两跨等截面预应力混凝土连续梁桥设计说明书.docx
《两跨等截面预应力混凝土连续梁桥设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《两跨等截面预应力混凝土连续梁桥设计说明书.docx(51页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目 录一. 设计资料41. 桥梁跨径及桥宽42. 设计荷载43. 材料及工艺44. 基本计算数据45. 设计依据5二. 尺寸拟定61. 主梁跨中截面尺寸62. 横截面布置73. 横截面沿跨长的变化74. 横隔梁的设置8三. 主梁横向分布计算91. 永久荷载92. 可变荷载10四. 建模151. 总体信息152. 单元信息153. 施工信息184. 使用信息20五. 主梁内力计算及组合241. 恒载的徐变次内力242. 内力组合253. 内力包络图26六. 预应力钢束配置281. 内力282. 预应力筋数量估计283. 预应力钢束布置31七. 主梁验算381. 强度验算382. 应力验算403.
2、 刚度验算52一. 设计资料1. 桥梁跨径及桥宽主梁跨径:35m桥梁跨数:2主梁间距:2.1m桥面宽度:0.25m(栏杆)+1.5m(人行道)+7m(车行道)+1.5m(人行道)+0.25m(栏杆)=10.5m2. 设计荷载公路级车道数:2人群荷载:3KN/m2每侧人行道及栏杆重量:6.29KN/m3. 材料及工艺主梁:混凝土采用C50,栏杆及桥面铺装用C25。C50钢筋混凝土容重为26KN/m3,C25素混凝土容重为24KN/m3。桥面铺装:8cm厚C25素混凝土(容重24KN/m3)和6cm厚沥青混凝土(容重23KN/m3)预应力钢材:采用s15.2高强低松弛钢绞线普通钢筋:凡直径大于或等
3、于12mm者用HRB335热轧带肋钢筋,直径小于12mm者一律用R235热轧光圆钢筋锚具形式:采用OVM15-7,BM15-5桥面坡度:桥面纵坡0%,桥面横坡为1.5%施工方法:简支连续,主梁采用整孔吊装4. 基本计算数据公预规3.1.1规定混凝土强度等级按边长15cm立方体试件采用标准方法制作、养护至28d龄期,以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。混凝土材料特性表强度等级ftk(MPa)fck(MPa)ftd(MPa)fcd(MPa)Ec(MPa)Gc(MPa)cC251.7816.71.2311.52.81040.71040.2C502.6532.41.8322.43.4510
4、41.381040.2公预规3.1.1规定钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95%的保证率。普通钢筋和预应力钢筋材料特性见下表。普通钢筋材料特性表钢筋种类符号fsk(MPa)fsd(MPa)fsd(MPa)Es(MPa)R235(d=820mm)2351951952.1105HRB335(d=650mm)3352802802.0105预应力钢筋材料特性表钢筋种类符号直径d(mm)fpk(MPa)fpd(MPa)fpd(MPa)Es(MPa)截面面积(mm2)公称质量(kg/m)钢绞线s15.24186012603901.95105139.01.1015. 设计依据(1) 交通部颁公路工程技术标准
5、(JTG B01-2003),简称标准(2) 交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),简称桥规(3) 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 D62-2004),简称公预规二. 尺寸拟定1. 主梁跨中截面尺寸1.1. 主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25之间,常用1/17。预应力混凝土连续梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/201/30之间,常用1/201/22之间。由于本设计的施工方法是简支连续,所以,再取值的是需要偏于简支梁的取值。因此,梁高为1.9m,约为1/19。1.2. 主梁翼板厚度T梁翼板的厚度主要取决于桥面板
6、承受车轮局部荷载的要求及梁顶预应力钢筋的锚固情况,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。按公预规第9.3.3条规定:预制T形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100mm,在与腹板相连处的翼缘,不应小于梁高的1/10。当设有承托时,承托厚度可计入翼缘厚度,承托底坡tan大于1/3时,取1/3。本设计预制T梁的翼板厚度取用180mm,翼板根部加厚到270mm,以抵抗翼缘根部较大的弯矩。1.3. 主梁腹板厚度在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由 布置预制孔管的构造决定,同时兼顾腹板本身的稳定性。公预规9.3.3条规定,T形截面梁的腹板宽度不应小于140mm。同时,不应小于其高度
7、的1/15,即120mm。本设计中腹板厚度取200mm。1.4. 下马蹄尺寸宽度需考虑端部锚垫板的布置以及跨中预应力管道的净距要求。端部按水平放置2块锚垫板设计。查OVM锚技术参数,OVM15-7锚具的锚垫板为210210mm2,对应金属波纹管内径70mm,外径77mm,与YCW150B张拉千斤顶配套。考虑混凝土等级为C50,所以锚垫板最小中心距为235mm,边距140mm,按两个锚板并排,最小空间为235+2140=515mm。拟定马蹄宽度为550mm,高度为300mm。马蹄与腹板交接处作三角形过渡,高度为175mm,以减小局部应力。1.5. 主梁宽度预制T形梁的宽度为1.7m,规定现浇接头
8、每边宽度为0.2m,变梁的外侧不现浇。按以上拟定的主梁尺寸,就可绘出预制T梁的跨中截面图。如图所示。2. 横截面布置本设计主梁翼板宽度为2100mm,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,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、吊装阶段的小截面(bi=1700mm)和运营阶段的大截面(bi=2100mm)。净0.25m+1.5m+7m+1.5m+0.25m桥宽选用5片主梁。如图所示。3. 横截面沿跨长的变化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,梁端部区段和中间支点区段由于矛头集中力的作用引起较大的局部应力,也为布置锚具的需要,马蹄和腹板需要太
9、高和加宽。从四分点开始到支点前1.4m截面,马蹄逐渐太高,腹板逐渐加宽。在这个区间,马蹄高度由300mm抬高到650mm。同时,腹板宽度由跨中的200mm加宽到与下马蹄同宽,为550mm。在中间支座区段,从四分点到离中间支座1.4m的截面,马蹄高度由300mm抬高到650mm。同时,腹板宽度由200mm加宽到与下马蹄同宽,为550mm。4. 横隔梁的设置本设计中共设置9道横隔梁,分别设在支点、四分点和跨中截面处。横梁的间距为8.75m。横隔梁分为支点处端横梁和中间横梁,其尺寸为:端横梁:高度与主梁同高,顶部厚度为22cm,底部厚度为20cm。中横梁:底部与主梁下马蹄平齐,高度为1.42m,顶部
10、厚度为16cm,底部厚度为14cm。三. 主梁横向分布计算1. 永久荷载1.1. 横隔板自重端横隔板:梁高与主梁同高,顶部厚度为17cm,底部厚度为15cm。中横隔板:底端与主梁下马蹄平齐,顶部厚度为17cm,底部厚度为15cm。另外,横隔板不是一次施工完成的,它由预制部分和现浇部分两部分构成。预制部分:端横隔板的面积:A1=987495.83mm2端横隔板的自重:G1=987495.831602610-9=4.108KN中横隔板的面积:A2=1037537.5mm2中横隔板的自重:G2=1037537.51602610-9=4.316KN现浇部分:端横隔板的面积:A3=2001900-180
11、=344000mm2端横隔板的自重:G3=3440001602610-9=1.431KN中横隔板的面积:A4=2001900-180-300=284000mm2中横隔板的自重:G4=2840001602610-9=1.181KN中墩连接处的横隔板在纵向连接之后浇筑,自重等于端横隔板预制部分与现浇部分的总和,即:G5=G1+G3=4.108+1.431=5.539KN。一期恒载中施加在横隔板节点处的集中力为端横隔板处4.108KN,中横隔板节点处为4.316KN。二期现浇段中施加在端横隔板处的集中力为端横隔板处为1.431KN,中横隔板处为1.181KN,中墩横隔板处为5.539KN。1.2.
12、桥面铺装上面层采用6cm厚沥青混凝土(容重23KN/m3),下面层采用C25素混凝土三角垫层(容重24KN/m3),最边缘的厚度为8cm。为了简化计算,将桥面铺装均摊到5片主梁上,则每片主梁上的铺装重量:g=0.0623+0.08242.1=6.93KNm1.3. 栏杆及人行道板栏杆、人行道重量按每侧6.29KN/m计算。假设5片主梁均匀承担,则每片主梁承担的重量为:g=6.2925=2.516KNm综上,二期恒载为g=6.93+2.516=9.446KNm2. 可变荷载2.1. 冲击系数按公路桥涵设计通用规范第4.3.2条规定,结构的冲击系数与结构的基频有关,因此要先计算结构的基频。计算连续
13、梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用f1;计算连续梁桥的冲击力引起的负弯矩效应时,采用f2。连续梁桥的基频可采用下列公式估算:f1=13.6162l2EIcmc=13.61623523.4510100.410272339.8=4.351Hzf2=23.6512l2EIcmc=23.65123523.4510100.410272339.8=7.558Hz其中:mc=Gg=88192510-6261039.8=2339.8kgmIc=0.41027m4汽车荷载的冲击系数为:1=0.1767lnf1-0.0157=0.24412=0.1767lnf2-0.0157=0.34172.2. 主
14、梁的荷载横向分布系数2.2.1. 跨中的荷载横向分布系数mc本设计中共设9道横隔板,具有可靠的横向联系,因此可以采用刚性横梁法来计算荷载横向分布系数。为了消除边梁的影响,得到较精确的值,采用修正的刚性横梁法来计算主梁跨中的荷载横向分布系数mc。2.2.1.1. 主梁抗扭惯矩IT抗扭惯矩的计算公式为:IT=cibiti3式中:ci矩形截面抗扭惯性刚度系数(查表);bi,ti相应各矩形的宽度和高度。翼缘板换算平均厚度:t1=2100180+270902100=191.6mm b1/t1=10.960,查表得c1=1/3。下马蹄t3=300+1752=387.5mm,b3t3=550387.5=1.
15、419,查表得c3=0.1871。腹板b2=1900-191.6-387.5=1320.9mm,t2=200mm,b2t2=1320.9200=6.605,查表得,c2=0.3014。边梁的抗扭惯矩为:I=1321019.163+0.3014132.09203+0.18715538.753=1409615.81cm42.2.1.2. 抗扭修正系数采用等代简支梁法:按刚度相等原则把非简支体系的某一桥跨变换为跨度相等的具有等截面的简支梁。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中力或一个集中扭矩,则它们的跨中挠度或扭转角分别相等。 抗弯惯矩换算系数:cw=w简支w连续 抗扭惯矩换算系数:c=简支连续,当为等
16、截面为1。根据结构力学中力法的计算,简支梁跨中的挠度为w简=Pl348EI两跨连续梁单跨跨中挠度为w连=23Pl31536EI代入得:cw=3223=1.39=11+Gl2Ii12Eai2Ii其中:G=0.4E=11+0.434.46250.014096051222.12+4.220.410267283223=0.90022.2.1.3. 按修正的刚性横梁法计算影响线竖坐标值考虑主梁抗扭刚度影响时的影响线竖坐标值公式为:ij=IiIi+eaiIiai2Ii式中:e单位荷载到桥梁中心线距离;ai各片主梁中心线到桥梁中心线距离;修正系数采用桥梁博士计算得到:影响线数值:坐标X1#梁2#梁3#梁4#
17、梁5#梁0.0000.5600.3800.2000.020-0.1602.1000.3800.2900.2000.1100.0204.2000.2000.2000.2000.2000.2006.3000.0200.1100.2000.2900.3808.400-0.1600.0200.2000.3800.5602.2.1.4. 跨中截面荷载横向分布系数按公路桥涵设计通用规范4.3.1条和4.3.5条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,本设计为公路级2车道,绘制各梁的活荷载(汽车)影响线加载图如图所示,求各梁的横向分布系数如下:横向分布系数计算结果:梁号汽车挂车人群满人特载车列10.492
18、0.0000.8442.3050.0000.00020.4460.0000.6012.0020.0000.00030.4000.0000.5981.9990.0000.00040.4460.0000.6002.0000.0000.00050.4920.0000.8352.3000.0000.0002.2.2. 支点截面的荷载横向分布系数m0支点处按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载,各梁的可变作用横向分布系数可计算如下:横向分布系数计算结果:梁号汽车挂车人群满人特载车列10.2130.0001.5322.0020.0000.00020.5710.0000.1132.1000.0000.
19、00030.7320.0000.0002.1000.0000.00040.5710.0000.1132.1000.0000.00050.2120.0001.5141.9890.0000.0002.2.3. 横向分布系数图将以上求得的主梁跨中和支点横向分布系数统计起来,如表所示:横向分布系数梁号汽车荷载人群荷载跨中截面mcq支点截面m0q跨中截面mcr支点截面m0r1号梁0.4920.2130.8441.5322号梁0.4460.5710.6010.1133号梁0.4000.7320.5980.0004号梁0.4460.5710.6000.1135号梁0.4920.2120.8351.514 横
20、向分布系数沿桥梁纵向变化:支点取杠杆法计算得到的横向分布系数m0q和m0r,跨中取修正的刚性横梁法计算得到的横向分布系数mcq和mcr,从1/4截面到支点截面进行线性内插。从横向分布系数可以看出,1号梁的活载横向分布系数最大,则以下进行计算均以1号梁为基本梁。四. 建模1. 总体信息计算类别首先选择“只计算内力位移”。计算内容选择“计算收缩”“计算徐变”“计算活载”。规范需改为“中交04规范”。同时,桥面为竖直截面。2. 单元信息2.1. 划分单元本设计中,本梁单跨跨径35m,共两跨。为保证在主梁截面变化点、永久支承、临时支承和横隔板处有节点,因此局部单元长度不相同。全桥共划分了78个单元,单
21、跨38个单元,单跨中每个单元的具体长度:1单元0.5m;2-3单元0.7m;4单元0.81m;5-18单元1m;19-20单元0.75m;21-34单元1m;35-36单元0.675m;37单元0.55m;38单元0.5m。另一跨的单元与此跨对称,第77、78单元为中间纵向现浇单元,分别为0.35m。2.2. 建立单元模型利用快速编辑器中的直线建模功能,采用直线内插的方式,输入各个控制断面的参数、距起点的距离单元的分段长度可以一次将整个一跨(左跨)的单元全部建立起来。由于混凝土的重度为26KN/m,则自重系数应为1.04。在截面几何特征描述中,在各控制断面的几何形状进行描述,同时应注意将材料类
22、型都改为中交新混凝土:C50混凝土。端截面预制部分的参数:中截面预制部分的参数:现浇部分通过附加截面来表示:线性内插快速得到模型:建立好左跨的梁单元模型后,采用快速编辑器中的对称方法可以快速地建立好右跨梁的单元模型,由于单元和节点对称,因此在生成的单元和节点应该依照从右到左的顺序填写以保证全桥单元和节点号的正确顺序,如图所示:现浇阶段建模: 全桥的三维图形如图所示:3. 施工信息本桥的施工进度安排如图所示:3.1. 第1施工阶段第一施工阶段的任务是:制作第一片主梁,并在第28天张拉预应力筋,施工周期为30天。由于在单元信息中的加载龄期已经输入28天,则此处的施工周期只需输入2天,表示张拉预应力
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 截面 预应力 混凝土 连续 设计 说明书
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。