图3-1结构尺寸图(单位mm)
2.2.2主梁跨中截面尺寸拟订
(1)主梁高度
参考教材刘玲嘉主编的《桥梁工程》知道主预应力混凝土简支梁桥主梁高度与其跨径通常是1/8~1/16,标准设计高跨比约为1/18~1/19。当建筑物的高度不局限时,增加梁的高度往往是比较经济的解决方案,因为增加梁高可以节省预应力钢束用量,但一般增加梁高只是腹板加高,而混凝土的用量增加不多。综上所述,主梁设计高度取2300mm是比较合适的。(2)主梁截面细部尺寸
T梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮荷载的要求,还要考虑能否满足主梁受弯时在翼板受压强度要求。本设计采用150mm作为预制T梁的翼板厚度,因为翼板根部有较大的弯
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矩,所以为抵抗弯矩翼板根部增加到250mm。
在预应力砼梁腹板在主拉应力较小,通常腹板厚度由预制孔管结构决定,同时从腹板本身的稳定条件考虑,腹板厚度应大于等于其高度的1/15。综上考虑,腹板厚度的设计取200mm。
由预应力钢筋的布置中,基本上由预应力钢束的需求确定,设计实践表明,马蹄面积占总截面积的10%~20%是适当的。根据《公预规》9.4.9条对钢束间距和预留管道的施工要求,初拟马蹄宽度为550mm,高度为250mm,马蹄和腹板为三角交接过渡,高度150毫米,以减少局部应力,制定了按照预制梁得出以上尺寸的跨中截面图(见图3-2)
图3-2跨中截面图(单位mm)
(2)计算截面几何特征
在主梁跨中部分分割成小单位组成五个规则图形,截面几何特性列表计算见表3-1。
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表3-1 截面几何特性列表计算表
分块名称 分块面积分块面积形心对上分块面积的自身惯距分块面积对截面形心的分块面积对上缘静距Ai(cm2) 缘距离yi(cm)(1) Si?Aiyi(cm3) IT(cm4) (3)?(1)?(2) (4) 大毛截面 di?ys?yi惯距(cm) Ix?Aidi2I?IT?Ix(cm4) (cm4)(5) (7)=(4)+(6) (2) (6)?(1)?(5)2 翼板 三角承托 腹板 下三角 马蹄 ∑ 3600 7.5 27000 67500 77..95 21333342 21400825 500 18.638 9237.6 2782.683 66.741 2187715 2190419 3800 116 418681 11432185 -25.34 2474798 13906512 261.3 200 52500 3278.73 -115.64 3503109 3506318 1375 9573.8 218.3 299098.2 804978 71628.87 小毛截面 -153.01 24331692 24401307 ∑I=65404516 翼板 三角承托 腹板 2800 7.5 18000 45000 87.84 18611169 18655935 500 18.638 9237.6 2782.683 72.59 2982113 2984875 3800 110 418000 11432185 -15.78 792532 12224180
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下三角 马蹄 ∑
1375 218.3 299074.7 71628.87 -130.49 20443565 20517126 ∑I=57248299 261.3 200 52500 3278.73 -112.56 2862357 2855666 8340.5 796812 ys?注:大毛截面形心至上缘距离:
?Si804978??84.08(cm)?Ai9573.8
ys?小毛截面形心至上缘距离:上核心距:
?Si796812??95.54(cm)?Ai8340.5
(3)检验截面效率指标ρ(希望ρ在0.5以上)
ks下核心距:
I???A?y?x65404516?46.81(cm)9573.8?(230?84.48)
kx截面效率指标:
I???A.y?s65404516?81.259573.8?84.08
??ks?kx46.81?84.08??0.569?0.5h230
表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。
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第三章 主梁作用效应计算
根据梁跨度结构纵、横截面布置,并通过可变作用下的梁桥横向分布作用计算,它可以单独地对每个主梁控制截面(一般的跨中,四分点,变化点截面和支点截面)的永久作用和最大可变作用效应,然后进行主梁作用效应的组合。
3.1永久作用效应计算
3.1.1永久作用集度
(1)预制梁自重
①跨中截面段主梁的自重
1(第一道中横隔梁至跨中截面,长5.8+2?5.8=8.7m):
G(1)?0.83405?25?8.7?181.34(kN)②马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长4.3m):
G(2)?(1.443625?0.83405)?4.3?252?122.43(kN)③支点段梁的自重(长1.98m):
G(3)?1.443625?25?1.98?71.48(kN)④边主梁的横隔梁 中横隔梁体积:
0.17?(1.9?0.7?0.5?0.1?0.5?0.5?0.15?0.175)?0.2281(m3)
端横隔梁体积:
0.25?(2.15?0.525?0.5?0.065?0.325)?0.2795(m3)
故半跨内横梁重力为:
G(4)?(2?0.2196?1?0.2795)?25?18.39(kN)⑤预制梁永久作用集度
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