0494-20米T梁畢業(yè)設計【全套6張CAD圖】
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開題報告
設計(論文)題 目
衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1(K0+288.50)預應力簡支T型梁橋設計
設計(論文)題 源
設計(論文題目型)
起止時間
一、設計(論文)依據(jù)及研究意義:
本設計主要為衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1(K0+288.50)預應力簡支T型梁橋設計。根據(jù)橋梁博士計算軟件、《橋梁工程》、《結構設計原理》、《公路橋涵設計通用規(guī)范》、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTJ023-85)等完成此設計。
本設計有利于鞏固、深化和擴大所學知識,從而得到全面訓練,并了解擋土墻設計及公路設計中的基本知識。
二、設計(論文)主要研究的內容、預期目標:
本設計主要為衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11合同段改地方路1(K0+288.50)預應力簡支T型梁橋設計,設計內容主要涉及橋梁縱、橫端面設計和平面布置,橋梁方案比選,預應力混凝土T形梁設計。目的使橋梁美觀,經(jīng)濟,耐用,大方。
三、設計(論文)的研究重點及難點:
由于本設計課題為預應力混凝土T形梁,橋梁設計計算繁瑣,要參考的規(guī)范很多,故預應力混凝土T形梁的設計計算成為本次設計中的難點與要點。
四、設計(論文)研究方法及步驟(進度安排):
預應力混凝土T形梁的設計內容和步驟主要包括:
2006年3月前畢業(yè)實習;
2006年3月調查和采集各種場地數(shù)據(jù),查找資料;
2004年4月初寫開題報告和初步設計;
2004年4月初到5月底進行整個設計過程;
五、進行設計(論文)所需條件:
需要所設計路段的地質資料和任務資料。有關設計方面的資料和老師的指導。要準備好設計用的電腦。
六、指導教師意見:
簽名: 年 月 日
題 目 衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路
11合同段改地方路1(K0+288.50)
預應力簡支T型梁橋設計
摘 要
本次設計的題目是平遠街~鎖龍寺高速公路11合同段莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋的設計。
本設計采用預應力混凝土T型梁橋,跨徑布置為(4×20)m,主梁為變截面T型梁。跨中梁高為1.33m,支點梁高為1.33m。橋墩為重力式橋墩、橋臺。
本文主要闡述了該橋的設計和計算過程。首先進行橋型方案比選,對主橋進行總體結構設計,然后對上部結構進行內力、配筋計算,再進行強度、應力及變形驗算,最后進行下部結構驗算。
具體包括以下幾個部分:
1. 橋型方案比選;
2. 橋型布置,結構各部分尺寸擬定;
3. 選取計算結構簡圖;
4. 恒載內力計算;
5. 活載內力計算;
6. 荷載組合;
7. 配筋計算;
8. 預應力損失計算;
9. 截面強度驗算;
10. 截面應力及變形驗算;
11. 下部結構驗算。
關 鍵 詞:預應力混凝土 T型簡支梁橋 重力式橋墩 重力式橋臺
ABSTRACT
This design is of the same section about the PingYuan Street~SuoLong Monastery 11 free way contracts to local farmland Road 1 (K0+288.50) Prestressed Concrete t-shaped supported beam bridge design.
The bridge belongs to the prestressed concreted structuer which is a simple supported beam bridge.The span arrangement is (4×20)m.The superstructure is variable T shaped supported beam bridge.The height of the girder on the support is1.33m,and the height of the middle is 1.33m too.The pier is gravity pier. The abutment is gravity abutment.
This essay focuses on the design and calculation process of the bridge.Firstly,compare and choose a best scheme from several bridge types;and make an overall structure design of the main span.Secondly perform the calculation of the internal force and reinforcing bar on the superstructure.Thirdly,check the intensity,stress and deflection.Finally,check the substructure..
The main points of the design are as the follows.
1.The comparison of several bridge types;
2.The arrangement of the bridge types;
3.The units partition of the structute;
4.The calculation of the internal force of dead load;
5.The calculation of the internal force of movable load;
6.The combination of every kind of load;
7.The arrangement of prestressed reinforcing bar;
8.The calculation of the prestressed loss;
9.The check of the section intensity;
10.The check of the section stress and deflection;
11.The check the substructure.
Keywords: Prestressed conctete T shaped supported beam bridge Gravity pier Gravity abutment
目 錄
一、工程概況及方案比選 ………………………………………………1
(一)概述………………………………………………………………1
(二)工程概況 …………………………………………………………1
(三)方案比選 …………………………………………………………6
二、主梁設計 ……………………………………………………………8
(一)設計概況及構造布置………………………………………………8
(二)橫截面布置………………………………………………………8
(三)梁毛截面幾何特性計算 …………………………………………10
(四)主梁內力計算 …………………………………………………16
(五)預應力鋼束的估算及其布置 ……………………………………33
(六)主梁截面幾何特性計算 …………………………………………39
(七)鋼束布置位置(束界)的校核 …………………………………41
(八)鋼束預應力損失估算 ……………………………………………43
(九)預加應力階段的正截面應力驗算 …………………………………48
(十)使用階段的正應力驗算 …………………………………………49
(十一)使用階段的主應力驗算 ………………………………………51
(十二)截面強度計算 …………………………………………………58
(十三)錨固區(qū)局部承壓驗算 …………………………………………61
(十四)主梁變形(撓度)計算 ………………………………………64
三、行車道板計算 ……………………………………………………66
四、重力式橋臺設計 …………………………………………………70
(一)設計資料………………………………………………………70
(二)設計方法與內容…………………………………………………70
五、重力式橋墩設計 …………………………………………………84
(一)設計資料 ………………………………………………………84
(二)設計方法與內容…………………………………………………84
參考文獻………………………………………………………………102
謝 辭………………………………………………………………103
iv
任務書
題 目:衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11合同段改地
方路1(K0+288.50)預應力簡支型梁橋設計
任務書
(一)畢業(yè)設計目的
畢業(yè)設計是專業(yè)教學過程的最后一個環(huán)節(jié),是學生對所學知識的綜合運用。通過畢業(yè)設計,使學生較系統(tǒng)的掌握所學的理論知識,同時與工程實際相結合,培養(yǎng)學生實際工作的能力的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。在教師的指導下使學生能獨立地系統(tǒng)地全面完成預應力混凝土簡支形梁橋的初步設計和施工圖設計,掌握預應力混凝土簡支形梁橋的設計基本程序和任務。學會搜集資料、考慮問題、分析問題和解決問題的方法,進一步鞏固所學課程,并能查閱資料,熟悉、理解和應用公路工程技術標準和公路橋涵設計和施工規(guī)范。
(二)畢業(yè)設計的要求
1.要求學生樹立正確的設計觀念,理論聯(lián)系實際的工作作風和認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度;
2.設計的主要工作應以對預應力簡支型梁橋主體結構的截面選擇、內力分析和配筋設計等為主,以保證學生所學的基礎及專業(yè)知識能夠得到充分的應用,并掌握橋梁設計的主要內容。
3.初步設計時,應提出兩個以上的方案,經(jīng)比較后,選擇其中一個進行詳細設計。
4.對所設計的預應力簡支型梁橋結合所學橋梁工程的知識,應提出相應的施工方案和步驟。
5. 要求分析論證、分析計算正確;按有關規(guī)定制圖,圖紙整潔無誤。
6. 嚴格遵守設計紀律,按時出勤。
(三)畢業(yè)設計的工作任務
1.設計題目:平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋設計
2.畢業(yè)設計內容
(1)設計的主要工作應對平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋設計進行設計。主要包括:截面選擇、截面的內力分析和截面配筋設計等,以證學生所學的基礎及專業(yè)知識能夠得到充分的應用,并掌握橋梁設計的主要內容。
(2)下部結構設計,包括橋墩、橋臺計算。
(3)初步設計時,應提出兩個以上的方案,經(jīng)比較后,選擇其中一個進行詳細設計。
(4)對所設計的預應力鋼筋混凝土簡支箱梁橋結合所學橋梁工程的知識,應提出相應的施工方案和步驟。
(5)繪制滿足工程要求的結構圖、施工圖等,圖紙數(shù)量應符合學校關規(guī)定。
3.出圖要求
(1)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋設計總說明
(2)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋總體布置圖
(3)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋主梁一般構造圖;
(4)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋梁肋鋼筋構造圖
(5)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋預應力鋼束構造圖
(6)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋橫隔板鋼筋、橫隔板接頭構造圖
(7)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋支座構造圖
(8)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋欄桿設計圖
(9)平遠街~鎖龍寺高速公路11合同莊田段改地方路1(K0+288.50)預應力混凝土T型梁橋錨具布置圖
(四)畢業(yè)設計研究的重點和難點
1.研究重點:預應力簡支梁橋形梁設計方法和步驟,橋墩、橋臺的設計和施工。
2.研究難點:橋墩、橋臺的設計和施工。
(五)本次畢業(yè)設計總時間為15周既第2周至16周,具體安排如下,
第2~3周,進行畢業(yè)設計資料的收集。
第3~5周:布置任務,擬訂尺寸,準備計算數(shù)據(jù);結構內力計算等;
第6~7周:預應力束的估束、布束、調束等;
第8周:計算各項預應力損失等;
第9~10周:進行荷載組合。截面驗算;
第11~12周:主墩、臺設計,驗算等;
第13~14周:編制設計說明書,繪制設計圖及資料翻譯,完善并裝訂說明書。
第15周:教師審核畢業(yè)設計說明書。
第16周:答辯。
(六)畢業(yè)設計說明書的要求
1. 畢業(yè)設計說明書的內容、形式等首先應滿足學校有關要求。
2.說明書應包括以下主要內容:
(1)設計任務、基本資料。
(2)畢業(yè)設計中、英文摘要。
(3)與設計題目相關的設計理論和技術的簡況。
(4)詳細的計算、設計過程說明,包括計算公式、數(shù)據(jù)及必要的圖表以及自編程序清單等。
(5)施工方案和步驟。
(6)對本次設計的總結,包括自己的收獲、感想及畢業(yè)設計中穿在的問題等內容。
(7)專業(yè)相關中文翻譯。
(七)主要參考資料
1.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋梁設計規(guī)范》JTJ023-85
2.《公路橋涵設計通用規(guī)范》
3.《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》
4.《結構設計原理》葉見曙 人民交通出版社 1996
5.《橋梁工程》姚玲森 人民交通出版社 1997
6.《公路橋涵設計手冊-梁橋》 人民交通出版社 1996
指導教師:
大力發(fā)展交通運輸事業(yè),是加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的重要保證。四通八達的現(xiàn)代交通,對于加強全國各族人民的團結,發(fā)展國民經(jīng)濟,促進文化交流和鞏固國防等方面,都具有非常重要的作用。
我國幅員遼闊,大小山脈和江河湖澤縱橫全國,在已通車的公路路線中尚有大量渡口需要改建為橋梁,并且隨著社會主義工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的逐步實現(xiàn),還迫切需要修建許多公路、鐵路和橋梁,在此我們廣大橋梁工程技術人員將不斷面臨著設計和建造各類橋梁的光榮而艱巨的任務。
一、工程概況及方案比選
(一)概述
平遠街至鎖龍寺高速公路是國道主干線GZ75(衡陽~南寧~昆明公路)位于云南省境內羅村口至昆明公路的重要段落,是云南省列為“九五”和“十五”期間改造的六條主要干線公路之一。它途徑紅河、文山兩個地州的彌勒、開遠、硯山等市縣,東連廣西省,南接國家級邊境口岸那發(fā)、河口、船頭等,西接國道主干線GZ40及國道326線、國道323線,服務于滇中、滇東、滇南、滇東南等廣闊地域,是云南省出海通邊的主要通道,對云南乃至大西南的經(jīng)濟發(fā)展起著十分重要的作用。路線地處云南東南部,位于東經(jīng)102°43′~103°20′,北緯24°50′~25°02′之間。本設計路段為平遠街~鎖龍寺高速公路11合同段莊田段,屬于改地方路1。此橋梁主要用于連接攀枝花村和莊田村。
(二)工程概況
1.地形地貌
平遠街~鎖龍寺高速公路路線起點位于硯山縣平遠鎮(zhèn),止點位于彌勒縣朋普鎮(zhèn)。行政區(qū)劃包括文由州、紅河州。
路線所經(jīng)區(qū)域位于云貴高原南緣,屬滇東南高原及滇中湖盆高原,根據(jù)地貌成因可分為三個小的地貌單元。本工程位于第三地貌單元內,即:K124+100~K128+200段內,該地段以地表水、地下水強烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積和地表河流侵蝕堆積作用為主,呈現(xiàn)出溶蝕斷餡盆地的地形地貌特征。
2.水系
路線所經(jīng)區(qū)域屬南盤江水系、地表水主要有綠水塘河、南盤江、甸西河。綠水塘河、甸西河均系盤江支流。根據(jù)《南盤江流域洪水調查資料匯編》江邊站資料、江邊街水文站1954~1969年實測流量資料及朋普七孔橋站實測流量資料,南盤江最大洪峰流量5410米3/秒(1910年),最枯流量21.1米3/秒(1963年),另外根據(jù)水文資料計算,南盤江橋位于1/100的洪水水位標高為1012米,1/300的洪水水位標高為1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒(1915年),最枯流量0.30米3/秒(1958年)。
3.氣候
路線所經(jīng)地域位于東經(jīng)102°43′~103°20′,北緯24°50′~25°02′之間,主要屬于亞熱帶高原季風氣候。干旱季節(jié)分明,夏季多雨濕熱,冬春少雨干燥。氣候隨海拔高度變化明顯,具垂直分帶特征。鷹嘴巖段(K94+000)至止點段(莊田段),位于海拔1000~1300米的河谷及盆地地段,年平均氣溫 19.2°C,最高氣溫38.2°C,最低氣溫-2.5°C,平均年降水量795毫米,平均年蒸發(fā)量1334.1毫米左右。路線所經(jīng)區(qū)域內降雨量多集中在6~9月,占全年降雨量的66%~83%,蒸發(fā)量最大在3~5月,氣溫最高是5~7月,氣溫最低是12月至次年2月??偟膩碚f,路線所經(jīng)區(qū)域的氣候特點是:降雨豐沛,熱量充足,寒、旱、風等災害天氣少,光、熱、水分配合理。
4.地震
路線所經(jīng)區(qū)域地震活動頻繁,是影響區(qū)域穩(wěn)定性的主要因素。據(jù)歷史地震記錄,區(qū)內破壞性地震有9次。1919年12月21日,開遠發(fā)生5.5級地震,地震烈度7度;1929年3月22日,區(qū)內西北角東經(jīng)103°00′,北緯24°00′發(fā)生6.3級地震,地震烈度8度;1950年9月13日,個舊發(fā)生5.8級地震,地震烈度8度;1953年5月14日,小龍?zhí)栋l(fā)生5級地震,地震烈度7度;1970年1月5日通海地震,波及本區(qū)段,造成部分房屋開裂或破壞。
區(qū)內地震多發(fā)生在西部,而東部較少。東部區(qū)域內地震烈度一般在5~6度,基本屬相對穩(wěn)定地區(qū)。西部地區(qū)地震活動頻繁,有震次增多,震級減少趨勢,歷次地震烈度達6~8度。據(jù)云南省地震局地震隊資料,現(xiàn)今地殼垂直變形明顯,相對變化達50毫米,說明地殼仍在活動,屬于不穩(wěn)定地區(qū),有可能發(fā)生破壞性地震。
區(qū)內西部地震活動頻繁,其震中多位于南北向斷裂帶及開遠山字型構造的鉸接復合部位,且多伴有溫泉出露。
根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》和《云南省各縣區(qū)地震烈度分區(qū)》,本公路莊田段基本地震烈度為:Ⅶ度基本地震烈度區(qū)。
根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)的規(guī)定,莊田段設計基本地震加速度值為0.15g。構造物按交通部部頒《公路工程抗震設計規(guī)范》要求設計。
5.工程地質及水文地質評價
(1)地質構造
本區(qū)域經(jīng)歷了多次構造變動,多種構造相互疊加,構造行跡比較復雜,影響本區(qū)域的構造體系主要有:開遠山字型構造體系、南北向構造體系、北西向構造體系。
路線K123+000~止點K128+200一帶為南北向構造影響區(qū)域。路線所經(jīng)區(qū)域有南北向構造主干大斷裂朋普~開遠~個舊斷裂于K124+400附近穿越該區(qū)域,為第四系地層所覆蓋。朋普溶蝕斷餡盆地即為該斷裂所控制形成。
(2)地層巖性
K124+100~K128+200一帶分布河湖相黃色、灰白色粘土(其中灰白色粘土具膨脹性),灰黑色泥炭土,記憶砂、礫石土。
(3)巖土物理力學指標:
巖石物理力學性質指標統(tǒng)計表 表1.1
巖石
名稱
密度(g/cm3)
吸水率
%
孔 隙
率
%
平均
軟化
系數(shù)
抗壓強度(Mpa)
動彈性
模量
Ed(MPa)
動泊松
比
(μ)
濕
干
天然
狀態(tài)
浸水飽和
灰?guī)r
白云
灰?guī)r
2.59
~
2.76
2.51
~
2.74
0.9
~
3.5
2.3
~
8.8
0.86
~
0.87
32.4
~
50.6
20.3
~
101.8
—
—
砂巖
2.65
~
2.73
2.62
~
2.70
0.7
~
2.1
1.8
~
4.7
0.82
~
0.93
52.6
~
107.6
39.2
~
109.3
57134.7
~
66981.1
0.28
~
0.30
粉砂巖
2.73
2.62
~
2.66
2.8
~
4.1
8.6
~
11.0
0.72
6.9
~
9.1
2.8
~
13.1
36409.6
0.28
頁巖
2.63
~
2.82
2.63
~
2.74
2.1
~
4.9
5.6
~
12.4
0.69
7.9
~
11.4
2.7
~
11.8
21667.6
0.32
土體物理力學性質指標統(tǒng)計表 表1.2
天然密度ρ。
g/cm3
土粒比重Gs
飽和度Sr
%
天然孔隙比e。
含水量ω
%
塑限ωp%
液限ωl
%
塑性指數(shù)
IP
液性指數(shù)
Il
內聚力
C
kPa
內摩擦角φ
。
壓縮系數(shù)a1-2
MPa
壓縮模量Es1-2
MPa
自由膨脹率Fs
%
1.64
~
2.02
2.74
~
2.86
85
~
100
0.70
~
1.65
24
~
58
28
~
52
51
~
118
23
~
51
<0
~
0.49
39.6
~
134.4
1.9
~
25.4
0.09
~
0.14
15.82
~
21.80
20
~
88
1.64
~
1.91
2.66
~
2.85
88
~
100
0.938
~
1.65
33.6
~
58
36
~
54
72
~
128
34
~
86
<0
~
0.49
67.6
~
134.4
1.9
~
15.0
0.1
~
0.15
14.86
~
19.04
40
~
88
1.77
~
2.06
2.72
~
2.79
70
~
99
0.63
~
1.4
17
~
36
16
~
25
24
~
41
8
~
17
<0
~
0.76
54
~
62
21.7
~
22.6
0.073
~
0.083
12
~
13.7
1.34
~
1.87
2.78
~
2.86
85
~
100
1.01
~
1.31
35
~
87
24
~
62
42
~
101
18
~
39
<0
~
0.64
7
~
49
16.6
~
25.1
0.048
~
0.200
5
~
21
6.水文地質條件
路線所經(jīng)區(qū)域地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水三大類。K124+100~K128+200路段所在區(qū)域為朋普溶蝕斷餡盆地,地表有甸西河流經(jīng)區(qū)內,地下水埋深較淺,平均埋身1.27米,地下水類型為HCO3-Ca型水,局部為HCO3-Ca.Mg(Na)型水。
7.不良地質地段
本段路路線所經(jīng)過區(qū)域不良地質地段分布廣泛,種類繁多,主要不良地質地段類型有膨脹土、崩塌、泥石流、滑坡、溶巖漏斗、軟弱土地基等。
膨脹土主要分布于平遠街構造溶蝕盆地、朋普溶蝕斷餡盆地等段。
崩塌主要分布于飛魚澤至底打段。
泥石流主要分布于飛魚澤至底打段。
滑坡主要分布于飛魚澤至底打段。
溶巖漏斗主要分布于平遠街至老玉坡段。
軟弱土地基段落主要分布玉朋普溶蝕斷餡盆地內。
8.工程地質條件及水文地質條件綜合評價
該段路線穿越區(qū)為朋普溶蝕斷餡盆地,以地表水、地下水強烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積作用和地表河流侵蝕堆積作用為主。該段地層以粘土、亞粘土、泥炭土、砂、礫石土為主。地下水埋深較淺、平均埋深1.27米,地基承載力值較低。主要不良地質現(xiàn)象有軟土和膨脹土,軟土段落有K124+250~K124+400、K124+700~K125+300、K125+700~K126+550、K128+150~K128+940四段。前三段為甸西河河床所流經(jīng)處,因河流位置變更,地形低洼,地下水、地表水匯集長期浸泡而成。地表粘土呈軟塑狀,局部段落存在泥炭土,但成硬塑狀,價值埋藏較深,對路基影響較小,因此這三段可抽取地表水,采用換填碎石、拋石擠淤等淺層方法處治。K128+150~K128+940一段為沼澤相軟土,需做深層處治。膨脹土段落有K126+600~K128+200一段,巖性為褐紅、褐黃夾灰白色粘土,路線K127+250~K128+050一段為挖方地段,所取費方不可用做路堤填料。K124+000~K128+200一段路堤填料可用K124+000處深挖方及附近料場、攀枝花村后山石料場碎石土填筑。
(三)方案比選
1.比選方案的主要標準:
橋梁方案比選有四項主要標準:安全,功能,經(jīng)濟與美觀,其中以安全與經(jīng)濟為重。過去對橋下結構的功能重視不夠,現(xiàn)在航運事業(yè)飛速發(fā)展,橋下凈空往往成為運輸瓶頸,比如南京長江大橋,其橋下凈空過小,導致高噸位級輪船無法通行,影響長江上游城市的發(fā)展。至于橋梁美觀,要視經(jīng)濟與環(huán)境條件而定。
2.方案編制
(1)懸臂橋
圖1.1
(2)T型鋼構橋
圖1.2
(3)先簡支后連續(xù)梁T型梁橋
圖1.3
(4)斜拉橋
圖1.4
3.方案比選
方案比選表 表1.3
懸臂橋
T形剛構橋
預應力混凝土簡支T形梁橋
斜拉橋
適用性
1.橋墩上為單排支座,可以減小橋墩尺寸2.主梁高度可較小,降低結構自重,恒載內力減小
超靜定結構容易受溫度、混凝土收縮徐變作用、基礎不均勻沉降等影響,容易造成行車不順
1.施工方便。2.適合中小跨徑。3.結構尺寸標準化。
跨越能力大
安全性
1.在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線折點不利行車。2.梁翼緣受拉,容易出現(xiàn)裂縫,雨水浸入梁體成為安全隱患
建國初期大量采用
目前國內大量采用,安全,行車方便。
1.行車平穩(wěn)
2.索力調整工序比較繁復,施工技術要求高
美觀性
做成變截面梁較漂亮
結構美觀
結構美觀
具有現(xiàn)代氣息,結構輕盈美觀。
經(jīng)濟性
支架昂貴,維修費用高
造價較低,工期較短
造價第二,用鋼量大
造價最高
縱觀橋梁的發(fā)展,懸臂橋已經(jīng)基本不采用,由于是跨線橋,跨度不大,斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋,T形鋼構橋容易受地震等影響,云南省多地震,以及經(jīng)過上述方案的比較,決定采用預應力混凝土T形梁橋。
二、主梁設計
(一)設計概況及構造布置
1.設計資料
(1)設計跨徑:標準跨徑20.00m(墩中心距離),簡支梁計算跨徑(相鄰支座中心距離)19.50m,主梁全長19.96m。
(2)荷載:汽車-20級;掛車-100級;人群:3KN/m2;每側欄桿、人行道的重量分別為1.52KN/m和3.6KN/m。
(3)材料及工藝:
混凝土:主梁用40號,人行道,欄桿及橋面鋪裝用20號。
預應力鋼束采用符合冶金部YB255-64標準的φs5mm碳素鋼絲,每束由24絲組成。
普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用16Mn鋼或其它Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋;直徑小于12mm的均由Ⅰ級熱軋光鋼筋。
鋼板和角鋼:制作錨頭下支承墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼,主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結構鋼鋼板。
按后張法工藝制作主梁,采用45號優(yōu)質碳素鋼結構鋼的錐形錨具和直徑50mm抽撥橡膠管。
(二)橫截面布置
1.主梁間距和主梁片數(shù)
主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟,同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效,故在許可的條件下應適當加寬T梁翼板。但標準設計主要為配合各種橋面寬度,使橋梁標準化而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通部《公路橋涵標準圖》(78年)中,鋼筋混凝土和預應力混凝土裝配式簡支T形梁跨徑從16m到40m,主梁間距均為1.6m (留2㎝工作縫,T梁上翼沿寬度為158cm)??紤]人行道適當挑出,凈-7附2×0.75m的橋寬則用五片。
2.主梁跨中截面細部尺寸
(1)主梁高度
預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15~1/25,本設計取1.33 m。
主梁截面細部尺寸:為了增強主梁間的橫向連接剛度,除設置端橫隔梁外,還設置3片中橫隔梁,間距為4×4.875m,共5片,采用開洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm,翼板根部加到20cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹板連接和順,在截面轉角處設置圓角,以減小局部應力和便于脫模。
在預應力混凝土梁中腹板處因主拉力很小,腹板厚度一般由布置孔管的構造決定,同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā),腹板厚度不宜小于其高度的1/15。標準圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。
馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要來確定,實踐表明馬蹄面積占截面面積的10%~20%為合適。這里設置馬蹄寬度為32cm,高度18cm。馬蹄與腹板交接處做成45°斜坡的折線鈍角,以較小局部應力。這樣的配置,馬蹄面積占總面積15.75%,按上述布置,可繪出預制梁跨中截面,如圖2.1所示。馬蹄從四分點開始向支點逐漸抬高,在距梁端一倍梁高范圍內(133cm)將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點截面(腹板開始加厚區(qū))到支點的距離為123cm,中間還設置一節(jié)長為30cm的腹板加厚的過渡段。
圖2.1 預制梁跨中截面圖
(2)橋面鋪裝:采用20號混凝土,坡度由橋面鋪裝層找平。
圖2.2 橋橫截面圖
圖2.3 主梁縱截面
(三)梁毛截面幾何特性計算
1.截面幾何特性
預制時翼板寬度為1.58m,使用時為1.60m,分別計算這二者的截面特征。計算公式如下:
中主梁跨中毛截面的幾何特性在預制階段如圖2.1,及表2.1
跨中截面(跨中與L/4截面同)毛截面幾何特性 表2.1
分
塊
號
分塊
面積
Ai(㎝2)
yi
(cm)
Si=Ai*yi
(Cm3)
(ys-yi)
(cm)
Ix=Ai(ys-yi )2
(Cm4)
Ii
(Cm4)
①
1136
4
4544
40.6
18.725×105
②
852
12
10224
32.6
9.055×105
③
1840
57.5
105800
-12.9
3.062×105
④
64
112.3
7187
-67.7
2.933×105
⑤
576
124
71424
-79.4
36.313×105
合
計
同時,用橋梁博士軟件也可得出一致的結果。軟件使用例子:設計-截面設計-創(chuàng)建新文件。使用界面如下:
選擇T型,然后進行幾何參數(shù)設置。計算書如下:
<<橋梁博士>>---截面設計系統(tǒng)輸出
文檔文件: E:\盛云華\123\設計文件1.sds
文檔描述: jk
任務標識: def
任務類型: 截面幾何特征計算
------------------------------------------------------------
截面高度: 1.33 m
------------------------------------------------------------
計算結果:
基準材料: JTJ023-85: 40號混凝土
基準彈性模量: 3.3e+04 MPa
換算面積: 0.447 m**2
換算慣矩: 9.07e-02 m**4
中性軸高度: 0.884 m
沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):
主截面:
點號: 高度(m): 靜矩(m**3):
1 1.33 0.0
2 0.998 8.87e-02
3 0.665 8.59e-02
4 0.333 6.54e-02
5 0.0 0.0
------------------------------------------------------------
計算成功完成
邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別,翼緣159cm:如圖2.4:
圖2.4 邊主梁截面
現(xiàn)在使用橋梁博士來計算毛截面幾何特性:
<<橋梁博士>>---截面設計系統(tǒng)輸出
文檔文件: E:\盛云華\123\邊主梁跨中橫截面幾何特性.sds
文檔描述: 截面特性
任務標識: 11
任務類型: 截面幾何特征計算
------------------------------------------------------------
截面高度: 1.33 m
------------------------------------------------------------
計算結果:
基準材料: JTJ023-85: 40號混凝土
基準彈性模量: 3.3e+04 MPa
換算面積: 0.448 m**2
換算慣矩: 9.09e-02 m**4
中性軸高度: 0.885 m
沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):
主截面:
點號: 高度(m): 靜矩(m**3):
1 1.33 0.0
2 0.998 8.9e-02
3 0.665 8.61e-02
4 0.333 6.55e-02
5 0.0 0.0
------------------------------------------------------------
計算成功完成
即Am=0.448㎡,yx=0.885m,Im=909。
2.檢驗截面效率指標ρ
以跨中截面為例:
根據(jù)設計經(jīng)驗,預應力混凝土T型梁在設計時,檢驗截面效率指標?。?.45~0.55,且較大者亦較經(jīng)濟。上述計算表明,初擬的主梁跨中截面是合理的。
(四)主梁內力計算
1.恒載內力計算
(1)主梁預制時的自重(一期恒載)g1:
此時翼板寬1.58m
①按跨中截面計算,主梁每延米自重(即先按等截面計算)
中主梁:0.4468×25=11.17kN/m (0.4468為Am,25為40號混凝土的容重,單位kN/m3)
內、外邊梁:0.448×25=11.2 kN/m
②由馬蹄增高抬高所形成的4個橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度:
③ 由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度:
(式中0.593為主梁端部截面積,主梁端部截面如圖2.5)
圖2.5 主梁端部截面
④ 邊主梁的橫隔梁:
圖2.6 內橫隔梁圖
圖2.7 端橫隔梁圖
內橫隔梁體積:
⑤
(2)欄桿、人行道、橋面鋪裝(三期恒載)g3:
一側欄桿1.52 kN/m,一側人行道3.60 kN/m;
橋面鋪裝層,見圖2.2:
現(xiàn)將兩側欄桿、人行道和橋面鋪裝層恒載簡易地平均分配到5片主梁上,則:
(3) 主梁恒載內力計算
如圖2.8所示,設為計算截面離左支點的距離,并令,則:
主梁彎矩和剪力的計算公式分別為:
恒載內力計算見表2.2
恒載內力(1號梁)計算表 表2 .2
計算數(shù)據(jù)
項 目
跨中
四分點
變化點
四分點
變化點
支點
α
0.5
0.25
0.0718
0.25
0.0718
0
0.125
0.0938
0.0333
0.25
0.4282
0.5
一期恒載
12.3224
585.699
439.509
156.030
60.072
102.891
120.1434
二期恒載
5.4255
257.881
193.514
68.699
26.449
45.302
52.899
2.活載內力計算(修正剛性橫梁法)
(1)沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)
按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定,對于汽-20,
按“橋規(guī)”2.3.5條規(guī)定,平板掛車不計沖擊力影響,即對于掛車-100,=1.0
按“橋規(guī)”2.3.1條規(guī)定,對于雙車道不考慮汽車荷載折減,即車道折減系數(shù)
圖2.8 恒載內力計算圖
(2)計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)
①跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc
如前所述,該設計采用5片橫隔梁,3片內橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)結,且承重結構的長寬比為:
所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。
a.主梁抗扭慣矩
對于T型梁截面,抗扭慣矩可近似按下列公式計算:
式中:和——相應為單個矩形截面寬度和厚度;
——矩形截面抗扭剛度系數(shù);
——梁截面劃分為單個矩形截面的個數(shù)。
對于跨中截面,翼緣板的平均換算厚度:==14cm;
馬蹄部分的平均換算厚度:==22cm。
圖2.9給出了的計算圖式,的計算見表2.3。
計算表 表2.3
分塊名稱
翼緣板①
腹板②
馬蹄③
160
97
32
14
16
22
0.0875
0.1649
0.6875
1/3
0.298371
0.191500
1.46347
1.18546
0.65251
3.30144
其中根據(jù)《橋梁工程》表2-5-2內插求得。
圖2.9 計算圖式
b.計算抗扭修正系數(shù)β
此設計主梁間距相同,并將主梁近似看成等截面,由《橋梁工程》式2-5-得:
式中:
《橋梁工程》P112規(guī)定,混凝土的剪切模量G可取等于0.425E,代入計算公式求得:β=0.91256
c.按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值:
式中:
則:
計算所得的值列于表2.4內。
橫向影響線豎坐標值 表2.4
梁 號
(或)
(或)
(或)
1
2
3
3.2
1.6
0
0.5650
0.3825
0.2
0.0175
0.1087
0.2
-0.1650
0.0175
0.2
d.計算荷載橫向分布系數(shù)
1、2、3號主梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖2.10所示。對于1號梁,則:
汽-20 (0.5423+0.3375+0.1896-0.0151)=0.52715
掛-100 =(0.4854+0.383+0.2806+0.1783)=0.3318
人群荷載 0.6417
② 支點的荷載橫向分布系數(shù)m。
如圖2.11所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線并進行布載,1號梁活載的橫向分布系數(shù)可計算如下:
圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計算圖式
③橫向分布系數(shù)匯總(見表2.5)
1號梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5
荷 載 類 別
mc
m。
汽-20
掛-100
人群
0.52715
0.3318
0.6417
0.434
0.140
1.422
圖2.11 支點的荷載橫向分布計算圖式
用“橋梁博士”軟件計算橫向分布系數(shù)如下:
圖2.12 軟件截面
<<橋梁博士>>---橫向分布計算系統(tǒng)輸出
文檔文件:
文檔描述: 的
任務標識: 東三分
計算方法: 杠桿法
------------------------------------------------------------
結構描述:
主梁間距: 4*1.6 m
------------------------------------------------------------
橋面描述:
人行道 分隔帶 車行道 中央分隔帶 車行道 分隔帶 人行道
0.750 0.000 3.500 0.000 0.000 3.500 0.000 0.750
左車道數(shù) = 1, 右車道數(shù) = 1, 不計車道折減
汽車等級: 汽車-20級
掛車等級: 掛車-100級
人群集度: 3.000 KPa
------------------------------------------------------------
影響線數(shù)值:
坐標X 1#梁 2#梁 3#梁 4#梁 5#梁
0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.600 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000
3.200 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000
4.800 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000
6.400 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000
------------------------------------------------------------
橫向分布系數(shù)計算結果:
梁號 汽車 掛車 人群 滿人 特載 車列
1 0.434 0.140 1.057 2.194 0.000 0.000
2 0.498 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000
3 0.595 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000
4 0.500 0.468 0.000 1.600 0.000 0.000
5 0.436 0.140 1.057 2.195 0.000 0.000
------------------------------------------------------------
計算成功完成
(3)計算活載內力
在活載內力計算中,這個設計對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮:計算主梁活載彎矩時,均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc,鑒于跨中和四分點剪力影響線的較大坐標位于橋跨中部(圖2.13),故也按不變化的mc來計算。求支點和變化點截面活載剪力時,由于主要荷重集中在支點附近而應考慮支承條件的影響,按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值,即從支點到之間,橫向分布系數(shù)用值直線插入,其余區(qū)段均取值(見圖2.14和2.15)。
①計算跨中截面最大彎矩及相應荷載位置的剪力和最大剪力及相應荷載位置的彎矩采用直接加載求活載內力,圖2.13示出跨中截面內力計算圖式,計算公式為
a.汽車和掛車荷載內力計算在表2.6內。
圖2.13 跨中截面內力計算圖式
跨中截面車輛荷載內力計算表 表2.6
荷載類別
汽-20
掛-100
1.19125
1
0.52715
0.3318
最大
彎矩
及相
應剪
力
60
120
120
250
250
250
250
1254
26.466
3556.25
146.825
1號梁
內力值
788.337
16.620
1179.964
48.717
最大
剪力
及相
應彎
矩
合力P
2×120+60=300
250×4=1000
0.4159
4
0.3359
3.25
125.07
1200
335.9
3250
1號梁
內力值
78.540
753.561
111.452
1078.35
注:欄內分子、分母的數(shù)值分別為對應的及相應影響線坐標值。
b.對于人群荷載
q=0.75q=0.75×3=2.25kN/m
相應的
相應的
②求四分點截面的最大彎矩和最大剪力(按等代荷載計算)
計算公式為:
式中:如圖2.8所示,對于四分點彎矩影響線面積為,剪力影響線面積為。
于是上述計算公式即為:
1號梁的內力列表計算見表2.7.
四分點截面內力計算表 表2.7
荷載類別
項目
K
(kN/m)
內力值
汽-20
1.19125
19.236
23.204
35.65
5.48
0.52715
430.637
79.851
掛-100
1.0
45.838
61.075
35.65
5.48
0.3318
542.203
111.050
人 群
1.0
2.25
35.65
5.48
0.6417
51.472
7.912
③求變化點截面的最大彎矩和最大剪力
圖2.14示出變化點截面內力計算圖式,內力計算表見表2.8。
1號梁變化點截面內力計算表 表2.8
荷載類別
汽-20
掛-100
人 群
1+u
1.19125
1.0
1.0
最
大
彎
矩
mc
0.52715
0.3318
0.6417
合力p
300
250×4=1000
q=2.25
y
1.187
1.074
1/2×19.5×1.30
Mmax
223.62
356.35
18.30
最
大
剪
力
Pi
120
120
60
250
250
250
250
q=2.25
yi
0.928
0.875
0.663
0.928
0.880
0.670
0.610
m1
0.460
0.486
0.52715
0.195
0.242
0.3318
0.3318
Qmax
146.8
204.7
14.0
注:表中
圖2.14 變化點截面(1號梁)內力計算圖式
④求支點截面的最大剪力
圖2.15示出了支點最大剪力計算圖式,最大剪力列表計算在表2.9內。
1號梁支點最大剪力計算表 表2.9
荷載
類別
汽-20
掛-100
人群
1+u
1.19125
1.0
1.0
P1
120
120
60
70
130
250
250
250
250
Q=2.25
y1
1.0
0.928
0.723
0.210
0
1.0
0.938
0.7332
0.672
1.0/2
y人=0.928
m1
0.434
0.460
0.5272
0.510
0.43
0.14
0.187
0.3318
0.3318
0.556
×19.5
0.5×
0.7803×
4.875
159.24
195.41
16.17
注:
圖2.15 支點剪力(1號梁)計算圖式
3.主梁內力組合
主梁內力組合 表2.10
序
號
荷載類別
跨中截面
四分點截面
變化點截面
支點截面
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
第一期恒載
第二期恒載
總恒載=①+②
人群
汽-20
掛-100
汽+人=⑤+④
恒+汽+人=③+⑦
恒+掛=③+⑥
SjI=1.2×恒+1.4×⑦
SjIII=1.2×恒+1.1×掛
提高后的SjI
提高后的SjIII
585.699
257.881
843.58
68.627
788.337
1179.964
856.964
1700.54
2023.54
2212.15
2310.26
49.9%
56%
2212.15
2356
0
0
0
3.52
78.540
111.452
82.06
82.06
111.452
114.88
122.60
95.7%
100%
114.88
125
439.509
193.514
633.023
51.472
430.637
542.203
482.109
1115.13
1175.23
1434.58
1356.05
42%
44%
1434.58
1383
60.072
26.449
86.521
7.912
79.851
111.050
87.763
174.28
197.57
226.69
225.98
49.3%
54%
226.69
230
156.030
68.699
224.729
18.30
223.62
356.35
241.92
466.71
581.079
608.363
661.66
51.5%
59%
608.363
675
102.891
45.302
148.193
14.0
146.8
204.7
160.8
308.99
352.893
402.952
403.00
51%
56%
402.952
411
120.143
52.899
173.042
16.17
159.24
195.41
175.41
348.45
368.45
453.22
422.60
49.2%
51%
453.22
431
控制設計的計算內力
2356
125
1434.58
230
675
411
453
(五)預應力鋼束的估算及其布置
1.估算鋼束面積
(1)按強度要求估算
由《結構設計原理》式(13-92)有:
式中:——混凝土強度安全系數(shù),?。?.25;
——計算彎矩,由表2.10可得=2356kNm 為設計經(jīng)驗系數(shù),這里?。?.76計算,由此可得:
=2913.53kN
每束為24φs5mm、面積為=4.71=471,其抗拉設計強度=1280Mpa。鋼束數(shù)為:=4.83束
(2)按施工和使用階段的應力要求估算
此時,翼板可采用麥尼爾不等式進行鋼束截面得估算。
對于施工階段有
①
式中:——傳力錨固時的有效預加力,其應力損失可按估算。
設=1200 Mpa,則=(1-0.2)=0.8×=0.75=0.75;為張拉時,構件上緣混凝土拉應力的限制值:。設張拉時混凝土強度達到設計強度的80%,即相當于0.8×40=32號,由《結構設計原理》附表1-1內插得=2.20Mpa,故=0.7×2.20=1.54 Mpa。同理可求得=0.7×22.4=15.68 Mpa。
各項幾何特性均按表2.1采用毛截面幾何特性,各項彎矩值由表2.10求得。代入上式得:
(A)
②由得:
(B)
對于使用荷載階段
③
式中:——第二階段應力損失系數(shù),取=0.8;
——使用階段混凝土壓應力的限制值:
荷載組合時,=0.5=0.5×28=14。代入上式得:
(C)
④由(不容許出現(xiàn)拉應力)得:
(D)
將式(A)、(B)、(C)、(D)繪于圖2.16中。其式(D)與(B)數(shù)值相近,在圖中共用一條直線表示,因而其可行區(qū)必在此直線上。
為使用鋼量經(jīng)濟,應盡可能使加大,但應滿足鋼束布置時保護層等構造要求。?。?00mm,并取可行區(qū)的中值得:
=3.5,即==2857×N故需要的鋼束數(shù)為:
束
(3)鋼束數(shù)的選定
根據(jù)以上計算,均接近5束,故暫選鋼束數(shù)。
2.鋼束布置
(1)跨中截面鋼束的布置,如圖2.17。
構造要求:預留孔道凈間距10mm,梁底凈距50mm,梁側凈距35mm,圖中布置均滿足以上要求。
圖2.16
圖2.17跨中截面鋼束布置
(2)錨固面鋼束布置
為使施工方便,全部5束均錨固于梁端,這樣布置符合均勻分散原則,能滿足張拉要求。如圖2.18所示。
(3)其它截面鋼束位置及其傾角
①鋼束的形狀及傾角計算
Ⅰ.采用圓弧曲線彎起;
Ⅱ.彎起角θ:
1、2、3、4號束采用=13°;
5號束采用=15°;
②鋼束彎起點及其半徑計算
以5號束為例,其彎起布置如圖2.19示
由=
求起彎點k的位置:
圖2.18 梁端鋼束錨固
各鋼束的彎起點及半徑見表2.11示
圖2.19 5號束彎起布置
各鋼束彎起點及其半徑計算表 表2.11
鋼束號
升高值
c
(cm)
θ°
度
(cm)
(cm)
支點到
錨固點
的距離
d (cm)
起彎點
k到跨
中線距
離Xk
5
90.9
15
0.966
2673
0.259
691
11.8
295.8
3~4
26.7
13
0.974
1043
0.225
234
15.3
756.3
1~2
8.1
13
0.974
316
0.225
71
21.4
925.4
注: 單位:cm
③各截面鋼束位置及其傾角計算
仍以5號束為例,由圖2.19可求得計算點i離梁底的距離ai=a+ci
式中:a——鋼束起彎前其重心至梁底的距離:
a=23.5(見圖2.19)
ci——計算截面I鋼束位置升高值:
R——鋼束曲線半徑:R=2673cm;
——計算截面I鋼束的彎起角(即傾角):
——計算截面I至彎起點k之水平距離。
對于5號束的支點截面(圖2.19):
各截面鋼束位置(ai)及其傾角(θi)計算值見表2.12
各截面鋼束位置(Ai)及其傾角(θi)計算表 表2.12
計算
截面
鋼束
編號
(cm)
R
(cm)
度
(cm)
a
(cm)
跨中
截面
1~2
為負值
尚未彎起
0
0
1
0
7.5
(同左)
3~4
15.5
5
23.5
平 均 傾 角
0
0
1
鋼束截面重心
13.9
截面
1~2
為負值未彎
0
0
1
0
7.5
7.5
3~4
15.5
15.5
5
191.7
2673
4.113
6.884
23.5
30.384
平 均 傾 角
4.113
0.0717
0.997
鋼束截面重心
15.307
變化
點截
面
xi=835
1~2
Li為負值未彎
0
0
1
0
7.5
7.5
3~4
78.7
1043
4.327
2.973
15.5
18.473
5
539.2
2673
11.68
55.35
23.5
78.85
平 均 傾 角
6.778
0.12
0.993
鋼束截面重心
26.274
支座
截面
xi=975
1~2
55.3
316
10.08
4.878
7.5
12.378
3~4
222.3
1043
12.31
23.98
15.5
39.48
5
681.3
2673
14.77
88.32
23.5
111.82
平 均 傾 角
11.91
0.206
0.978
鋼束截面重心
43.107
(六)主梁截面幾何特性計算
后張法預應力混凝土梁,在張拉鋼束時管道尚未壓漿,由預應力引起的應力按構件混凝土凈截面(不計構造鋼筋的影響)計算;在使用階段,預留管道已經(jīng)壓漿,認為管束與混凝土結合良好,故按換算截面計算??缰薪孛娴膬艚孛媾c換算截面幾何特性計算,列表進行,如表2.13所示。同理,可求得其它控制截面得凈截面和換算截面的幾何特性如表2.17。
跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.13
截
面
類
別
分塊
名稱
分塊面積
Ai
(cm2)
Ai重心
至梁頂
距離yi
(cm)
對梁頂
邊的面
積矩
Si=Aiyi
自身慣
性矩
Ii
(cm4)
(ys-yi)
(cm)
Ix=Ai(ys-yi)2
(cm4)
截面慣
性矩
I=Ii+Ix
凈
截
面
毛截面
4468
44.6
199273
90.658×105
-1.7
0.129×105
預留管
道面積
-98
119.1
-11672
0
-76.2
-5.690×105
混凝土
凈截面
Aj=4370
yjs=42.9
∑Si=
187601
90.658×105
-5.561×105
85.097×105
換
算
截
面
鋼束換
算面積
(ny-1) Ay
=119
119.1
14173
0
-72.6
6.270×105
毛面積
4468
44.6
199273
90.658×105
1.9
0.161×105
換算截
面面積
4587
46.5
∑Si=
213446
90.658×105
6.431×105
97.089×105
注:ny=Ey/Eh=2.0×105/3.3×104=6.06, Ey值查《結構設計原理》附表2-2,Eh查附表1-2。
Ay=5ay==5×4.71=23.55cm2
L/4截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.14
截
面
類
別
分塊
名稱
分塊面積
Ai
(cm2)
Ai重心
至梁頂
距離yi
(cm)
對梁頂
邊的面
積矩
Si=Aiyi
自身慣
性矩
Ii
(cm4)
(ys-yi)
(cm)
Ix=Ai(ys-yi)2
(cm4)
截面慣
性矩
I=Ii+Ix
凈
截
面
毛截面
4468
44.6
199273
90.658×105
-1.6
0.114×105
預留管
道面積
-98
117.7
-11535
0
-74.7
-5.468×105
混凝土
凈截面
Aj=4370
yjs=43.0
∑Si=
187738
90.658×105
-5.354×105
85.304×105
換
算
截
面
鋼束換
算面積
(ny-1) Ay
=119
117.7
14006
0
-71.2
6.033×105
毛面積
4468
44.6
199273
90.658×105
1.9
0.161×105
換算截
面面積
4587
46.5
∑Si=
213279
90.658×105
6.194×105
96.852×105
變化點截面的凈截面與換算截面的幾何特性計算表 表2.15
截
面
類
別
分塊
名稱
分塊面積
Ai
(cm2)
Ai重心
至梁頂
距離yi
(cm)
對梁頂
邊的面
積矩
Si=Aiyi
自身慣
性矩
Ii
(cm4)
(ys-yi)
(cm)
Ix=Ai(ys
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