0494-20米T梁畢業(yè)設(shè)計(jì)【全套6張CAD圖】
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大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè),是加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的重要保證。四通八達(dá)的現(xiàn)代交通,對(duì)于加強(qiáng)全國(guó)各族人民的團(tuán)結(jié),發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),促進(jìn)文化交流和鞏固國(guó)防等方面,都具有非常重要的作用。我國(guó)幅員遼闊,大小山脈和江河湖澤縱橫全國(guó),在已通車(chē)的公路路線(xiàn)中尚有大量渡口需要改建為橋梁,并且隨著社會(huì)主義工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的逐步實(shí)現(xiàn),還迫切需要修建許多公路、鐵路和橋梁,在此我們廣大橋梁工程技術(shù)人員將不斷面臨著設(shè)計(jì)和建造各類(lèi)橋梁的光榮而艱巨的任務(wù)。一、工程概況及方案比選(一)概述 平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路是國(guó)道主干線(xiàn)GZ75(衡陽(yáng)南寧昆明公路)位于云南省境內(nèi)羅村口至昆明公路的重要段落,是云南省列為“九五”和“十五”期間改造的六條主要干線(xiàn)公路之一。它途徑紅河、文山兩個(gè)地州的彌勒、開(kāi)遠(yuǎn)、硯山等市縣,東連廣西省,南接國(guó)家級(jí)邊境口岸那發(fā)、河口、船頭等,西接國(guó)道主干線(xiàn)GZ40及國(guó)道326線(xiàn)、國(guó)道323線(xiàn),服務(wù)于滇中、滇東、滇南、滇東南等廣闊地域,是云南省出海通邊的主要通道,對(duì)云南乃至大西南的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用。路線(xiàn)地處云南東南部,位于東經(jīng)1024310320,北緯24502502之間。本設(shè)計(jì)路段為平遠(yuǎn)街鎖龍寺高速公路11合同段莊田段,屬于改地方路1。此橋梁主要用于連接攀枝花村和莊田村。(二)工程概況1地形地貌平遠(yuǎn)街鎖龍寺高速公路路線(xiàn)起點(diǎn)位于硯山縣平遠(yuǎn)鎮(zhèn),止點(diǎn)位于彌勒縣朋普鎮(zhèn)。行政區(qū)劃包括文由州、紅河州。路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域位于云貴高原南緣,屬滇東南高原及滇中湖盆高原,根據(jù)地貌成因可分為三個(gè)小的地貌單元。本工程位于第三地貌單元內(nèi),即:K124+100K128+200段內(nèi),該地段以地表水、地下水強(qiáng)烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積和地表河流侵蝕堆積作用為主,呈現(xiàn)出溶蝕斷餡盆地的地形地貌特征。2水系路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域?qū)倌媳P(pán)江水系、地表水主要有綠水塘河、南盤(pán)江、甸西河。綠水塘河、甸西河均系盤(pán)江支流。根據(jù)南盤(pán)江流域洪水調(diào)查資料匯編江邊站資料、江邊街水文站19541969年實(shí)測(cè)流量資料及朋普七孔橋站實(shí)測(cè)流量資料,南盤(pán)江最大洪峰流量5410米3/秒(1910年),最枯流量21.1米3/秒(1963年),另外根據(jù)水文資料計(jì)算,南盤(pán)江橋位于1/100的洪水水位標(biāo)高為1012米,1/300的洪水水位標(biāo)高為1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒(1915年),最枯流量0.30米3/秒(1958年)。3氣候路線(xiàn)所經(jīng)地域位于東經(jīng)1024310320,北緯24502502之間,主要屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候。干旱季節(jié)分明,夏季多雨濕熱,冬春少雨干燥。氣候隨海拔高度變化明顯,具垂直分帶特征。鷹嘴巖段(K94+000)至止點(diǎn)段(莊田段),位于海拔10001300米的河谷及盆地地段,年平均氣溫 19.2C,最高氣溫38.2C,最低氣溫-2.5C,平均年降水量795毫米,平均年蒸發(fā)量1334.1毫米左右。路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域內(nèi)降雨量多集中在69月,占全年降雨量的6683,蒸發(fā)量最大在35月,氣溫最高是57月,氣溫最低是12月至次年2月??偟膩?lái)說(shuō),路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域的氣候特點(diǎn)是:降雨豐沛,熱量充足,寒、旱、風(fēng)等災(zāi)害天氣少,光、熱、水分配合理。4地震路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域地震活動(dòng)頻繁,是影響區(qū)域穩(wěn)定性的主要因素。據(jù)歷史地震記錄,區(qū)內(nèi)破壞性地震有9次。1919年12月21日,開(kāi)遠(yuǎn)發(fā)生5.5級(jí)地震,地震烈度7度;1929年3月22日,區(qū)內(nèi)西北角東經(jīng)10300,北緯2400發(fā)生6.3級(jí)地震,地震烈度8度;1950年9月13日,個(gè)舊發(fā)生5.8級(jí)地震,地震烈度8度;1953年5月14日,小龍?zhí)栋l(fā)生5級(jí)地震,地震烈度7度;1970年1月5日通海地震,波及本區(qū)段,造成部分房屋開(kāi)裂或破壞。區(qū)內(nèi)地震多發(fā)生在西部,而東部較少。東部區(qū)域內(nèi)地震烈度一般在56度,基本屬相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)。西部地區(qū)地震活動(dòng)頻繁,有震次增多,震級(jí)減少趨勢(shì),歷次地震烈度達(dá)68度。據(jù)云南省地震局地震隊(duì)資料,現(xiàn)今地殼垂直變形明顯,相對(duì)變化達(dá)50毫米,說(shuō)明地殼仍在活動(dòng),屬于不穩(wěn)定地區(qū),有可能發(fā)生破壞性地震。區(qū)內(nèi)西部地震活動(dòng)頻繁,其震中多位于南北向斷裂帶及開(kāi)遠(yuǎn)山字型構(gòu)造的鉸接復(fù)合部位,且多伴有溫泉出露。根據(jù)中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖和云南省各縣區(qū)地震烈度分區(qū),本公路莊田段基本地震烈度為:度基本地震烈度區(qū)。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500112001)的規(guī)定,莊田段設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。構(gòu)造物按交通部部頒公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)。5工程地質(zhì)及水文地質(zhì)評(píng)價(jià)(1)地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)域經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動(dòng),多種構(gòu)造相互疊加,構(gòu)造行跡比較復(fù)雜,影響本區(qū)域的構(gòu)造體系主要有:開(kāi)遠(yuǎn)山字型構(gòu)造體系、南北向構(gòu)造體系、北西向構(gòu)造體系。路線(xiàn)K123+000止點(diǎn)K128+200一帶為南北向構(gòu)造影響區(qū)域。路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域有南北向構(gòu)造主干大斷裂朋普開(kāi)遠(yuǎn)個(gè)舊斷裂于K124+400附近穿越該區(qū)域,為第四系地層所覆蓋。朋普溶蝕斷餡盆地即為該斷裂所控制形成。(2)地層巖性K124+100K128+200一帶分布河湖相黃色、灰白色粘土(其中灰白色粘土具膨脹性),灰黑色泥炭土,記憶砂、礫石土。(3)巖土物理力學(xué)指標(biāo):巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1.1巖石名稱(chēng)密度(g/cm3)吸水率孔 隙率平均軟化系數(shù)抗壓強(qiáng)度(Mpa)動(dòng)彈性模量Ed(MPa)動(dòng)泊松比()濕干天然狀態(tài)浸水飽和灰?guī)r白云灰?guī)r2.592.762.512.740.9 3.52.3 8.80.860.8732.4 50.620.3 101.8砂巖2.652.732.622.700.72.11.84.70.820.9352.6107.639.2109.357134.766981.10.280.30粉砂巖2.732.622.662.84.18.611.00.726.99.12.813.136409.60.28頁(yè)巖2.632.822.632.742.14.95.612.40.697.911.42.711.821667.60.32土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1.2天然密度。g/cm3土粒比重Gs飽和度Sr%天然孔隙比e。含水量%塑限p液限l%塑性指數(shù)IP液性指數(shù)Il內(nèi)聚力CkPa內(nèi)摩擦角。壓縮系數(shù)a1-2MPa壓縮模量Es1-2MPa自由膨脹率Fs%1.642.022.742.86851000.701.652458285251118235100.4939.6134.41.925.40.090.1415.8221.8020881.641.912.662.85881000.9381.6533.658365472128348600.4967.6134.41.915.00.10.1514.8619.0440881.772.062.722.7970990.631.417361625244181700.76546221.722.60.0730.0831213.71.341.872.782.86851001.011.313587246242101183900.6474916.625.10.0480.2005216水文地質(zhì)條件路線(xiàn)所經(jīng)區(qū)域地下水類(lèi)型主要有松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水三大類(lèi)。K124+100K128+200路段所在區(qū)域?yàn)榕笃杖芪g斷餡盆地,地表有甸西河流經(jīng)區(qū)內(nèi),地下水埋深較淺,平均埋身1.27米,地下水類(lèi)型為HCO3Ca型水,局部為HCO3Ca.Mg(Na)型水。7不良地質(zhì)地段本段路路線(xiàn)所經(jīng)過(guò)區(qū)域不良地質(zhì)地段分布廣泛,種類(lèi)繁多,主要不良地質(zhì)地段類(lèi)型有膨脹土、崩塌、泥石流、滑坡、溶巖漏斗、軟弱土地基等。膨脹土主要分布于平遠(yuǎn)街構(gòu)造溶蝕盆地、朋普溶蝕斷餡盆地等段。崩塌主要分布于飛魚(yú)澤至底打段。泥石流主要分布于飛魚(yú)澤至底打段?;轮饕植加陲w魚(yú)澤至底打段。溶巖漏斗主要分布于平遠(yuǎn)街至老玉坡段。軟弱土地基段落主要分布玉朋普溶蝕斷餡盆地內(nèi)。8工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件綜合評(píng)價(jià) 該段路線(xiàn)穿越區(qū)為朋普溶蝕斷餡盆地,以地表水、地下水強(qiáng)烈溶蝕作用、大陸停滯水堆積作用和地表河流侵蝕堆積作用為主。該段地層以粘土、亞粘土、泥炭土、砂、礫石土為主。地下水埋深較淺、平均埋深1.27米,地基承載力值較低。主要不良地質(zhì)現(xiàn)象有軟土和膨脹土,軟土段落有K124+250K124+400、K124+700K125+300、K125+700K126+550、K128+150K128+940四段。前三段為甸西河河床所流經(jīng)處,因河流位置變更,地形低洼,地下水、地表水匯集長(zhǎng)期浸泡而成。地表粘土呈軟塑狀,局部段落存在泥炭土,但成硬塑狀,價(jià)值埋藏較深,對(duì)路基影響較小,因此這三段可抽取地表水,采用換填碎石、拋石擠淤等淺層方法處治。K128+150K128+940一段為沼澤相軟土,需做深層處治。膨脹土段落有K126+600K128+200一段,巖性為褐紅、褐黃夾灰白色粘土,路線(xiàn)K127+250K128+050一段為挖方地段,所取費(fèi)方不可用做路堤填料。K124+000K128+200一段路堤填料可用K124+000處深挖方及附近料場(chǎng)、攀枝花村后山石料場(chǎng)碎石土填筑。(三)方案比選1比選方案的主要標(biāo)準(zhǔn): 橋梁方案比選有四項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn):安全,功能,經(jīng)濟(jì)與美觀,其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。過(guò)去對(duì)橋下結(jié)構(gòu)的功能重視不夠,現(xiàn)在航運(yùn)事業(yè)飛速發(fā)展,橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸,比如南京長(zhǎng)江大橋,其橋下凈空過(guò)小,導(dǎo)致高噸位級(jí)輪船無(wú)法通行,影響長(zhǎng)江上游城市的發(fā)展。至于橋梁美觀,要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定。2方案編制(1)懸臂橋圖1.1(2)T型鋼構(gòu)橋圖1.2(3)先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁T型梁橋圖1.3(4)斜拉橋圖1.43方案比選方案比選表 表1.3懸臂橋T形剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋斜拉橋適用性1橋墩上為單排支座,可以減小橋墩尺寸2主梁高度可較小,降低結(jié)構(gòu)自重,恒載內(nèi)力減小超靜定結(jié)構(gòu)容易受溫度、混凝土收縮徐變作用、基礎(chǔ)不均勻沉降等影響,容易造成行車(chē)不順1施工方便。2適合中小跨徑。3結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化??缭侥芰Υ蟀踩?在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線(xiàn)折點(diǎn)不利行車(chē)。2梁翼緣受拉,容易出現(xiàn)裂縫,雨水浸入梁體成為安全隱患建國(guó)初期大量采用目前國(guó)內(nèi)大量采用,安全,行車(chē)方便。1行車(chē)平穩(wěn)2索力調(diào)整工序比較繁復(fù),施工技術(shù)要求高美觀性做成變截面梁較漂亮結(jié)構(gòu)美觀結(jié)構(gòu)美觀具有現(xiàn)代氣息,結(jié)構(gòu)輕盈美觀。 經(jīng)濟(jì)性支架昂貴,維修費(fèi)用高造價(jià)較低,工期較短造價(jià)第二,用鋼量大造價(jià)最高縱觀橋梁的發(fā)展,懸臂橋已經(jīng)基本不采用,由于是跨線(xiàn)橋,跨度不大,斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋,T形鋼構(gòu)橋容易受地震等影響,云南省多地震,以及經(jīng)過(guò)上述方案的比較,決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋。二、主梁設(shè)計(jì)(一)設(shè)計(jì)概況及構(gòu)造布置1設(shè)計(jì)資料(1)設(shè)計(jì)跨徑:標(biāo)準(zhǔn)跨徑20.00m(墩中心距離),簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑(相鄰支座中心距離)19.50m,主梁全長(zhǎng)19.96m。(2)荷載:汽車(chē)20級(jí);掛車(chē)100級(jí);人群:3KN/m2;每側(cè)欄桿、人行道的重量分別為1.52KN/m和3.6KN/m。(3)材料及工藝:混凝土:主梁用40號(hào),人行道,欄桿及橋面鋪裝用20號(hào)。預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合冶金部YB255-64標(biāo)準(zhǔn)的s5mm碳素鋼絲,每束由24絲組成。普通鋼筋直徑大于和等于12mm的用16Mn鋼或其它級(jí)熱軋螺紋鋼筋;直徑小于12mm的均由級(jí)熱軋光鋼筋。鋼板和角鋼:制作錨頭下支承墊板、支座墊板等均用普通A3碳素鋼,主梁間的聯(lián)接用16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板。按后張法工藝制作主梁,采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼的錐形錨具和直徑50mm抽撥橡膠管。(二)橫截面布置1主梁間距和主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì),同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效,故在許可的條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。但標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要為配合各種橋面寬度,使橋梁標(biāo)準(zhǔn)化而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通部公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖(78年)中,鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式簡(jiǎn)支T形梁跨徑從16m到40m,主梁間距均為1.6m (留2工作縫,T梁上翼沿寬度為158cm)。考慮人行道適當(dāng)挑出,凈7附20.75m的橋?qū)拕t用五片。2主梁跨中截面細(xì)部尺寸(1)主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25,本設(shè)計(jì)取1.33 m。主梁截面細(xì)部尺寸:為了增強(qiáng)主梁間的橫向連接剛度,除設(shè)置端橫隔梁外,還設(shè)置3片中橫隔梁,間距為44.875m,共5片,采用開(kāi)洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度為8cm,翼板根部加到20cm以抵抗翼緣根部較大彎矩。為了翼板與腹板連接和順,在截面轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓角,以減小局部應(yīng)力和便于脫模。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板處因主拉力很小,腹板厚度一般由布置孔管的構(gòu)造決定,同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā),腹板厚度不宜小于其高度的1/15。標(biāo)準(zhǔn)圖的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要來(lái)確定,實(shí)踐表明馬蹄面積占截面面積的1020為合適。這里設(shè)置馬蹄寬度為32cm,高度18cm。馬蹄與腹板交接處做成45斜坡的折線(xiàn)鈍角,以較小局部應(yīng)力。這樣的配置,馬蹄面積占總面積15.75,按上述布置,可繪出預(yù)制梁跨中截面,如圖2.1所示。馬蹄從四分點(diǎn)開(kāi)始向支點(diǎn)逐漸抬高,在距梁端一倍梁高范圍內(nèi)(133cm)將腹板加厚到與馬蹄同寬。變化點(diǎn)截面(腹板開(kāi)始加厚區(qū))到支點(diǎn)的距離為123cm,中間還設(shè)置一節(jié)長(zhǎng)為30cm的腹板加厚的過(guò)渡段。圖2.1 預(yù)制梁跨中截面圖(2)橋面鋪裝:采用20號(hào)混凝土,坡度由橋面鋪裝層找平。圖2.2 橋橫截面圖圖2.3 主梁縱截面(三)梁毛截面幾何特性計(jì)算1截面幾何特性預(yù)制時(shí)翼板寬度為1.58m,使用時(shí)為1.60m,分別計(jì)算這二者的截面特征。計(jì)算公式如下: 中主梁跨中毛截面的幾何特性在預(yù)制階段如圖2.1,及表2.1跨中截面(跨中與L/4截面同)毛截面幾何特性 表2.1分塊號(hào)分塊面積Ai(2)yi(cm)Si=Ai*yi(Cm3)(ys-yi)(cm)Ix=Ai(ys-yi )2(Cm4)Ii(Cm4)11364454440.618.725105852121022432.69.055105184057.5105800-12.93.06210564112.37187-67.72.93310557612471424-79.436.313105合計(jì)同時(shí),用橋梁博士軟件也可得出一致的結(jié)果。軟件使用例子:設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)創(chuàng)建新文件。使用界面如下:選擇T型,然后進(jìn)行幾何參數(shù)設(shè)置。計(jì)算書(shū)如下:-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件: E:盛云華123設(shè)計(jì)文件1.sds文檔描述: jk任務(wù)標(biāo)識(shí): def任務(wù)類(lèi)型: 截面幾何特征計(jì)算-截面高度: 1.33 m-計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa換算面積: 0.447 m*2換算慣矩: 9.07e-02 m*4中性軸高度: 0.884 m沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面: 點(diǎn)號(hào): 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.33 0.0 2 0.998 8.87e-02 3 0.665 8.59e-02 4 0.333 6.54e-02 5 0.0 0.0-計(jì)算成功完成邊主梁截面與中主梁的翼緣寬度有差別,翼緣159cm:如圖2.4:圖2.4 邊主梁截面現(xiàn)在使用橋梁博士來(lái)計(jì)算毛截面幾何特性:-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件: E:盛云華123邊主梁跨中橫截面幾何特性.sds文檔描述: 截面特性任務(wù)標(biāo)識(shí): 11任務(wù)類(lèi)型: 截面幾何特征計(jì)算-截面高度: 1.33 m-計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料: JTJ023-85: 40號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量: 3.3e+04 MPa換算面積: 0.448 m*2換算慣矩: 9.09e-02 m*4中性軸高度: 0.885 m沿截面高度方向 5 點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面: 點(diǎn)號(hào): 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.33 0.0 2 0.998 8.9e-02 3 0.665 8.61e-02 4 0.333 6.55e-02 5 0.0 0.0-計(jì)算成功完成即Am=0.448,yx0.885m,Im=909。2檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)以跨中截面為例:根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計(jì)時(shí),檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)取0.450.55,且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明,初擬的主梁跨中截面是合理的。(四)主梁內(nèi)力計(jì)算1恒載內(nèi)力計(jì)算(1)主梁預(yù)制時(shí)的自重(一期恒載)g1:此時(shí)翼板寬1.58m按跨中截面計(jì)算,主梁每延米自重(即先按等截面計(jì)算)中主梁:0.44682511.17kN/m (0.4468為Am,25為40號(hào)混凝土的容重,單位kN/m3)內(nèi)、外邊梁:0.4482511.2 kN/m由馬蹄增高抬高所形成的4個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度: 由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度:(式中0.593為主梁端部截面積,主梁端部截面如圖2.5)圖2.5 主梁端部截面 邊主梁的橫隔梁:圖2.6 內(nèi)橫隔梁圖 圖2.7 端橫隔梁圖內(nèi)橫隔梁體積:(2)欄桿、人行道、橋面鋪裝(三期恒載)g3:一側(cè)欄桿1.52 kN/m,一側(cè)人行道3.60 kN/m;橋面鋪裝層,見(jiàn)圖2.2: 現(xiàn)將兩側(cè)欄桿、人行道和橋面鋪裝層恒載簡(jiǎn)易地平均分配到5片主梁上,則:(3) 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算如圖2.8所示,設(shè)為計(jì)算截面離左支點(diǎn)的距離,并令,則:主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為: 恒載內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表2.2恒載內(nèi)力(1號(hào)梁)計(jì)算表 表2 .2計(jì)算數(shù)據(jù) 項(xiàng) 目跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)0.50.250.07180.250.071800.1250.09380.03330.250.42820.5一期恒載12.3224585.699439.509156.03060.072102.891120.1434二期恒載5.4255257.881193.51468.69926.44945.30252.899 2活載內(nèi)力計(jì)算(修正剛性橫梁法)(1)沖擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定,對(duì)于汽20,按“橋規(guī)”2.3.5條規(guī)定,平板掛車(chē)不計(jì)沖擊力影響,即對(duì)于掛車(chē)100,1.0按“橋規(guī)”2.3.1條規(guī)定,對(duì)于雙車(chē)道不考慮汽車(chē)荷載折減,即車(chē)道折減系數(shù) 圖2.8 恒載內(nèi)力計(jì)算圖(2)計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc如前所述,該設(shè)計(jì)采用5片橫隔梁,3片內(nèi)橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)結(jié),且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為: 所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線(xiàn)和計(jì)算橫向分布系數(shù)。a主梁抗扭慣矩對(duì)于T型梁截面,抗扭慣矩可近似按下列公式計(jì)算:式中:和相應(yīng)為單個(gè)矩形截面寬度和厚度;矩形截面抗扭剛度系數(shù);梁截面劃分為單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對(duì)于跨中截面,翼緣板的平均換算厚度:=14cm;馬蹄部分的平均換算厚度:22cm。圖2.9給出了的計(jì)算圖式,的計(jì)算見(jiàn)表2.3。計(jì)算表 表2.3分塊名稱(chēng)翼緣板腹板馬蹄16097321416220.08750.16490.68751/30.2983710.1915001.463471.185460.652513.30144其中根據(jù)橋梁工程表252內(nèi)插求得。圖2.9 計(jì)算圖式b計(jì)算抗扭修正系數(shù)此設(shè)計(jì)主梁間距相同,并將主梁近似看成等截面,由橋梁工程式25得:式中: 橋梁工程P112規(guī)定,混凝土的剪切模量G可取等于0.425E,代入計(jì)算公式求得:0.91256c按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線(xiàn)豎坐標(biāo)值: 式中:則: 計(jì)算所得的值列于表2.4內(nèi)。橫向影響線(xiàn)豎坐標(biāo)值 表2.4梁 號(hào)(或)(或)(或)1233.21.600.56500.38250.20.01750.10870.2-0.16500.01750.2d計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1、2、3號(hào)主梁的橫向影響線(xiàn)和最不利布載圖式如圖2.10所示。對(duì)于1號(hào)梁,則:汽20 (0.54230.33750.1896-0.0151)0.52715掛100 (0.48540.3830.28060.1783)0.3318人群荷載 0.6417 支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。如圖2.11所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向影響線(xiàn)并進(jìn)行布載,1號(hào)梁活載的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下: 圖2.10 跨中的橫截面分布系數(shù)mc計(jì)算圖式橫向分布系數(shù)匯總(見(jiàn)表2.5) 1號(hào)梁活載橫向分布系數(shù) 表2.5荷 載 類(lèi) 別mcm。汽20掛100人群0.527150.33180.64170.4340.1401.422 圖2.11 支點(diǎn)的荷載橫向分布計(jì)算圖式用“橋梁博士”軟件計(jì)算橫向分布系數(shù)如下: 圖2.12 軟件截面-橫向分布計(jì)算系統(tǒng)輸出文檔文件: 文檔描述: 的任務(wù)標(biāo)識(shí): 東三分計(jì)算方法: 杠桿法-結(jié)構(gòu)描述:主梁間距: 4*1.6 m-橋面描述:人行道分隔帶車(chē)行道中央分隔帶車(chē)行道分隔帶人行道0.7500.0003.5000.000 0.0003.5000.0000.750左車(chē)道數(shù) = 1, 右車(chē)道數(shù) = 1, 不計(jì)車(chē)道折減汽車(chē)等級(jí): 汽車(chē)-20級(jí)掛車(chē)等級(jí): 掛車(chē)-100級(jí)人群集度: 3.000 KPa-影響線(xiàn)數(shù)值:坐標(biāo)X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁0.0001.0000.0000.0000.0000.0001.6000.0001.0000.0000.0000.0003.2000.0000.0001.0000.0000.0004.8000.0000.0000.0001.0000.0006.4000.0000.0000.0000.0001.000-橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)人群滿(mǎn)人特載車(chē)列10.4340.1401.0572.1940.0000.00020.4980.4680.0001.6000.0000.00030.5950.4680.0001.6000.0000.00040.5000.4680.0001.6000.0000.00050.4360.1401.0572.1950.0000.000-計(jì)算成功完成(3)計(jì)算活載內(nèi)力在活載內(nèi)力計(jì)算中,這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮:計(jì)算主梁活載彎矩時(shí),均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc,鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線(xiàn)的較大坐標(biāo)位于橋跨中部(圖2.13),故也按不變化的mc來(lái)計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí),由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響,按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線(xiàn)取值,即從支點(diǎn)到之間,橫向分布系數(shù)用值直線(xiàn)插入,其余區(qū)段均取值(見(jiàn)圖2.14和2.15)。計(jì)算跨中截面最大彎矩及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩采用直接加載求活載內(nèi)力,圖2.13示出跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式,計(jì)算公式為a汽車(chē)和掛車(chē)荷載內(nèi)力計(jì)算在表2.6內(nèi)。圖2.13 跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式跨中截面車(chē)輛荷載內(nèi)力計(jì)算表 表2.6荷載類(lèi)別汽20掛1001.1912510.527150.3318最大彎矩及相應(yīng)剪力60120120250250250250125426.4663556.25146.8251號(hào)梁內(nèi)力值788.33716.6201179.96448.717最大剪力及相應(yīng)彎矩合力P2120+60=3002504=10000.415940.33593.25125.071200335.932501號(hào)梁內(nèi)力值78.540753.561111.4521078.35注:欄內(nèi)分子、分母的數(shù)值分別為對(duì)應(yīng)的及相應(yīng)影響線(xiàn)坐標(biāo)值。b對(duì)于人群荷載 q=0.75q=0.753=2.25kN/m相應(yīng)的相應(yīng)的求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力(按等代荷載計(jì)算)計(jì)算公式為:式中:如圖2.8所示,對(duì)于四分點(diǎn)彎矩影響線(xiàn)面積為,剪力影響線(xiàn)面積為。于是上述計(jì)算公式即為: 1號(hào)梁的內(nèi)力列表計(jì)算見(jiàn)表2.7. 四分點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.7荷載類(lèi)別項(xiàng)目K(kN/m)內(nèi)力值汽201.1912519.23623.20435.655.480.52715430.63779.851掛1001.045.83861.07535.655.480.3318542.203111.050人 群1.02.2535.655.480.641751.4727.912求變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力圖2.14示出變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算圖式,內(nèi)力計(jì)算表見(jiàn)表2.8。 1號(hào)梁變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.8荷載類(lèi)別 汽20掛100人 群1+u1.191251.01.0最大彎矩mc0.527150.33180.6417合力p3002504=1000q=2.25y1.1871.0741/219.51.30Mmax223.62356.3518.30最大剪力Pi12012060250250250250q=2.25yi0.9280.8750.6630.9280.8800.6700.610m10.4600.4860.527150.1950.2420.33180.3318Qmax146.8204.714.0注:表中 圖2.14 變化點(diǎn)截面(1號(hào)梁)內(nèi)力計(jì)算圖式求支點(diǎn)截面的最大剪力圖2.15示出了支點(diǎn)最大剪力計(jì)算圖式,最大剪力列表計(jì)算在表2.9內(nèi)。 1號(hào)梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表 表2.9荷載類(lèi)別汽20掛100人群1+u1.191251.01.0P11201206070130250250250250Q=2.25y11.00.9280.7230.21001.00.9380.73320.6721.0/2y人=0.928m10.4340.4600.52720.5100.430.140.1870.33180.3318 0.55619.5 0.50.78034.875159.24195.4116.17注: 圖2.15 支點(diǎn)剪力(1號(hào)梁)計(jì)算圖式3主梁內(nèi)力組合 主梁內(nèi)力組合 表2.10序號(hào)荷載類(lèi)別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面第一期恒載第二期恒載總恒載=+人群汽20掛100汽人=恒汽人=+恒掛SjI=1.2恒+1.4SjIII=1.2恒+1.1掛提高后的SjI提高后的SjIII585.699257.881843.5868.627788.3371179.964856.9641700.542023.542212.152310.2649.9%56%2212.1523560003.5278.540111.45282.0682.06111.452114.88122.6095.7%100%114.88125439.509193.514633.02351.472430.637542.203482.1091115.131175.231434.581356.0542%44%1434.58138360.07226.44986.5217.91279.851111.05087.763174.28197.57226.69225.9849.3%54%226.69230156.03068.699224.72918.30223.62356.35241.92466.71581.079608.363661.6651.5%59%608.363675102.89145.302148.19314.0146.8204.7160.8308.99352.893402.952403.0051%56%402.952411120.14352.899173.04216.17159.24195.41175.41348.45368.45453.22422.6049.2%51%453.22431控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力23561251434.58230675411453(五)預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其布置1估算鋼束面積(1)按強(qiáng)度要求估算由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理式(1392)有:式中:混凝土強(qiáng)度安全系數(shù),取1.25;計(jì)算彎矩,由表2.10可得2356kNm 為設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),這里取0.76計(jì)算,由此可得:2913.53kN每束為24s5mm、面積為4.71471,其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度1280Mpa。鋼束數(shù)為:4.83束(2)按施工和使用階段的應(yīng)力要求估算此時(shí),翼板可采用麥尼爾不等式進(jìn)行鋼束截面得估算。對(duì)于施工階段有式中:傳力錨固時(shí)的有效預(yù)加力,其應(yīng)力損失可按估算。設(shè)1200 Mpa,則(1-0.2)0.80.750.75;為張拉時(shí),構(gòu)件上緣混凝土拉應(yīng)力的限制值:。設(shè)張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80,即相當(dāng)于0.84032號(hào),由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理附表11內(nèi)插得2.20Mpa,故0.72.201.54 Mpa。同理可求得0.722.415.68 Mpa。各項(xiàng)幾何特性均按表2.1采用毛截面幾何特性,各項(xiàng)彎矩值由表2.10求得。代入上式得: (A)由得: (B)對(duì)于使用荷載階段式中:第二階段應(yīng)力損失系數(shù),取=0.8;使用階段混凝土壓應(yīng)力的限制值:荷載組合時(shí),0.50.52814。代入上式得: (C)由(不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力)得: (D)將式(A)、(B)、(C)、(D)繪于圖2.16中。其式(D)與(B)數(shù)值相近,在圖中共用一條直線(xiàn)表示,因而其可行區(qū)必在此直線(xiàn)上。為使用鋼量經(jīng)濟(jì),應(yīng)盡可能使加大,但應(yīng)滿(mǎn)足鋼束布置時(shí)保護(hù)層等構(gòu)造要求。取800mm,并取可行區(qū)的中值得:3.5,即2857N故需要的鋼束數(shù)為:束(3)鋼束數(shù)的選定根據(jù)以上計(jì)算,均接近5束,故暫選鋼束數(shù)。2鋼束布置(1)跨中截面鋼束的布置,如圖2.17。構(gòu)造要求:預(yù)留孔道凈間距10mm,梁底凈距50mm,梁側(cè)凈距35mm,圖中布置均滿(mǎn)足以上要求。圖2.16圖2.17跨中截面鋼束布置(2)錨固面鋼束布置為使施工方便,全部5束均錨固于梁端,這樣布置符合均勻分散原則,能滿(mǎn)足張拉要求。如圖2.18所示。(3)其它截面鋼束位置及其傾角鋼束的形狀及傾角計(jì)算采用圓弧曲線(xiàn)彎起;彎起角:1、2、3、4號(hào)束采用13;5號(hào)束采用15;鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計(jì)算以5號(hào)束為例,其彎起布置如圖2.19示由求起彎點(diǎn)k的位置:圖2.18 梁端鋼束錨固各鋼束的彎起點(diǎn)及半徑見(jiàn)表2.11示 圖2.19 5號(hào)束彎起布置 各鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計(jì)算表 表2.11鋼束號(hào)升高值 c(cm)度 (cm)(cm)支點(diǎn)到錨固點(diǎn)的距離d (cm)起彎點(diǎn)k到跨中線(xiàn)距離Xk590.9150.96626730.25969111.8295.83426.7130.97410430.22523415.3756.3128.1130.9743160.2257121.4925.4注: 單位:cm各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算仍以5號(hào)束為例,由圖2.19可求得計(jì)算點(diǎn)i離梁底的距離ai=a+ci式中:a鋼束起彎前其重心至梁底的距離:a=23.5(見(jiàn)圖2.19)ci計(jì)算截面I鋼束位置升高值: R鋼束曲線(xiàn)半徑:R2673cm;計(jì)算截面I鋼束的彎起角(即傾角): 計(jì)算截面I至彎起點(diǎn)k之水平距離。對(duì)于5號(hào)束的支點(diǎn)截面(圖2.19): 各截面鋼束位置(ai)及其傾角(i)計(jì)算值見(jiàn)表2.12 各截面鋼束位置(Ai)及其傾角(i)計(jì)算表 表2.12計(jì)算截面鋼束編號(hào)(cm)R(cm)度(cm)a(cm)跨中截面12為負(fù)值尚未彎起00107.5(同左)3415.5 523.5平 均 傾 角001鋼束截面重心13.9截面12為負(fù)值未彎00107.57.53415.515.5 5191.726734.1136.88423.530.384平 均 傾 角4.1130.07170.997鋼束截面重心15.307變化點(diǎn)截面xi=83512Li為負(fù)值未彎00107.57.53478.710434.3272.97315.518.473 5539.2267311.6855.3523.578.85平 均 傾 角6.7780.120.993鋼束截面重心26.274支座截面xi=9751255.331610.084.8787.512.37834222.3104312.3123.9815.539.48 5681.3267314.7788.3223.5111.82平 均 傾 角11.910.2060.978鋼束截面重心43.107(六)主梁截面幾何特性計(jì)算 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁,在張拉鋼束時(shí)管道尚未壓漿,由預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力按構(gòu)件混凝土凈截面(不計(jì)構(gòu)造鋼筋的影響)計(jì)算;在使用階段,預(yù)留管道已經(jīng)壓漿,認(rèn)為管束與混凝土結(jié)合良好,故按換算截面計(jì)算??缰薪孛娴膬艚孛媾c換算截面幾何特性計(jì)算,列表進(jìn)行,如表2.13所示。同理,可求得其它控制截面得凈截面和換算截面的幾何特性如表2.17。 跨中截面的凈截面與換算截面的幾何特性計(jì)算表 表2.13截面類(lèi)別分塊名稱(chēng)分塊面積Ai(cm2)Ai重心至梁頂距離yi(cm)對(duì)梁頂邊的面積矩Si=Aiyi自身慣性矩Ii(cm4)(ys-yi)(cm)Ix=Ai(ys-yi)2(cm4)截面慣性矩I=Ii+Ix凈截面毛截面446844.619927390.658105-1.70.129105預(yù)留管道面積-98119.1-116720-76.2-5.690105混凝土凈截面Aj=4370yjs=42.9Si=18760190.658105-5.56110585.097105換算截面鋼束換算面積(ny-1) Ay=119119.1141730-72.66.270105毛面積446844.619927390.6581051.90.161105換算截面面積458746.5Si=21344690.6581056.43110597.089105注:ny=Ey/Eh=2.0105/3.3104=6.06, Ey值查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理附表2-2,Eh查附表1-2。Ay=5ay=54.71=23.55cm2 L/4截面的凈截面與換算截面的幾何特性計(jì)算表 表2.14截面類(lèi)別分塊名稱(chēng)分塊面積Ai(cm2)Ai重心至梁頂距離yi(cm)對(duì)梁頂邊的面積矩Si=Aiyi自身慣性矩Ii(cm4)(ys-yi)(cm)Ix=Ai(ys-yi)2(cm4)截面慣性矩I=Ii+Ix凈截面毛截面446844.619927390.658105-1.60.114105預(yù)留管道面積-98117.7-115350-74.7-5.468105混凝土凈截面Aj=4370yjs=43.0Si=18773890.658105-5.35410585.304105換算截面鋼束換算面積(ny-1) Ay=119117.7140060-71.26.033105毛面積446844.619927390.6581051.90.161105換算截面面積458746.5Si=21327990.6581056.19410596.852105變化點(diǎn)截面的凈截面與換算截面的幾何特性計(jì)算表 表2.15截面類(lèi)別分塊名稱(chēng)分塊面積Ai(cm2)Ai重心至梁頂距離yi(cm)對(duì)梁頂邊的面積矩Si=Aiyi自身慣性矩Ii(cm4)(ys-yi)(cm)Ix=Ai(ys
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0494-20米T梁畢業(yè)設(shè)計(jì)【全套6張CAD圖】,全套6張CAD圖,20,畢業(yè)設(shè)計(jì),全套,cad
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