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?Ep?5.65
考虑自重的影响,由于收缩徐变持续时间较长,采用全部永久作用,空心板跨中截面全部永久作用弯矩MGK由表3-6查得 MGK?1130.4kN/m,在全部钢筋重心处由自重产生的拉应力为:
跨中截面:
MGK1130.4?106?t?y0??347.41?5.914MPa 10I06.64?10l4截面:
847.793?106?t??347.41?4.436MPa 106.64?10支点截面:
?t?0
则全部纵向钢筋重心处的压应力为: 跨中:
?pc?7.358?5.914?1.444MPa
l4截面:
?pc?7.358?4.436?3.102MPa
支点截面:
?pc?7.358MPa
?的0.5《公预规》6.2.7条规定,?pc不得不大于传力锚固时混凝土立方体抗压强度fcu??40MPa,0.5fcu??0.5?40?20MPa,设倍,设传力锚固时,混凝土达到 C40,则fcu跨中、l4截面、支点截面全部钢筋重心处的压应力1.444MPa、3.102MPa、7.358MPa,
??0.5?40?20MPa,满足要求。 均小于0.5fcu设传力锚固龄期为7d,计算龄期为混凝土终极值tu,设桥梁所处环境的大气相对湿度为75%。由前面计算,空心板毛截面面积A?5627?102mm2,空心板与大气接触的周边长度为u,
u?2?124?2?95?2?152?82?2?122?82?55?55?56?50?713.298cm
理论厚度:
2A2?5627?102h???147.68mm
u7132.98查《公预规》表6.2.7直线内插得到:
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?cs?t,t0??0.000281
??t,t0??2.281
把各项数值代入?l6计算式中,得: 跨中:
0.9?1.95?105?0.281?10?3?5.65?1.444?2.239?l6?t???57.246MPa
1?15?0.005?1.982??l4截面:
0.9?1.95?105?0.281?10?3?5.65?3.102?2.239?l6?t???73.680MPa
1?15?0.005?1.982??支点截面:
0.9?1.95?105?0.281?10?3?5.65?7.358?2.239?l6?t???115.865MPa
1?15?0.005?1.982??6.预应力损失组合 传力锚固时第一批损失?l,I
?l,1??l2??l3??l4??l5?15.6?30?43.076?0.5?38.45?107.901MPa 传力锚固后预应力损失总和?l 跨中截面:
12?l??l2??l3??l4??l5??l6?15.6?30?43.076?38.45?57.246?184.372MPa
l4截面:
?l??l2??l3??l4??l5??l6?15.6?30?43.076?38.45?73.68?200.806MPa
支点截面:
?l??l2??l3??l4??l5??l6?15.6?30?43.076?38.45?115.865?242.991MPa
各截面的有效预应力:?pc??con??l
跨中截面:
?pe?1302?184.372?1117.628MPa
l4截面:
?pe?1302?200.806?1101.094MPa
支点截面:
?pe?1302?242.991?1059.009MPa
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3.8正常使用极限状态计算
1.正截面抗裂性验算
正截面抗裂性计算是对构件跨中截面混凝土的拉应力进行计算,并满足《公预规》6.3条要求,对于本桥预应力A类构件,应满足两个要求:
第一,在作用短期效应组合下,?st??pc?0.7ftk;第二,在荷载长期效应组合下,
?lt??pc?0,即不出现拉应力。
式中:?st——在作用(或荷载)短期效应组合下,构件抗裂验算边缘的混凝土法向拉应力。按作用短期效应组合计算的弯矩值,空心板跨中截面弯矩
Msd?1397.1kN?m?1397.1?106N?mm,由前面计算换算换算截面下缘弹性抵抗距
W01lMsd1397.1?106??8.22MPa。 ?170?10mm,代入得:?st?6W01l170?1063 ?pc——扣除全部预应力损失后的预加力,在构件抗裂验算边缘产生的预压应力,其值为:
?pc?Np0A0?Np0ep0I0y0
?p0??con??l??l4
?1302?107.901?43.076?1237.175MPa
Np0??p0Ap??l6As?1237.175?1680?57.246?1244
?2007217.584N
?p0Apyp??l6AsYs ep0?Np01237.175?1680?347.41?57.264?1244?347.41?
2007217.584 ?347.44mm
空心板跨中截面下缘的预压应力?pc为
Np0Np0ep02007217.5842007217.584?347.44??392.41 ?pc??y0?10540483.26.47?10A0I0?7.91MPa
?lt——在荷载的长期效应组合下,构件抗裂验算边缘产生的混凝土法向拉应力,
?lt?Mld,由表3-6,跨中截面Mld?1308.54kN?m?1308.54?106N?mm Wold同样,W0ld?170?106mm3,代入?lt公式,则得:
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Mld1263.1?106?lt???7.43MPa
Wold170?106由此得:
?st??lt?8.22?7.43?0.79MPa?0.7ftk?0.7?2.65?1.855MPa
?lt??pc?7.43?7.903??0.473MPa?0
符合《公预规》对A类构件的规定
温差应力计算,按《公预规》附录B计算。本桥面上层铺装厚度为100mm,下层120mm。由《公预规》4.3.10条,T1?14?C,T2?5.5?C。由空心板高为950mm,大于400mm,取A?300mm。
对于简支板桥,温差应力:
Nt??Ayty?cEc Mt0???AytyEcey
正温差应力:
?NtMt0?t??y?ty?cEc
A0I0式中:?c——混凝土线膨胀系数,?c?0.00001;
Ec——混凝土弹性模量,C50,Ec?3.45?104MPa;
Ay——截面内的单位面积;
ty——单位面积Ay内温差梯度平均值,均以正值代入;
y——计算应力点至换算截面重心轴的距离,重心轴以上取正值,以下取负值;
A0,I0——换算截面面积和惯性;
ey——单位面积Ay重心至换算截面重心轴的距离,重心轴以上取正值,重心轴以下取负值。
列表计算Ay,ty,ey,计算见下表,计算结果见表3-8。
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温差应力计算表 表3-8
编号 单元面积Ay 1240×100=124000 温度ty (14+7.2)×0.5=10.6 单元面积Ay重心至换算截面重心距离ey 1 ey=274.855 2 (2×80+70)×20=4600 (7.2+0.5)=6.35 ey=448.8 3 (2×80+70)=69000 5.5×0.5=2.75 ey=344.3
??0.00001Nt??Ayty?cEc??124000?9.75?24800?5.317?12880?2.5677?3.45?104
?474003.97N
Mt0???AytyEcey??(124000?9.75?514.855?24800?5.317?448.8?128800?2.567 ?344.3)?0.00001?3.25?104 ??274.44?106N
正温差应力: 梁顶:
?NtMt0?t??y?ty?cEc
A0I0?474003.97?274.4?1064??557.59?14?0.00001?3.45?10 ? 105404836.64?10?1.65MPa
梁底:
?474003.97?274.4?106?t???(?392.4)?0 105404836.64?10??0.877?1.622 ?0.743MPa
预应力钢筋重心处: ?474003.97?274.4?106?t???(?392.4)?0
5404836.64?1010 ??0.877?1.437 ?0.56MPa 普通钢筋重心处:
?474003.97?274.4?106??(?392.4)?0 ?t?5404836.64?1010
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