30m预应力混凝土简支T梁

30m预应力混凝土简支T梁

一、计算依据与基础资料

(一)、设计标准及采用规范 1、标准

跨径:桥梁标准跨径30m;计算跨径(正交、简支)28.9m;预知T梁长29.92m。 设计荷载:公路——Ⅱ级

桥面宽度:分离式路基宽28.0m(高速公路),半幅桥全宽 桥梁安全等级为一级,环境条件为Ⅱ类

2、采用规范:交通部颁布的预应力混凝土简支T梁设计通用图;

《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004;

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004; 刘效尧等编著,《公路桥涵设计手册-梁桥》,人民交通出版社,2011; 强士中,《桥梁工程(上)》,高等教育出版社,2004。

(二)、主要材料

1、混凝土:预制T梁,湿接缝为C50、现浇铺装层为C50、护栏为C30. 2、预应力钢绞线:采用钢绞线?s15.2㎜,?pk=1860MPa,Ep=1.95×105MPa 3、普通钢筋:采用HRB335,?sk=335MPa,Es=2.0×105MPa

(三)、设计要点

1、简支T梁按全预应力构件进行设计,现浇层80mm厚的C40的混凝土不参与截面组合作用。

2、结构重要性系数取1.1; 3、预应力钢束张拉控制应力值σ

con

=0.75?pk;

4、计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d; 5、环境平均相对湿度RH=55%; 6、存梁时间为90d;

7、湿度梯度效应计算的温度基数,T1=14℃,T2=5.5℃。

二、结构尺寸及结构特征

(一)、构造图

构造图如图1~图3所示。

(二)、截面几何特征

边梁、中梁毛截面几何特性见表1

边梁、中梁毛截面几何特性

边梁 (全截面) 毛截面面抗弯惯矩4中梁(2号梁) 截面重心到梁顶距离yx(m) 0.7718 0.6746 毛截面面抗弯惯矩4截面重心到梁顶距离yx(m) 0.7718 0.6746 积A(㎡) I(m) 支点几何特性 跨中几何特性 1.3104 0.8720 0.5300 0.4418 边梁 (预制截面) 毛截面面抗弯惯矩积A(㎡) I(m) 1.3104 0.8720 0.5300 0.4418 中梁(2号梁) 截面重心毛截面面抗弯惯矩截面重心到梁顶距积A(㎡) I(m4) 到梁顶距积A(㎡) I(m4) 离yx(m) 支点几何特性 跨中几何特性 1.2664 0.8280 0.5302 0.4283 0.8021 0.7142 1.2224 0.7840 0.5331 0.4319 离yx(m) 0.8352 0.7595 表1

(三)、T梁翼缘有效宽度计算

根据《桥规》4.2.2条规定,T梁翼缘有效宽度计算如下:

中梁:Bf=min

边梁:Bf2=min 1

L/3=9.633 S=2.25 =2.25 'b?6hh?12hf?2.66 Bf1+b/2+6hf=2.365 Bf1/2+Bf/2=2.25 =2.25 故按全部翼缘参与受力考虑。

三、汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算

(一)、汽车荷载横向分布系数计算 1、汽车横向折减系数

根据《通规》4.3.1条第7款规定,三车道的横向折减系数为0.78,两车道的横向折减系数为1.00. 2、跨中横向分布系数

本桥一跨沿顺桥向布置5道横梁,跨中汽车荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。主梁刚度按T梁跨中截面考虑,抗弯惯矩I=0.4418,抗扭惯矩It=0.0183。

T形截面抗扭惯矩It的计算,系根据普朗特的薄膜比拟法对T形截面按矩形子块进行分块,然后将各矩形子块的抗扭惯矩累计而得到结果。设各矩形子块的

?ti?t1?3宽度为bi、高度为ti,则It???ibiti,其中?i??1?0.63i?0.052??b??3?bii???5??。本??计算中将T形截面分为三块:翼缘、腹板及下马蹄,个子块的bi、ti分别取为:[2.25,0.19],[2,0.2],[0.5,0.3]。

任意主梁的影响系数为:?ie?Ii?Ij?1n??jeaiIi?aj?1n。

2jIj其中:??1?1?I12E?aIGl2Ti2i=0.9276。

i影响线坐标见表2。

求1号梁(边梁)、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数:

在影响线上布置车道荷载,各车道中线相应位置处的影响线坐标即为该车道荷载分布系数。1~3号梁汽车荷载跨中横向分布系数计算图式见图。

按三车道布置,可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.8436、0.6912与0.5644。

按两车道布置,可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.7308、0.5708与0.4。

考虑到三车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减系数ξ=0.78,而两车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减细数ξ=1.0,故按两车道布置时活荷载效应达最大值(边梁与2号梁达最大,3号梁按三车道布置时最大,但小于按两车道布置时的2号梁),计算中应按两车道考虑计算边梁与2号梁。 3.支点横向分布系数

按杠杆法布载,分别计算边梁、2号梁的横向分布系数()。 支点横向分布系数?支1?0.6889,?支2?0.7556,?支3?0.7556。 影响线坐标表 表2

影响线坐标 梁位编号 5-1 5-2 5-3 ?1 0.4980 0.3654 0.2329 ?2 0.3654 0.2859 0.2064 ?3 0.2329 0.2064 0.1799 ?4 0.1004 0.1269 0.1534 ?5 -0.0321 0.0474 0.1269 ?6 -0.1647 -0.0321 0.1004

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