是连接在一起的，当桥面现浇部分完成后，行车道板与主梁梁肋之间的连接情况，既不是固结，也不是铰接，而应该考虑弹性固结，即支撑在一系列弹性支撑上的多跨连续板。鉴于桥面板受力情况比较复杂，影响因素比较多，通常采用简便的近似方法进行计算。对于弯矩，先算出一个跨度相同的简支板的跨中荷载（恒载、活载及其组合）弯矩[14]，再乘以偏安全的修正系数加以修正，以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。弯矩修正系数可据板厚[14]与梁肋高度的比值来确定，本设计中＜1/4，即主梁的抗扭能力较大，取跨中弯矩为，支点弯矩为。对于剪力，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，认为简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。[14]（1）主梁架设完毕时：桥面板可以看成80cm长的单向悬臂板，其根部一期永久作用效应为：kN·mkN（2）成桥之后：先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值。梁肋间的板，其计算跨径按下列规定取用：[14]1.计算弯矩时：，但不大于本设计中＜2.计算剪力时：。式中——板的计算跨径；——板的净跨径，；——板的厚度，；——梁肋宽度，。为现浇部分桥面板的自重，其值为4.5kN；是二期永久作用，包括10cm的沥青混凝土和8cm厚的防水混凝土，[14]计算图示如下图9-2：计算得到简支板跨中二期永久作用弯矩及支点二期永久作用剪力为（3）总永久作用效应1.支点截面永久作用弯矩为kN·m2.支点截面永久作用剪力为kN3.跨中截面永久作用弯矩为kN·m当进行桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载。汽车后轮着地宽度和长度分别为a1=0.2m，b1=0.6m。[14]平行于板的跨径方向的荷载分布宽度为（1）车轮在板的跨径中部时，垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度＜取，此时两个后轮的有效分布宽度发生重叠，应求两个车轮荷载的有效分布宽度[14]折算成一个荷载的有效分布宽度为m。（2）车轮在板的支承处时，垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度（3）车轮在板的支承附近，距支点的距离为时，垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度将重车后轮作用于板的中央，求出简支板跨中最大可变作用（汽车）的弯矩为[14]kN·m计算支点剪力时，可变作用必须尽量靠近梁肋边缘布置。考虑了相应的有效工作宽度后，[14]每米板宽承受的分布荷载如图所示，支点剪力计算图示如下图9-3：其中kN将以上数据代入上式，得通过上面计算，可得到连续板可变作用效应如下：支点截面弯矩：kN·m跨中截面弯矩：kN·m支点截面剪力：kN取永久作用效应分项系数为1.2，取汽车荷载效应分项系数为1.4，则承载能力极限状态的基本组合计算如下：[14]kN·m支点截面剪力：kN跨中截面弯矩：kN·m悬臂板及连续板支点负弯矩处采用相同的抗弯钢筋，故只需按其中最不利荷载效应配筋，[14]即kN·m。其高度为，设净保护层厚度，若选用直径的HRB400钢筋，则有效高度为选用直径为12mm的HRB400钢筋时，钢筋的间距为19cm，此时单位长度行车道板所提供的钢筋面积为[2]。验算截面承载力由上述计算得跨中截面弯矩为kN·m，其高度为18cm，设保护层厚度cm，若选用直径为12mm的HRB400钢筋，则有效高度为选用直径为12mm的HRB400钢筋时，钢筋的间距为19cm，此时单位长度行车道板所提供的钢筋面积为。验算截面承载力m为了使施工方便，取半上下缘配筋相同，均为直径12mm的HRB4005钢筋布置[14]如下图图9-4所示kN=771.74kN＞kN=121.921kN若满足如下条件，可不需要进行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求配置钢筋。[14]而kN=195.81kN≥kN=121.921kN根据板的构造要求，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，[14]故本设计中分布钢筋采用mm满足构造要求。

总结时间飞逝，转眼大学四年即将结束，我们也来到了此次毕业设计的最后阶段，本次毕业设计历时三个月，从开始的收集资料到最后的整理验算，都收获良多，对我自身的专业水准以及专业知识都有显著的提升。我的毕业设计题目为株洲市建宁桥设计，之所以选择桥梁方面作为自己本次毕业设计的内容，主要是因为感觉桥梁有种独特的美，其次我家也是一个生活在湘江河畔的一个渔民家庭，株洲市区内第一座桥是在1988年建起的，在此之前我们家还有另一个职业，船夫，可能受祖辈的影响，对同为渡河工具的桥有更多情愫在里面，而且我近期的生涯小目标也是希望在之后株洲的第九座，第十座或者第十一座桥能和自己有关系，于是我选择了桥梁作为我的毕业设计。在此设计过程中不仅锻炼了我，同时也体现出了我很多不做，比如对先张法，以及后张法个概念的不清晰，运用起来不熟悉，并且由于时间的关系，我横隔梁没有计算，横隔梁在桥梁体系中是非常重要的一部分。不过我相信，如果时间够充裕我能做的更好！即将走出校园，在未来，我相信我一定会成为一名负责任、有担当的基建工作者，为我国基础建设贡献出自己的力量，明日之我，心中有丘壑，立马振山河。

致谢光阴荏苒，岁月如梭，如果四年前的邂逅仅仅是命中注定之外的一次偶然，那么今天之后的离别则是四年里丰富、快乐、温存时光经过之后的必然，黑龙江科技大学最终也成为了我的母校。首先我在这里感谢母校四年来的栽培，也感谢杨海涛老师对我本次设计从选题、资料收集、构思、设计、计算、验算再到最后画图的各个环节给予悉心的指导，使我对桥梁设计有了更深刻的认识，并最终得以完成本次设计，对此，我发自内心的表示我最衷心的感谢。杨老师丰富渊博的知识、敏觉的学术思维、认真负责的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我毕生的学习楷模。同时也要感谢其他任课老师给予我的帮助，老师们的无私奉献的教学精神与严谨求实的科学理念将永远激励着我。在四年的大学生涯里，得到了众多老师的关心和帮助，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意!同时我设计能成功完成也少不了同学们的帮助，在许多软件的操作上，以及公式的运用上，他们也总是耐心的为我讲解，回首四年，与他们的点点滴滴每每回想是都会不自觉的嘴角上扬，我们也即将走出校园，在这里我向你们表达我最真挚的感谢，此后，无论是平庸是惊世是绚丽是落魄是风是雨，我都祝福你们。其次我要感谢我的父母以及时刻关心着我的亲人朋友们，在我在远方求学的四年里，你们始终站在我身后作为我最坚强的后盾，并让我获取了一定的知识并最终走向社会。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人毕业设计答辩的各位老师再次表示感谢!

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