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25m预应力混凝土简支T梁桥设计ddd

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桥梁工程课程设计

25m预应力混凝土简支T梁桥设计

学 院(系): 建设工程学部 专 业: 土木工程(英语强化) * * * 名: *** 学 号: ********* 完 成 日 期: 2014年3月3日

大连理工大学

Dalian University of Technology

土木工程专业《桥梁工程》课程设计.

第一章 设计依据 ...................................................................................... 3

1.基本参数 ............................................................................................................................... 3

2.方案简介及上部结构主要尺寸 ........................................................................................... 3 3.设计规范 ................................................................................................................................ 4

第二章 桥梁尺寸拟定 .............................................................................. 4

第三章 截面特性计算 .............................................................................. 5

第四章 主梁恒载内力计算 ...................................................................... 7

1.永久集度 ................................................................................................................................ 7 2.永久作用效应.........................................................................................................................8

第五章 桥面板内力计算 .......................................................................... 8

1.悬臂板荷载效应计算 ............................................................................................................ 8

2.连续板荷载效应计算 ............................................................................................................ 9

第六章 主梁横向分布系数 .................................................................... 11

第七章 主梁活载内力计算 .................................................................... 15

1.冲击系数 .............................................................................................................................. 15

2.车道荷载取值 ...................................................................................................................... 15 3.活载作用计算 ...................................................................................................................... 15

第八章 荷载内力组合 ............................................................................ 19

第九章 配置主梁预应力筋 .................................................................... 19

(一)预应力筋配置 ............................................................................................................. 20 1.预应力筋估算..............................................................................................................20 2.预应力筋布置..............................................................................................................21 3.预应力钢筋半跨布置..................................................................................................21

(二)计算主梁截面几何特性.............................................................................................23 1.截面面积及惯性矩计算..............................................................................................23 2.截面几何特性汇总......................................................................................................24

第十章 主梁挠度及预拱度计算 ............................................................ 25

1.汽车和在引起的跨中挠度 .................................................................................................. 25

2.恒载引起的跨中挠度 .......................................................................................................... 25

第十一章 支座设计 ................................................................................ 26

1.选定支座的平面尺寸 .......................................................................................................... 27

2.确定支座的厚度 .................................................................................................................. 27 3.验算制作的偏转 .................................................................................................................. 28 4.验算支座的抗滑性.............................................................................................................28

参考文献…………………………………………………..……………29

25m预应力混凝土简支T梁桥设计

一、设计资料

1.桥面宽度

总宽12m,其中车行道宽度9.0,两侧人行道宽度各1.5m 2.荷载

汽车荷载:公路-I级 人群荷载:3.5kN/m2

人行道荷载:每侧重4.1kN/m 3.跨径及梁长

标准跨径 Lb=25m 计算跨径 L =24.5m 主梁全长 L’=24.96m 4.材料

(1)钢筋与钢材

预应力筋:采用φj15.24mm钢绞线 标准强度 Ryb=1860MPa 设计强度 Ry =1480MPa 普通钢筋:HPB335级和HRB400钢筋 钢板:Q345或Q235钢 锚具:锚具为夹片群锚 (2)混凝土

主梁:C50 人行道及栏杆:C30

桥面铺装:总厚度18cm,其中下层10cm为C40,上层为8cm沥青混凝土

5.施工工艺

主梁采用预制安装施工,预应力筋采用后张法施工

6.设计规范

《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)

《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)

二、桥梁尺寸拟定

1.主梁高度:h=1.75m

2.梁间距:采用5片主梁,间距2.4m。预制时中梁宽1.8m,留0.6m后浇缝以减轻吊装重量,并能加强横向整体性,中间桥面板按连续板设计。 3.横隔梁:采用六片横隔梁,间距为4.6m+3×5.0m+4.6m。

4.梁肋:跨中厚度为18cm,在梁端一个横隔梁间距内逐渐加厚,由18cm加厚至42cm。 5.桥面横坡:车行道采用双向向外2%横坡,人行道采用向内1%横坡。

图2-1 T梁中部和端部立面图及截面尺寸(尺寸单位:cm)

图2-2 单幅桥横截面尺寸(尺寸单位:cm)

图2-3 半纵剖面图(尺寸单位:cm)

三、截面特性计算

1.计算截面几何特征

将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元,截面几何特性列表见表1。

表1. 跨中截面几何特性计算表

分块面积分块面积分块面积形心至上2分块面积分块面积的自身惯性矩 对截面形对上缘静距diysyi(cm) Ai(cm)分块名称 心的惯性矩IIiIx(cm)4缘距离 SiAiyi3yi(cm) (cm) (3)=(1)+ Ii(cm) 4IxAidi2(cm)4 (7)=(4)+ (1) (2) (2) (4) 大毛截面 (5) (6) (6) 8025437.翼板 4320 9 38880 116640 43.101 093 378680.4三角承托 400 21.333 8533.2 2222.222 30.768 55 3690562.腹板 下三角 2430 144 85.5 149 207765 5 21456 1152 -96.898 -33.398 878 1352061.2710565.8142077.093 380902.6775 6401128.378 1353213.

732 11569655马蹄 924 164 151536 37268 -111.898 .62 Σ 8218 428170.2 小毛截面 7978277.翼板 3240 9 29160 87480 49.622 632 556214.4三角承托 400 21.333 8533.2 2222.222 37.289 053 3690562.腹板 2430 85.5 207765 5 下三角 144 149 21456 1152 -90.377 129 10260405马蹄 924 164 151536 37268 -105.377 .52 Σ

注:大毛截面形心至上缘距离:ys

小毛截面形心至上缘距离:ys2.检验截面效率指标 上核心距:Ku7138 418450.2 -26.877 867 1176195.1755380. 732 11606923.62 27884245.5 8065757.632 558436.6273 5445943.367 1177347.129 10297673.52 25545158.28 Si428170.252.10(cm) Ai8212Si418450.258.62(cm) Ai7138I27884245.527.60(cm)

A•yu8218•(17552.10)I27884245.565.13(cm)

A•yb8218•52.10下核心距:Kb

截面效率指标:

KuKb27.6065.130.530.5 h175由此表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。

四、主梁恒载内力计算

此计算书计算中主梁作用效应。 1.永久作用集度

一期恒载g1:预制梁重力密度取25KN/m

(1)跨中截面段主梁自重(五分点截面至跨中截面,长7.58m):

3G10.7138257.58135.27KN

(2)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长4.3m):

G2(1.00300.7138)25/24.392.28KN

(3)支点段梁的自重(长0.6m):

G31.0030250.615.05KN

(4)边主梁半跨的横隔梁自重:

预制T梁上一片横隔梁的面积为1.1101m,厚度为16cm,半跨内一共有8324片

2G41.11010.162425/521.31KN

(5)预制梁一期恒载g1:

g1(135.2792.2815.0521.31)/12.2521.54KN/m

二期恒载q2

1)现浇T梁翼板集度:

G50.60.18252.70KN

2)横隔梁现浇部分集度:

0.020.68250.34KN/m

3)铺装: 混凝土铺装:

(0.100.19)/292431.32KN/m

8cm沥青混凝土铺装:

0.0892316.56KN/m

平分给每根主梁:

(31.3216.56)/59.58KN/m

4)人行道及护栏(平分给每根主梁):

4.12/51.64KN/m

5)二期荷载g2:

g22.700.349.581.6414.26KN/m

2.永久作用效应

1M(1)l2g

2Q

详细计算见表2

表2. 恒载内力

作用效应 一期 弯矩KN•m 剪力KN 弯矩KN•m 剪力KN 弯矩KN•m 剪力KN 跨中α=0.5 1616.17 0 1069.95 0 2686.12 0 四分点α=0.25 1268.40 138.06 802.46 87.34 2062.86 225.40 支点α=0.0 0 276.12 0 174.69 0 450.81 1(12)lg 2二期 Σ 五、 桥面板内力计算

行车道板可按悬臂板(边梁)和两端固结的连续板(中梁)两中情况来计算。 1.悬臂板荷载效应计算 (1)永久作用

桥面板可看成91cm的单向悬臂板,计算图式见图5-1。

g1a)b)q人行道板q人c)d)

图5-1 悬臂板计算图式(尺寸单位:mm)

板结构自重计算 表3

混凝土板自重 人行道板 Σ 0.181254.5KN/m 0.281257.0KN/m 4.11.0/0.914.51KN/m 4.11.0/0.914.51KN/m 9.01KN/m

11.51KN/m 每米宽板条的恒载内力: 弯矩:

111Mg9.010.912[(11.519.01)0.91][0.91]4.44KN•m

223剪力:

1Qg9.010.91(11.519.01)0.919.34KN

2(2)可变作用

人群荷载3.51.03.5KN/m 弯矩:

1Mg3.50.9121.45KN•m

2剪力:

Qg3.50.913.19KN

(3)内力组合

承载能力极限状态内力组合计算表

弯矩 基本组合 剪力

2.连续板荷载效应计算 此T梁

Md(1.24.441.40.81.45)6.95KN•m Qd1.29.341.40.83.1914.78KN t1810.11,即主梁抗扭能力较大,取跨中弯矩:M中0.5M0;支点弯h175184矩:M支0.5M0。对于剪力,可不考虑板和主梁的弹性固结作用,认为简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。计算图式如下

现浇段180400410600l0=2220410400g3g2g11800.450.60.45l=2400

图5-2 简支板计算图式

(1)主梁架设完毕时

桥面板可以看成长81cm的悬臂单向板

111M014.50.812[(7.04.5)0.4][0.4]1.54KN•m

2231Qg4.50.81(7.04.5)0.44.15KN

2(2)二期荷载

计算弯矩:ll0t2.220.182.40l0b;即l2.40m 计算剪力:l02.22m

g10.181254.5KN/m

g20.11250.081234.34KN/m g20.091252.25KN/m

M0220.34.50.60.45124.342.4220.51.22.250.65.62KN•m 283Qg4.50.34.341.20.51.22.257.91KN

(3)总永久作用效应

支点断面永久作用弯矩:M011.540.75.625.47KN•m 支点断面永久作用剪力:跨中断面永久作用弯矩:可变作用

后轮着地长度为a20.2m及宽度b20.6m

Qg4.157.9114.06KN-M100.55.162.58cm2

a10.220.180.56m b10.620.180.96m

荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:

l2.42aa1d0.21.42.4m1.42.43m

333则取 a3m

车轮在板的支撑处时:a0.220.180.181.42.14m

M0P(1μ)

Pb14020.96(l)(10.29)(2.4)28.90KN•m 8a2832计算支点剪力时,车轮应尽量靠近梁肋边缘布置。

QP(1μ)(A1y1A2y2A3y3A4y4)

P140246.67KN 2a23114021402A2A40.43()4.03KN

222.1423A1A3QP(10.29)(46.670.7884.030.93646.670.2124.030.064)65.91KN

支点断面可变作用弯矩:M020.728.9020.23KN•m 支点断面可变作用剪力:QP65.91KN

跨中断面可变作用弯矩:M020.528.9014.45KN•m

内力组合

承载能力极限状态内力组合计算表 支点断面永久作用弯矩 跨中断面永久作用弯矩 支点断面永久作用剪力

现浇段(1.25.471.420.23)34.89KN•m 1.22.581.414.423.26KN•m 1.214.061.465.91107.74KN•m 180400410600l0=2220960410400180PM0.450.450.6l=24002140430430136030004309403402220940V0.2120.0640.9360.788

六、主梁荷载横向分布系数计算

由于本桥各T梁之间采用混凝土湿接缝刚性连接,故其荷载横向分布系数在两端可按“杠杆原理法”计算、在跨中按“刚性横梁法”计算。

设单位荷载P=1作用在k号梁轴上(eak),则任意i号主梁所分担的荷载的一般公式为:

ikaa1nik nai2i1式中 n—主梁的片数;

ai—i号梁距桥横断面中心线的距离;

ak—k号梁距桥横断面中心线的距离,所求出的影响线即为k号梁的横向分布影响

线;

ai1n2i22a12a2.....an,对于已经确定的桥梁横断面,它是一常数。

式中 ki—k号主梁的荷载横向分布影响线在i号梁处的竖标值。

以计算1号梁的荷载横向分布影响线为例。

11aa114.84.8n110.6 n557.6ai2i115aa114.84.8n150.2 n557.6ai2i1其他梁的横向分布影响线的竖标值计算方法同上,考虑结构的对称性,计算结果见下表4

表4 各梁的横向分布影响线的竖标值

梁号 1 1 2 3 0.6000 0.4000 0.2000 P=1的位置(主梁梁轴) 5 -0.2000 0.0000 0.2000

计算出本桥1、2、3号梁的荷载横向分布系数在各主梁轴下的竖坐标值后,对该影响线进行最不利的加载即可求出T梁的荷载横向分布系数,计算mc的加载详见图6-1,计算m0的加载图详见图6-2,计算结果如表5所示。

图6-1 计算mc的加载图 (尺寸单位:mm)

图6-2 计算m0的加载图 (尺寸单位:mm)

表5 T梁的荷载横向分布系数

主梁编号 汽车 1 2 3 0.335 0.813 0.854 梁端 人群 1.118 0.000 0.000

汽车 0.658 0.462 0.400 跨中 人群 0.638 0.372 0.200 七、主梁活载内力计算

1. 冲击系数

简支梁桥的基频采用下列公式估算:

f2l2EIc3.14mc224.523.4510100.27886.01

1819.06G0.7138251031819.06 其中: mcg9.81根据本桥基频,可算出汽车荷载的冲击系数为:

0.1767lnf0.01570.300

2. 车道荷载取值

根据《桥规》4.3.1条,公路—级的均布荷载qk和集中荷载标准值Pk为:

qk10.5kN/m

计算弯矩时:

Pk[ 计算剪力时:

360180(24.55)180]258kN

505Pk2581.2309.6kN

3. 活载作用效应的计算

在活载作用效应计算中,支点处横向分布系数取m0,从支点至第一根横梁段,横向分布系数从m0过渡到mc,其余梁段均取mc。 (1) 求跨中截面的最大弯矩和最大剪力

图7-1 跨中截面作用效应计算图式

计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求活载作用效应,图5-3示出跨中截面作用效应计算图式,计算公式为:

SmqkmPky

式中:S—所求截面汽车标准荷载弯矩或剪力; qk—车道均布荷载标准值; Pk—车道集中荷载标准值; —影响线上同号区段的面积; y—影响线最大坐标值。 可变作用(汽车)标准效应:

Mmax10.65810.524.56.12525.80.6586.1251558.20kNm 2

Vmax10.65810.50.512.250.658309.60.5123.02kN 2可变作用(汽车)冲击效应:

M1558.200.300467.46kNm V123.020.30036.91kN

可变作用(人群)效应:

q3.5KN/m

Mmax10.6383.56.12524.51.50.554.753.50.7921.5262.192kNm Vmax113.50.512.250.6381.50.554.753.50.06461.510.7022

(2)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力 图5-4为四分点截面作用效应的计算图示。 可变作用(汽车)标准效应:

kN

MmaxVmax10.65810.524.54.5942584.5940.6581168.71kNm 210.65810.50.75018.375309.60.7500.658200.39kN 2可变作用(汽车)冲击效应:

M1168.710.300350.61kNm

V200.390.30060.12kN

可变作用(人群)效应:

Mmax110.6383.54.59424.51.5(1.1870.396)4.750.553.51.5199.3522kNm Vmax110.6383.50.75018.3751.50.554.753.50.06461.523.5222kN

图7-2 四分点截面作用效应计算图示

(3)求支点截面的最大剪力

图5-5为支点截面作用效应的计算图示 可变作用(汽车)标准效应:

Vmax10.65810.51.00024.5309.60.8060.658248.83kN 2可变作用(汽车)冲击效应:

V248.830.30074.65kN

可变作用(人群)效应:

Vmax110.63824.51.03.51.50.554.753.51.01.547.89kN 22

图7-3 支点截面作用效应计算图示

八、主梁内力组合

据《桥规》4.1.6~4.1.8规定,根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不利的效

应组合:短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合,见表6。

表6 主梁作用效应组合

序号 荷载类别 跨中截面 Mmax kN.m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 一期永久作用 二期永久作用 总永久作用=(1)+(2) 1616.17 1069.95 2686.12 Vmax kN 0 0 0 四分点截面 Mmax kN.m Vmax kN 支点 Vmax kN 276.12 174.69 450.81 248.83 74.65 47.89 822.18 1268.40 138.06 802.46 87.34 2062.86 225.40 可变作用(汽车)公路-级 1558.20 123.02 1168.71 200.39 可变作用(汽车)冲击 可变作用(人群) 467.46 262.19 36.91 10.70 350.61 199.35 60.12 23.52 标准组合=(3)+(4)+(5)4973.97 170.63 3781.53 509.43 +(6) (8) 短期组合=(3)+0.7×(4)4039.05 +(6) 96.81 3080.31 389.19 672.88 (9) 极限组合=1.2×(3)+1.4×[(4)+(5)]+1.12×(6) 6352.92 235.89 4825.75 661.54 1047.48 九、配置主梁预应力筋

(一)预应力筋配置

1.预应力钢筋截面估算

全应力混凝土梁按作用短期效应组合进行正截面抗裂性控制设计。以下就跨中截面在作用短期效应组合情况下计算主梁预应力筋,计算公式如下所示:

NpeMSdW e1p0.85()AW式中的MSd为正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的弯矩值;由表6可得

MSd4026.68KNm

设预应力筋截面重心距截面下缘为:ap120mm 形心至下缘距离为:yb-122.9cm1229mm

预应力钢筋的合力作用但至截面重心轴的距离为:epyb-ap12291201109mm T梁跨中毛截面面积为:A8218cm821800mm

22cm 惯性矩为:I27884245.54I27884245.5cm4截面弹性抵抗矩为:W226885.6cm3226.885106mm3

yb122.9则有效预加力为:

NpeMSd4026.681066W226.885103.420207106N

111091ep)0.85()0.85(6821800226.88510AW现取con1480Mpa,预应力损失总和近似假定为20%张拉预应力来估算,则所需预应力钢筋截面积Ap为:

3420207106Ap2889mm2

conl0.81480采用3束7s15.2钢绞线,单根钢绞线公称面积140mm。

2Npe

预应力钢筋的面积为:Ap371402940mm2满足要求。 采用夹片群锚,内径70mm,外径77mm的金属波纹管成孔。

2.预应力钢筋布置

根据《公预规》规定,管道至梁底和梁侧静距不应小于3cm及管道直径的

1,水平净2距不应小于4cm及管道直径的0.6倍,在竖直方向可以层叠。根据以上规定跨中截面的细部构造如图所示。

248N1 N2 250 270

7008°1001750N3 940

120N2N1N38013013080

a) b) c)

端部及跨中预应力钢筋布置图(尺寸单位:mm)

a)预制梁端部:b)钢束在端部的锚固位置 c)跨中截面钢束位置

420 420

3.预应力钢筋半跨布置形式

此桥采用直线段中间接圆弧曲线段的方式弯曲;N1,N2,N3弯起角均取值8;各预应力束的弯曲半径为:RN125000mm;RN220000mm;RN315000mm。

0o

各钢束弯曲控制要素表 9-1 钢束号 升高值(mm) 1460 1210 940 弯起角0 (。) 8 8 8 弯起半径R(mm) 25000 20000 15000 钢束长度表 9-2 钢束号 长度(mm)

1 24840 2 24740 3 24780 斜直线段水平投影长度(mm) 7738 6073 4529 曲线段水平投影长度(mm) 3433 2883 2162 水平线段长度(mm) 1089 3344 5642 1 2 3

各截面钢束位置及其倾角表9-3

截面 距跨中距离(mm) 钢束编号 N1 跨中截面 0 N2 N3 N1 L/4截面 6240 N2 N3 N1 支点截面 12250 N2 N3

预应力筋形式 水平 直线 水平 直线 水平 直线 倾斜 直线 倾斜 直线 曲线 倾斜 直线 倾斜 直线 倾斜 直线 963 1237 1516 289 钢束钢束形心距梁顶距离(mm) 弯起角度 图示 1630 0o 钢束形心距梁顶距离8o 8o 5o 544 826 8 o弯起角度 (二)、计算主梁截面几何特性 以跨中截面为例进行计算。

1 截面面积及惯性矩计算 (1) 净截面几何特性计算

在预加应力阶段,只需计算小截面的几何特性。 计算公式如下: 截面积

AnAnA

截面惯矩

InInA(yjsyi)2

计算结果见表。 (2) 换算截面几何特性计算

在使用荷载阶段需要计算大截面(结构整体化以后的截面)的集合特性,计算公式如下: 截面积

A0An(Ep)Ap

截面惯矩

I0In(Ep1)Ap(y0syi)2

计算结构列于表4-2。

以上式中: A,I—分别为混凝土毛截面面积和惯矩; A,Ap—分别为一根管道截面积和钢束截面积;

yjs,y0s—分别为净截面和换算截面重心到主梁上翼缘的距离; yi—分面积重心到主梁上缘的距离; n—计算面积被所含的管道(钢束)数; Ep—钢束与混凝土的弹性模量比值,EpEP1.951055.65。 4EC3.4510跨中翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表 9-4

分块面积对截面形心的惯性矩2diysyi IxAidi截面 分块 名称 毛截面 分块 面积Ai(cm2) 7138 -140.0 6998.0 8218 136.7 8354.7 分块面积至上缘距离分块积 对上缘静矩Si 全截面重心至上缘距离ys 分块面积的自身惯距 yi Ii(cm) 25545158.3 4(cm) -2.22 -113.12 — 16.61 -87.76 — (cm) 4 IIiIx(cm) 4 52.10 371889.8 163.0 — -22820 349069.8 49.8 35135.63695 -1791415.547 -1756279.91 2268929.728 1052933.551 3321863.279 b1= 180 cm 扣管道净 面积 面 积 总和 换毛截面 算 钢束换面算面积 积 总和 0 — 27884245.5 25580293.54 31206108.78 481739.158.62 6 163.0 — 22282.1 504021.26 75.2 b1= 240 cm 0 — 计算 数据 A7.72/446.57cm2 3根 Ep5.65 2 截面几何特性汇总

其他截面特性值均按上述方法计算,下面将结果一并列于表4-3中。

主梁截面特性值总表 9-5

名 称 净面积 混凝土 净截面 净惯矩 净轴到截面上缘距离 净轴到截面下缘距离 换算面积 混凝土 换算截面 换算惯矩 换轴到截面上缘距离 换轴到截面下缘距离 符号 单位 跨中 截 面 四分点 6998.0 24936615.3 57.3 117.7 8354.7 28577436.1 66.4 108.6 支点 9890.0 30678548.0 66.9 108.1 11246.7 33981542.7 62.6 112.4 An In yns ynx Ao I0 yos yox cm2 6998.0 cm4 cm cm 23989317.2 56.5 118.5 cm2 8354.7 cm4 cm cm 29537984.2 67.2 107.8 十、主梁挠度及预拱度计算

4主梁计算跨径L=24.5m,C50混凝土弹性模量Ec3.4510Mpa,由表可见,主

梁在各控制界面的换算惯性矩各不相同,采用保守计算,取梁L/4处截面换算惯性矩I028577436.1(cm4)作为梁的平均值进行计算。

5MsL2本桥为全预应力混凝土构件,简支梁挠度公式为:fs 48B0截面刚度取为: B00.95EcI0 1 汽车荷载引起的跨中挠度

式中荷载短期效应组合计算,汽车荷载(不计冲击力)10.7,荷载横向分布系数。 《桥规》第6.5.3条规定,受弯构件在使用阶段挠度应考虑长期效应的影响,按以上刚度计算的挠度值乘以挠度长期增长系数,长期挠度值在消除结构自重产生的长期挠度后,梁式桥最大挠度(跨中),不允许超过计算跨径的124.510340.8mm。 600600

挠度增长系数:

混凝土强度标准值C40-C80时,1.45~1.35,C50内插得1.425。

汽车荷载跨中挠度 表10-1

B00.95EcI0 L (m) 5MsL2 fs48B0f2fL fd= I0(m)4 Ec(Mpa) B0(N.mm) Ms (mm)1.425 f (mm) 12.9 限值 L/600 (mm) 24.5 0.28577 3.4510 9.46110 4160.71558.20262.19 1352.93KNm9.0 40.8 计算结果表明,使用阶段的挠度值满足《公预规》要求。

2 恒载引起的跨中挠度

恒载引起的挠度计算 表10-2

fG1L (m) 5MG1L2 48 B0MG1(KN.m)fG1(mm)fG25MG2L2 48 B0MG2(KN.m)fG2(mm)fGOfGi1.425fGi I0小(m)4BO (mm) 2 I0(m)4BO (mm) 2 (mm) 24.5 0.249366 8.3131016 1616.17 12.4 0.28577

9.4611016 1069.95 7.1 27.8 预拱度设置

梁在荷载短期效组合作用下并考虑长期效应的挠度值为

fG0.5fL27.80.512.934.3mm

支点预拱度:0mm,预拱度沿顺桥向做成平顺曲线。

十一、支座设计

1选定支座的平面尺寸

选定支座平面尺寸ab2535875cm中间层橡胶片厚度t0.8cm 支座形状系数S为:S要求。

橡胶支座的剪变弹性模量Ge1.0Mpa

22抗压弹性模量为Ee5.4GeS5.41.09.1448.61Mpa

2ab25359.1, 5S12,满足规范

2t(ab)20.8(2535)验算橡胶支座的承压强度

最大支座反力为N恒450.81KNN车323.48KNN人47.89KN

N450.81323.4847.89822.18KN

j8221809.40Mpaj10Mpa (合格)

875002.确定支座的厚度

梁计算温差为35C,温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移g为

g11a•t•l'1053524960.437cm 22确定作用在每一支座上的制动力HT:

对于24.5m桥跨,一个设计车道上城市A级车道荷载总重为:

10.524.5258515.25KN

制动力标准值为515.2510%51.5KN,按《桥规》,不得小于165KN。 共10个支座,一个支座承受水平力为:Fbk确定需要的橡胶片总厚度te

不计汽车制动力te2g20.4370.874cm 计入汽车制动力te16516.5KN 10g0.7Fbk2Geab0.4370.721cm

16.50.720.12535并且te0.2a5cm

选用5层钢板和6层橡胶片组成的支座,上下层橡胶片厚0.25cm,中间层厚0.8cm,薄钢板厚0.2cm,则:

橡胶片总厚度te40.820.253.7cm 支座总厚hte0.254.7cm 3.验算支座的偏转

计算支座的平均压缩变形

c,mRCKteRCKte822.180.037822.180.037abEeabEb0.250.35448.610.250.252000

0.1018cm0.07te0.073.70.259cm由于梁设预拱度,公路-I级荷载下的跨中挠度为f1.45cm

16f161.290.00169rad 5l52450a250.00169验算偏转情况:c,m0.1018cm0.0211cm

224.验算支座的抗滑性

计算温度变化引起的水平力:

HtabGegte0250.351.01030.43710.33KN 3.7验算滑动稳定性:

Rck0.3(450.810.5323.48)183.77KN1.4HtFbk1.410.3316.530.96KN(合格)NG0.3450.81135.241.4Ht1.410.3314.46N(合格)

支座不会发生相对滑动。

参考文献

【1】 邵旭东.《桥梁工程》(第二版).人民交通出版社.2007,2 【2】 叶见曙.《结构设计原理》(第二版).人民交通出版社.2005,5 【3】 易建国.《混凝土简支梁(板桥)》(第三版).人民交通出版社.2006,9

【4】 胡兆同、陈万春.《桥梁通用构造及简支梁桥》.人民交通出版社.2001,3

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