算例4预应力混凝土简支T梁手算与电算比较Word文档下载推荐.docx
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桥面净空:
净-14m+2*1.75m=17.5m
2.设计荷载
公路II级,人群荷载3.0kN/m2,每侧人行栏杆、防撞栏杆重力的作用分别为1.52kN/m2和4.99kN/m2,
3.材料及工艺
混凝土:
主梁用C50,栏杆及桥面铺装用C30。
预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTGD62-2004)中Φs15.2钢绞线,每束6根,全梁配7束,fpk=1860MPa。
4.设计依据
(1)交通部颁《公路工程技术标准》(JTGB01-2003),简称《标准》;
(2)交通部颁《公路桥涵通用设计规范》,简称《桥规》;
(3)交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004),简称《公预规》。
(二)横截面布置
1.主梁间距与主梁片数
主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。
本算例主梁板宽度为2500mm,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:
预施应力、运输、吊装阶段的小截面(bi=1600mm)和运营阶段的大截面(bi=2500mm)。
净-14m+2*1.75=17.5m选用七片主梁,如图所示。
2.主梁跨中截面主要尺寸拟定
(1)主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25,标准设计中高跨比约在1/18~1/19。
当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可以节省预应力钢束用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土的用量增加不多。
综合考虑,混凝土梁高取2300mm比较合适。
(2)主梁截面细部尺寸
T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。
本算例预制T梁的翼板厚度取用150mm,翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。
在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定条件出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15。
本算例腹板厚度取200mm。
马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面总面积的10%~20%为宜。
本算例考虑到主梁需要配置较多的钢束,将钢束按三层布置,一层最多三排,同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求,初拟马蹄宽度为550mm,高度250mm,马蹄与腹板交接处作三角过渡,高度150mm,以减小局部应力。
按照以上拟定的外形尺寸,就可以绘出预制梁的跨中截面图。
(3)计算截面几何特征
将主梁跨中截面画入cad当中,截面几何特性列表计算:
中心坐标x方向为主梁的对称中心,y方向为距主梁底部146.7118cm(83.29cm)处。
大毛截面:
面积:
9687.5000
周长:
993.0781
边界框:
X:
-125.0000--125.0000
Y:
0.0000--230.0000
质心:
0.0000
146.7118
惯性矩:
274800572.9167
20499804.6875
惯性积:
XY:
旋转半径:
168.4236
46.0012
主力矩与质心的X-Y方向:
I:
20499804.6875沿[0.0000-1.0000]
J:
66283330.9364沿[1.00000.0000]
小毛截面:
8337.5000
813.0781
-80.0000--80.0000
-134.4403--95.5597
57248273.3894
6088554.6875
82.8635
27.0233
6088554.6875沿[0.0000-1.0000]
57248273.3893沿[1.00000.0000]
(4)检验界面效率指标ρ(希望ρ在0.5以上)
上核心距:
?
下核心距:
(三)横截面沿跨长的变化
(四)横隔梁的设置
模型试验结果表明,在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,当该处有横隔梁时比较均匀,否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。
为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁;
当跨度较大时,应设置较多的横隔梁。
本设计在桥跨中点和三分点,六分点,支点处设置7道横隔梁,其间距为6.5m。
端横隔梁的高度与主梁同高,厚度为上部260mm,下部240mm;
中横隔梁高度为2050mm
二、截面与材料
(一)c50混凝土与预应力钢筋JTG04规范。
钢筋:
(二)截面情况
总共确定六种截面:
1.跨中截面PSC工型截面。
根据建模结果T梁的面积、y轴惯性矩都符合要求。
2.支点的T梁
3.横隔梁,横隔梁简化为矩形。
4.支点附近的截面变化区域。
三、节点及单元建立
15786.2500
948.2873
-136.2276--93.7724
84531254.5275
22834951.8229
73.1761
38.0330
22834951.8229沿[0.0000-1.0000]
84531254.5274沿[1.00000.0000]