預應力混凝土箱梁橋設計畢業設計論文-wenkub

　

【正文】 20第五章 預應力鋼束估算及布置 23 23 23 23 24 24第六章 計算主梁截面幾何特性 28第七章 預應力損失計算 29 2鋼束回縮引起的預應力損失 30 預應力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應力損失 31 3徐變引起的預應力損失 31 33第八章 承載力、應力、撓度、抗裂性驗算 34 34 34 35 37 37 40 43 43 43（撓度）驗算 44 44 44 45 45 45 46第九章 行車道板計算 47 懸臂板荷載效應計算 47 47 47 48 50、配筋和承載力驗算 50 50 51第十章 橫隔梁計算 52 52 52 52 53 53第十一章 支座設計 55 55 55 55 56參考文獻 57致謝 58III河南理工大學本科畢業設計 第一章 項目可行性分析第一章 項目可行性分析該工程位于焦作市與鄭州市的一條交通要道。”鄭州是河南政治、經濟的中心，焦作與鄭州毗鄰，故通往鄭州的道路對焦作經濟等的發展有很大的影響。置身其中，猶如步入了一座雄偉神奇的地質寶庫，又像走進了一部精彩絕倫的山水寶典，品味不盡的青山綠水，奇山秀水。太極拳是中國的一大精粹，它更與博大精深的中華武術是分不開的，而它又是我中華武術的升華。59河南理工大學本科畢業設計 第二章 設計資料第二章 設計資料工程地質勘查報告等。2) 亞粘土灰黑色，軟塑～硬塑，濕，中間含有粘土夾層。地基評價1) 該區地震基本烈度為Ⅵ度。表21 各樁號高程（單位：m）樁號高程樁號高程樁號高程K13+870+400+894+200+920+225431+227433+460+240480K14+000500+002+293+020300530+024320550+028570+031+050347577+070360580+100380592+120394600+140396+160398根據以上數據，可以繪出河床斷面圖（圖21），并依此進行分孔（圖22），橋長710m（從K13+870K14+580），在K14+120處進行變坡，邊坡點左邊縱坡為，邊坡點右邊縱坡為。圖21 河床斷面圖（單位：m）圖22 橋跨分孔（單位：m）河南理工大學本科畢業設計 第三章 橋梁總體設計第三章 橋梁總體設計橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋和吊橋等。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。經濟性應綜合發展遠景及將來的養護和維修等費用。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。預應力混凝土梁式橋具有以下主要特征：a) 混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；b) 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；c) 結構的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少；d) 結構的整體性好，剛度較大，變性較小；e) 可采用預制方式建造，將橋梁的構件標準化，進而實現工業化生產；f) 結構自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力；g) 預應力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設計荷載的比重，既節省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；h) 預應力混凝土梁式橋所采用的預應力技術為橋梁裝配式結構提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預應力，使裝配式結構集成整體，進一步擴大了裝配式結構的應用范圍。設計得合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故拱的跨越能力比梁大得多。對于多跨連續拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設置單向推力墩以承受不平衡的推力。箱形梁方案：該方案結構抗扭剛度大，適應性強。雙箱梁預制吊裝，鋪預制板，重量輕。但美觀較差，并且徐變變形大，存在著后期維修養護工作量大的缺點。該方案建筑結構高度最高，由于梁底部呈網狀,景觀效果差。橋梁橫截面采用箱形梁，共用四片箱梁，頂板預制寬度3米，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現澆混凝土剛性接頭。1) 混凝土：預制箱梁采用C50混凝土；橋面鋪裝采用12cm瀝青混凝土（從上而下分別為10cm瀝青混凝土橋面鋪裝）。其中，預制邊、中梁頂板寬3米，底板寬1米，從而減輕主梁的吊裝重量。1) 底板厚度跨中正彎矩較大，底板不宜過厚。僅在距邊支點160cm，加厚區段長150cm，且腹板最終加厚至40cm。5) 瀝青混凝土重度為23，預應力混凝土結構重度為26 ，混凝土重度為25K，單側防撞欄桿荷載為 。1) 跨中荷載的橫向分布系數各主梁用濕接縫連接，支點、跨中均有橫隔梁， （窄橋），且箱梁抗扭剛度大，故采用修正的剛性橫梁法。圖44 3號梁的橫向影響線和最不利布載三車道：雙車道： 所以 ,，2) 支點截面的荷載橫向分布系數采用杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載。表42 荷載橫向分布匯總見表荷載位置梁號1234跨中00支點110001在可變作用效應計算中，對于橫向分布系數的取值作如下處理：計算主梁可變作用彎矩時，均采用全跨統一的橫向分布系數；計算跨中及四分點可變作用剪力效應時，由于剪力影響線的較大坐標也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數亦取；計算支點可變作用剪力效應時，從支點至l/4梁段，橫向分布系數從直線過度到，其余梁段取。表43 4號主梁作用效應計算表序號荷載類別跨中四分點變化點支點MVMVMVV①一期永久作用②二期永久作用③總永久作用=①+②④可變作用（汽車）⑤可變作用（汽車）沖擊⑥可變作用（人群）⑦標準組合=③+④+⑤+⑥⑧短期組合=（③+④+⑥）⑨極限組合=（③+（④+⑤）+⑥）⑩短期效應組合可變荷載設計值+（不計沖擊）長期效應組合可變荷載設計值+（不計沖擊）表44 3號主梁作用效應計算表序號荷載類別跨中四分點變化點支點MVMVMVV①一期永久作用②二期永久作用③總永久作用=①+②④可變作用（汽車）⑤可變作用（汽車）沖擊⑥可變作用（人群）⑦標準組合=③+④+⑤+⑥⑧短期組合=（③+④+⑥）⑨極限組合=（③+（④+⑤）+⑥）⑩短期效應組合可變荷載設計值+（不計沖擊）長期效應組合可變荷載設計值+（不計沖擊）河南理工大學本科畢業設計 第五章 預應力鋼束估算與布置第五章 預應力鋼束估算及布置按構件正截面抗裂行要求估算預應力鋼筋數量。預應力鋼筋的張拉控制應力為，預應力損失按張拉控制應力的20%計算，則。另外直線管道的凈距不應小于40mm,，在豎直方向兩管道可重疊，跨中截面及端部截面構造如下圖，N1，N2，N3，N4號鋼筋均需進行平彎和豎彎，N5只進行平彎。按照上述錨頭布置的均勻、分散原則，錨固端截面所布置的鋼束見圖51所示。本設計預應力鋼筋在跨中分四排，錨固在底板上的兩根（N5）不彎起，其余8根彎起角度均為8176。圖52 鋼筋計算圖示和錨固段尺寸鋼束起彎點至跨中的距離列于表51內。表52 各計算截面鋼束位置及鋼束群重心計算表（單位：mm）截面鋼束號（弧度）四分點N5未彎起0120120332N4未彎起0120120N3未彎起0230230N2340429N1450757支點鋼束號（弧度）N519490120120935N41915120496N31856230924N217973401352N117384501781變化點N53490120120755N4315120271N3256230699N21973401127N11384501556注：支點和變化點截面處，各鋼束均處于直線彎曲段。計算過程分三個階段。這里截面幾何性質計算借助了CAD，通過創建面域，使用massprop命令，計算各控制截面不同階段的截面幾何性質，并匯總，見表61。各截面摩擦預應力損失的平均值計算結果，列于表72。張拉端錨下預應力損失：；在反摩擦影響長度內，距張拉端處的錨具變形、鋼筋回縮損失： 在反摩擦影響長度內，錨具變形、鋼筋回縮損失：=0各束鋼束預應力鋼筋的反摩阻影響長度見表73。也可以用下列公式計算： 式中：張拉批數， 預應力鋼筋彈模與混凝土彈模的比值，此處 全部預應力鋼筋的合力在其作用點（全部預應力鋼筋重心點）處所產生 的混凝土正應力， ，截面特性按表61第一階段取用；其中， 所以，對于采用超張拉工藝的低松弛鋼絞線，由鋼筋松弛引起的預應力損失為： 式中：張拉系數，采用超張拉，取； 鋼筋松弛系數，對低松弛鋼筋，； 傳力錨固時的鋼筋應力，這里采用L/4截面的應 力作為全梁的平均值計算，故有。構件理論厚度的計算公式為： 。現將各截面鋼束預應力損失平均值及有效預應力匯總于表75。 預應力混凝土梁在計算預加力引起的混凝土應力時，預加力作為軸向力產生的應力可按實際翼緣全寬計算；由預加力偏心引起的彎矩產生的應力可按翼緣有效寬度計算。 將代入下式計算正截面承載力： ，故，跨中截面承載力滿足要求。由此可見，故按構造配置普通鋼筋即可。下面以構件腹板寬度變化的截面為例進行斜截面抗剪承載力驗算。式中：剪力為： 混凝土抗拉設計強度（Mpa）；預應力提高系數，對于預應力混凝土受彎構件，；計算截面處縱向鋼筋合力作用點至上邊緣的距離，此處；驗算截面腹板寬度， ，所以應進行抗剪承載力驗算。構件在制作、運輸及安裝等施工階段，混凝土強度等級為C45，預加力與主梁自重力共同作用下混凝土的法向應力應符合要求。由于不存在拉應力，故不需要配置縱向普通鋼筋。由表知，沒有出現拉應力，可見混凝土法向應力滿足要求。此時有， 。同理可得，持久狀況下其他截面預應力鋼筋應力，其計算結果匯總在表84。表85 面積矩計算表截面類型第一階段凈截面對其重心軸第二階段換算截面對其重心軸第三階段換算截面對其重心軸計算點位置aax0x0bbaax0x0bbaax0x0bb面積矩符號 面積矩+8+8+8+8+8+8+8+8+8備注：+08含義是 。正截面抗裂驗算取跨中正截面進行。剪應力：此處，可變作用引起的剪力采用短期效應組合值。則主梁上拱值（跨中截面）為：考慮長期效應的預加力一期的上拱值為：