40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书.docx
- 文档编号:24261228
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:22.23KB
40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书.docx
《40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书
40m后张法预应力混凝土简支T形梁计算书
1.概况与基本数据
1.1概况
依据《西部地区中小跨径桥梁技术研讨会》会议纪要、《西部地区中小跨径适用桥梁形式研究下一步工作内容和计划》及我院任务通知单编号:
桥-施-技科(2004)字第67号。
课题组进行课题相关设计开发。
开发原则为:
1 上部构造形式采用5梁式
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
2 梁宽模数B=2.4米,T梁预制高度为2.25米。
明确10厘米现浇混凝土铺装不参与受力。
3 混凝土强度等级:
C50
4 边梁悬臂长度120厘米。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
5 T梁两端及顺桥向采用单支座。
6 适用路基宽度:
整体式路基24.50米、12.0米。
7 适用于直线桥。
1.2基本数据
(1)结 构:
后张法预应力混凝土简支T形梁
(2)计算跨经:
40米
(3)路基宽度:
整体式路基24.5米、12米
(4)车道数:
双向4车道
(5)汽车荷载:
公路-(6) Ⅰ级
2.技术规范
2.1《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
2.2《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
2.3《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022-85)
2.4《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
2.5《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)
2.6《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)
2.7《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
3.材料主要指标
3.1混凝土
表1 T形梁混凝土主要指标
指标
强度
等级
弹性模量
容 重(
轴心抗压设计强度
抗拉设计强度
轴心抗压标准强度
抗拉标准强度
C50
26
22.4
1.83
32.4
2.65
3.2预应力钢绞线
表2 钢绞线主要指标
公称直径
截面面积
单位重量
标准强度
弹性模量
松驰级别
140
1.102
1860
Ⅱ
3.3钢筋
表3 钢筋主要指标
钢筋种类
抗拉设计强度
抗压设计强度
标准强度
弹性模量
R235
195
195
235
HRB335
280
280
335
4.主要材料选用
1 沥青混凝土:
桥面铺装。
2 C40混凝土:
桥面铺装。
3 C50混凝土:
预制T形梁、现浇连续段。
(4)mm钢绞线:
预制T形梁及顶板束。
5.荷载横向分布系数
采用刚接梁法计算荷载横向分布系数,采用老规范的计算方法,梁宽采用2.4m,共5片T梁,行车道宽度11m,分别输入各片梁的抗弯、抗扭惯矩、桥面板沿梁长方向单位长度的抗弯惯性矩和悬臂长度,采用编制程序进行计算,结果如下表所示:
梁号
荷载(截面)
1# (边梁)
2#
3#(中梁)
汽车(跨中)
0.567
0.531
0.496
汽车(支点)
0.708
0.854
0.854
防撞护栏
0.336
—
—
6.结构分析说明
6.1T形梁施工阶段
简支T形梁施工阶段共划分为5个,各阶段工作内容见表5。
表5 简支T形梁施工阶段划分说明
施工阶段
施工天数
工 作 内 容 说 明
1
10
场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束
2
20
预制场存梁20天
3
20
预制场存梁40天
4
20
预制场存梁60天
5
28
安装预制梁,现浇防撞护墙和桥面铺装
6.2T形梁计算模型
40米简支T形梁计算模型见图1。
划分为26个单元27个节点。
图1简支T形梁计算模型
6.3T形梁横断面
(1)T形梁边梁横截面
图7 T形梁边梁横截面(单位:
cm)
(2)T形梁中梁横截面
图8 T形梁中梁横截面(单位:
cm)
6.4预应力筋计算参数
1 预应力锚下张拉控制应力为
2 两端张拉,每束锚具变形及钢束回缩总变形值为12mm。
3 预应力筋与管道壁摩擦系数
4 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015
5 1000小时钢绞线松驰率2.5%
6.5预应力筋构造
图9预应力筋构造(单位:
cm)
6.6温度效应及支座沉降
考虑整体均匀温升25℃,整体均匀温降-30℃。
非线形温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)第
支座沉降按5mm计算。
6.7预应力配置
结构及位置
正弯矩束
N1
N2
N3
N4
简支
边梁
9根
9根
9根
9根
中梁
9根
9根
8根
8根
7.简支T梁计算结果验算
7.1简支T梁边梁施工阶段验算
(1) 第1施工阶段
场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束。
1 第1施工阶段位移累计值(单位:
m)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为9.9E-02m
3 第1施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
2.3
2.3
15.8
15.8
15.8
0.1
8
1.4
1.4
17.6
17.6
17.6
0
14
1.9
1.9
16.9
16.9
16.9
0
(2) 第2~3施工阶段
预制场存梁20天、40天,仅作计算参考使用,本文计算结果省略。
(3) 第4施工阶段
预制场存梁60天
2 第4施工阶段位移累计值(水平与竖向位移单位:
m,转角单位:
rad)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为10.7E-02m
注:
竖向位移以向上为正值,水平位移以右向为正值
4 第4施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
2.3
2.3
15.5
15.5
15.5
0.1
8
1.4
1.4
17.4
17.4
17.4
0
14
2.0
2.0
16.6
16.6
16.6
0
(4) 第5施工阶段
安装预制梁,现浇防撞护墙和桥面铺装
6 第5施工阶段位移累计值(水平与竖向位移单位:
m,转角单位:
rad)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为7.9E-02m
注:
竖向位移以向上为正值,水平位移以右向为正值
8 第5施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
5.2
5.2
10.5
10.5
10.5
0.01
8
5.9
5.9
10.1
10.1
10.1
0.04
14
7.6
7.6
7.7
7.7
7.7
0
(3)施工阶段应力验算
边梁为C50的预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第
C50混凝土压应力限值:
=0.70=0.70×32.4=22.68Mpa。
混凝土拉应力大于=0.70=0.70×(-2.65)=-1.855MPa
由边梁施工阶段组合应力表中知:
边板截面应力满足施工阶段要求。
7.2简支T梁边梁使用阶段验算
9 正常使用极限状态作用长期效应组合下简支边梁拉应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最小
下缘最小
最大主拉
2
3.6
4.6
0
8
6.1
6.5
-0.09
14
7.8
3.5
0
1 正常使用极限状态作用短期效应组合下简支边梁拉应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最小
下缘最小
最大主拉
2
5.3
6.6
-0.1
8
6.1
4.6
-0.15
14
7.8
1.2
0
2 持久状况简支边梁压应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最大
下缘最大
最大主压
2
7.5
9.3
9.3
8
10.2
9.0
10.2
14
13.2
6.7
13.2
3 使用阶段简支T形梁边梁截面验算
边梁为C50预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第,混凝土构件的法向应力和主拉、压应力及部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力应符合下面规定:
Ø
法向压应力限值:
0.5=0.5×32.4=16.2Mpa
法向拉应力限值(短期效应组合):
0.7=0.7×2.65=1.855Mpa
主压应力限值:
0.6=0.6×32.4=19.44Mpa
主拉应力限值(短期效应组合):
0.7=0.7×2.65=1.855Mpa
由正常使用极限状态荷载组合应力表中可知:
在荷载组合作用下,边梁截面应力均满足要求。
使用荷载作用下,简支中梁各束预应力钢绞线最大拉应力值皆小于按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第,7股钢绞线最大拉应力限值0.65=0.65×1860=1209Mpa,满足要求
4 正常使用极限状态简支T梁边梁竖向挠度验算
按短期效应组合与JTGD62-2004第,跨中14#节点最大竖向挠度为(↑)。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第
荷载长期效应影响1.43×(满足)
(2)承载能力极限状态验算
5 承载能力极限状态正截面强度验算:
按承载能力极限状态进行计算,考虑恒载和公路I级荷载按规范JTGD60-2004第,弯矩设计值=14777kN.m。
以跨中截面为例,此截面配置8根HRB335普通钢筋。
截面抗力矩计算如下:
钢筋抗力==8105160N
混凝土抗力==9676800N
中性轴在顶板范围内
混凝土受压区高度==150.76mm
截面抗力矩==
几点说明:
1 以上计算公式可参考规范宣贯材料计算示例;
2 公路桥涵安全等级取为二级;
3 预制T梁正截面抗弯强度满足规范要求;
4 承载能力极限状态下其他截面的抗弯强度满足规范要求,这里仅以跨中截面为例说明计算过程。
10支点斜截面强度验算
剪力设计值=1585.65kN;
距梁端3m范围内截面采用箍筋(HRB335),四肢箍,间距100mm,面积=452.4;
按《JTGD62规范》公式(,截面尺寸应符合下列要求:
剪力设计值=1585.65kN<=4079.9kN
按公式(
=3718.5kN
=0(普通钢筋无弯起)
=184.94kN
抗剪承载力==3903.42kN>剪力设计值=1585.65kN
支点截面斜截面抗剪强度满足规范要求。
3 简支T梁边梁支座反力组合值(1个支承端)
支座竖直反力组合值(反力单位:
KN)
节点
组合
2
标准值组合
1685.72
7.3简支T梁中梁施工阶段验算
(5) 第1施工阶段
场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束。
4 第1施工阶段位移累计值(单位:
m)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为9.6E-02m
6 第1施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
2.4
2.4
14.9
14.9
14.9
0.1
8
1.4
1.4
17.1
17.1
17.1
0
14
2.0
2.0
16.4
16.4
16.4
0
(6) 第2~3施工阶段
预制场存梁20天、40天,仅作计算参考使用,本文计算结果省略。
(7) 第4施工阶段
预制场存梁60天
12 第4施工阶段位移累计值(水平与竖向位移单位:
m,转角单位:
rad)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为10.4E-02m
注:
竖向位移以向上为正值,水平位移以右向为正值
14 第4施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
2.3
2.3
14.7
14.7
14.7
0.1
8
1.2
1.2
17.1
17.1
17.1
0
14
2.1
2.1
16.3
16.3
16.3
0
(8) 第5施工阶段
安装预制梁,现浇防撞护墙和桥面铺装
16 第5施工阶段位移累计值(水平与竖向位移单位:
m,转角单位:
rad)
计算结果摘录跨中14#节点最大竖向位移为7.5E-02m
注:
竖向位移以向上为正值,水平位移以右向为正值
18 第5施工阶段组合应力(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2
4.9
4.9
11.6
11.6
11.6
0.0
8
5.6
5.6
11.1
11.1
11.1
0.0
14
7.2
7.2
8.5
8.5
8.5
0.0
(3)施工阶段应力验算
中梁为C50的预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第
C50混凝土压应力限值:
=0.70=0.70×32.4=22.68Mpa。
混凝土拉应力大于=0.70=0.70×(-2.65)=-1.855MPa
由中梁施工阶段组合应力表中知:
边板截面应力满足施工阶段要求。
7.4简支T梁中梁使用阶段验算
19 正常使用极限状态作用长期效应组合下简支中梁拉应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最小
下缘最小
最大主拉
2
3.6
5.0
0
8
6.1
5.3
-0.1
14
6.9
3.2
0
6 正常使用极限状态作用短期效应组合下简支中梁拉应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最小
下缘最小
最大主拉
2
4.3
5.9
-0.1
8
7.1
3.7
-0.2
14
8.1
1.1
0
7 持久状况简支中梁压应力:
仅摘取支撑中心线(2#节点)、1/4跨(8#节点)及半跨(14号节点)处计算结果
(应力单位:
Mpa,压为正,拉为负)
节点号
上缘最大
下缘最大
最大主压
2
6.8
10.2
10.2
8
9.2
9.9
11.2
14
11.9
7.4
14.5
8 使用阶段简支T形梁中梁截面验算
边梁为C50预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第,混凝土构件的法向应力和主拉、压应力及部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力应符合下面规定:
Ø
法向压应力限值:
0.5=0.5×32.4=16.2Mpa
法向拉应力限值(短期效应组合):
0.7=0.7×2.65=1.855Mpa
主压应力限值:
0.6=0.6×32.4=19.44Mpa
主拉应力限值(短期效应组合):
0.7=0.7×2.65=1.855Mpa
由正常使用极限状态荷载组合应力表中可知:
在荷载组合作用下,边梁截面应力均满足要求。
使用荷载作用下,简支中梁各束预应力钢绞线最大拉应力值皆小于按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第,7股钢绞线最大拉应力限值0.65=0.65×1860=1209Mpa,满足要求
9 正常使用极限状态简支T梁边梁竖向挠度验算
按短期效应组合与JTGD62-2004第,跨中14#节点最大竖向挠度为(↑)。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第
荷载长期效应影响1.43×(满足)
(2)承载能力极限状态验算
10 承载能力极限状态正截面强度验算:
按承载能力极限状态进行计算,考虑恒载和公路I级荷载按规范JTGD60-2004第,弯矩设计值=13210kN.m。
以跨中截面为例,此截面配置8根HRB335普通钢筋。
截面抗力矩计算如下:
钢筋抗力==7097160N
混凝土抗力==9332500N
中性轴在顶板范围内
混凝土受压区高度==132.02mm
截面抗力矩==14950 .84kN.m>弯矩设计值=13210kN.m
20支点斜截面强度验算
剪力设计值=1496.4kN;
距梁端3m范围内截面采用箍筋(HRB335),四肢箍,间距100mm,面积=452.4;
按《JTGD62规范》公式(,截面尺寸应符合下列要求:
剪力设计值=1496.4kN<=4079.9kN
按公式(
=3718.5kN
=0(普通钢筋无弯起)
=174.54kN
抗剪承载力==3893.04kN>剪力设计值=1496.4kN
支点截面斜截面抗剪强度满足规范要求。
4 简支T梁边梁支座反力组合值(1个支承端)
支座竖直反力组合值(反力单位:
KN)
节点
组合
2
标准值组合
1573.6
8.计算结论
由以上对40米简支结构计算结果可看出:
各个结构在施工阶段及营运阶段中,应力及结构抗力皆满足规范要求。
各结构是安全适用的。
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.
NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.
Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.
толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжныиспользоватьсявкоммерческихцелях.
以下无正文
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 40 后张法 预应力 混凝土 计算