§1420米T梁桥加固设计实例10-2

1、5)加固设计(1) 加固设计方案该桥位于国道205线上，是鲁东北地区通过黄河的咽喉，交通繁忙，为减小对交通的影响，采用仅在张拉时封闭交通的方法，进行施工，预应力筋布置如图2.1.4-30,体外预应力加固构造参数如下：-z71斜筋/j水平筋/l3-l- 一|l2/2i1.2/21996/2图2. 1.4-30体外预应力筋布置示意图厶=4.85加h 1.3/22选用iv级冷拉钢筋r； = 750mpa滑动摩擦系数./；)=0.11l2 = 9.1 m厶=4.5加h、. = 1.0mc = 02加yey = 2xlo5mpa(2) 控制应力及预应力损失计算控制应力：6 =0.85/? = 0.85x

2、750 = 6375mpo由于在梁底张拉水平预应力钢筋，因此摩阻损失应为零，即采用螺杆锚具，单端张拉，螺帽前加一块垫板，缝隙压密:，/ = 1 +1 = 2mma/9 y 1 o'3(7 2 = e、= 2xl05 x=41.2mpa52' h9.7取年度最高温度与施工温度之差25°c,则温度差引起的预应力损失:兀=仗 -ah)ar-ey = (1.2xl0-5 -1.0x10'5)x25x2x105 = 10.ompa采用超张拉工艺，故取分批张拉预应力损失：乙=°由钢筋松驰引起的预应力损失，按规范取：（js5 = 0.035<7a = 0.0

3、35x637.5 = 22.3mpa全部预应力损失：工q = 41.2 + 10 + 22.3 = 73.5mpa有效预应力：（yxe =（rk-（ys = 564mpa（3）用预应力比率估算体外预应力水平筋面积极限状态下预应力筋极限应力计算采用新西兰nis3101规范规定:広=入 +1 °° = 564 +100 = 664mpa取ppr二0.2,用跨中断面进行计算= pprar& y (1- ppr)acy0.2x74.14x320(1-0.2)x664=s.93cm2取 20l25 av = 9.8cm2(4) 按极限状态法验算加固后梁的承截力ar=7 44x

4、l(t4x320xl03+98xl(t4x664xl0'sby j= 3023.2knrh' =14.5xl03xl.9x0.112 = 3085.6r/h >人几 +,受压区在翼缘内由 agrg+a、q； = rabyrh14x320 + 9.8x6.64 “0 97旳14.5x190梁的抗弯强度:m - x arp/ 、jx+aya；(hyj 丫8i &2ysi 2,1o |097=x744x104x320x1()3x(1.188 )1.2521()1()97+ x9.8x10-4 x664xl03 x(1.3 + 0.121.252=2861.4zn m &

5、gt; 2412.6en 加满足规范要求。(5)正常使用阶段验算裂缝宽度计算按式 2. 1.4-1930 +么、,0.28 +10“丿其中：ci = 1.0c2 = l0c3 = 1.0a, _74.14"18x118.8=0.035按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtj023-85)的规定，当“0.02时，取0. 02ode =nxdx +n2d28x32 + 2x25=30.6mmnx + n2把加固预应力作为外力,抵消部分使用荷载，由预加应力产生的抵抗弯矩为:my = ay仏+ c-y上)=9.8x10-4 x564x103 x(1.3 + 0.12-0.382)=

6、 573.7kn-m根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtj023-85)，荷载取不计安全系数的荷载组合，查弯矩组合表4-12。mq = 926.3 +133.4 + 745.7 = 1805 a kn - mm =mq-mg = 1805.4-573.7 = 1231.1 kn mof max30 + dc，、0.28 +10“ j= 1.0xl.0xl.0x160.7x2.0x1030 + 30.6,0.28 + 10x0.02 >m1231.7“3辺 _ 0.87'_ 0.87x744xl0"xl88八= 60 j mpa=0.101/77/77 &l

7、t; 0.2mm满足规范要求。加固体系挠度计算:截面开裂弯矩:因为采用了体外预应力加固，是无粘结预应力结构，在换算截面特性计算中不计预应力筋的影响，跨 屮换算截面面积：4 力=012x（1.9-0.18）4-0.18x1.3=0.42664m2a）= ah + （ng - 1几=0.42664 +（7.02-l）x 74.14 x 10*=0.47127m2式中：-普通钢筋的弹性模量与混凝土弹性模量之比= 2,0x10a85x104=7-02换算截面形（重）心轴的位置0.42664 x 0.382 + （7.02 一 1） x 74.14 x ict4 x 1.1880.47127=0.458

8、3换算截血对形心轴的惯性矩【° =厶+入仇一歹上尸+（役一 i）4 （力0-儿）2亡口显匐d 懿 詢为貝俄12>/0胃+（孟閤尔 融軌旳邑（乞令鹽胃泠雇换算截面对形心轴的最大静矩0.1122卜勺=*x08x0.45832 +（1.9-08）x0.112x 0.4583一=0.0964m3换算截面对受拉边缘的截面抵抗模量受拉区塑性系数%0.197受拉边缘有效预压应力宀丄 ayeey(yh = -+' 人) 必564x9.8x10-4564x9.8x10"4x(1.3 + 0.12-0.4583)0.471270.197= 3.871mrz査公路钢筋混凝土及预应力

9、混凝土桥涵设计规范(jtj023-85)表：r： =l9mpa 截面开裂弯矩：=0.197 x(3.871 + 0.979 xl.9)x 106 x 10=1129.0 kn-m截面开裂后中性轴位置方程+ 3% 分 + dx + c = 0其中：“n 为等效偏心压力至截面顶边的距离=-hy回转半径：=2二°°9°2 =o.i915加40.47127e1 + -= 564xlo6x9.8xlo-4xw3 1 +7.02x98xl()t_().47127(1.3+0.12-0.45830.1915求解屮性轴方程的系数:d = (b； - b)h； + 2(b； - b

10、)hien + 2ngag(hg + 色)+ 2my(av + en)b3=丽(1.9-018)><01122 +2x(1.9 - 08)x0.112x0.942+ 2x 7.02x7414x 1 (t4 (1.18 8+ 0.940 + 2 x 7.02x 9.8 x 1 (t4 x (1.42+0.942)=10.646= -|fe -b)hi +3 -b)h'-en +65aj2血 + e)+6nyay/iy(hy +%)= -2x(1.9-0.18)x0.1123 +3x(1.9-0.18)x0.1122x0.942+ 6x7.02x74.14x10'4x1

11、.188x(1.188+ 0.942)+ 6x7.02x9.8xio-4 x 1.42x(1.42 + 0.942)= -0.s®g代入方程：兀巨+囿吩就+一 0.sib=匚用迭代法求解：兀=眉翫开裂后换算截面几何特性4i =(1.9-0.18)x0.112+0.18x0.455 + 7.02x74.14xl0_4 =0.3266/开裂截而对梁顶的截而静矩：+ 7.02x74.14xl0_4xl88501 =(1.9-0.18)x0.112x-y + 0= 0.09125/13开裂截面重心轴至截面上缘的距离:y01= = 0,09125 = 0.279m01 a)i 0.3266开裂截面惯矩:/ri-= 松 c1骂外旨(a務+吕亡me®聽+亡sti胃跋(蔼胃肆c®圖i=0.0567加“短期荷载下跨中总挠度:f