主橋部分計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、土木114 吳詠陶5.1用MIDAS建模計(jì)算5.11 單元?jiǎng)澐值脑瓌t單元?jiǎng)澐忠话憧紤]梁跨、截面變化、施工、預(yù)應(yīng)力布置等因素，從而遵從以下幾個(gè)原則：；。5.1.2 橋梁具體單元?jiǎng)澐直驹O(shè)計(jì)采用MIDAS/Civil2006軟件建立了解放大橋的主橋計(jì)算模型，全橋共77個(gè)節(jié)點(diǎn)，共76個(gè)單元。具體計(jì)算模型如下圖所示。圖51 解放大橋MIDAS模型5.2荷載組合下的梁?jiǎn)卧獌?nèi)力圖和結(jié)果解放大橋設(shè)計(jì)采用MIDAS/Civil2013軟件建立了主橋計(jì)算模型，公路-級(jí)荷載，二期恒載：（式中，橋面鋪裝層的質(zhì)量密度；橋面鋪裝層的寬度；防撞欄的質(zhì)量密度；防撞欄的面積；重力加速度，??；橋面其它附屬結(jié)構(gòu)（如欄桿、人行道等）

2、的總重量；橋面總長(zhǎng)。）根據(jù)荷載組合，分別計(jì)算了荷載極限組合（）和短期組合（）效應(yīng)下的主橋各個(gè)截面的內(nèi)力。承載能力極限狀態(tài)下的內(nèi)力如下圖所示：圖5-2 解放大橋承載能力極限狀態(tài)組合下的彎矩圖圖5-3 解放大橋承載能力極限狀態(tài)組合下的剪力圖圖5-4解放大橋短期組合下的彎矩圖圖5-5解放大橋短期組合下的剪力圖圖5-6 解放大橋承載能力極限狀態(tài)組合下的支座反力圖圖5-7 解放大橋短期組合下的支座反力圖5.3 主橋控制截面內(nèi)力匯總根據(jù)受力特點(diǎn)控制截面如下：主跨取主跨支點(diǎn)截面、主跨L/8處截面、主跨L/4截面和主跨跨中截面；邊跨取邊跨支點(diǎn)截面、邊跨L/8處截面、邊跨L/4截面和邊跨跨中截面。控制截面內(nèi)力如

3、表5-1所示，控制截面特性如表5-2、5-3所示：表5-1控制截面彎矩剪力值截面位置基本組合短期組合（）（）（）（）主跨支點(diǎn)maxmin跨中maxminL/8maxminL/4maxmin邊跨支點(diǎn)maxmin跨中maxminL/8maxminL/4maxmin表5-2 截面特性表截面位置支點(diǎn)主跨跨中L/8L/4邊跨支點(diǎn)跨中L/8L/4注：構(gòu)件混凝土全截面的面積；構(gòu)件混凝土全截面的面積；截面重心至構(gòu)件下緣的距離；截面重心至構(gòu)件上緣的距離；截面下緣的抗彎模量；截面上緣的抗彎模量。表5-3截面特性表（單位：m）截面位置支點(diǎn)2.0821 1.9315 2.7220 2.4780 主跨跨中0.7957

4、1.1306 0.9392 1.4608 3L/81.5945 1.5901 2.0179 2.0109 L/41.1835 1.2825 1.4836 1.6403 0.225邊跨支點(diǎn)0.7957 1.1306 0.9392 1.4608 3跨中1.1881 1.3029 1.4690 1.6486 25L/81.8359 1.7607 2.3593 2.2391 0.300L/41.5925 1.5793 2.0180 1.9971 0.275注：、截面上、下緣的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至截面重心的距離；、截面上、下核心距，；梁高；假定的力筋重心至截面下緣的距離；截面有效高度。5.4預(yù)應(yīng)力筋束的計(jì)算

5、。4.4.1 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼筋：、截面下緣的抗彎模量；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；、承載能力極限狀態(tài)下的最大、最小彎矩值。應(yīng)力匯總?cè)缦卤硭颈?-4應(yīng)力匯總表（單位：Mpa）截面位置中跨支點(diǎn)跨中L/8L/4邊跨支點(diǎn)跨中L/8L/41、同時(shí)在上、下緣布置預(yù)應(yīng)力筋為上下緣均不出現(xiàn)拉應(yīng)力的最小配束；為鋼束重心到截面重心的距離。2、只在下緣布置預(yù)應(yīng)力筋3、4.上、下緣配筋的判別條件。只在下緣布筋的條件：只在上緣布筋的條件：。按照上述判別條件，可以求出各控制截面的配筋部位，如下表所示：表4-5 配筋位置計(jì)算表截面位置配筋部位主跨支點(diǎn)不滿足滿足上緣跨中滿足不滿足下緣L/8不滿足滿足上緣L

6、/4不滿足滿足上緣邊跨支點(diǎn)滿足不滿足下緣跨中滿足不滿足下緣L/8不滿足滿足上緣L/4不滿足滿足上緣（1） 主跨支點(diǎn)處截面，只在上緣布置力筋：（“”表示位置在截面重心軸以下）（2） 邊跨L/3處截面（反彎點(diǎn)附近截面）（“”表示位置在截面重心軸以下）其它截面按照配筋位置根據(jù)上述公式計(jì)算，所以，按正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力要求確定的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量如下表所示：表4-6 預(yù)應(yīng)力筋估算表（正常使用極限狀態(tài)）截面位置配筋部位股數(shù)束數(shù)（每束19股）最少最多最少最大主跨支點(diǎn)上緣613.25 3488.01 32.28 183.58 跨中下緣291.25 957.74 15.33 50.41 L/8上緣354.41 27

7、44.39 18.65 144.44 L/4上緣71.56 407.96 3.77 21.47 邊跨支點(diǎn)下緣0000跨中下緣118.09 355.70 6.22 18.72 L/8上緣429.80 2738.40 22.62 144.13 L/4上緣254.78 1686.47 13.41 88.76 數(shù)量對(duì)于全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按抗裂性估算，其公式如下：式中：Ms作用短期效應(yīng)組合彎矩，其中汽車荷載不考慮沖擊力； A . W毛截面面積和對(duì)毛截面截面下緣的截面抵抗矩；采用19規(guī)格的預(yù)應(yīng)力管道，內(nèi)徑100mm，外徑107mm。預(yù)應(yīng)力筋擬采用鋼絞線，每股鋼絞線的公稱截面面積為，1束19股，抗拉強(qiáng)度標(biāo)

8、準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的永存應(yīng)力，本設(shè)計(jì)取，即。（1）主跨跨中截面。為滿足抗裂性要求，由表4-1、4-2、4-3查得，則，不考慮次內(nèi)力的影響，得（2）主跨支點(diǎn)截面。為滿足抗裂性要求，由表4-1、4-2、4-3查得，=0.325m，則，擬采用鋼絞線，每股鋼絞線的公稱截面面積為，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，張拉控制應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的永存應(yīng)力，本設(shè)計(jì)取，即。采用19規(guī)格的預(yù)應(yīng)力管道，內(nèi)徑100mm，外徑107mm。不考慮次內(nèi)力的影響，得按照上述步驟，分別計(jì)算按抗裂性估算各控制截面的鋼束，結(jié)果如下表所示：表4-7預(yù)應(yīng)力估算表（抗裂性）截面位置鋼絞線最少預(yù)應(yīng)截面位置鋼絞線最少預(yù)應(yīng)股數(shù)力束股數(shù)力束主跨支點(diǎn)邊跨

9、支點(diǎn)跨中跨中L/8L/8L/4L/4結(jié)合正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求、正常使用極限狀態(tài)截面抗裂性要求，以及施工特點(diǎn)，由表4-6、表4-7可以確定各控制截面縱向預(yù)應(yīng)力筋的配制，各控制截面預(yù)應(yīng)力鋼束配置如下表所示：表4-8 預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際配束表截面位置應(yīng)力要求抗裂性要求實(shí)際配束最少（束）最多（束）最少（束）上緣下緣主跨支點(diǎn)520跨中024L/8320L/4160邊跨支點(diǎn)0000跨中014L/8440L/4240(1)計(jì)算理論跨徑：邊支點(diǎn)或邊跨中部：中跨跨中：中支點(diǎn)：(2)計(jì)算翼緣實(shí)際寬度與理論跨徑之比（正彎矩截面取箱梁的上部翼緣進(jìn)行計(jì)算；負(fù)彎矩截面取箱梁的下部翼緣進(jìn)行計(jì)算）。、的計(jì)算見(jiàn)下圖。（1）主跨

10、支點(diǎn)截面翼板有效寬度計(jì)算：所以，即翼緣有效寬度為實(shí)際寬度。（2）主跨跨中截面翼板有效寬度計(jì)算：所以，即翼緣有效寬度為實(shí)際寬度。其他截面有效寬度計(jì)算方法相同，具體計(jì)算見(jiàn)表4-8表4-8 截面有效寬度計(jì)算截面位置主跨支點(diǎn)240110跨中272110L/8272110L/4272110邊跨支點(diǎn)264110跨中264110L/8264110L/4264110主橋控制截面正截面承載能力驗(yàn)算根據(jù)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 ，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采，每根鋼絞線面積為140。因?yàn)椴豢紤]普通鋼筋以及受壓預(yù)應(yīng)力筋的影響，所以有，。（1）主跨支座截面正截面承載能力驗(yàn)算。主跨支點(diǎn)截面上部受拉，僅在上緣配置鋼筋。

11、已知，混凝土受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：，即，解得(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，主跨支點(diǎn)正截面承載能力滿足要求。（2）主跨跨中截面正截面承載能力驗(yàn)算。主跨跨中截面下部受拉，僅在下緣配置鋼筋。已知，。判斷因?yàn)?，所以，不滿足，屬于第二類截面。此時(shí)受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：即解得滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（5.2.3-2）規(guī)定：所以，主跨跨中正截面承載能力滿足要求。（3）主跨L/8截面正截面承載能力驗(yàn)算。主跨支點(diǎn)截面上部受拉，僅在上緣配置鋼筋。已知，混凝土受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：，即，解得(JTG D62-2

12、004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，主跨支點(diǎn)正截面承載能力滿足要求。（4）主跨L/4截面正截面承載能力驗(yàn)算。主跨L/4截面上部受拉，僅在上緣配置鋼筋。已知，混凝土受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：，即，解得(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，主跨L/4正截面承載能力滿足要求。（5）邊跨跨中截面正截面承載能力驗(yàn)算。邊跨跨中截面下部受拉，僅在下緣配置鋼筋。已知，。判斷因?yàn)樗?，滿足，屬于第一類截面。此時(shí)受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：即解得(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根

13、據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，邊跨跨中正截面承載能力滿足要求。（6）邊跨1/8截面正截面承載能力驗(yàn)算。邊跨L/8截面上部受拉，僅在上緣配置鋼筋。已知，混凝土受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：，即，解得(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，邊跨L/8正截面承載能力滿足要求。（7）邊跨L/4截面正截面承載能力驗(yàn)算。邊跨L/4截面上部受拉，僅在上緣配置鋼筋。已知，混凝土受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：，即，解得(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)(JTG D62-2004)中（）規(guī)定：，所以，邊跨L

14、/4正截面承載能力滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)（）規(guī)定，連續(xù)梁橋受彎構(gòu)件需驗(yàn)算的斜截面抗剪承載力的位置包括：1、1）近支座中心h/2處截面；2）；3）；4）；5）。2、1）；2）；3）。所以，本設(shè)計(jì)僅驗(yàn)算主跨變高度梁高度突變處（即高速開(kāi)始進(jìn)入拋物線變化）截面和邊跨距離支點(diǎn)h/2處截面的斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。4.8.1 中跨橫隔梁邊緣處截面（支座邊截面）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)公預(yù)規(guī)應(yīng)符合下列要求：對(duì)于主跨變高度梁高度突變處截面，已知：腹板總厚度，箱形截面有效高度，所以，所以截面尺寸滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)（）規(guī)定，受彎構(gòu)件當(dāng)符合下列條件時(shí)，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，。，已知，因?yàn)椴粷M足公式，所以需要進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算。根據(jù)公預(yù)規(guī)（9.4.1）對(duì)于箍筋的構(gòu)造要求，以及最小配筋率的要求，箍筋選用雙肢的s=100mm。根據(jù)公預(yù)規(guī)載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：因?yàn)椴豢紤]普通鋼筋的作用，所以。所以，所以因此，主跨變高度梁高度突變處截面斜截面抗剪承載能力滿足要求。4.8.2 邊跨近支座中心h/2處截面斜截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)公預(yù)規(guī)（）規(guī)定，抗彎構(gòu)件的斜截面抗剪應(yīng)符合下列要求：對(duì)于邊跨近支座中心h/2處截面，已知：所以，截面尺寸滿足要求。該處截面尺寸與支點(diǎn)處截面尺寸相同，在承載能力極限狀態(tài)組合下和短期組合下的彎矩最值分別為，所以根據(jù)正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力要求估算的鋼筋數(shù)量為，所以束數(shù)。取。