畢業論文-11橋2號預應力混凝土連續梁橋設計(存儲版)

　　

【正文】 kN4 7 3 ???? g 3）鋪裝 橋面采用平均 4cm厚的 C25 混凝土墊層，重力密度為 3mkN24 ；面層為平均8cm 厚的瀝青混凝 土，鋪裝寬度為 ? ? )(14 ???? ，重力密度為3mkN23 ，一側護欄按照每延米 3鋼筋混凝土計，重力密度為3mkN25 ，人行道分兩次鋪裝，下層采用平均 9cm厚的鋼筋混凝土，上層采用平均 6cm厚的普通混凝土。緊接著便是節點單元的建立，為了方便以后查詢重要控制 截面，尤其是邊跨 1/4,3/4 等截面，選用 1m 一個單元進行建立節點，在單元建立的時候值得注意的是要設計變截面，本次設計采用的是距梁端 2m處進行變截面設置，變截面范圍為 2m，詳細參照圖 ，在以上操作完成以后，便是邊界條件的建立，因為本次設計為三跨連續梁橋，所以在進行設置支承時為一般支承，具體參照圖 ，隨后便是荷載工況的定義，定義完荷載工況便可以對模型進行加載了，如在設計過程中用到的溫度作用效應，汽車荷載，人群荷載，基礎沉降等作用效應。 按梯形分塊分為 5 個梯形塊，共 6 條節線。 橫隔梁的設置 根據以往的經驗表明，在荷載作用處主梁彎矩布置沿橫向分布，當該處設置橫隔梁的時候較均勻，反之，荷載作用下主梁的彎矩就會很大。 結構尺寸的擬定 橋梁結構圖式 該橋為預應力混凝土梁橋，跨徑布置為 28m+28m+28m，施工方法為全橋整體現澆。 鋼絞線 3? kN/ m179。 預應力管道：采用預埋塑料波紋管成型。 橋面組 成： （人行道 +護欄） +（路肩） +3m（機動車道） +（護欄） +（護欄） +3m（機動車道） +（路肩） +（人行道） =28m。這些巨大的實體工程常常使人們產生美的感受，有的已成為當地標志性建筑。 最后，進行施工圖的繪制。設計的 要求達到安全可靠、技術先進和經濟合理的目標，設計方法上有一定的創新。主梁施工采用整體現澆施工工藝。 Prestress loss。 111 畢業設計 2 111 畢業設計 3 第 1 章 設計基本資料 基本資料 橋梁線形布置 平曲線半徑：無平曲線。 材料規格 混凝土：主梁采用 C50 混凝土，墩身、承臺采用 C30 混凝土，基樁采用 C25。 橋面鋪裝： 8cm厚的瀝青混凝土和 4cm厚的普通混凝土。tk 分別為剛束張拉時混凝土軸心抗壓、抗拉輕度標準值，本設計考慮混凝土強度達到設計強度的 90%時開始張拉預應力鋼束，即混凝土強度等級為 C45 時開始張拉鋼束，因 f39。橋面寬為 14m，選用 7 片 T 梁，主梁橫斷面布置如圖 所示。本次設計在橋跨的中心、四分點以及支點處共設置了 5 道橫隔梁，間距分別為 7m和 。 表 12 截面幾何特性計算結果 截面位置 截面面積 A（ m2） 截面慣性矩 I (m4) 中性軸至梁底的距離（ m） 現澆中梁 跨中 支點 青 島 理 工 大 學 畢 業 設 計 13 續上表 現澆邊梁 跨中 支點 成橋中梁 跨中 支點 成橋邊梁 跨中 支點 注：表中所列為毛截面值 。 圖 7 號邊梁邊跨建模模型 111 畢業設計 16 結構自重效應計算 在進行結構的自重效應計算之前，簡單介紹一下本設計的施工過程，由于采用整體現澆是施工工藝，全橋施工過程分為三個階段。 1）成橋階段內力分析 （ 1）先用力法求出贅余力（ EI=常數簡化）取簡支梁基本結構，其基本體系如圖 所示。m ） 邊左支點 0 左變化點 邊跨 1/4 邊跨跨中 邊跨 3/4 111 畢業設計 22 續上表 右變化點 邊右支點 中左變化點 中 1/4 中跨中 0 3）邊梁結構自重作用效應總內力 上述兩個階段內力均為階段內力，每個施工階段的累計內力需要內力疊加得到，具體疊加結果見表 15。m ） 邊左支點 0 0 0 左變化點 邊跨 1/4 邊跨跨中 1488 邊跨 3/4 青 島 理 工 大 學 畢 業 設 計 23 續上表 右變化點 邊右支點 中左變化點 中 1/4 中跨中 0 0 0 汽車荷載作用效應計算（邊梁） 沖擊系數和車道折減系數 1)汽車沖擊系數按下方法進行計算（適用于連續梁） 根據《通規》 中的規定，對于連續梁橋： ① 計算沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用 1 ccEIf lm?? ② 計算沖擊力引起的負彎矩效應時采用 2 22 3 .6 5 12 ccEIf lm?? 式中：l——結構的計算跨徑， m28, 21 ?? ll本設計中邊跨 , m28, 21 ?? ll本設計中邊跨 E——結構材料的彈性模量 10? MPa； cI——結構跨中截面的慣矩 ， m4 ； mc——結構跨中的單位長度質量 ， kg/m，當換算成重力計算時，其單位應為 Ns2 /m2 ， /cm G g? ； G——結構跨中處延米結構重力， N/m； g——重力加速度， g=。由于本設計主梁的間距相等，并將主梁近似看做等截面，則： 111 畢業設計 26 19 6 1 )4 1 2 1 2 1 2 (12)0 1 0 3 6 1 0 3 6 (111211222??????????????????????EEIaEIGliiiiT i邊? 式中：476543214T ,6,42m ,02m ,4m , m,6,。 表 110 支點處的荷載橫向分布系數 oqm 梁號 汽車荷載 人群荷載 1 2 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 2)邊跨荷載橫向分布系數取值 根據計算表 18， 表 19，表 110 可以看出三跨連續梁的 7 號梁荷載橫向分布系數大于其他梁位的數值，為簡化計算，偏安全考慮，全橋按照 7 號梁荷載橫向分布系數 進行計算。111 畢業設計 30 圖 各截面彎矩影響線 a:邊跨左支點彎矩影響線 b:邊跨左變化點彎矩影響線 c:邊跨 1/4 彎矩影響線 d:邊跨跨中彎矩影響 線 e：邊跨 3/4 彎矩影響線 f:邊跨右變化點彎矩影響線 g:邊跨右支點彎矩影響線 h:中跨左變化點彎矩影響線 i:中跨 1/4 彎矩影響線 j:中跨跨中彎矩影響線 4 . 8 0 3 1 . 1 2 6 2 . 0 8 23 . 3 7 9j )i )h )g )f)a )b )c )d )e ) 2 . 7 6 51 . 0 6 2 2 . 3460. 785 3 . 0 3 63 . 3 1 7 1 . 7 6 05 . 5 1 9 1 . 1 7 34 . 7 8 8 0 . 5871 . 8 1 7 0 . 168 1 . 1 2 6 1 . 1 9 70 . 5 1 2 1 . 7 3 0 2 . 1 7 00 . 7 2 9 0 . 9 5 0111 畢業設計 31 a )b )c )d )e ) 0 . 8 4 20. 1 5 8 0 . 6 0 60. 3 9 4 0 . 3 1 60. 6 8 4 0 . 0 9 10. 9 0 91 . 0f )g )h )i )j ) 0 . 0 8 4 0 . 50 . 5 0 . 2 1 70 . 7 8 30 . 9 4 8 0 . 0 5 2 0 . 9 6 30 . 0 3 7 0 . 0 8 4 0 . 0 8 41 a:邊跨左支點剪力影響線 b:邊跨左變化點剪力影響線 c:邊跨 1/4 剪力影響線 d:邊跨跨中剪力影響線 e：邊跨 3/4 剪力影響線 f:邊跨右變化點剪力影響線 g:邊跨右支點剪力影響線 h:中跨左變化點剪力 影響線 i:中跨 1/4 剪力影響線 j:中跨跨中剪力影響線圖 各截面剪力影響線 111 畢業設計 32 ② 進行跨中各截面汽車荷載內力計算，選取最不利位置中跨跨中進行分析，計算步驟如下： （ 1）車道荷載的取值：本設計為公路 II 級的均布荷載標準值 qk 和集中荷載標準值 Pk為： ?????????????k N / kk時，為時，為llPq 因為 l=28m 則計算彎矩時： kN204135528550 135270Pk ??????? ）（ 計算剪力時： k ??? (2)求解跨中最大彎矩，最小彎矩，最大剪力，最小剪力如下：其中 7 號梁中跨跨中汽車荷載橫向分布系數參照表 110，中跨跨中汽車荷載效應內力計算圖示參照圖 。 計算汽車荷載效應內力 ① 在主梁的汽車荷載橫向分布系數確定之后，根 據公式（ 31），按照最不利布載，可以求出主梁最大汽車荷載效應內力。 同理可以求出其他 6 片梁的橫向分布系數，如表 18。 青 島 理 工 大 學 畢 業 設 計 25 已經足夠精確。m ） 邊左支點 0 0 0 左變化點 邊跨 1/4 邊跨跨中 邊跨 3/4 右變化點 邊右支點 中左變化點 中 1/4 中跨中 0 0 0 4）中梁自重內力 中梁自重內力計算方法與邊梁計算相同，步驟省略，內力疊加見表 16。計算步驟如下： ① 左邊支點（左） 01?M ， 121?????? l MqlF A 青 島 理 工 大 學 畢 業 設 計 19 ?? As FF ② 邊跨左變化點 22)(2221212???????????????? qxxqlXXxM 1 6 62 ??????? xqFF As ③ 邊跨 1/4 2 6 23242 8 6 94132420412211113??????????????? qllqlXM 13 ?????? qlFF As ④ 邊跨跨中 22114 ???????? qlXM 14 ??????? qlFF As ⑤ 邊跨 3/4 3284432432432211115??????????????????????? lqlqlXM 111 畢業設計 20 15 ???????? qlFF As ⑥ 邊跨右變化點 2222116???????????????? qqlXM 6 6 6266 ??????? qFF As ⑦ 邊跨右邊支點 8 6 917 ???? XM kN9 7 0 6 ???????? qFF As ⑧ 中跨左變化點 2222 218?????????????? qqlXM 82??????????qFFqlFcsc ⑨ 中跨 1/4 22219 ?????????? qlXM 29 ?????? qlFF cs 青 島 理 工 大 學 畢 業 設 計 21 ⑩ 中跨跨中 698 222110 ???????? qlXM kN02 210 ?????? qlFF cs 表 13 成橋階段自重作用效應階段 類型 邊梁成橋階段自重作用效應內力 截面 剪力（ kN） 彎矩（ kN 由于結構自重作用效應是分階段形成的，主要包括：現澆階段 T 梁結構自重作用荷載集度（ 1g ） ,成橋后 T 梁結構自重作用荷載集度增量（ 1g? ），二期結構自重作用荷載集度（ 2g ）。關于截面，因為在進行汽車荷載橫向分布系數計算的過程中，得出 7 號邊梁最不利，所以在建模的時候選取 7 號邊梁為例，進行驗算。