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1、20m跨預應力混凝土空心板計算示例目錄1 計算依據(jù)與基礎資料31.1 標準及規(guī)范31.1.1 標準31.1.2 規(guī)范31.1.3 參考資料31.2 主要材料31.3 設計要點32 橫斷面布置33 汽車荷載橫向分布系數(shù)、沖擊系數(shù)的計算43.1 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算43.1.1 跨中橫向分布系數(shù)43.1.3 車道折減系數(shù)63.2 汽車荷載沖擊系數(shù)值計算63.2.1汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)63.2.2 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù)64 作用效應組合64.1 作用的標準值64.1.1 永久作用標準值64.1.2 汽車荷載效應標準值74.2 作用效應組合94.2.1 基本組合(用于結構承載能力極限狀

2、態(tài)設計)94.2.2 作用短期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計)114.2.3 作用長期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計)114.3 截面預應力鋼束估算及幾何特性計算134.3.1 A類部分預應力混凝土受彎構件受拉區(qū)鋼筋面積估算134.3.2 換算截面幾何特性計算155 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計算165.1 正截面抗彎承載能力165.2 斜截面抗剪承載力驗算172 / 735.2.1 驗算受彎構件抗剪截面尺寸是否需進行抗剪強度計算175.2.2 箍筋設置206 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算216.1 預應力鋼束應力損失計算216.1.1 張拉控制應力216.1.2 各項預應力損失216.

3、2 溫度梯度截面上的應力計算256.3 抗裂驗算286.3.1 正截面抗裂驗算286.3.2 斜截面抗裂計算306.4 撓度驗算326.4.1 汽車荷載引起的跨中撓度326.4.2 預制板是否設置預拱值的計算337 持久狀態(tài)和短暫狀況構件應力計算357.1 使用階段正截面法向應力計算357.1.1 受壓區(qū)混凝土的最大壓應力357.1.2 受拉區(qū)預應力鋼筋的最大拉應力357.2 使用階段混凝土主壓應力、主拉應力計算367.3 施工階段應力驗算388 橋面板配筋計算408.1 荷載標準值計算408.1.1 計算跨徑408.1.2 跨中彎矩計算408.1.3 支點剪力428.2 極限狀態(tài)承載力計算4

4、28.2.1 荷載效應組合計算428.2.2 正截面抗彎承載力428.2.3 斜截面抗剪承載力428.3 抗裂計算439 鉸接板的混凝土鉸縫剪力驗算4320m預應力混凝土空心板計算示例1 計算依據(jù)與基礎資料1.1 標準及規(guī)范1.1.1 標準 跨徑:橋梁標準跨徑20m;計算跨徑(正交、簡支)19.6m;預制板長19.96m 設計荷載:公路級 橋面寬度:(路基寬26m,高速公路),半幅橋全寬12.5m 0.5m(護欄墻)+11.25m(行車道)+ 0.5m(護欄墻)或0.75m(波型護欄)12.25m或12.5m 橋梁安全等級為一級,環(huán)境條件類1.1.2 規(guī)范 公路工程技術標準JTG B01-20

5、03 公路橋梁設計通用規(guī)范JTG D60-2004(簡稱通規(guī)) 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62-2004(簡稱預規(guī))1.1.3 參考資料公路橋涵設計手冊橋梁上冊(人民交通出版社2004.3)1.2 主要材料1)混凝土:預制板及鉸縫為C50、現(xiàn)澆鋪裝層為C40、護欄為C302)預應力鋼絞線:采用鋼絞線,3)普通鋼筋:采用HRB335,1.3 設計要點1)本計算示例按先張法部分預應力混凝土A類構件設計,橋面鋪裝層100mmC40混凝土不參與截面組合作用;2)預應力張拉控制應力值,預應力張拉臺座長假定為70m,混凝土強度達到80時才允許放張預應力鋼筋;3)計算預應力損失時計入

6、加熱養(yǎng)護溫度差20引起的預應力損失;4)計算混凝土收縮、徐變引起的預應力損失時傳力錨固齡期為7d;5)環(huán)境平均相對濕度RH=80;6)存梁時間為90d。2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖(單位:m)2.2 預制板截面尺寸 單位:mm 邊、中板毛截面幾何特性 表21板號邊板中板幾何特性面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離0.64220.07490.477680.59440.072470.481073 汽車荷載橫向分布系數(shù)、沖擊系數(shù)的計算3.1 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算3.1.1 跨中橫向分布系數(shù)本橋雖有100mm現(xiàn)澆橋面整體化混凝土,但基本結構仍是橫向鉸接受力,因

7、此,汽車荷載橫向分布系數(shù)按截面8塊板鉸接計算。由于邊中板的抗彎、抗扭剛度稍有差別,為簡化計算,參考已有資料,取中板的幾何特性,板寬b=1.5m,計算跨徑=19.6m,毛截面的面積,抗彎慣矩,抗扭慣矩。 計算剛度參數(shù)參見“公路橋涵設計手冊梁橋上冊” 人民交通出版社2004.3由附表(二)鉸接板(梁)橋荷載橫向分布系數(shù)影響線表,依板塊數(shù)8,及所計算板號按 =0.0167值查取各塊板軸線處的影響線坐標 影響線坐標表 表31=0.0167影響線坐標123456788-10.2280.1900.1480.1180.0960.0810.0720.0678-20.1900.1870.1600.1260.10

8、30.0870.0760.0728-30.1470.1590.1650.1450.1190.0990.0870.0818-40.1110.1260.1450.1550.1390.1170.1030.096求1號(邊板)、2號板汽車荷載橫向分布系數(shù):在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載分布系數(shù)3.1.2 支點橫向分布系數(shù):按杠桿法布載分別計算邊、中板的橫向分布系數(shù)。支點截面汽車荷載橫向分布系數(shù),因一列車輛的輪距為1.8m,1號、2號兩塊板上只能布一排汽車輪載,所以支點橫向分布系數(shù)。3.1.3 車道折減系數(shù)雙車道車道折減系數(shù)為1。3.2 汽車荷載沖擊系數(shù)值計算3.2.1汽車荷載縱向整體

9、沖擊系數(shù)簡支板結構基頻 通規(guī)條文說明4 C50混凝土 板跨中處單位長度質量:,其中跨中延米結構自重(N/m),g重力加速度 按照通規(guī)第4.3.2條,沖擊系數(shù)可按下式計算: 當時, 3.2.2 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù) 采用。4 作用效應組合4.1 作用的標準值4.1.1 永久作用標準值 一期恒載:預制板重力密度取 邊板 (計入懸臂部重)中板 二期恒載:1)100mm C40混凝土或100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度取2)鉸縫混凝土,重力密度取3)護欄(單側),重力密度取,并八塊板平分。邊板 中板 恒載效應標準值計算 表41截面板號彎矩剪力計算式計算式跨中邊板847.99530.14中板742

10、.10496.53邊板636.08397.6686.5354.10中板556.65372.4575.7250.67支點邊板176.24110.18中板154.23103.194.1.2 汽車荷載效應標準值公路-級車道荷載計算圖式 根據(jù)通規(guī)第4.3條,公路級車道荷載均布標準值為,集中荷載標準值:當計算跨徑小于5m時,;當計算跨徑等于或大于50m,。本例計算跨徑為19.6m 計算剪力時,計算跨中、截面荷載效應標準值 兩列車布載控制設計,橫向折減系數(shù),A為內力影響線面積,為內力影響線豎標值??缰小⒅c截面汽車荷載內力影響線跨中、支點截面公路級荷載產(chǎn)生的內力 表4-2 截面板號荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響

11、線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274剪力影響線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274跨中邊跨0.33448.024.9558.57711.624.90.564.9582.74中跨0.325543.52692.4463.2080.51邊跨0.33436.023.675418.95533.745.510.7590.67115.89中跨0.325407.66519.3688.52112.77支點邊跨0.3345.510.5181.11230.734.29中跨0.3255.510.5180.41229.844.29支點剪力橫向分布系數(shù)采用與影響線面積相應的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應組合4.2.1

12、 基本組合(用于結構承載能力極限狀態(tài)設計) 通規(guī)4.1.61式1)其中各分項系數(shù)的取值如下結構重要性系數(shù),=1.1;結構自重分項系數(shù), 1.2汽車荷載(含沖擊力)的分項系數(shù),取1.42)基本組合計算永久作用的設計值與可變作用設計值組合表43-1、43-2永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表43-1(邊板)板號作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用一期恒載847.990636.0886.53176.24二期恒載530.140397.6654.10110.181378.3901033.74140.63286.421654.0701240.49168.76343.70可

13、變作用711.6282.74533.74115.89231.98996.27115.84747.24162.25324.77使用階段2090.01115.841567.48256.52518.402915.37127.422186.50364.11735.32永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表43-2(中板)板號作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力中板永久作用一期恒載742.100556.6575.72154.23二期恒載496.530372.4550.67103.191238.630929.10126.39257.421486.3601114.92151.67308.9

14、0可變作用692.4480.51519.36112.77230.07969.42112.71727.10157.88322.10使用階段1931.07112.711448.46239.16487.492701.35123.992036.23340.50694.104.2.2 作用短期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計) 永久荷載作用為標準值效應與可變作用頻遇值效應組合,其效應組合表達式為 通規(guī)4.1.7-1式式中 -可變作用效應的頻遇值系數(shù): 汽車荷載(汽車荷載不計沖擊力)=0.7,溫度梯度作用1=0.8。4.2.3 作用長期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計)永久作用標準值效應與可變作用準永

15、久值效應相組合,其效應組合表達式為: 通規(guī)4.1.7-2式式中第j個可變作用效應的準永久值系數(shù),汽車荷載(不計沖擊力)=0.4,溫度梯度作用=0.8;作用長期效應組合設計值,結構抗裂驗算時,其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構件的荷載效應。作用短期和長期效應組合計算 表44作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用1378.3901033.74140.63286.42可變作用558.5764.95418.9590.97182.09溫度梯度效應另計391.0045.47293.2763.68127.46223.4325.98167.5836.3972.841769.3945.

16、471327.01204.31413.881601.8225.981201.32177.02359.26中板永久作用1238.630929.10126.39257.42可變作用(不計沖擊力)543.5263.20407.6688.52180.59溫度梯度效應另計380.4644.24285.3661.96126.41217.4125.28163.0635.4172.241619.0944.241214.46188.35383.831456.0525.281092.16161.80329.664.3 截面預應力鋼束估算及幾何特性計算4.3.1 A類部分預應力混凝土受彎構件受拉區(qū)鋼筋面積估算1、根

17、據(jù)預規(guī)第6.3條,A類構件正截面抗裂混凝土在作用(或荷載)短期效應組合下應符合: 預規(guī) 6.3.1-3 式式中 估算預應力鋼筋時,近似取毛截面積A,抗彎慣炬I,yp分別代替公式中的A0、I0、ep0。y0為截面重心軸到截面受拉邊緣(底邊)的距離,用代替;為受拉區(qū)鋼筋合力點的預應力鋼筋的應力,取控制應力的70%計: =0.70.751860=976.5。近似取。令則 。2. 假定混凝土受壓區(qū)高度x位于截面頂板內,根據(jù)預規(guī)第5.2.2條: 預規(guī) 5.2.2-1 式令 預規(guī) 5.2.2-2 式式中 b:截面頂寬; :截面有效高度(h-a),此處,近似取h0=h-ap=899mm,ap 為預應力鋼筋合

18、力中心到底板的距離=61mm; c50混凝土:=22.4,; HBR鋼筋:;鋼絞線:;預應力鋼筋、普通鋼筋面積估算表 表45受力狀態(tài)估算公式邊板中板持久狀況正常使用極限狀態(tài),需要配鋼束根,需要配鋼束根持久狀況承載能力極限狀態(tài)需要配筋根, 需要配筋根,為防止板端上緣拉應力過大,部分預應力鋼筋在1/4到板端需采取分批失效措施,普通鋼筋全截面配置。 板內截面配筋 表46板號跨中支點邊板=19234761,2363895,2085895,1390897中板=18104761,2224895,1946895,1390897表中:受拉區(qū)普通鋼筋、預應力鋼筋截面積;受拉區(qū)普通鋼筋、預應力鋼筋合力點到受拉邊緣

19、的距離;截面有效高度,截面有效高度4.3.2 換算截面幾何特性計算注:截面配筋示意圖單位mm 換算截面幾何特性 表47板號截面板頂計算寬度換算截面面積矩邊板跨中14500.66550.078690.49230.3970.4110.66420.078500.49150.3980.412支點0.65900.077730.48840.4000.4150.084630.104140.09351中板跨中14100.62140.075990.49590.3930.4070.62010.075800.49510.3940.408支點0.61620.075240.49250.3960.4100.028240.

20、099540.09141注:為換算截面重心軸到板頂面距離預應力鋼筋、普通鋼筋截面重心到截面重心的距離Ao、Io、So換算截面和抗彎慣距、面積距,括號內、外數(shù)字分別用于中、邊板5 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計算5.1 正截面抗彎承載能力 荷載基本組合表達式 通規(guī)4.1.6-1式當受壓區(qū)高度位于頂板內其正截面抗彎承載力應符合: 預規(guī)5.2.2-1式 預規(guī)5.2.2-2式 鋼筋采用鋼絞線,混凝土標準強度為C40查預規(guī)第5.2.1相對界限受壓區(qū)高度b =0.4。 截面極限承載能力計算 表51板號截面配筋(mm)邊板跨中2915.3719232363108.252956.5滿足要求2186.5019232

21、085100.232674.62滿足要求中板跨中2701.3518102224101.882793.05滿足要求2026.231810194693.682509.53滿足要求表中 ; X值小于板頂厚度,符合假定。 5.2 斜截面抗剪承載力驗算5.2.1 驗算受彎構件抗剪截面尺寸是否需進行抗剪強度計算計算受彎構件斜截面抗剪承載力時,其計算位置按預規(guī)第5.2.6條規(guī)定采用距支座中心截面位置,斜截面水平投影長度,經(jīng)試算,斜截面受壓端正截面取距支點h位置處的剪力組合設計值和相應的彎矩組合設計值,計算廣義剪跨比。距支點h截面汽車荷載內力影響線圖中括號外、內數(shù)字分別用于邊、中板。 距支點h截面由公路-I級

22、荷載產(chǎn)生的內力 1.剪力標準值 式中:橫向分布系數(shù)內力影響線面積和影響線豎標值 剪力標準值計算 表5-2-1板號(m)(m)不計沖擊力(1+u)=1計沖擊力(1+u)=1.274邊板5.230.3343.360.4020.4700.951161.34205.55中板5.230.3253.360.3960.4660.951159.52203.232、彎矩標準值 表5-2-2板號(m)(m)不計沖擊力(1+u)=1計沖擊力(1+u)=1.274邊板5.530.3343.190.4020.4700.903133.54170.12中板5.530.3253.190.3960.4660.903131.43

23、167.443、距支點h截面荷載效應組合計算 表5-3板 號邊 板中 板 作用分 類組合計算表達式剪 力(KN)彎 矩(KNmm)剪 力(KN)彎 矩(KNmm)永久作 用一期恒載 140.2156.3122.7136.8二期恒載 87.797.782.191.5可變作 用(計沖擊力)205.55170.12203.23167.44(不計沖擊力)161.34133.54159.52131.43433.45424.12408.23395.74617.38597.26583.31559.21340.84347.48316.46320.30292.44307.42268.61280.87剪跨比: 斜

24、截面頂點距支座中心位置符合假定受彎構件抗剪截面應符合預規(guī)第5.2.9條要求 .b.ho 預規(guī)5.2.9式式中混凝土C50 ,b取中板肋寬(控制設計)VR=950KN 表5-3 值預規(guī)第5.2.10條,當時可不進行抗剪承載力計算,箍筋按構造配筋。式中混凝土C50 ,預應力提高系數(shù)。對于板式結構,公式5.2.10右邊計算值可乘以1.25的提高系數(shù)則 表5-3值,由此可知,本例預制空心板的尺寸滿足預規(guī)第5.2.9條要求,但箍筋仍需計算設置。5.2.2 箍筋設置由于本例采用先張法預應力結構,無預應力彎起鋼筋、豎向預應力筋,其斜截面抗剪全部由混凝土和箍筋承擔 預規(guī)5.2.7-1式 預規(guī)5.2.7-2式式

25、中 簡支板異號彎矩影響系數(shù),取;預應力混凝土受彎構件的預應力提高系數(shù),取;受壓翼緣的影響系數(shù),取;斜截面內縱向鋼筋的配筋百分率 (AP+AS)/bho預制板端配10根,邊板中板 斜面內箍筋含筋率 ASV/SV.b箍筋采用RHB335雙支, , 箍筋間距 箍筋間距計算 表5-4板號支 點1/4 L(KN)b(mm)ho(mm)(mm)(KN)b(mm)ho(mm)(mm)邊板617.38320897198364.11320895334中板583.31280897183340.50280895312根據(jù)預規(guī)第9.3.13條要求,箍筋間距不大于梁高1/2,且不大于,箍筋含筋率HRB335 PV0.1

26、2%,在支座中心向跨徑方向長不小于1倍梁高內箍筋間距不宜大于。實際上板端到L/4,箍筋間距取VS=,余為VS=。當受彎構件的縱向鋼筋和箍筋符合預規(guī)第9.3.13條的要求,根據(jù)預規(guī)第5.2.11條規(guī)定,可不進行斜截面抗彎承載力計算6 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算6.1 預應力鋼束應力損失計算6.1.1 張拉控制應力按預規(guī)第6.1.3條,采用鋼絞線的張拉控制值: 6.1.2 各項預應力損失1)預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦產(chǎn)生的應力損失 先張法預應力 2)錨具變形及鋼筋回縮產(chǎn)生的應力損失 式中張拉端錨具變形、鋼筋回縮值(mm),查預規(guī)表6.2.3,對于夾片錨具(無頂壓時); 張拉端至錨固端之間的距離

27、(mm),假定臺座一批張拉三塊預制板,單端張拉取。 3)預應力鋼筋與臺座之間的溫差引起的應力損失加熱養(yǎng)護分兩階段進行,第一階段低溫養(yǎng)護,溫差控制在20左右,此時計算預應力損失。待板身混凝土達到0.8fcu,k時再進行第二階段高溫養(yǎng)護。 4)混凝土的彈性壓縮引起的應力損失根據(jù)預規(guī)第6.2.5條,先張法混凝土構件放松鋼筋時,由混凝土壓縮引起的損失為 式中在計算截面鋼筋重心處,由全部鋼筋預加力產(chǎn)生的混凝土法向應力() 預應力鋼筋彈性模量與混凝彈性模量的比值 =式中:NPO=POAP epo=YP , YO=hO-YOX根據(jù)預規(guī)第6.1.7條規(guī)定,對先張法預應力混凝土構件,支點要考慮預應力傳遞長度Lt

28、r范圍內預應力的實際應力值,在構件端部取零,在傳遞長度末端取有效預應力pe,兩點間按直線變化取值。當傳力錨固時的混凝強度達80%,相當于C40時,鋼絞線pe=1000MPa時,表值,采取慢速放松措施的預制力傳遞長度為:, 則距支點h斷面: 和計算表 表61項目邊板中板跨中1/4Lh(距支點)跨中1/4Lh(距支點)(Mpa)1312.41312.411801312.41312.411802363208513902224194613903101.22736.41640.22918.82554.01640.210.929.685.8810.739.946.1261.754.733.2260.625

29、6.1634.585)預應力鋼筋的松弛引起的應力損失根據(jù)預規(guī)第6.2.6條有: 式中張拉系數(shù),一次張拉取; 鋼筋松弛系數(shù),本例采用級松弛(低松弛)鋼絞線,?。?傳力錨固時的鋼筋應力,查預規(guī)表6.2.8,對先張法構件 6)混凝土收縮和徐變引起的應力損失按預規(guī)第6.2.7條計算: 預規(guī)6.2.7-1式式中混凝土收縮和徐變系數(shù)終極值,假定環(huán)境年平均相對濕度RH=80%,傳力錨固混凝土齡期為7d, 理論厚度 (邊板,中板近似相同)查預規(guī)表6.2.7直線內插得 ,。表值對C50及以上混凝土,表列值應乘以 式中C50的/計算縱向鋼筋截面重心處由預應力產(chǎn)生的混凝土法向壓應力,按 , 計算,此時預應力損失,考

30、慮錨固鋼筋時(第一批)的損失,根據(jù)施工情況考慮自重影響,支點考慮預應力傳遞長度Ltr、epo=yp、規(guī)定,計算的。 計算表 表6-2板號截面邊板跨中847.9923631312.43101.20.3970.400.66550.078696.57636.0820851312.42736.40.3980.400.66420.078506.41h139011801640.20.4000.400.65900.077735.91中板跨中742.1022241312.42918.80.39300.62140.075996.81556.6519461312.42554.00.39400.62010.0758

31、06.47h193011801640.20.39600.61620.075246.14 計算表 表6-3板號截面邊板跨中2.255.656.570.006442.37101.66.410.00632.38100.0 h5.910.00502.4098.9中板跨中2.255.656.810.00652.31103.76.470.00612.31101.7h6.140.00522.34101.07)各階段應力損失及有效預應力匯總 各階段應力損失及有效預應力匯總表 表6-4板號截面預加力階段使用階段/2/2邊板跨中16.74061.751.8/2144.31312.451.8/2101.6127.5

32、1123.254.7137.31312.451.8/2100.0125.91131.8h34.5115.81312.4(1180)23.398.9122.21168.6中板跨中16.74060.651.8/2143.21312.451.8/2103.7129.61122.256.2138.81312.451.8/2101.7127.61128.6h35.7117.21312.4(1180)23.3101.01241165.5支點括號內數(shù)字已考慮預應力在端部傳遞長度后的有效預應力值。6.2 溫度梯度截面上的應力計算 按預規(guī)附錄B,橋面100mm瀝青混凝土(100mm整平層水泥混凝土未計入)溫度基

33、數(shù)由通規(guī)表4.3.10-3查得:T1=14,T2=5.5 溫度梯度截面應力計算 表6-5()邊板中板單元面積重心到換算截面重心距離單元面積重心到換算截面重心距離1(14+5.5)/2=9.752(5.5+5.1)/2=5.335.1/2=2.55 預規(guī)附錄(B-1) 式中, 預規(guī)附錄(B-2)正溫差應力 預規(guī)附錄(B-3)反溫差應力將取負值代入上式,按預規(guī)附錄(B-3)乘以0.5計算。 截面計算點正、反溫差應力計算 表6-6板號計算點截面幾何特性正溫差反溫差邊板頂面492.3721031-1.08-1.864.83(14)1.89-0.95322.3-1.221.59(4.6)-0.710.3

34、500-1.080.54-2380.90-0.180.09預應力筋3971.50.42-0.21底面4581.730.65-0.33中板頂面496607634-0.98-1.644.83(14)2.21-1.11396-1.311.59(46)-0.700.3500-0.980.492200.73-0.250.13預應力筋3931.30.32-0.16底面4541.500.52-0.266.3 抗裂驗算6.3.1 正截面抗裂驗算A類預應力混凝土受彎構件,在短期效應組合下,正截面混凝土的主拉應力應符合: 預規(guī)6.3.1-3式 但在荷載長期效應組合下應符合 預規(guī)6.3.1-4式C50混凝土 ftk

35、=2.67Mpm為扣除全部預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣(底邊)產(chǎn)生的混凝土預壓應力為作用(荷載)短期效應組合下構件抗裂驗算邊緣(底邊) 混凝土的法向拉應力: 預規(guī)6.3.2-1式為荷載長期效應組合下構件抗力驗算邊緣(底邊) 混凝土的法向拉應力: 預規(guī)6.3.2-2式WO為截面底邊緣的彈性抵抗矩。 預規(guī)6.1.6-1式 預規(guī)6.1.6-2式 預規(guī)6.1.5-1式y(tǒng)u為截面重心到抗裂驗算邊緣(底邊)的距離(h-y0X) 預規(guī)6.1.5-2式 (見表6-4)荷載短、長期效應組合下跨中正截面混凝土拉應力驗算 表6-7板號 幾何特性邊板1769.41601.8236319231184.9101

36、.62604.50.66550.07869458396中板1619.11456.0222418101193.1103.72442.90.61240.07599454392橫向續(xù)表6-7幾何特性 限值限值 YpyS(反溫差)39714119.930.2610.5410.800.879.54-0.393934079.720.219.8910.100.388.70-1.02根據(jù)預規(guī)9.1.12預應力混凝土受彎構件最小配筋率應滿足下列條件:1 預規(guī)9.1.12式式中 -受彎構件正截面抗彎承載力設計值= 值見表5-1 -受彎構件正截面開裂彎矩 預規(guī)6.5.2-6式-扣除全部預應力損失預應力鋼筋和普通鋼筋

37、合力在抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土壓應力, 值見表6-7 - C50混凝土 表6-8 板號邊板2956.509.930.078690.4580.17180.104141.2122257.81.31中板2793.059.720.075990.4540.16740.099541.1892154.71.3最小配筋率滿足預規(guī)9.1.12條要求部分預應力混凝土受彎構件中普通受拉鋼筋的截面積不小于0.003bho AS = 1810 mm2 A = 599400 mm2 P = AS/A = 1810/599400 = 0.003 滿足要求6.3.2 斜截面抗裂計算 A類預應力混凝土預制構件,在荷載短期效應組合下

38、,斜截面混凝土主拉應力應符合:式中 為荷載短期效應組合和預加力產(chǎn)生的混凝土主拉應力 預規(guī)6.3.3-1式 為計算主應力點由預加力和作用(荷載)短期效應組合計算彎矩MS及截面溫度梯度產(chǎn)生的混凝土法向應力 , 為計算點到換算截面重心軸的距離。(因先張法預應力構件不設豎向預應力和彎起預應力鋼筋) 本例斜截面抗裂不控制設計,僅選取距支點h斜截面計算主拉應力。 距支點h截面混凝土主拉應力計算表 表6-9板號幾何特性邊板347.5340.8413901923400415106889.91313.60.65900.07773398中板320.3316.4613901810396410106690.81317

39、.40.61620.07524394續(xù)表6-9(a-a斷面)板號邊板318351-0.151.420.281.550.084631.06-0.54中板322342-0.081.370.281.570.082401.01-0.49續(xù)表6-9(b-b斷面)板號邊板03341.9900.432.420.104141.37-0.62中板03082.1400.392.530.099541.36-0.59續(xù)表6-9(c-c斷面)板號邊板2423203.62-1.080.072.610.093511.29-0.53中板2382803.78-1.010.102.870.091411.37-0.55由計算得:距

40、支點h截面各計算點混凝土主拉應力均未超過限值。6.4 撓度驗算本例為A類預應力混凝土構件,截面不會開裂,截面剛度取為: 預規(guī)6.5.2-3式6.4.1 汽車荷載引起的跨中撓度 式中荷載短期效應組合計算,汽車荷載(不計沖擊力),荷載橫向分布系數(shù)。橋規(guī)第6.5.3條規(guī)定,受彎構件在使用階段撓度應考慮長期效應的影響,按以上剛度計算的撓度值乘以撓度長期增長系數(shù),長期撓度值在消除結構自重產(chǎn)生的長期撓度后,梁式橋最大撓度(跨中),不允許超過計算跨徑的。 撓度增長系數(shù): 混凝土強度標準值C40-C80時,C50內插得。 汽車荷載跨中撓度 表6-10板號L(m)=(mm)限值L/600(mm)邊板19.60.

41、078697.351680.3445.47.732.7中板19.60.075997.351680.3255.27.46.4.2 預制板是否設置預拱值的計算1)恒載引起的撓度 恒載引起的撓度計算 表611板號L(m)邊板19.60.07869847.9914.0530.148.231.6中板19.60.07599742.1012.7496.538.029.52)預應力引起的上拱度由于預應力鋼束在板端數(shù)量較少,向跨中方向逐段增加,至離支點處與跨中的鋼束數(shù)量持平。為簡化計算,假定支點處預應力產(chǎn)生的彎矩為零,然后直線增到,并保持不變到跨中,近似取預加力的彎矩圖如下:橋規(guī)第6.5.4條,由預加力引起的反撓度,用結構力學法進行計算,其值應乘以長期增長系線2,即。式中: 混凝土強度達

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