搜索30m組合箱梁上部結構計算書[無圖版本]
2016-11-27 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
30m組合箱梁上部結構計算書
Ⅰ、設計資料和結構尺寸.. 2
一、設計資料.. 2
二、結構尺寸.. 3
三、箱梁的橫截面幾何特性計算.. 4
Ⅱ、荷載計算.. 5
一、電算模型.. 5
二、恒載作用計算.. 6
三、活載作用計算.. 6
四、內力組合.. 8
Ⅲ、預應力鋼束的估算和布置.. 10
一、截面鋼束的估算與確定.. 10
二、預應力鋼束的布置.. 10
三、預加應力后荷載組合(持久狀況承載能力極限組合).. 11
Ⅳ、普通鋼筋配筋估算.. 11
一、截面普通鋼筋的估算與確定.. 11
二、普通鋼筋的布置.. 11
Ⅴ、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算.. 12
一、結果顯示單元號的確定.. 12
二、正截面抗彎承載力計算.. 12
三、斜截面抗剪承載力計算.. 15
Ⅶ、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算.. 17
一、電算應力結果.. 17
二、截面抗裂驗算.. 19
Ⅷ、持久狀況和短暫狀況構件的應力驗算.. 20
一、混凝土最大拉應力.. 20
二、受拉區(qū)預應力鋼筋最大拉應力.. 20
三、最大主拉應力計算.. 21
四、壓應力計算.. 23
Ⅸ、結論.. 23
Ⅰ、設計資料和結構尺寸
一、設計資料
1. 標準跨徑:30.0m;
2. 計算跨徑:邊跨29.24m,中跨29m;
3. 橋面寬度:全寬2×(0.5+11.5+0.75)+0.5=26m;凈寬2×11.5m;
4. 設計荷載:公路-I級;
5. 材料及特性
(1)混凝土:預應力混凝土預制箱梁、橫梁及現(xiàn)澆接頭濕接縫混凝土均為C50。6cm調平層混凝土為C40,橋面鋪裝層采用10cm厚瀝青混凝土。
(2)鋼絞線:采用符合GB/T 5224-1995技術標準的低松弛鋼絞線。
(3)非預應力鋼筋:采用符合新規(guī)范的R235,HRB335鋼筋。凡鋼筋直徑≥12毫米者,采用HRB335(20MnSi)熱軋螺紋鋼;凡鋼筋直徑<12毫米者,采用R235鋼。
(4)鋼板應符合GB700-88規(guī)定的Q235鋼板。
(5)材料容重:鋼筋混凝土γ=26kN/m3,瀝青混凝土γ=23kN/m3,鋼板容重γ=78.5kN/m3。
以上各種材料特性參數(shù)值參見《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62-2004),所需參數(shù)如下:
6. 錨具
GVM15-3、GVM15-4和GVM15-5。
7. 施工工藝
預制梁部分按后張法制作主梁,預留預應力鋼絲孔道,由Φ=50mm和Φ=55mm的預埋波紋管形成。在現(xiàn)場安裝完成后現(xiàn)澆濕接頭,完成結構轉換工作。
8. 設計依據(jù):
(1)《公路工程技術標準》(JTG B01-2003);
(2)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D60-2004);
(3)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62-2004)。
7.計算方法:極限狀態(tài)法。
二、結構尺寸
箱梁梁高160cm,預制中梁寬240cm,預制邊梁寬285cm。橋梁橫斷面布置如下圖:
三、箱梁的橫截面幾何特性計算
預制端截面 預應力鋼筋錨固截面
根據(jù)已定好的箱梁結構尺寸,計算其截面特性,結果如下:
截面面積:A=1.235m^2
抗扭慣矩:Ixx=0.272m^4
抗彎慣矩:Iyy=0.367m^4
截面中心:y=1.2m,z=0.957m
上核心距:ks=0.311m
下核心距:kx=0.462m
換算截面:
一般區(qū)段,b=360mm;
端部區(qū)段:b=500mm。
Ⅱ、荷載計算
一、電算模型
1.使用軟件
Dr.Bridge3.0、Ansys、MidasCivil6.7.1、GQJS。
2.模型分析
(1)外部環(huán)境特性
計算相對濕度75%;不均勻沉降考慮為1/3000;橋面板與其他部分的溫差為±14℃。(2)施工階段劃分
按照該橋梁實際施工工序,即預制安裝(40天)——現(xiàn)澆濕接頭和張拉負區(qū)束(其中兩邊跨現(xiàn)澆段為第一步,第二三跨現(xiàn)澆段為第二步,第三四跨現(xiàn)澆段為第三步,共35天)——鋪裝橋面及設備(10天)——完工——使用階段,建立從施工階段到成橋階段的模型。
(3)單元劃分
根據(jù)該橋梁構造特性,共劃分98個單元,其中邊跨為2x22個,中跨為3x18個,將端橫梁視為集中荷載加載于相應位置。
(4)預應力鋼束特性
預應力管道為鋼波紋管管道,摩擦系數(shù)u=0.23;管道偏差系數(shù)κ=0.0015/m;鋼筋回縮和錨具變形為每側6mm,兩端張拉,張拉控制應力 。
(5)荷載信息
根據(jù)荷載橫向分布計算結果,按跨中和支點段分別計算跨中與支點段的荷載效應。
模型簡圖(半橋)
二、恒載作用計算
1.每延米梁重:
2.濕接橋面板重:
3.現(xiàn)澆層、瀝青鋪裝層及內外側欄桿
現(xiàn)澆砼厚6cm,則現(xiàn)澆層的荷載集度為:
瀝青鋪裝層的荷載集度為:
欄桿的荷載集度為 (兩側合計)
按照荷載分布位置,有
三、活載作用計算
1.荷載橫向分布影響線的計算
(1)ANSYS計算結果
橫橋向共4根梁,根據(jù)橫梁截面及橫梁間橋面板截面尺寸,用ANSYS建立空間桿系模型,通過在不同節(jié)點上施加單位荷載,求出在不同工況下(荷載沿橋跨縱向及橫向不同位置)各梁的橫向分布效應,結果如下表:
|
工況 |
1#梁
|
2#梁
|
3#梁
|
4#梁
|
工況 |
1#梁
|
2#梁
|
3#梁
|
4#梁
|
|
1 |
0.4981 |
0.2314 |
0.1512 |
0.1193 |
17 |
0.2231 |
0.4640 |
0.1931 |
0.1196 |
|
2 |
0.4536 |
0.2469 |
0.1665 |
0.1330 |
18 |
0.243 |
0.3896 |
0.2134 |
0.1539 |
|
3 |
0.4091 |
0.2624 |
0.1818 |
0.1467 |
19 |
0.2629 |
0.3152 |
0.2337 |
0.1882 |
|
4 |
0.3925 |
0.2676 |
0.1880 |
0.1519 |
20 |
0.2678 |
0.3153 |
0.2361 |
0.1808 |
|
5 |
0.3786 |
0.2696 |
0.1937 |
0.1581 |
21 |
0.2693 |
0.2924 |
0.2401 |
0.1982 |
|
6 |
0.3715 |
0.2707 |
0.1968 |
0.1611 |
22 |
0.2710 |
0.2966 |
0.2407 |
0.1917 |
|
7 |
0.3636 |
0.2708 |
0.2003 |
0.1653 |
23 |
0.2707 |
0.2839 |
0.2419 |
0.2035 |
|
8 |
0.3598 |
0.2711 |
0.2020 |
0.1671 |
24 |
0.2710 |
0.2880 |
0.2424 |
0.1987 |
|
9 |
0.3548 |
0.2709 |
0.2043 |
0.1700 |
25 |
0.2712 |
0.2799 |
0.2425 |
0.2063 |
|
10 |
0.3526 |
0.2709 |
0.2054 |
0.1711 |
26 |
0.2701 |
0.2828 |
0.2434 |
0.2036 |
|
11 |
0.3494 |
0.2707 |
0.2069 |
0.1730 |
27 |
0.2717 |
0.2780 |
0.2427 |
0.2076 |
|
12 |
0.3482 |
0.2707 |
0.2075 |
0.1736 |
28 |
0.2692 |
0.2794 |
0.2440 |
0.2073 |
|
13 |
0.3464 |
0.2706 |
0.2083 |
0.1747 |
29 |
0.2723 |
0.2772 |
0.2427 |
0.2078 |
|
14 |
0.3458 |
0.2706 |
0.2086 |
0.1750 |
30 |
0.2684 |
0.2772 |
0.2445 |
0.2099 |
|
15 |
0.3452 |
0.2706 |
0.2089 |
0.1753 |
31 |
0.2731 |
0.2774 |
0.2425 |
0.2070 |
|
16 |
0.3452 |
0.2706 |
0.2089 |
0.1753 |
32 |
0.2677 |
0.2760 |
0.2447 |
0.2116 |
其中工況1-16為單位荷載在1#梁上從支點移動到跨中的工況,工況17-32為單位荷載在2#梁上從支點移動到跨中的工況,在3#梁以及在4#梁上的工況情況分別與2#和4#梁的工況相對稱。根據(jù)以上橫向分布效應值,有:
|
|
|
|||||||
|
11 |
21 |
31 |
41 |
12 |
22 |
32 |
42 |
|
|
電算結果 |
0.345 |
0.271 |
0.209 |
0.175 |
0.268 |
0.276 |
0.248 |
0.212 |
a.三列車
1#梁:m=(0.360+0.318+0.266+0.269+0.205+0.225)*0.78/2=0.641
2#梁:m=(0.287+0.249+0.274+0.266+0.240+0.258)*0.78/2=0.614
b.兩列車
1#梁:m=(0.360+0.318+0.266+0.269)/2=0.607
2#梁:m=(0.287+0.249+0.274+0.266)/2=0.538
因此,荷載橫向分布系數(shù)取0.641,為外邊梁三列車作用的情況。
(2)GQJS計算結果
計算方法: 剛接板法
橋面寬度 人行道寬 主梁跨徑 主梁根數(shù) 翼緣寬度 翼緣懸臂長 翼緣板厚 抗彎慣矩 抗扭慣矩
12.75 1.25 30 4 2.4 0.66 0.18 0.367 0.272
活載信息: 汽車荷載: 公路-I級
橫向分布系數(shù)計算結果:
1#梁 0.643
2#梁 0.611
3.梁端橫向分布系數(shù)
支點處荷載橫向分布系數(shù)按照杠桿原理法計算,得 。
4.荷載橫向分布系數(shù)
荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化,按跨中到四分點處保持不變的mc,從四分點到支點處的區(qū)段內荷載橫向分布系數(shù)呈直線變化。
荷載橫向分布系數(shù)表
|
荷載 |
跨中~四分點mc |
支點m0 |
|
三列車 |
0.642 |
1 |
5.活載作用內力計算
活載加載時,該橋梁結構已由簡支結構轉為連續(xù)結構,因此,活載內力計算是基于成橋狀態(tài)的連續(xù)結構求解的。
(1)沖擊系數(shù)計算
依據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)第84頁對于連續(xù)梁橋正彎矩段與負彎矩段的基頻 與 的計算方法,有:
因此,根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)第4.3.2條,有:
正彎矩段:
負彎矩段:
(2)活載作用內力
S=(1+μ)ξΣmipiyi
式中:1+μ—沖擊系數(shù);
ξ—多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù);
mi—沿橋跨縱向與荷載位置對應的橫向分布系數(shù);
pi—車輛荷載的軸重;
yi—沿橋跨縱向與荷載位置對應的內力影響線坐標值。
四、內力組合
(1)基本組合
在此基本組合考慮永久作用—結構重力,可變作用—汽車荷載、溫度梯度、基礎沉降作用,則基本組合作用效應表達式為:
式中: —結構重要性系數(shù),取為1.0;
—永久作用結構重力效應分項系數(shù),取為1.2;
—可變作用荷載效應分項系數(shù),取為1.4;
—除汽車荷載效應(含沖擊力、離心力)、風荷載外其它可變作用效應系數(shù);
—永久作用結構重力效應標準值;
—可變作用汽車荷載效應標準值。
(2)短期組合
在此短期組合考慮永久作用—結構重力,可變作用—汽車荷載、溫度梯度、基礎沉降作用,則短期組合作用效應表達式為:
式中: —可變作用荷載效應頻遇值系數(shù),汽車取為0.7,溫度梯度取為0.8,其他1.0;
—第j個可變作用荷載效應頻遇值。
(3)長期組合
在此長期組合考慮永久作用—結構重力,可變作用—汽車荷載、溫度梯度、基礎沉降作用,則長期組合作用效應表達式為:
式中: —可變作用荷載效應頻遇值系數(shù),汽車取為0.4,溫度梯度取為0.8,其他1.0;
—第j個可變作用荷載效應準永久值。
(4)連續(xù)梁內力組合(按施工順序計算,不計預應力)
|
控制內力 |
彎矩(kN*m) |
剪力(kN) |
||||
|
跨中 |
1/4 |
支點 |
跨中 |
1/4 |
支點 |
|
|
邊跨/邊支點 |
9280 |
6230 |
-135 |
251 |
993 |
1620 |
|
中跨/中支點 |
8420 |
6720 |
-4520 |
357 |
911 |
1750 |
彎矩包絡圖
剪力包絡圖
Ⅲ、預應力鋼束的估算和布置
一、截面鋼束的估算與確定
1.估算方法
按承載力極限狀態(tài)應力要求和使用階段應力要求綜合考慮。
2.鋼束布置
邊跨配束8束,其中N1、N4由4根編束,N2、N3由5根編束,共36根鋼束,對稱布置;中跨配束8束,其中N1、N2、N3由4根編束,N4由3根編束,共30根鋼束,對稱布置。
二、預應力鋼束的布置
1.跨中預應力鋼束布置
采用Φ=50mm(3根編束)和Φ=55mm(4根及以上編束)的波紋管成型,在保證管道構造要求的前提下,使鋼束群重心盡量偏離形心,布置如下圖,其重心距梁底:
邊跨: =(2×4×9+2×5×9+2×5×20+2×4×31)/36=16.9cm
中跨: =(2×3×9+2×4×9+2×4×20+2×4×31)/30=17.8cm
2.梁端預應力鋼束布置(中梁同邊梁)
梁端預應力鋼束布置遵循兩個原則:一是預應力鋼束群重心盡可能靠近截面形心,使截面受壓均勻;二是考慮錨頭布置可能性,滿足張拉操作。因此,端截面預應力鋼束距底面距離分別為:12.5cm、56cm、88cm、120cm,其重心距梁底:
邊跨: =(2×4×120+2×5×88+2×5×56+2×4×12.5)/36=69.4cm
中跨: =(2×4×120+2×4×88+2×4×56+2×3×12.5)/30=72.9cm
端截面 跨中截面
3.頂板預應力鋼束布置(中梁同邊梁)
頂板預應力鋼束主要用于負彎矩區(qū),其一般段距箱梁頂緣8cm,錨固區(qū)距箱梁頂緣14cm,即處于頂板中間位置。T1長束3束,每束5根;T2短束2束,每束5根。
一般區(qū)段 錨固區(qū)段
三、預加應力后荷載組合(持久狀況承載能力極限組合)
半跨彎矩包絡圖
半跨剪力包絡圖
荷載組合值詳見第V部分持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算。
Ⅳ、普通鋼筋配筋估算
一、截面普通鋼筋的估算與確定
本橋梁為部分預應力混凝土結構,根據(jù)電算結果,在原設計鋼筋直徑情況下,支點附近箱梁上緣拉應力不能滿足規(guī)范要求,因此將箱梁底部和負彎矩段Φ16的鋼筋改為Φ20,箱梁頂板內Φ10的鋼筋改為Φ12,經過驗算,梁體上緣的應力得到了改善,滿足規(guī)范要求。具體應力值可參見第Ⅷ部分構件應力計算結果。
二、普通鋼筋的布置
頂部和底部最外緣的鋼筋距截面邊緣42mm,排成一排;負彎矩區(qū)鋼筋配置在墩頂兩側各6m范圍內,比普通段加密一倍。
Ⅴ、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
一、結果顯示單元號的確定
由于單元劃分較多,不能在此一一顯示,因此依據(jù)內力和應力值確定顯示結果單元號,一般有跨中、支點、1/4跨、變截面處、配筋變化點等。本模型最終確定顯示計算結果的節(jié)點號為:10#(邊跨跨中)、17#(邊跨1/4截面)、25#(近次中支點)、28#(次中跨1/4截面)、32#(次中跨跨中)、43#(近中支點)、47#(中跨1/4截面)、50#(中跨跨中)。
二、正截面抗彎承載力計算
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱:5x30m箱梁
輸出組合類型:1(承載能力極限組合)
10#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 6.937e+003 -7.571e+002 2.248e+004
最小軸力 上拉偏壓 5.781e+003 -2.876e+002 2.438e+004
最大彎矩 下拉偏壓 5.781e+003 2.679e+003 1.674e+004
最小彎矩 上拉偏壓 6.937e+003 -1.873e+003 1.854e+004
10#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 6.942e+003 -8.302e+002 2.217e+004
最小軸力 上拉偏壓 5.785e+003 -3.279e+002 2.415e+004
最大彎矩 下拉偏壓 5.785e+003 2.659e+003 1.686e+004
最小彎矩 上拉偏壓 6.942e+003 -2.013e+003 1.815e+004
17#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 9.665e+003 -1.978e+003 2.191e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.054e+003 -1.071e+003 2.372e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.054e+003 9.125e+002 2.657e+004
最小彎矩 上拉偏壓 9.665e+003 -3.863e+003 1.818e+004
17#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 9.647e+003 -2.188e+003 2.146e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.039e+003 -1.233e+003 2.322e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.039e+003 6.531e+002 2.751e+004
最小彎矩 上拉偏壓 9.647e+003 -4.115e+003 1.750e+004
25#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 1.031e+004 -1.776e+003 2.837e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.591e+003 -7.455e+002 3.235e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.591e+003 4.823e+002 3.866e+004
最小彎矩 上拉偏壓 1.031e+004 -4.936e+003 1.794e+004
25#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 1.031e+004 -1.744e+003 2.857e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.592e+003 -7.211e+002 3.257e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.592e+003 4.962e+002 3.856e+004
最小彎矩 上拉偏壓 1.031e+004 -4.853e+003 1.819e+004
28#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 8.570e+003 -2.048e+003 2.125e+004
最小軸力 上拉偏壓 7.141e+003 -1.029e+003 2.360e+004
最大彎矩 下拉偏壓 7.141e+003 8.458e+002 2.651e+004
最小彎矩 上拉偏壓 8.570e+003 -4.289e+003 1.423e+004
28#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 8.616e+003 -1.402e+003 2.284e+004
最小軸力 上拉偏壓 7.180e+003 -5.194e+002 2.551e+004
最大彎矩 下拉偏壓 7.180e+003 1.805e+003 2.289e+004
最小彎矩 上拉偏壓 8.616e+003 -3.444e+003 1.776e+004
32#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 5.843e+003 -1.342e+003 1.939e+004
最小軸力 上拉偏壓 4.869e+003 -5.531e+002 2.244e+004
最大彎矩 下拉偏壓 4.869e+003 2.484e+003 1.594e+004
最小彎矩 上拉偏壓 5.843e+003 -2.951e+003 1.390e+004
32#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 5.812e+003 -1.557e+003 1.858e+004
最小軸力 上拉偏壓 4.844e+003 -7.673e+002 2.117e+004
最大彎矩 下拉偏壓 4.844e+003 2.168e+003 1.722e+004
最小彎矩 上拉偏壓 5.812e+003 -3.183e+003 1.330e+004
43#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 1.032e+004 -1.428e+003 2.987e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.602e+003 -7.980e+002 3.206e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.602e+003 7.617e+002 3.741e+004
最小彎矩 上拉偏壓 1.032e+004 -3.951e+003 2.065e+004
43#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 1.033e+004 -1.400e+003 3.005e+004
最小軸力 上拉偏壓 8.605e+003 -7.740e+002 3.226e+004
最大彎矩 下拉偏壓 8.605e+003 7.755e+002 3.730e+004
最小彎矩 上拉偏壓 1.033e+004 -3.879e+003 2.065e+004
47#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 8.619e+003 -1.239e+003 2.335e+004
最小軸力 上拉偏壓 7.183e+003 -6.104e+002 2.509e+004
最大彎矩 下拉偏壓 7.183e+003 1.803e+003 2.290e+004
最小彎矩 上拉偏壓 8.619e+003 -2.865e+003 1.919e+004
47#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 5.815e+003 -1.501e+003 1.877e+004
最小軸力 上拉偏壓 4.846e+003 -8.094e+002 2.093e+004
最大彎矩 下拉偏壓 4.846e+003 2.114e+003 1.755e+004
最小彎矩 上拉偏壓 5.815e+003 -2.970e+003 1.382e+004
50#單元左截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 5.844e+003 -1.367e+003 1.930e+004
最小軸力 上拉偏壓 4.870e+003 -6.871e+002 2.164e+004
最大彎矩 下拉偏壓 4.870e+003 2.271e+003 1.665e+004
最小彎矩 上拉偏壓 5.844e+003 -2.751e+003 1.443e+004
50#單元右截面:
類型 性質 Nj Mj R
最大軸力 上拉偏壓 5.829e+003 -1.444e+003 1.899e+004
最小軸力 上拉偏壓 4.858e+003 -7.450e+002 2.130e+004
最大彎矩 下拉偏壓 4.858e+003 2.128e+003 1.750e+004
最小彎矩 上拉偏壓 5.829e+003 -2.879e+003 1.407e+004
通過上述計算結果不難看出,截面抗力R≥計算彎矩Mj,滿足規(guī)范要求。
三、斜截面抗剪承載力計算
1.計算截面選取與箍筋布置
選取24#節(jié)點(近支點處)和27#節(jié)點(變截面和箍筋變間距處)進行斜截面抗剪承載力驗算。箍筋采用HRB335鋼筋,直徑為φ12mm,四肢箍,距支點2.4m范圍內箍筋間距Sv=100mm,其余Sv=200mm。計算模型的活載橫向分布系數(shù)采用1.0。
2.斜截面抗剪承載力計算
(1)24#節(jié)點
截面抗剪強度上下限復核:
截面符合規(guī)范要求,并需要配置箍筋。
-異號變矩影響系數(shù),對連續(xù)梁近邊支點取1.0,近中支點取0.9;
-預應力提高系數(shù),取1.25;
-受壓翼緣影響系數(shù),取1.1;
b-斜截面受壓端正截面處腹板寬度,取b=500mm;
p-斜截面縱向受拉鋼筋配筋百分率, 。
-箍筋配筋率,
該截面抗剪承載力能夠滿足設計要求,并有較大的富余。
(2)27#節(jié)點
截面抗剪強度上下限復核:
截面符合規(guī)范要求,并需要配置箍筋。
-箍筋配筋率,
該截面抗剪承載力是能夠滿足設計要求,并有較大富余。
Ⅵ、預應力損失計算
注:本表僅示出半跨鋼束預應力損失,另半跨與之對稱;其余鋼束各施工階段預應力損失及有效預應力形式如上,不再單獨列表,詳情可查詢計算模型。
Ⅶ、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
一、電算應力結果
1.使用階段荷載組合1應力(長期效應)
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱: 5x30m箱梁
正常使用階段荷載組合1應力:
單元號 節(jié)點號 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉
10 10 5.24 3.54 6.83 3.72 6.83 -0.0123
10 11 5.18 3.44 6.99 3.82 6.99 -0.025
17 17 5.18 3.61 11.5 8.25 11.5 -0.177
17 18 4.88 3.32 11.9 8.68 11.9 -0.178
25 25 4.14 2.76 9.61 6.95 9.61 -0.0389
25 26 4.16 2.81 9.54 6.9 9.54 -0.0604
28 28 4.41 2.72 10.9 7.55 10.9 -0.134
28 29 5.38 3.62 9.51 6.15 9.51 -0.0659
32 32 3.94 1.99 7.22 3.78 7.22 -0.00603
32 33 3.56 1.68 7.68 4.34 7.68 -0.0646
43 43 4.2 3.24 8.92 6.86 8.92 -0.0367
43 44 4.23 3.29 8.86 6.81 8.86 -0.057
47 47 5.27 3.87 9.16 6.38 9.16 -0.0589
47 48 3.53 1.76 7.52 4.28 7.52 -0.0471
50 50 3.8 1.99 7.21 3.98 7.21 -0.00663
50 51 3.68 1.87 7.39 4.14 7.39 -0.0308
2.使用階段荷載組合2應力(短期效應)
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱: 5x30m箱梁
正常使用階段荷載組合2應力(支點附近截面25#、43#節(jié)點應力計算活載橫向分布系數(shù)采用1.0,跨中截面應力計算活載橫向分布系數(shù)采用0.65):
單元號 節(jié)點號 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉
10 10 8.79 0.3 7.82 2.25 8.79 -0.0331
10 11 8.76 0.142 8.08 2.31 8.76 -0.0517
17 17 8.65 -0.261 13.5 6.88 13.5 -0.27
17 18 8.33 -0.581 14 7.33 14 -0.581
25 25 7.93 -1.89 12.9 5.79 12.9 -1.89
25 26 7.94 -1.81 12.8 5.76 12.8 -1.81
28 28 7.98 -1.24 13.1 5.98 13.1 -1.24
28 29 9.07 -0.132 11.4 4.41 11.4 -0.14
32 32 8.02 -1.43 8.51 1.45 8.51 -1.43
32 33 7.74 -1.73 8.95 1.84 8.95 -1.73
43 43 8.85 -0.496 10.9 4.41 10.9 -0.496
43 44 8.87 -0.424 10.8 4.39 10.8 -0.424
47 47 9.4 0.561 10.3 3.92 10.3 -0.108
47 48 7.59 -1.53 8.59 1.97 8.59 -1.53
50 50 7.74 -1.27 8.24 1.87 8.24 -1.27
50 51 7.51 -1.41 8.45 2.2 8.45 -1.41
注:電算結果中對于對于橫向分布為1.0的計算結果,提取支點附近的主壓和主拉應力,而橫向分布為0.65的計算結果,主要提取單元正應力。支點處拉應力較大(如25#節(jié)點)是因為程序僅將現(xiàn)澆的端橫梁視為集中荷載加載于相應位置,截面剛度不足,且連續(xù)梁支點彎矩可以有所折減,實際支點段截面應力應遠小于計算結果。在橫向分布為0.65的情況下,25#節(jié)點與43#節(jié)點的上緣拉應力分別為-1.6和-0.285,并未超過規(guī)范限值1.86MPa。
二、截面抗裂驗算
1.驗算條件
(1)正截面抗裂
對于部分預應力A類構件,在作用(荷載)短期效應組合下,應符合下列條件:
對于部分預應力A類構件,在作用(荷載)長期效應組合下,應符合下列條件:
(2)斜截面抗裂
對于部分預應力A類構件,在作用(荷載)短期效應組合下,應符合下列條件:
預制段:
現(xiàn)澆段:
2.驗算結果
根據(jù)前述應力計算結果,長期效應(組合1)混凝土邊緣未出現(xiàn)拉應力,符合 ;短期效應(組合2)拉應力與主拉應力 ,符合
與 ,現(xiàn)澆段主拉應力也符合 。
因此,經驗算,截面抗裂性能符合規(guī)范要求。
三、正常使用階段豎向最大位移(撓度)
1.預加應力產生的長期反拱值:
邊跨跨中4.1cm,次中跨跨中3.6cm,中跨跨中3.7cm。
2.按荷載短期效應組合計算的長期撓度:
邊跨跨中1.9cm,次中跨跨中1.9cm,中跨跨中1.8cm。
由于預加應力產生的長期反拱值大于按荷載短期效應組合計算的長期撓度,所以按規(guī)范可以不設預拱。
為了使橋面平順,行車舒適,根據(jù)預加應力產生的長期反拱值與按荷載短期效應組合計算的長期撓度之差設置2cm向下的反拱值,反拱度采用圓曲線或拋物線。
Ⅷ、持久狀況和短暫狀況構件的應力驗算
一、混凝土最大拉應力
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱: 5x30m箱梁
正常使用階段荷載組合1應力:
單元號 節(jié)點號 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉
10 10 5.24 3.54 6.83 3.72 6.83 -0.0123
10 11 5.18 3.44 6.99 3.82 6.99 -0.025
17 17 5.18 3.61 11.5 8.25 11.5 -0.177
17 18 4.88 3.32 11.9 8.68 11.9 -0.178
25 25 4.14 2.76 9.61 6.95 9.61 -0.0389
25 26 4.16 2.81 9.54 6.9 9.54 -0.0604
28 28 4.41 2.72 10.9 7.55 10.9 -0.134
28 29 5.38 3.62 9.51 6.15 9.51 -0.0659
32 32 3.94 1.99 7.22 3.78 7.22 -0.00603
32 33 3.56 1.68 7.68 4.34 7.68 -0.0646
43 43 4.2 3.24 8.92 6.86 8.92 -0.0367
43 44 4.23 3.29 8.86 6.81 8.86 -0.057
47 47 5.27 3.87 9.16 6.38 9.16 -0.0589
47 48 3.53 1.76 7.52 4.28 7.52 -0.0471
50 50 3.8 1.99 7.21 3.98 7.21 -0.00663
50 51 3.68 1.87 7.39 4.14 7.39 -0.0308
最大拉應力均大于0,符合規(guī)范要求。
二、受拉區(qū)預應力鋼筋最大拉應力
注:其余鋼束應力驗算均能通過,在此不再單獨列表,詳情可查詢計算模型。
三、最大主拉應力計算
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱: 5x30m箱梁
正常使用階段荷載組合2應力(支點附近截面25#、43#節(jié)點應力計算活載橫向分布系數(shù)采用1.0,跨中截面應力計算活載橫向分布系數(shù)采用0.65):
單元號 節(jié)點號 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉
10 10 8.79 0.3 7.82 2.25 8.79 -0.0331
10 11 8.76 0.142 8.08 2.31 8.76 -0.0517
17 17 8.65 -0.261 13.5 6.88 13.5 -0.27
17 18 8.33 -0.581 14 7.33 14 -0.581
25 25 7.93 -1.89 12.9 5.79 12.9 -1.89
25 26 7.94 -1.81 12.8 5.76 12.8 -1.81
28 28 7.98 -1.24 13.1 5.98 13.1 -1.24
28 29 9.07 -0.132 11.4 4.41 11.4 -0.14
32 32 8.02 -1.43 8.51 1.45 8.51 -1.43
32 33 7.74 -1.73 8.95 1.84 8.95 -1.73
43 43 8.85 -0.496 10.9 4.41 10.9 -0.496
43 44 8.87 -0.424 10.8 4.39 10.8 -0.424
47 47 9.4 0.561 10.3 3.92 10.3 -0.108
47 48 7.59 -1.53 8.59 1.97 8.59 -1.53
50 50 7.74 -1.27 8.24 1.87 8.24 -1.27
50 51 7.51 -1.41 8.45 2.2 8.45 -1.41
注:電算結果中對于對于橫向分布為1.0的計算結果,提取支點附近的主壓和主拉應力,而橫向分布為0.65的計算結果,主要提取單元正應力。支點處拉應力較大(如25#節(jié)點)是因為程序僅將現(xiàn)澆的端橫梁視為集中荷載加載于相應位置,截面剛度不足,且連續(xù)梁支點彎矩可以有所折減,實際支點段截面應力應遠小于計算結果。在橫向分布為0.65的情況下,25#節(jié)點與43#節(jié)點的上緣拉應力分別為-1.6和-0.285,并未超過規(guī)范限值1.86MPa。
主拉應力計算用于箍筋的設置與否和如何設置,計算截面選取支點附近截面(非橫隔梁截面)。按照《規(guī)范》第7.1.6條: 區(qū)段,箍筋按照構造設置。 時,箍筋間距Sv按照《規(guī)范》公式7.1.6-2計算。箍筋采用Φ12mm的HRB335鋼筋。
因此,在支點附近兩側各2.4m范圍內,箍筋間距采用100mm;其它截面適當加大箍筋間距,經計算,墩頂兩側各2.4m范圍以外,箍筋間距可采用200mm。
按照《規(guī)范》第9.3.1條規(guī)定,箍筋配筋率不應小于0.18%,支點附近配筋率 ,滿足規(guī)范要求。其它截面箍筋配筋率 ,也滿足規(guī)范要求。
按照《規(guī)范》第9.3.13條,箍筋間距不大于梁高且不大于400mm,也滿足要求。
四、壓應力計算
橋梁博士系統(tǒng)文本結果輸出 項目名稱: 5x30m箱梁
正常使用階段荷載組合3應力(支點附近截面應力計算采用活載橫向分布系數(shù)為1.0,跨中截面應力計算采用活載橫向分布系數(shù)為0.65):
單元號 節(jié)點號 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉
10 10 10.5 -0.659 8.3 0.607 10.5 -0.659
10 11 10.5 -0.84 8.59 0.657 10.5 -0.84
17 17 9.91 -1.48 14.4 5.9 14.4 -1.48
17 18 9.55 -1.81 14.9 6.41 14.9 -1.81
25 25 8.46 -3.24 13.5 5.62 13.5 -3.24
25 26 8.47 -3.15 13.3 5.59 13.3 -3.15
28 28 9.19 -2.61 14.3 5.09 14.3 -2.61
28 29 10.4 -1.44 12.4 3.23 12.4 -1.44
32 32 9.67 -2.59 9.32 -0.139 9.67 -2.59
32 33 9.33 -2.9 9.77 0.346 9.77 -2.9
43 43 9.31 -1.79 11.3 4.35 11.3 -1.79
43 44 9.32 -1.71 11.2 4.33 11.2 -1.71
47 47 10.8 -0.621 11.2 2.79 11.2 -0.621
47 48 9.2 -2.65 9.33 0.457 9.33 -2.65
50 50 9.38 -2.35 8.92 0.303 9.38 -2.35
50 51 9.13 -2.51 9.16 0.669 9.16 -2.51
最大壓應力10.5MPa<0.5fck=0.5×32.4=16.2MPa,滿足規(guī)范要求;
最大主壓應力14.9MPa<0.6fck=0.6×32.4=19.4MPa,滿足規(guī)范要求。
Ⅸ、結論
通過對30m組合箱梁新設計圖紙的驗算,持久狀況和正常使用狀況的各項指標均滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62-2004)的要求。
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