预应力混凝土空心板梁桥设计.doc
《预应力混凝土空心板梁桥设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《预应力混凝土空心板梁桥设计.doc(123页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、摘 要2002年以来我省高速公路桥梁快速发展,其中后张法预应力混凝土简支T梁桥使用最为广泛。由于其技术成熟,整体性较好,便于工厂化预制,大大缩短工期诸多优点,所以本次设计的是某新建高速公路k10+080大桥25m+35m3+25m预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计。本设计采用的是35m跨后张法预应力混凝土的简支T型梁桥,其计算跨径为34.0m,梁长34.96m,主梁为变截面T型梁。两侧采用刚性护栏,不设人行道;车道数为双向4车道;汽车荷载是公路级。上部构造形式采用5梁式; T梁预制高度为2.0m。本设计具体包括以下几个部分:桥型布置,结构各部分尺寸拟定;选取计算结构简图;恒载内力计算;活载内力
2、计算;荷载组合;预应力钢束的估算及其布置;配筋计算;预应力损失计算;截面强度验算;截面应力及变形验算;行车道板的计算。关键词后张法,预应力混凝土,内力计算 35 meters of a secondary road post-tensioned concrete simply supported T beam bridge structure designAbstract Our province highway bridges have developed rapidly since 2002. The post-tensioned prestressed concrete T beam b
3、ridge most widely be used. Because of its mature technology, good integrity, ease of prefabrication, greatly shorten the construction period and so on.So this design is a new highway k10 +080 Bridge 25m +35 m 3 +25 m prestressed concrete T beam bridge structural design department. This design uses a
4、 35m post-tensioned prestressed concrete simply supported T-beam bridge.The calculations span beam is 34.0m and the beam length is 34.96m. The main beam is the variable cross-section. Both sides of the width are the rigid barrier with no sidewalks; Drive number of two-way 4 Drive; Car load highway -
5、 level. Superstructure forms uses 5 beams and the height of T precast beam is 2.0m.This design specifically includes the following components: bridge layout;Proposed structure size of each part ; select the calculation structure diagram; dead load of the internal force calculation; live load of the
6、internal force calculation; load combination; prestressed steel beam and the layout of the estimation; reinforcement calculation; prestress loss calculation; strength calculation section; section stress and deformation of checking; lane board calculations.Key wordPost-tensioned, priestesses concrete
7、, Internal force calculations目 录第一章 设计资料及构造布置11.1 设计资料11.1.1 桥梁跨径及桥宽11.1.2技术标准11.1.3 方案比选11.1.4设计要点31.1.5 材料及工艺31.1.6 设计依据31.1.7 基本计算数据41.2 横截面布置51.2.1 主梁间距与主梁片数51.2.2 主梁跨中截面尺寸拟订61.3 横截面沿跨长的变化81.4 横隔梁的设置8第二章 主梁作用效应计算92.1 永久作用效应计算92.1.1 永久作用集度92.1.2 永久作用效应102.2 可变作用效应计算(修正刚性梁法)122.2.1 冲击系数122.2.2 车道折
8、减系数122.2.3 主梁荷载横向分布系数计算122.2.4 车道荷载的取值172.2.5 计算可变作用效应182.3 主梁作用效应组合21第三章 预应力刚束的估算及其布置233.1 跨中截面钢束的估算和确定233.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数233.1.2 按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数233.2 预应力钢束的布置243.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束布置243.2.2 钢束起弯角和线形的确定273.2.3 钢束计算27第四章 计算主梁截面几何特性314.1截面面积及惯矩计算314.1.1 净截面几何特性计算314.1.2 换算截面几何特性计算334.2 截面静矩
9、计算344.3 截面几何特性汇总39第五章 钢束预应力损失计算405.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失405.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失425.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失445.4 由钢束应力松驰引起的预应力损失495.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失495.6预加内力计算及钢束预应力损失汇总54第六章 主梁截面承载力与应力验算626.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算626.1.1正截面承载力验算626.1.2 斜截面承载力验算656.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算696.2.1正截面抗裂验算696.2.2斜截面抗裂验算706.3 持久状况构
10、件的应力验算776.3.1 正截面混凝土压应力验算776.3.2 预应力筋拉应力验算786.3.3 截面混凝土主压应力验算816.4 短暂状况构件的应力验算866.4.1 预加应力阶段的应力验算866.4.2 吊装应力验算87第七章 主梁端部的局部承压验算907.1 局部承压区的截面尺寸验算907.2 局部抗压承载力验算91第八章 主梁变形验算938.1 计算由预加力引起的跨中反拱度938.2 计算由荷载引起的跨中挠度948.3 结构刚度验算968.4 预拱度的设置96第九章 横隔梁计算979.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用979.2 跨中横隔梁的作用效应影响线979.2.1 绘制弯矩影
11、响线989.2.2 绘制剪力影响线999.3 截面作用效应计算1019.4 横隔梁截面配筋与验算1029.4.1正弯矩配筋1029.4.2负弯矩配筋1039.5 横隔梁剪力效应计算及配筋设计1039.5.1 绘制剪力影响线103第十章 行车道板计算10510.1悬臂板荷载效应计算10510.1.1 永久作用10510.1.2可变作用10610.1.3承载能力极限状态作用基本组合10710.2 连续板荷载效应计算10710.2.1 永久作用10710.2.2 可变作用10910.2.3 作用效应组合11110.3 截面设计、配筋及承载力验算111115致 谢115参考文献116 4某高速K10+
12、080大桥(25m+35m3+25m)35m跨设计班级: 作者: 指导老师: 职称: 讲师第一章 设计资料及构造布置1.1 设计资料1.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径:35(墩中心距离)主梁全长:34.96计算跨径:34桥面净空:净1.1.2技术标准公路等级:高速公路设计速度:100设计荷载:公路-级设计安全等级:二级,1.1.3 方案比选XX至XX高速公路,北起XXX高速,经XX市境内东进入XX市XX乡,向南沿国道XXX线东,在XX市区东5公里止xx高速。主要控制点有XXXX高速点、XXXXX、XX市规划区、XX高速连接点等,路线全长约53公里,其中,XX(XX)境内约20公里,XXX(XX
13、)境内约33公里。本桥梁用于跨越XX,在K10+080K11+200段内,该地段以地表水作用为主。本处桥梁有以下方案:方案一 预应力混凝土板桥本方案设计为装配式简支斜空心板桥,采用混凝土浇筑预制主梁,防撞栏杆采用混凝土,防水混凝土和沥青混凝土磨耗层;角缝采用混凝土浇注,封锚混凝土也用;桥面连续铺装用混凝土。预制板安装就位后,在企口缝内填筑标号比预制板高的小石子混凝土,并浇筑厚的水泥混凝土铺装层连成整体。预应力混凝土板桥特点:1.建筑高度小、桥下净空能得到保证。2.外形简单、便于制作。3.便于装配式施工。4.跨径大以后,截面过大,自重太大。板桥的合理跨径小于1315,预应力砼连续板桥小于35。方
14、案二 预应力混凝土简支T梁桥该方案采用25+353+25预应力混凝土简支T梁桥,桥面净宽为12。桥梁上部结构采用5片主梁,主梁间距取用2.4,其中预制主梁宽2.0。预制板安装就位后,在企口缝内填筑标号比预制板高的小石子混凝土,并浇筑厚10的水泥混凝土铺装层连成整体,支座采用的橡胶支座。预应力混凝土简支梁桥的特点:1.简支梁桥属于单孔静定结构,它受力明确,结构简单,施工方便,结构内力系受外力影响,能适应在地质较差的桥位上建桥。2.在多孔简支梁桥中,由于各跨经结构尺寸同意,其结构尺寸易于设计成系列化,标准化。有利于组织大规模的工厂预制生产并用现代化起重设备,进行安装,简化施工管理工作,降低施工费用
15、。3.装配式的施工方法可以节省大量模板,并且上下部结构可用时施工,显著加快建桥速度缩短工期。4.在简支梁桥中,因相邻各单独受力,桥墩上常设置相邻简支梁的支座,相应可以增加墩的宽度。从施工方案与机具、结构使用性能以及经济因素等方面进行仔细比较,从可以实现的两种桥型中选出预应力简支T梁桥为设计桥型,其方案优异于其他方案,所以本设计采用预应力简支T梁桥。1.1.4设计要点 1.桥跨布置: ,桥梁总长。 2.T型梁按照全部预应力混凝土A类构件设计。3.桥面板横坡为单向横坡,桥面纵坡为,均由下部结构调整。4.T型梁断面:T型梁高度,翼缘板宽度,翼缘板端部厚度,根部厚度,腹板宽度,马蹄宽度,翼缘板湿接部分
16、宽度两边各,厚度同翼缘板端部。5.桥面铺装:的C50混凝土+的沥青混凝土。6.施工工艺:预制预应力T型梁采用后张法施工工艺。7.本设计桥为装配式预应力混凝土T型梁桥。1.1.5 材料及工艺混凝土:主梁采用,防撞护栏及桥面铺装用。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)的15.2钢绞线,每束7根,全梁配7束,。普通钢筋直径大于和等于12的采用HRB335钢筋,直径小于12的均用R235钢筋。按后张法施工工艺要求制作主梁,采用内径70,外径77的预埋波纹管和夹片锚具。1.1.6 设计依据(1)交通部颁公路工程技术标准(JTG B012003),简称标准;(2
17、)交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),简称桥规;(3)交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004),简称公预规。1.1.7 基本计算数据 基本计算数据见表1-144表1-1 基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗压标准强度5032.42.6522.41.83短暂状态容许压应力容许拉应力20.721.757持久状态标准荷载组合:容许压应力容许主压应力短期效应组合:容许拉应力容许主拉应力16.219.4401.59钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力186012601
18、395持久状态应力:标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线25.023.078.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65注:本设计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,则:=29.6,=2.51。1.2 横截面布置1.2.1 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,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。本桥主梁翼板宽度为2400,由于宽度较大,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,因此主梁的工作截面有两种:预施应力和运输吊装阶段的小截面()和运
19、营阶段的大截面()。桥宽采用五片主梁。如图1-1所示.图1-1 结构尺寸图(尺寸单位:)1.2.2 主梁跨中截面尺寸拟订(1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25间。标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是比较经济的方案,因为增大梁高可以节省预应力钢束用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。综上所述,本桥梁取用2000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,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用160,翼板根部加厚到200
20、以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定条件出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面面积的10%-20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束,将钢束按三层布置,一层最多三束,同时还根据公预规9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求,初拟马蹄宽度为500,高度250,马蹄与腹板交接处作三角过渡,高度150,以减少局部应力。按照以上拟订的外形尺寸,就可以绘出预制梁的跨中截面图(见图1-2)。图1-2 跨中截面尺寸图(
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 预应力 混凝土 空心 板梁桥 设计