30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计
关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析

关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析【摘要】桥梁作为公路的重要组成部分之一,在工程项目中,设计方案的合理性与规划指标的正确性是衡量整个道路工程施工质量、成本控制和使用功能的关键。
本文就预应力混凝土简支箱梁桥设计要点分析,结合工程实例进行了全面的探讨和阐述。
【关键词】桥梁;预应力混凝土;简支箱梁桥伴随着时间的不断推移,国民经济发展不断加快,各类交通荷载也在逐年增加。
我国现有运营的早期设计修建的预应力混凝土桥梁和钢筋混凝土桥梁,受到过去国情、经济水平和人类认识水平的限制,在投入使用之后经常出现无法满足使用要求,出现了较为严重的裂缝、耐久性不足等重要问题,同时桥梁老化、陈旧和荷载能力不足的现象也日益凸显。
结合现有工程中存在的这些问题,我们在工作中应当注重对混凝土简支箱梁桥设计的相关重点探讨,结合先进科学技术水平合理提高设计方法和观念,进而确保工程项目的质量和耐久性,提高工程效益。
1、工程概况本工程项目位于某高速公路中段,桥梁在建设中总体长度为35m,桥面宽9.5m。
在设计的过程中是对桥梁采用c40的混凝土进行施工的,而桥栏杆和桥面在铺设中是通过采用c20的混凝土。
预应力在控制和设计中分别采用的是astm270级1524的底松弛钢绞线,在这设计过程中钢绞线的选择为12mm和r235的热轧光圈钢筋。
在桥梁桥面施工的过程中是采用5cm厚的c20钢筋混凝土进行铺设和施工的,而最后又铺设了5cm厚的沥青混凝土。
在设计的过程中,对桥梁的等级和应力化进行计算和分配,桥梁等级设置为1级,而汽车等相关荷载要求为3.535kn/m2,梯度温度引起的效按照t1=20℃,t2=6.7℃进行考虑。
这种设计方法和手段的应用有效的确保了桥梁的使用寿命和耐久性。
2、桥梁总体设计在桥梁设计的过程中,应当以安全、经济、实用、美观和环保为基础原则进行总体规划,以可持续发展和功能的良好发挥为最终目标进行全面设计。
在桥梁设计的过程中,其设计方案的选择要具备相应的合理性,并且对其中存在的相关环节要严肃处理,要做到在设计中毫厘不差的设计要求。
30m预应力混凝土简支T梁

一、计算依据与基础资料(一)、设计标准及采用规范1、标准跨径:桥梁标准跨径30m;计算跨径(正交、简支);预知T梁长。
设计荷载:公路——Ⅱ级桥面宽度:分离式路基宽(高速公路),半幅桥全宽桥梁安全等级为一级,环境条件为Ⅱ类2、采用规范:交通部颁布的预应力混凝土简支T梁设计通用图;《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004;《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004;刘效尧等编著,《公路桥涵设计手册-梁桥》,人民交通出版社,2011;强士中,《桥梁工程(上)》,高等教育出版社,2004。
(二)、主要材料1、混凝土:预制T梁,湿接缝为C50、现浇铺装层为C50、护栏为C30.2、预应力钢绞线:采用钢绞线s ㎜,ƒpk=1860MPa,E p=×105MPa3、普通钢筋:采用HRB335,ƒsk =335MPa,Es=×105MPa(三)、设计要点1、简支T梁按全预应力构件进行设计,现浇层80mm厚的C40的混凝土不参与截面组合作用。
2、结构重要性系数取;3、预应力钢束张拉控制应力值σcon =ƒpk;4、计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d;5、环境平均相对湿度RH=55%;6、存梁时间为90d;7、湿度梯度效应计算的温度基数,T1=14℃,T2=℃。
二、结构尺寸及结构特征(一)、构造图构造图如图1~图3所示。
(二)、截面几何特征边梁、中梁毛截面几何特性见表1边梁、中梁毛截面几何特性(全截面)边梁中梁(2号梁)毛截面面积A(㎡)抗弯惯矩I(m4)截面重心到梁顶距离yx(m)毛截面面积A(㎡)抗弯惯矩I(m4)截面重心到梁顶距离yx(m)支点几何特性跨中几何特性(预制截面)边梁中梁(2号梁)毛截面面积A(㎡)抗弯惯矩I(m4)截面重心到梁顶距毛截面面积A(㎡)抗弯惯矩I(m4)截面重心到梁顶距(三)、T梁翼缘有效宽度计算根据《桥规》条规定,T梁翼缘有效宽度计算如下:中梁:B f1=min故按全部翼缘参与受力考虑。
预应力混凝土简支箱形桥梁毕业设计

预应⼒混凝⼟简⽀箱形桥梁毕业设计(此⽂档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)⽬录第⼀部分:设计报告 (4)1前⾔ (5)1.1设计任务 (5)1.2设计标准 (5)1.3任务要求 (5)2设计资料: (5)2.1⼯程地质⽔⽂情况 (5)2.2 地质情况 (5)3.⽅案⽐选 (6)4设计⽅法 (7)4.1设计思路 (7)4.1.1横断⾯设计 (7)4.1.2纵断⾯设计 (7)4.1.3粱肋设计 (8)4.1.4设计资料和横截⾯布置 (8)4.1.5其他 (9)4.2设计感受 (9)5设计评估 (9)6设计成果 (10)6.1总的成果 (10)7总结 (10)7.1设计中的难点与重点 (10)7.2改进的地⽅ (10)8结束语 (10)第⼆部分:河溪梁桥设计计算书 (12)1.⾏车道板计算 (12)1.1悬臂板荷载效应计算 (12)1.1.1 恒载效应: (12)1.1.2 活载效应 (13)1.2 连续板荷载效应计算 (13)1.2.1 永久作⽤ (13)1.2.2 活载效应 (15)1.3 内⼒组合计算 (16)1.3.1 承载能⼒极限状态内⼒组合计算(基本组合): (16)1.3.2 正常使⽤极限状态内⼒组合计算(短期效应组合): (16)1.4 ⾏车道板配筋 (17)2 主梁内⼒计算与配筋 (18)2.1 主梁截⾯⼏何特性的计算 (18)2.1.1预制中主梁的截⾯⼏何特性 (18)2.1.2 检验截⾯效率指标以中跨截⾯为例 (19)2.2 主梁恒载内⼒计算 (20)2.2.1 ⼀期恒载(预制梁⾃重) (20)(20)2.2.2 ⼆期恒载(桥⾯板接头)g2(20)2.2.3 三期恒载(栏杆、⼈⾏道、桥⾯铺装)g32.2.4 主梁恒载汇总 (20)2.2.5 恒载内⼒计算 (21)2.3 主梁活载内⼒计算 (22)2.3.1 冲击系数的计算 (22)2.3.2 横向分布系数 (23)2.3.3 计算活载内⼒ (27)3 截⾯设计 (33)3.1 预应⼒钢束(筋)数量的确定及布置 (33)3.1.1 ⾸先根据跨中截⾯正截⾯抗裂要求,确定预应⼒钢筋数量。
30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计

30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计1.1上部结构计算设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径:30m;主梁全长:29.96m;计算跨径:28.66m;桥面净宽:净—9+2×1.5m。
2.设计荷载车道荷载:公路—I级;人群荷载:3kN/㎡;每侧人行道栏杆的作用力:1.52kN/㎡;每侧人行道重:3.75kN/㎡。
3.桥梁处河道防洪标准为20年一遇设计,50年一遇校核,桥下通过流量1000/s时,落差不超过0.1m。
4.桥下净空取50年一遇洪水位以上0.3m。
5.材料及工艺混凝土:主梁采用C50混凝土;钢绞线:预应力钢束采用Φ15.2钢绞线,每束6根,全梁配5束;钢筋:直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋,直径小于12mm的采用R235钢筋。
采用后张法施工工艺制作主梁。
预制时,预留孔道采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管成型,钢绞线采用T双作用千斤顶两端同时张拉,锚具采用夹片式群锚。
主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝,最后施工混凝土桥面铺装层。
6.基本计算数据基本计算数据见表5-1〖注〗本例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。
f'ck和f'tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度,则:f'ck = 29.6MPa,f'tk = 2.51MPa。
1.1.2 方案拟定及桥型选择1.桥型选取的基本原则(1) 在符合线路基本走向的同时,力求接线顺畅、路线短捷、桥梁较短、尽量降低工程造价(2)在满足使用功能的前提下,力求桥型结构安全、适用、经济、美观。
同时要根据桥位区的地形、地貌、气象、水文、地质、地震等条件,结合当地施工条件,选用技术先进可靠、施工工艺成熟、便于后期养护的桥型方案。
(3)尽量降低主桥梁体高度,缩短桥长。
2.桥型方案比选根据桥位的通航要求,结合桥位处的地形地貌、地质等条件,我们对简支梁桥、悬臂梁桥、T型刚构桥三种方案进行比选(1)简支梁桥方案采用预应力混凝土箱形截面形式,此结构为静定结构,结构内力不受地基变形及温度变化等的影响,因此对基础的适应性好。
预制箱梁施工方案(30m)

预制箱梁施工技术方案一、工程概况1.1工程简介本标段23.075公里共有大、中、小桥梁26座,其中上部结构采用预制箱梁的桥梁5座,共有预制箱梁272片。
预制箱梁分为22m、25m和30m共三种跨径,部署在两个预制场进行预制,箱梁类型、分布、主要工程量及所属梁场分配如下:1#梁场位于K4+100右侧50m,预制25m箱梁104片,其中-40°箱梁80片,40°箱梁24片,设置预制台座5个;2#梁场位于K22+734郎川河大桥小桩号桥头主线路基上(K22+070—390段),预制箱梁168片,其中22m箱梁8片,25m箱梁48片,30m箱梁112片,设置通用台座18个。
1.2编制依据1、溧广高速公路LG—01合同段招标文件、合同文件、两阶段施工图设计文件;2、溧广高速公路LG-01合同段实施性施工组织设计;3、《公路工程施工安全技术规范》(JTJ076-95);4、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);5、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011);6、《高速公路施工标准化技术指南第四分册桥梁工程》(2012年11月)7、《安徽省高速公路工地标准化建设指南》(DB 34/T1663-2012);8、项目办、总监办质量管理办法相关条款要求。
1。
3适用范围本方案适用于指导溧广高速公路LG—01合同段预制箱梁施工。
二、预制箱梁首件概况、目的、计划进度、人员、设备投入情况2.1首件概况结合现场条件及施工准备情况,预制箱梁首件选择在K22+734郎川河大桥,该桥梁长682m共分4联,左幅为8x30m+22m+6x40m+6x30m,右幅为6x30m+22+2x30m+6x40m+6x30m,横坡为双向2%,设计交角0°,与老郎川河水流方向交角为15°,跨径分为22m、30m及40m,桥面宽2×12。
5m,上部结构跨老郎川河主河道采用6跨40m先简支后连续预应力混凝土T梁,引桥采用30m预应力混凝土先简支后连续箱梁,小桩号跨河堤处设22m调节跨,调节跨采用22m预应力混凝土先简支后连续箱梁。
预应力混凝土梁桥施工组织设计

预应力混凝土梁桥施工组织设计一、我国预应力混凝土梁桥的现状与发展1、预应力混凝土梁式桥的结构特点各种形式的预应力混凝土梁式桥在桥梁建设中占有主导地位,而且有着广阔的发展前景。
按结构体系划分一般有:简支梁、连续梁、T形刚构、连续刚构、刚构连续组合梁以及V型墩刚构等。
按截面形式划分有:I形梁、T形梁、形梁、槽形梁、箱形梁等,大跨度超静定梁桥绝大多数采用箱形截面。
预应力混凝土简支梁桥由于结构简单、受力明确、施工方便,仍将是我国量大面广的中小跨径桥梁的首选结构。
一般认为,简支梁桥的合理跨径在50m 以下,超出这一范围,梁高会急剧加大,失去其经济合理性.与简支梁相比,其它超静定梁则具有较大的跨越能力,那就是预应力混凝土连续梁与连续刚构.预应力混凝土连续刚构桥对地形、地质和通航要求适应性强、施工方便、较经济,已成为国内大跨径桥梁的首选桥型。
预应力混凝土连续梁与连续刚构同为大跨度梁式桥,但受力上存在着一定的差异。
与连续梁相比,连续刚构由于在墩顶处的墩梁固结,对梁跨形成附加约束,因而能够增加顺桥向的抗弯刚度和横桥向的抗扭刚度,从而提高桥梁的跨越能力;同时由于墩柱的约束,温度变化、收缩徐变等对连续刚构造成的内力影响,也比连续梁大得多;尽管在高墩桥位,经常采用柔性墩结构,但桥墩的材料用量、设计难度要比连续梁大得多。
与连续刚构相比,连续梁桥在支座处仅提供竖向约束。
所以,在正常“恒载+活载"作用下的跨中截面弯矩要比连续刚构大,但由温度变化所产生的各种内力要比连续刚构小很多;大跨度连续梁对支座的承载能力要求很高,甚至需要特别设计(如南京长江大桥二桥北汊桥连续梁的支座吨位达到65000KN)。
但它要求桥墩只承受竖向反力,在深水基础的情况下允许采用高桩承台,能够大大简化基础及桥墩的设计与施工。
刚构、连续组合梁桥的受力特点则介于连续梁桥和连续刚构之间;V型墩刚构则具有增加桥梁刚度的特点。
总之,在大跨度桥梁的桥式方案中,应当结合具体的技术经济条件,权衡选择。
部颁图30米小箱梁计算手册

目录1 计算依据与基础资料 (1)1.1 标准及规范 (1)1.1.1 标准 (1)1.1.2 规范 (1)3.1.5 荷载横向分布系数汇总 (17)3.2 剪力横向分布系数 (18)3.3 汽车荷载冲击系数μ值计算 (18)3.3.1汽车荷载纵向整体冲击系数μ (18)3.3.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数 (18)4 主梁纵桥向结构计算 (18)4.1箱梁施工流程 (18)4.2 有关计算参数的选取 (19)4.3 计算程序 (20)4.4 持久状况承载能力极限状态计算 (20)4.4.1 正截面抗弯承载能力计算 (20)5.1 荷载标准值计算(弯矩) (30)5.1.1 预制箱内桥面板弯矩计算 (31)5.1.2 现浇段桥面板弯矩计算 (33)5.1.3 悬臂段桥面板弯矩计算 (35)5.2 荷载标准值计算(支点剪力) (37)5.2.1 预制箱内桥面板支点剪力计算 (37)5.2.2 现浇段桥面板支点剪力计算 (37)5.3 持久状况承载能力极限状态计算 (38)5.3.1 预制箱内桥面板承载能力极限状态计算 (38)5.3.2 现浇段桥面板承载能力极限状态计算 (40)5.3.3 悬臂段桥面板承载能力极限状态计算 (41)预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算书(30m 装配式预应力混凝土连续箱梁)1 计算依据与基础资料1.1.3 参考资料∙《公路桥涵设计手册》桥梁上册(人民交通出版社2004.3)1.2 主要材料1)混凝土:预制梁及现浇湿接缝、横梁为C50、现浇调平层为C40;2)预应力钢绞线:采用钢绞线15.2s φ,1860pk f MPa =,51.9510p E Mpa =⨯3)普通钢筋:采用HRB335,335sk f MPa =,52.010S E Mpa =⨯1.3 设计要点1)本计算示例按后张法部分预应力混凝土A 类构件设计,桥面铺装层80mmC40混凝土不参与截面组合作用;2)根据组合箱梁横断面,采用荷载横向分布系数的方法将组合箱梁3.1.1 刚性横梁法1)抗扭惯矩计算宽跨比B/L=13.5/30=0.45≤0.5,可以采用刚性横梁法。
4车道高速公路30米预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计本科生毕业设计论文

4车道⾼速公路30⽶预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥上部结构设计本科⽣毕业设计论⽂4车道⾼速公路30⽶预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥上部结构设计本科⽣毕业设计论⽂1⽂献综述1.1预应⼒混凝⼟简⽀T梁桥国外研究进展18世纪中叶⼯业⾰命后,钢、⽔泥、钢筋混凝⼟及预应⼒混凝⼟等⼈⼯材料的发展和应⽤,推动了近代桥梁科学技术的⾰命。
⼈⼯材料在桥梁⼯程上的应⽤是近代桥梁的标志。
19世纪中期,钢材的出现,开始了⼟⽊⼯程的第⼀次飞跃。
随后⼜产⽣了⾼强钢材,于是钢结构得到蓬勃发展。
结构跨度从砖、⽯、⽊结构的⼏⽶、⼏⼗⽶跃到百⽶、⼏百⽶⾄千⽶以上,开创了在⼤江、海峡上修建桥梁的奇迹[1]。
1867年钢筋混凝⼟诞⽣,实现了⼟⽊⼯程的第⼆次飞跃。
有了钢筋混凝⼟才有可能建造跨越能⼒很⼤的桥梁,并使形式多样化。
1905年,⽐利时出现了单跨55m的钢筋混凝⼟桥;1930年,法国的弗莱西奈建造了跨度178m的钢筋混凝⼟拱桥。
1928年⾼强钢丝⽤于预应⼒混凝⼟,使在混凝⼟中建⽴永存的预压应⼒成为可能,奠定了现代预应⼒混凝⼟的实⽤基础,⼤⼤提⾼了混凝⼟结构的抗裂性能、刚度和承载能⼒,使其⽤途更为⼴泛,使⼟⽊⼯程发⽣了⼜⼀次飞跃[2,3]。
20世纪中叶,第⼆次世界⼤战以后,全球的持续稳定和科学技术与经济的⾼速发展,使桥梁科学技术获得了⽐历史上任何时期都快的发展。
主要表现为:⾼强轻质材料的发展和应⽤;跨度的不断增⼤,形式的多样化与结构的整体化;设计与计算的计算机化(如CAD技术的发展);制造的⼯业化、⾃动化与程序化,施⼯⼯艺的提⾼。
由于设计⽅法与计算理论、材料科学、制造⼯艺、安装⽅法、基础施⼯技术等⽅⾯的不断改进,当今桥梁⼯程规模之巨⼤、技术之复杂已今⾮昔⽐。
已建桥梁跨度接近2000m(明⽯海峡悬索桥跨度为1990m),⽔下深度超100m的基础⼯程,⾼出地⾯接近200m的桥墩。
桥梁⼯程还将向更⾼的记录攀登[4]。
预应⼒混凝⼟桥梁⼀跃上桥梁建设的历史舞台,就显⽰出它强⼤的竞争能⼒。
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30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计1.1上部结构计算设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径:30m;主梁全长:29.96m;计算跨径:28.66m;桥面净宽:净—9+2×1.5m。
2.设计荷载车道荷载:公路—I级;人群荷载:3kN/㎡;每侧人行道栏杆的作用力:1.52kN/㎡;每侧人行道重:3.75kN/㎡。
3.桥梁处河道防洪标准为20年一遇设计,50年一遇校核,桥下通过流量1000/s时,落差不超过0.1m。
4.桥下净空取50年一遇洪水位以上0.3m。
5.材料及工艺混凝土:主梁采用C50混凝土;钢绞线:预应力钢束采用Φ15.2钢绞线,每束6根,全梁配5束;钢筋:直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋,直径小于12mm的采用R235钢筋。
采用后张法施工工艺制作主梁。
预制时,预留孔道采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管成型,钢绞线采用T双作用千斤顶两端同时张拉,锚具采用夹片式群锚。
主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝,最后施工混凝土桥面铺装层。
6.基本计算数据基本计算数据见表5-1〖注〗本例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。
f'ck和f'tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度,则:f'ck = 29.6MPa,f'tk = 2.51MPa。
1.1.2 方案拟定及桥型选择1.桥型选取的基本原则(1) 在符合线路基本走向的同时,力求接线顺畅、路线短捷、桥梁较短、尽量降低工程造价(2)在满足使用功能的前提下,力求桥型结构安全、适用、经济、美观。
同时要根据桥位区的地形、地貌、气象、水文、地质、地震等条件,结合当地施工条件,选用技术先进可靠、施工工艺成熟、便于后期养护的桥型方案。
(3)尽量降低主桥梁体高度,缩短桥长。
2.桥型方案比选根据桥位的通航要求,结合桥位处的地形地貌、地质等条件,我们对简支梁桥、悬臂梁桥、T型刚构桥三种方案进行比选(1)简支梁桥方案采用预应力混凝土箱形截面形式,此结构为静定结构,结构内力不受地基变形及温度变化等的影响,因此对基础的适应性好。
此桥标准跨径为30m,在预应力混凝土简支梁桥的经济跨径之内,且其结构简单、施工方便、受力明确、易采用标准设计,从而可简化施工、降低建设成本。
(2)悬臂梁桥方案悬臂梁利用悬臂根部的负弯矩对主跨跨中正弯矩产生卸载作用,可节约材料用量、降低建筑高度。
其结构为静定体系,和简支梁一样对基础的适应性较好。
但主要缺点是施工不便,尤其是挂梁部变形挠曲线不连续,使行车不平顺,桥面易损坏。
(3)T型刚构桥方案此种桥型结构属静定结构,结构分析较为简单,且不会因为支座位移、温度变化、混凝土收缩徐变及施加预应力而产生附加内力;施工适合于悬臂节段施工,且不需要体系转换,施工阶段内力分布与成桥状态一致。
但其缺点有二:一是T型刚构桥腿处的梁缝无法做成桥面连续构造,必须设置小位移伸缩缝,影响行车平顺;二是悬臂根部负弯矩很大,用普通钢筋混凝土修建时不仅钢材用量大,而且控制混凝土裂缝的开展成为关键,因此经济和技术上的要求比较高。
经以上比较,简支梁在经济、功能上都优于其他两种方案,因此本项目推荐采用简支梁桥方案。
1.1.3横截面布置1.6主梁截面承载能力与应力验算预应力混凝土梁从预加力开始受到荷载破坏,需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个受力阶段,为保证主梁受力可靠并予以控制,应对控制截面进行各个阶段的验算。
下面先进行持久状态下截面承载能力极限状态的验算,再分别进行持久状态下的抗裂验算和应力验算,最后进行短暂状态下的构件截面应力验算。
对于抗裂验算,《公预规》根据简支梁标准设计的经验,对于全全预应力梁在使用阶段短期效应组合下,只要截面不出现拉应力就可满足。
1.6.1持久状况下截面承载能力极限状态的验算在承载能力极限状态下,预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破坏。
1.正截面承载能力的验算一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载力验算。
(1)将箱型截面按面积不变,惯性矩不变的原则转换为I 形截面梁,转化图见图1-12(2)确定混凝土受压区高度x(2)根据《公预规》5.2.3条规定,对于I 形截面:当''f f cd p pd h b f A f ≤成立时,中性轴在翼缘板内,否则在腹板内。
)(4.63501.04.501260KN A f p pd =⨯⨯=)(8.54201.0112204.22''KN h b f f f cd =⨯⨯⨯=即,受压区全部位于翼板内,说明是第一类I 形截面梁。
设中性轴到截面上缘的距离为x ,则)(2.63)12170(4.0)(89.122204.224.501260cm h cm b f A f x o b f cd p pd =-⨯=<=⨯⨯==ξ式中:b ξ——预应力受压区高度界限系数,对于C50混凝土和钢绞线,查表5-2得b ξ=0.40;p a h h -=0——梁的有效高度,对于跨中截面,p a 为钢束群重心至梁底距离为17cm 。
说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。
(3)验算正截面承载能力根据《公预规》5.2.2条规定,正截面承载能力按下式计算:)2('xh x b f M o f cd d o -≤γ式中:0γ——桥梁结构的重要性系数,取1.0。
).(41.7801).(88.8751)21289.012.07.1(1289.02104.223m KN M m KN d o =>=--⨯⨯⨯⨯=γ右边 跨中截面正截面承载力满足要求。
(4)验算最小配筋率根据《公预规》9.1.12条规定,预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条件:udcrM 1.0M ≥ 式中:ud M ——受弯构件正截面抗弯承载能力设计值,由以上计算可知m kN 19.7539•=ud M ;cr M ——受弯构件正截面开裂弯矩值,按下式计算: 0()cr pc tk M f W σγ=+ 02o S W γ=PCp P n nxN MA W σ=+式中:S 0——全截面换算截面重心轴以上(或以下)部分截面对重心轴的面积矩,见表1-20(2);W 0——换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩,见表1-20(2);pc σ——扣除全部预应力损失预应力筋在构件抗裂边缘产生的混凝土预压应力。
43671.5460737925.62()6415.35244888PCp P nnx N M MPa A W σ=+=+= 0222526291.6317309654o S W γ⨯=== 0()cr pc tk M f W σγ=+=(23.05+1.57×2.65)×314497.33×10-3=8557.63 kN ·m由此可见,ud cr M 7539.190.88 1.0M 8557.63==<,尚需配置普通钢筋来满足最小配筋率的要求。
①计算受压区高度x'000()2cd f x M f b x h γ≤-38557.6322.410 3.0(1.600.17)2xx =⨯⨯⨯⨯--解得x =0.09m<00.4(1.600.17)0.57b h m ξ=⨯-= ②计算普通钢筋s A422.4 2.30.1035126041.710280cd pd Ps sdf bx f A A f --⨯⨯-⨯⨯==即在梁底部配置8 25的HRB335钢筋,s A =20.36cm 2,以满足最小配筋率的要求。
2.斜截面承载力验算验算受弯构件斜截面抗剪承载力时,其计算位置有:距支座中心h /2处截面;受拉区弯起钢筋弯起点出截面;箍筋数量或间距改变处的截面;构件腹板宽度变化处得截面和支点截面。
本设计验算支点截面。
(1)斜截面抗剪承载力验算 ①复核主梁截面尺寸I 形截面梁当进行斜截面抗剪承载力计算时,其截面尺寸应符合《公预规》5.2.9条规定,按下式计算:000.5110d V γ-≤⨯式中:d V ——为经内力组合后支点截面上的最大剪力; b ——为支点截面的腹板厚度;0h ——为支点截面的有效高度,m m 1404196-16000==h 。
则:300.51100.51105331404--⨯=⨯⨯02698.671303.97d kN V kN γ=≥=所以本设计主梁的截面尺寸符合要求。
②截面抗剪承载力验算根据《公预规》5.2.10条规定,若满足下式要求,则不需进行斜截面抗剪承载力计算。
即:o td d o bh f a V 23105.0-⨯≤γ式中:td f ——混凝土抗拉设计强度;2a ——预应力提高系数,取1.25。
则:140453383.125.1105.0105.03-23⨯⨯⨯⨯⨯=⨯-o td bh f akN V kN d o 97.130390.855=≤=γ因此需要进行斜截面抗剪承载力验算。
a.箍筋计算根据《公预规》9.4.1条规定,腹板内箍筋直径不小于10mm ,且应采用带肋钢筋,间距不应大于250mm 。
本设计选用φ10@20cm 的双肢箍筋,则箍筋总截面积为:21575.782mm A sv =⨯=箍筋间距cm S v 20=,箍筋抗拉设计强度sv f =280MPa ,箍筋配筋率sv ρ为:002.0200400157=⨯==v sv sv bS A ρ=0.20% 满足《公预规》9.3.13条“箍筋配筋率sv ρ,HRB335钢筋不应小于0.12%”的要求。
同时,根据《公预规》9.4.1条规定,在距支点一倍粱高范围内,箍筋间距缩小至10cm 。
b.抗剪承载力计算根据《公预规》5.2.7条规定,主梁斜截面抗剪承载力按下式计算。
即:pb cs d o V V V +≤γ31230.4510cs V bh ααα-=⨯⨯p pd pd pd A f V θsin 1075.03∑⨯=-式中:1.1;25.1;0.1;97.1303321====αααkN V dp θsin 采用全部6束预应力钢筋的平均值,即p θsin =0.099,所以:31230.4510cs V bh ααα-=⨯⨯kN26.1408280002.050)56.06.02(14045331045.01.125.10.1=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-p pd pd pd A f V θsin 1075.03∑⨯=-=kN 93.392099.0670012601075.03=⨯⨯⨯⨯⨯-kN V V V d o pb cs 97.130371.176580.41526.1408=>=+=+γ(2)斜截面抗弯承载力的计算由于钢束均锚固于梁端,钢束数量沿跨长方向没有变化,且弯起角缓和,其斜截面抗弯强度一般不控制设计,不必验算,可通过构造加以保证。