預應力混凝土簡支轉連續梁畢業論文-wenkub

　

【正文】 連續結構體系的施工工藝上，存在很大的分歧，對后連續端部的澆筑順序、后連續預應力的張拉順序以及后連續端部的澆筑方式缺乏統一的認識。該施工方法的主要特點是施工方法簡單可行，施工質量可靠，實現了橋梁施工的工廠化、標準化和裝配化。第一種方法雖然簡單易行，但常在墩頂負彎矩區內發生橫向裂縫，影響橋梁的正常使用。由于簡支轉連續梁橋在施工過程常存在體系轉換，需依據具體的施工過程來分析結構的受力。因此，在主梁內要配置足夠數量的正彎矩束筋，以滿足連續梁狀態的承載要求和簡支狀態下承受結構自重的施工荷載的需要。 橋梁博士系統簡介本文的工程九洲田大橋所采用的簡支轉連續梁橋的設計計算采用同濟大學橋梁博士（ 版）直線梁橋平面桿系有限元法程序。該系統自 1995 年投向市場以來設計計算了鋼筋混凝土及預應力混凝土連續梁、剛構、連續拱、桁架梁、斜拉橋等多種橋梁。對于帶索結構可根據用戶要求計算各索的一次施工張拉力或考慮活載后估算拉索的面積和恒載的優化索力。荷載組合計算：對本系統定義的各種荷載效應進行承載能力極限狀態荷載組合和正常使用極限荷載組合的計算。江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）5第 2 章 橋梁設計方案和比選 概述 設計依據該大橋地處會昌縣麻洲鎮，該大橋跨越湘水,是贛州市實施渡改橋建設項目重要工程。k/h（3）橋面總寬 10 ，其中機動車道雙向兩車道寬 （2 ） ，人行m?m道寬 2 1 ，欄桿 2 。（7）通航要求：無。 采用規范《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60—2022)；《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62—2022)；《公路工程技術標準》 （JTG B01—2022） 。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。（3）經濟性。橋梁設計應體現現代橋梁建設的新技術。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。（2）初擬方案①先簡支后連續梁箱型梁橋，如圖 21 所示。缺點：預應力鋼束張拉較多，技術要求較高。缺點： ①鋼筋用量大，造價高；②剛構橋超靜定結構，對基礎要求很高。結構造型靈活，可模型好，可根據使用要求澆鑄成各種形狀的結構，整體性好，剛度較大，變形較小。剛構橋為超靜定結構，所以在混凝土收縮、溫度變化、不均勻沉降都會產生附加內力。把橋梁轉換為連續梁。但施工階段較復雜。江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）9第 3 章 結構尺寸擬定 設計基本概況本設計系江西省贛州市會昌縣九洲田大橋。（2）豎曲線半徑：無豎曲線，縱坡采用 %。凡鋼筋直徑≥12 者，m均采用 HRB335（20MnSi）熱軋螺紋鋼筋， ， ；??MPa280sdf?a鋼筋直徑＜12 者，采用 R235（A3）鋼筋， ， 。采用 GPXZ 協調抗震型盆式橡膠支座。 m 施工方式簡支轉預應力連續施工方法。 橋型及縱、橫斷面布置 橋型布置及孔徑劃分為了縮短工期，提高行車的舒適性，綜合分析比較各種橋型后最終采用預應力混凝土連續梁橋，全橋長度為 100 ，分為四跨，即每跨 25 。這個高度的選擇利于后期上拱度的控制，對橋梁的耐久性也有明顯提高，主梁沿縱向外輪廓尺寸保持不變。采用四片單箱單室小箱梁組合截面。同時為了防止應力集中和方便脫模，在腹板與頂板交m界處設置 20 10 的承托。因此將底板厚度在跨內大部分區域設置為 15 ，僅在距邊支點 160 、中支點 220 處開始加厚，cmcmc加厚區段長度均為 150 ,且底板加厚至 25 ，為錨固底板預應力束提供空間。為保證支座傳力的可靠性，僅在永久和臨時支承處設置。橋墩和橋臺采用 鉆孔灌注樁基礎，詳細尺寸見施工圖 Sm12。截面寬度發生突變處，可以采用其中一根節線高度升高 1 來解決，這樣對計算結果的精度影響極其微小。 箱梁抗扭慣性矩的計算 對于薄壁箱梁截面，其抗扭慣性 的計算可分為兩部分：兩邊懸出的開口TI部分和閉口薄壁部分。代1Scm2Sch12t?c入式（36）則： 2() ????4即成橋以后主梁跨中截面抗扭慣性矩為 。~.?述計算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。 橋面板恒載內力計算以縱向梁寬 1m 的板梁計算,每延米板上恒載：鋪裝層：，??kN/??kN/m將承托的面積攤于橋面板上面，則板厚 /067t??c橋面板： ?k/計算梁肋處的截面有效高度：， ，S= 。圖 42 單向板內力計算簡圖 （單位： ）m采用公路Ⅱ級汽車荷載，后軸軸重標準值 ，車輪著地寬度140P?kN。 39。?k江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）22 主梁行車道板配筋 行車道板尺寸的復核對正截面尺寸進行復核在給定尺寸的前提下，矩形截面板的抗彎極限承載力按下式計算。有效高m度 ,鋼筋合力點到受拉邊緣的距離 。 (.170)xx????sA ， 。.6s??c 板跨中配筋 取單位 1 寬板計算（ b=1 ）鋼筋合力點到受拉邊緣的距離 ，??cm算高度 ， ，由公式（44） ，公39。cm9sA239。針對橫斷面的具體構造特點及平面桿系有限元程序計算分析的特點，將空間橋跨結構簡化為平面結構進行計算，即只對由單片箱梁構成的一聯簡支轉連續梁橋進行結構分析，將 4片梁獨立分別進行計算， 。自重荷載計算時根據截面特性自動計入，二期荷載作為均布力加在各個單元上。有限元計算模型如圖 51,圖 52 所示。（4）接頭施工完成后，澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，剩余部分橋面板濕接縫混凝土應由跨中向支點澆筑。需對全橋進行單元的劃分。連續階段設為 4 個豎向支撐、1 個水平豎向支。江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）27 預制箱梁一期恒載集度由預制箱梁的構造知橫隔梁均位于支承處，橫隔梁自重對于主梁不產生恒載彎矩，因此計算中將橫隔梁作為集中荷載作用在支承點上面。125iigA??3kN/m1）式中：—預制箱梁第 i 號單元的一期恒載集度；39。iA按以上公式計算預制中、邊梁各單元一期恒載集度見表 53，表 54。kN/m 成橋后一期恒載集度預制梁計入每片梁間現澆濕接縫后的恒載集度即為成橋一期恒載集度。按以上公式計算成橋以后各箱梁的恒載集度見表 55。護欄及人行道恒載集度取 計3kN/mmkN/m算。圖 54 簡支梁階段內力計算簡圖 （單位： ）cm圖 55 連續梁階段內力計算簡圖 （單位： ）c（1）邊梁在第 1 施工階段的恒載內力簡支階段（適用 恒載集度） 。表 56 恒載內力計算截面號 剪力（ ）kN彎矩（ ）?kNm2 左（邊支點） 2 右（邊支點） 9( )1/l 16 左（邊臨時支點） 252 16 右（邊臨時支點） 20 左（邊臨時支點） 252 20 右（邊臨時支點） 27( )2/l 0 34 左（中臨時支點） 252 34 右（中臨時支點） 采用橋梁博士 軟件計算輸出結果如表 57。計算結果列于表 58。表 59 第四施工階段恒載效應 江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）31節點號 彎矩( )kN/m剪力( )kN2(邊支點) 3376（ ）1/+03 1499（ ）+03 續表 5912（ ）13/+03 19818（邊中支點） 600 36824（ ）2/+03 18327（ ） +03 30（ ）23/+03 17136（中支點） 454 356階段彎矩圖如圖 56 所示。對于簡支轉連續梁橋，跨中橫向分布系數 可采用剛接梁法計算，支點處荷載橫向分布系數 采用杠桿法。因此本工程可簡化為四等跨常截面連續箱梁橋。為簡化連續梁的活載內力計算，偏安全地全橋統一取用中跨主梁荷載橫向分布系數。?1h將數據代入式（55） ， （56）中：江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）34， ()????()2???。如圖 56，圖 57。江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）37表 515 支點處荷載橫向分布系數 0m荷載類型梁號公路Ⅱ級車輛荷載 人群荷載1 號 2 號 0（3）荷載橫向分布系數匯總 為安全考慮采用較大橫向分布系數,將荷載橫向分布系數匯總于表 516。（2）可變作用的取值公路—Ⅱ級車道荷載的均布荷載標準值： =??kN/m公路—Ⅱ級車道荷載的集中荷載標準值：計算彎矩效應時： [(2)].26019kP???計算剪力效應時： 1294?kN人群荷載： ..rq/m汽車沖擊系數 μ， ，??根 據 內 插 法 得 ： +＝ （ ） 1即 1+μ=1，因雙車道不折減，故 ξ=1。表 518 汽車與人群荷載內力江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）40節點號 汽車M。圖 59 18 節點彎矩影響線及最不利加載示意圖 （單位： ）m圖 510 36 節點彎矩影響線及最不利加載示意圖 （單位： ）m江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）39圖 511 27 節點彎矩影響線及最不利加載示意圖 （單位： ）m為安全考慮荷載橫向分布系數取大值計算活載內力，計算結果列于表 517。（1）活載內力計算公式為： （5(1)()ckiKiSmqPy???????7）式中：S—所示截面的彎矩或剪力；μ—汽車荷載的沖擊系數；ξ—汽車荷載橫向折減系數；—跨中橫向分布系數；cm—汽車車道荷載中，每延米均布荷載標準值； —彎矩、剪力影響kq ?線的面積；—沿橋跨縱向與集中荷載位置對應的橫向分布系數；i—車道荷載中的集中荷載標準值；KP—沿橋跨縱向與荷載位置對應的內力影響線坐標值。江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）35表 514 跨中荷載橫向分布系數公式法計算表荷載類型梁號公路Ⅱ級車輛荷載 人群荷載 1 號 2 號 圖 56 1 號梁荷載橫向分布計算 （單位： ）cm江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）36圖 57 2 號梁橫向分布計算 （單位： ）cm圖 58 杠桿法求主梁支點處荷載橫向分布系數 （單位： ）cm（2）支點處荷載橫向分布系數 計算 0m采用杠桿法，計算示意圖如圖 58 所示。G?表 511 1 號梁橫向分布影響線 計算表?41G?主梁軸線??1 2 3 4 表 512 2 號梁橫向分布影響線 計算表?42G?主梁軸線??1 2 3 4 由所求 、 直線內插得中跨等剛度的簡支梁跨中荷載橫向分布影響線 ,?? ?由于主梁的對稱布置，只列出 1，2 號梁的荷載橫向分布影響線 見表 513。I， 由毛截面幾何特性已求出，將數據代入公式（53） ， （54）中得：T= =（ ）*2wIC??4m= =1 =（ ）TaI②主梁比例參數 、 ，計算公式 ： ?? （5*()TbIl?5） （531490Idlh?6）式中：主梁間（橫橋向）橋面板的跨度；1—b主梁的計算跨徑；l相當于單位寬度的橋面板抗彎慣性矩的常厚度橋面板的厚度 取1h 1h ；m主梁之間橋面板凈跨徑的一半。而抗扭慣性矩換算系數 。所謂等剛度是指在跨中施加一個集中荷載或一個集中扭矩，則連續梁和等代簡支梁的跨中撓度或扭轉角彼此相等。此時，主梁在橫向也聯成整體，江西理工大學 2022 屆本科生畢業設計（論文）32空間結構受力特性可由荷載在橫向對各片主梁的分配用“橫向分布系數” 考m慮。運用橋梁博士專用軟件輸出計算結果。（2）主梁在第 3 施工階段的恒載內力適用 恒載集度，在此階段存在結構體系轉換，?kN/m換過程中,會出現內力重分布，變化比較復雜。g[7]獻支狀態下恒載內力。中梁配置與邊梁同樣的鋼筋。kN/m 二期恒載集度二期恒載集度為橋面鋪裝、護欄、人行道恒載集度之和。1ig計算公式為： （5125iigA??3kN/m2）式中：—成橋后箱梁第 i 號單元的一期恒載集度；1ig—成橋后箱梁第 i 號單元的毛截面面積，可由毛截面幾何特性表 3iA3 中求得。表 53 預制中梁一期恒載集度（ ）kN/m單元號 1 2 314 15 1619集度 單元號 20 2132 33 3437 38集度 單元號 3950 51 5255 56 5768集度 單元號 69 70集度 全梁恒載集度偏安全的采用平均值 。iA求得，截面變化的單元， 為該單元兩端節點截面積的平均值。1ig箱梁的自重集度，計算公式為： （539。表 51 節點號與控制截面對應表節點號 2 3 6 9 12 15 16控制截面 永久（臨時）支點 變化點 L/4 L/2 3L/4 變化 點 臨時支點節點號 18 20 21 24 27 30 33控制截面 永久支點 臨時支點 變化點 L/4