m預應力混凝土空心板橋設計(含施工方案-資料下載頁

【導讀】X市至P市高速公路跨京廣線4×17+23+4×力混凝土空心板橋。鋼筋的布置及預應力損失、主梁截面強度與應力驗算等方面。159m，橋面寬度為凈-13+2×，設計作用為公路-Ⅰ級。算跨境，其余部分凈跨徑17m，計算跨徑。11塊先張法預應力空心板，每塊板的寬122cm。施，也是衡量一個國家現代化水平的重要指標。作為一個畢業在即的土。木人，有義務把自己所學融會貫通，為將來的發展打下堅實的基礎。的特點使其成為中、小跨徑橋梁的首選方案。結構可采用現澆鋼筋混凝。地和節省土方工程量。分為板橋重要部位施工方案說明。在第一部分中，由于時間和篇幅原因，設計采用先張法預。全設計首先根據規范擬。過承載能力驗算、預應力損失計算、主梁變形驗算、應力驗算等的校核，在第二部分中，設計僅對基礎、承臺、墩臺、預應力空。心板等的施工方法進行了簡單說明，由于存在一定限制，僅供參考之用。

　　

【正文】 損失σ l2 預應力鋼絞線的有效長度取為張拉臺座的長度，設臺座長 L=50m，采用一端張拉及夾片式錨具，根據規范要求，有頂壓時，張拉端錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值Δ l 取為 4mm，則可計算得： MP aEL l pl 4 532 ?????? ? ?? 預應力鋼筋與臺座之間的溫差引起的預應力損失σ l3 根據要求，先張法預應力混凝 土構件采用加熱養護的方法時，為減少溫差引起的預應力損失，可采取分階段的養護措施。設控制預應力鋼筋與臺座之間的最大溫差Δ t=t2t1=15℃，則由鋼筋與臺座之間的溫差引起的預應力損失可計算得： ? ? M P atttl 3022 123 ???? ?? 42 預應力鋼絞線由于鋼筋松弛引起的預應力損失σ l5 預應力鋼絞線由于鋼筋松弛引起的預應力損失值可按下式計算 pepkpel f ????? ???????? ?? 5 式中 ψ —— 張拉系數，本設計采用一次性張拉，取ψ =； ζ —— 鋼筋松弛系數，對低松弛鋼絞線 ，取為ζ =； fpk—— 預應力鋼絞線的抗拉強度標準值， fpk=1860MPa； σ pe—— 傳力錨固時的鋼筋應力，對先張法構件， σ pe=σ conσ l2== 把以上數據代入可計算得： σ l5= （ ） = 混凝土彈性壓縮引起的預應力損失σ l4 預應力鋼筋由于混凝土彈性壓縮引起的預應力損失可按下式計算 ?? pcEPl ???? 4 式中 α EP—— 預應力鋼筋模量與混凝土彈性模量的比值 45 ????? cpEP EE? ∑Δσ pc—— 在計算截面鋼束重心時，由全部鋼筋預加力產生的混凝土法向應力，可依下式計算 43 39。0600000000lc o npslpppppppeAANyI eNAN????????????? ??? 式中 ep0—— 換算截面重心至預應力鋼筋和普通鋼筋合力點的距離： mmN eAeAe p sslpppp 600 ????? ?? y0 —— 換算截面重心至計算截面處的距離，本設計為； σ l′ —— 預應力鋼筋傳力錨固時的全部預應力損失，先張法構件傳力錨固時的損 失為 53239。 llll ???? ??? ，則 )( 53239。0 lllc onlc onp ??????? ?????? =1209(+30+ )= 則 Np0=σ p0Apσ l6As= 16800= 由前面計算所得的空心板換算截面面積為 A0=,換算截面慣性矩為 I0= 1010mm4。 則 00 000 0 yI eNAN ppppe ??? ???? MP 1033 ??? ????? σ l4=α EP∑σ pc= = 44 混凝土收縮和徐變引起的預應力損失σ l6 由混凝土收縮和徐變引起的預應力損失可按下式計算 ? ? ? ?006,1 1 5p c s E P p cl psE t t t t? ? ? ??????????? 式中σ l6—— 全部鋼束重心處由混凝土收縮和徐變引起的預應力損失值； σ pc—— 鋼束錨固時，全部鋼束截面重心處由預加應力 (扣除相應階段的應力損失 )產生的混凝土法向應力，并根據張拉受力情況，考慮主梁重力的影響，其值可按00 000 0 yI eNAN ppppc ???計算。 Np0—— 傳力錨固時，預應力鋼筋的預加力，其值按下式計算： ? ? 0)( 5432600 ???????? pllllc o nslppp AAAN ??????? =[1209(+30++ )] 1680 = ep0—— 換算截面重心至預應力鋼筋和普通鋼筋合力點的距離，本設計取 ； y0—— 構件受壓區全部縱向鋼筋重心至截面重心的距離，本設計為； ρ、ρ ps—— 縱向配筋率，0AAA sp ??? ， 221 ieps??? ； A—— 構件截面面積，對于先張法構件，本設計為鋼束錨 固時相應的換算截面面積 A0； eps—— 全部縱向鋼筋截面重心至構件換算截面重心軸的距離 45 eps == i—— 截面回轉半徑，可按下式計算 2210002 mmAIi ????? Ф (t,t0)—— 加載齡期為 t0、計算齡期為 t 時的混凝土徐變系數，其終極值Ф (t,t0)依據規范采用； ε cs(t,t0)—— 鋼筋混凝土傳力錨固齡期為 t0、計算齡期為 t 時的混凝土收縮應變，其終極值ε cs(t,t0)依據規范采用。 (1) 混凝土徐變系數終極值Ф (t,t0)和收縮應變終極值ε cs(t,t0)的計算：構件理論厚度的計算公式為 uAh 2? 式中 A—— 主梁混凝土截面面積 u—— 構件與大氣接觸的截面周邊長度。 ? ? cmu 22 ??????????? 設傳力錨固及加載齡期為 7 天，計算齡期為混凝土終極值 tu，橋梁所處環境的大氣相對濕度為 80%。由前面計算，空心板毛截面面積A=5505cm2。 故： cmuAh 550 522 ???? 根據上述條件，根據規范并直線內插得到 ? ? ? ? 300 , ???? tttt ucsu ?? (2) 上 面式中其他數據的計算 MP ayI eNAN ppppc 1000 000 0 ????????? 46 222 ????? ie psps? ? ? % %100113116800 ?????? A AA sp? 45 ????? cpEP EE? ， M PaE p ?? 考慮自重的影響，由于收縮徐變持續時間較長，采用全部永久作用，空心板跨中截面全部永久作用彎矩 MGk= m(見表 46)，在全部鋼筋重心處由自重產生的拉應力為 跨中截面： MP ayIM Gkt 10600 ??????? l/4 處截面： MP ayIM Gkt 10600 ??????? 支點截面： MPat 0?? 則全部縱向鋼筋重心處的壓應力為 跨中截面： M P at ???? l/4 處截面： M P at ???? 支點截面： M P at ???? 根據σ pc 的含義，σ pc 不得大于傳力錨固時混凝土立方體抗壓強度fcu′ 的 倍，假設傳力錨固時混凝土強度達到 C45，則 fcu′ =45MPa，故 fcu′ = 45=，因此跨中截面、 l/4 處截面、支點截面全部鋼筋重心處的壓應力均小于 ，滿足規范要求。 把以上數據計算得到的各項數據代入σ l6 計算式中，得 跨中： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 47 l/4 處截面： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 支點： ? ? MP al % 356 ???? ?????????? 預應力損失組合計算 傳力錨固時第一批損失σ lI: M P alllllI 0 5432 ?????????? ????? 傳力錨固后預應力損失總和σ l： 65432 llllll ?????? ????? 跨中：σ l=+30+++= l/4 處：σ l=+30+++= 支點：σ l=+30+++= 則各截面的有效預加力為： lconpe ??? ?? 跨中： M P alc onpe 1 0 2 0 9 ????? ??? l/4 處： M P alc onpe 0 1 2 0 9 ????? ??? 支點： M P alc onpe 2 0 9 ????? ??? 48 9. 正常使用極限狀態計算 正截面抗裂性計算 正截面抗裂性計算是對構件跨中截面混凝土的拉應力進行驗算，對于部分預應力 A 類構件，應滿足如下兩個要求： 1)在作用短期效應組合下， tkpcst ???? 。 2)在作用長期效應組合下， 0?? pclt ?? 。 式中 σ st—— 在作用短期效應組合下，構件抗裂驗算邊緣的混凝土法向拉應力，可根據規范求得： M P allc onp 0 7 2 0 940 ??????? ???? NAAN slppp 7 4 3 1 4 11 1 3 6 8 0 7 7600 ??????? ?? mmN eAeAe p sslpppp 600 ????????? ?? 則空心板跨中截面下緣的預壓應力σ pc 為 MP ayI eNAN ppppc 1000 000 0 ???????? σ lt—— 在荷載的長期效應組合下，空心板抗裂驗算邊緣的混凝土法向拉應力，可按下式計算 MP aWM xldlt 8 601 ?????? 由此得： M P afM P a tkpcst ???????? ?? ?????? pcst ?? 在作用短期效應組合和長期效應組合下，跨中截面混凝土拉應力滿足部分預應力 A 類構件的要求。 49 下面考慮溫差的影響。本設 計橋面鋪裝層上層為 100mm 厚的瀝青混凝土，下層為 120mm 厚的防水混凝土，根據規范要求，取 T1=14℃，T2=℃，豎向溫度梯度如圖 91 所示。由于空心板高 800mm，大于400mm，故取 A=300mm。 圖 91 空心板豎向溫度梯度 (單位尺寸： cm) 對于簡支板橋，溫差應力可按下式計算 ?? ccyyt EtAN ? ??? yccyyt eEtAM ?0 正溫差應力：ccyttt EtyIMAN ?? ???? 0 00 式中 α c—— 混凝土線膨脹系數，取為 ； Ec—— 混凝土彈性模量，對 C50， Ec = 104MPa。 Ay—— 截面內的單位面積 (mm2)，計算時可按規則矩形截面進行近似計算； ty—— 單位面積 Ay 內溫差梯度平均值，均以正值代入； y—— 計算應力點至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正 50 值，以下取負值； ey—— 單位面積 Ay 重心至換算截面重心軸的距離，重心軸以上取正值，以下取負值； A0、 I0—— 換算截面面積和慣性矩。 下面對、 ty、 ey 列表進行計算，計算結果見表 91。 表 91 溫差應力計算表 編號 單位面積 Ay /mm2 溫度梯度 ty /℃ 單位面積 Ay 重心至換算截面重心的距離 ey/mm 1 1220 100 =122020 (14+)/2= (14+ 2)/[3 (14+)]= 2 1220 20=24400 (28 +)/2 = (28 2+)/3/(28 +)= 3 (230+230) 280 =128800 28 (30 2) = 則 ? ?NEtAN ccyyt569186 45?????????????? ? ? ?mmNeEtAM yccyyt??????????????????????8450109 1 5 3 2 8 8 0 4 4 0 2 2 0 0 0? 正溫差應力： 板頂 M P aEtyIMANccyttt 0 0 0 101 8 6 109 1 5 3 5 6 3 7 4 15 6 9 1 8 6 4108000???????????????? ?? 51 板頂 ? ?M P aEtyIMAN ccyttt 0 0 0 109 1 5 3 6 3 7 4 15 6 9 1 8 6 4108000???????? ????????? ?? 預應力鋼筋重心 ? ?? ?M P aEtyIMAN ccyttt 0 0 0 109 1 5 3 6 3 7 4 15 6 9 1 8 6 410800039。????????? ????????? ?? 普通鋼筋重心處 ? ?? ?M P aEtyIMAN ccyttt 0 0 0 109 1 5 3 6 3 7 4 15 6 9 1 8 6 410800039。????????? ????????? ?? 預應力鋼絞線溫差應力： M P atEPt 39。 ???? ??? 普通鋼筋溫差效應： M P atECt 39。 ???? ??? 反溫差