預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文.doc_第1頁(yè)
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鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢 業(yè) 論 文(設(shè) 計(jì)) 屆 土木工程(道路與橋梁方向)專業(yè) 班級(jí)題 目 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 講師 年 五 月 十五 日內(nèi) 容 摘 要預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在我國(guó)橋梁建筑上占有重要的地位,在目前,對(duì)于中小跨徑的的永久性橋梁,都在盡量采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋,因?yàn)檫@種橋梁具有就地取材,工業(yè)化施工,耐久性好,適應(yīng)性強(qiáng),整體性好的優(yōu)點(diǎn)。從而決定了本設(shè)計(jì)中橋型的選擇,整個(gè)的計(jì)算方法。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。本文對(duì)一個(gè)220 米先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支橋進(jìn)行了設(shè)計(jì)驗(yàn)算。文章擬定了橋梁的上部結(jié)構(gòu)尺寸,對(duì)荷載內(nèi)力進(jìn)行了計(jì)算,并且對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行了強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。其中,上部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定,主要參考了橋涵規(guī)范及相關(guān)范例;利用鉸接板法和杠桿原理法求解橫向分布系數(shù),并且參考相關(guān)范例對(duì) 10 塊空心板進(jìn)行了分組,從而可以查表得出橫向分布影響線,進(jìn)而求得橫向分布系數(shù)。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括:空心板、蓋梁、樁柱三大部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算。分別先后完成幾何尺寸設(shè)計(jì)、荷載組合計(jì)算、鋼筋配置及驗(yàn)算、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算、裂縫及變形驗(yàn)算、持久和短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算等具體項(xiàng)目,每一部分都有詳細(xì)、精確的計(jì)算過(guò)程。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。本次設(shè)計(jì)成果有:計(jì)算書(shū)和配套施工圖紙。關(guān) 鍵 詞預(yù)應(yīng)力;空心板;蓋梁;樁柱Design of Pre-stressed Concrete Hollow Slab Bridgeshuangzhenyi Tutor: Zhang DayingAbstract Prestressed concrete hollow slab bridge construction in China occupies an important position in the small span permanent bridges, are as far as possible Prestressed Concrete Hollow Slab, because the bridge with local materials, industrial construction, durability, adaptability, integrity advantages. To determine the design of the bridge type selection, the entire calculation method.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。In this paper, a 20-meter pre-tensioned prestressed concrete hollow slab simply supported bridge design checking. The intended size of the upper part of the bridge structure, the load internal forces was calculated, and the main components of strength ultimate limit state and serviceability limit state checking. Among them, the intended size of the upper structure, the main reference bridges and culverts specification and examples; hinge plate method and the lever principle method to solve the lateral distribution coefficient and reference example 10 hollow board packet, which can look-up table draw horizontal distribution of line, and then obtain the lateral distribution coefficient.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。This designs content mainly includes: Spatial core, Ge Liang, pile three major part designs and computation. Does things in order of importance and urgency completes the geometry size design, the load combination computation, the steel bar disposition and the checking calculation, the loss of prestress computation, the crack and the distortion checking calculation, lasting and the short condition stress checking calculation and so on specific items, each part has in detail, the precise computational process. 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。This design achievement includes: Account book and necessary 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。construction blueprint.Key WordsPre-stressed ; Spatial core ; Cap beam ; Pile 目 錄第一章 橋梁設(shè)計(jì)概況1煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。1.1地貌及標(biāo)高1鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1.2水文1籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。1.3地質(zhì)1預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.4跨徑及橋?qū)?滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。1.5設(shè)計(jì)荷載2鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.6材料2擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.6.1混凝土2贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。1.6.2鋼筋2壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。1.6.3.板式橡膠支座2蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。1.7施工工藝2買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。1.8結(jié)構(gòu)尺寸2綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。1.9設(shè)計(jì)依據(jù)和參考書(shū)3驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。第二章 方案比選4貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。第三章 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算5鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.1主梁截面幾何特性計(jì)算5構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。第四章 作用效應(yīng)計(jì)算6輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。4.1 永久作用效應(yīng)6堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。4.2 可變作用效應(yīng)7識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。4.3內(nèi)力組合效應(yīng)13凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。第五章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置16恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算16鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置18碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算和布置18閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。第六章 主梁截面換算特性計(jì)算20氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。6.1中板20釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。6.2邊板22慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長(zhǎng)涼。第七章 主梁截面強(qiáng)度及應(yīng)力驗(yàn)算23諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類。7.1正截面強(qiáng)度計(jì)算23嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。7.2斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算24熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。第八章預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算29鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。8.1錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失29紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。8.2 加熱養(yǎng)護(hù)引起的損失29穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。8.3預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的損失29濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。8.4混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失30銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。8.5混凝土收縮徐變引起的應(yīng)力損失31擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。8.6預(yù)應(yīng)力損失組合35賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。第九章 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算37塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。9.1 正截面抗裂性驗(yàn)算37裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。9.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算38倉(cāng)嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。第十章 空心板變形計(jì)算42綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。10.1 正常使用階段的撓度計(jì)算42驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。10.2 預(yù)加力引起的反拱度計(jì)算及預(yù)拱度設(shè)置43瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。第十一章 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算46鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類。11.1 跨中截面混凝土法向壓應(yīng)力驗(yàn)算46櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。11.3 斜截面主應(yīng)力驗(yàn)算47轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。第十二章 空心板截面短暫狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算52峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。第十三章 最小配筋率復(fù)核58詩(shī)叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。第十四章 橋梁下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算60則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。14.1蓋梁60脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。14.2樁柱計(jì)算71鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。致 謝79稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋設(shè)計(jì)班級(jí):1109952 學(xué)號(hào):41 姓名:雙振毅 指導(dǎo)老師:張大英 講師第一章 橋梁設(shè)計(jì)概況1.1地貌及標(biāo)高該大橋址位于地勢(shì)平坦地區(qū),河床淤泥頂標(biāo)高-0.25m,常年水位標(biāo)高0.8m,橋面頂標(biāo)高5.2m。地基土上層為硬塑粘性土,下層為中密細(xì)砂夾礫石。陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。1.2水文 該區(qū)域?yàn)榛春由嫌沃Я鲄R水區(qū)域,是東部地區(qū)地表水必經(jīng)水道。該處河道比降較小,水流緩慢,對(duì)河床沖刷較小,橋墩對(duì)水流影響很小,不影響行洪。溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。1.3地質(zhì)該處位屬河流沖積平原地貌,地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育,巖土層分布較均勻,巖體主要是寒武系石灰?guī)r層,自上而下為:雜填土、黏土層、粗砂層、石灰?guī)r層,地質(zhì)穩(wěn)定適合本橋建設(shè);設(shè)計(jì)考慮石灰?guī)r為持力層,河道內(nèi)樁基基本沒(méi)有土層,考慮橋墩的穩(wěn)定,要求嵌巖深度大于橋規(guī)的規(guī)定。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。1.4跨徑及橋?qū)挶驹O(shè)計(jì)為兩等跨預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋。標(biāo)準(zhǔn)跨徑:20m;主梁全長(zhǎng):19.96米;計(jì)算跨徑:19.5米;橋?qū)挘簝?.0+20.75m1.5設(shè)計(jì)荷載公路I級(jí); 人群荷載3.5kN/m2 1.6材料1.6.1混凝土采用C50混凝土澆注預(yù)制主梁,欄桿和人行道板采用C30混凝土,C30防水混凝土和瀝青混凝土磨耗層;鉸縫采用C40混凝土澆注,封錨混凝土也使用C40;橋面連續(xù)采用C30混凝土。懨俠劑鈍觸樂(lè)鷴燼觶騮。1.6.2鋼筋 普通鋼筋主要采用HRB335鋼筋,預(yù)應(yīng)力鋼筋為鋼絞線。1.6.3.板式橡膠支座采用三元乙丙橡膠,采用耐寒型,尺寸根據(jù)計(jì)算確定。1.7施工工藝預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板采用先張法施工工藝1.8結(jié)構(gòu)尺寸 空心板的橫斷面尺寸見(jiàn)圖所示:圖 1.1 空心板截面構(gòu)造及尺寸(尺寸單位:cm) 上部構(gòu)造尺寸如下圖:圖1.2 橫斷面布置圖(尺寸單位:cm)1.9設(shè)計(jì)依據(jù)和參考書(shū) 1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003); 2、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004); 3、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004); 4、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 023-85); 5、公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)(梁橋)上冊(cè),人民交通出版社,1996年; 6、橋梁工程本科教材;7、混凝土簡(jiǎn)支梁(板)橋易建國(guó)編(第二版),人民交通出版社,2000年;第二章 方案比選設(shè)計(jì)的橋?yàn)榭鐝綖?0米的中型橋,采用公路I級(jí)荷載為設(shè)計(jì)荷載,人群荷載3.5kN/m2 。經(jīng)綜合比較,采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋,且邊板與中板采用不同的截面形式,即直接在邊板懸出挑梁來(lái)承擔(dān)人行荷載。比較優(yōu)勢(shì)分析如下:謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別瀘。1. 板橋的優(yōu)點(diǎn):建筑高度小,使用于橋下凈空受限制的橋梁,與其它類型橋梁相比,可以降低橋頭引道路堤高度,縮短引道的長(zhǎng)度。板橋外形簡(jiǎn)單,制造方便,既便于采用土模技術(shù),又便于進(jìn)行工廠化成批生產(chǎn),且空心板橋重量輕,運(yùn)輸、安裝均比較方便。預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板橋常用跨徑在20米以下。咼鉉們歟謙鴣餃競(jìng)蕩賺。2. 預(yù)應(yīng)力優(yōu)點(diǎn):有效利用現(xiàn)代高強(qiáng)度材料,減小了構(gòu)件截面,降低自重,增大跨越能力,節(jié)省鋼材,達(dá)到了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)應(yīng)力橋梁剛度大,在長(zhǎng)期荷載作用下,減小裂縫發(fā)生的可能,提高構(gòu)件的耐久性。瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。3. 裝配式的優(yōu)點(diǎn):構(gòu)件的尺寸及形式趨于標(biāo)準(zhǔn)化,可采用大規(guī)模工業(yè)化制作。裝配式構(gòu)件可以節(jié)省勞動(dòng)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工程質(zhì)量和生產(chǎn)力,降低了工程造價(jià)。構(gòu)件制作不受季節(jié)、天氣影響,保證了預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量,上下部同時(shí)施工也加快了施工進(jìn)度,縮短了工期,節(jié)省了大量模板的消耗。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。 綜合以上優(yōu)點(diǎn),選用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋較為經(jīng)濟(jì)、合理。第三章 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1主梁截面幾何特性計(jì)算1.毛截面面積A 2.質(zhì)心 故距下緣為40.43cm兩邊鉸縫對(duì)圓心軸的距離3.空心板毛截面對(duì)質(zhì)心慣性矩 空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為下式的單向截面來(lái)近似計(jì)算:第四章 作用效應(yīng)計(jì)算4.1 永久作用效應(yīng)1)空心板自重(第一階段結(jié)構(gòu)自重)g1(中板)(邊板)2)橋面系自重(第二階段結(jié)構(gòu)自重)人行道及欄桿重力平均分布于各板上,欄桿:橋面鋪裝,瀝青混凝土: 混凝土:鉸縫自重:3)恒載自重g(中板)(邊板)計(jì)算圖式如圖4.1,設(shè)為計(jì)算截面離左支座的距離,并令,則:主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為: 圖4.1 恒載內(nèi)力計(jì)算圖式由此可計(jì)算簡(jiǎn)支空心板永久作用(自重效應(yīng))計(jì)算結(jié)果如下表4.1 永久作用效應(yīng)匯總表 作用類型作用gi(kN/m)計(jì)算跨徑(m)計(jì)算效應(yīng)M(kN.m)作用效應(yīng)V(kN)中板邊板中板邊板跨中(1/8gl2)1/4跨(3/32gl2)支點(diǎn)(1/2gl)1/4跨(1/4gl)跨中中板邊板中板邊板中板邊板中板邊板中板邊板g21.0923.63819.519.51002.41124751.826842.66205.6230.5102.8115.2004.2 可變作用效應(yīng)本示例汽車荷載采用公路I級(jí)荷載,它由車道荷載及車輛荷載組成,車道荷載qk=10.5kN/m和的集中荷載組成。而在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí),集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk應(yīng)乘以1.2的系數(shù),即計(jì)算剪力時(shí)pk=1.2pk=1.2238=285.6(kN)納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。按橋規(guī)車道荷載的均布系數(shù)應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上。集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處,多車道橋梁還要考慮多車道折減,本示例布置雙車道不折減.風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。1)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算(1)支座處的荷載橫向分布系數(shù)m0的計(jì)算(杠桿法)支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算。 首先,繪制橫向影響線圖,在橫向影響線上按最不利荷載布置,根據(jù)對(duì)稱性,只需計(jì)算1、2、3、4、5號(hào)板的荷載橫向分布系數(shù)即可。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。1號(hào)板: 汽車: =1/2=0.1173人群: = =1.188圖4.2 12號(hào)板支點(diǎn)處橫向分布影響線(2)跨中及L/4處的荷載橫向分布系數(shù)預(yù)制板間采用企口縫連接,所以跨中的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算。首先計(jì)算空心板的剛度系數(shù):其中I=5.1047910-2(m4) b=104cm l=19.5m,故:綜上,從中的鉸接板荷載橫向分布影響線用表(附表I)中查表9-1,9-2,9-3,9-4,在=0.01和=0.02內(nèi)插求得=0.0162時(shí)1號(hào)至4號(hào)板在車道荷載作用下的荷載橫向分布系數(shù)值。計(jì)算結(jié)果如下圖4.3所示 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。(3) 支點(diǎn)到L/4處的荷載橫向分布系數(shù)支點(diǎn)到L/4處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插法求得,計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤?.2.表4.2 橫向分布系數(shù)匯總表 荷載類別1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)mcmomcmomcmomcmomcmo汽車0.23460.17310.23650.50.23590.50.23080.50.22070.5人群0.24211.1880.16500.13300.11100.0910(4) 荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化在計(jì)算荷載的橫向分布系數(shù)時(shí),通常用“杠桿原理法”來(lái)計(jì)算荷載位于支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)m0,而用其它的方法來(lái)計(jì)算荷載位于跨中的橫向分布系數(shù)mc,這是因?yàn)楹奢d在橋跨縱向的位置不同,對(duì)某一主梁產(chǎn)生的橫向分布系數(shù)也各異。位于橋跨其它位置的荷載橫向分布系數(shù)的處理方法是:方法一,對(duì)于無(wú)中間橫隔梁或僅有一根中間橫隔梁的情況,跨中部分采用不變的mc,從離支點(diǎn)l/4處起至支點(diǎn)的區(qū)段內(nèi)mc呈直線形過(guò)渡;方法二,對(duì)于有多根內(nèi)橫隔梁的情況,mc從第一根內(nèi)橫隔梁起向m0直線過(guò)渡。依據(jù)公路橋涵通用規(guī)范規(guī)本設(shè)計(jì)跨中采用不變的mc,從離支點(diǎn)L/4處起至支點(diǎn)的區(qū)段內(nèi)mx呈直線過(guò)渡的攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。方法計(jì)算,如圖4.3所示。圖4.3 各板橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化圖(1) 沖擊系數(shù)的計(jì)算公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)第4.3.2規(guī)定,汽車沖擊系數(shù)的計(jì)算采用以結(jié)構(gòu)基頻為主要影響因素的計(jì)算方法,對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋,結(jié)構(gòu)頻率f可采用下式計(jì)算趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。中板 MPa,m4,m,kg/m,分別代入公式:Hz1.5Hzf中14Hz,所以有(通用規(guī)范(JTG D602004)4.3.2) 所求有(2) 按通用規(guī)范(JTG D602004)第4.3.1規(guī)定,公路I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為KN/m。 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)插為: KN 人群荷載:KN/m計(jì)算彎矩所用公式為: 1號(hào)板:L/2截面(圖4.4)彎矩 KNm KNm圖4.4 跨中截面彎矩剪力2) 剪力 KN圖4.5 L/4截面彎矩剪力 圖4.6 支點(diǎn)截面彎矩剪力同理,可以得到2、3、4、5號(hào)板的跨中截面、L/4截面、支點(diǎn)截面的彎矩和剪力,計(jì)算結(jié)果匯總于表2.3中。夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。 表4.3各板活載內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 板號(hào)荷載類別彎矩(KNm)剪力(KN)支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21汽車0.00364.74485.8291.8079.5749.30人群0.0018.8425.099.2552.8951.2862汽車0.00381.41489.75216.1580.2249.70人群0.0018.9925.293.6202.9181.2963汽車0.00380.51488.51216.0980.0149.58人群0.0018.9425.232.9182.9111.2934汽車0.00372.85477.95215.5978.2848.51人群0.0018.5324.682.4352.8481.2655汽車0.00357.67457.03214.5974.8646.38人群0.0017.7223.601.9962.7231.2094.3內(nèi)力組合效應(yīng)公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合。1承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)組合(組合結(jié)果見(jiàn)表2.4) 2正常使用極限狀態(tài)效應(yīng)組合(1) 作用短期效應(yīng)組合組合結(jié)果見(jiàn)表4.4。(2)作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 組合結(jié)果見(jiàn)表2.4。表4.4 空心板各板內(nèi)力組合表 序號(hào)荷載情況彎矩(KNm)剪力(KN)支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21號(hào)板基本組合0.001539.7932056.598415.45079.57470.4762號(hào)板基本組合0.001450.9961917.91553.48080.21871.0363號(hào)板基本組合0.001446.8581912.346552.61280.14570.8964號(hào)板基本組合0.001434.1651895.126551.37578.28569.375號(hào)板基本組合0.001411.1211863.806549.49674.86066.304控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力1號(hào)板0.001539.7932056.598415.45079.57470.4765號(hào)板0.001411.1211863.806549.49674.86066.304表4.5 短期效應(yīng)組合表 序號(hào)荷載情況彎矩(KNm)剪力(KN)支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21號(hào)板恒載總重0842.661123.54230.47115.2350恒0842.661123.54230.47115.23500.7*汽0255.318340.07464.2655.69934.51人016.0425.189.2552.8951.3短期組合01063.2821421.215291.215162.76028.9525號(hào)板恒0751.831002.43205.68102.8400.7*汽0250.369324.996150.2252.40232.48人07.319.732.02.7321.2短期組合0869.3921272.573275.262147.55215.352表4.6 長(zhǎng)期效應(yīng)組合表 序號(hào)荷載情況彎矩(KNm)剪力(KN)支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21號(hào)板恒載總重0842.661123.54230.47115.2350恒0842.661123.54230.47115.23500.4*汽0145.896194.32836.7231.82819.720.4人06.41610.0723.7021.1580.52長(zhǎng)期組合0965.981289.32263.595141.89616.3215號(hào)板恒0751.831002.43205.68102.8400.4*汽0143.0683.89285.8429.94418.560.4*人02.9243.8920.81.0890.48長(zhǎng)期組合0869.3921155.13275.262127.92315.352 第五章 預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的估算及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算本示例采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)時(shí)它應(yīng)滿足不同設(shè)計(jì)狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求,例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應(yīng)力等要求。在這些控制條件中,最重要的是滿足結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結(jié)構(gòu)在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)應(yīng)具有一定的安全儲(chǔ)備。因此,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)時(shí),一般情況下,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)下正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量,再由構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)要求普通鋼筋的數(shù)量。本示例以部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計(jì),首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)應(yīng)力Npe.視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。按公預(yù)規(guī)6.3.1條,A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應(yīng)力,并符合以下條件:在作用短期效應(yīng)組合下,應(yīng)滿足要求。式中:-在作用短期效應(yīng)組合Msd作用下,構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力; -構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力。在初步設(shè)計(jì)時(shí),和可按下列公式近似計(jì)算: 及 式中:A-構(gòu)件毛截面面積; ep-預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對(duì)毛截面重心軸的偏心距,可預(yù)先假定。 代入即可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件正截面抗裂性要求所需的有效預(yù)加力為: 式中:ftk混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。本示例是以邊板為例, 預(yù)應(yīng)力空心板采用C50,ftk=2.65MPa, 。 , 則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積Ap為:式中:-預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力; -全部預(yù)應(yīng)力損失值,按張拉控制應(yīng)力的20%估算。本示例采用17股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋,直徑15.2mm,公稱截面面積139mm2,fpk=1860MPa,fpd=1260MPa,Ep=1.95105MPa.偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。按公預(yù)規(guī),則張拉控制應(yīng)力為:MPa,預(yù)應(yīng)力損失綜合近似假定為20%張拉控制應(yīng)力來(lái)估算,則:采用15根17股鋼絞線,即鋼絞線,單根鋼絞線公稱面積139mm2,則滿足要求。緦徑銚膾齲轎級(jí)鏜撟廟。偏安全考慮中板亦采用與邊板相同預(yù)應(yīng)力配筋。5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置預(yù)應(yīng)力空心板中板選用15根,邊板選用18根17股鋼絞線布置在空心板下緣ap=40mm,沿空心板跨長(zhǎng)直線布置,即沿跨長(zhǎng)ap=40mm,保持不變,預(yù)應(yīng)力鋼筋布置滿足公預(yù)規(guī)要求,鋼絞線凈距不小于25mm,端部設(shè)置長(zhǎng)度不小于150mm的螺旋鋼筋等。具體布置見(jiàn)施工圖.騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算和布置在預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量已經(jīng)確定的情況下,可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量。暫不考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋,也暫不考慮普通鋼筋的影響??招陌逯邪鍝Q算成等效工字形截面來(lái)考慮。換算的原則為:換算后的截面與原截面毛截面面積相等;慣性矩相等;質(zhì)心軸在統(tǒng)一水平線上。于是可將中板換算為如下工字形截面,具體尺寸見(jiàn)圖中所示:癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。 圖5.1 簡(jiǎn)化前的中板截面 圖5.2 簡(jiǎn)化后的中板截面鏃鋝過(guò)潤(rùn)啟婭澗駱讕瀘。由圖可知2a=78.2cm,hf=11.2cm,hf=16.2cm.為簡(jiǎn)化工作量并出于安全考慮,邊板采用與中板相同的工字形換算截面。估算普通鋼筋時(shí)可先假定xhf,由下式求得受壓區(qū)高度x。榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。設(shè)ho=h-aps=85-4=81cm=810mm,而,由公預(yù)規(guī),ro=1.0,C50混凝土fcd=22.4MPa,跨中Mud=2056.598kNm =2056.598106 Nm,bf=1030mm,代入上式得:邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。1.02056.598106 22.41030 x (810-x/2) 整理后,求得x=118.76mm hf=112mm 且mm說(shuō)明中和軸在腹板內(nèi),可用下式計(jì)算所需鋼筋面積As:再補(bǔ)選一根17股鋼絞線,即鋼絞線,至此滿足要求。普通鋼筋按構(gòu)造配置且普通鋼筋布置在空心板下緣一排(截面受拉邊緣),沿空心板跨長(zhǎng)直線布置。鋼筋重心至板下緣40mm處,即as=40mm.嶁硤貪塒廩袞憫倉(cāng)華糲。第六章 主梁截面換算特性計(jì)算6.1中板 由前面計(jì)算已知空心板中板毛截面的幾何特性。中板毛截面面積A=5679cm2,毛截面重心軸至1/2板高的距離d=21mm(向下),毛截面對(duì)其重心軸慣性矩I=5.1047910-2m4該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。1換算截面面積 =1.9510/(3.4510)=5.65跨中截面:=482900+(5.65-1)2224=493241.6mm2 ;截面:=482900+(5.65-1)13914=491948.9mm2 ;支點(diǎn)截面:=482900+(5.65-1)1394=485485.4mm2 。2 換算截面重心位置預(yù)應(yīng)力鋼筋換算截面對(duì)空心毛截面重心的凈距為:跨中截面:=(5.65-1)2224(425-21-40) =3764342.4mm2截面:=(5.65-1)13914(425-21-40) =3293799.6 mm2支點(diǎn)截面:=4.651394364=941085.6 mm2換算截面到毛截面重心的距離d跨中截面: mm 截面: mm 支點(diǎn)截面: mm 因此,換算截面重心至下緣距離和預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離:跨中截面:=425-21-7.63 = 396.37mm , =396.37-40=356.37mm截面: =397.3 mm ,=357.3 mm支點(diǎn)截面:=402.06 mm ,=362.06 mm 換算截面重心至上緣距離:跨中截面:=425+21+7.63=453.63mm截面: =425+21+6.70=452.7mm支點(diǎn)截面:=425+21+1.94=447.94mm3換算截面慣性矩跨中截面: =41194.5106+4829007.63+(5.65-1)2224356.37 =4.25361010mm4截面: =4.23711010mm4支點(diǎn)截面: =4.15351010mm4換算截面彈性抵抗矩下緣:跨中截面:=4.25361010/396.37=1.073108mm 截面:=1.066108mm 支點(diǎn)截面:=1.033108mm上緣:跨中截面:=4.25361010/453.63=0.93768108mm 截面:=0.

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