【《某预应力混凝土T梁桥的预应力钢束数量估算及布置计算过程案例》2200字】

某预应力混凝土T梁桥的预应力钢束数量估算及布置计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u17895某预应力混凝土T梁桥的预应力钢束数量估算及布置计算过程案例 1101001.1.设计基本资料及构造布置 1304791.1.1设计资料 1118171.1.2主要材料 1202281.1.3相关设计参数 2128441.1.4结构设计 2120311.1.5截面几何特性计算 280212预应力钢束数量估算及布置 5196662.1预应力钢束数量的估算 5286852.2预应力钢束布置 61.1.设计基本资料及构造布置1.1.1设计资料1.设计资料标准跨径：50m(墩中心距)。计算跨径：49.56m。主梁全长：49.96m。桥面宽度（桥面净空）：净-11+2×1(人行道)。2.技术标准设计时速：40km/h。环境标准：I类环境条件设计安全等级：二级。1.1.2主要材料1.混凝土主梁采用C50混凝土；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土；栏杆及人行道板为C25混凝土；盖梁、墩柱用C30混凝土；桥台基础用C20混凝土；桥台台帽用C25混凝土。2.预应力钢筋：采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为12.7mm，公称面积为98.7，标准强度，弹性模型Ep=1.95105MPa1.非预应力钢筋：采用HPB300；HRB400。4.施工工艺：按后张法施工工艺制作主梁，采用金属波纹管和夹片锚具，两端同时张拉。1.1.3相关设计参数相对湿度为：75%。体系整体均匀升温25℃，均匀降温23℃。预应力管道采用钢波纹管成形，管道摩擦系数μ=0.25。管道偏差系数。锚具变形和钢束回缩量为6mm(单端)。预应力混凝土结构重度按计，普通钢筋混凝土重度按计，沥青混凝土重度按计。单侧人行道和栏杆线荷载分别为1.6和1.52。1.1.4结构设计基本要求（1）本设计图中，主梁各部分构造尺寸所对应构件温度为℃。（2）本设计为预应力简支T形梁。（3）桥面板横坡坡度假定为和桥面横坡度相同，为1.5%。（4）主梁断面：主梁高度2.5m，粱间距2.6m，其中预制梁宽度1.6m，翼缘板中间接缝宽度0.4m。主梁跨中肋厚0.20m，马蹄宽为0.36m，端部腹板厚度加厚到与马蹄同宽，即：0.36m以满足端部锚具布置和局部应力需要。（5）横隔梁设置：横隔梁共设置四道，间距9.79m，端横隔梁宽度0.28m，跨中横隔梁宽度0.18m。（6）桥面铺装：设计总厚度为17cm，其中水泥混凝土厚度8cm，沥青混凝土厚度9cm，两者之间加设防水层。1.1.5截面几何特性计算图3-1横断面图（尺寸单位cm）图3−2预应力混凝土T形梁结构尺寸图（尺寸单位cm）内梁立面b）外梁立面c）3−3T形梁段截面尺寸图3−4T形梁中截面尺寸图表1.1跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面积至上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩cm²cmcm³cm4cmcm4cm4大毛截面（含湿接缝）翼板260051300018331.3388.63420425561.4920446396.82三角承托156015.32386815132.4478.3349572496.279587628.71腹板5000110550000142895.83-16.3661339229.781482125.61下三角80194.6715571.3213-101.0364816668.33816881.33马蹄2000225450000416666.76-131.36634514051.913490718.58∑112401052441.367263751.05小毛截面（不含湿接缝）翼板220051100018331.33906.96520684864.720703198.03三角承托156015.32386815132.4486.66511716882.6711732015.11腹板5000110550000142895.83-80.35322806.12514612389.13下三角80197.6715571.3213-92.705687537.362687750.363马蹄2000225450000416666.67-121.03530275222.4530275345.49∑10840652448.878010698.12大毛截面形心至上翼缘距离91.634小毛截面形心至上翼缘距离101.9652预应力钢束数量估算及布置2.1预应力钢束数量的估算式中：——使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值；——对于公路=2\*ROMANII级，取0.565；——=690.9；——大毛截面上核心矩，设梁高为h；——预应力钢束重心对大毛截面中心轴的偏心距；可预先假定，h为梁高，；——大毛截面形心到上缘的距离，查表3.1；——大毛截面的抗弯惯性矩，查表3.1;本设计采用的预应力钢绞线，标准强度设计强度为弹性模量假设则：钢束数n为：2.钢束数n的估算公式为：则根据上述两种极限状态所估计的钢束数梁在接近2.2预应力钢束布置对钢束群重心位置应进行复核，首先计算锚固端截面的几何特性。图3.11跨中截面钢束布置图图3.11b锚固端截面钢束布置图（单位：cm）（单位：cm）表3.7锚固端截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面积至上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩cm²cmcm³cmcmcmcm翼板220051100018333.3397.96821115003.8521133337.18三角承托500.411.855929.7418836.4491.1184154657.1494173493.589腹板96601301255801280000-27.03177058685.6958338685.965∑12360.41272729.7433645516.46其中：上核心距为：下核心距为：说明钢束群心处在截面的核心范围内（见图3.12）2.钢束起弯角度和线性的确定：本设计预应力钢筋在跨中分为三排，N4号钢筋弯起角度为6钢束计算图3.12钢束群重心位置复核图图3.13锚固端尺寸图（单位：cm）（单位：cm）（1）计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点至支座中心线水平距离为钢束计算图式见图3.14，钢束起弯点至跨中距离为，见表3.8。图3.14钢束计算图式（单位：cm）表3.8钢束弯起点至跨中距离计算表钢束号起弯高度y/cmy1/cmy2/cmL1/cmx3/cm弯起角/（゜）R/cmx2/cmx1/cmN42012.5437.457120119.3236142.2804142.2804713.749N36047.31912.681340336.69181303.404181.3481982.993N28468.24715.753560554.55081618.713225.2811711.363N1125107.16317.837770762.50681832.812255.07811463.773上表中各参数的计算方法如下：式中——钢束弯起角度（o）；——计算跨径（cm）；——锚固端至支座中心的水平距离（cm）。控制截面的钢束重心位置计算①各钢束重心位置计算根据图3.14所示的几何关系，当计算截面在线段时，计算公式为：当计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式为：②计算钢束群重心到梁底的距离钢束布置见图3.15。表3.9各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置计算表截面钢束号xR/cmsinα=x4/Rcosαaaa四分点N4未弯起13165N3未弯起1303.0404011010N2120.71618.7130.0745650.9972162428.506N1342.641832.8120.1869480.982373870.312截面直线段yφx5x5tanφa0aiap支点N4200.104719821.3722.66671027.333972.647N3600.139626326.03243.6581066.341N2840.139626316.1952.2760624105.724N11250.13962636.3570.893438162.107（3）钢束长度计算表3.10钢束长度计算表钢束号半径R弯起角曲线长度直线长度L1有效长度钢束预留长度钢束长度