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的20%估算,则可得需要预应力钢筋的面积为 Ap=
Npe(1?0.2)?con5.07?106= =4543mm2 0.8?1395根据估算结果,采用6束?s15.2的预应力钢绞线,提供的预应力钢筋截面积为
Ap=6?6?139?5004mm2,采用?70金属波纹管道成孔,预留孔道直径70mm。
6.2 预应力钢筋布置
6.2.1 跨中截面预应力钢筋的布置
后张法预应力混凝土受弯构件的预应力布置应符合《公路桥规》中的有关构造要求的规定。参照有关设计图纸并按《公路桥规》中的规定,对跨中截面预应力束的初步布置如图6-1:
1251716161611051234617640
图6-1跨中截面钢束布置图(尺寸单位/cm) Fig.6-1The middle joist steel ties the general arrangement
6.2.2 锚固面刚束布置
锚固面刚束布置如图6-2:
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图6-2锚固面钢束布置图(尺寸单位/cm) Fig.6-2The Fulcrum joist steel ties the general arrangement
6.3 其他截面刚束位置及倾角计算
6.3.1 刚束弯起形状、弯起角?
采用直线段中接圆弧段的方式弯起;为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板,
N1?4的弯起角都为4。N1?4升高值为50mm,N2?5的升高值为450mm,N3?6的升高值为880mm。
本设计梁高采用等高形式,横截面顶板厚度沿跨长不变。梁端部由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力,也因布置锚具的需要,在端头部附近做成锯齿形。
?6.3.2 钢束各控制点位置的确定
以N3?6号刚束为例,其弯起布置如图:
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弯止点导线点弯起点直线段跨中截面中心线
图6-3曲线预应力钢筋计算图(尺寸单位/cm) Fig.6-3 The steel ties bends the schematic drawing
弯起半径分别为20000mm、30000mm、40000mm。
计算过程:?=4o ,R=20000mm ld=c?cot?=205?cot4=2932.76mm
?4lb2=Rtan=20000?tan=698.42mm lw=ld+lb2=2932.76+698.42=3634.18mm
22xk?l?d?lw=24500/2+66.59-3634.18=8685.41mm
2lb1=lb2cos?=698.42?cos4=696.72mm
xk+lb1+lb2=8685.41+698.42+696.72=10080.55mm
同理,可得其他各钢束的控制点元素。将各刚束的控制点汇总于下表:
表6-1 各钢束控制点元素表 Table 6-1 the steel beam element control
钢束 1~4 2~5 3~6
c/mm 205 505 465
? 4 4 4
R/mm 20000 30000 40000
d/mm 66.59 45.56 24.53
xk 8685.41 4023.33 4225.84
xk+lb1+lb2 10080.56 6116.02 7015.6
计算刚束上任一点i离梁底距离ai=a+ci,j及该点处刚束的倾角?i,式中a为刚束弯起前其重心至梁底的距离,ci为i点所在计算截面处刚束位置的升高值。
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计算时,首先应判断出i点所在的区段,然后计算ci及?i, 即
(1)当(xi-xk)?0时,i点所在的区段还未弯起,ci=0,故ai=a ,?i?0; (2)当0??xi?xk???Lb1?Lb2?时,i点位于圆弧弯曲段,ci及?i按下列式计算,即
ci?R?R2??xi?xk?
2[1] (6-2)
?i?sin?1?xi?xk?R
[1] (6-3)
(3)当?xi?xk???Lb1?Lb2?时,i点位于靠近锚固端的直线段, 此时?i??0,ci按下式计算,即
ci??xi?xk?Lb2?tan?0[1] (6-4)
各刚束和各刚束的各个截面的ai及其倾角?i计算值见表6-2
表6-2刚束位置及其倾角计算表
Table6-2 Just beam position and inclination of the table
截面 跨中截面
编号 1--4 2--5 3--6 1--4 2--5 3--6 1--4 2--5 3--6 1--4 2--5 3--6
xk 8685.41 4023.33 4225.34 8685.41 4023.33 4225.34 8685.41 4023.33 4225.34 8685.41 4023.33 4225.34
Lb1?Lb2 1395.14 2092.69 2790.26 1395.14 2092.69 2790.26 1395.14 2092.69 2790.26 1395.14 2092.69 2790.26
xi?xk 负 负 负 负 正 正 793.05 1140.74 736.82 2169.45 4206.34 2534.4
??sin?1xi?xk Rci 0 0 0 0 73.71 0 6.3 287.86 249.22 200.422 502 463.29
ai?a?ci 95 95 435 95 168.71 435 101.3 382.86 684.22 295.422 597 898.29
0 0 0 0 4 0 1.439 4 4 4 4 4
xi=0 四分之一截面
xi=7290 变化点截
面
xi=13380 支点截面
xi=14580
(单位为mm)
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6.3.3 刚束平弯段的位置及平弯角
预应力刚绞线在竖直平面弯起,N1?4平弯角为0,N5,N2的平弯角于施工中布置采用相同的形式, N3和N2在梁中的平弯角也采用相同形式,其平弯形式如图6-4:
图6-4钢束平弯示意图(尺寸单位/cm) Fig.6-4 Steel beam level bending plan
N5和N2的平弯段有两段曲线弧,每段曲线弧的?=段曲线弧的弯曲角为?=
645180?=4.619?。 8000?640180?=4.584?,N3和N6每8000?6.4 非预应力钢筋截面面积估算及布置
6.4.1 受力普通钢筋
按极限承载力确定普通钢筋数量。在确定预应力钢筋数量后,非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。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a=100,h0=1250-100=1150mm。依据《公路桥规》(JTD D62)第4.2.3条[2],确定箱型截面翼缘板的有效宽度,对于中间梁的跨中截面:
bmi??fbi 计算跨径li=24.5m
式中:bmi——腹板两侧上、下各翼缘的有效宽度, i=1,2,3,…,见《公路桥规》(JTD D62)图4.2.3-1[2];
?f——简支梁的跨中截面翼缘有效宽度的计算系数,可按《公路桥规》(JTD D62)
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