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1、目录一. 设计资料11.1桥梁跨径及桥宽11.2设计荷载11.3材料及工艺11.4基本计算数据11.5设计依据2二. 尺寸拟定22.1主梁跨中截面尺寸22.2横截面布置42.3横截面沿跨长的变化.42.4横隔梁的设置5三. 主梁横向分布计算53.1永久荷载53.2可变荷载6四. 建模94.1总体信息94.2单元信息94.3施工阶段信息134.4使用信息15五. 主梁内力计算及组合175.1恒载的徐变次内力175.2 内力组合17六. 预应力钢束配置196.1内力19预应力筋数量估计19七. 主梁验算2007.1持久状况正常使用极限状态验算2007.2持久状况承载能力极限状态验算233持久状况应
2、力验算2447.4短暂状况应力验算288八. 设计中的一些说明错误!未定义书签。9九. 设计感想错误!未定义书签。9一. 设计资料1.1桥梁跨径及桥宽主梁跨径:40m桥梁跨数:2主梁间距:m桥面宽度:1m(人行道)+m(车行道)+1m(人行道)=1m1.2设计荷载活载:公路一I级车道数:3人群荷载:3KN/m每侧人行道及栏杆重量:KN/m(人行道KN/m(栏杆1.3材料及工艺主梁:混凝土采用C50,栏杆及桥面铺装用C25。C50钢筋混凝土容重为26KN/m3, C25素 混凝土容重为25KN/m3。桥面坡度:桥面纵坡0%,桥面横坡为1.5%。桥面铺装:8cm厚C25素混凝土(容重25KN/m3
3、 )和5cm厚沥青混凝土(容重23KN/m3)o 横坡利用素混凝土层的加厚来实现,其中人行道处厚8cm,由桥面横坡1.5%得, 车道中心处需加厚5250 X 1.5%=78.75mm,从而车 道中心处素混凝土层厚 15.875cm。沥青混凝土层层采用等厚度。预应力钢材:采用4高强低松弛钢绞线。普通钢筋:凡直径大于或等于12mm者用HRB335热轧带肋钢筋,直径小于12mm者一律用 R235热轧光圆钢筋。锚具形式:采用OVM15-7及OVM15-5。施工方法:预制安装法,即采用整孔吊装法架设主梁就位后,现浇主梁间的纵向接缝,以简 支变连续的方式形成连续梁结构。1.4基本计算数据公路钢筋混凝土及预
4、应力混凝土桥涵设计规范(以下简称为公预规)中规定混凝 土强度等级按边长15cm立方体试件采用标准方法制作、养护至28d龄期,以标准试验方法 测得的具有95%保证率的抗压强度。混凝土材料特性表强度等级(MPa)fck(MPa)ftd(MPa)fcd(MPa)(Ml(mLYcC25X104X104C50X104X104公预规规定钢筋的抗拉强度标准值应具有不小于95%的保证率。预应力钢筋材料特 性见下表。预应力钢筋材料特性表钢 筋 种 类符直径d(mm)fpk(MPa)fpd(MPa)fpd(MPa)二截面面积(mm2)公称质量(kg/m)钢绞 线18601260390X1051.5设计依据(1)
5、交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),简称桥规;(2) 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004),简称公 预规。二. 尺寸拟定2.1主梁跨中截面尺寸2.1.1主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25之间,常用1/16。预 应力混凝土连续梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/201/30之间,常用1/201/22之间。 由于本设计的施工方法是简支一一连续,所以,取值时需要偏于简支梁的取值。因此,梁高 为 m,为 1/16。2.1.2主梁翼板厚度T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求及梁顶预应力钢筋
6、的锚固 情况,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。按公预规第条规定:预制 T形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于100mm,在与腹板相连处的翼缘,不应小于梁高的 1/10。当设有承托时,承托厚度可计入翼缘厚度,承托底坡tana大于1/3时,取1/3。本设 计预制T梁的翼板厚度取用160mm,翼板根部加厚到250mm,以抵抗翼缘根部较大的弯矩。2.1.3主梁腹板厚度在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定, 同时兼顾腹板本身的稳定性。公预规条规定,T形截面梁的腹板宽度不应小于140mm。 同时,不应小于其高度的1/15,即1mm。本设计中腹板厚度取200
7、mm。2.1.4下马蹄尺寸宽度需考虑端部锚垫板的布置以及跨中预应力管道的净距要求。端部按水平放置2块锚 垫板设计。查OVM锚技术参数,OVM15-7锚具的锚垫板为210X210mm2,对应金属波纹 管内径70mm,外径77mm,与YCW150B张拉千斤顶配套。考虑混凝土等级为C50,所以锚 垫板最小中心距为235mm,边距140mm,按两个锚板并排,最小空间为235+2X 140=515mm。 拟定马蹄宽度为600mm,高度为350mm。马蹄与腹板交接处作三角形过渡,高度为250mm, 以减小局部应力。2.1.5主梁宽度预制T形梁的宽度为m,规定现浇接头每边宽度为,边梁的外侧不现浇。按以上拟定
8、的主梁尺寸,就可绘出预制T梁的跨中截面图。如图所示。2.2横截面布置本设计主梁翼板宽度为2500mm,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土 刚性接头。因此主梁的工作截面有两种,预加应力、运输、吊装阶段的小截面(bi=2200mm) 和运营阶段的大截面(bi=2500mm)。桥面宽1m+m+1m,桥宽选用5片主梁。2.3横截面沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式。横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变,梁端部区段由于锚具集 中力的作用引起较大的局部应力,也为布置锚具的需要,马蹄和腹板需要抬高和加宽。从四分点开始到支点前m截面,马蹄逐渐抬高;且腹板逐渐加宽。在这个区间,马蹄 高度由350mm抬高到
9、1250mm。同时,腹板宽度由跨中的200mm加宽到与下马蹄同宽, 为 600mm。2.4横隔梁的设置本设计中共设置9道横隔梁,分别设在支点、四分点和跨中截面处。横梁的间距为10m。 横隔梁分为支点处端横梁和中间横梁,其尺寸为:端横梁:高度与主梁同高,厚度为18cm;中横梁:底部与主梁下马蹄平齐,高度为m,厚度也为18cm。三. 主梁横向分布计算3.1永久荷载3.1.1横隔板自重横隔板不是一次施工完成的,它由预制部分和现浇部分两部分构成。预制部分:端横隔板的体积:m3端横隔板的自重:X26=16.31kN中横隔板的体积:0.756m3中横隔板的自重:0.756X26=kN现浇部分:端横隔板的体
10、积:6848m3端横隔板的自重:6848 X 26=kN中横隔板的体积:0.14328m3中横隔板的自重:0.14328 X26=kN一期恒载中施加在横隔板节点处的集中力在端横隔板处为1kN,中横隔板节点处为kN。 二期现浇段中施加在端横隔板处的集中力在端横隔板处为kN,中横隔板处为kN,中墩横隔 板处为均布荷载3.1.2桥面铺装以及人行道和栏杆上面层采用5cm厚沥青混凝土(容重23KN/m3),下面层采用C25素混凝土三角垫层(容 重25KN/m3),厚度为人行道处8cm,车道中心处15.875cm。为了简化计算,将桥面铺装均 摊到5片主梁上。而人行道板和栏杆的重量由边梁单独承担,其中人行道
11、的重量为每侧,栏 杆的重量为。所以平均每根梁承担的荷载为:kN/m3.2可变荷载3.2.1冲击系数按桥规第条规定,结构的冲击系数与结构的基频有关,因此要先计算结构的基频。 计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用;计算连续梁桥的冲击力引起 的负弯矩效应时,采用。连续梁桥的基频可采用下列公式估算:2连续梁桥:(4-5)(4-6)_ 13.616 亘2那 丫r 23.551 质:h 赫 2 mc计算连续梁的冲击力引起的正弯短效应和物力效应时.采用计算连簸梁的冲击 力引起的员弯矩效值时*采用冲击系敝可按下式计算,当 / 14Hz 时/i=+45结构基频Hz)。带入数据进行计算可得汽车荷
12、载的冲击系数为:正弯矩:0.252493.2.2主梁的荷载横向分布系数本设计中共设9道横隔板,具有可靠的横向联系,因此可以采用刚性横梁法来计算荷载 横向分布系数。为了得到较精确的值,采用修正的刚性横梁法来计算主梁跨中的荷载横向分 布系数。3.2.2.1抗扭修正系数B采用等代简支梁法:按刚度相等原则把非简支体系的某一桥跨变换为跨度相等的具有等 截面的简支梁。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中力或一个集中扭矩,则它们的跨中挠度 或扭转角分别相等。4BE】寸w简支梁跨中的挠度为;153 &EI两跨连续梁单跨跨中挠度为;根据挠度相同将数据带入代入得: -1 ,;最终带入数据得:B3.2.2.2跨中截面荷
13、载横向分布系数按桥规条和条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于,本设计为公路I级,3车道, 求各梁的横向分布系数如下:桥梁博士中横向分布系数计算结果如下:梁号汽车挂车 人群 满人 特载 车列注意两车道与三车道分别计算,取结果较大的一组。本设计中三车道折减后横向分布系 数小于两车道加载时,故取用的是两车道加载时的横向分布系数。3.2.2.4支点截面的荷载横向分布系数却支点处按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行加载,桥面布置和主梁间距等信息 同上,各梁的可变作用横向分布系数可计算如下:桥梁博士中横向分布系数计算结果如下:梁号汽车挂车 人群 满人 特载 车列3.2.2.5横向分布系数图将以上求得的主
14、梁跨中和支点横向分布系数统计起来,如表所示:横向分布系数梁号汽车荷载人群荷载跨中截面mm支点截面m0q跨中截面m cr支点截面m1号梁0.7400.5360.6271.3002号梁0.5700.8800.41403号梁0.4000.8800.40004号梁0.5700.8800.40505号梁0.7410.5360.615横向分布系数沿桥梁纵向变化:支点取杠杆法计算得到的横向分布系数m0q和m0r,跨 中取修正的刚性横梁法计算得到的横向分布系数mcq和mcr,从瑙截面到支点截面进行线性 内插。本次设计,选择次边梁作为计算对象。四建模4.1总体信息计算类别首先选择“只计算内力位移”。计算内容选择
15、“计算收缩”“计算徐变”“计算活载”。规范需改为“中交04规范”。4.2单元信息4.2.1划分单元本设计中,本梁单跨跨径40m,共两跨。为保证在主梁截面变化点、永久支承、临时 支承和横隔板处有节点,因此局部单元长度不相同。全桥共划分了 68个单元,单跨33个单元,单跨中每个单元的具体长度列举如下:1单 元0.55m, 2-25单元1.25m, 26-30单元m, 31-32单元m, 33单元0.55m。另一跨的单元与此跨 对称,其中第23,24单元为中间纵向现浇单元,分别为。4.2.2建立单元模型利用快速编辑器中的直线建模功能,采用直线内插的方式,输入各个控制断面的参数、 距起点的距离单元的分
16、段长度可以一次将整个一跨(左跨)的单元全部建立起来。在截面几何特征描述中,在各控制断面的几何形状进行描述,同时应注意将材料类型都 改为“中交新混凝土: C50混凝土”。由于取次边梁进行计算,所以预制界面是对称的。端截面预制部分的参数:跨中截面预制部分参数:靠近支座处一倍梁高范围内腹板加厚至于马蹄同宽,腹板截面变化从主梁四分点截面开 始,建模时表现在4号单元和30号单元的截面输入:4号单元左截面:30号单元右截面:现浇部分通过附加界面来完成,附加界面参数如下:对齐方式主截面位置本截面位置&截面上缘 注截面上缘 尸截面中点截面中点 截面下缘 厂截面下缘愤定 |用消 |帮目皿|时b 口裁面截面标识|
17、截面I截面口|截面1丘几何描述截面类型:坐标截面图形输入|节线输入|特软输门坐标输入| 清除|重新设定与大气接触的周边长度二omm-其它信息、截面材料|中交新混凝土:爵伊昆凝土3计入重阶段p 一 有效宽度皿(顶)0底0参与受力阶段相对位置皿龄期28天附1截面盆面坐砖入-截面坐标描述-坐标点数面积忤后坐弥寇述(整数擅写,单位皿)际面枳为实五.u .o O- -U- 6 6 _yJ 一=| 一=| -一口 -添加&修改cO-.-.II2o O 一 O附ii截面对于纵向连接部分的34和35号单元,因为养护三天即开始受力,所以将其加载龄期改加髓期(离为3天。建成的全桥三维模型如下所示:4.3施工阶段信
18、息本桥的施工进度安排如下:I M: U1834J58IDS 1L5125126136 莅袖si 善U詈心翻H Gm在吏落群彖pn晶专4.3.1第一施工阶段:第一施工阶段的任务是:制作第一片主梁,并在第28天张拉预应力筋,由于此阶段到 第二片梁张拉预应力筋的时间间隔为30天,所以此施工阶段的施工周期为定为30天。安装单元号:1-33,张拉、灌浆预应力钢束1,2,3,永久荷载为4个集中荷载(横隔板 重)。边界条件:在2号节点(永久支座)和33号节点(临时支座)处分别添加活动铰支座 和固定铰支座,进行竖直方向和水平方向的约束。永久荷载:将横隔板以集中力的形式加上,分别添加在跨中(18节点)、四分点(
19、10、 26节点)和支点(2号节点)。这里只考虑预制横隔板的重量,现浇横隔板的部分要在后面 的施工阶段考虑。由前面内力计算的结果,预制横隔板中,端横隔板自重kN,中间横隔板 自重kN。4.3.2第2施工阶段第二施工阶段的任务是:制作第二片主梁,并在第58天张拉预应力筋,施工周期为85 天。安装单元号:36-68,张拉、灌浆钢束4,5,6,永久荷载为4个集中荷载;边界条件:在68号节点(永久支座)和37号节点(临时支座)处分别添加活动铰支座 和固定铰支座,进行竖直方向和水平方向的约束。永久荷载:分别在右跨的跨中(52号节点)、四分点(44、60节点)和支点(68号节 点)添加集中荷载,kNkN。
20、4.3.3第3施工阶段第3施工阶段的任务是,完成主梁的纵向连接并养护至张拉预应力钢束。施工周期为安装单元号:34、35,张拉、灌浆钢束7,8,9,永久荷载为两段均布荷载;边界条件:此处边界条件与之前工况相比不发生变化;永久荷载:在中间支座处(33、34、35、36号单元)添加均布荷载(预制端横隔板的 重量),大小为kN/m。4.3.4第4施工阶段第4施工阶段的任务是,实现体系转化,施工周期为3天。无安装单元和附加永久荷载。 边界条件:33、37节点处的临时支座取消,安装中墩35号节点的固定铰支座。4.3.5第5施工阶段第5施工阶段的任务是,横向连接,施工周期为10天。安装单元号:无安装单元号,
21、但附加截面从此阶段计入自重。边界条件:此处边界条件与之前工况相比不发生变化;永久荷载:施加横向连接中横隔板现浇段的重量,集中荷载8个,均布荷载4个。集中 荷载加在2、10、18、26、44、52、60、68节点,端部2、68节点荷载大小为kN,中间节 点大小为kN。均布荷载加在33-36单元,大小为kN/m。4.3.6第6施工阶段第6施工阶段的主要任务是桥面铺装,施工周期10天。边界条件:此处边界条件与之前工况相比不发生变化;永久荷载:施加桥面铺装的重量,从前面计算中可知桥面铺装的重量为均布荷载kN/m。4.4使用信息用数据菜单输入使用信息命令,输入项目的使用信息。在使用信息中主要需进行活荷载
22、 的输入(1) 选择公路-I级,车道荷载,不及挂车荷载。(2) 填入人群集度3kN/m2和人行道宽1 m,满人总宽度不考虑。(3) 设定冲击系数:0.252 (正弯矩效应);0.349 (负弯矩效应)(4) 输入桥梁的特征计算跨径40m。(5) 横向分布调整系数中,主梁的横向分布系数选择“折线系数”,以反映主梁的 横向分布系数沿桥梁纵向的变化。为了保证计算的方便,采用偏安全的考虑,即每根梁的两 端均采用较大的横向分布系数。计算表明对于边梁,在汽车荷载作用下,刚性横梁法计算得 到的横向分布系数较杠杆法计算得到的大,所以对于汽车荷载统一采用刚性横梁法计算得到 的横向分布系数。而人群荷载在两端和中间
23、支座处采用杠杆法得到的横向分布系数,而跨中 采用刚性横梁法计算得到的横向分布系数。对于每一跨从端部到第一个四分点,和第三个四 分点到中间支座处,横向分布系数线性变化。如下图所示。折线播向分布素数里J折线横向分布系数0. 00. 880. 550. 8810. 60. 5720. 60. 5730. 60. 57=140. 50. 8850. 50. 5760. 50. 5770. 50. 57*80. 50. 88R1 1n RRX坐标横向分布系数理标fo横向分布系数回匏添加& I修改回I删除回I挂车I人群I满人I特嘛活孝妇可五. 主梁内力计算及组合5.1恒载的徐变次内力在建完几何模型后,我们
24、可以利用桥梁博士计算恒载引起的徐变次内力,时间为从成桥 状态到成桥后3年。在计算时将时间间隔1000天加到使用荷载中,在输入总体信息的面板 中,勾上“计算徐变”。5.2内力组合5.2.1承载能力极限状态内力组合按桥规(JTG D60-2004)第条进行。基本组合:永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:j=2f其中:sud承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;Y0结构重要性系数,对于二级公路桥可以取;Yr一永久作用效应的分项系数,取; Gs永久作用效应的标准值;Gyq1一汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取;sjk一汽车荷载效应(含汽车冲击力
25、、离心力)的标准值;Q1K5.2.2正常使用极限状态内力组合按桥规(JTG D60-2004)第条和条进行正常使用极限状态内力组合。作用短期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合,其效应组合表 达式为:其中:、血一作用短期效应组合设计值; sdW第j个可变作用效应的频遇值系数,取;1j SqK第j个可变作用效应的频遇值。作用长期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合 表达式为:HlnSfd ICil + i取8、肪i* I卜.其中:sld作用长期效应组合设计值;W2j第j个可变作用效应的准永久值系数;W2j SQjK第j个可变作用效应的准永久值。其
26、中短期荷载组合和标准荷载组合在桥梁博士中分别对应正常使用极限状态II和正常使用极限状态m。5.2.3内力包络图使用项目菜单中“重新执行项目”计算命令执行项目的计算,输出使用阶段结果后,可 以得到组合内力包络图形,以便于接下来的预应力配筋。但为了得到图形上的数值,需要采 用桥梁博士中“图形编辑器”这一功能,即采用DBGraph输出图形,见图所示:图为承载能力极限状态组合I对应的全桥弯矩包络图。六. 预应力钢束配置6.1内力根据公预规的规定,主要验算三个状态:1、承载能力极限状态;2、正常使用极限 状态;3、短暂状况(施工阶段)应力状况。它们对应于公预规的、条。经过比较上述状态,可得跨中最大弯矩为
27、12009kNm,中支点最大弯矩为9455kNm。预应力筋数量估计在桥梁博士中使用图形编辑器,作图时选择“配筋”。画出配筋图,以此为 参考进行钢束布置6.2.3确定钢束根数单根es钢绞线面积139mm2,用OVM15-7锚具时一束包含7根钢绞线,139X7=973mm2, 根据上图,可以定出预应力筋束数。初步定为主梁跨中正弯矩区为5束,每束7根钢绞线,顶部负弯矩区为5束,4束5根 编组,1束7根编组。6.2.4钢束布置钢束布置主要考虑正弯矩钢束和负弯矩钢束的弯曲而不相交。同时锚固端要考虑到工作 空间和锚具的放置空间。具体的布置见CAD图纸。将钢束信息输入桥梁博士并进行计算,使其满足验算。七.
28、主梁验算主梁在进行验算时,选取全跨跨的5个关键截面进行验算,并列出全桥相应的验算图示, 5个关键截面如下所示:(1)左边支点 2号节点;(2)左跨中点一一18号节点;(3)中间支点 34号节点;(4)右跨中点一一52号节点;(5)右边支点一一68号节点。又每个节点对应两个单元,所以以下列出以相应节点做左截面的单元(2号、18号、34 号、52号和68号单元)的验算情况。在下面的验算中均先用桥梁博士的作图工具做出相应的受力状态图,再列出相应控制点 的表格。7.1持久状况正常使用极限状态验算由公预规,预应力混凝土受弯构件要进行正截面和斜截面的抗裂验算。7.1.1正截面抗裂验算根据公预规条,正截面抗
29、裂应对构件正截面混凝土的压应力进行验算。对预制的全 预应力混凝土构件,在作用短期荷载的效应组合下,应符合下列要求:。砒一O.SSbpeW。式中: ,浏一一在作用短期效应组合下,构件抗裂验算边缘混凝土的法相拉应力;|;扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂边缘产生的混凝土预压力;仔或营.玉土.臭理V 土史板V。站丹4 工 T J n ) TnLi用桥梁博士做出全桥正截面上下缘最小应力包络图:上图为正常使用状态II的正应力包络图,其中上侧的曲线为上缘最小应力,下侧的为下 缘最小应力。图中可以看出上下缘最小应力都大于零,说明结构抗裂满足。拉应力满足上述 公预规的要求,所以满足条件。利用桥梁博士输出模
30、板(下图1),正常使用极限状态下结构正截面的上下缘应力验算 见下表(下图2)所示:12345B1dyh=Z 1025 35 44 5Z BO 602start3m a就直主拧府+l咎在主拉.是否满足45#:E .dyUV上爆l&hrSZliE.rSZCiE.L.SE GE.6下嫁应力SZ HE,.3Z (iE, L.SZ (.E,.7eiid1F34512M 早7L勺截面主拉应力容许主拉 是否满足32上嫌应力2. 520.1:1是4下场应力4. 240.0是510上场应力2. 490.0是6下缘应力6. 180.0是718上壕应力3. 130.0是6下壕应力6. 430.0是926上壕应力5.
31、 080.0曰10下壕应力0. 270.0是1135上壕应力1. 300.0是12下爆应力2. 140.0是1344上壕应力4. 990.0是14下堤应力8. 440.1:1是1552上壕应力3. 110.1:1是16下堤应力6. 450.1:1是1760上缘应力2. 470.1:1是18下缘应力8. 150.1:1是1968上缘应力2. 510.1:1是20下缘应力4. 230.1:1是斜截面抗裂验算此项验算主要为了保证主梁斜截面具有与正截面同等的抗裂安全度,需要对不利截面的 主拉应力进行验算。根据公预规条,对预制的全预应力混凝土构件,在作用短期效应组合下,斜截面混 凝土主拉应力,应符合下列
32、要求:式中:“一由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土主拉应力,按下式计算::” 一在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土法向应力;T在计算主应力点,由作用短期效应组合和预应力产生的混凝土剪应力。N M _M _M -M V S(V -V )S VSb =p p y 工g1 y 工g1 y : T = g1 n h #g10 cx A I n I n I % I bI - b I - bn nn0n0n用桥梁博士做出全桥最大主拉应力包络图:上图为正常使用状态II的主应力包络图,其中曲线为最大主拉应力包络线。主拉应力满 足上述公预规6.3.1的要求,所以满足条件。利用桥梁博士输出
33、模板(下图1),正常使用极限状态下结构的最大主拉应力验算见下 表(下图2)所示:12J451dyh=2 10.2start305 a截面主拉应力咨在主拉应力是否满足45SZ CiE.Ul, 1).SZ (iE.L, 1, 1.SZ GE” . . .6end: . -LrjT.i -巳耳二切萨+-1 V是,-6 6b-D2-J5T .; - :1 I是6-,-:/1 IT3=-J IE是-1-4-1 1-是.! !.- P1 I-是-3 15n-D2-J IE是JL5:-J L:J-J克7.2持久状况承载能力极限状态验算桥梁结构在承担活载时要求最大抗力包络线始终大于对应的最大内力包络线,从图上
34、来 看就是最大内里包络线始终处在最大抗力包络线和坐标轴围成的空间中,即抗力包住内力。 在桥梁博士中输出抗力和对应内力包络线如下所示:两图为承载能力组合I的强度包络图。上图为最大抗力包络线和最大抗力对应内力包络 线,下图为最小抗力包络线和最小抗力对应内力包络线。由图可知最大抗力包络线能包裹住 最大抗力对应内力包络线,同时最小抗力包络线能包裹住最小抗力对应内力包络线,所以结 构承载能力极限状态强度满足要求。在进行安全验算完毕后,输出单元信息结果,可以查看各单元的信息,包括“极限强度 验算”这一项。1234561fai !=早兀勺受力性质最大盗拒柢限抗力是否满足34律iE 宓 10.un (IE,.
35、MHE, L.UKtiEjL.5erni123451受力雄质最大琶拒熊跟抗力是否满足23上拉受理-8.07-6.0Le+03是410下拉受弯9. 9E+CO1. 41e+04是510下拉爰营1. lSe+041. 43e+04是626下拉受音6.6et031. 24e+04是735上拉偏压-3.73e+032. 45e+04是844下拉受弯6.6ef031. 25e+04是952下拉受弯1. 18e+041.43e+04是10B0下拉受营9. 94s+031. 41s+04曰1168上拉受弯-6.58-6.0Le+03是分别验算以上9个关键截面,发现验算皆可通过。持久状况应力验算按持久状况设计
36、的预应力混凝土受弯构件,应计算其使用阶段正截面混凝土的法向压应 力、受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力,并不得超过规范规定的极限值。计算 时荷载取其标准值,汽车荷载应考虑冲击系数。正截面法向压应力验算根据公预规条,使用阶段正截面应力应符合下列要求:b人 +b 0.5 f k = 16.2MPa式中:b kc在作用标准效应组合下混凝土的法向压应力,按下式计算:M M -M kc=wWnsosMk标准效应组合的弯矩值。br由预应力产生的混凝土法向拉应力,按下式计算:N M r-w n ns用桥梁博士做出全桥正截面上下缘最大应力包络图:上图为正常使用状态III的正应力包络图,其中上侧的曲线为
37、上缘最大应力,下侧的为下 缘最大应力。最大应力均小于16.2MPa,满足上述公预规条中(7.1.5-1)的要求,所以满足 结构抗压强度要求。利用桥梁博士输出模板(下图1),正常使用极限状态下结构上下缘的最大压应力验算 见下表(下图2)所示:11start2342截面正应力34#iE 度 10.上综应力倒(也L.5下缘应力SlTtiE, L.6mnd712312* 甲兀截面正应力32上缘应力2. 564下嫌应力4. 41510上缘应力2. 656下埸应力10.4718上缘应力3. 44S下爆应力S. 94926上缘应力5. 5410下绿应力10.11135上缘应力2. 19IE下嫁应力站6S13
38、44上缘应力5. 45|14下威应力10.31552上缘应力3. 421&下缀应力8.町1760上爆应力2. 6218下壕应力10.419B8上绿应力2. 5720下缀应力4 417.3.2斜截面混凝土主压应力验算此项验算包括混凝土主拉应力和主压应力,前者验算主要为了保证主梁斜截面具有与正 截面同等的抗裂安全度,而验算后者主要为了保证混凝土在沿主压应力方向破坏时也具有足 够的安全度。根据公预规条,斜截面混凝土主压应力符合下列要求:C 0.6 f k = 19.44( MPa)式中: cp 由作用标准效应组合和预应力产生的混凝土主压应力,按下式计算:bcp土上、ycx A I n I nI0US
39、(V - V ) S VST = g1_n + sg10 p_nI b I b I - bn0n其中: cx 在计算主应力点,由荷载标准组合和预应力产生的混凝土法向应力;T 在计算主应力点,由荷载标准组合和预应力产生的混凝土剪应力;上图为正常使用状态III的主应力包络图,其中曲线为最大主压应力包络线。主压应力小 于,满足上述公预规条中(7.1.5-1)的要求,所以满足结构抗压强度要求。利用桥梁博士输出模板(下图1),正常使用极限状态下结构的最大主压应力验算见下 表(下图2)所示:12J110.2start3H 口截面主压应力容在主压应力45#iE(dyh)#后MiEL 1J).SZ (iE.L
40、, 1J.B必412341M 单九截面主压应力客洋主压应力是舌满是2324. 4919.4是41Q1Q. 6戚4是51B9 3919.4是62610. 819.4是7353. 8319.4是84411 019.4是9529,4219.4是10B010. 619.4曰11684. 4919.4是7.3.3预应力钢束拉应力验算根据公预规条,使用阶段预应力筋拉应力符合下列要求:b +b 0.65f * = 1209MPa式中:b * 预应力筋扣除全部应力损失后的有效预应力;b 持久作用标准效应组合下受拉区预应力筋产生的拉应力,按下式计算:Pa Ep b 奶M - e(M - M ) - e奶IInoen, e0 分别为钢束重心到截面净轴和换轴的距离,即e = y - a , e = y - an nx i 0 ox ib kt 在作用标准效应组合下预应力筋重心处混凝土的法向拉应力;a Ep 预应力筋与混凝土的弹性模量比。利用