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1、1 引桥计算1.1工程概况(1) 工程名称:晋城九女湖简支梁桥设计(2) 建设地点:该桥位于山西省晋城市晋阳县。桥梁起点桩号为k0+500,终点桩号为k0+707,桥梁全长207m。(3) 技术标准:公路等级:一级 设计抗震烈度:8度设计洪水频率:1/1001.2设计资料 (1) 桥面净空净8.5m + 20.75m人行道。(2) 主梁跨径及全长标准跨径:l =16.00m (墩中心距离);计算跨径:l =15.50m (支座中心距离);主梁全长:l =15.96m (主梁预制长度)。(3) 设计荷载公路-级,人群荷载取3.0kN/m。(4) 材料钢筋:受力筋采用HRB335钢筋,构造筋选用R
2、235钢筋;混凝土:预应力混凝土主梁采用C50,其余构件采用C30。(5) 计算方法极限状态法。(6) 结构尺寸如图 1-1所示,全断面五片主梁,设五根横梁。(7) 设计依据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),简称桥规;公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004),简称公预规。公路桥涵低级与基础设计规范(JTJ024-88),简称基规图1-1主梁和横隔梁简图(尺寸单位:mm)1.3主梁的计算1.3.1主梁的荷载横向分布系数(1) 主梁的的抗弯及抗扭惯矩和主梁界面的重心位置 如图1-2所示。翼板的换算平均高度:主梁截面的重心位置:图1-2主梁截面尺寸图(尺寸单位
3、:mm)T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和,即: =式中:矩形截面抗扭惯矩刚度系数见表1-1;,相应各矩形的宽度和厚度。表1-1 矩形截面抗扭惯矩刚度系数t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1梁跨中截面为第二类T形截面,则受压区高度x计算如下: 则开裂截面的换算截面惯性矩: =T梁的全截面的换算截面面积为:受压区高度:全截面的换算惯性矩: 全截面抗弯刚度:全截面换算截面受拉区边缘的弹抵抗矩为:全截面换算截面的面积矩为: 塑性影响系数为:开裂弯矩:开裂构件的抗弯刚度为:短期的荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值,结构自重作用下跨中截面弯矩标准值,对于C30混凝
4、土来说,挠度长期增长系数受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为: 在结构自重作用下跨中截面的长期挠度值为: 按照可变荷载频遇值计算的长期挠度值为:即上述验算符合相应规范的要求。2 主桥(预应力混凝土简支T形梁)计算2.1设计资料及构造布置2.1.1 设计资料 桥梁跨径及桥宽标准跨径:l=35.00m(墩中心距离); 计算跨径:l=34.00m(支座中心距离); 主梁全长:l=34.96m(主梁预制长度); 桥面净空:净-8.5m+20.75m人行道 设计荷载 公路-级,人群荷载取3.0KN/m,每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别为和。 材料及工艺 混凝土:主梁用C50,栏杆及桥面铺装用C3
5、0。 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)的钢绞线,每束6根,全梁共配7束,。 普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋;直径小于12mm的均用 R235钢筋。 后张法部分预应力施工,采用内径70外径77的预埋波纹管和夹片锚具。 设计依据公路工程技术标准(JTG B01-2003); 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) 基本计算数据。基本计算数据见表2-1表2-1 基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度50弹性模量轴心抗压标准强度32.4轴心抗拉
6、标准强度2.65轴心抗压设计强度22.4轴心抗拉设计强度1.83短暂状态容许压应力20.72容许拉应力1.757持久状态标准荷载组合:-16.2容许压应力 19.44容许主压应力-短期效组合:拉应力拉应力01.59钢绞线标准强度1860弹性模量抗拉设计强度1260最大控制应力1395持久状态应力:标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土25.0沥青混凝土23.0钢绞线78.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65注:本桥在混凝土强度达到C40时开始张拉预应力钢束,和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度,则,。2.1.2横截面布置 主梁间距与主梁片数 主梁间距通常应该随梁高与跨径的增大而加
7、宽为经济,同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标很有效,故在许可的条件下应该适当加宽T梁翼缘板,因此主梁翼缘板宽度为1800mm,采用五片主梁。如图2-1所示 主梁跨中截面主要尺寸拟定 图2-1 结构尺寸图(尺寸单位:mm) 图2-2 跨中截面尺寸图(尺寸单位:mm)跨中截面几何特性计算见表2-2 表2-2 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积A(cm2)分块面积行心至上缘的距离 yi(cm)分块面积对上缘的静矩Si=Aiyi(cm3)分块面积的自身惯矩Ii(cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ix=Aidi2(cm4)I=Ii+Ix (cm4)跨中大毛截面(大毛截面形心
8、至上缘的距离ysSi/Ai=68.3cm)翼板27007.5202505062560.8998092810031553三角承托50018.3339166.52777.77849.9671248350.5451251128.3腹板2400952280002880000-26.717109364590936下三角262.5130341253281.25-61.7999308.6251002589.9马蹄1375147.5202812.571614.58-79.286248808696494.67237.549435425571701.8跨中小毛截面(小毛截面形心至上缘的距离ysSi/Ai=70.8
9、8cm)翼板24007.5180004500063.389640858.569685858.56三角承托50018.3339166.52777.77852.5471380593.605138553.605腹板2400952280002880000-24.121396258.561398658.56下三角262.5130341253281.25-59.12917483.28917745.78马蹄1375147.5202812.571614.58-76.628072108.558073483.556937.549170420214300.06检验截面效率指标(希望在0.5以上)上核心距:下核心距:截面