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文档简介
摘要本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定,对高坎上官伯段的高坎大桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计,本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则,本论文提出两种不同的桥型方案进行比较和选择方案一为预应力混凝土简支梁桥,方案二为拱桥。经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土简支梁桥(锥形锚具)为推荐方案。在设计中,桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中恒载以及活载的作用利,采用整体的体积以及自重系数,荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、偏心压力法求出活载横向分布系数,并运用最大荷载法法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算,估算了钢绞线的各种预应力损失,并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的双墩柱,采用盆式橡胶支座,并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制,计算机编档、排版,打印出图及论文。还有,翻译了一篇英文短文“RELIABILITYANALYSIS”。关键词预应力混凝土、简支梁桥、钻孔灌注桩、锥形锚具、AUTOCAD。ABSTRACTTHISISAPARTIALSTRUCTDESIGNOFAFLYOVERCROSSINGTHATISOVERTHERAILWAYINGAOKANSHANGGUANBO,ACCORDINGTODESIGNINGASSIGNMENTANDTHESTANDARDOFROADANDBRIDGEFORTHEPURPOSEOFMAKETHETYPEOFTHEBRIDGECORRESPONDINGWITHTHEAMBIENCEANDCOSTSAVING,THISPAPERPROVIDESTWODIFFERENTTYPESOFBRIDGEFORSELECTIONTHEFIRSTONEISPRESTRESSEDCONCRETECONTINUOUSBRIDGETHESECONDONEISDOUBLECANTILEVERHALFTHROUGHNOTHRUSTARCHBRIDGEAFTERTHECOMPARISONSOFECONOMY,APPEARANCE,CHARACTERISTICUNDERTHESTRENGTHANDEFFECT,THEFIRSTONEISSELECTEDINTHISDESIGN,THECHECKINGCALCULATIONOFSTRENGTHOFMAINGIRDERWASPRECEDEDNOTONLYINPRESTRESSEDSTATEMENTBUTALSOINUSINGSTATEMENT,DEFLECTION,PRECAMBERANDTHEASSESSMENTOFREINFORCINGSTEELBARWERECHECKEDTOOTHEPIEROFTHEBRIDGEWASBASINGONDIGGINGPILE,ANDADOPTEDRUBBERPOTBEARINGACCORDINGTOTHECHARACTERISTICOFTHEOVERPASSBRIDGEANDSPOTCONDITION,ITADOPTEDTHEMETHODTHATTHECANTILEVERJOBPLACINGCOMBINEDWITHBRACKETJOBPLACINGALLOFTHEDESIGNDRAWINGSWEREPROTRACTEDBYAUTOCADEXCEPTTHATTHETHESISCALLEDANOTEONDYNAMICFRACTUREOFTHEBRIDGEBEARINGDUETOTHEGREATHANSHINAWAJIEARTHQUAKEWASTRANSLATEDINTOCHINESE,ANDMADEAREPORTONKEYWORDSPRESTRESSEDCONCRETE、AUTOCAD、SIMPLESUPPORTEDBEAMBRIDGE、CASTINPLACEPILE、CONEANCHORAGEDEVICE。目录第一部分桥梁设计1第一章水文计算111原始资料112水文计算3第二章方案比选621方案一预应力钢筋混凝土简支梁(锥型锚具)622方案二钢筋混凝土箱形拱桥10第三章总体布置及主梁的设计1131设计资料及构造布置1132主梁内力计算12第四章预应力钢束的估算及其布置2141跨中截面钢束的估算与确定2142钢束预应力损失计算2543截面强度验算2844预加内力计算3445主梁斜截面验算3546截面应力验算4147主梁端部的局部承压验算46第五章下部结构的计算5151盖梁的计算5152桥墩墩柱计算5853钻孔灌注桩的设计计算60第二部分英文翻译63RELIABILITYANALYSIS63可靠性分析70结束语74第一部分桥梁设计第一章水文计算11原始资料111水文资料浑河发源于辽宁省新宾县的滚马苓,从东向西流过沈阳后,折向西南,至海城市三岔河与太子河相汇,而后汇入辽河。浑河干流长364公里,流域面积11085平方公里。本桥位上游45公里的大伙房水库,于1958年建成,该水库控制汇流面积5563平方公里,对沈阳地区的浑河洪峰流量起到很大的削减作用。根据水文部门的资料,建库前浑河的沈阳水文站百年一遇洪峰流量位11700立方米/秒,建库后百年一遇推算值为4780立方米/秒。浑河没年12月初开始结冰,次年3月开始化冻。汛期一般在7月初至9月上旬,河流无通航要求。桥为处河段属于平原区次稳定河段。112设计流量根据沈阳水文站资料,近50年的较大的洪峰流量如下大伙房水库建库前1935年5550立方米/秒1936年3700立方米/秒1939年3270立方米/秒1942年3070立方米/秒1947年2980立方米/秒1950年2360立方米/秒1951年2590立方米/秒1953年3600立方米/秒1954年3030立方米/秒大伙房水库建库后1960年2650立方米/秒1964年2090立方米/秒1971年2090立方米/秒1975年2200立方米/秒1985年2160立方米/秒根据1996年沈阳年鉴,浑河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒(沈阳水文站)为百年一遇大洪水。1995年洪水距今较近,现场洪痕清晰可见,根据实测洪水位,采用形态断面计算1995年洪峰流量为5095立方米/秒,与年鉴资料相差在5之内。故1995年洪峰流量可作为百年一遇流量,洪水比降采用浑河洪水比降00528。经计算确定设计流量为QS497600立方米/秒,设计水位16米。113地质资料一、自然地理本桥址区地处浑河流域的冲击平原,地势较平阔。河水为季节性河流,主要受底下径流或大气降水所补给。汛期每年七月下旬至八月下旬,近几年,尤其是2000年河水位历史少见的下降,以致影响工农业、甚至民众生活用水。本区于北寒温带气候类型,为类型冻土区,冻结深度140145米。冬季漫长,气候比较干燥;春秋较短,稍较温湿,宜植被生长。二、大地构造桥地区正位于走向北东、倾向北西二界沟断裂上,此断裂南西至营口,北东至沈阳40公里,走向北东、倾向北西的抚顺营口断裂相交。这兩断裂均属郯城庐江大断裂带系统。二界沟断裂最后一次活动时期为白垩纪。三、地层及岩性桥址区地层,上部为第四纪厚611米的圆砾层,D2MM为7080;D20MM为3237,为卵石层。但通过桥位附近采砾场,从河底下67米深挖采处的砂砾中最大可达2535CM,个别甚至达40CM左右。从实际使用地址资料出发,D80100MM颗粒,一般未予计入百分含量内,且无代表性。砾石颗粒,尤其稍大颗粒,岩石强度较高,无棱角,磨圆程度良好。其岩性或矿物成份由花岗岩类或砂页岩、石灰岩以及其他暗色矿物构成。砾石层底或风化岩顶面标高自南而北为28米49米,由低而高坡形上升,高差21米左右,但由于钻孔间距较远,不知其间有无起伏。砾石层下部为前震旦纪花岗岩,上部为全风化,下部为强风化或局部全风化。上部为散体状,下部为碎石状且散装体。1、圆砾褐黄色或褐灰色,D2MM为7380,松散,其间含粗砾砂薄层。砂砾颗粒强度较高,软弱颗粒含量较少。DRP155MM,D95731MM,D10077MM,CU731,,PAK40PA180。2、圆砾褐黄色或褐灰色,D2MM为7380,中密,其间夹含粗砾砂薄层。砂砾颗粒强度较高,磨圆或磨光程度良好。DRP155MM,D9574MM,D10077MM,CU671,,。PA50PA2503混和岩全风化,散体状,砂砾状或土状。,。PAK50PA704、混和岩褐黄色,全风化或含强风化,碎石状或局部为散体装,砂砾状。,PAK450PA905、混和岩褐黄色,强风化,碎石状。,PAK60PA1206、混和岩强风化,碎石状。,1280K607、混和岩褐黄色,强风化或全风化,碎石状或散体状。,PAK8050KPA1608、混和岩褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状。,1420280409、混和岩褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状,不能提取岩芯。,PAK70KPA4010、混和岩褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状,不能提取岩芯。,23065011、混和岩褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石较比破碎,碎石状,不能提取岩芯。,PAK60KPA20114工程地质评价1、工程地质条件良好,无不良工程地质现象或地段。2、地下水位深077540米,砂砾颗粒较大,地下水较丰富。钻孔过程中于标高36米左右地段常常孔壁塌落,有时越发严重,以致钻孔无法继续钻进,成为废孔。由于采用膨润土同聚丙乙烯胺混和成浆糊流体护壁,才能得到有效控制。12水文计算121桥孔长度确定A单宽流量公式JLCSQQ水流压缩系数061CHBK次稳定河段092则28135492006河槽平均单宽流量CQ01483547BCQ最小桥孔净长MJL601827B过水面积法冲刷前桥下毛过水面积WQPVSS式中冲刷系数P取13设计流速VSVC184因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数062546050压缩系数JL1WQ29843062514976M净过水面积WJ(12081065Q桥孔净长M7HLJJ122壅水计算桥前最大壅水高度20VZ河滩路堤阻断流量与设计流量的比值5721294596551MTNQ21349765QSTN系数0桥下平均流速VMM/S0824131SVP断面平均流速V0509647WSM2587Z桥下壅水高度1Z波浪高度HB104728MVW15M/S平均水深,良程D8102MMH52本桥设计水位160009540816370上部结构底标高为1773M1冲刷深度A河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深HPMAX3214211HBQKMQ1Q24275M3,B1B253343M,K104,10,00625,HMAX101MA单宽流量集中系数,A284313540150HHPM71062501284310690B河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止流速2838413506201124132MAX412VHHVZH1373M,D3M,查表得V009648M/S,V0031V0VZV0,10,B4M,K(1391900409)1/2119702190461DK085881502DV15032648HBKB06(V0V0)(V/V0)N1011970406(09648031)(184/09648)0858831349M总冲刷深度HSHPH不考虑标高因素,总冲刷深度为168616086M123结论百年一遇底设计流量为QS4976立方米/秒,设计水位16米。计算最小桥孔净长LJ5056米,实际最小桥孔净长为5383米。桥前最大壅水高度,桥下壅水高度米。190Z095Z本桥设计水位16米,上部结构标高为179米。计算水位距上部结构底面最小距离19米(按桥规最小距离为050米)。以上标高均为假定标高系统。第二章方案比选21方案一预应力钢筋混凝土简支梁(锥型锚具)211基本构造布置(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480米,分12跨,主梁全长3996M,桥面净空净9米,215人行道,计算跨径3888M。立面及平面图上伯官高坎图表1(二)设计荷载汽20,挂100,人群荷载35KN/M,两侧人行道、栏杆重量分别为36KN/M和152KN/M。212材料及工艺本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥,锥形锚具;混凝土主梁采用40号混凝土,人行道、栏杆及桥面铺装用20号混凝土;预应力钢筋冶金部TB64标准的5碳素钢丝,每束32根。横断面图如下图2主梁截面沿纵向的变化示例图表3简直梁的优点是构造、设计计算简单,受力明确,缺点是中部受弯矩较大,并且没有平衡的方法,而支点处受剪力最大,如果处理不好主梁的连接,就会出现行车不稳的情况14桥孔长度确定A单宽流量公式JLCSQQ水流压缩系数061CHBK次稳定河段092则2835492006河槽平均单宽流量CQ01483547BCQ最小桥孔净长MJL601827B过水面积法冲刷前桥下毛过水面积WQPVSS式中冲刷系数P取13设计流速VSVC184因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数062546050压缩系数JL1WQ29843062514976M净过水面积WJ(12081065Q桥孔净长M7HLJJ15壅水计算桥前最大壅水高度20VZ河滩路堤阻断流量与设计流量的比值5721294596551MTNQ21349765QSTN系数0桥下平均流速VMM/S08241321SVP断面平均流速V0509647WQSM2587Z桥下壅水高度1Z波浪高度HB104728MVW15M/S平均水深,良程D8102M52本桥设计水位160009540816370上部结构底标高为1773M16冲刷深度A河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深HPMAX3214211HBQKMQ1Q24275M3,B1B253343M,K104,10,00625,HMAX101MA单宽流量集中系数,A284313540150HHPM71062501284310690B河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止流速2838413506201124132MAX412VHHVZH1373M,D3M,查表得V009648M/S,V0031V0VZV0,10,B4M,K(1391900409)1/2119702190461DK085881502DV150329648HBKB06(V0V0)(V/V0)N1011970406(09648031)(184/09648)0858831349M总冲刷深度HSHPH不考虑标高因素,总冲刷深度为168616086M22方案二钢筋混凝土箱形拱桥(1)方案简介本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无铰拱桥。全桥分八跨,每跨均采用标准跨径60M。采用箱形截面的拱圈。桥墩为重力式桥墩,桥台为U型桥台。(2)尺寸拟定本桥拟用拱轴系数M224,净跨径为600M,矢跨比为1/8。桥面行车道宽90M,两边各设15M的人行道。拱圈采用单箱多室闭合箱,全宽112M,由8个拱箱组成,高为12M。拱箱尺寸拟定如图11816081324046图41)拱箱宽度由构件强度、刚度和起吊能力等因素决定,一般为130160CM。取140CM。2)拱壁厚度预制箱壁厚度主要受震捣条件限制,按箱壁钢筋保护层和插入式震动棒的要求,一般需有10CM,若采用附着式震捣器分段震捣,可减少为8CM,取8CM。3)相邻箱壁间净宽这部分空间以后用现浇混凝土填筑,构成拱圈的受力部分,一般用1016CM,这里取16CM。4)底板厚度614CM。太厚则吊装重量大,太薄则局部稳定性差且中性轴上移。这里取10CM。5)盖板有钢筋混凝土板和微弯板两种型式,最小厚度68CM,这里取8CM。6)现浇顶部混凝土厚度一般不小于10CM,这里取10CM。7)横隔板多采用挖空的钢筋混凝土预制板,厚68CM,间距3050M。横隔板应预留人行孔,以便于维修养护。这里取厚6CM。(3)桥面铺装及纵横坡度桥面采用沥青混凝土桥面铺装,厚010M。桥面设双向横坡,坡度为20。为了排除桥面积水,桥面设置预制混凝土集水井和10CM铸铁泄水管,布置在拱顶实腹区段。双向纵坡,坡度为06。(4)施工方法采用无支架缆索吊装施工方法,拱箱分段预制。采用装配整体式结构型式,分阶段施工,最后组拼成一个整体。方案的最终确定经考虑,简直梁的设计较简单,受力的点明确,比较适合初学者作为毕业设计用,因此我选着了方案一。第三章总体布置及主梁的设计31设计资料及构造布置(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480米,分12跨,主梁全长3996M,桥面净空净9米,215人行道,计算跨径3888M。2、设计荷载汽20,挂100,人群荷载35KN/M,两侧人行道、栏杆重量分别为36KN/M和152KN/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;混凝土主梁用40号,人行道、栏杆及桥面铺装用20号;预应力钢筋冶金部TB64标准的5碳素钢丝,每束32根;其他内容鲜见设计说明书。(二)横截面布置本设计采用公路桥涵标准图40米跨径的定型设计,因此主要尺寸已经大致定下,以下为初步选定截面尺寸。1、主梁间距与主梁片数全桥宽12米,主梁间距16米(T梁上翼缘宽度为158CM,留2CM施工缝),因此共设7片主梁,根据一些资料,主梁的梁高选用230米详细布置见下图图表42、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,主梁的基本布置到这里就基本结束了。(三)横隔梁的布置由于主梁很长,为了减小跨中弯矩的影响,全梁共设了五道横隔梁,分别布置在跨中截面、两个四分点及梁端32主梁内力计算321恒载内力计算1、恒载集度(由于一直到这里,我的设计均参照预应力混凝土简支梁桥算例,故恒载集度已知,结果如下边主梁的恒载集度为G117813KN/M中主梁的恒载集度为KN/M1283069138061541IIG(2)第二期恒载栏杆G1152KN/M人行道G2360KN/M桥面铺装层见图3G4050070155100500750154902426694KN/M若将各恒载均摊给7片主梁,则G2(15236775426694)5653KN/M2、恒载内力如图6所示,设X为计算截面离左支座的距离并令则主梁弯矩和剪LX/力的计算公式分别为1GLM21LQ恒载内力计算见表2恒载内力计算表表2计算数据L3888M项目G1GLM21LG12Q跨中四分点变化点四分点变化点支点0125025005302500530第一期恒载1770733458572510371671848172112307736344224第二期恒载5037951775714212191116489608754097919(二)活载内力计算1、冲击系数和车道折减系数对汽20,1U104,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24736078BL系数MCA计算主梁抗扭惯矩IT对于T梁截面IMITTBC1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(可查桥梁工程表252);2桥孔长度确定A单宽流量公式JLCSQQ水流压缩系数061CHBK次稳定河段092则2835492006河槽平均单宽流量CQ01483547BCQ最小桥孔净长MJL601827B过水面积法冲刷前桥下毛过水面积WQ1PVSQS式中冲刷系数P取13设计流速VSVC184因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数062546050压缩系数JL1WQ29843062514976M净过水面积WJ(12081065Q桥孔净长M7HLJJ3壅水计算桥前最大壅水高度20VZ河滩路堤阻断流量与设计流量的比值5721294596551MTNQ21349765QSTN系数0桥下平均流速VMM/S0824131SVP断面平均流速V0509647WSM2587Z桥下壅水高度1Z波浪高度HB104728MVW15M/S平均水深,良程D8102M52本桥设计水位160009540816370上部结构底标高为1773M4冲刷深度A河槽的一般冲刷一般冲刷后的最大水深HPMAX3214211HBQKMQ1Q24275M3,B1B253343M,K104,10,00625,HMAX101MA单宽流量集中系数,A284313540150HHPM71062501284310690B河槽处桥墩的局部冲刷桥位处的冲止流速2838413506201124132MAX412VHHVZH1373M,D3M,查表得V009648M/S,V0031V0VZV0,10,B4M,K(1391900409)1/2119702190461DK085881502DV15032648HBKB06(V0V0)(V/V0)N1011970406(09648031)(184/09648)0858831349M总冲刷深度HSHPH不考虑标高因素,总冲刷深度为168616086M5结论百年一遇底设计流量为QS4976立方米/秒,设计水位16米。计算最小桥孔净长LJ5056米,实际最小桥孔净长为5383米。桥前最大壅水高度,桥下壅水高度米。190Z095Z本桥设计水位16米,上部结构标高为179米。计算水位距上部结构底面最小距离19米(按桥规最小距离为050米)。B计算抗扭修正系数21BLEIGT其中IT593756103M4,I042564186M4,473618查桥梁工程表251,N7时,1021,并取G0425E9204734256180937212EC按偏心压力法计算横向影响线竖标值NIIIIJAE12求出一号梁在两个边主梁的横向分不影响线竖标值为4608719320117图5计算荷载横向分布系数如图8所示1、2、4号梁的横向影响线和最不利布载,因为很显然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汽204607453847212432QQQCQXXM挂1002704325146421GGGCGXXM人群荷载2905107RC支点截面的横向荷载分布系数计算,该截面用杠杆原理法计算,绘制荷载横向影响线并进行布载如下图图跨中横向分布系数计算图式(尺寸单位)号梁号梁号梁汽2043807521QOQM挂10014G人群荷载1RO322活载内力计算活载的内力计算主要考虑的是最不利荷载布置时的主梁各截面受力情况,其中包括最大弯矩及最大剪力作用时的截面内力值祥见下表1号梁跨中截面最大内力计算表类别汽20挂100图9支点横向分布系数计算图式(尺寸单位)号梁号梁号梁110410MC04640272PI6012012070130250250250250272472972902702912972772712YI剪力弯矩7020361190204649720504720257120139712036637720397972059120462MAXKNM相应Q(KN)MAXKNM相应Q(KN)IYP33541021638420198575最大弯矩及相应剪力1号梁内力值1618506493022902454011合力P21206030025041000Y045788904177812PY13744267041778120最大剪力及相应弯矩1号梁内力值662751288431136142208641号梁支点最大剪力计算表荷载类别汽20挂100人群1104591010PI601201207013070130250250250250Q30YI100897108611060390501001152001230831308004069750666721Y人09167MI0375043630457805240237202607029904783682050897766QMAX(1)PIYIMI186292(KN)20343635848各个截面的荷载均已求出,因此可以得出每个截面的最大内力值,以下即为主梁的恒载组合主梁内力组合表跨中截面四分点截面变化点截面支点截面序号荷载类别MMAXQMAXMMAXQMAXMMAXQMAXQMAX1第一期恒载33458602510717216718530774344222第二期恒载9517750714224896191128754979193总恒载1242962403224922118629611831442144人群32538836924404188365706410247985汽2019155266275131551225357881696118416挂100229024540111776918174845118915187757汽人198732746441559514134235921063232088恒汽人624158746444784536241286613938674229恒挂6587875401149919402713475137236298910SI787861045560533285110949144935630611SJ7676425941258136465115685162787370912147/SI3510036423617381311挂/SI33100332534133214提高后的SI811496104536234947716674180048811515提高后的SJ7676426119581367893156851627964867第四章预应力钢束的估算及其布置41跨中截面钢束的估算与确定411钢束数量的估算1按使用阶段的应力要求估算钢束数1YSBYEKRACMN式中M使用荷载产生的跨中弯矩,按表10取用;C1与荷载有关的经验系数,对于汽20,C1051;对于挂100,取C10565;一根32S5的钢束截面积,即YA32052/45891CM2YS5碳素钢丝的标准强度,1600MPA;BRBYRKS上核心距,在前以算出KS48258CM;EY钢束偏心距,初估AY17CM,则EYYXAY139031712203CM(1)对(恒汽人)荷载组合76103258410671245093582264N(2)对(恒挂)荷载组合86726432按承载能力极限状态估算钢束数02HRACMNBYJ式中MJ经荷载组合并提高后的跨中计算弯距,按表9取用;C2估计钢束群重心到混凝土合力作用点力臂长度的经验系数,汽20C2078,挂100C2076;H0主梁有效高度,即H0HAY230017213M(1)对于荷载组合27613016724809643N(2)对于荷载组合096132016724605643N为方便钢束布置和施工,各主梁统一确定为10束。412确定跨中及锚固截面的钢束位置1、(1)对于跨中截面,在保证布置预留管道构造要求的前提下,尽可能使钢束群重心的偏心距大些,选用直径5CM抽拔橡胶成型的管道,取管道净距4CM,至梁底净距5CM,如图13A所示。(2)对于锚固截面,为了方便张拉操作,将所有钢束都锚固在梁端,所以钢束布置要考虑到锚头布置的可能性以满足张拉要求,也要使预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心,使截面均匀受压。祥图如下图7由上图可知,预应力钢筋为9根,布置在主梁的不同截面上,其中3根最终拉倒上翼缘。2、钢束位子的确定(1)弯起角度的确定上部12下部75(3)弯起点的确定A1A23930TAN7535051CMA3A4311CMA5A62715CMA730710CMA825396CMA920082CM4各截面钢束位子弯起点到跨中的距离钢束号弯起高度角度COSSINRX1,2225750991401312625516363,44357509914013150818131385,66457509914013175359876714751209781020867352574478163512097810208746584172791795120978102088196326006IS钢束中心到下边缘的距离截面钢束号XRCA0AN1,N27575N3,N4165165N5,N6225255N739753673516117337519233N855473474687520635816537136四分点N97119388196353097822556478N1,N2102052625511978759484N3,N4424245081781773816534238N5,N6750147535053745852256296N71163536735051012647510876N813207374656511795916513446变化点N914779481963513441622515992N1,N23080526255118116752562N3,N463022450817839231655573N5,N69564753505609422586443N7136953673516147157515465N815E0774657515777816517428支点N91683978196371748552252003542钢束预应力损失计算预应力损失值因梁截面位置不同而有差异,选四分点截面(即有直线束又有曲线束通过)计算。421预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失(S1见表16)按规范,计算公式为1KXKSE式中K张拉钢束时锚下的控制应力;根据规定,对于钢丝束取张拉控制应力为K075RBY07516001200MPA;钢束与管道壁的摩擦系数,对于橡胶管抽芯成型的管道取055;从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和,以RAD计;K管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取K00015;X从张拉端到计算截面的管道长度(以M计),可近似取其在纵轴上的投影长度(见图15所示),当四分点为计算截面时,XAXIL/4;422由锚具变形、钢束回缩引起的损失(S2,见表17)按规范,计算公式为YSEL2四分点预应力损失计算表钢束号0RADUXKXUXEGN1N2750131011010020087008310008N3N475013101100020087008310002N5N6750131019990010087008399948N7720126011010020084008197152N8635011101100020076007388176N956800990110002007006881036N10512008909950010064006274532式中L锚具变形、钢束回缩值(以MM计),按桥规表527采用;对于钢制锥形锚L6MM,本设计采用两端同时张拉,则L12MM;L预应力钢束的有效长度(以MM计)。S2计算表表17项目N1,N2N3,N4N5,N6N7N8N9N10L(MM)(见表12)396003954039479397533968339641395445S210L(MPA)60606606986079260373604796058560692423混凝土弹性压缩引起的损失(S4见表18)后张法梁当采用分批张拉时,先张拉的钢束由于张拉后批钢束所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失,根据桥规第529条规定,计算公式为S4NYHL式中HL在先张拉钢束重心处,由后张拉各批钢束而产生的混凝土法向应力,可按下式计算式中NY0、MY0分别为钢束锚固时预加的纵向力和弯矩;EYI计算截面上钢束重心到截面净轴的距离,EYIYJXAI,其YJX值见表15所示,AI值见表13424由钢束预应力松弛引起的损失(S5)按规范,对于作超张拉的钢丝束由松弛引起的应力损失的终极值,按下式计算S50045K0045120054MPA425混凝土收缩和徐变引起的损失(S6)按规范,计算公式如下AYHYSEN10,6式中S6全部钢束重心处的预应力损失值;H钢束锚固时,在计算截面上全部钢束重心处由预加应力(扣除相应阶段的应力损失)产生的混凝土法向应力,并根据张拉受力情况,考虑主梁重力的影响;配筋率,;AGYGYA为钢束锚锚固时相应的净截面积AJ,见表15;A1EA2/R2EA钢束群重心到截面净轴的距离EJ,见表15R截面回转半径R2IJ/AJ;加载龄期为时的混凝土徐变系数终值;,(自混凝土龄期开始的收缩应变终值;(1徐变系数和收缩应变系数的计算构件理论厚度,(,(UAH2式中AH主梁混凝土截面面积;U与大气接触的截面周边长度。43截面强度验算431T形截面受压区翼缘计算(1)按规定,对于T形截面受压区翼缘计算宽度B1,应取用下列三者中的最小值B1L/33888/31296CM;B1160CM(主梁间距);B1B2C12H116271128254CM故取B1160CM(2)确定混凝土受压区高度按规范,对于带承托翼缘板的T形截面当RGAGRYAYRABIHIRGAGYAAY成立时,中性轴载翼缘部分内,否则在腹板内,所以左边RYAY12801014712603136KN右边RAB1H105RA(BB2)H1230160805(16158)1210153452KN左边右边,即中性轴在腹板内。设中性轴到截面上缘距离为X,则21212150HBHBRAAY即KN6834621HXB式中B16CM,H28CM,H112CM,RA230MPA,得X3865CM。同时公预规要求混凝土受压区高度应符合XJYH0式中JY预应力受压区高度界限系数,对于预应力碳素钢丝JY04跨中截面AY183CM则H0HAY2301832117CMJYH00421178468CMX说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。(3)验算正截面强度按规范,计算公式为32120210HBRXHBMAACJ1201RA式中C混凝土安全系数,取用125。则上式右边2871610253871653810251MKN8397由表9可知控制跨中截面设计得计算弯矩为7867969KNM右边,即中性轴在腹板内。设中性轴到截面上缘距离为X,则21212150HBHBRAAY即KN6834621HXB式中B16CM,H28CM,H112CM,RA230MPA,得X3865CM。同时公预规要求混凝土受压区高度应符合XJYH0式中JY预应力受压区高度界限系数,对于预应力碳素钢丝JY04跨中截面AY183CM则H0HAY2301832117CMJYH00421178468CMX说明该截面破坏时属于塑性破坏状态。NY(01KN)MY(NM)AJ(CM2)MG1(NM)WJ(CM3)JG1(MPA)JYAN(MPA)JYWM(MPA)WC(CM3)MG2(NM)应力部位(1)(2)(3)(4)(5)()()(546)()()(317)()()(528(9)(10)上缘44837474629366477695下缘33212654199261036131653345851032759271212654171529933985099958103组合组合M汽人(NM)02WPGH(MPA)M挂(NM)02WPGH(MPA)应力部位(11)()()()(912(13)(6)(7)(8)(12)(14)()()()(9145(16)(6)(7)(8)(13)上缘64629975782311336下缘2087356103908305732737342103109962486(3)验算正截面强度按规范,计算公式为32120210HBRXHBMAACJ1201RA式中C混凝土安全系数,取用125。则上式右边2871610253871653810251MKN8397由表9可知控制跨中截面设计得计算弯矩为7867969KNM7,偏心矩的增大系数1054。(1)双孔荷载,最大垂直反力时,墩柱按轴心受压构件验算NMAX/(AHMAG)H式中AH3141607521767M钢筋屈服强度与混凝土轴心抗压极限强度的比值,按I钢筋与20号混凝土可查的M17。故7027665/1054(176717)3756548KPA7252665KN所以,选取的装厂可以满足垂直承载力的要求。533桩的内力计算1、该桩可按弹性桩计算,先算桩身的弯矩装的变形系数A0367M1,桩的计算宽度B09201027M已知作用于地面处桩顶上的外力,见上页。桩身在地面以下深度Z处截面上的弯矩MZ与水平力的计算,见下面两表Z桩身弯矩MG计算(单位KNM)ZZAAHAMBMHOAM/AMOBMMG02801027673400996099974171654208986210702056020552734019696099806339447208634212029113041471734037739098617650406206149212653169062023734052938095861912351200388209511226082942734064561091234111267190716201842282103494734072305085089124613177871903313671346897340767610731611322921529361661654421622147340754660686941300611435981566045652073557340614130406581058418499159557567062591027340398960147636875813086063773648473108497340193050075953327091587661920379893629637340050810013548756762830437060811341471734000005000009000862018814019675水平压应力计算单位KN/M2ZZAAXBXAHOZAX/BA2MOZB/BZ000000560221179912908836418052692247305642711304180273100064619945541738547937961980713602406388581860884663328548193725409109361044481846189941746115020801311110854410286068080195328132240893414241504661400628860113289835644158469756520146960075725269231579211326528473008740094722544729628931883411340107900149370991620255991246534桩身截面配筋与强度验算验算最大弯矩值(Z113M)处的截面强度,该处内力值为M212653KNMN725266511347123732891KN/M该桩的配筋情况为2020,AG62832(2),02。由上计算可知主梁的满足要求。第二部分英文翻译RELIABILITYANALYSISASTRUCTURESMANAGEMENTTOOLFORCONCRETEBRIDGESREINFORCEDCONCRETESTRUCTURESARESUSCEPTIBLETOAVARIETYOFDETERIORATIONMECHANISMS,INCLUDINGALKALITHAWACTIONANDCHLORIDEINGRESSSUBSTANTIALRESEARCHHASBEENUNDERTAKENINRELATIONTOTHESEMECHANISMSANDOTHERPROBLEMSTHISHASPARTICULARLYBEENTHECASEOVERTHELAST20YEARSORSO,WHERETHEOBJECTIVEHASBEENTOIDENTIFYCAUSES,CONSEQUENCESANDDEVELOPREMEDIATIONSTRATEGIESTHISHASIMPROVEDUNDERSTANDINGOFLONGTERMBEHAVIOUROFREINFORCEDCONCRETEANDRESULTEDINTHEDEVELOPMENTOFTECHNIQUESTOINCREASEDETERIORATIONRESISTANCEATPRESENT,THEMOSTCOMMONAPPROACHISTOACTAFTERAPROBLEMHASBEENIDENTIFIED,KNOWNASREACTIVEMAINTENANCETHISMAYNOTBETHEMOSTECONOMICSOLUTIONSINCE,INMANYCASES,MAINTENANCEISMORECOSTLYTHANPREVENTATIVETREATMENTSHOWEVER,OWNERSAREOFTENRELUCTANTTOPAYFORPREVENTATIVETREATMENTSBEFOREDETERIORATIONISAPPARENTEARLYAPPLICATIONOFTREATMENTSMAYNOTBETHEOPTIMALSOLUTIONINTHELONGRUNINTEGRATEDDETERIORATIONANDPERFORMANCEPREDICTIONMODELINGISESSENTIALTOPROACTIVELYPLANANDPRIORITISEINSPECTION,TESTINGANDM
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