青岛理工大学毕业设计(论文)
5.5、桥面板内力计算
5.5.1板厚度,及其计算跨径
根据构造布置,箱室顶板按单向板计算,翼缘按悬臂板计算。
因为近梁肋处设有承托,腹板宽度40cm,承托为60×20cm,顶板厚22cm,故hf=22+1/3*(60+20)=48.6 cm。
边腹板处,hf=22+1/3*(54.5+20)= 46.83cm。 计算时,取为47cm。
跨中部分,板的计算厚度为22cm。 板的净跨径为200.5cm。 板的计算跨径 为241.5cm。
悬臂板,桥面布置为50cm护栏+75cm护轮带+车道,所以计算跨径为1.5m。
图5-3 桥面板计算布置图
5.5.2 单向板内力计算 取一米宽板条计算。 Ⅰ、每延米上恒载
沥青混凝土g1= 23×0.1×1=2.3 KN/m 混凝土垫层 g2= 24×0.08×1=1.92 KN/m 钢筋混凝土g1= 26×0.30×1=7.8 KN/m 合计
每延米跨中恒载弯矩:
KN/m。
×GL^2= 8.76 KN.M
支点恒载剪力:V=G*L0= 14.51 KN。 Ⅱ、活载引起的内力
平行于板的跨径方向 b=b1+2h=0.6+2×0.18=0.96m。
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垂直于板跨径方向
板跨中 a=0.4+2×0.18+1.4+2.415/3= 2.965m<3.01(顺桥向车轮作用分布宽度有重叠,其中1.4为后轮距,2.415为单向板的计算跨径)。
取为3.01m。支承处的板厚 a=0.4+2×0.18+0.47= 1.25m。
=1.3×
=14.625
Ⅲ、内力组合
单向板 跨中弯矩(KN*M) 恒载 8.76 活载 14.625 41.335 承载能力极限状态组合 30.987 75.281 支点剪力(KN) 14.51 表5-5 单向板计算荷载组合表
5.5.3悬臂板内力计算 Ⅰ、每延米上恒载
沥青混凝土g1= 23×0.1×1=2.3 KN/m 混凝土垫层 g2= 24×0.08×1=1.92 KN/m 钢筋混凝土g1= 26×合计
每延米跨中恒载弯矩:支点恒载剪力:Ⅱ、活载引起的内力
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×1=7.15 KN/m
KN/m。
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平行于板的跨径方向 b=b1+2h=0.6+2×0.18=0.96m。 垂直于板跨径方向
a=0.4+2×0.18+2×1.5= 3.76m 。
=1.3×
Ⅲ、内力组合
悬臂板 恒载 活载 -24.69 24.2 承载能力极限状态组合 -61.854 61.168
=-24.69
根部负弯矩(KN*M) -22.74 根部剪力(KN) 22.74 表5-6 单向板计算荷载组合表
5.5.4配筋计算 Ⅰ、悬臂板
设as=50mm,ho=40-5=35cm 受压区高度 fcd=20.5 MP,B=1 m
代入公式求得,X=0.875cm<0.62×35=21.7cm。
?12钢筋间距170mm,每米宽板条的钢筋截面积为665 mm^2。 Ⅱ、单向板
设as=50mm,ho=22-5=17cm 受压区高度 fcd=20.5 MP,B=1 m
代入公式求得,X=0.91cm <0.62×17=10.54cm。
?12钢筋间距165mm,每米宽板条的钢筋截面积为685 mm^2。 Ⅲ、桥面板钢筋布置说明
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= 0.91cm
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布置在跨中间距10cm,支点也为10cm,而且跨中截面底部钢筋在近梁肋处弯到板顶。
具体构造布置见6#,及其6a#钢筋。
6、主梁静力计算
6.1 计算荷载参数
1、恒载
一期恒载:包括主梁自重,混凝土容重取26kN/m3
二期恒载:10cm厚混凝土桥面铺装+8cm厚C30混凝土现浇调平层+防
撞护栏,取46.8kN/m。 2、 预应力体系
(a)锚具变形与钢束回缩值(一端) △L=6mm (b)锚下控制张拉力 1370Mpa (c)管道摩阻系数 μ=0.17 (d)管道偏差系数 κ=0.0015 1/m 3、设计荷载:公路I级
汽车荷载冲击系数:根据JTG D60-2004,4.3.2第5条计算。基频计算参
见4.3.2条文说明,在MIDAS中输入相关参数,程序自动计算。
L为计算跨径,取小值不利,取为29.42m,E为混凝土的弹性模量3.35e4
MP,Ic为截面弹性模量,取跨中,为2.59m^4,Mc为单位长度的质量,混凝土容重乘以截面面积,取为17801.3 kg/m。
4、 温度变化:体系由年平均温度12.2℃升温至25℃。 5、竖向正温差:取为上缘比下缘高10℃。 6、结构重要性系数:1.1
6.2 施工阶段划分
本桥采用支架就地现场浇筑施工,待浇筑梁段混凝土强度达到设计强度的90%以上且混凝土龄期不小于7天时方可张拉该梁段预应力钢束。
按照拟定的施工方案合理划分施工阶段,分步计算,便于合理考虑混凝土收缩、徐变的特性,以及验算短暂状况的受力合理性,并根据施工工艺,合理考虑
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施工荷载对内力、线形等的影响。
本桥这里主要做成桥阶段受力验算。
6.3 荷载组合
根据JTG D60-2004的规定,成桥阶段分析主要考虑三个结构工作状态,承载能力极限状态、正常使用短期效应状态和结构弹性状态,每个工作状态的荷载效应系数不同。
成桥状态下考虑结构上可能同时出现的作用(结构重力、预加力、混凝土收缩徐变作用、基础变位作用、汽车荷载、温度作用等)分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行了作用效应组合,取最不利效应组合对结构的强度、刚度和应力进行了验算。
计算中考虑了以下五种组合:
(a)承载能力极限状态基本组合:1.2×G(包括一期恒载和二期恒载)+1.0×徐变收缩及其钢束引起的次效应+1.4×汽车荷载+0.98×温度荷载(包括整体升温和竖向正温差)。
(b)正常使用极限状态短期组合:1.0×G1(一期恒载)+1.0×徐变收缩及其钢束引起的次效应+1.0×钢束荷载(作为外加作用)+0.53×汽车活载+1.0×整体升温+0.8×竖向正温差。
(c)正常使用极限状态短期组合:1.0×G(一期恒载和二期恒载)+1.0×徐变收缩及其钢束引起的次效应+1.0×钢束荷载(作为外加作用)+0.3×汽车活载+1.0×整体升温+0.8×竖向正温差。
(d)弹性阶段应力验算组合(短期):1.0×G1(一期恒载)+1.0×徐变收缩及其钢束引起的次效应+1.0×钢束一次(钢束作为外加作用)。
(e)弹性阶段应力验算组合(长期): 1.0×G(一期恒载和二期恒载)+1.0×徐变、收缩及其钢束引起的次效应+1.0×钢束荷载(作为外加作用)+1.0×汽车活载+1.0×整体升温+1.0×竖向正温差。
6.4 各荷载工况和荷载组合下的内力计算
Midas导出的内力图如下:
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