濟南高速K+L=m預應力混凝土空心板加固計算

Lp=16m先張法預應力混凝土空心板加固計算PAGE6濟青高速68K+836Lp=16m預應力混凝土空心板加固計算計算目的：Lp=16m預應力混凝土空心板檢算在底排5根7Ф5鋼絞線斷裂的情況下，通過在板底粘貼鋼板的措施，空心板能否滿足設計荷載的承載要求。計算荷載：汽超20級、掛-120級已破壞的空心板的承載能力1．計算荷載Lp=16m預應力混凝土空心板跨中截面圖圖1-1（僅示底板預應力鋼絞線）計算截面構造見圖1-1。Lp=16m預應力混凝土空心板檢算底排有5根7Ф5鋼絞線斷裂。由空心板設計圖已知：跨中彎矩為883.14Kn.m。其中恒載：M=qL^2/8=16.7*15.5^2/8=502Kn.m活載：M=883.1-502=382Kn.m2．已破壞的空心板的承載能力Lp=16m預應力混凝土空心板檢算在底排有5根7Ф5鋼絞線斷裂，靠剩余的鋼絞線，跨中截面在計算彎矩作用下的承載能力和截面應力情況，由程序計算得到，計算結果詳見附件，其主要結果為：1）承載能力極限狀態(tài)：極限承載力Mj=1113.561(KN-M)汽車組合(I)M(max)=1273.000(KN-M)截面極限承載能力不夠。2）截面應力情況為：恒載:上緣應力Ohs=3945.255(kpa)下緣應力Ohx=2266.500(kpa)恒載+汽車上緣應力Ohs=9362.102(kpa)下緣應力Ohx=-2938.266(kpa)可見，在計算彎矩作用作用下，已局部破壞的空心板跨中截面的混凝土已出現(xiàn)2.9Mpa的拉應力，對于按全預應力結構設計的原空心板已不滿足要求，需進行加固處理。加固后空心板的承載能力通過在板底粘貼6mm厚鋼板的措施，提高結構的荷載能力。組合結構的截面特性：將原圓形空心板截面換算為具有同等剛度的矩形空心截面的特性：（圖1-2）由面積相等：л*d^2/4=b*h由慣性矩相等：л*d^4/64=b*h^3/12解方程得到：b=0.46m,h=0.44m圓形空心截面換算為等效矩形空心截面(單位：cm圖1-2)2.將粘貼鋼板后的組合結構換算為等價的勻質混凝土截面（圖1-3）按造合力作用點位置及大小不變的原則，由Ahs=Ag*n,可得換算截面的Ahs。n=Eg/Eh=2.0e5/3.3e4=6保持截面換算前后，重心位置不變，僅將鋼板寬度換算為等價混凝土截面寬度，鋼板換算為等價的勻質混凝土的寬度b1:b1=0.6*n=3.6m換算截面(單位：cm圖1-3)3.換算截面的截面特性中性軸距梁底距離：h=(97*12*70+51*44*42+97*14*13+360*0.4*0.2)/(97*12+51*44+97*14+360*0.4)=39cm2)II=97*12^3/12+97*12*31^2+51*44^3/12+51*44*3^2+97*14^3/12+97*14*26^2+360*.4^3/12+360*0.4*38.8^2=2671777cm44.加固后空心板的承載能力加固后空心板將承受車輛荷載的作用，車輛荷載產生的跨中彎矩為：M=883.1-502=382Kn.m組合截面受拉邊緣的混凝土拉應力：σ=448*39/(0.0267)=6544kpa2)鋼板的最大拉應力:σ=n*6544kpa=6*6544=39263kpa<[σ]=145Mpa3)混凝土最大壓應力由于結構不同階段作用的荷載不同，因此，應將每一階段荷載作用下產生的應力疊加，得到運營階段的最大混凝土壓應力?？招陌遄灾亍蛎驿佈b等恒載產生的壓應力應由加固前結構計算得到，活載作用下結構受壓區(qū)外緣的混凝土最大壓應力，應由組合截面承擔。A.恒載作用下板頂最大壓應力由前計算結果，恒載:上緣應力Ohs=3945.255(kpa)B.活載作用下結構受壓區(qū)外緣的混凝土最大壓應力σ=448*0.37/(0.0267)=6190kpaC.板頂最大混凝土壓應力σ=3.95+6.19=10.1Mpa結論經計算加固結構在設計荷載作用下的截面正應力，均能滿足要求。因原結構僅跨中附近有五根鋼絞