道路與橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 專 業(yè) ：道路與橋梁專業(yè) 姓 名 : 指導(dǎo)教師 ： 完成時(shí)間 ： 2014年3月10日11摘 要連續(xù)梁橋是工程上廣泛使用的一種橋型,它不但具有可靠的強(qiáng)度,剛度及抗裂性,而且具有行車舒適平穩(wěn),養(yǎng)護(hù)工作量小,設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)一座梁橋必須從橋跨布設(shè),尺寸擬定,鋼束布置以及施工方法等方面綜合考慮,還要充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)和環(huán)境影響。本設(shè)計(jì)是一聯(lián)五跨連續(xù)梁橋，截面形式為單箱雙室，縱向變截面；施工方式是滿堂支架整體現(xiàn)澆。該設(shè)計(jì)首先進(jìn)行恒載、活載及次內(nèi)力的計(jì)算,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行荷載組合,繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖；其次,根據(jù)短期效應(yīng)組合配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)

2、力損失的計(jì)算；最后，對(duì)該連續(xù)梁橋進(jìn)行驗(yàn)算，是否滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 連續(xù)梁橋 滿堂支架 預(yù)應(yīng)力 abstractthe continuous beam bridge is a kind of bridge type used widely on the project. it not only has a reliable strength, stiffness and cracking, but also has a smooth journey comfortable, conservation work on the design and construction experien

3、ce of the characteristics of maturity. design a bridge must be laid across from the bridge-laying, the size of the development, steel beam layout and construction methods, but also give full consideration to the design parameters and environmental impact. this is a design for a five-span continuous

4、bridge, whose cross-section is two-compartment, and changing on the road direction, constructed by pouring on-site on full framing. the first design includes constant load, the live load and the calculation of the internal forces. on the basis of a load combination, we can draw moment and shear enve

5、lope map. next, according to the short-term effect combination disposition prestressed reinforcement, and carries on the loss of prestress the computation. finally, carries on the checking calculation to this continuous bridge, whether to satisfy the design requirements.key words: design; continuous

6、 bridge; full framing; prestress目 錄目 錄摘要2abstract3第一章 方案設(shè)計(jì)71.1 跨徑布置71.2 順橋向設(shè)計(jì)81.3 橫橋向設(shè)計(jì)9第二章 恒載計(jì)算92.1節(jié)段劃分及截面幾何要素計(jì)算92.2 一期恒載計(jì)算102.3 二期恒載計(jì)算102.4 總恒載效應(yīng)11第三章 活載計(jì)算143.1 汽車荷載143.2 最大、最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的剪力計(jì)算153.3 最大、最小剪力及其對(duì)應(yīng)的彎矩計(jì)算18第四章 內(nèi)力組合及內(nèi)力包絡(luò)圖194.1 短期效應(yīng)組合194.2 長(zhǎng)期效應(yīng)組合194.3 基本組合21第五章 預(yù)應(yīng)力筋的計(jì)算與布置225.1 原理與方法 225.2 預(yù)應(yīng)力筋的

7、配置245.3 鋼束布置25第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算266.1 正截面承載能力驗(yàn)算266.2 斜截面承載能力驗(yàn)算27第七章 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算287.1 抗裂驗(yàn)算29第八章 墩及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算308.1 支座308.2 墩身設(shè)計(jì)與驗(yàn)算318.3 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)32參考文獻(xiàn)33致謝34第一章 方案設(shè)計(jì)第一章 方案設(shè)計(jì)1.1跨徑布置1.1.1標(biāo)準(zhǔn)跨徑設(shè)計(jì)起訖樁號(hào)為：k784+274.323k784+424.323，實(shí)際橋長(zhǎng)172m。本聯(lián)設(shè)計(jì)要求采用變截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式，布置時(shí)，通過(guò)計(jì)算調(diào)整，最終確定本聯(lián)的跨徑布置如下：26m+40m3+26 m =172m標(biāo)準(zhǔn)跨徑(相鄰墩身軸線距離)布置圖示

8、如圖1-1。235640.0040.0040.00261426圖1-1 標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置(單位：m)由參考文獻(xiàn)1第二章第一節(jié)(p69)可知，五跨連續(xù)梁合理的跨徑布置為：邊跨與中跨之比為0.65:10.7:1，且對(duì)稱布置。該橋中選擇的邊跨與中跨之比為0.65:1。1.1.2計(jì)算跨徑上面的跨徑布置為標(biāo)準(zhǔn)跨徑，計(jì)算跨徑還要考慮到兩邊跨伸縮縫及支座尺寸的折減。為了減小伸縮縫的寬度，把固定支座放在4#墩上，讓梁體向兩邊伸縮。本橋的設(shè)計(jì)年平均溫差為20，則可計(jì)算得左右兩邊的伸縮縫寬度至少分別為：4cm，4cm；再考慮到支座尺寸的影響，計(jì)算跨徑布置如下圖1-2：0.56m+25.4m+40m3+25.4m+0.

9、56m235640.0040.0040.0025.401425.400.560.56圖1-2 計(jì)算跨徑布置(單位：m)由上圖可知連續(xù)梁兩端分別有0.56m和0.56m的懸臂段，但由于其長(zhǎng)度很小，并且位于支座頂部，對(duì)內(nèi)力影響很小，故在內(nèi)力計(jì)算中忽略不計(jì)。故計(jì)算跨徑為：25.4m+40m3+25.4m 1.2順橋向設(shè)計(jì)1.2.1縱坡設(shè)計(jì)為了滿足橋梁縱向排水的需要，本設(shè)計(jì)橋梁縱坡取為1.5%。但由于縱坡坡度很小，對(duì)橋梁跨徑和梁高基本沒有影響，故在具體計(jì)算中，計(jì)算模型按平坡設(shè)計(jì)。1.2.2 梁高設(shè)計(jì)2#、3#、4#、5# (墩位編號(hào)，見圖1-1)支座處梁高：根據(jù)參考文獻(xiàn)1第二章第一節(jié)(p69)，梁高為

10、1/16-1/20l，取l/16，即2.5m。1#、2#支座處梁高：端部剪力效應(yīng)很大，同時(shí)考慮到前后聯(lián)梁高的銜接，梁高定為1.5m?？缰辛焊撸焊鶕?jù)文獻(xiàn)1第二章第一節(jié)(p73)，梁高按經(jīng)驗(yàn)為(1/301/50)l，取l/40，即1m。1.2.3 梁底曲線設(shè)計(jì)梁底曲線采用二次拋物線，本聯(lián)中共有3種拋物線l1左半跨、l5右半跨(以跨中梁底為原點(diǎn))： y1=-0.00310x2 (1-1) l2、l3、l4、：y2=-0.00375x2 (1-2) l1右半跨、l5左半跨：y3=-0.00930x2 (1-3)上面拋物線的計(jì)算考慮了支座處水平段長(zhǎng)度(由于安放支座的需要，支座頂部的梁體 結(jié)構(gòu)底面要有一定

11、的水平寬度，這一寬度一般要大于支座頂板順橋向長(zhǎng)度)的影響。1#、6#處分別設(shè)置0.56m和0.56m的水平段；其它支座處分別設(shè)置1.20m的水平段。但在計(jì)算中忽略邊支座計(jì)算中心以外的直梁段，即兩邊分別減去了0.56m(左)和0.56m(右)，按計(jì)算跨徑25.4m+40m3+25.4m建模計(jì)算。1.2.4 橫隔板設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)1第二章第一節(jié)(p94)，在每跨的l/4、l/2、3l/4各設(shè)置20cm厚的橫隔板，支座處的橫隔板厚度與水平段長(zhǎng)度相等，在隔板中要設(shè)置人孔，以方便維修。具體構(gòu)造見圖1-4圖1-6。1.3橫橋向設(shè)計(jì)1.3.1橋面設(shè)計(jì)橋面凈寬為14.722 m2，根據(jù)參考文獻(xiàn)4p89，采用分離

12、式雙箱截面，對(duì)稱布置，本設(shè)計(jì)只取單側(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，單箱設(shè)計(jì)寬度為14.722m。參照新長(zhǎng)鐵路橋設(shè)計(jì)實(shí)例，中間設(shè)置1m寬的中央分隔帶，兩側(cè)分別設(shè)置0.5m寬的防撞護(hù)欄。具體的橋面設(shè)計(jì)如圖1-3：圖1-3橋面布置圖(單位：cm)橋面鋪裝采用三層設(shè)計(jì)：上層是10cm的瀝青混凝土鋪裝層，中間層為防水層(厚度忽略不計(jì))，下層是6cm的混凝土找平層。1.3.2 橫斷面構(gòu)造橋面橫坡為1%，本設(shè)計(jì)中橫坡是由腹板高度變化形成的。采用這種由頂板傾斜產(chǎn)生橫坡的方法，要比頂板水平而利用橋面鋪裝產(chǎn)生橫坡的方法要好，前者橋面鋪裝等厚，橋面各處力學(xué)性質(zhì)一樣，汽車行駛安全舒適。由上圖可知，橋面板寬度為14.722m，根據(jù)參考文獻(xiàn)

13、1(p83)，選用單箱雙室截面。為了避免使用橫向預(yù)應(yīng)力筋，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，懸臂取為2m。為了減小墩身尺寸，兩側(cè)采用斜腹板形式，腹板外側(cè)面位置不變，2#、3#、4#底板寬9.266m，其它位置處的底板寬度可由梁高變化而定，公式如下：lx=9.266+(2.5hx)0.728/22 (1-4)式中 lx待求的底板寬度；hx與lx相應(yīng)的截面高度。圖1-4 2#、3#、4#、5#頂截面(單位：mm)圖1-5 1#、6#墩頂截面(單位：mm)圖1-6 跨中截面(單位：mm)具體截面構(gòu)造設(shè)計(jì)如圖1-4圖1-6。由上圖可知相鄰兩腹板間距在5m左右，同時(shí)考慮到頂板布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需要，由參考文獻(xiàn)1表4-2-6可

14、知橋面板厚度統(tǒng)一取0.25m；跨中底板厚度0.25m；支座處梁截面圖1-7 l1底板(腹板)變化(單位：mm)圖1-8 l2、l3、l4跨底板(腹板)變化(單位：mm)圖1-9 l5跨底板(腹板)變化(單位：mm)腹板和底板為了滿足承壓和構(gòu)造需要分別加厚，中間厚度線形變化變化，具體如圖1-7圖1-9。人孔構(gòu)造隨梁高而變，最大的150cm100 cm，最小的150cm40 cm。為減小應(yīng)力集中腹板和底板相接處設(shè)置45cm15cm的梗腋，腹板和頂板相接的內(nèi)部設(shè)置15cm15cm40cm10cm的梗腋。懸臂板從內(nèi)側(cè)根部向外側(cè)端部漸變，根部為50cm厚，端部20cm厚，這種截面變化形式基本符合內(nèi)力分布

15、形式，充分有效的利用了材料。第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算第二章 恒載計(jì)算2.1節(jié)段劃分及截面幾何要素計(jì)算2.1.1節(jié)段劃分原則為了計(jì)算比較準(zhǔn)確，建立的計(jì)算模型就要更接近設(shè)計(jì)實(shí)體，本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器建模。由于本聯(lián)連續(xù)梁橋是變截面結(jié)構(gòu)，在建模分段時(shí)就不能采用等分的方法。本設(shè)計(jì)依照支點(diǎn)處劃分的比較密集、其它地方相對(duì)支座處劃分稀疏的原則進(jìn)行節(jié)段劃分，同時(shí)考慮到求解計(jì)算截面內(nèi)力效應(yīng)的方便，在計(jì)算截面處要分開。2.2一期恒載計(jì)算2.2.1恒載極度及剛度計(jì)算由于實(shí)際的桿件是變截面的，所以在建模時(shí)，桿件恒載取用線性荷載較符合實(shí)際。每個(gè)桿件要確定兩端截面的荷載極度，公式為：q=ac (2-1)其中c=25

16、knm2；表2-4 恒載極度及剛度計(jì)算表?xiàng)U件類型12345q(kn/m)229.7226.8226.8209.209.4186.5186.5177.8177.8179ei(knm100264.42583004.32552208.07532947.5530418.175桿件類型678910q(kn/m)44366.12588389.675183875.8298759.125360845.075ei(knm1799185.71185.71198.2198.18239.72239.72274.83274.83291桿件類型1112131415q(kn/m)291.03280.79280.79258.

17、4258.4213.78213.78195.07195.07186.9ei(knm364570.8324077.725234127.825140546.27581465.4桿件類型1617q(kn/m)186.91182182179.5ei(knm50715.373279.1剛度計(jì)算公式為ei，彈性模量e為3.55104mpa2.2.2橫隔板計(jì)算支座處橫隔板在上面求梁體荷載極度時(shí)已經(jīng)考慮在內(nèi)了，現(xiàn)在只要計(jì)算每跨l/4、l/2、3l/4處的橫隔板，計(jì)算中當(dāng)作集中力加在梁上，計(jì)算結(jié)果如下表表2-5 橫隔板自重計(jì)算截 面l/4l/23l/4第一跨面積(m2)3.303593.201446.1862厚

18、度(m)0.20.20.2自重(kn)16.517916.007230.931第二跨面積(m2)9.43913.201449.4391厚度(m)0.20.20.2自重(kn)47.195516.007247.195第三跨面積(m2)9.43913.201449.4391厚度(m)0.20.20.2自重(kn)47.195516.007247.195第四跨面積(m2)9.43913.201449.4391厚度(m)0.20.20.2自重(kn)47.195516.007247.195第五跨面積(m2)7.196813.201444.4618厚度(m)0.20.20.2自重(kn)35.98411

19、6.007222.309由于橫隔板形狀復(fù)雜，手算較繁，采用cad畫圖做面域，查得上表中的面積值。2.3二期恒載計(jì)算2.3.1二期恒載極度q的計(jì)算二期恒載主要是橋面鋪裝、中央分隔帶和防撞護(hù)欄,如圖2-3。圖2-3 鋪裝、中央分隔帶及護(hù)欄構(gòu)造(單位：cm)橋面鋪裝：q1=14.7220.0625+13.2790.123=52.624(kn/m)分隔帶及護(hù)欄通過(guò)cad計(jì)算面積求得：q2=0.65925=16.48(kn/m)q=q1+q2=69.1047(kn/m)考慮到防水層及其它附屬設(shè)施最后取二期恒載極度q=73kn/m2.4總恒載效應(yīng)2.4.1總恒載效應(yīng)計(jì)算在計(jì)算模型上布置所有的恒載，計(jì)算可得

20、總的恒載效應(yīng)，內(nèi)力圖如圖2-4和圖2-5。圖2-4 總恒載彎矩圖圖2-5 總恒載剪力圖2.4.2彎矩折減參見參考文獻(xiàn)24.2.4，考慮到支座對(duì)根部負(fù)彎矩的影響，對(duì)中間支座負(fù)彎矩進(jìn)行折減，折減圖示如圖2-6。圖2-6 中間支座負(fù)彎矩折減圖計(jì)算公式為：me=m-m (2-2)m=qa2/8 (2-3)式中 me折減后的支點(diǎn)負(fù)彎矩；m按理論方法計(jì)算的支點(diǎn)負(fù)彎矩；m折減彎矩；q梁的支點(diǎn)反力r在支點(diǎn)兩側(cè)向上按45度分布于梁截面重心軸的荷載強(qiáng)度，q=r/a；a支點(diǎn)反力在支座兩側(cè)向上按45度擴(kuò)散交于重心軸的長(zhǎng)度。第三章 活載計(jì)算3.1汽車荷載3.1.1計(jì)算荷載本設(shè)計(jì)采用的計(jì)算荷載為公路i級(jí)，無(wú)人行道，不用考

21、慮人群荷載。公路i級(jí)汽車荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5kn/m，由于本設(shè)計(jì)中的橋梁跨徑分別為25.4m和40m，故集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk1=262kn, pk2=320kn,計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)集中荷載乘以1.2的系數(shù)。3.1.2 沖擊系數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)34.3.2中的規(guī)定，沖擊系數(shù)按下式計(jì)算：當(dāng)f14hz時(shí)， =0.45式中 f結(jié)構(gòu)基頻(hz)。計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)采用的基頻為f1，算式如下： (3-2)計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)采用的基頻為f2，算式如下： (3-3)式中 l結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑(m)；e結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(n/m2)；ic結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩(

22、m4)；mc結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)；計(jì)算結(jié)果如下：相應(yīng)的沖擊系數(shù)=0.1767lnf0.0157=0.07915相應(yīng)的沖擊系數(shù)=0.1767lnf0.0157=0.17673.2最大、最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的剪力計(jì)算3.2.1彎矩影響線由于本橋跨數(shù)多，計(jì)算截面較多，要畫的影響線也很多，本設(shè)計(jì)利用力學(xué)求解器計(jì)算影響線，計(jì)算程序略。下面只給出部分典型影響線圖示，如圖3-1。l1支點(diǎn)處剪力影響線3l1/4彎矩影響線l1彎矩影響線l2/2彎矩影響線3l2/4彎矩影響線l2彎矩影響線l3/4彎矩影響線l3/2彎矩影響線l3彎矩影響線l4/2彎矩影響線3l4/4彎矩影響線l5/4彎矩影響線第四章

23、內(nèi)力組合及內(nèi)力包絡(luò)圖4.1短期效應(yīng)組合根據(jù)文獻(xiàn)34.1.7，短期效應(yīng)組合采用作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值，不乘分項(xiàng)系數(shù)，其中活載不計(jì)沖擊。公式如下 (5-1)式中 sgk恒載標(biāo)準(zhǔn)值；sq1k活載標(biāo)準(zhǔn)值；sq2k溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；sq3k支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。4.2長(zhǎng)期組合參見參考文獻(xiàn)34.1.7，長(zhǎng)期組合的計(jì)算公式如下 (5-2)式中 sgk恒載標(biāo)準(zhǔn)值；sq1k活載標(biāo)準(zhǔn)值；sq2k溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；sq3k支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。組合結(jié)果見表5-3和表5-4。4.3基本組合參見文獻(xiàn)34.1.6，基本組合的公式如下：) (5-3)式中 sgk恒載標(biāo)準(zhǔn)值；sq1k活載標(biāo)準(zhǔn)值；sq2k溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；sq3k支座

24、沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值；0是結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋梁安全等級(jí)為一級(jí)(參見文獻(xiàn)3表1.0.9)，取1.1。第五章 預(yù)應(yīng)力筋的計(jì)算與布置5.1原理與方法本設(shè)計(jì)按照全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，根據(jù)正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加力為： (5-1)式中 ms荷載短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，w截面彈性抗力矩，近似采用毛截面性質(zhì)；ep為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離，ep=y-ap(當(dāng)計(jì)算正彎矩配筋時(shí)y取yx，計(jì)算負(fù)彎矩配筋時(shí)y取ys)，近似取ap為0.15m。按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)采用j15.2的鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積為ap=139mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860mpa，張

25、拉控制應(yīng)力con=0.751860=1395mpa(見參考文獻(xiàn)26.1.3)，則所需的預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為： (5-2)式中 預(yù)應(yīng)力損失，按20%的控制應(yīng)力計(jì)。注：上表中負(fù)值表示的是在頂部配筋，正值為底板配筋。5.2鋼束布置5.2.1翼緣有效寬度的計(jì)算無(wú)論是預(yù)應(yīng)力鋼筋還是普通鋼筋，只有布置在翼緣有效寬度范圍內(nèi)，才能更好的發(fā)揮作用。下面參照參考文獻(xiàn)24.2.3，計(jì)算本連續(xù)梁橋的有效翼緣寬度。本設(shè)計(jì)中箱梁截面為單箱雙室，翼緣類型如圖5-1。圖5-1翼緣有效寬度根據(jù)參考文獻(xiàn)2表4.2.3中對(duì)箱梁翼緣有效寬度計(jì)算的規(guī)定，邊跨與中跨分開計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表5-3。5.3.2實(shí)際配束計(jì)算由于截面配筋較多，考

26、慮到有效翼緣寬度有限，采用9根一束的預(yù)應(yīng)力筋布置方式，每束截面積1.25110-3mm2。錨具具類型為ovm15-9型，采用85的金屬波紋管成孔，預(yù)留管道直徑85mm。而且該橋?qū)ΨQ,為了節(jié)省篇幅,只給出3跨的配筋表。具體配筋情況見表6-4。表5-4 實(shí)際配筋表截面位置理論計(jì)算配筋束數(shù)實(shí)際配筋截面通過(guò)束上緣下緣上緣下緣00153肋016肋0板3板16l1/40153肋019肋3板3板16l1/26129肋019肋3板9板163l1/420421肋04肋0板21板4l121027肋60肋0板21板0l2/4669肋06肋0板9板6l2/20283肋028肋0板8板283l2/410413肋06肋0

27、板13板6l225027肋60肋0板21板0l3/411013肋08肋0板13板8l3/20193肋019肋3板3板163l3/411013肋08肋0板8板8l325027肋60肋0板21板0滿堂支架施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，大多數(shù)預(yù)應(yīng)力鋼束的穿束、張拉錨固等均需在箱梁內(nèi)作業(yè)，配筋控制截面（鋼束最多的截面）布置鋼束充分考慮這一點(diǎn)，方便施工。本設(shè)計(jì)在具體的截面配筋時(shí)，在頂板布置3束預(yù)應(yīng)力通長(zhǎng)筋。由于計(jì)算截面較多，下面只給出部分典型橫斷面的鋼束布置圖。下圖中表示板束，表示通長(zhǎng)束（頂板處）， 表示肋束。l1邊支點(diǎn)鋼束布置l1/2鋼束布置l1鋼束布置l2/2鋼束布置l2鋼束布置l3/2鋼束布置l3鋼

28、束布置圖5-2橫斷面配筋第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算6.1正截面承載力驗(yàn)算6.1.1 受壓區(qū)有效分布寬度的確定通過(guò)有效翼緣寬度可以計(jì)算出有效受壓寬度，公式如下 (6-1)6.1.2正截面強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算由于截面很多，現(xiàn)以l1/2截面為例進(jìn)行驗(yàn)算，其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。已知底板配筋見圖6-3。ap =0.125mh0=h-ap=1-0.125=0.875m b=1.25m上翼板厚度為20cm，考慮承托影響其平均厚度為：hf=20+(20.3/22)/13.23=0.245m首先按公式 （6-2)判斷截面類型。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：knkn因?yàn)?9948.9479202.4，滿足上式要求，屬于第一類截面

29、，應(yīng)按寬度為的矩形截面計(jì)算其承載力。由x=0的條件，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度：將x=0.093m帶入下式計(jì)算截面承載能力： (承載力滿足要求)下面按照上面的步驟，利用excel表格驗(yàn)算其它截抗彎承載力。其它跨主要是跨中和支座截面起控制作用，故只驗(yàn)算這些截面。驗(yàn)算結(jié)果見表6-3，由結(jié)果可知，所有驗(yàn)算截面均滿足要求。6.2 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算以距邊支座h/2處為例進(jìn)行驗(yàn)算，截面尺寸見圖1-7，鋼筋采用r335鋼筋，直徑12mm，雙支箍，間距sv=200mm；距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距sv=100mm。其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上下限復(fù)核： (6-3)由表5-6線性內(nèi)插取距支座

30、h/2=0.75m處的剪力，可求得：vd=3912.295kn，預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)取1.25。驗(yàn)算截面處的腹板總厚b=1.382m，h0=1.4768-0.125=1.3518m。2207.12kn=4303.52 kn2.5時(shí)，取p=2.5；箍筋配筋率。則為預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力 (6-6)但是該截面沒有彎起鋼筋,所以=0該截面的抗剪承載力為：說(shuō)明抗剪承載力滿足要求。由于本設(shè)計(jì)中計(jì)算截面較多，現(xiàn)以每跨的危險(xiǎn)截面進(jìn)行驗(yàn)算，主要是根部變截面、l/4和3l/4截面。計(jì)算見表6-4。27第七章 正常使用極限狀態(tài)第七章 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算7.1抗裂驗(yàn)算7.1.1正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂性驗(yàn)算以短期

31、效應(yīng)組合計(jì)算，在短期效應(yīng)組合作用下應(yīng)滿足： (7-1)為在荷載短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的應(yīng)力： (7-2)式中 ,分別為一期恒載和二期恒載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；,汽車荷載和人群荷載的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；構(gòu)件凈截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩；構(gòu)件換算截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩；, 凈截面和換算截面重心到受拉邊緣的距離；為截面下邊緣或上邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力： (7-3) (7-4)下面以l1-1/2截面為例進(jìn)行驗(yàn)算，其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。計(jì)算結(jié)果表明，正截面抗裂性滿足要求。下面根據(jù)上面的計(jì)算公式，編制excel表格計(jì)算其它控制截面的抗裂性能。計(jì)算結(jié)果見表7-1，由計(jì)算結(jié)果可知，各控制截面均滿足抗裂要求。3

32、3參考文獻(xiàn)第八章 墩及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算8.1支座8.1.1支座選擇按照支座反力最大效應(yīng)進(jìn)行組合(參見第五章基本組合)，得到各種情況下最大的支座反力(見表8-1)。本設(shè)計(jì)為單箱雙室截面，每個(gè)腹板至少放一個(gè)支座，取支座數(shù)為3，實(shí)際支座反力要比計(jì)算出的支座反力要大15%,支座配置如表8-2。8.1.2支座布置支座布置首先要滿足梁體自由伸縮的需要，同時(shí)考慮到一端伸縮縫寬度不只至于太寬，最好讓橋向兩邊伸縮，支座平面布置如圖12-1所示。 1# 2# 3# 4# 5# 6#圖8-1支座平面布置圖(單位：mm)為固定支座(gd)，為單向支座(dx)，為雙向支座(sx)。8.2墩身設(shè)計(jì)與驗(yàn)算8.2.1橫橋向及

33、順橋向尺寸墩身設(shè)計(jì)參考新長(zhǎng)鐵路分離式立交橋的設(shè)計(jì)實(shí)例,采用實(shí)心圓形橋墩。墩身直徑取1.6m。墩身頂部設(shè)置墩帽，厚度0.4m，超出墩身邊緣0.1m；橫橋向墩帽最小尺寸按照下公式計(jì)算： (8-1)式中 邊支座中心距；支座底板橫橋向?qū)挾?；墩身邊緣到墩帽邊緣的距離；支座墊板之墩身邊緣的最小距離。求得墩帽及墩身尺寸如表8-3和表8-4。表8-3 墩帽尺寸表墩位1#2#3#4#5#6#b19.544 8.716 8.716 8.716 8.716 9.544 a0.545 0.780 0.820 0.925 0.780 0.545 順橋向長(zhǎng)(m)1.800 1.800 1.800 1.800 1.800

34、1.800 橫橋向長(zhǎng)(m)11.289 10.696 10.736 10.841 10.696 11.289 圓端半徑(m)0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 表8-4墩身高度計(jì)算表墩號(hào)123456樁號(hào)274.323296.84331.481366.122400.763424.323設(shè)計(jì)高程11.83512.44313.37814.31415.24115.861鋪裝0.160.160.160.160.160.16箱梁高度1.52.52.52.52.51.5支座厚度0.130.2050.2050.2050.2050.13墊石0.10.10.10.10.10.1地面高程4.084.24.174.154.123.98墩帽厚度0.40.40.40.40.40.4墩身高5.4654.8785.8436.7997.7569.5918.2.2墩身高度參照新長(zhǎng)鐵路分離式立交橋設(shè)計(jì)實(shí)例,該橋不采用承臺(tái),樁和墩直接相聯(lián),樁徑為1.8m。樁與樁之間用一系梁連接,系梁高度為1.5m,厚度為0.4m。墩身高度的計(jì)算見上表8-4。8.2.3墩身驗(yàn)算1.豎向承載力驗(yàn)算 2.水平承載力驗(yàn)算參見參考文獻(xiàn)34.3.6，汽車制動(dòng)荷載取加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的10%，制動(dòng)力作用點(diǎn)在橋面以上1.2m,主要由4#墩承擔(dān)。加載總重力：