跨徑:標準跨徑 lk=16.5m,計算跨徑=15.9m (支座0.26×2,縫寬0.04m)
荷載:公路ⅱ級
車道荷載:均布荷載 qk=10.5×0.75=7.875kn/m
集中荷載 pk=[180+180/45×(15.9-5)]×0.75=167.7kn(彎矩)
pω =167.7×1.2=201.24kn(剪力)
人群荷載 por=3kn/m2
橋面淨寬:行車道淨寬7.5m,行人路寬度2×1.0m
材料:混凝土:預製梁體及橋面鋪裝c25,填縫c30,細石砼;
鋼筋:直徑≥12mm採用hrb335(fy=280n/mm2)用表示
直徑<12mm採用r235(fy=195 n/mm2) 用φ表示
施工方法:預製梁在強度達到設計強度70%後才容許脫底模、堆放、運輸,梁體安裝後將接縫處鋼筋按圖彎折、搭接並用鐵絲綁紮,將接縫處清洗、濕潤澆築c30細石砼。
技術標準及設計規範:
公路工程技術標準
公路橋涵設計通用規範
公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範
公路橋涵施工技術規範
橫截面布置:
面積:a=2×(15+18)/2×75+20×140=5275cm2
形心:ax=
=99cm
慣性矩:
i=2×
+=2×(21093.75+1262531.25+56.25+70312.5)+4753333.33
=7461321cm4
支點處:槓桿法
對於人群(線荷載) mr=1.5
對於汽車mq=×0.912=0.456
跨中處:用偏心壓力法
由於本橋5片主梁的橫截面均相同,故它們的抗彎慣矩均相等,則
=(2×1.7)2+1.72+0+(-1.7)2+(-2×1.7)2=28.9m
由計算公式(5-32),求得1#梁橫向影響線豎標值為
η11=+=+=0.6
η15=-=-=-0.2
mr=0.7
mq=2×0.294=0.588
支點處:槓桿法
mr=0 (在負影響線區域內)
mq=×1=0.5
跨中處:用偏心壓力法
由計算公式(5-32),求得2#梁橫向影響線豎標值為
η11=+=+=0.4
η15=-=-=0
mr=0.45
mq=0.247×2=0.494
支點處:槓桿法(與2#梁基本相同)
mr=0 (在負影響線區域內)
mq=×1=0.5
跨中處:用偏心壓力法
由計算公式(5-32),求得2#梁橫向影響線豎標值為
η11=+=+=0.2
η15=-=-=0.2
mr=0.2
mq=0.2×2=0.4
荷載橫向分布係數彙總表
由彙總表看出,1#樑除支點附近處荷載橫向分布係數略小於2#、3#、4#梁處(小於10%左右),其餘均比其它梁不利,故計算1#梁的內力。
主梁恆載集度 g1=a·δ=5275×10×25中n/m=13.2kn/m
橫隔梁邊主梁:0.75××0.16×25×5/16.46=0.85≈1.0 kn/m
中主梁:1.0×2=2.0kn/m
橋面鋪裝: (0.06+3.75×0.015/2)×7.5×24/5=3.2kn/m
欄杆和行人路: 估算每邊5 kn/m 5×2/5=2 kn/m
邊主梁恆載: 13.2+1.0+3.2+2=19.4 kn/m
中主梁恆載: 13.2+2.0+3.2+2=20.4 kn/m
永久荷載內力(邊主梁):
mx= ( -x) qx= (-2x)
各計算截面的剪力與彎矩列於下表
(1)衝擊係數計算
自振頻率 f1=
l=15.9m
mc=q/g=19.4×10/9.81=1978
f1==6.38hz
(c25砼的彈性模量 2.8×104mpa=2.8×1010n/m2)
衝擊係數 μ=0.1767inf-0.0157=0.3781
(2)跨中活載內力計算
a、彎矩影響線圖與載入圖
剪力影響線圖與載入圖
b、公路ⅱ級荷載:
m=(1+μ)ξm(qkω+pkyk)= 1.3781×1×0.588×(7.875××15.9×+167.7×)
=741.8 kn·m
q=(1+μ)ξm(qkω+pkyk)= 1.3781×1×0.588×(7.875×××+0.5×201.2)
=94.2 kn
c、人群:
m=mqkω=0.7×3×1××15.9×=66.4 kn·m
q=mqkω=0.7×3×××=4.2 kn
(3)l/4處梁活載內力計算
a、彎矩影響線圖與載入圖
剪力影響線圖與載入圖
b、公路ⅱ級荷載:
m=(1+μ)ξm(qkω+pkyk)= 1.3781×1×0.588×(7.875××2.981×15.9+167.7×2.981)
=556.3 kn·m
q=(1+μ)ξm(qkω+pkyk)= 1.3781×1×0.588×(7.875××0.75×+0.75×201.2)
=150.8 kn
c、人群:
m=mqkω=0.7×3×1××2.981×15.9=49.8 kn·m
q=mqkω=0.7×3××0.75×=9.4 kn
(4)l=0處梁活載內力計算
a、剪力影響線圖與載入圖
b、公路ⅱ級荷載:
剪力 q0=(1+μ)ξ
=1.3781×1×[0.588×1×15.9/2×7.875-7.875/3×(0.588-0.456)
×(1-3.98/3/15.9) +201.2×0.456]
=176.7 kn
c、人群:
剪力 q0=
=0.7×[3×1××1×15.9+3×1×(1.5-0.7)×(1-)×3.98]
=0.7×[23.85+8.75]
=22.82 kn
根據跨中截面正截面承載能力極限狀態要求,確定鋼筋數量,焊接骨架,設鋼筋如下圖布置
a==60.7mm
a=30+60.7=90.7mm
h=1400-90.7=1309.3
翼緣的有效寬度計算
a 按計算跨度計算 b==15900/3=5300mm
b 按翼緣厚度計算 b=b+12h=200+12×=2180mm
c 按實際尺寸 b=1700mm
取 b=1700mm h==165mm
判斷截面型別:當x≤h時為矩形,當x> h時為t型
因為:f b h ( h-)=11.5×1700×165×(1309.3-165/2)
= 3957.4 >1848.6
故可按矩形截面計算抗彎承載力
計算受壓區高度
m=f b ( h-)
1848.6×10=11.5×1700×(1309.3-)
-2618.6+189115=0
=74.3mm
鋼筋面積 a===5187.7mm2
實現配筋 4φ22+6φ28 (=5215.2mm2)
===74.7mm
m=a (h-)=280×5215.2×(1309.3-74.7/2)=1857.4 >1848.6
滿足要求
①抗剪強度上、下限複核
上限:0.51×10bh=0.51×10××200×(1400-58)=684.4 kn
(4φ28通過支座,a=30+28=58mm)
下限:0.50×10bh=0.50×10×1.23×200×(1400-58)=165.1 kn
剪力設計值最大為支點處457.9kn<684.4kn,截面尺寸滿足要求,但需要配置箍筋和彎起鋼筋,其中剪力小於165.1kn部分不需要設定,但仍需要按構造要求配置箍筋。
②箍筋設計
按公式: =
p →縱向鋼筋配筋率,支座處 p=100=100×=100×=0.92
=1.1(受壓翼緣影響係數)
=195 mpa (r235)
_設計由砼與箍筋共同承擔的剪力部分 =0.6=0.6×457.9=274.74 kn
==0.00172
選用φ10雙肢箍筋,間距sv為
sv===456.4mm
取sv=200mm,在支座支承中心至(1300)範圍內取sv=100mm
③彎起鋼筋設計
第一排彎起鋼筋自支座中心至處:(2φ28)
=h=1400-(30+2×28+14+14+20)=1266mm
第二排彎起鋼筋從第一排彎起鋼筋至處:(2φ20)
h=1400-(30+3×28+10+10+20)=1246mm
第三排彎起鋼筋從第二排彎起鋼筋至處:(2φ20)
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