30公尺預應力裝配式簡支T梁橋上部結構

2022-09-21 17:15:03 字數 2476 閱讀 7998

上部結構

1.橋梁跨徑及橋寬

標準跨徑:30m(墩中心距離);主梁全長:29.

96m;計算跨徑:29.16m;支點距端頂:

0.40m;樑高:2.

00m;橋面淨空:淨—9m+2×1.5m=12m.

2.設計荷載

公路—ⅱ級(qk=0.75×10.5=7.785kn/m;pk=0.75×277=208kn)

人群荷載3.0kn/m2,欄杆及行人路板的每延公尺重取6.0kn/m。

3.材料及工藝

混凝土:主梁和橋面鋪裝用c50,欄杆用c30, 預應力鋼筋採用《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》(jtg d62-2004)的φs15.2鋼絞線,每束7根,全梁配4束,fpk=1860mpa,普通鋼筋直徑大於和等於12mm的採用hrb335鋼筋;直徑小於12mm的均用r235鋼筋,按後張法施工工藝製作主梁,採用內徑80mm、外徑87mm的預埋波紋管和夾片錨具。

4.基本計算資料

材料特性表表1-1

5.設計要求

a為減輕主梁的安裝重量,增強橋梁的整體性,在預製t梁上設40cm的溼接縫

b 設計構件尺寸按規範圖

c 對內梁各截面進行驗算

1.主梁間距與主梁片數如圖1-1

主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經濟,同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效,故在許可條件下應適當加寬t梁翼板。因該橋採用30m預應力混凝土簡支t形梁橋,主梁間距均為220㎝,(t梁的上翼緣寬度為200㎝,保留40㎝的溼接縫),考慮行人路適當挑出,故淨-9+2×1.5m行人路的橋寬採用五片主梁 (如圖4-1所示)。

圖1-1

1.主梁高度

預應力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/14--1/25之間,高跨比約在1/18—1/19之間。當建築高度不受限制時,增大樑高往往是較經濟的方案,因為增大樑高可節省預應力鋼束用量,同時樑高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。隨跨徑增大而取較小值,隨梁數減少而取較大值。

本設計取用主梁高度為200㎝。

2.截面細部尺寸

t梁翼板的厚度取決於橋面板承受車輪區域性荷載的要求,還應考慮是否滿足主梁受

彎時上翼板受壓的強度要求。本設計預製t梁的翼板厚度取用20㎝,翼板根部加厚到26㎝,以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預應力混凝土樑中腹板內因主拉應力甚小,腹板厚度一般由布置制孔管的構造決定,同時從腹板本身的穩定條件出發,腹板厚度不宜小於其高度的1/15。

因此t梁腹板厚度均取20㎝。

馬蹄尺寸基本由布置預應 e力鋼束的需要確定的,設計實踐表明,馬蹄面積佔截面總面積的10%--20%為合適。初擬馬蹄寬度54㎝,高度29㎝。馬蹄與腹板交接處做成45度斜坡的折線鈍角,以減小區域性應力。

按照以上擬定的外形尺寸,就可繪出預製梁跨中截面圖(如圖1-2所示)

圖1-2

本設計主梁採用等高度形式,橫截面的t梁翼板厚度沿跨長不變,馬蹄部分和腹板為配合鋼束彎起而從第一道內橫隔梁開始向支點逐漸抬高。尺寸如圖1-3所示。

圖1-3

梁截面見圖1-4

圖1-4

跨中截面幾何特性計算表1-1

注:內梁截面形心至上緣距離

外梁截面形心至上緣距離

內梁上核心距

下核心距

截面效率指標 =

外梁上核心距

下核心距

截面效率指標 =;介於0.45-0.55

表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的。

在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布,當該處有內橫隔梁時它比較均勻,否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對主梁設計起主要控制作用的跨中彎矩,在跨中設定一道中橫隔梁;當跨度較大時,四分點處也宜設定內橫隔梁。本設計在兩支座中心線間每隔4.

86m設定一道橫隔梁。橫隔梁採用開洞形式,尺寸見圖1-2。

根據上述梁跨結構縱、橫截面的布置,並通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計算,可分別求得各主梁控制截面(取跨中、四分點、變化點和支點截面)的恆載和最大活載內力,然後再進行主梁內力組合。

1.恆載集度

(1)預製梁自重

內梁:a.跨中截面計算,主梁的恆載集度

b.由於馬蹄抬高所增加重量折算成恆載集度

c.由於腹板加厚所增加的重量折算成恆載集度

主梁端截面面積

d.橫隔板

隔梁體積

端橫隔梁體積

所以,預製梁恆載集度(內梁)

外梁:所以,預製梁恆載集度(外梁)

(2)二期恆載

內梁:現澆t梁翼板恆載集度

外梁:現澆t梁翼板恆載集度

另外,一側欄杆和行人路

橋面鋪裝層:

4cm瀝青混凝土:

9cmc40混凝土:

若兩側欄杆,行人路和橋面鋪裝均平攤給5片主梁,則:

所以:二期恆載集度

內梁:外梁:

2.恆載內力

如圖(4-5)所示,設x為計算截面離左支座的距離,並令a=x/l,則:

主梁彎矩和剪力的計算公式分別為:

恆載內力見表1-2

恆載內力計算圖圖1-5

恆載內力計算表表2-2

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