#預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁計(jì)算書

1、1 初步設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)基本資料1.1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)荷載：公路I 級(jí)2）橋面寬：凈 7m + 2 x 0.5m防撞墻3）設(shè)計(jì)車道： 2 車道4）設(shè)計(jì)車速： 80km/h5） 地震烈度：基本烈度6 度，按 7 度設(shè)防6）橋面橫坡： 1.5%7）橋面縱坡： 1.0%8）豎曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)無(wú)豎曲線9）平曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)無(wú)平曲線10） 溫度：季節(jié)溫差的計(jì)算值為-43 C和+19 C1.1.2 主要材料1 、 混凝土1 ） 橋面瀝青混凝土鋪裝2）連續(xù)梁： C503）樁基、承臺(tái)、橋墩、橋臺(tái)、搭板： C502、鋼筋1 ）主筋： II 級(jí)鋼筋2）輔助鋼筋： II 級(jí)鋼筋3）預(yù)應(yīng)力筋：箱梁縱向預(yù)

2、應(yīng)力束采用$ j15.24高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，ASTMA416-90a270 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度Ry =1860MPa , Ey=1.95 x 10 MPa。3、預(yù)應(yīng)力管道預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。4、伸縮縫 采用 SSF80A 大變位伸縮縫。5 、支座 采用盆式橡膠支座。1.1.3 相關(guān)參數(shù)1. 相對(duì)溫度 75%2. 管道摩擦系數(shù) u=0.253. 管道偏差系數(shù)入=0.00251/米4. 鋼筋回縮和錨具變形為 4mm1.1.4 預(yù)應(yīng)力布置箱梁采用 OVM 型錨具及配套的設(shè)備。管道成孔采用波紋圓管，且要求鋼波紋管的鋼帶厚度不小于0.35mm。預(yù)應(yīng)力張拉采用引伸量和張拉噸位雙控。并以引

3、伸量為主。引伸量誤差不得超過 -5%10% 。1.1.5 施工方式滿堂支架1.1.6 設(shè)計(jì)規(guī)范1. 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004 )2. 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62- 2004)3. 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ024 85)4 .公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041 2000 )5. 公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGC30-2002 )1.2橫截面和縱斷面尺寸擬定：縱截面橋梁分孔關(guān)系到橋梁的造價(jià)?？鐝胶涂讛?shù)不同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)的總造價(jià)是不同的?？鐝接?，孔數(shù)愈小，上部結(jié)構(gòu)的孔數(shù)就愈大，而墩臺(tái)的造價(jià)就愈小。最經(jīng)濟(jì)的跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)

4、的總造價(jià)最低。因此當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良，基礎(chǔ)工程較復(fù)雜而造價(jià)較高時(shí)，橋梁跨徑就可選的大一些。反之，當(dāng)橋墩較矮或地基較好時(shí)，跨徑就可以選的小 一些。97.4 米,由于橋位處地質(zhì)情況為素填土或雜填土、圓礫、黏土、強(qiáng)風(fēng)化巖，部分橋位處巖石裸 露，海堤上地質(zhì)情況為淤泥、黏土、中風(fēng)化巖。地質(zhì)狀況不良，本橋位處橋長(zhǎng) 擬采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，所以設(shè)置為三跨連續(xù)梁較好?；A(chǔ)擬采用鉆孔灌筑樁。連續(xù)梁跨徑布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置，則邊梁內(nèi)力(包括邊支墩處梁中的負(fù)彎矩)將控制全橋設(shè)計(jì)，這樣不經(jīng)濟(jì)。此外變量過長(zhǎng)，削弱了邊跨的剛度，將增大活載在中跨跨中截面處的彎矩變化幅值，增加預(yù)應(yīng)力束筋數(shù)量。一般

5、邊跨長(zhǎng)度可取為中跨的0.5 0.8倍，對(duì)鋼筋混凝土連續(xù)梁取偏大值，使邊跨與中跨內(nèi)力基本相同；對(duì)預(yù) 應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁宜取偏小值，以增加邊跨剛度減小活載彎矩的變化幅值，減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量。但是當(dāng)橋梁總長(zhǎng)度很大，當(dāng)采用頂推或先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法時(shí)，則等 跨結(jié)構(gòu)受力性能較差所帶來(lái)的欠缺完全可以從施工經(jīng)濟(jì)效益的提高而得到補(bǔ)償。本橋橋長(zhǎng)97.4米，對(duì)于連續(xù)體系，由于邊跨宜取(0.50.8)中跨長(zhǎng)，擬取 27m+43m+27m，邊跨/主跨=0.62。截面形式從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn)來(lái)分析，連續(xù)梁的立面以采用變高度的布置為宜。而對(duì)于采用頂推法、移動(dòng)模架法、整孔架設(shè)法施工的橋梁，其跨徑在4060

6、m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，一般都采用等高粱。等高度連續(xù)梁H = （1/151/30）L,這里梁高擬取H=1.75m截面的選擇遇到的問題是箱型截面與T型截面的選擇問題。由于T形截面有利于承受單向彎矩（正彎矩），不利于承受雙向彎矩（正負(fù)彎矩）。箱型截面是一種閉口薄壁截面，其抗扭剛度大，并具有較 T形截面高的截面效率指標(biāo)，同時(shí)它的頂?shù)装迕娣e均比較大，能 夠有效地承擔(dān)正負(fù)彎矩，并滿足配筋的要求，所以在次選擇箱型截面作為設(shè)計(jì)截面。接著 就遇到了箱型截面是選擇單箱單室、單箱多室、多箱單室還是多箱多室。單箱截面整體性 好，施工方便，材料用量經(jīng)濟(jì)，當(dāng)橋面不大時(shí)采用單箱截面為好，當(dāng)橋面較寬時(shí)，采用多 箱截面。本橋

7、寬為 7m + 2 x 0.5m所以選擇單箱單室截面形式。底板厚度：對(duì)于預(yù)應(yīng)力混 凝土連續(xù)箱梁底板中需配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力束筋與普通鋼筋，底板厚度一般為200250mm這里擬取250mm懸臂長(zhǎng)度：懸臂長(zhǎng)度一般采用25m,當(dāng)長(zhǎng)度超過3m后，一般需要布置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，我們這里懸臂長(zhǎng)度取1.5m。頂板厚度：確定箱形截面頂板厚度通常主要考慮兩個(gè)因素：橋面板橫向彎矩的受力要求和縱向預(yù)應(yīng)力鋼束和橫向受力鋼筋（或橫向預(yù)應(yīng)力鋼束）的構(gòu)造要求。腹板間距大約為5m,這里擬取頂板厚度為 250mm頂板參考尺寸腹板間距（m）3.55.07.0頂板厚度（mm180200280腹板厚度：箱梁一般有兩塊以上腹板組成，每塊

8、腹板的最小厚度要滿足構(gòu)造要求和施工時(shí)澆筑混凝土的要求，一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：對(duì)于腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力管道布置時(shí)腹板厚度為450mm.80C橋梁橫截面擬訂圖（cm）2計(jì)算2.1橋梁原橫截面特性計(jì)算80C15C150求其形心和抗彎慣性矩:(cm)Zi16187.514Ai*Zi3606400937125196000刀 AiZi = 4739525Ai800*28=2240090*119=10710500*28=14000 刀 Ai = 47110形心距下邊緣的距離：Z下=E AiZi/ 刀Ai=100.6 cm形心距上邊緣的距離：Z上=175-100.6=74.4cm抗彎慣性矩I:IiAiZi-Z0A 乙-Zc

9、 2I14634672240060.481718784831822511263869310710-13.11837943.114476636.191466714000-86.6104993840105908507203567394.1抗彎慣性矩I=2.0358 m42.2橋面板的計(jì)算和梁有效寬度的計(jì)算221橋面板的計(jì)算橋面板的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)車加局部荷載，對(duì)板進(jìn)行局部驗(yàn)算和配筋。該匝道橋是單向行駛的,橋總寬為10.5米，按兩個(gè)車道設(shè)計(jì)。其內(nèi)力的計(jì)算在后邊的恒載內(nèi)力計(jì)算 中有說明。故此處略過。梁有效寬度的計(jì)算：橋的剪力理論箱型梁和T型梁由于剪力滯效應(yīng)， 在梁承受彎矩時(shí)，頂?shù)装逅艿睦瓑簯?yīng)力，隨 著離

10、腹板的距離越遠(yuǎn)，受力越小，所以不是全梁在受力，如果按照全梁截面進(jìn)行受力分析，必然導(dǎo)致不安全。目前，橋梁剪力滯計(jì)算的方法很多，有線條法，比擬桿法，差分法等，但目前應(yīng)用較為方便應(yīng)用也較廣泛的是等效寬度法，規(guī)范上給出了計(jì)算方法。本設(shè)計(jì)采用次種方法。寬度法考慮梁剪力滯效應(yīng)：1、簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段，懸臂梁中間跨的中部梁段bmi = 'f bi2、簡(jiǎn)支梁支點(diǎn)，連續(xù)梁邊支點(diǎn)及中間支點(diǎn)，懸臂梁懸臂段bmi =： s bi橋的剪力滯計(jì)算如圖所示，將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如圖的的各種小梁，分別進(jìn)行計(jì)算。圖梁截面分隔（1）邊跨計(jì)算：邊跨邊梁b 1 5l1 = 0.8l，1 =0.069，查圖得 J =

11、0.980, bm1=;?f b1 =1.47 ；l10.8漢 27直=205=0.095，查圖得l10.8 27：'f =0.940，bm2 ='f b1 =1.93 ；=2.05= 0.095，查圖得l10.8 27?f =0.940，bm5 =?f b5=1.93 ；將整個(gè)箱梁等效成工字型截面，如下:77024(9n2401939019347A面積：A =4559 8 cm 2求其形心和抗彎慣性矩:AiZiAi*Zi2156016134711601071087.59371251332814186592刀 Z i =45598刀 Z i/i =4594877形心距下邊緣的距

12、離：Z 下=刀 AiZi/刀Ai=100.8 cm形心距上邊緣的距離：Z 上=175-100.6=74.2cmAiliZi-Z0Ai (Zi-Z0 ) 2刀I21560140858760.278134302.4795428891071012638693-13.31894491.91453318413328870763-86.8100416350.71012871134559814918042180445145195363187抗彎慣性矩1=1.9536 m4對(duì)于原來(lái)的箱梁截面的形心軸Z上=74.4來(lái)說，抗彎慣性矩I =1.9536 m4。（2）中跨計(jì)算：中跨邊梁d1.5，門c12 =O.6lo

13、， = 0.058,查圖得:f =0.98，bmi=6=1.47 ；li 0.6 27= 2.05 =0.079，查圖得 4=0.95，bm2=b1=1.95 ；li 0.6 27b52.05-=0.079，查圖得 匚=0.95，bm5= b b5=1.95 ；h 0.6 27中跨跨中截面等效成工字型截面如下:774y 下=100 7,面積：A = 45821 cm 2抗彎慣性矩1=1.9663 m4,形心軸距離截面下邊緣的距離為形心軸距離截面下邊緣的距離是y上=74.3對(duì)于原來(lái)箱形截面的形心軸y下=100.6來(lái)說，抗彎慣性矩為1=1.9663 m42.3主梁內(nèi)力計(jì)算（1）恒載內(nèi)力計(jì)算 一期恒

14、載內(nèi)力即梁的恒載內(nèi)力計(jì)算：梁的恒載集度：q1g=A =4.72 25=118kN/m二期恒載橋面鋪裝和欄桿的內(nèi)力計(jì)算：橋面的恒載集度：q2g =0.1 7 23 0.75 2=17.6 kN/m恒載集度qg = q1g +q2g =118+17.6=135.6 kN/m彎矩圖剪力圖恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果跨數(shù)位置距本跨 左支點(diǎn)距離(m )恒載剪力(kN)恒載彎矩 (kN m)第一跨001150.061440.000000001/102.7783.9414452610.903901/55.4417.8214454233.283803/108.151.70144504867.139702/510.8-31

15、4.4185544512.471601/213.5-680.5385543169.279503/516.2-1046.65855837.5634097/1018.9-1412.77855-2482.676684/521.6-1778.89855-6791.440789/1024.3-2145.01855-12088.72881272915.40000-18374.5409第二跨002915.40000-18374.54091/202.152623.86000-12419.83641/104.32332.32000-7091.942983/206.452040.78000-2390.860482

16、/108.61749.240001683.411011/410.751457.700005130.871513/1012.91166.160007951.521017/2015.05874.62000010145.35952/517.2583.08000011712.38709/2019.35291.54000012652.60351/221.50.0000000012966.009011/2023.65-291.54000012652.60353/525.8-583.08000011712.387013/2027.95-874.62000010145.35957/1030.1-1166.16

17、0007951.521013/432.25-1457.700005130.871514/534.4-1749.240001683.4110117/2036.55-2040.78000-2390.860489/1038.7-2332.32000-7091.9429819/2040.85-2623.86000-12419.8364143-2915.40000-18374.54092.4活載內(nèi)力計(jì)算27-5荷載設(shè)計(jì)等級(jí)為公路一級(jí)，qk =10.5 kN / m，對(duì)邊跨：Pk = 180180 = 268kN50-543 5對(duì)中跨：Pk = 180180 = 332kN50 - 5沖擊系數(shù)計(jì)算：應(yīng)用規(guī)

18、范給定的公式進(jìn)行計(jì)算。由于梁體取C50混凝土，混凝土的彈性模量取E =3.45 104 MPa。mc=G/g =135.6 103/9.81 =13.82 103 Kg/m4Ic =2.0358 m對(duì)于邊跨：r 13.616 EI13.61634500 1062.0358廠“.f12八36.7 Hz2叫 mc2匯3.14漢27 V13.810因?yàn)?1.5Hz 乞 f1 <14Hz，故比=0.1767 In 人 一0.0157 =0.32警1 E-辿5134500 106 230358 .11.6Hz2二l2 - Ec2 3.14 27 13.82 103因?yàn)?1.5Hz _ f2 _14Hz，故 s =0.1767 In f2 - 0.0157 =0.42對(duì)于中跨：13.616 El212:叫J3450010P0358= 2.64Hz2 3.14 4S2 ；13.82 103因?yàn)?1.5Hz f1 _14Hz，故 山=0.1767 In h -0.0157 =0.16f2 = 23.651El