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一座桥梁完整的设计计算报告书.doc

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目录 第一部分 桥梁设计 1 第一章 水文计算 1 1.1原始资料 1 1.2 水文计算 3 第二章 方案比选 6 2.1 方案一:预应力钢筋混凝土简支梁(锥型锚具) 6 2.2方案二:钢筋混凝土箱形拱桥 10 第三章 总体部署及主梁设计 11 3.1设计资料及结构部署 11 3.2主梁内力计算 12 第四章 预应力钢束估算及其部署 21 4.1跨中截面钢束估算和确定 21 4.2钢束预应力损失计算 25 4.3截面强度验算 28 4.4预加内力计算 34 4.5主梁斜截面验算 35 4.6截面应力验算 41 4.7主梁端部局部承压验算 46 第五章 下部结构计算 50 5.1盖梁计算 50 5.2桥墩墩柱计算 57 5.3钻孔灌注桩设计计算 59 第二部分 英文翻译 62 Reliability analysis : 62 可靠性分析 73 结束语 错误!未定义书签。 第一部分 桥梁设计 第一章 水文计算 1.1原始资料 1.1.1水文资料: 浑河起源于辽宁省新宾县滚马苓,从东向西流过沈阳后,折向西南,至海城市三岔河和太子河相汇,以后汇入辽河。浑河干流长364公里,流域面积11085平方公里。本桥位上游45公里大家房水库,于1958年建成,该水库控制汇流面积5563平方公里,对沈阳地域浑河洪峰流量起到很大削减作用。依据水文部门资料,建库前浑河沈阳水文站百年一遇洪峰流量位11700立方米/秒,建库后百年一遇推算值为4780立方米/秒。浑河没年12月初开始结冰,第二年3月开始化冻。汛期通常在7月初至9月上旬,河流无通航要求。桥为处河段属于平原区次稳定河段。 1.1.2设计流量 依据沈阳水文站资料,近50年较大洪峰流量以下: 大家房水库建库前 1935年 5550立方米/秒 1936年 3700立方米/秒 1939年 3270立方米/秒 1942年 3070立方米/秒 1947年 2980立方米/秒 1950年 2360立方米/秒 1951年 2590立方米/秒 1953年 3600立方米/秒 1954年 3030立方米/秒 大家房水库建库后 1960年 2650立方米/秒 1964年 2090立方米/秒 1971年 2090立方米/秒 1975年 2200立方米/秒 1985年 2160立方米/秒 依据1996年沈阳年鉴,浑河1995年最大洪峰流量4900立方米/秒(沈阳水文站)为百年一遇大洪水。1995年洪水距今较近,现场洪痕清楚可见,依据实测洪水位,采取形态断面计算1995年洪峰流量为5095立方米/秒,和年鉴资料相差在5%之内。故1995年洪峰流量可作为百年一遇流量,洪水比降采取浑河洪水比降0.0528%。 经计算确定设计流量为Qs=4976.00立方米/秒,设计水位16米。 1.1.3地质资料: 一、自然地理 本桥址区地处浑河流域冲击平原,地势较平阔。河水为季节性河流,关键受底下径流或大气降水所补给。汛期每十二个月七月下旬至八月下旬,近几年,尤其是河水位历史少见下降,以致影响工农业、甚至民众生活用水。本区于北寒温带气候类型,为类型冻土区,冻结深度1.40-1.45米。冬季漫长,气候比较干燥;春秋较短,稍较温湿,宜植被生长。 二、大地结构 桥地域正在走向北东、倾向北西二界沟断裂上,此断裂南西至营口,北东至沈阳40公里,走向北东、倾向北西抚顺-营口断裂相交。这兩断裂均属郯城-庐江大断裂带系统。二界沟断裂最终一次活动时期为白垩纪。 三、地层及岩性 桥址区地层,上部为第四纪厚6-11米圆砾层,d>2mm为70-80%;d>20mm为32-37%,为卵石层。但经过桥位周围采砾场,从河底下6-7米深挖采处砂砾中最大可达25-35cm,部分甚至达40cm左右。从实际使用地址资料出发,d>80-100mm颗粒,通常未予计入百分含量内,且无代表性。 砾石颗粒,尤其稍大颗粒,岩石强度较高,无棱角,磨圆程度良好。其岩性或矿物成份由花岗岩类或砂页岩、石灰岩和其它暗色矿物组成。砾石层底或风化岩顶面标高自南而北为2.8米-4.9米,由低而高坡形上升,高差2.1米左右,但因为钻孔间距较远,不知其间有没有起伏。 砾石层下部为前震旦纪花岗岩,上部为全风化,下部为强风化或局部全风化。上部为散体状,下部为碎石状且散装体。 1、圆砾:褐黄色或褐灰色,d>2mm为73-80%,松散,其间含粗砾砂薄层。砂砾颗粒强度较高,软弱颗粒含量较少。drp=15.5mm,d95=73.1mm,d10=0.77mm,CU=73.1,,。 2、圆砾:褐黄色或褐灰色,d>2mm为73-80%,中密,其间夹含粗砾砂薄层。砂砾颗粒强度较高,磨圆或磨光程度良好。drp=15.5mm,d95=74mm,d10=0.77mm,CU=67.1,,。 3混和岩:全风化,散体状,砂砾状或土状。,。 4、混和岩:褐黄色,全风化或含强风化,碎石状或局部为散体装,砂砾状。, 5、混和岩:褐黄色,强风化,碎石状。, 6、混和岩:强风化,碎石状。, 7、混和岩:褐黄色,强风化或全风化,碎石状或散体状。, 8、混和岩:褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状。, 9、混和岩:褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状,不能提取岩芯。, 10、混和岩:褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石破碎,碎石状,不能提取岩芯。, 11、混和岩:褐黄色,强风化,节理裂缝发育,岩石较比破碎,碎石状,不能提取岩芯。, 1.1.4工程地质评价 1、工程地质条件良好,无不良工程地质现象或地段。 2、地下水位深0.77-5.40米,砂砾颗粒较大,地下水较丰富。钻孔过程中于标高3-6米左右地段常常孔壁塌落,有时越发严重,以致钻孔无法继续钻进,成为废孔。因为采取膨润土同聚丙乙烯胺混和成浆糊流体护壁,才能得到有效控制。 1.2 水文计算 1.2.1桥孔长度确定: a.单宽流量公式= 水流压缩系数 次稳定河段 =0.92 则 河槽平均单宽流量= 最小桥孔净长=m b.过水面积法 冲刷前桥下毛过水面积Wq= 式中:冲刷系数P取1.3 设计流速VS=Vc=1.84 因桥墩阻水而引发桥下过水面积折减系数 =60>50 压缩系数 Wq 净过水面积Wj=(1- 桥孔净长m 1.2.2壅水计算 桥前最大壅水高度 河滩路堤阻断流量和设计流量比值=572+129-45.9=655.1m 系数 桥下平均流速Vm= 断面平均流速V0= m 桥下壅水高度 波浪高度hb1%=0.4728m VW=15m/s 平均水深,良程D=8×102m 本桥设计水位:16.0+0.095+ 上部结构底标高为17.73m 1. 冲刷深度 A 河槽通常冲刷 通常冲刷后最大水深 hp= Q1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,μ=1.0,λ=0.0625,hmax=10.1m A——单宽流量集中系数,A= hp=m B 河槽处桥墩局部冲刷 桥位处冲止流速 h=13.73m,d=3m,查表得:V0=0.9648m/s,V0′=0.31 ∵V0=Vz﹥V0 ,=1.0,B=4m, =(1.3919+0.0409)1/2=1.1970 η===0.8588 hb=kηB0.6(V0- V0′)(V/ V0)n =1.0×1.1970×40.6×(0.9648-0.31)×(1.84/0.9648)0.8588 =3.1349m 总冲刷深度hs=hp+ hb=13.73+3.13=16.86m 不考虑标高原因,总冲刷深度为16.86-16=0.86m 1.2.3结论 百年一遇底设计流量为Qs=4976立方米/秒,设计水位16米。计算最小桥孔净长Lj=505.6米,实际最小桥孔净长为538.3米。桥前最大壅水高度,桥下壅水高度米。 本桥设计水位:16米,上部结构标高为17.9米。计算水位距上部结构底面最小距离1.9米(按《桥规》最小距离为0.50米)。 以上标高均为假定标高系统。 第二章 方案比选 2.1 方案一:预应力钢筋混凝土简支梁(锥型锚具) 2.1.1 基础结构部署 (一)设计资料 1、桥梁跨径及桥宽 标准跨径:40m(墩中心距), 全桥共:480米,分12跨, 主梁全长:39.96m, 桥面净空:净—9米,2×1.5人行道, 计算跨径:38.88m。 立面及平面图 图表 1 (二)设计荷载 汽—20,挂—100,人群荷载3.5kN/m,两侧人行道、栏杆重量分别为3.6 kN/m和1.52 kN/m。 2.1.2材料及工艺 本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥,锥形锚具; 混凝土:主梁采取40号混凝土,人行道、栏杆及桥面铺装用20号混凝土; 预应力钢筋:冶金部TB—64标准5㎜碳素钢丝,每束32根。 横断面图以下: 图2 主梁截面沿纵向改变示例: 图表 3 简直梁优点是结构、设计计算简单,受力明确,缺点是中部受弯矩较大,而且没有平衡方法,而支点处受剪力最大,假如处理不好主梁连接,就会出现行车不稳情况 1.4 桥孔长度确定: a.单宽流量公式= 水流压缩系数 次稳定河段 =0.92 则 河槽平均单宽流量= 最小桥孔净长=m b.过水面积法 冲刷前桥下毛过水面积Wq= 式中:冲刷系数P取1.3 设计流速VS=Vc=1.84 因桥墩阻水而引发桥下过水面积折减系数 =60>50 压缩系数 Wq 净过水面积Wj=(1- 桥孔净长m 1.5壅水计算 桥前最大壅水高度 河滩路堤阻断流量和设计流量比值=572+129-45.9=655.1m 系数 桥下平均流速Vm= 断面平均流速V0= m 桥下壅水高度 波浪高度hb1%=0.4728m VW=15m/s 平均水深,良程D=8×102m 本桥设计水位:16.0+0.095+ 上部结构底标高为17.73m 1.6冲刷深度 A 河槽通常冲刷 通常冲刷后最大水深 hp= Q1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,μ=1.0,λ=0.0625,hmax=10.1m A——单宽流量集中系数,A= hp=m B 河槽处桥墩局部冲刷 桥位处冲止流速 h=13.73m,d=3m,查表得:V0=0.9648m/s,V0′=0.31 ∵V0=Vz﹥V0 ,=1.0,B=4m, =(1.3919+0.0409)1/2=1.1970 η===0.8588 hb=kηB0.6(V0- V0′)(V/ V0)n =1.0×1.1970×40.6×(0.9648-0.31)×(1.84/0.9648)0.8588 =3.1349m 总冲刷深度hs=hp+ hb=13.73+3.13=16.86m 不考虑标高原因,总冲刷深度为16.86-16=0.86m 2.2方案二:钢筋混凝土箱形拱桥 (1)方案介绍 本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无铰拱桥。全桥分八跨,每跨均采取标准跨径60m。采取箱形截面拱圈。桥墩为重力式桥墩,桥台为U型桥台。 (2)尺寸确定 本桥拟用拱轴系数m=2.24,净跨径为60.0m,矢跨比为1/8。桥面行车道宽9.0m,两边各设1.5m人行道。拱圈采取单箱多室闭合箱,全宽11.2m,由8个拱箱组成,高为1.2m。 拱箱尺寸确定图1-1: 图4 1)拱箱宽度:由构件强度、刚度和起吊能力等原因决定,通常为130~160cm。取140cm。 2)拱壁厚度:预制箱壁厚度关键受震捣条件限制,按箱壁钢筋保护层和插入式震动棒要求,通常需有10cm,若采取附着式震捣器分段震捣,可降低为8cm,取8cm。 3)相邻箱壁间净宽:这部分空间以后用现浇混凝土填筑,组成拱圈受力部分,通常见10~16cm,这里取16cm。 4)底板厚度:6~14cm。太厚则吊装重量大,太薄则局部稳定性差且中性轴上移。这里取10cm。 5)盖板:有钢筋混凝土板和微弯板两种型式,最小厚度6~8cm,这里取8cm。 6)现浇顶部混凝土厚度:通常大于10cm,这里取10cm。 7)横隔板:多采取挖空钢筋混凝土预制板,厚6~8cm,间距3.0~5.0m。横隔板应预留人行孔,方便于维修养护。这里取厚6cm。 (3)桥面铺装及纵横坡度 桥面采取沥青混凝土桥面铺装,厚0.10m。桥面设双向横坡,坡度为2.0%。为了排除桥面积水,桥面设置预制混凝土集水井和φ10cm铸铁泄水管,部署在拱顶实腹区段。双向纵坡,坡度为0.6%。 (4)施工方法 采取无支架缆索吊装施工方法,拱箱分段预制。采取装配——整体式结构型式,分阶段施工,最终组拼成一个整体。 方案最终确定:经考虑,简直梁设计较简单,受力点明确,比较适合初学者作为毕业设计用,所以我选着了方案一。 第三章 总体部署及主梁设计 3.1设计资料及结构部署 (一)设计资料 1、桥梁跨径及桥宽 标准跨径:40m(墩中心距), 全桥共:480米,分12跨, 主梁全长:39.96m, 桥面净空:净—9米,2×1.5人行道, 计算跨径:38.88m。 2、设计荷载 汽—20,挂—100,人群荷载3.5kN/m,两侧人行道、栏杆重量分别为3.6 kN/m和1.52 kN/m。 3、材料及工艺 本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥,锥形锚具; 混凝土:主梁用40号,人行道、栏杆及桥面铺装用20号; 预应力钢筋:冶金部TB—64标准5㎜碳素钢丝,每束32根; 其它内容鲜见设计说明书。 (二)横截面部署 本设计采取公路桥涵标准图40米跨径定型设计,所以关键尺寸已经大致定下,,以下为初步选定截面尺寸。 1、主梁间距和主梁片数 全桥宽12米,主梁间距1.6米(T梁上翼缘宽度为158cm,留2cm施工缝),所以共设7片主梁,依据部分资料,主梁梁高选择230米具体部署见下图: 图表 4 2、横截面沿跨长改变,该梁翼板厚度不变,马蹄部分逐步抬高,梁端处腹板加厚到和马蹄等宽,主梁基础部署到这里就基础结束了。 (三)横隔梁部署 因为主梁很长,为了减小跨中弯矩影响,全梁共设了五道横隔梁,分别部署在跨中截面、两个四分点及梁端. 3.2主梁内力计算 3.2.1恒载内力计算 1、恒载集度 (因为一直到这里,我设计均参考《预应力混凝土简支梁桥算例》,故恒载集度已知,结果以下: 边主梁恒载集度为: g1=17.813 KN/m. 中主梁恒载集度为: KN/m (2)第二期恒载 栏 杆:g!1)=1.52KN/m 人行道:g(2)=3.60KN/m 桥面铺装层(见图3): g(4)=[0.5×(0.07+0.15)×5.10+0.5×(0.075+0.15)×4.90]×24 =26.694KN/m 若将各恒载均摊给7片主梁,则: g2=(1.52+3.6+7.754+26.694)=5.653KN/m 2、恒载内力 图6所表示,设x为计算截面离左支座距离并令则主梁弯矩和剪力计算公式分别为: 1 恒载内力计算见表2 恒载内力计算表 表2 计算数据 L=38.88m 项目 g1 跨中 四分点 改变点 四分点 改变点 支点 0.125 0.25 0.053 0.25 0.053 0 第一期恒载 17.707 3345.857 2510.371 671.848 172.112 307.736 344.224 第二期恒载 5.037 951.775 714.212 191.116 48.960 87.540 97.919 (二)活载内力计算 1、冲击系数和车道折减系数对汽—20,1+u=1.04,其它活载不计。以下为荷载横向分布系数计算: (1)跨中截面荷载横向分布系数mc 本桥跨内有三道横隔梁,含有可靠横向联结,且承重结构长宽比为: 所以可选择偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc a.计算主梁抗扭惯矩IT 对于T梁截面 式中bi和ti—对应为单个矩形截面宽度和厚度; ci—矩形截面抗扭刚度系数(可查《桥梁工程》表2-5-2); 2. 桥孔长度确定: a.单宽流量公式= 水流压缩系数 次稳定河段 =0.92 则 河槽平均单宽流量= 最小桥孔净长=m b.过水面积法 冲刷前桥下毛过水面积Wq= 式中:冲刷系数P取1.3 设计流速VS=Vc=1.84 因桥墩阻水而引发桥下过水面积折减系数 =60>50 压缩系数 Wq 净过水面积Wj=(1- 桥孔净长m 3. 壅水计算 桥前最大壅水高度 河滩路堤阻断流量和设计流量比值=572+129-45.9=655.1m 系数 桥下平均流速Vm= 断面平均流速V0= m 桥下壅水高度 波浪高度hb1%=0.4728m VW=15m/s 平均水深,良程D=8×102m 本桥设计水位:16.0+0.095+ 上部结构底标高为17.73m 4. 冲刷深度 A 河槽通常冲刷 通常冲刷后最大水深 hp= Q1=Q2=4275m3,B1=B2=533.43m,k=1.04,μ=1.0,λ=0.0625,hmax=10.1m A——单宽流量集中系数,A= hp=m B 河槽处桥墩局部冲刷 桥位处冲止流速 h=13.73m,d=3m,查表得:V0=0.9648m/s,V0′=0.31 ∵V0=Vz﹥V0 ,=1.0,B=4m, =(1.3919+0.0409)1/2=1.1970 η===0.8588 hb=kηB0.6(V0- V0′)(V/ V0)n =1.0×1.1970×40.6×(0.9648-0.31)×(1.84/0.9648)0.8588 =3.1349m 总冲刷深度hs=hp+ hb=13.73+3.13=16.86m 不考虑标高原因,总冲刷深度为16.86-16=0.86m 5. 结论 百年一遇底设计流量为Qs=4976立方米/秒,设计水位16米。计算最小桥孔净长Lj=505.6米,实际最小桥孔净长为538.3米。桥前最大壅水高度,桥下壅水高度米。 本桥设计水位:16米,上部结构标高为17.9米。计算水位距上部结构底面最小距离1.9米(按《桥规》最小距离为0.50米)。 b.计算抗扭修正系数β 其中IT=5.93756×10-3m4,I=0.42564186m4, 查《桥梁工程》表2-5-1,n=7时,ξ=1.021,并取G=0.425E ∴ c.按偏心压力法计算横向影响线竖标值 求出一号梁在两个边主梁横向分不影响线竖标值为: 图5 计算荷载横向分布系数 图8所表示1、2、4号梁横向影响线和最不利布载,因为很显然1号梁横向分布系数最大,故只需计算1号梁横向分布系数: 汽-20: 挂-100: 人群荷载: 支点截面横向荷载分布系数计算,该截面用杠杆原理法计算,绘制荷载横向影响线并进行布载以下图 汽-20: 挂-100: 人群荷载: 3.2.2活载内力计算 活载内力计算关键考虑是最不利荷载部署时主梁各截面受力情况,其中包含最大弯矩及最大剪力作用时截面内力值:祥见下表: 1号梁跨中截面最大内力计算表 类别 汽-20 挂-100 1+μ 1.04 1.0 mc 0.464 0.272 最大弯矩及对应剪力 Pi 60 120 120 70 130 250 250 250 250 yi 2.72 4.72 9.72 9.02 7.02 9.12 9.72 7.72 7.12 7.02 0.3611 9.02 0.464 9.720.5 0.472 -0.25 7.12 -0.139 7.12 0.3663 7.72 0.397 9.72 0.5 9.12 -0.462 对应Q(KN) 对应Q(KN) 3354 102.163 8420 198.575 1号梁内力值 1618.506 49.30 2290.24 54.011 最大剪力及对应弯矩 协力P 2×120+60=300 250×4=1000 Y 0.4578 8.9 0.4177 8.12 Py 137.44 2670 417.7 8120 1号梁内力值 66.275 1288.43 113.614 2208.64 1号梁支点最大剪力计算表 荷载 类别 汽-20 挂-100 人群 1+μ 1.0459 1.0 1.0 Pi 60 120 120 70 130 70 130 250 250 250 250 q=3.0 yi 1.0 0.8 971 0.8 611 0.6 039 0.5 010 0.1 152 0.0 123 0.8 313 0.8 004 0.6 975 0.6 667 y人= 0.9167 mi 0.3 75 0.4 363 0.4 578 0.524 0.2 372 0.2 607 0.299 0.478×3 6.82 0.5× 0.897× 7.66 Qmax=(1+μ)∑Piyimi=186.292(KN) 203.436 35.848 各个截面荷载均已求出,所以能够得出每个截面最大内力值,以下即为主梁恒载组合: 主梁内力组合表 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 改变点截面 支点截面 Mmax Qmax Mmax Qmax Mmax Qmax Qmax 1 第一期恒载 3345.86 0 2510.7 172.1 671.85 307.74 344.22 2 第二期恒载 951.775 0 714.22 48.96 191.12 875.4 97.919 3 总恒载=1+2 4296.24 0 3224.9 221.1 862.96 1183.1 442.14 4 人群 325.38 8.369 244.04 18.83 65.706 41.02 47.98 5 汽-20 1915.52 66.275 1315.5 122.5 357.88 169.61 184.1 6 挂-100 2290.24 54.011 1776.9 181.7 484.51 189.15 187.75 7 汽+人 1987.32 74.644 1559.5 141.3 423.59 210.63 232.08 8 恒+汽+人 6241.58 74.644 4784.5 362.4 1286.6 1393.8 674.22 9 恒+挂 6587.87 54.011 4991.9 402.7 1347.5 1372.3 629.89 10 Si 7878.6 1045.5 6053.3 2851 10949 14493 5630.6 11 Sj 7676.42 59.412 5813.6 465.1 1568.5 1627.8 737.09 12 1.4(7)/Si 35% 100% 36% 42% 36% 17% 38% 13 1.1挂/Si 33% 100% 33% 25% 34% 13% 32% 14 提升后Si 8114.96 104.53 6234.9 477 1667.4 1800.4 881.15 15 提升后Sj 7676.42 61.19 5813.6 789.3 1568.5 1627.9 648.67 第四章 预应力钢束估算及其部署 4.1跨中截面钢束估算和确定 4.1.1钢束数量估算 1.按使用阶段应力要求估算钢束数 式中:M—使用荷载产生跨中弯矩,按表10取用; C1—和荷载相关经验系数,对于汽-20,C1=0.51;对于挂-100, 取C1=0.565; —一根32φs5钢束截面积,即: =32×π×0.52/4=5.891cm2 --φs5碳素钢丝标准强度,=1600MPa; ks—上关键距,在前以算出ks=48.258cm; ey—钢束偏心距,初估ay=17cm,则 ey=yx-ay=139.03-17=122.03cm (1)对(恒+汽+人)荷载组合 (2)对(恒+挂)荷载组合 2.按承载能力极限状态估算钢束数 式中:Mj—经荷载组合并提升后跨中计算弯距,按表9取用; C2—估量钢束群重心到混凝土协力作用点力臂长度经验系数, 汽-20:C2 =0.78,挂-100:C2 =0.76; h0—主梁有效高度,即h0=h-ay=2.30-0.17=2.13m (1) 对于荷载组合Ⅰ (2) 对于荷载组合Ⅲ 为方便钢束部署和施工,各主梁统一确定为10束。 4.1.2确定跨中及锚固截面钢束位置 1、 (1)对于跨中截面,在确保部署预留管道结构要求前提下,尽可能使钢束群重心偏心距大些,选择直径5cm抽拔橡胶成型管道,取管道净距4cm,至梁底净距5cm,图13-a所表示。 (2)对于锚固截面,为了方便张拉操作,将全部钢束全部锚固在梁端,所以钢束部署要考虑到锚头部署可能性以满足张拉要求,也要使预应力钢束协力重心尽可能靠近截面形心,使截面均匀受压。祥图以下: 图 7 由上图可知,预应力钢筋为9根,部署在主梁不一样截面上,其中3根最终拉倒上翼缘。 2、钢束位子确实定 (1)弯起角度确实定: 上部:12 下部:7.5 (3) 弯起点确实定: A1=a2=39-30*tan7.5=35.051cm A3=a4=31.1cm A5=a6=27.15cm A7=30.710cm A8=25.396cm A9=20.082cm (4)各截面钢束位子 弯起点到跨中距离 钢束号 弯起高度 角度 cos sin R X 1,2 22.5 7.5 0.9914 0.131 2625.5 1636 3,4 43.5 7.5 0.9914 0.131 5081.8 1313.8 5,6 64.5 7.5 0.9914 0.131 7535 987.6 7 147.5 12 0.9781 0.208 6735.2 574.47 8 163.5 12 0.9781 0.208 7465.8 417.27 9 179.5 12 0.9781 0.208 8196.3 260.06 钢束中心到下边缘距离 截面 钢束号 X R C A0 A 四 分 点 N1,N2       7.5 7.5 N3,N4       16.5 16.5 N5,N6       22.5 25.5 N7 397.53 6735.16 11.733 7.5 19.233 N8 554.734 7468.75 20.6358 16.5 37.136 N9 711.938 8196.35 30.978 22.5 56.478 变 化 点 N1,N2 102.05 2625.51 1.978 7.5 9.484 N3,N4 424.24 5081.78 17.738 16.5 34.238 N5,N6 750.14 7535.05 37.4585 22.5 62.96 N7 1163.53 6735.05 101.264 7.5 108.76 N8 1320.73 7465.65 117.959 16.5 134.46 N9 1477.94 8196.35 134.416 22.5 159.92 支 点 N1,N2 308.05 2625.51 18.116 7.5 25.62 N3,N4 630.224 5081.78 39.23 16.5 55.73 N5,N6 956.4 7535.05 60.94 22.5 86.443 N7 1369.53 6735.16 147.15 7.5 154.65 N8 1.5E+07 7465.75 157.778 16.5 174.28 N9 1683.97 8196.37 174.855 22.5 200.35 4.2钢束预应力损失计算 预应力损失值因梁截面位置不一样而有差异,选四分点截面(即有直线束又有曲线束经过)计算。 4.2.1预应力钢束和管道壁之间摩擦损失(σs1见表16) 按规范,计算公式为: 式中:σk—张拉钢束时锚下控制应力;依据要求,对于钢丝束取张 拉控制应力为:σk=0.75Rby=0.75×1600=1200MPa; μ—钢束和管道壁摩擦系数,对于橡胶管抽芯成型管道取 μ=0.55; θ—从张拉端到计算截面曲线管道部分切线夹角之和,以rad计; k—管道每米局部偏差对摩擦影响系数,取k=0.0015; x—从张拉端到计算截面管道长度(以m计),可近似取其在纵轴上投影长度(见图15所表示),当四分点为计算截面时,x=axi+l/4; 4.2.2由锚具变形、钢束回缩引发损失(σs2,见表17) 按规范,计算公式为: 四分点预应力损失计算表 钢束号 θ=φ-α u x kx u=x e g 0 rad N1.N2 7.5 0.131 0.1 10.1 0.02 0.087 0.083 100.08 N3.N4 7.5 0.131 0.1 10 0.02 0.087 0.083 100.02 N5.N6 7.5 0.131 0.1 9.99 0.01 0.087 0.083 99.948 N7 7.2 0.126 0.1 10.1 0.02 0.084 0.081 97.152 N8 6.35 0.111 0.1 10 0.02 0.076 0.073 88.176 N9 5.68 0.099 0.1 10 0.02 0.07 0.068 81.036 N10 5.12 0.089 0 9.95 0.01 0.064 0.062 74.532 式中:△l—锚具变形、钢束回缩值(以mm计),按《桥规》表5.2.7采取;对于钢制锥形锚△l=6mm,本设计采取两端同时张拉,则∑△l=12mm; l—预应力钢束有效长度(以mm计)。 σs2计算表 表17 项目 N1,N2 N3,N4 N5,N6 N7 N8 N9 N10 l(mm)(见表12) 39600 39540 39479 39753 39683 39641 39544 (MPa) 60.606 60698 60.792 60.373 60.479 60.585 60.692 4.2.3混凝土弹性压缩引发损失(σs4见表18) 后张法梁当采取分批张拉时,先张拉钢束因为张拉后批钢束所 产生混凝土弹性压缩引发应力损失,依据《桥规》第5.2.9条规 定,计算公式为: σs4=ny∑△σhl 式中:∑△σhl—在先张拉钢束重心处,由后张拉各批钢束而产生混凝土法向应力,可按下式计算: 式中:Ny0、My0—分别为钢束锚固时预加纵向力和弯矩; eyi—计算截面上钢束重心到截面净轴距离,eyi=yjx-ai,其yjx值见表15所表示,ai值见表13 4.2.4由钢束预应力松弛引发损失(σs5) 按规范,对于作超张拉钢丝束由松弛引发应力损失终极值,按下式计算: σs5=0.045σk=0.045×1200=54MPa 4.2.5混凝土收缩和徐变引发损失(σs6) 按规范,计算公式以下: 式中:σs6—全部钢束重心处预应力损失值; σh—钢束锚固时,在计算截面上全部钢束重心处由预加应力(扣除对应阶段应力损失)产生混凝土法向应力,并依据张拉受力情况,考虑主梁重力影响; μ—配筋率,; A—为钢束锚锚固时对应净截面积Aj,见表15; ρA=1+eA2/r2 eA—钢束群重心到截面净轴距离ej,见表15 r—截面回转半径r2=Ij/Aj; --加载龄期为τ时混凝土徐变系数终值; --自混凝土龄期τ开始收缩应变终值;
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