指導老師: 李立峰
專業: 橋梁工程
班級: 橋梁一班
姓名:* * *
學號一、計算資料
1.1跨度與技術指標
標準跨徑:
計算跨徑:
汽車荷載:公路一級
設計安全等級:二級
1.2橋梁概況及一般截面
此計算為一預應力混凝土簡支樑中梁的計算,不計入現澆帶,其跨中與支點截面如圖1-1所示,縱斷面圖如圖1-2所示。
1.3使用的材料及其容許應力
混凝土:c50,軸心抗壓強度設計值 ,抗拉強度設計值 ,彈性模量 。
鋼筋混凝土容重:
鋼筋:預應力鋼束採用3束φ15.2mm×7的鋼絞線,抗拉強度標準值,張拉控制應力σcon=0.75fak=1395mpa
截面面積: ,孔道直徑:77mm
預應力鋼筋與管道的摩擦係數:0.25
管道每公尺區域性偏差對摩擦的影響係數:0.0015(1/m)
錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值:
開始點:6mm 結束點:6mm
縱向鋼筋:採用φ16的hrb335級鋼筋,底部配6根,間距為70mm,翼緣板配16根,間距為100mm。
1.4施工方法
採用預製拼裝法施工;主梁為預製預應力混凝土t梁,後張法工藝;預製梁混凝土立方體強度達到設計混凝土等級的85%,且齡期不少於7天後方可張拉預應力鋼束;張拉時兩端對稱、均勻張拉(不超張拉),採用張拉力與引伸量雙控。
鋼束張拉順序為:n2—n3—n1
二、計算模型
2.1 模型的建立
本計算為一單跨預應力混凝土簡支t梁橋中梁模型(圖2-1),其節點的布置如圖2-2所示。在計算活載作用時,橫向分布係數取m=0.5,並不沿縱向變化。
在建立結構模型時,取計算跨徑,由於該結構比較簡單,計算跨度只有24m,故增加單元不會導致計算量過大,大多數單元長度為1m。建立保證控制截面在單元的端部,以便於讀取資料。
對於橫隔板當作節點荷載加入計算模型,其所起到的橫向聯絡作用已在橫向分布係數中考慮。
每個節點對應的x座標值如表2-1所示
節點的x座標值表2-1
2.2預應力鋼束布置圖(圖2-3)及鋼束座標(表2-2)
鋼束座標表2-2
三、計算荷載
3.1荷載組包括自重、prestress1、prestress2、prestress3、二期恆載、溫度荷載六部分,根據鋼束張拉的順序進行載入,即n2—n3—n1。
溫度荷載包括季節溫公升、溫降和日照溫公升、溫降,季節溫公升、溫降按照系統溫度計入,季節溫公升考慮整體公升溫19℃,季節溫降考慮整體降溫18℃。日照溫公升、溫降按梯度溫度輸入,梯度溫度按照新橋規(jtg d62-2004)關於100mm瀝青混凝土鋪裝的規定計入(圖3-1)。其中,,豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.
5。二期恆載:
橫隔板自重:面積
3.2移動荷載
按照新橋規(jtg d62-2004)載入,考慮結構整體作用,設橫向分布係數m=0.5,此外,車道偏心為0。
3.3徐變和收縮
水泥種類係數:5
28天齡期混凝土立方體抗壓強度標準值,即標號強度: 50mpa
長期荷載作用時混凝土的材齡:
混凝土與大氣接觸時的材齡:
相對濕度:rh=70%
大氣或養護溫度:t=20℃
3.4 施工階段
本計算採用3個施工階段,起具體的定義如表3-1所示
施工階段表3-1
四、永久作用計算結果
永久作用計算結果包括彎矩、軸力、剪力圖、變形、上翼緣應力和下翼緣應力圖。採用cs3橋梁內力圖作為輸出結果。
恆荷載與永久作用內力對比(合計施工階段表4-1
圖4-1永久作用彎矩圖
圖4-2恆載作用彎矩圖
圖4-3永久作用軸力圖
圖4-4恆載作用軸力圖
圖4-5永久作用剪力圖
圖4-6恆載作用剪力圖
應力圖採用組合應力,在下緣取得最大應力,在容許應力線內。永久作用時全截面受壓。
上、下翼緣應力表4-2
圖4-7上翼緣應力圖
圖4-8 下翼緣應力圖
梁單元在永久作用的下的變形:x軸方向的最大變形發生在x=24m處,為7.490mm(收縮),y方向無變形,z軸方向最大變形發生在x=12m處,為14.
01mm(上拱),如圖4-9所示。
圖4-9永久作用下樑單元的變形圖
五、可變作用計算結果
可變荷載包括汽車荷載和溫度荷載,計算結果包括彎矩圖、剪力圖和位移包絡圖。
可變作用彎矩和剪力最大、最小值表5-1
圖5-1 汽車荷載作用彎矩圖
圖5-2 汽車荷載作用剪力圖
圖5-3 溫度荷載作用彎矩圖
圖5-4 溫度荷載作用剪力圖
圖5-5 可變荷載作用彎矩圖
圖5-6可變荷載作用剪力圖位移包絡圖
位移包絡圖:
可變作用最大時x方向最大位移發生在24m處為2.512mm(伸長),z方向最大位移發生在12m處為0.913mm(上拱);可變作用最小時x方向最大位移發生在24m處為0.
6354mm(收縮),z方向最大位移發生在12m處為6.439mm(下撓)。
圖5-7 可變荷載作用最大時變形圖
圖5-8 可變荷載作用最小時變形圖
汽車荷載引起z方向最大位移發生在12m處為7.353mm(下撓)
圖5-9 汽車荷載作用引起的最大下撓變形圖
季節溫公升引起的x軸方向最大位移發生在x=24m處,為4.397mm(伸長),z軸方向的最大位移發生在x=12m處,為0.624mm(上拱);
圖5-10 季節溫公升引起的變形圖
季節溫降引起的x軸方向最大位移發生在x=24m處,為4.165mm(收縮),z軸方向的最大位移發生在x=12m處,為0.591mm(下撓);
圖5-11 季節溫降引起的變形圖
日照溫公升引起的x軸方向最大位移發生在x=24m處,為3.803mm(伸長),z軸方向的最大位移發生在x=12m處,為1.647mm(上拱);
圖5-12 日照溫公升引起的變形圖
日照溫降引起的x軸方向最大位移發生在x=24m處,為0.024mm(收縮),z軸方向的最大位移發生在x=12m處,為0.766mm(下撓);
圖5-13 日照溫降引起的變形圖
六、荷載組合結果
包括承載能力極限狀態組合(基本組合)、正常使用極限狀態組合(短期組合和長期組合)的彎矩、軸力、剪力包絡圖。
承載能力極限狀態組合(基本組合表6-1
圖6-1 基本組合彎矩包絡圖
圖6-2 基本組合軸力包絡圖
圖6-3 基本組合剪力包絡圖
正常使用極限狀態足組合表6-2
圖6-4 短期組合彎矩包絡圖
圖6-5 短期組合軸力包絡圖
圖6-6 短期組合剪力包絡圖
圖6-7 長期組合彎矩包絡圖
圖6-8 長期組合軸力包絡圖
圖6-10 長期組合剪力包絡圖
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