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文档简介

1、50米跨预应力混凝土简支T型梁桥上部结构第部分: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:50 m;主梁预制长度:49.96 m;计算跨径:49 m;2设计荷载外侧防撞护栏每延米重量取8.32kN/m,内侧波形护栏每延米重量取5.81kN/m。3材料及施工工艺混凝土:主梁采用C50,桥面铺装采用C40,栏杆采用C30;预应力钢筋:采用ASTM270级15.24低松弛钢绞线,每束6根;普通钢筋:直径大于和等于12mm的采用HRB335或HRB400钢筋,直径小于12mm的采用R235钢筋;钢板:锚头下支撑垫板、支座垫板等均采用R235钢板;施工方法:按后张法施工工艺制作主梁,采用直

2、径70mm的波纹管和OVM锚。4设计依据交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTJ D602004) 以下简称“桥规”;交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ B622004) 以下简称“公预规”。交通部颁公路路线设计规范(JTG D202006) 以下简称“路线规范”5基本计算数据 (见表11) 。二、桥宽尺寸确定单幅桥宽为:13.5m。三、桥梁的横向布置与尺寸拟定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很有效,故确定主梁间距为,主梁翼板宽度2250mm,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

3、工作截面有两种:预施应力、运输、吊装阶段的小截面(翼板宽度1500mm);运营阶段的大截面(翼板宽度2250mm),桥宽为13.5 m,桥梁横向布置选用6片主梁(如图11所示)基本计算数据表 表11名称项目符号单位数据混凝土立方体抗压强度弹性模量轴心抗压标准强度MPa50MPa×104MPa轴心抗拉标准强度MPa轴心抗压设计强度MPa轴心抗拉设计强度MPa短暂状态容许压应力MPa容许拉应力MPa混凝土持久状态标准荷载组合容许压应力MPa容许主压应力MPa短期效应组合容许拉应力MPa容许主拉应力MPa钢绞线标准强度MPa1860弹性模量MPa抗拉设计强度MPa1488最大控制应力MPa

4、1395持久状态应力标准荷载组合MPa1302材料容重钢筋混凝土kN/m3沥青混凝土kN/m3钢绞线kN/m3钢束与混凝土的弹性模量比无量钢注:考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度,和。图11 结构尺寸图(单位:cm)2主梁跨中截面主要尺寸拟定(1) 主梁高度由桥工 P73,预应力混凝土简支梁桥的主梁高度按截面形式、主梁片数及建筑高度要求确定。对于常用的等截面简支梁,其高跨比可在1/151/25内选取,标准设计中高跨比约在1/181/19之间,考虑桥梁的经济性,适当加大梁高,可以节省预应力筋钢束用量,同时加大梁高,只是提高主梁腹板高度,所

5、以混凝土的用量增大不多。综上所述,本设计取用2300mm的主梁高度。(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,还应考虑是否能满足主梁受弯时上翼板抗压强度的要求。由公预规的构造要求,预制T形截面梁翼缘悬臂端的厚度不小于100mm,在于腹板相连处的翼缘厚度,不应小于梁高的1/10。当由承托时,承托底坡tan大于1/3。本设计预制T梁的翼板厚度取用150mm,翼板根部加厚到300mm以抵抗翼缘根部的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由预留预应力管道的构造决定,同时从腹板本身的稳定要求出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15,本设计取用200mm

6、为腹板厚度。为适应预应力筋布置的要求,T梁的下缘一般要扩大成马蹄。从截面效率指标分析,马蹄越是宽而矮越经济。由桥工 P74,为了防止在施工和运营中使马蹄部分遭受纵向裂缝,马蹄部分面积应占全截面面积的10%20%,马蹄宽度约为腹板宽度的24倍,马蹄斜坡宜陡于45°。本设计考虑预应力钢束按三层布置,一层最多排三束,同时按公预规第条对钢束净距及预留管道的构造要求,初拟马蹄宽度为540mm,高度为200mm,马蹄与腹板交接处做三角过渡,高度200mm,以减小马蹄局部应力。按以上拟定的主梁截面细部尺寸,绘制预制主梁的跨中截面布置图。(如图12所示)四、计算截面几何特征将主梁跨中截面划分为五个规

7、则图形的小单元(如图12所示),截面几何特性列表计算见表12。表中:主梁大毛截面形心至上缘距离: 主梁小毛截面形心至上缘距离: 图12 跨中截面尺寸图(单位:cm) (4) 检验截面效率指标(希望在0.5以上)主梁大毛截面上核心距:主梁大毛截面下核心距:主梁大毛截面截面效率指标:跨中截面几何特性计算表表12分 块名 称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板2250168751687401016916198上三角67520135003714734腹板390

8、043875012358125132038413678509下三角3404064161马蹄10802202376003600017154875824555528477主梁大毛截面翼板3375258751971799219782680上三角67520135002696024腹板390043875012358125337100415729129下三角3404922342马蹄10802202376003600020276939944563407113主梁小毛截面上核心距:主梁小毛截面下核心距:主梁小毛截面截面效率指标:以上结论表明初拟的主梁跨中截面尺寸时合理的。第部分:主梁作用效应计算根据第一部分桥

9、跨结构纵、横截面的布置,并通过可变作用下的梁桥横向分布计算,可分别求得主梁各控制截面:跨中截面、四分点截面、变化点截面、支点截面的永久作用和最大可变作用效应,之后进行作用效应组合,最后确定控制设计的计算内力。一、永久作用计算1永久作用集度(1) 预制梁自重(一期永久作用)a.按跨中截面计,主梁的永久作用集度:b.由于马蹄抬高而形成的四个横置的斜三棱柱,折算成的永久作用集度:c.由于腹板加厚所增加的重量折算成的永久作用集度:d.主梁的横隔板折算成的永久作用集度:一对中横隔梁的体积:一对端横隔梁的体积:故 e. 预制永久作用集度(一期永久作用):(2) 二期永久作用a.现浇T梁翼板永久作用集度:b

10、.现浇横隔两部分永久作用集度:一对中横隔梁的体积:一对端横隔梁的体积:故 c.防撞护栏永久作用集度:d.桥面铺装永久作用:铺装层为:8厚30号防水混凝土+(6+4)厚沥青混凝土; e.二期永久作用集度:(4) 永久作用集度汇总(见表21) 永久作用集度汇总 表21梁 号一期永久作用集度g1二期永久作用集度g21、7262永久作用效应由桥工 P146公式,分别计算跨中截面、四分点截面、变化点截面、支点截面的永久作用效应,其中x为计算截面到支点的距离,计算结果汇总于表22。二、可变作用效应计算1冲击系数与车道折减系数按桥规第条规定,预应力混凝土桥应计算汽车的冲击作用: 主梁永久作用效应计算表 表2

11、2梁 号1、726计算跨径一期永久作用g1kN/m二期永久作用g2kN/mkN/m一期永久作用g1kN/m二期永久作用g2kN/mkN/ml=49支点剪力kN弯矩kN·m000000变化点剪力kN弯矩kN·m四分点剪力kN弯矩kN·m跨中剪力kN000000弯矩kN·m基频: 按桥规表-4规定,当车道数多于两车道时,需进行折减.2计算主梁的荷载横向分布系数(1) 跨中的荷载横向分布系数mc本设计的主梁设有七道横隔梁,具有可靠的横向联系,且长宽比为: 图21 IT的计算图示(单位:cm)所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线,并计算横向分布系数mc。IT

12、按桥工 P112公式 2-5-41计算,列表计算(见表23)式中:bi和ti相应的单个矩形截面的宽度和高度;ci矩形截面抗扭刚度系数,查桥工 P112表2-5-2m梁截面划分的单个矩形截面个数对于跨中截面,翼缘板的换算平均厚度: 马蹄的换算平均厚度: IT 计 算 表 表23分块名称(cm)(cm)(cm4)翼缘板22518441035腹板20451484马蹄54303178441210363按桥工 P112公式2-5-40计算式中:G=0.425E ; l= ; =6×0.01210363=4 ; a1 = ; a2 = ; a3 = ; a4 = ; a5 = ; a6 = -

13、; Ii= 0.634070113 m4。计算得:c按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值:式中:;。计算所得的ij值列于表24 各主梁跨中计算表 表24梁号e1e2e3e4e5=-e6=1a12a23a34a45a56a6d计算主梁的荷载横向分布系数车道荷载跨中横向分布系数计算公式为:图22 mc计算图示:(单位:cm)车道荷载支点横向分布系数计算公式为图22为mc的横向影响线和最不利布载图式:图23 mo计算图示:(单位:cm)图23为m0的横向影响线和最不利布载图式:列表25计算主梁荷载横向分布系数mc、m0,计算结果汇总见表26。主梁荷载横向分布系数mc、m0计算表 表25梁号跨中mc

14、支点m02车道3车道4车道123注:跨中截面荷载横向分布系数mc最大值,支点截面荷载横向分布系数m0已用下划线标出 主梁的荷载横向分布系数汇总 表26作用类别1号梁2号梁3号梁mcmomomomcmo公路I级0.70140.82612计算可变作用效应 (1) 计算各主梁跨中截面最大弯矩和最大剪力,图24所示作用效应计算图式:图24 跨中截面作用效应计算图式(单位:cm)1号梁: 2号梁: 3号梁: 图25 四分点截面作用效应计算图式(单位:cm)(2) 计算各主梁四分点截面最大弯矩和最大剪力,图25所示作用效应计算图式:1号梁: 2号梁: 3号梁: 图26 变化点截面作用效应计算图式(单位:c

15、m)(3) 计算各主梁变化点截面最大弯矩和最大剪力,图26所示作用效应计算图式:1号梁: 2号梁: 3号梁: (4) 计算各主梁支点截面最大弯矩和最大剪力,图27所示作用效应计算图式:图27 支点截面作用效应计算图式(单位:cm)1号梁: 2号梁: 3号梁: (4) 可变作用效应汇总(见表213)主梁可变作用效应汇总 表27截面位置作用效应一号梁二号梁三号梁跨中弯矩M(kN·m)剪力Q(kN)四分点弯矩M(kN·m)剪力Q(kN)变化点弯矩M(kN·m)剪力Q(kN)支点弯矩M(kN·m)剪力Q (kN)注:相应的最大值由下划线标出。三、主梁内力组合按桥

16、规第4.1.8条规定,根据可能同时出现的作用效应进行作用效应组合。汇总结果见表28。主梁内力组合表28序号作用类别跨中截面四分点截面变化点截面支点截面弯矩M剪力Q弯矩M剪力Q弯矩M剪力Q剪力Q(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN)1一期永久作用2二期永久作用3总永久作用4可变作用5可变作用冲击值6标准组合7作用短期效用组合8作用长期效用组合9基本组合91第部分:预应力钢束的估算及其布置一、预应力钢束面积估算 按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量按A类部分预应力混凝土构件进行设计,根据跨中截面抗裂要求,由结设公式(13-123) 科

17、的跨中截面所需有效预应力为:Ms为作用短期效用组合由表;设预应力钢筋截面重心距截面下缘距离为:;预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离:;截面性质近似取全截面性质计算由表;全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为:有效预加应力合预应力钢筋的张拉控制应力为:预应力损失按张拉控制应力的20%估算,则所需预应力钢筋的面积为:采用5根715.2钢绞线,每束72:采用内径70mm,外径77mm的预埋波纹管和夹片锚。二、钢束布置1跨中截面及锚固端截面的钢束布置对于跨中截面,在保证布置预留管道构造的前提下,尽可能使钢束群重心到截面形心的偏心距大些。根据公预规第条规定,管道水平距离不应小于4cm,至梁底净距不应小

18、于5cm,至梁侧净距不应小于。跨中截面的钢束布置如图31所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为:图31 钢束布置图(单位:cm)对于锚固端截面,钢数布置通常考虑两个方面: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;满足张拉操作的要求。锚头布置按照均匀、分散的原则。锚固端截面的钢束布置如图32所示,钢束群重心至梁底距离为:为验算上述布置的钢束群重心位置许计算锚固截面几何特 性。 图32 钢束群重心位置复核图式(单位:cm )图32为计算图式,锚固点截面几何特性见表31:锚固点截面几何特性计算表 表31分 块名 称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩

19、(cm3)分块面积的自身惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)大毛截面翼板337525875三角承托腹板11610142222515321.3说明钢束群重心处于截面核心范围内。2 钢束弯起角和线性的确定 图33 封端混凝土尺寸图(单位:mm) 图34 钢束计算图式确定弯起角度时,考虑到由其产生足够的竖向预应力,及其引起的预应力损失。本设计确定N1、N2、N3为7°N4 、N5为15°。如图33所示。为简化计算,所有钢筋布置的线形均为直线加圆弧。2钢束计算(1) 计算钢束弯起点至跨中距离锚固点到支座中心线的水平距离axi,如图33所示:图34为

20、钢束计算图式,钢束弯起点至跨中的距离x1列表计算在表32中:钢束圆弧部分的水平投影长度x2计算公式为:钢束圆弧部分弯起半径R计算公式为: 钢束计算表 表32钢束号axi(cm)y(cm)y1(cm)y2(cm)L1(cm)x3(cm)R(cm)x2(cm)x1(cm)N1、N2341007N3641007N410015N510015(2) 控制截面的钢束重心位置计算由图35所示的几何关系,当计算截面在曲线段时,计算公式为:当计算截面在近锚固点的直线段时,计算公式为:ay,见表33,图35为计算图式:(3) 钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端工作长度cm之和,其中钢竖的曲线长度

21、根据圆弧与弯起角计算。预应力钢筋布置如图34所示,计算结果见表33:图35 ay计算图式(单位:cm)控制截面钢束位置、钢束群重心位置计算表 表33截面钢束号x4 (cm)R(cm)a0(cm)a1 (cm)ay (cm)跨中N1、N2未弯起N3未弯起N4未弯起N5未弯起四分点N1、N2未弯起N3未弯起N4N5变化点N1、N2N3N4N5支点直线段yx5(cm)a0(cm)a1(cm)N1、N2347N3647N415N515钢束长度计算表 表34钢束号R(cm)钢束弯起角度曲线长度 (cm)直线长度x1(cm)直线长度L1(cm)有效长度 2(S+x1 +L1)(cm)钢束预留长度(cm)钢

22、束长度(cm)N1、N27100140N37100140N415100140N515100140三、非预应力钢束面积估算既布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量。设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为80mm,则有:假定为第一类T形截面,由公式计算受压区高度x:求得:则根据正截面承载能力要求计算需要的非预应力钢筋面积为: 图34 普通钢筋布置采用6根直径为32mm的HRB400钢筋提供的钢筋截面积为4826mm2。钢筋重心到底边距离为52mm。布置如图36所示。 图34 普通钢筋布置预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为:保护层厚度为:50mm。第部分:计

23、算注梁截面几何特性求得各验算截面的毛截面特性(跨中、四分点毛截面几何特性见表12;变化点毛截面几何特性见表41;支点毛截面几何特性见表42)和钢束位置(见表33)的基础上,计算主梁净截面和换算截面的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的净矩,为各受力阶段的应力验算准备计算数据。变化点截面几何特性计算表 表41分 块名 称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板2250168752269391622736104三角承托67520135005218

24、8875227325腹板2900253750508104212104166291458下三角340708350马蹄3780195737100154350028656879302003799945107335765163615主梁大毛截面翼板33752587527774206三角承托67520135004022996腹板290025375050810425349420下三角3401081807马蹄378019573710015435003775776911145108235775986199一、主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土主梁截面几何性质根据不同的受力阶段分别计算支点截面几何特性计算表

25、分 块名 称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)主梁小毛截面翼板225016875三角承托腹板11610142222571576803主梁大毛截面翼板337525875三角承托腹板11610142222515321.3管道面积:非预应力钢筋换算面积:预应力钢筋换算面积:二、主梁预制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的90%后,进行预应力的张拉,此时管道尚未压浆,所以截面特性为计入非预应力钢筋影响的净截面,该截面的截面特性计算中扣除预应力管道的影响,T梁翼板宽度为1

26、50cm。 第一阶段几何特性计算表 表42截面分块名称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身 惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)跨中混凝土全面积824555528477非预应力钢筋换算面积0管道面积0净截面面积55528477四分点混凝土全面积824555528477非预应力钢筋换算面积0管道面积0净截面面积55528477变化点混凝土全面积9945107335765163615非预应力钢筋换算面积0管道面积0净截面面积65163615支点混凝土全面积71576803非预应力钢筋换算面积0管道面积0净截

27、面面积71576803注:yun=Si/Ai,由下划线标出。三、灌浆封锚,主梁吊装就位并现浇80cm湿接缝预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆,封锚后,预应力钢筋能够参与截面受力。主梁吊装就位后现浇80cm湿接缝,但湿接缝不参与截面受力,此时截面特性为计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的净截面, T梁翼板宽度仍为150cm。第二阶段几何特性计算表 表43截面分块名称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)跨中混凝土全面积824555528477非预应力钢筋换算面积224.80预

28、应力钢筋换算面积0净截面面积55528477四分点混凝土全面积824555528477非预应力钢筋换算面积224.80预应力钢筋换算面积0净截面面积55528477变化点混凝土全面积9945107335765163615非预应力钢筋换算面积224.80预应力钢筋换算面积0净截面面积65163615支点混凝土全面积71576803非预应力钢筋换算面积224.80预应力钢筋换算面积0净截面面积171576803注:yun=Si/Ai,由下划线标出。四、桥面、栏杆及人行道施工的运营阶段湿接缝结硬后,主梁全截面参与工作,此时截面特性为计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的净截面,T梁翼板宽度为230cm。

29、第三阶段几何特性计算表 表44截面分块名称分块面积(cm2)分块面积形心至上缘距离 (cm)分块面积对上缘静矩 (cm3)分块面积的自身 惯矩 (cm4)(cm)分块面积对截面形心的惯矩 (cm4)(cm4)跨中混凝土全面积944563407113非预应力钢筋换算面积0预应力钢筋换算面积0净截面面积63407113四分点混凝土全面积944563407113非预应力钢筋换算面积0预应力钢筋换算面积0净截面面积63407113变化点混凝土全面积11145108235775986199非预应力钢筋换算面积0预应力钢筋换算面积0净截面面积75986199支点混凝土全面积81527516非预应力钢筋换算

30、面积0预应力钢筋换算面积0净截面面积81527516注:yun=Si/Ai ,由下划线标出。五、计算结果汇总主梁截面特性值总表 表49阶段名称符号单位截面跨中四分点变化点支点第一阶段净截面积Acm2净截面形心至上缘距离yucm净截面形心至下缘距离ybcm钢筋重心至换算截面形心距离epcm净截面惯矩Icm45610800556174721截面抗拒上缘Wucm3下缘Wbcm3钢筋重心Wpcm3第二阶段换算面积Acm2换算截面形心至上缘距离yucm换算截面形心至下缘距离ybcm钢筋重心至换算截面形心距离epcm换算截面惯矩Icm46239170762329874截面抗拒上缘Wucm3下缘Wbcm3钢

31、筋重心Wpcm3第三阶段换算面积Acm2换算截面形心至上缘距离yucm换算截面形心至下缘距离ybcm钢筋重心至换算截面形心距离epcm换算截面惯矩Icm47157885371510846截面抗拒上缘Wucm3下缘Wbcm3钢筋重心Wpcm3钢束群重心至截面下缘距离apcm第部分:钢束预应力损失计算根据公预规第条规定,当计算主梁截面应力和确定钢束的控制应力时,应计算预应力损失值。后张法梁的预应力损失包括前期预应力损失和后期预应力损失,而梁内钢束的锚固应力和有效应力分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失。一、前期预应力损失计算1预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失计算公式为结设 P235 公式131

32、2:式中:张拉钢束时锚下的控制应力,根据公预规第条规定:钢束与管道壁之间的摩擦系数,由结设附表25查的其值为0.25;从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角值和;k管道每米长度的局部偏差对摩擦的影响系数,由结设附表25查的,取值为0.0015;x从张拉端到计算截面的管道长度在构件纵轴上的投影,以m计。计算结果见表51。管道摩擦损失计算表表51截面钢束号(度)(rad)(m)(MPa)跨中N1、N27N37N415N515四分点N1、N27N37N415N515变化点N1、N27N37N415N515支点N1、N27N37N415N515注:见表32所示,其中值由表33中的三角函数反求得到。2

33、由锚具变形、钢束回缩引起的损失计算由锚具变形、钢束回缩引起的损失,后张法曲线布筋的构件应考虑锚固后反摩阻力的影响根据结设公式13-49计算反摩阻力影响长度:式中:张拉端锚具变形值,夹片式锚具顶压张拉时为6mm;单位长度由管道摩阻引起的预应力损失;张拉端锚下张拉控制应力;扣除管道摩擦损失后的锚固端预拉应力;张拉端到锚固端的距离,锚固端为跨中截面;计算结果如表52所示:反摩阻力的影响长度计算表表52钢束编号 mm mmN1、N21395N31395N41395N5139519659求出后可知五束预应力钢绞线均满足,所以距张拉端为处的截面变形和钢筋回缩引起的考虑反摩阻力影响后的预应力损失按 结设公式

34、13-50计算:张拉端由锚具回缩引起的考虑反摩阻后的预应力按损,。若,则该截面不受反摩阻力的影响。计算如表53所示锚具变形、钢束回缩损失计算表表53截面钢束编号(mm)(mm)(MPa)(MPa)平均值(MPa)跨中N1、N2N3N4N519659四分点N1、N2N3N4N59909变化点N1、N2N3N4N52159支点N1、N2N3N4N51593分批张拉时混凝土弹性收缩引起的损失混凝土弹性收缩引起的损失,对于简直梁可取截面按结设公式1361进行计算,并以其计算结果作为全梁各截面预应力钢筋应力损失的平均值。式中:张拉批数为5;预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比;全部预应力钢筋的合力在其

35、作用点处所产生的混凝土正应力;截面特性按第一阶段取用;其中:,二、后期预应力损失计算1由钢束应力松弛引起的损失对于采用超张拉工艺的低松弛钢绞线,由钢束应力松弛引起的损失取截面按结设公式 1364进行计算,并以其计算结果作为全梁各截面预应力钢筋应力损失的平均值。 式中:张拉系数,超张拉为0.9;钢筋松弛系数,低松弛钢绞线取0.3;传力锚固时的应力(扣除预应力损失);2混凝土收缩和徐变引起的损失混凝土收缩和徐变引起的损失按结设公式1365计算: 式中:、加载龄期为时的混凝土收缩应变终和徐变系数终极值;(1) 加载龄期的确定混凝土达到设计强度90%的龄期,近似按标准养护条件计算,则有,则可得,对于二

36、期恒载G2的加载龄期,假定为(2) 、的计算设桥梁桥位为野外一般地区,相对湿度为75%,构件理论厚度公式为:2Ac/u,u为主梁与大气接触的截面周边长度;查表123,得,(3)的计算位传力锚固时在跨中和四分点截面的全部受力钢筋(构造钢筋除外)在截面重心处,由NPI、MG1、MG2混凝土正应力的平均值。MG2按变小乘以折减系数。计算NPI、MG1引起的应力时采用,第一阶段截面特性,计算MG2引起的应力时采用,第三阶段截面特性。跨中:四分点:所以:,跨中:四分点:所以:故:三、预应力损失汇总预应力损失汇总表表53截面预加应力阶段使用阶段钢束有效预应力跨中0四分点变化点支点第部分:主梁截面强度和应力

37、验算一、持久状况截面承载能力极限状态计算1正截面承载力计算一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载力计算。(1)求受压区高度x先按第一类T形截面梁,略去构造钢筋影响,由式13125计算混凝土受压区高度x:按第一类T形截面梁计算。(2)正截面承载能力计算跨中截面的预应力钢筋和非预应力钢筋的布置如图:预应力钢筋和非预应力钢筋合力作用点到截面底边距离a:所以 由式13126计算截面抗弯承载力为:大桥结构重要性系数,正截面承载能力满足要求。2斜截面抗剪承载力计算(1)截面有效高度计算跨中:四分点:变化点:支点:(2)截面抗剪强度上、下限复合截面抗剪强度上限:截面抗剪强度下限:预应力提高系数:跨中:,四分点:,变化点:,支点:,说明,各截面尺寸均满足要求,除跨中截面外,都需布置抗剪钢筋。(3)计算斜截面抗剪承载力按公式1318计算:取变化点截面,箍筋选用双肢直径为12mm的HRB335钢筋,间距,。采用全部5束预应力钢筋的平均值,各截面的剪力荷载效应均小于抗力,所以各截面的斜截面抗剪承载力满足要求。3斜截面抗弯承载力 由于钢束均锚固在梁端,钢束数量沿跨长方向没有变化,斜截面抗弯强度一般不控制设计。二、短期状况的正应力验算构件在制作、运输和安装等施工阶段,混凝土强度等级为C45。在预加力和自重作用下的截面边缘混凝土的法向正应力。计算截面上缘的和下缘的正应力,分别取跨中、四分点、变化点

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