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文檔簡介
1、 第1章 緒 論1.1 設(shè)計任務(wù)和來源根據(jù)建設(shè)單位的建設(shè)橋梁目的和要求,該橋梁是一座跨河橋梁,斜交角為0°??缭胶恿鳛閷挃偤恿?,主河槽不明顯,河寬45m。地質(zhì)土層為亞粘土、壓砂土。要想跨越河灘必須根據(jù)設(shè)計工程的要求,建造一座簡支梁橋,上面是某條一級公路,要通過該橋梁連接。橋梁的所處地理位置并非交通要道,只要滿足基本的交通能力,能保持汽車能夠在公路上快速順暢的通過,同時考慮造價等實(shí)際工程問題,綜合考慮,簡支梁橋滿足以上的各種工程要求,也符合建設(shè)單位的建設(shè)目標(biāo)。1.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1)橋面寬度:1.0m(防撞欄桿)+12.0m+1.0m(防撞欄桿),橋面全寬14.0米。2)橋 長:48.0米
2、。3)設(shè)計荷載:公路i級。4)橋面縱坡:跨中為轉(zhuǎn)折點(diǎn),雙向-0.3%。5)橋面橫坡:雙向2.0%。1.3 設(shè)計思路 設(shè)計時首先依照建設(shè)單位設(shè)計要求和場地的具體情況,進(jìn)行方案比選,確定橋梁的整體形式;選取截面形式和具體的尺寸;根據(jù)材料的性質(zhì),運(yùn)用橋梁博士軟件對橋梁所承受的荷載進(jìn)行計算;取出截面的最大設(shè)計荷載;用承載能力設(shè)計值對構(gòu)件進(jìn)行配筋;用正常使用設(shè)計值進(jìn)行校核計算;再對橋面板,伸縮縫,支座等細(xì)部構(gòu)件進(jìn)行配筋驗(yàn)算;最后對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行擬定尺寸,配筋計算,抗傾覆,抗滑移等驗(yàn)算。1.4 設(shè)計原則 設(shè)計原則主要是要根據(jù)建設(shè)單位的對于橋梁的功能要求進(jìn)行設(shè)計,滿足該橋梁的特定功能,同時考慮到建設(shè)成本的等眾
3、多因素,橋面上面通行的公路i荷載,由于與橋梁連接的道路的等級比較高,既要滿足車輛的通行安全,同時必須考慮汽車等的通行順暢。在接受設(shè)計任務(wù)時是要考慮以上情況的。建設(shè)這座橋一方面要考慮安全問題,同時設(shè)計時一定要考慮經(jīng)濟(jì)方面,盡量要在滿足功能的情況下,降低造價;另外還考慮了施工技術(shù)上和環(huán)境的結(jié)合??偨Y(jié)起來:安全,適用,經(jīng)濟(jì),美觀,環(huán)保。1.5 方案比選由于橋的凈跨徑只有48m,屬于中橋,所有不可能選擇懸索橋和斜拉橋,因?yàn)檫@兩種橋的跨越能力比較大,都用于大跨度的橋梁,世界上大跨度的橋梁一般采用這兩種形式。對于這樣跨徑的橋梁,只能選擇梁式橋,鋼架橋和拱橋。對于這樣的道路等級橋梁使用鋼架橋是不經(jīng)濟(jì)的,鋼架
4、橋的造價要高于梁式橋和拱橋,根據(jù)我國多年的拱橋設(shè)計經(jīng)驗(yàn),修建的混凝土系桿拱橋,其跨度大多在60m左右,這與我設(shè)計的橋的跨徑是48m跨徑相符。拱橋是不錯的選擇,但是拱橋在建造過程中,施工工藝比較繁雜,施工工期比較長,施工難度大,所以在可以選擇簡單的施工工藝和節(jié)約施工成本的情況下,拱橋顯得不經(jīng)濟(jì)。由于拱圈主要承受壓力,施工安全性比較差。梁式橋雖然有其優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造上,同時施工周期短,在經(jīng)濟(jì)方面,也比較節(jié)約,如今,大多數(shù)的城市橋梁,在沒有特殊要求的情況下,優(yōu)先選擇梁式橋。從施工方面來說,梁式橋施工簡單,工期較短;從經(jīng)濟(jì)方面來說,梁式橋節(jié)約資源,造價最??;從滿足功能來說;梁式橋可以完全滿足公路i的通車要求。
5、所以經(jīng)過以上的設(shè)計考慮,在經(jīng)過橋型方案比選后,選用預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋,每跨16米,共3跨,橋面寬度為14米。簡支梁橋多用于中小跨徑,為目前使用較多的結(jié)構(gòu)形式,易設(shè)計成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件,進(jìn)行批量式生產(chǎn),且設(shè)計計算簡便,易于操作。本計算書中,詳細(xì)給出了簡支梁橋全部的計算過程。- 6 -第2章 方案設(shè)計比選2.1 方案一:預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋(3x16m)本橋整個橋型方案選定為316m的預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋,采用3跨等截面等跨布置,具體布置圖如圖2-1所示。圖2-1 方案一總體布置圖設(shè)計特點(diǎn)分析:優(yōu)點(diǎn):截面形式采用空心板梁,可減輕自重;中小跨徑的預(yù)應(yīng)力橋梁通常采用此種形式。截面采取挖去兩個
6、橢圓的方式,挖空體積較大,適用性也較好;與其他類型的橋梁相比,可以降低橋頭引道路堤高度和縮短引道的長度,做成裝配式板橋的預(yù)制構(gòu)件時,重量不大,架設(shè)方便。另外,屬靜定結(jié)構(gòu),且相鄰橋孔各自單獨(dú)受力,故最易設(shè)計成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件;各跨的構(gòu)造和尺寸統(tǒng)一,從而能簡化施工管理工作,降低施工費(fèi)用。 缺點(diǎn):僅使用于跨徑較小的橋梁,跨徑較大時,板的自重也會增大;在較長橋梁中,只能采用多跨形式,降低橋梁美觀性。2.2 方案二:預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁橋(3x16m)本橋整個橋型方案選定為(316m)的預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁橋;采用三跨等跨布置,具體布置圖如圖2-2所示。圖2-2 方案二總體布置圖設(shè)計特點(diǎn)分析:優(yōu)點(diǎn):
7、較空心板能適用于更大跨徑的橋梁設(shè)計,制造簡單,肋內(nèi)配筋可做成剛勁的鋼筋骨架,主梁之間借助間距為46m的橫隔梁來連接,整體性好,接頭也較方便;減少了結(jié)構(gòu)自重,充分利用了擴(kuò)展的混凝土橋面板的抗壓能力,又有效地發(fā)揮了集中布置在梁肋下部的受力鋼筋的抗拉作用,從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)造與受力性能達(dá)到理想的配合。缺點(diǎn):橋面板跨徑的增大,懸臂翼緣板端部撓度較大,引起橋面接縫處縱向裂縫的可能性也大。構(gòu)件重量的增大與截面形狀不穩(wěn)定使運(yùn)輸和架設(shè)工作復(fù)雜。2.3 方案三:預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋(14+20+14m)本橋整個橋型方案選定為(14+20+14m)的三跨連續(xù)梁橋,主跨為20m,邊跨14m,具體布置圖如圖2-3所示。圖
8、2-3 方案三總體布置圖設(shè)計特點(diǎn)分析:優(yōu)點(diǎn):箱型截面的整體性較強(qiáng),能適應(yīng)各種使用條件,它不但能提供足夠的鋼筋混凝土受壓面積,而且由于截面的閉合特性,抗扭剛度大。在偏心的活載作用下,各梁肋的受力比較均勻,并且在一定的截面面積下能獲得較大的抗彎性能;由于控制彎矩的減小,恒載減小,使橋梁自重更輕,連續(xù)梁橋無伸縮縫,行車條件良好。缺點(diǎn):連續(xù)梁橋,支點(diǎn)處彎矩大,需要箱梁底板適當(dāng)加厚,以提高必要的受壓面積,同時跨中正彎矩較大,應(yīng)該避免該區(qū)段底板過厚而增加恒載彎矩,因此,就有底板厚度按中薄邊厚設(shè)置的一般規(guī)律;對橋基要求也較高,否則任一墩臺基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷時,橋跨結(jié)構(gòu)內(nèi)會產(chǎn)生附加內(nèi)力。2.4 方案四:提籃式
9、系桿拱橋(48m)本橋整個橋型方案選定為(48m)的提籃式系桿拱橋橋,主跨為48m,具體布置圖如圖2-4所示。圖2-4 提籃式拱橋的總體布置圖設(shè)計特點(diǎn)分析:優(yōu)點(diǎn):拱橋在景觀上的效果很明顯,很適合在景觀橋梁,對于跨級不大,同時有通航要求的橋梁,拱橋有其有點(diǎn),沒有橋墩,在施工過程中,不影響橋下交通。缺點(diǎn):拱橋在水平支點(diǎn)處要承受很大的水平荷載,同時在施工過程中,需要花費(fèi)大量的人力物力,施工工期比較長,拱橋所需的大量的石材,雖然價格便宜,但是破壞了自然環(huán)境,拱橋的造價要高于梁式橋。設(shè)計方案的評價和比較要全面考慮上述各項(xiàng)指標(biāo),綜合分析每一方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后選擇一個符合當(dāng)前條件的最佳推薦方案,現(xiàn)將四方案的
10、特點(diǎn)列于下表2.1進(jìn)行對比:表2.1 方案比選對比橋梁方案預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋(3×16m)預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁橋(3×16m)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋(14+20+14m)提籃式系桿拱橋(48m)經(jīng)濟(jì)性最低(造價估算)最低(造價估算)最高(造價估算)最高(造價估算)適用性1:屬靜定結(jié)構(gòu),且相鄰橋孔各自單獨(dú)受力,故最易設(shè)計成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件。2:適用于中小跨徑橋梁,重量不大,架設(shè)方便。3:技術(shù)成熟,且使用較廣。1:減少了結(jié)構(gòu)自重,充分利用了擴(kuò)展的混凝土橋面板的抗壓能力。2:制造簡單,肋內(nèi)配筋可做成剛勁的鋼筋骨架,整體性好,接頭也較方便。1:屬于超靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)剛度大,穩(wěn)
11、定性好。2:連續(xù)梁各跨共同受力,由于支點(diǎn)的負(fù)彎矩減小了主梁的跨中彎矩,主梁受力更加均勻,截面高度小。3;變形小,伸縮縫少,行車平順舒適。4:設(shè)計計算比較復(fù)雜。1:屬于超靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)剛度大,穩(wěn)定性好。2:沒有伸縮縫,行車平穩(wěn)。3:設(shè)計計算比較復(fù)雜。美觀性標(biāo)準(zhǔn)形式,使用于較長橋梁時,多跨降低了美觀性。較空心板橋,更為輕便;且可用于較大跨徑,克服多跨對美觀影響的缺點(diǎn)。主橋線條簡潔明快,因?yàn)槠浣孛娓叨冗m中,高跨比顯的協(xié)調(diào)。美觀性較好安全性1:裝配式結(jié)構(gòu),且技術(shù)成熟,施工比較安全。2:采用預(yù)制拼裝,可工廠化施工,工期短,質(zhì)量可靠。1:裝配式結(jié)構(gòu),且技術(shù)成熟,施工比較安全。2:采用預(yù)制拼裝,可工廠化施工
12、,工期短,質(zhì)量可靠。1:可采用先簡支后連續(xù)的施工方法,施工安全性大。2:采用預(yù)制拼裝,可工廠化施工,工期短,質(zhì)量可靠。1:拱橋施工安全性比較差。2:工期長。綜合上述四套方案,并對橋梁設(shè)計四大原則進(jìn)行比較后,選用方案一作為最終設(shè)計方案。蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)第3章 預(yù)應(yīng)力簡支梁橋結(jié)構(gòu)計算3.1設(shè)計條件與設(shè)計依據(jù)3.1.1設(shè)計條件工程地質(zhì) 氣候 抗震要求:河道水位標(biāo)高:1.2m。其余見工程地質(zhì)勘探報告 工程地質(zhì)剖面圖 河床斷面圖氣候溫和濕潤,四季分明。年平均氣溫 15.7最熱月月平均氣溫 28.2最冷月月平均氣溫 3.1極端最高氣溫 38.8極端最低氣溫 -9.8全年平均風(fēng)速 3.9m
13、/s30年依遇最大風(fēng)速 25.3m/s地震設(shè)防烈度為6度。3.1.2設(shè)計依據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtgd60-2004)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(jtg d70-2006)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d61-2007)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtgd62-2004)公路橋涵施工技術(shù)設(shè)計規(guī)范(jtj041-2000)公路基本建設(shè)工程概預(yù)算編制方法(2007年版)3.1.3設(shè)計內(nèi)容1、跨 徑:標(biāo)準(zhǔn)跨徑;計算跨徑。2、橋面凈空:。3、設(shè)計荷載:汽車荷載:公路i級;人群荷載:。3.1.4結(jié)構(gòu)材料的選用預(yù)應(yīng)力鋼筋1×7鋼絞線,直徑;非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用hrb335,
14、r235;空心板塊為40號混凝土;鉸縫為30號細(xì)集料混凝土;橋面鋪裝采用50號水泥混凝土;欄桿及人行道板、蓋梁為25號混凝土;墩樁、系梁及鉆孔灌注樁為20號混凝土。3.2 構(gòu)造形式及尺寸選定取橋面凈空為凈,全橋?qū)挷捎?塊c40預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,每塊空心板寬174cm,空心板全長15.96m。采用先張法施工工藝,預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7股鋼絞線,直徑,截面面積98.7,。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿橋跨長直線布置。c40混凝土空心板的,。全橋空心板橫斷面布置如圖3-1,每塊空心板截面及構(gòu)造尺寸見圖3-2,計算簡圖見圖3-3。圖3-1 橋梁橫斷面圖(尺寸單位:cm)圖3-2 空心板截面構(gòu)造及尺寸(尺
15、寸單位:cm)圖3-3 橋梁計算簡圖(尺寸單位:m)3.3 空心板毛截面幾何特性計算3.3.1 毛截面面積a(參見圖3-2)3.3.2 毛截面重心位置全截面對1/2板高處的靜矩:鉸縫的面積:毛截面重心離1/2板高處的距離為:鉸縫重心離1/2板高處的距離為:3.3.3 空心板毛截面對其重心軸的慣矩i由圖3-4,每個挖空的半圓面積為:半圓重心軸:半圓對其自身重心軸oo的慣矩為:由此得空心板毛截面對重心軸的慣矩:(忽略了鉸縫對自身重心軸的慣矩)空心板截面的抗扭剛度可簡化為圖4的單箱截面來近似計算:圖3-4 挖空半圓構(gòu)造(尺寸單位:cm)圖3-5 計算的空心板截面簡化圖(尺寸單位:cm)3.4 作用效
16、應(yīng)計算3.4.1 永久作用效應(yīng)計算空心板自重(第一階段結(jié)構(gòu)自重)橋面系自重(第二階段結(jié)構(gòu)自重)人行道板及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計資料,單側(cè)重力取用。橋面鋪裝采用等厚度10cm水泥混凝土,則全橋?qū)掍佈b每延米總重為:。上述自重效應(yīng)時在各空心板形成整體后,再加至板橋上的,精確地說由于橋梁橫向彎曲變形,各板分配到的自重效應(yīng)應(yīng)是不相同的,本橋?yàn)橛嬎惴奖憬瓢锤靼迤骄謸?dān)來考慮,則每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋恒q縫重(第二階段結(jié)構(gòu)自重)由此得空心板的每延米總重力為:kn/m(第一階段結(jié)構(gòu)自重)(第二階段結(jié)構(gòu)自重)由此可計算出簡支空心板永久作用(自重)效應(yīng),計算結(jié)果見表3.1。永久作用效應(yīng)匯總表 表
17、3.1項(xiàng)目荷載種類g(kn/m)l(m)作用效應(yīng)m(kn·m)作用效應(yīng)q(kn)跨中支 點(diǎn)跨中一期恒載16.6615.60506.8380.1129.9564.970二期恒載5.5815.60169.74127.343.521.760恒載合計22.2415.60676.54507.4173.586.7303.4.2 可變作用效應(yīng)計算本橋汽車荷載采用公路i級荷載,它由車道荷載及車輛荷載組成。橋規(guī)規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)整體計算采用車道荷載。公路i級的車道荷載由的均布荷載的集中荷載兩部分組成。而在計算剪力效應(yīng)時,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù),即計算剪力時按橋規(guī)車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生
18、最不利效應(yīng)的同號影響線上,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個最大影響線峰值處。多車道橋梁上還應(yīng)考慮多車道折減,雙車道折減系數(shù)。 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算空心板的荷載橫向分布系數(shù)跨中和處按鉸接板法計算,支點(diǎn)處按杠桿原理法計算,支點(diǎn)至點(diǎn)之間按直線內(nèi)插求得。1)跨中及處的荷載橫向分布系數(shù)計算首先計算空心板的剛度系數(shù):由前面計算:將以上數(shù)據(jù)代入,得:求得剛度系數(shù)后,即可按其查公路橋涵設(shè)計手冊(梁橋)上冊第一篇附錄(二)中8塊板的鉸接板橋荷載橫向分布影響線表。由內(nèi)插得到r=0.0011時1號至4號板的荷載橫向分布影響線值,計算結(jié)果列于表3.2中。由表3.2畫出各板的橫向分布影響線,并按橫向最不利位置
19、布載,求得二車道下各板在不同荷載作用下的橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖3-6。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對稱,所以只需計算1號至4號板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。1號板二行汽車:人群荷載:各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表 表3.2作用位置板號1234567810.2410.1980.1510.1170.0920.0750.0650.06020.1980.1940.1640.1270.1000.0820.0700.06530.1510.1640.1690.1480.1160.0950.0820.07540.1170.1270.1480.1590.1430.1160.1000.092各板
20、荷載橫向分布系數(shù)計算如下(參照圖3-6)2號板二行汽車:人群荷載:3號板二行汽車:人群荷載:4號板二行汽車:人群荷載:圖3-6 各板橫向分布影響線及橫向最不利布載圖(尺寸單位:cm)各板橫向分布系數(shù)計算結(jié)果匯總于表3.3。由表3.3中數(shù)據(jù)可以看出:兩行汽車作用時,2號板為最不利。為設(shè)計和施工方便,各空心板設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格,同時考慮到人群荷載與汽車荷載效應(yīng)相組合,因此,跨中和1/4處的荷載橫向分布系數(shù)偏安全地取下列數(shù)值:各板荷載橫向分布系數(shù)匯總表 表3.3板號橫向分布系數(shù)12340.2650.2750.2700.2700.3120.2800.2050.1842)車道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系
21、數(shù)計算支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計算。由圖3-7,34號板的橫向分布系數(shù)計算如下:圖3-7 支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線及最不利加載圖(尺寸單位:cm)兩行汽車:人群荷載:3)支點(diǎn)到處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得空心板的荷載橫向分布系數(shù)匯總于表3.4??招陌宓暮奢d橫向分布系數(shù) 表3.4作用位置作用種類跨中至處支點(diǎn)汽車荷載0.2750.500人群荷載0.2800 汽車荷載沖擊系數(shù)計算橋規(guī)規(guī)定汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù);按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同,對于簡支板橋:當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,。式中:結(jié)構(gòu)的計算跨徑(m);結(jié)構(gòu)材料的彈性模量;結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩;結(jié)構(gòu)跨中處的
22、單位長度質(zhì)量,;重力加速度,。由前面計算,由公預(yù)規(guī)查得c40混凝土的彈性模量,代入公式得:則:可變作用效應(yīng)計算1)車道荷載效應(yīng)計算車道荷載引起的空心板跨中及截面的效應(yīng)(彎矩和剪力)時,均布荷載應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上,集中荷載(或)只作用于影響線中一個最大影響線峰值處,見圖3-8。 跨中截面彎矩:(不計沖擊時)兩行車道荷載:不計沖擊:計入汽車沖擊剪力: (不計沖擊時)兩行車道荷載:不計沖擊計入沖擊截面(參照圖3-8)彎矩:(不計沖擊時)兩行車道荷載:不計沖擊計入汽車沖擊剪力: (不計沖擊時)兩行車道荷載:不計沖擊計入沖擊 支點(diǎn)截面計算支點(diǎn)截面由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時,考慮橫
23、向分布系數(shù)沿空心板跨長的變化,同樣均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個最大影響線的峰值處,見圖3-9。不計沖擊計入沖擊2)人群荷載效應(yīng)人群荷載是一個均布荷載,其大小按橋規(guī)取用為。本橋人行道寬度為凈寬1.0m,因此。人群荷載產(chǎn)生的效應(yīng)計算如下(參照圖3-8及圖3-9)??缰薪孛鎻澗兀杭袅Γ簣D3-8 簡支空心板跨中截面內(nèi)力影響線及加載圖圖3-9 簡支空心板l/4截面內(nèi)力影響線及加載圖截面彎矩:剪力: 支點(diǎn)截面剪力可變作用效應(yīng)匯總于表3.5中圖3-9 支點(diǎn)剪力計算簡圖可變作用效應(yīng)匯總表 表3.5項(xiàng)目作用截面作用效應(yīng)彎矩剪力車道荷載(兩行)不
24、計沖擊系數(shù)326.4244.842.371.8160.6398.8299.151.787.7192.8人群荷載29.822.41.915.19.563.4.3 作用效應(yīng)組合按橋規(guī)公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合,并用于不同的計算項(xiàng)目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時的基本組合表達(dá)式為:式中:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),本橋?qū)傩?;效?yīng)組合設(shè)計值;永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力)的標(biāo)準(zhǔn)值;人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求,采用以下兩種效應(yīng)組合:、作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式:式中:作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值;永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;不計沖擊的汽
25、車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。作用長期效應(yīng)組合表達(dá)式:式中:各符號意義見上面說明。橋規(guī)還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計算時,應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合,即此時效應(yīng)組合表達(dá)式為:式中:s標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計值;永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)(計入汽車沖擊力)、人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)計算得到的作用效應(yīng),按橋規(guī)各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計值,現(xiàn)將計算匯總于表3.6中。3.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量估算及布置3.5.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算本橋采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)造形式。設(shè)計時它應(yīng)滿足不同設(shè)計狀況下規(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
26、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)時具有一定的安全儲備。因此,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計時,一般情況下,首先根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)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)要求確定普通鋼筋的數(shù)量。本橋以部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件設(shè)計,首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預(yù)加力。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
27、初步設(shè)計時,和可按下列公式近似計算:式中:a,w構(gòu)件毛截面面積及對毛節(jié)目受拉邊緣的彈性抵抗矩;預(yù)應(yīng)力鋼筋重心對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:混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。空心板作用效應(yīng)組合計算匯總表 表3.6序號作用種類彎矩剪力跨中跨中支點(diǎn)作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)506.8380.1064.97129.95169.74127.3021.7643.5676.54507.4086.73173.5可變作用效應(yīng)車道荷載不計沖擊326.4244.842.371.8160.6398.8299.151.787.7192.8人群荷載29
28、.822.41.915.19.56承載能力極限狀態(tài)基本組合 (1)811.8608.90104.1208.2 (2)558.3418.772.4122.8269.9 (3)33.425.12.15.710.71403.51052.774.5232.6488.8正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合 (4)676.54507.4086.73173.5 (5)228.5171.429.650.3112.4 (6)29.822.41.915.19.56934.8701.231.5142.1295.5使用長期效應(yīng)組合 (7)676.54507.4086.73173.5 (8)130.697.916.928.
29、764.2 (9)11.928.960.7642.043.824819.0614.317.7117.5241.6彈性階段截面應(yīng)力計算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合s (10)676.54507.4086.73173.5 (11)398.8299.151.787.7192.8 (12)29.822.41.915.19.561105.1828.953.6179.5375.9本橋中,預(yù)應(yīng)力空心板橋采用c40,由表3.6得, ,空心板毛截面換算面積,假設(shè),則代入得:則所需預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積為: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。本橋采用1×7股鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋,
30、直徑15.2mm,公稱截面面積,。按公預(yù)規(guī),現(xiàn)取,預(yù)應(yīng)力損失總和近似假定為20%張拉控制應(yīng)力來估算,則采用7根1×7股鋼絞線,即鋼絞線,單根鋼絞線公稱面積,則滿足要求。3.5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置預(yù)應(yīng)力空心板選用7根1×7股鋼絞線布置在空心板下緣,沿空心板跨長直線布置,即沿跨長保持不變,見圖3-10預(yù)應(yīng)力鋼筋布置應(yīng)滿足公預(yù)規(guī)要求,鋼絞線凈距不小于25mm,端部設(shè)置不小于150mm的螺旋鋼筋等。圖3-10 空心板跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置(尺寸單位:cm)3.5.3 普通鋼筋數(shù)量的估算及布置在預(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
31、布考慮在受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋,也暫布考慮普通鋼筋的影響??招陌褰孛婵蓳Q算成等效工字形截面來考慮:由得把代入,求得, 。則得等效工字形截面的上翼緣板厚度:等效工字形截面的下翼緣板厚度:等效工字形截面的肋板厚度:等效工字形截面尺寸見圖3-11。估算普通鋼筋時,可先假定,則由下式求得受壓區(qū)高度,設(shè)。由公預(yù)規(guī),c40, 。由表3.6,代入上式得:整理后得:求得:,且圖3-11 空心板換算等效工字形截面(尺寸單位:cm)說明中和軸在翼緣板內(nèi),可用下式求得普通鋼筋面積:說明按受力計算不需要配置縱向普通鋼筋,現(xiàn)按構(gòu)造要求配置。普通鋼筋選用hrb335,。按公預(yù)規(guī),。普通鋼筋采用布置在空心板下緣一排(截面受拉
32、邊緣),沿空心板跨長直線布置,鋼筋重心至板下緣40mm處,即。3.6 換算截面幾何特性計算由前面計算已知空心板毛截面的幾何特性。毛截面面積,毛截面重心軸至1/2板高的距離0.38cm(向下),毛截面對其重心軸慣性矩。3.6.1 換算截面面積;代入得:3.6.2 換算截面重心位置所以鋼筋換算截面對毛截面重心的靜矩為:換算截面重心至空心板毛截面重心的距離為:則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為:換算截面重心至空心板截面上緣的距離為:換算截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋重心的距離為:換算截面重心至普通鋼筋重心的距離為:3.6.3 換算截面慣性矩3.6.4 換算截面彈性抵抗矩下緣:上緣:3.7 承載能力極限狀態(tài)
33、計算3.7.1 跨中截面正截面抗彎承載力計算跨中截面構(gòu)造尺寸及配筋見圖3-9.預(yù)應(yīng)力鋼絞線合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離,普通鋼筋離截面積底邊的距離,則預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為:采用換算等效工字形截面來計算,參見圖3-10,上翼緣厚度,上翼緣工作寬度,肋寬。首先按公式判斷截面類型:所以屬于第一類t形,應(yīng)按寬度的矩形截面來計算其抗彎承載力。由計算混凝土受壓區(qū)高度x:由 得將代入下列公式計算出跨中截面的抗彎承載力:計算結(jié)構(gòu)表明,跨中截面抗彎承載力滿足要求。3.7.2 斜截面抗剪承載力計算截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核選取距支點(diǎn)處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計算。截面構(gòu)造尺寸及配筋見圖3
34、-9。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核,按公預(yù)規(guī)5.2.9條:式中:驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計值(kn),由表3.6得支點(diǎn)處剪力及跨中截面剪力,內(nèi)插得到距支點(diǎn)處的截面剪力:截面有效高度,由于本橋預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋都是直線配置,有效高度與跨中截面相同,;邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度,空心板為c40,則,;b等效工字形截面的腹板寬度,b=784mm。代入上述公式:計算結(jié)果表明空心板截面尺寸符合要求。按公預(yù)規(guī)第5.2.10條:式中,1.25時按公預(yù)規(guī)5.2.10條,板式受彎構(gòu)件可乘以1.25提高系數(shù)。由于,并對照表3.6中沿跨中各截面的控制剪力組合設(shè)計值,在至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計算要求配置抗剪
35、箍筋。為了構(gòu)造方便和便于施工,本橋預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)彎起鋼筋,計算剪力全部由混凝土及箍筋承受,則斜截面抗剪承載力按下式計算:式中,各系數(shù)值按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定取用:異號彎矩影響系數(shù),簡支梁;預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),本橋?yàn)椴糠诸A(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件,偏安全??;受壓翼緣的影響系數(shù),??;,等效工字形截面的肋寬及有效高度;縱向鋼筋的配筋率,;箍筋的配箍率,箍筋選用雙股, ,則寫出箍筋間距的計算式為:;箍筋選用hrb335,則 ;取箍筋間距,并按公預(yù)規(guī)要求,在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高的范圍內(nèi),箍筋間距取100mm。配箍率 (按公預(yù)規(guī)9.3.13條規(guī)定,hrb335,)在組合設(shè)計剪力值的部分梁段,可只按構(gòu)
36、造要求配置箍筋,設(shè)箍筋仍選用雙肢,配箍率取,則由此求得構(gòu)造配箍的箍筋間距。取。經(jīng)比較和綜合考慮,箍筋沿空心板跨長布置如圖3-12。圖3-12 空心板箍筋布置圖(尺寸單位:cm) 斜截面抗剪承載力計算由圖3-12,選取以下三個位置進(jìn)行空心板斜截面抗剪承載力計算:距支座中心處截面,;距跨中位置處截面(箍筋間距變化處);距跨中位置處截面(箍筋間距變化處)。計算截面的剪力組合設(shè)計值,可按表3.6由跨中和支點(diǎn)的設(shè)計值內(nèi)插得到,計算結(jié)果列于表3.7各計算截面剪力組合設(shè)計值 表3.7截面位置支點(diǎn)跨中剪力組合設(shè)計值300.49288.65259.06182.1051.88(1)距支座中心處截面,即由于空心板的
37、預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋時直線配筋,故此截面的有效高度取與跨中近似相同,其等效工字形截面的肋寬。由于不設(shè)彎起斜筋,因此,斜截面抗剪承載力按下式計算:式中,。此處,箍筋間距,。則,代入,得:抗剪承載力滿足要求。(2)距跨中位置處此處,箍筋間距,。斜截面抗剪承載力:斜截面抗剪承載力滿足要求。(3)距跨中位置處此處,箍筋間距,。斜截面抗剪承載力:計算表明均滿足斜截面抗剪承載力要求。3.8 預(yù)應(yīng)力損失計算本橋預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑為15.2mm的1×7股鋼絞線, ,控制應(yīng)力取。3.8.1 錨具變形、回縮引起的應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長度取為張拉臺座的長度,設(shè)臺座長l=50m,采用一端張拉及夾片式錨具
38、,有頂壓時,則3.8.2 加熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板采用加熱養(yǎng)護(hù)的方法,為減少溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失,采用分階段養(yǎng)護(hù)措施。設(shè)控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線與臺座之間的最大溫差,則3.8.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線由于應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失式中:張拉系數(shù),一次張拉時,;預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛系數(shù),低松弛;預(yù)應(yīng)力鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,;傳力錨固時的鋼筋應(yīng)力,由公預(yù)規(guī)6.2.6條,對于先張法構(gòu)件,代入計算式,得:3.8.4 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失對于先張法構(gòu)件: 式中:預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值,;在計算截面鋼筋重心處,由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力(mpa),其值為其中 預(yù)應(yīng)力
39、鋼筋傳力錨固時的全部預(yù)應(yīng)力損失,由公預(yù)規(guī)6.2.8條,先張法構(gòu)件傳力錨固時的損失為,則由前面計算空心板換算截面面積,。則3.8.5 混凝土收縮 、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失式中:構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋的含筋率,;構(gòu)件截面受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心至構(gòu)件重心的距離,構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心處,由預(yù)應(yīng)力(扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失)和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力,其值為傳力錨固時,預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力,其值為 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋重心至截面重心的距離,由前面計算 ;預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期,計算齡期為時的混凝土收縮應(yīng)變;加載齡期為,計算考慮的齡期為時的徐變系數(shù)??紤]自重的影響,由于收縮徐變持續(xù)時間較長,
40、采用全部永久作用,空心板跨中截面全部永久作用彎矩由表3.6查得,在全部鋼筋重心處由自重產(chǎn)生的拉應(yīng)力為:跨中截面:截面:支點(diǎn)截面:則全部縱向鋼筋重心處的壓應(yīng)力為:跨中:截面:支點(diǎn)截面:公預(yù)規(guī)6.2.7條規(guī)定,不得大于傳力錨固時混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的0.5倍,設(shè)傳力錨固時,混凝土達(dá)到c30,則,則跨中、截面、支點(diǎn)截面全部鋼筋重心處的壓應(yīng)力5.27mpa、5.42 mpa、8.86 mpa,均小于,滿足要求。設(shè)傳力錨固齡期為7d,計算齡期為混凝土終極值,設(shè)橋梁所處環(huán)境的大氣相對濕度為75%。由前面計算,空心板毛截面面積,空心板與大氣接觸的周邊長度為,。理論厚度:查公預(yù)規(guī)表6.2.7直線內(nèi)插得到:把各
41、項(xiàng)數(shù)值代入計算式中,得:跨中:截面:支點(diǎn)截面:3.8.6 預(yù)應(yīng)力損失組合傳力錨固時第一批損失:傳力錨固后預(yù)應(yīng)力損失總和:跨中截面:截面:支點(diǎn)截面:各截面有效預(yù)應(yīng)力:??缰薪孛妫航孛妫褐c(diǎn)截面:3.9 正常使用極限狀態(tài)計算3.9.1 正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂性計算是對構(gòu)件跨中截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算,并滿足公預(yù)規(guī)6.3條件要求。對于本橋部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件,應(yīng)滿足兩個要求:第一,在作用短期效應(yīng)組合下,;第二,在荷載長期效應(yīng)組合下,即不出現(xiàn)拉應(yīng)力。式中:在作用短期效應(yīng)組合下,空心板抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力,由空心板跨中截面彎矩,由前面計算換算截面下緣抵抗矩,代入得扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加
42、力,在構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力,其值為:空心板跨中截面下緣的預(yù)壓應(yīng)力為:在荷載的長期效應(yīng)組合下,構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力,由 表3.6,跨中截面。同樣,代入公式,則得:由此得:符合公預(yù)規(guī)對a類構(gòu)件的規(guī)定。溫差應(yīng)力計算,按公預(yù)規(guī)附錄b計算。本橋橋面鋪裝為水泥混凝土,由橋規(guī)4.3.10條,豎向溫度梯度見圖3-13,由于空心板高為700mm,大于400mm,取a=300mm。圖3-13 空心板豎向溫度梯度(尺寸單位:cm)對于簡支板橋,溫差應(yīng)力為:正溫差應(yīng)力:式中:混凝土線膨脹系數(shù),;混凝土彈性模量,c40,;截面內(nèi)的單元面積;單元面積內(nèi)溫差梯度平均值,均以正值代入;計算應(yīng)力點(diǎn)至
43、換算截面重心軸的距離,重心軸以上取正值,以下取負(fù)值;換算截面面積和慣矩單位面積重心至換算截面重心軸的距離,重心軸以上取正值,以下取負(fù)值。列表計算,計算結(jié)果見表8。 溫差應(yīng)力計算表 表3.8編號單元面積溫度單元面積重心至換算截面重心距離123正溫差應(yīng)力:梁頂:梁底:預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處:普通鋼筋重心處:預(yù)應(yīng)力鋼筋溫差應(yīng)力:普通鋼筋溫差應(yīng)力:反溫差應(yīng)力:按公預(yù)規(guī)4.2.10條,反溫差應(yīng)力為正溫差應(yīng)力乘以-0.5,則得反溫差應(yīng)力:梁頂:梁底:預(yù)應(yīng)力鋼絞線反溫差應(yīng)力:普通鋼筋反溫差應(yīng)力:以上正值表示壓應(yīng)力,負(fù)值表示拉應(yīng)力。設(shè)溫差頻遇系數(shù)為0.8,則考慮溫差應(yīng)力,在作用短期效應(yīng)組合下,梁底總拉應(yīng)力為:則,滿
44、足部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件條件。在作用長期效應(yīng)組合下,梁底的總拉應(yīng)力為:則,符合a類預(yù)應(yīng)力混凝土條件。上述計算結(jié)果表明,本橋在短期效應(yīng)組合及長期效應(yīng)組合下,并考慮溫差應(yīng)力,正截面抗裂性均滿足要求。3.9.2 斜截面抗裂性驗(yàn)算部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件斜截面抗裂性驗(yàn)算是以主拉應(yīng)力控制,采用作用的短期效應(yīng)組合,并考慮溫差作用。溫差作用效應(yīng)可利用正截面抗裂計算中溫差應(yīng)力計算及表3.8、圖3-13,并選用支點(diǎn)截面,分別計算支點(diǎn)截面aa纖維(空洞頂面),bb纖維(空心板換算截面重心軸),cc纖維(空洞底面)處主拉應(yīng)力,對于部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件應(yīng)滿足:式中:混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,c40,;由作用短期效應(yīng)組合和預(yù)加力引起
45、的混凝土主拉應(yīng)力,并考慮溫差作用。先計算溫差應(yīng)力,由表3.8和圖3-13:1 正溫差應(yīng)力aa纖維:bb纖維:cc纖維:2 反溫差應(yīng)力為正溫差應(yīng)力乘以-0.5。aa纖維:bb纖維:cc纖維:以上正值表示壓應(yīng)力,負(fù)值表示拉應(yīng)力。3 主拉應(yīng)力1)aa纖維(空洞頂面)式中:支點(diǎn)截面短期組合效應(yīng)剪力設(shè)計值,由表6,計算主拉應(yīng)力處截面腹板總寬,?。挥嬎阒骼瓚?yīng)力截面抗彎慣矩,;空心板aa纖維以上截面對空心板換算截面重心軸的靜矩, 。則式中:(aa纖維至截面重心軸的距離,)(計入正溫差效應(yīng))式中:豎向荷載產(chǎn)生的彎矩,在支點(diǎn);溫差頻遇系數(shù),取。計入反溫差效應(yīng)則主拉應(yīng)力:(計入正溫差應(yīng)力)計入反溫差應(yīng)力:負(fù)值表示
46、拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土a類構(gòu)件,在短期效應(yīng)組合下,預(yù)制構(gòu)件應(yīng)符合 ?,F(xiàn)aa纖維處(計入正溫差影響), (計入反溫差影響),符合要求。2)bb纖維(空心板換算截面重心處)參見圖112式中:bb纖維以上截面對重心軸的靜矩。(鉸縫未扣除) (bb纖維至重心軸距離,)同樣, , 。(計入正溫差應(yīng)力)(計入反溫差應(yīng)力)bb纖維處,(計入正溫差應(yīng)力),(計入反溫差應(yīng)力),負(fù)值為拉應(yīng)力,均小于,符合公預(yù)規(guī)對部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件斜截面抗裂性要求。3.10 變形計算3.10.1 正常使用階段的撓度計算使用階段的撓度值,按短期荷載效應(yīng)組合計算,并考慮撓度長期增長系數(shù),對于c40混凝土,對于部分預(yù)應(yīng)力a類構(gòu)件,使用階段
47、的撓度計算時,抗彎剛度。取跨中截面尺寸及配筋情況確定:短期荷載組合作用下的撓度值,可簡化為按等效均布荷載作用情況計算:自重產(chǎn)生的撓度值按等效均布荷載作用情況計算:、值查表得。消除自重產(chǎn)生的撓度,并考慮長期影響系數(shù)后,正常使用階段的撓度值為:計算結(jié)果表明,使用階段的撓度值滿足公預(yù)規(guī)要求。3.10.2 預(yù)加力引起的反拱度計算及預(yù)拱度的設(shè)置預(yù)加力引起的反拱度計算空心板當(dāng)放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時跨中產(chǎn)生反拱度,設(shè)這時空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到c30。預(yù)加力產(chǎn)生的反拱度計算按跨中截面尺寸及配鏡計算,并考慮反拱長期增長系數(shù)。先計算此時的抗彎剛度:放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線時,設(shè)空心板混凝土強(qiáng)度達(dá)到c30,這時,則,換算截面面積
48、所有鋼筋換算面積對毛截面重心的靜矩為:換算截面重心至毛截面重心的距離為:則換算截面重心至截面下緣的距離:換算截面重心至截面上緣的距離:預(yù)應(yīng)力鋼絞線至換算截面重心的距離:普通鋼絞線換算截面重心的距離:換算截面慣矩:換算截面的彈性抵抗矩:下緣:上緣:空心板換算截面幾何特性匯總于表9。由前面2.9.1計算得扣除預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力為:則由預(yù)加力產(chǎn)生的跨中反拱度,并乘以長期增長系數(shù)后得:預(yù)拱度的設(shè)置由公預(yù)規(guī)6.5.5條,當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度時,應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度,其值按該荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長期反拱值之差采用。本橋,應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。跨中預(yù)拱度,支點(diǎn),預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線??招陌褰孛鎺缀翁匦詤R總表 表3.9項(xiàng)目符號單位c30c40換算截面面積305667304822換算截面重心至截面下緣距離332.3332.9換算截面重心至截面上緣距離367.3367.9預(yù)應(yīng)力鋼筋至換算截面重心距離263.3263.9普通鋼筋換算截面重心距離263.3263.9換算截面慣矩?fù)Q算截面彈性抵抗矩3.11 持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算持久狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)計算使用階段正截面混凝土的法向壓應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計算時作用取標(biāo)準(zhǔn)值,不計分項(xiàng)系數(shù),汽車荷載考慮沖擊系數(shù)并考慮溫差應(yīng)力。3.11.1 跨中截面混凝
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