道路與橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)—預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)(更新版)

　　

【正文】 限狀態(tài)驗(yàn)算 抗裂驗(yàn)算 正截面抗裂性驗(yàn)算 正截面抗裂性驗(yàn)算以短期效應(yīng)組合計(jì)算，在短期效應(yīng)組合作用下應(yīng)滿足： ?? pcst ?? (71) st? 為在荷載短期效應(yīng)組合作用下，截面受拉邊的應(yīng)力： 2 1 2100 . 7 /( 1 )G K Q K Q KGKstnM M u MM WW? ? ? ??? (72) 式中 1GKM , 2GKM — 分別為一期恒載和二期恒載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 ； 1QKM , 2QKM — 汽車荷載和人群荷載的彎 矩標(biāo)準(zhǔn)值 ； nW —構(gòu)件凈截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩； nnnIW y? 0W —構(gòu)件換算截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩； 000IW y? ny , 0y —凈截面和換算截面重心到受拉邊緣的距離； pc? 為截面下邊緣或上邊緣的有效預(yù)壓應(yīng)力： nn pnpnppc yI eNAN ??? (73) pssc o nppep AAN )( Ⅱ???? ???? ? (74) 下面以 L11/2 截面為例進(jìn)行驗(yàn)算，其它截面同理計(jì)算與驗(yàn)算。 墩身設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 橫橋向及順橋向尺寸 墩身設(shè)計(jì) 參考新長鐵路分離式立交橋的設(shè)計(jì)實(shí)例 ,采用 實(shí)心 圓 形橋 墩 。 加載總重力： += 制動(dòng)力： 10%= 對(duì)墩底的彎矩： (+)= 邊緣最大應(yīng)力： σ=σ1+fcd= 可見承載力完全滿足要求。由于上部結(jié)構(gòu)自重、活載及各種次內(nèi)力、墩身自重及 系梁 自重都已知，根據(jù)參考文獻(xiàn) [6]設(shè)計(jì)樁長及樁徑。墩身頂部設(shè)置墩帽，厚度 ，超出墩身邊緣 ；橫橋向墩帽最小尺寸按照下公式計(jì)算： 1211 22 ccaBB ???? (81) 式中 1B —邊支座中心距； 1a —支座底板橫橋向?qū)挾龋? 2c — 墩身邊緣到墩帽邊緣的距離； 1c — 支座墊板之墩身邊緣的最小 距離。 下面根據(jù)上面的計(jì)算公式，編制 Excel 表格計(jì)算其它控制截面的抗裂性能。 驗(yàn)算截面 處 的腹板總厚 b=， h0==。 由 ∑ x=0 的條件，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度： 39。 ap = h0=hap== b= 上翼板厚度為 20cm，考慮承托影響其平均厚度為： h39。 而且該橋?qū)ΨQ ,為了節(jié)省篇幅 ,只給出 3 跨的配筋表 。 按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)采用 的鋼絞線，單根鋼絞線的公稱截面面積為Ap=139mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 1860MPa， 張拉控制應(yīng)力 σcon=1860=1395MPa(見參考文獻(xiàn) [2])，則所需的預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為： psconpep ANn )( ?? ?? (52) 式中 s? —預(yù)應(yīng)力損失，按 20%的控制應(yīng)力計(jì)。 計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)采用的基頻為 f1， 算式如下： ccmEIlf 21 2 ?? (32) 計(jì)算連續(xù)梁橋的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)采用的基頻為 f2， 算式如下： 2 ccEIf lm?? (33) 式中 l—結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑 (m)； E—結(jié)構(gòu)材料的彈性模量 (N/m2)； Ic—結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩 (m4)； mc—結(jié)構(gòu)跨中 處 的單位長度質(zhì)量 (kg/m)； 計(jì)算結(jié)果如下： 10221 3 . 3 1 6 1 3 . 6 1 6 3 . 5 5 1 0 0 . 9 1 2 91 1 . 7 1 0 5 42 2 3 . 1 4 4 0 2 0 3 3 8 . 8ccEIf lm? ??? ? ? ??? 相應(yīng)的沖擊系數(shù) μ=–= 10222 3 . 6 5 1 2 3 . 6 5 1 3 . 5 5 1 0 0 . 9 1 2 92 2 . 9 7 1 22 2 3 . 1 4 4 0 2 0 3 3 8 . 8ccEIf lm? ??? ? ? ??? 相應(yīng)的沖擊系數(shù) μ=–= 第六章 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 17 最大、最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的剪力計(jì)算 彎矩影響線 由于本橋跨數(shù)多，計(jì)算截面較多，要畫的影響線也很多， 本設(shè)計(jì) 利用力學(xué)求解器計(jì)算影響線 ，計(jì)算 程序 略 。 圖 24 總恒載彎矩圖 圖 25 總恒載剪力圖 彎矩折減 參見參考文獻(xiàn) [2]，考慮到支座對(duì)根部負(fù)彎矩的影響，對(duì)中間支座負(fù)彎矩進(jìn)行折減，折減圖示如圖 26。每個(gè)桿件要確定兩端截面的荷載極度，公式為： q=Aγc (21) 其中 γc=25kN 由上圖可知相鄰兩腹板間距在 5m 左右，同時(shí)考慮到頂板布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需要，由參考文獻(xiàn) [1]表 426 可知橋面板厚度統(tǒng)一取 ；跨中底板厚度 ；支座處梁截 面 圖 17 L1 底 板 (腹板 )變化 (單位： mm) 圖 18 L L L4 跨 底 板 (腹板 )變化 (單位： mm) 第一章 方案設(shè)計(jì) 11 圖 19 L5 跨 底 板 (腹板 )變化 (單位： mm) 腹板和底板為了滿足承壓和構(gòu)造需要分別加厚，中間厚度線形變化變化，具體如圖 17~圖19。 參照 新長鐵路橋 設(shè)計(jì)實(shí)例，中間設(shè)置 1m寬的中央分隔帶， 兩 側(cè) 分別 設(shè)置 撞護(hù)欄。 2支座處梁高：端部剪力效應(yīng)很大，同時(shí)考慮到前后聯(lián)梁高的銜接，梁高定為 。 該橋中選擇的 邊跨與中跨之比為 :1。 本設(shè)計(jì)是一聯(lián)五跨連續(xù)梁橋，截面形式為單箱雙室，縱向變截面；施工方式是滿堂支架整體現(xiàn)澆。 continuous bridge。本橋的設(shè)計(jì)年平均溫差為 177。 6處分別設(shè)置 的水平段；其它支座處分別設(shè)置 。采用這種由頂板傾斜產(chǎn)生橫坡的方法，要比頂板水平而利用橋面鋪裝產(chǎn)生橫坡的方法要好，前者橋面鋪裝等厚，橋面各處力學(xué)性質(zhì)一樣，汽車行駛安全舒適。 懸臂板從內(nèi)側(cè)根部向外側(cè)端部漸變，根部為 50cm 厚，端 部 20cm厚，這種截面變化形式基本符合內(nèi)力分布形式，充分有效的利用了材料。m 1799 291 桿件類型 11 12 13 14 15 q(kN/m) EI(kN=qa2/8 (23) 式中 Me—折減后的支點(diǎn)負(fù)彎矩； M—按理論方法計(jì)算的支點(diǎn)負(fù)彎矩； M39。公式如下 kQkQkQGksd SSS 321 ???????? ? (51) 式中 SGk— 恒載標(biāo)準(zhǔn)值； SQ1k— 活載標(biāo)準(zhǔn)值； SQ2k— 溫度次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值； SQ3k— 支座沉降次內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。下面參照參考文獻(xiàn) [2]，計(jì)算本連續(xù)梁橋的有效翼緣寬度。 本設(shè)計(jì) 在具體的截面配筋時(shí)，在頂板布置 3 束預(yù)應(yīng)力通長筋。pd p cd f ff A f b h? （ 62) 判斷截面類型。其它跨主要是跨中和支座截面起控制作用，故只驗(yàn)算這些截面。 2 1 1 3 . 1 0 . 0 0 1 6 3 6 51 3 8 2 . 2 2 1 0 0svsvvAbs? ?? ? ?? 則31 .0 1 .2 5 1 .1 0 .4 5 1 0 1 3 8 2 1 3 5 1 .8 ( 2 0 .6 1 .5 7 ) 5 5 0 . 0 0 1 6 3 6 5 2 8 0 7 3 1 1 .9 9 9csV k N?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?pdV 為預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力 ???? ? ppdpdpd AfV ?s i 3 (66) 但是該截面沒有彎起鋼筋 ,所以 pdV =0 該截面的抗剪承載力為： 0 c s pd dV V V k N V k N?? ? ? ? ? ? ? 說明抗剪承載力滿足要求。 本設(shè)計(jì)為單箱雙室截面，每個(gè)腹板至少放一個(gè)支座，取支座數(shù)為 3， 實(shí)際支座反力要比計(jì)算出的支座反力要大 15%,支座配置 如表 82。樁與樁之間用一系梁連接 ,系梁高度為 ,厚度為