《某路35m预应力简支T梁桥设计(中梁)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某路35m预应力简支T梁桥设计(中梁)（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、某路35m预应力简支T梁桥设计(中梁) 一设计目的T型桥梁在我国公路上修建很多预应力混凝土简支T梁是目前我国桥梁上最常用的形式之一在学习了预应力混凝土结构的各种设计验算理论后通过本设计了解预应力简支T梁的实际计算进一步理解和巩固所学得的预应力混凝土结构设计理论知识初步掌握预应力混凝土桥梁的设计步骤熟悉公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004以下简称公预规与公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004以下简称桥规 的有关条文及其应用从而使独立分析问题解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高培养综合应用所学基础课技术基础课及专业知识和相关技能解决具体问题的能力以达到具
2、备初步专业工程人员的水平为将来走向工作岗位打下良好的基础二设计资料及构造布置 一 设计资料1桥梁跨径及桥宽标准跨径35m墩中心距离主梁全长3496m计算跨径3390m桥面净空净9m 21m 11m2 设计荷载公路级人群荷载35KNm2每侧人行栏防撞栏重力的作用力分别为152KNm和36KNm3 材料及工艺混凝土主梁用C50栏杆以及桥面铺装用C30预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范JTG D622004的s152钢绞线每束6根全梁配6束pk 1860MPa普通钢筋采用HRB335钢筋按后张法施工工艺制作主梁采用内径70mm外径77mm的预埋波纹管和夹片式锚具4 设计依据交通部
3、颁公路工程技术标准JTG B012003简称标准交通部颁公路桥涵设计通用规范JTG D602004简称桥规交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004简称公预规5 基本计算数据见表1表1 基本计算数据名 称项 目符 号单 位数 据混 凝 土立方强度fcukMPa50弹性模量EcMPa345104轴心抗压标准强度fckMPa324轴心抗拉标准强度ftkMPa265轴心抗压设计强度fcdMPa224轴心抗拉设计强度ftdMPa183短暂状态容许压应力07fckMPa2072容许拉应力07ftkMPa1757持久状态标准荷载组合容许压应力05fckMPa162容许主压应力0
4、6fckMPa1944短期效应组合容许拉应力st-085pcMPa0容许主拉应力06ftkMPa159s152 钢 绞 线标准强度fpkMPa1860弹性模量EpMPa195105抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力con075fpkMPa1395持久状态应力标准状态组合065fpkMPa1209材料重度钢筋混凝土1KN3250沥青混凝土2KN3230钢绞线3KN3785钢束与混凝土的弹性模量比Ep无纲量565表中考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压抗拉标准强度则 296Mpa 251Mpa二 横截面布置1主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与
5、跨径的增大而加宽为经济同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标很有效故在许可条件下应适当加宽T梁翼板该主梁翼板宽度为2200mm由于宽度较大为保证梁的整体受力性能桥面板采用现浇混凝土刚性接头因此主梁的工作截面有两种预施应力运输吊装阶段的小面积b 1600mm按照以上拟定的外观尺寸预制梁的跨中截面图见图2图2 跨中截面尺寸图尺寸单位mm3计算截面几何特征将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元截面几何特性列表计算见表24检验截面效率指标希望在05以上上核心距k 4107下核心距k 6973截面效率指标 05表明以上初拟的主梁中截面是合理的表2 跨中截面的几何特性计算表分块名称分块面积A c 分块面积
6、型心至上缘距离y cm 分块面积型心至上缘静距S Ay m3 分块面积的自身惯矩I d y1-y cm 分块面积对截面型心的惯矩I 123 12456 1527 46大毛截面翼板3300750 247506187500 6664 14654936 14716811 三角承托50018333916652777778558071557211 1559988 腹板3200953040006826666667-20861392447 8219113 下三角262517044625328125-95862412149 2415430 马蹄1375187525781257161458-1133617669
7、423 17741038 8637564034544652382小毛截面翼板240075180004500074391328037613325376三角承托5001833391665277778635520915832022361腹板3200953040006826667-131155026047376873下三角262517044625328125-871119920071995289马蹄1375187525781257161458-10461504771115119267737563360439839224表中大截面型心至上缘距离 64035486375 7414 cm 小截面型心至上缘距
8、离 63360439839224 8189 cm 三横截面沿跨长的变化如图1-1所示本设计主梁采用等高形式横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力也为布置锚具的需要在距梁端1980mm范围内将腹板加厚到马蹄同宽马蹄部分为配合钢束弯起而六分点附近开始向支点逐渐抬高在马蹄抬高的同时腹板宽度开始变化四横隔梁的设置模型实验结果表明在荷载作用处的主梁弯矩横向分布当该处有横隔梁时比较均匀否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩在跨中设一道横隔梁当跨度较大时应设置较多的横隔梁本设计在跨中和三分点六分点支点处设置七道横隔梁其间距为565
9、m横隔梁的高度与主梁同高厚度为上部250mm下部230mm中横隔梁高度为1750mm厚度为上部160mm下部140mm详见图1所示三 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵横截面的布置并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算可分别求的各主梁控制截面的永久作用和最大可变作用效应然后在进行主梁作用效应组合一永久作用效应计算1永久作用集度1预制梁自重跨中截面段主梁的自重六分点截面至跨中截面长114mG 1 07737525114 22052 KN 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重长5mG 2 1278625077375 5252 12827支点段梁的自重长198mG 3 127862525198 6329 K
10、N 中主梁的横隔梁中横隔梁体积015175-0152 225095672048 10868 KNm 2永久作用效应如图3所示设x为计算截面离左支座的距离并令 x l主梁弯矩和剪力的计算公式分别为 图3 永久作用效应计算图永久作用效应计算见表3表3 2号梁永久作用效应作用效应跨中 05四分点 025支点 0一期作用弯矩KNm312729234547000剪力KN0001845036900二期作用弯矩KNm156120117090000剪力KN000921118421弯矩KNm468849351637000剪力KN0002766155321 二 可变作用效应计算冲击系数和车道折减系数修正刚性横梁法
11、按桥规com结构的冲击系数与结构的基频有关因此要先计算结构基频简支梁桥的基频可采用下列公式估算f 361 HZ 其中m 220112 kgm 根据本桥的基频可计算出汽车荷载的冲击系数为 0176ln-00157 0211按桥规com当车道大于两车道时需需进行车道折减三车道折减20四车道折减33但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果计算主梁的荷载横向分布系数本例桥跨内设七道横隔梁具有可靠的横向联系且承重结构的长宽比为 LB 33912 28252所以可按修正的刚性横梁法来描制横向影响线和计算横向分布系数计算主梁抗扭惯矩I对于T形梁截面抗扭惯矩可近似按下式计算I 对于跨中截面翼缘板的换算平均厚度
12、t 175 cm 马蹄部分的换算平均厚度t 325 cm 图4示出了I的计算图式I的计算见表4图4 I计算图式尺寸单位mm表4 I计算表 分块名称bcmtcmb tcI c b t 翼缘板22017512571413393腹板150207502983576马蹄55325169230209394611452计算抗扭系数对于本算例主梁的间距相同并将主梁近似看成等截面则得 式中G 04El 3390m 50011452 005726ma 44ma 22ma 00ma -22m a -44m I 044652382m计算得 091按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 式中n 5 2 4522 48
13、4 计算所得的值列于表5中 表5 值计算表梁号105640382020018-0164203820219020109001830202020202计算荷载横向分布系数2号梁的横向影响线和最不利布载图式如图5所示 图5 跨中的荷载横向分布系数可变作用汽车三车道m 036202890236016401110038 078 0468二车道m 0362028902360164 0526故取可变作用汽车的横向分布系数为m 0526可变作用人群m 04122支点截面的荷载横向分布系数mo如图6所示按杠杆原理法绘制荷载向横向分布影响线并进行布载各梁可的变作用的横向分布系数可计算如下图6 支点的横向分布系数mo计算图式尺寸单位m可变作用汽车m 07045 可变作用人群m 0横向分布系数汇总表6表6 横向分布系数汇总可变作用类别mm公路-II级052607045人群041203 车道荷载的取值根据桥规com公路级的均匀荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为计算弯矩时P 07
