30m简支t梁计算书.docx
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30m简支t梁计算书
计算书
设计:
复核:
审核:
一、基本信息
1.1工程概况
K27+203.00XX大桥。
原桥桥跨布置:
4×30m(简支T梁)+3×30m(简支T梁),桥梁全长224.6米。
桥面宽度为:
7米(车行道)+2×0.5米(钢筋混凝土护栏),桥梁全宽8米。
1.2技术标准
设计程序:
CivilDesigner
设计安全等级:
二级
桥梁重要性系数:
1.0
1.3主要规
《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
《公路桥涵设计通用规》(JTGD60-2004),以下简称《通规》;
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTGD62-2004),以下简称《桥规》;
《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)
《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98)
《城市桥梁抗震设计规》(CJJ166-2011)
《公路桥涵地基与基础设计规》(JTGD63-2007)
1.4结构概述
K27+203.00XX大桥,上部结构采用30m预应力混凝土简支T梁,桥跨布置为4×30m(简支T梁)+3×30m(简支T梁),横向布置3片,预制T梁梁高1.98m,翼板厚度跨中为0.14m,端部1.0m长围为0.3m,T梁腹板厚0.18m,马蹄宽度为0.4m,T梁中距为2.6m,每跨T梁设置3道横隔板。
1.5主要材料及材料性能
1.5.1混凝土
表1混凝土材料及材料性能表
强度等级
弹性模量
(MPa)
剪切模量
(MPa)
泊松比
容重
(kN/m3)
线膨胀系数
fck
(MPa)
ftk
(MPa)
fcd
(MPa)
ftd
(MPa)
C50
34500.000
13800.000
0.200
25.000
0.000
32.400
2.650
22.400
1.830
1.5.2预应力钢筋
表2预应力钢筋材料及材料性能表
预应力钢筋材料名称
弹性模量
(MPa)
容重
(kN/m3)
线膨胀系数
fpk
(MPa)
fpd
(MPa)
f'pd
(MPa)
15-7
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
15-9
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
表3预应力钢筋特性值表
预应力钢筋名称
钢束总面积
(㎡)
拉控制应力
(MPa)
拉控制力
(kN)
管道直径
(m)
μ
k
锚具变形
(mm)
松弛系数
超拉
15-7
0.001
1395000.000
1357335.000
0.080
0.150
1e-006
6.000
0.3
否
15-9
0.001
1395000.000
1745145.000
0.080
0.150
1e-006
6.000
0.3
否
1.5.3普通钢筋
表4普通钢筋材料及材料性能表
普通钢筋
弹性模量
(MPa)
容重
(KN/m3)
fsk
(MPa)
fsd
(MPa)
f'sd
(MPa)
R235
210000.000
76.980
235.000
195.000
195.000
HRB335
200000.000
76.980
335.000
280.000
280.000
1.6计算原则、容及控制标准
计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计,并以《公路桥涵设计通用规》(JTGD60-2004)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTGD62-2004)为标准,按部分预应力(A类)混凝土结构进行验算。
二、模型建立及分析
2.1计算模型
图1模型视图
1)节点数量:
225个;
2)单元数量:
348个;
3)边界条件数量:
1个;
4)施工阶段数量:
4个,施工步骤如下:
施工阶段1:
T梁施工与安装;60.0天;
施工阶段2:
拉预应力;3.0天;
施工阶段3:
浇筑铺装及护栏;60.0天;
施工阶段4:
收缩与徐变;3650.0天;
2.2荷载工况及荷载组合
1)自重
自重系数:
-1.04
2)可变荷载
活载:
汽车荷载,桥梁等级为公路Ⅱ级;
对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ,按照《公路桥涵通用设计规》第4.3.2条,冲击系数μ可按下式计算:
根据规,计算的结构基频f=4.69Hz,冲击系数μ=0.257。
3)荷载组合
表5荷载工况
序号
工况名称
描述
1
徐变二次
CS
2
收缩二次
SS
3
截面降温
TPG1
4
截面升温
TPG
5
钢束一次
TP
6
钢束二次
TS
7
恒荷载
DL
8
移动荷载
M
荷载组合列表:
A基本组合:
永久作用设计值与可变作用设计值组合,根据规,其组合式如下
B短期组合:
永久作用标准值与汽车荷载频遇值、其他可变作用准永久值的组合,根据规其组合式如下:
C长期组合:
永久作用标准值与可变作用准永久值的组合,根据规其组合式如下:
三、持久状况承载能力极限状态
3.1正截面抗弯验算
图表1使用阶段正截面抗弯验算包络图
结论:
按照《桥规》第5.1.5-1条
验算,结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值,满足规要求;
3.2斜截面抗剪验算
图表2使用阶段斜截面抗剪验算包络图
结论:
按照《桥规》第5.1.5-1条
验算,结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值>构件承载力设计值,不满足规要求;
按照《桥规》第5.2.9条进行抗剪截面验算,不满足规要求;
四、持久状况正常使用极限状态
4.1正截面抗裂验算
全预应力混凝土构件,在作用(荷载)短期效应组合下,应符合下列条件:
预制构件:
σst-0.85σpc≤0
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件:
σst-0.80σpc≤0
A类预应力混凝土构件,在作用(荷载)短期效应组合下,应符合下列条件:
σst-σpc≤0.7ftk
图表3使用阶段正截面抗裂验算(短期)包络图
结论:
按照《桥规》第6.3.1-3条公式
验算:
顶缘
=0.830MPa(拉应力)≤
=1.855MPa(拉应力),满足规要求;
底缘
=4.079MPa(压应力)≤
=1.855MPa(拉应力),满足规要求;
A类预应力混凝土构件,在作用(荷载)长期效应组合下,应符合下列条件:
σlt-σpc≤0
图表4使用阶段正截面抗裂验算(长期)包络图
结论:
按照《桥规》第6.3.1-4条公式
验算:
顶缘
=1.386MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力),满足规要求;
底缘
=4.660MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力),满足规要求;
4.2斜截面抗裂验算
对于全预应力混凝土构件,在作用(荷载)短期效应组合下,应符合下列条件:
预制构件:
σtp≤0.6ftk
现场浇筑(包括预制拼装)构件:
σtp≤0.4ftk
A类预应力混凝土构件,在作用(荷载)短期效应组合下,应符合下列条件:
预制构件:
σtp≤0.7ftk
B类预应力混凝土构件,在作用(荷载)短期效应组合下,应符合下列条件:
预制构件:
σtp≤0.7ftk
现场浇筑(包括预制拼装)构件:
σtp≤0.5ftk
图表5使用阶段斜截面抗裂验算包络图
结论:
按照《桥规》第6.3.1-5条公式
验算:
=1.314MPa(拉应力)≤
=1.855MPa(拉应力),满足规要求;
五、持久状况应力验算
5.1斜截面主压应力验算
按《桥规》第7.1.6条公式,混凝土的主压应力应符合下式规定:
σcp≤0.6fck;
图表6使用阶段斜截面主压应力包络图
结论:
按照《桥规》第7.1.6-1条公式验算:
=0.000MPa≤
=19.440MPa,满足规要求;
六、短暂状况应力验算
6.1法向压应力验算
按《桥规》第7.2.8条,截面边缘混凝土的法向压应力应符合下式规定:
σtcc≤0.7fck’
图表7施工阶段法向压应力验算(顶)包络图
图表8施工阶段法向压应力验算(底)包络图
结论:
按照《桥规》第7.2.8条公式
’验算:
顶缘
=2.527MPa≤
’=18.760MPa,满足规要求;
底缘
=17.173MPa≤
’=18.760MPa,满足规要求;
终上所述:
该桥T梁桥梁截面偏弱,桥梁斜截面抗剪不满足04规要求,桥面改造建议不要加载,以免增加桥梁负担,影响桥梁结构安全。