预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁.docx
《预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁
塔城大桥计算说明书
第一部分桥梁计算
第一章方案比选
（一）设计资料
公路Ⅱ级，人群3.0kN/㎡
桥面宽度：
净—7.0m+2×1.0m人行道,2×0.5m防撞墙
表层为2-3m不等厚强风化泥岩，下为中分化泥岩，可作为基础的持力层，容许承载力为1.0MPa
桥位处为干沟，常年无水
桥面纵坡：
0.5%
桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚6cm。
防水层，C40钢筋水泥混凝土，厚度为14cm~8cm。
混凝土桥面设双向横坡，坡度为1.5%。
为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和φ10cm铸铁泄水管，每20m设置一处。
（二）方案比选
方案一：
3跨40m预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁（详细见总体布置图（推荐方案））
1、方案简介
本方案为钢筋混凝土土先简支后连续T梁。
全桥分3跨，每跨均采用标准跨径40m。
桥墩为桩基桥墩，桥台为埋置式桥台。
桥墩直径为150cm，桩基直径为180cm。
桥台桩基直径为180cm。
2、尺寸拟定
本桥拟用T梁，净跨径为40m。
T梁顶宽为150cm，高为230cm，由7块T梁组成。
方案二：
30+60+30米预应力钢筋混凝土连续钢构桥（详细见总体布置图（比较方案））
1、方案简介
本方案为钢筋混凝土连续钢构桥。
全桥分3不等跨，桥墩为双薄壁桥墩，桥台为埋置式桥台，桩基直径为150cm，承台厚度为300cm。
2、尺寸拟定
本桥拟用连续箱梁，桥面行车道宽7.5m，人行道两边为1.0米，两边各设0.5m的栏杆，箱中部高为300cm，底部最高为450cm，底宽为550cm。
（三）技术经济比较和最优方案的选定
对编制方案：
方案一：
技术工艺成熟，施工场地广泛采用工业化施工，可预制生产；广泛的用于公路建设中。
降低劳动强度，缩短工期，占用的施工场地少。
养护和管理的费用不大。
方案二：
技术工艺比较先进，挂篮悬臂浇注施工，现代化设备安装，主要用于公路大跨径的桥梁以及城市通航河道中，建筑高度和重量都较大，施工周期长。
从施工工艺上比较：
T梁施工技术比较成熟，而连续钢构的施工工艺比较先进，而且施工难度较大；从施工的合理性和可行性比较：
由于本项目为公路Ⅱ级，为减小项目的投资以及加快施工的进度,40米T梁比连续钢构更适用于本次设计；从养护和管理的费用上比较，T梁养护的养护和管理比连续钢构的养护和管理简单且费用少。
从工程数量以及费用上来讲T梁主梁、基础钢筋、混凝土的用量比连续钢构节省。
综上所述，采用编制方案
（一），即3跨40m预应力混凝土先简支后连续T梁为推荐方案（实施方案）。
第二章预应力T梁的计算
一、资料及构造布置
（一）设计资料
1、桥梁跨径及桥宽
标准跨径：
40m（墩中心距），
全桥共：
120米，分3跨，
主梁预制长度：
39.96m，
桥面净空：
净—7.5米，2×1.0栏杆，2×0.5米防撞墙
计算跨径：
38.88m。
2、设计荷载
公路Ⅱ级，人群荷载3.0kN/m，栏杆重量7.718kN/m，防撞墙重11.680kN/m
3、材料及工艺
本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥，锥形锚具；按后张法制作主梁预留预应力钢丝孔道，由φ=50mm抽拔橡胶管形成。
预应力钢铰线：
预应力钢筋采用1×7股钢绞线，其技术见表2-1。
表2-1
种类
直径
弹性模量
抗拉设计强度
抗压设计强度
标准强度
15.2
15.20mm
1.95MPa
1260MPa
390MPa
1860MPa
2）非预应力钢筋：
R235φ和HRB335φ表2-2
钢筋种类
弹性模量
抗拉设计强度
抗压设计强度
标准强度
R235φ
2.1×10MPa
195MPa
195MPa
235MPa
HRB335
2.0×10MPa
280MPa
280MPa
335MPa
3）混凝土：
T梁C50、桥面混凝土铺装层C40；栏杆、人行道为C25；桥面面层为沥青混凝土。
混凝土技术指标见表2-3。
混凝土技术指标表2-3
种类
设计强度
标准强度
弹性模量
（MPa）
轴心抗压（MPa）
轴心抗拉（MPa）
轴心抗压（MPa）
轴心抗拉（MPa）
C25
11.5
1.23
16.7
1.78
2.8×
C40
18.4
1.65
26.8
2.40
3.25×
C50
22.4
1.83
32.4
2.65
3.55×
4、设计规范
1、中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）
2、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）
3、中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）
4、中华人民共和国交通部颁标准.公路地基与基础设计规范.（JTJ024-86）
5、中华人民共和国交通部颁标准.公路桥涵施工技术规范.（JTJ041-2000）
（二）横截面布置
本设计采用公路桥涵标准40米跨径的定型设计，根据经验，主要尺寸大致定下，下图为本桥横断面布置图以及截面尺寸图2-1。
1、主梁间距与主梁片数
全桥宽10.5米，主梁间距1.50米,因此共设7片主梁，根据一些资料，主梁的梁高选用2.30米详细布置见下图2-2：
2-2内梁横断面边梁横断面
2、横截面沿跨长的变化，该梁的翼板厚度不变，马蹄部分逐渐抬高，梁端处腹板加厚到与马蹄等宽。
3、计算截面几何特性
分块名称
分块面积
分块面积形心至上缘距离
分块面积对上缘静矩
分块面积的自身惯矩
分块面积对截面形心的惯矩
1
2
3=2×1
4
5
6=1×
7=4+6
上翼板
1800
6
10800
259200
92.82
15507994.32
15767194.32
上承托
664
16
10624
2133.33
82.82
4554477.194
4556610.524
腹板
2976
120
357120
12842635
-21.18
1335010.982
14177645.98
下三角
280
193
54040
2731
-94.18
2483564.272
2486295.272
马蹄
1152
214
246528
98304
-115.18
15282930.12
15381234.12
∑
6872
679112
52368980.22
其中截面形心至上缘距离：
4、检验几面效率指标（希望在0.5以上）
核心距：
截面效率指标：
表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。
（三）横隔梁的布置
由于主梁很长，为了减小跨中弯矩的影响，全梁共设了9道横隔梁，分别布置在跨中截面、两个四分点、两个八分之一点、两个八分之三及梁端。
考虑施工方便和钢筋布置，横隔梁厚度上端为16cm，下端为15cm。
二、作用效应计算
作用效应的计算包括永久作用计算和可变作用效应的计算。
（一）永久作用效应计算
1、T梁自重（第一阶段结构自重）g1
2、桥面系自重（第二阶段结构自重）g2
人行道及防撞墙重力单侧：
7.718+11.68＝19.398（kN/m）
桥面铺装：
每延米自重：
0.175×7.5×23＝30.1875（kN/m）
由此得空心板每延米总重力g为：
gⅠ=g1=16.425（kN/m）（第一阶段结构自重）
gⅡ=g2=9.855（kN/m）（第二阶段结构自重）
由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见表2-4。
永久作用效应汇总表表2-4
项目
作用种类
作用gi
（KN/m）
计算跨径
l（m）
作用效应M（KN·m）
作用效应V（KN）
跨中（）
跨（）
支点（）
跨（）
跨中
gⅠ
16.425
38.88
3103.6154
2327.712
319.302
159.651
0
gⅡ
9.855
38.88
1862.1693
1396.627
191.581
95.791
0
g=gⅠ+gⅡ
26.280
38.88
4965.7847
3724.339
510.883
255.442
0
（二）可变作用效应计算
1、冲击系数和车道折减系数对公路Ⅱ级为1+u,其他活载不计。
以下为荷载横向分布系数的计算：
（1）跨中截面的荷载横向分布系数mc
本桥跨内有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为：
所以可选用偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数m。
a.计算主梁抗扭惯矩
求主梁截面重心位置
翼板的换算平均高度：
对于T梁截面
式中bi和ti—相应为单个矩形截面的宽度和厚度；
ci—矩形截面抗扭刚度系数
mi—梁截面划分成单个矩形截面的块数。
主梁抗扭惯矩计算查表：
对于翼板＞0.1，查表得
对于梁肋＜0.1，查表得
由公式得
b.计算抗扭修正系数β
其中，ξ与主梁n有关的系数，
查表，n=7时，ξ=1.021，并取G=0.4E
∴
c.按偏心压力法计算横向影响线竖标值
求出1号梁在两个边主梁的横向分布影响线竖标值为：
计算荷载横向分布系数。
因为本工程为T型主梁，采用偏心压力法，由此可得1号梁的横向分布系数最大，故只需计算1号梁的横向分布系数，主梁共设7片主梁，为了施工方便，所以边跨和中跨采用的配筋相同，即为都采用1号梁的配筋。
设零点至1号梁位的距离为x，则
，解得x=6.76m。
公路Ⅱ级：
汽车荷载
人群荷载
2、活载作用内力计算内力
1）弯矩
由汽车作用在一块板上的内力数值，可以按截面内力一般公式计算，即：
式中：
1+——冲击系数，与桥梁自振频率有关,
式中：
l——结构计算跨径（m）；
E——结构材料弹性模量（N/m2）；
Ic——结构跨中截面截面惯矩（m4）；
mc——结构跨中处的单位长度质量（kg/m，当换算为重力单位时为Ns2/m2），mc=G/g；
G——结构跨中处每延米结构重力（N/m）；
g——重力加速度，g=9.81m/s2。
有前面得
则f=2.22HZ，由1.5HZ15HZ,得=0.1767㏑f-0.0157=0.125,因此1+=1.125；
——多车道桥涵汽车荷载折减系数，按《公路桥涵设计通用规范》规定两行车队取1.0，四行取0.67，本设计取两行车道；
m——沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数；
P——公路Ⅱ级车道荷载；
汽车荷载采用公路Ⅱ荷载，它由车道荷载和车辆荷载组成。
《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。
由公路Ⅱ荷载由qk=7.875（KN/m）的均布荷载和Pk=236.6（KN）的集中荷载两部分组成。
而计算剪力效应时，均布荷载Pk=1.2×236.6=284.0KN。
公路Ⅱ级汽车作用下弯矩：
跨中弯矩（见图2-3）为：
不计冲击系数
计入冲击系数
图2-3
四分之一点处的弯矩（见图2-4）为：
不计冲击系数：
计入冲击系数：
图2-4
公路Ⅱ级汽车作用下剪力：
跨中剪力（见图2-5）
图2-5
不计冲击系数：
计入冲击系数：
由公路Ⅱ级作用下四分之一点处的剪力（见图2-6）
图2-6
不计冲击系数：
计入冲击系数：
由公路Ⅱ级作用下支点处的剪力（见图2-7）：
图2-7
不计冲击系数：
计冲击系数：
（2）人群荷载效应
升级会员 