建筑土木]35m预应力简支t型梁桥设计书

建筑土木]35m预应力简支t型梁桥设计书内容摘要：

8 1. 31 ( / )G k N m    边梁二期永久作用集度： 2 ( / )g k N m     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 /xl。 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 22121 gxglxM  gxglQ  21 永久作用效应计算见表 3。 10 图 3：永久作用效应计算图 表 3：边梁永久作用效应 作用效应 跨中 (α =) 四分点 (α =) 支点 (α =) 一 期 弯矩 () 0 剪力（ KN） 0 二 期 弯矩 () 0 剪力（ KN） 0 ∑ 弯矩 () 0 剪力 （ KN） 0 可变作用效应计算（修正刚性横梁法） 冲击系数和车道折减系数 按《桥规》 ，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的频率。 简支梁桥的频率可采用下列公式估算： )( 1022 HzmEIlfcc   其中： )( 3 mKggGm c  根据本桥的基频 ≤ f ≤ 14Hz，可计算出汽车荷载的冲击系数 11 为： l n     按《桥规》 条， 当车道大于两车道时，应进行车道折减，三车道折减 22%，四车道折减 33%， 但折减后不得小于两车道布载的计算结果。 本设计按四车道布载进行计算，因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。 计算主梁的荷载横向分布系数 1）跨中的荷载横向分布系数 cm 如前所述，本例桥跨中内设五道横隔梁，具有可靠地横向联系，且承重结构的长宽比为： Bl 所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 cm 计算主梁抗扭惯性矩 TI 对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩可以近似按下式计算： 31mT i i iiI cbt 式中： iitb, — 相应为单个矩形截面的宽度和高度； ic — 矩形截面抗扭刚度系数； m— 梁截面 划分成单个矩形截面的个数； 对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： )( 1050151801 cmt  马蹄部分的换算平均厚度： 12 )(2 40253 cmt  图 4 示出了 TI 的计算图式， TI 的计算见表 4。 图 4： TI 的计算图 （尺寸单位： mm） 表 4： TI 的计算表 分块名称 )(cmbi )(cmti ii bt/ ic 3 3 4( 10 )Ti i i iI c bt m 翼缘板 200 1/3 腹板 20 马蹄 55  表中 系数 ci值是根据 t/b 值由姚玲森主编的《桥梁工程》表 262 查得的。 ②计算抗扭修正系 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： 2211 12 iTiiiGl IE a I   式中：。 34。 1 maImlEG i Ti   13 42 3 4 5 6 7 85 .0。 3 .0。 1。 1。 3 .0。 5。 7。 0 .3 7 9 8 8 2 3 0。 ia m a m a m a m a m a m a m I m            计算得： 。 ③按修正的刚性横梁法计算 横向影响线竖坐标值  81 21i iiijaean  式中： )(168,8 2812 mani i  。 计算所得的 ijn 值列于表 5 内。 表 5： ijn 值 编号 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 1 2 3 4 ④计算荷载横向分布系数 1 号梁的横向影响线和最不利荷载图式如图 5 所示。 图 5： 跨中的横向分布系数 cm 计算图式（尺寸单位： mm） 14 可变作用（公路 — Ⅱ 级）： 四车道： 1 ( 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 0 . 0 1 4 2 0 . 0 5 7 1 0 . 6 7 0 . 4 3 6 72cqm          ） 三车道： 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 1 0 . 7 8 0 . 5 2 5 12cqm        （ ） 两车道： 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 5 7 0 72cqm     （ ） 故取可变作用（汽车）的横向分布系数为：  可变作用（人群）：  2）支点截面的荷载横向分布系数 0m 如图 6 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布系数影响线并进行布载，边梁可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 om 计算图式（尺寸单位： mm） 15 可变作用（汽车）： 210 qm 可变作用（人群）： rm 3）横向分布系数汇总（见表 6） 表 6： 1 号梁可变作用横向分布系数 可变作用类别 cm om 公路 — Ⅱ级 人群 车道荷载的取值 根据《桥规》 ，公路 — Ⅱ级 的均布荷载标准值 kq 和集中荷载标准值 kP 为： )/( mKNq k  计算弯矩时： )(222]180)534(550 180360[075 KNPk  计算剪力时： )( 6 2 2 KNP k  计算可变作用效应 在可变作用效应计算中，本算例对于横向分布系数的取值作如下考虑，支点处横向分布系数取 om ，从支点至第一根横段梁，横向分布系数从 om 直线过渡到 cm ，其余梁段取 cm。 1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力 计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用采用直接加载求可变作用效 16 应，图 7 示出跨中截面作用效应计算图式，计算公式为： ympmqS kk  式中： S— 所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力； kq — 车道均布荷载标准值； kP — 车道集中荷载标准值； — 影响线上同号区段的面积； y — 影响线上最大坐标值； 图 7：跨中截面作用效应计算图式（尺寸单位： mm） 可变作用（汽车）标准效应： ).( a xmKNM )( a xKNV 17 可变作用（汽车）冲击效应： ).( 5 2 7 1 0 mKNM  )( 5 2 KNV  可变作用（人群）效应： )/( mKNq  ).( a xmKNM )( a xKNV 2) 求四分点截面的最大弯矩和最大剪力 图 8 为四分点截面作用效应的计算图式。 可变作用（汽车）标准效应： ).()( a xmKNM)( a xKNV 可变作用（汽车）冲击效应： ).( 5 2 2 8 1 mKNM  )( 5 2 5 6 KNV  可变作用（人群）效应： ).()( a xmKNM )( a xKNV 18 图 8：四分点截面作用效应计算图式（尺寸单 位： mm） 3)求支点截面的最大剪力 图 9 示出支点截面最大剪力计算图式。 可变作用（汽车）标准效应： )()( a xKNV 可变作用（汽车）冲击效应： )( 5 2 9 7 KNV  可变作用（人群）效应：)()( a xKNV 19 图 9：支点截面剪力计算图式（尺寸单位： mm） 主梁作用效应组合 按《桥规》 — 条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合（ 见 表 7）。 第 3 章 预应力钢束的估算及其位置 跨中截面钢束的估算和确定 根据《公预规》规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求，以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的刚束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。 20 表 7 ：主梁作用效应组合 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 支点 maxM maxV maxM maxV maxV () (KN.) () (KN) (KN) 1 第一期永久作用 0 2 第二期永久作用 0 3 总永久作用 =1+2 0 4 可变作用公路 — Ⅱ级 5 可变作用冲击 6 可变作用（人群） 7 标准组合 =3+4+5+6 8 短期组合 =3+ 4+6 9 极限组合 = 3+ （ 4+5） + 6 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 对于简支梁带马蹄的 T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数 n的估算公式：  1 kp pk s pMn C A f k e    式中： kM — 持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表 7取 用； 1C — 与荷载有关的经验系数，对于公路 — Ⅱ级 ， 1C 取用 ； pA — 一股 6φ ，一根钢绞线的截面积是 2cm ，故 pA = 2cm。 在一中已计算出成桥后跨中截面 xy =， sk =,初估pa =15cm，则钢束偏心距为： pe = xy pa ==。 一号梁： 21  1 kp pk s pMn C A f k e   = 按承载能力极限状态估算钢束数 根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度 cdf ，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度 pdf。 则钢束数的估算公式为： dpd pMn a h f A    式中： dM — 承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表 7取用； a — 经验系数，一般采用 — ，本算例取 ； pdf — 预应力钢绞线的设计强度，见表 1，为 1260MPa。 计算得： dpd pMn a h f A   = 根据上述两种极限状态，取钢束数 6n。 预应力钢束的布置 跨中截面及锚固端截面的钢 束布置 1）对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些，本算例采用内径 70mm，外径 77mm 的预埋铁皮波纹管，根据《公预规》 ，管道至梁底和梁侧净矩不应小于 3cm及管道直径的 1/2。 根据《公预规》 ，水平净矩不应小于 4cm 及管道直径的。