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文檔簡介

1、鋼筋混凝土T形梁橋主梁設計資料某公路鋼筋混凝土簡支梁橋主梁結構尺寸。標準跨徑:20.00m;計算跨徑:19.50m;主梁全長:19.96m;梁的截面尺寸如下圖(單位mm):計算內力使用階段的內力跨中截面計算彎矩(標準值)結構重力彎矩:M1/2恒759.45kNm;汽車荷載彎矩:M1/2汽697.28kNm(未計入沖擊系數);人群荷載彎矩:M1/2人55.30kNm;1/4跨截面計算彎矩(設計值)Md,1/41687kNm;(已考慮荷載安全系數)支點截面彎矩Md0=0,支點截面計算剪力(標準值)結構重力剪力:V0恒139.75kN;汽車荷載剪力:V0汽142.80kN(未計入沖擊系數);人群荷載

2、剪力:V0人11.33kN;跨中截面計算剪力(設計值)跨中設計剪力:Vd,1/2=84kN(已考慮荷載安全系數);主梁使用階段處于一般大氣條件的環境中。結構安全等級為二級。汽車沖擊系數,汽車沖擊系數1+1.292。施工階段的內力材料主筋用HRB335級鋼筋fsd280N/mm2;fsk335N/mm2;Es2.0×105N/mm2。箍筋用R235級鋼筋fsd195N/mm2;fsk235N/mm2;Es2.1×105N/mm2。采用焊接平面鋼筋骨架混凝土為30號fcd13.8N/mm2;fck20.1N/mm2;ftd1.39N/mm2;ftk2.01N/mm2;Ec3.0

3、0×104N/mm2。作用效應組合主梁正截面承載力計算主梁斜截面承載力計算全梁承載力校核施工階段的應力驗算使用階段裂縫寬度和變形驗算縱向構造鋼筋、架立鋼筋及骨架構造鋼筋長度計算鋼筋明細表及鋼筋總表第1章 作用效應組合§1.1 承載力極限狀態計算時作用效應組合根據公路橋涵設計通用規范(JTG D602004)4·1·6條規定:按承載力極限狀態計算時采用的基本組合為永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合,其效應組合表達式為:跨中截面設計彎矩Md=GM恒+qM汽+qM人=1.2×759.45+1.4×1.292×697.2

4、8+1.4×55.30=2250.00kNm支點截面設計剪力Vd=GV恒+G1V汽+G2V人=1.2×142.80+1.4×1.292×139.75+1.4×11.33=440.00kN§1.2 正常使用極限狀態設計時作用效應組合根據公路橋涵設計通用規范(JTG D602004)4·1·7條規定:公路橋涵結構按正常使用極限狀態設計時,應根據不同的設計要求,分別采用不同效應組合,作用效應短期組合作用效應短期組合為永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合,其效應組合表達式為:Msd=Mgk+11M11+12M12=

5、759.45+0.7×697.28+1.0×55.30=1302.85kNm作用長期效應組合作用長期效應組合為Mld=Mgk+21M11+22M12=759.45+0.4×697.28+0.4×55.30=1060.48kNm第2章 主梁正截面承載力計算§2.1 配筋計算翼緣板的計算寬度bf根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第4·2·2條規定:T形截面受彎構件位于受壓區的翼緣計算寬度,應按下列三者中最小值取用。翼緣板的平均厚度hf =(100+130)/2=115mm對于簡支梁為計算跨徑的

6、1/3。bf=L/3=19500/3=6500mm相鄰兩梁軸線間的距離。bf = S=1600mmb+2bh+12hf,此處b為梁的腹板寬,bh為承托長度,hf為不計承托的翼緣厚度。bf=b+12hf=180+12×115=1560mm故取bf=1560mm判斷T形截面的類型設as=120mm, h0=has=1300120=1180mm;故屬于第一類T形截面。根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·3條規定:翼緣位于受壓區的T形截面受彎構件,其正截面抗彎承載力按下列規定計算。求受拉鋼筋的面積As擬采用832+416的鋼筋,

7、As=6434+804=7238mm2主筋布置如圖1所示,主筋為兩片焊接平面骨架。每片骨架主筋的疊高為:4×35.8+2×18.4=180.00mm<0.15h=0.15×1300=195mm,滿足多層鋼筋骨架的疊高一般不宜超過0.15h0.20h的要求。梁底混凝土凈保護層取32mm,側混凝土凈保護層取32mm,兩片焊接平面骨架間距為:§2.2正截面抗彎承載力復核跨中截面含筋率驗算h0=has=1300113.60=1186.40mm判斷T形截面的類型根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·

8、;3條:翼緣位于受壓區的T形截面受彎構件,當符合:時,則按寬度為bf的矩形截面計算。求受壓區的高度x正截面抗彎承載力Mu說明跨中正截面抗彎承載力滿足要求。第3章 主梁斜截面承載力計算§3.1截面尺寸復核根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·10條規定:在鋼筋混凝土梁的支點處,應至少有兩根并不少于總數1/5的下層受拉的主筋通過。初步擬定梁底232的主筋伸入支座。受拉鋼筋面積為1608mm2>20%×7238=1448mm2;支點截面的有效高度h0=has=130049.90=1250.10mm;根據公路鋼筋混

9、凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·9條:矩形、T形和工字形截面受彎構件,其抗剪截面應符合要求。說明截面尺寸符合要求。§3.2檢查是否需要按計算設置腹筋根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·10條:矩形、T形和工字形截面受彎構件,符合下列條件時要求時則不需要進行斜截面抗剪承載力計算,而僅按構造要求配置箍筋。跨中:0.50×10-3ftdbh0=0.50×10-3×1.39×180×1186.40=148.42kN>Vd

10、m=84kN支點:0.50×10-3ftdbh0=0.50×10-3×1.39×180×1250.10=156.39kN<Vd0=440kN故跨中截面部分可按構造配置箍筋,其余區段按計算配置腹筋。§3.3最大設計剪力及設計剪力分配確定構造配置箍筋長度l1=9750×(148.4284)/(44084)=1764mm在距跨中l1范圍內可按構造配置最低數量的箍筋。計算最大剪力和剪力分配根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·11條:最大剪力取用距支座中心h/2處截

11、面的數值,并按混凝土和箍筋共同承擔不少于60%;彎起鋼筋承擔不超過40%,并且用水平線將剪力設計值包絡圖分割為兩部分。距支座中心h/2處截面剪力混凝土和箍筋承擔的剪力Vcs0.6V'd0.6×416.27249.76KN彎起鋼筋承擔的剪力Vsb0.4V'd0.4×416.27166.51KN簡支梁剪力包絡圖取為斜直線。即:剪力分配見圖2所示。§3.4 箍筋設計根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·11條:箍筋間距按下列公式計算:p中100中100×7238/(180×

12、1186.40)3.3893>2.5,取p中2.5p支100支100×1609/(180×1250.10)0.7151<2.5p平(p中+p支)/2(2.5+0.7151)/21.6075h0平(h0中+h0支)/2(1186.40+1250.10)/21218.25mm根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·13條:鋼筋混凝土梁應設置直徑不小于8mm或1/4主筋直徑的箍筋。其配筋率sv,R235鋼筋不應小于0.18%,現初步選用8的雙肢箍筋,n2;Asv150.3mm2。Asv=nAsv12×

13、;50.3100.6mm2根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·13條:箍筋間距不應大于梁高的1/2且不大于400mm。在支座中心向跨徑方向長度相當于不小于一倍梁高范圍內,箍筋間距不宜大于100mm。近梁端第一根箍筋應設置在距端面一個混凝土保護層距離處。梁與梁或梁與柱的交接范圍內可不設箍筋;靠近交接面的一根箍筋,其與交接面的距離不宜大于50mm。現取跨中部分箍筋的間距為200mm,跨中部分長度為91×200=18200mm。梁端加密段長度為880mm,加密段箍筋間距為60mm,梁端第一根箍筋距端面為50mm,第一根箍筋與第

14、二根箍筋間的距離為50mm。梁端加密段箍筋為四肢箍筋。50+50+13×60=880mm。配箍率驗算滿足公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·13條R235鋼筋最小配箍率的要求。§3.5 彎起鋼筋及斜筋設計根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·11條:計算第一排彎起鋼筋Asb1時,對于簡支梁和連續梁近邊支點梁段,取用距支點中心h/2處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力值Vsb1;計算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋Asb2Asbi時,取用前一排彎起鋼筋下面彎點處

15、由彎起鋼筋承擔的那部分剪力Vsb2Vsbi。一排彎起鋼筋截面積按下列公式計算:需設置彎起鋼筋的區段長度(距支座中心)初步擬定架立鋼筋為222,凈保護層為42.9mm,則架立鋼筋底面至梁頂的距離為42.9+25.1=68mm第一排彎起鋼筋的面積為:(初步擬定為32)初步選用由主筋彎起232,Asb11608mm2。第一排彎起鋼筋的水平投影長度為lsb1:lsb1=1300(68+35.8/2)(32+35.8+35.8/2)=1128mm第一排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心的距離為:1300/26835.8/2=564mm第一排彎起鋼筋彎起點的剪力第二排彎起鋼筋的面積:(初步擬定為32)初步選用

16、由主筋彎起232,Asb21608mm2。第二排彎起鋼筋的水平投影長度為lsb2:lsb2=1300(68+35.8/2)(32+35.8+35.8+35.8/2)=1093mm第二排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心的距離為:1128+1300/26835.8/2=1693mm第二排彎起鋼筋彎起點至支座中心的距離為:1128+10932221mm。第二排彎起鋼筋彎起點的剪力第三排彎起鋼筋的面積:(初步擬定為32)初步選用由主筋彎起232,Asb31608mm2。第三排彎起鋼筋的水平投影長度為lsb3:lsb3=1300(68+35.8/2)(32+35.8+35.8+35.8+35.8/2)=1

17、057mm第三排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心的距離為:1128+1093+1300/26835.8/2=2785mm第三排彎起鋼筋彎起點至支座中心的距離為:1128+1093+10573278mm。第三排彎起鋼筋彎起點的剪力第四排彎起鋼筋的面積:(初步擬定直徑16)初步選用由主筋彎起216,Asb4402mm2。第四排彎起鋼筋的水平投影長度為lsb4:lsb4=1300(68+18.4/2)(32+35.8×4+18.4/2)=1038mm第四排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心的距離為:1128+1093+1057+1300/26818.4/2=3851mm第四排彎起鋼筋彎起點至支座

18、中心的距離為:1128+1093+1057+10384316mm。第四排彎起鋼筋彎起點的剪力第五排彎起鋼筋的面積:(初步擬定直徑16)初步選用由主筋彎起216,Asb5402mm2。第五排彎起鋼筋的水平投影長度為lsb5:lsb5=1300(68+18.4/2)(32+35.8×4+18.4+18.4/2)=1020mm第五排彎起鋼筋與梁軸線交點距支座中心的距離為:1128+1093+1057+1038+1300/26818.4/2=4915mm第五排彎起鋼筋彎起點至支座中心的距離為:1128+1093+1057+1038+10205336mm >l2=5210mm。故不需要再

19、設置彎起鋼筋。按照抗剪計算初步布置彎起鋼筋如圖4所示。第4章 全梁承載力校核§4.1 正截面和斜截面抗彎承載力校核簡支梁彎矩包絡圖近似取為二次物線:各彎起鋼筋計算列于下表彎起點12345彎起鋼筋的水平投影長度mm彎起點距支座中心的距離mm彎起點距跨中的距離mm分配的設計剪力Vsbi(KN)需要的彎筋面積mm2可提供的彎筋面積mm2232232232216216彎筋與梁軸交點到支座中心距離mm彎筋與梁軸交點到跨中距離mm各排鋼筋彎起后,相應的梁的正截面抗彎承載力計算如下表:梁的區段截面縱筋有效高度h0(mm)T形截面類型受壓區高度x(mm)抗彎承載力Mu(kNm)支座中心至1點2321

20、250.10第一類20.91558.141點2點4321232.20第一類41.841090.742點3點6321214.30第一類62.761636.283點4點8321196.40第一類83.682079.964點5點832+2161191.65第一類88.912195.825點跨中832+4161186.40第一類94.142309.02根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·11條:受拉區彎起鋼筋的彎起點,應設在按正截面抗彎承載力計算充分利用該鋼筋強度的截面以外不小于h0/2處,彎起鋼筋可在按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋截

21、面面積之前彎起,但彎起鋼筋與梁中心線的交點應位于按計算不需要該鋼筋的截面之外。正截面抗彎承載力及斜截面抗彎承載力校核見圖5。第一排彎起鋼筋(2N2)該排鋼筋的充分利用點的橫坐標為6998mm,而該排鋼筋的彎起點的橫坐標為8622mm,說明彎起點位于充分利用點左邊,且兩點之間的距離為86226998=1624mm>h0/2=1232.20/2=616.10mm,滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標為9086mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標8455mm,說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第二排彎起鋼筋(2N3)該排鋼筋的充分利用點的橫坐標為5092mm,而該排鋼筋的

22、彎起點的橫坐標為7529mm,說明彎起點位于充分利用點左邊,且兩點之間的距離為75295092=2437mm>h0/2=1214.30/2=607.15mm,滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標為8057mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標6998mm,說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第三排彎起鋼筋(2N4)該排鋼筋的充分利用點的橫坐標為2680mm,而該排鋼筋的彎起點的橫坐標為6472mm,說明彎起點位于充分利用點左邊,且兩點之間的距離為64722680=3792mm>h0/2=1196.40/2=598.20mm,滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與

23、梁軸線交點的橫坐標為6965mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標5092mm,說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第四排彎起鋼筋(2N5)該排鋼筋的充分利用點的橫坐標為1513mm,而該排鋼筋的彎起點的橫坐標為5434mm,說明彎起點位于充分利用點左邊,且兩點之間的距離為54341513=3921mm>h0/2=1191.65/2=595.82mm,滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標為5899mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標2680mm,說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第五排彎起鋼筋(2N6)該排鋼筋的充分利用點的橫坐標為0,而該排鋼筋的彎起點的橫坐標為441

24、4mm,說明彎起點位于充分利用點左邊,且兩點之間的距離為44140=4414mm>h0/2=1186.40/2=593.20mm,滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標為4861mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標1513mm,說明梁的正截面承載力亦滿足要求。經上述分析判斷可知,初步確定的彎起鋼筋的彎起點位置的正截面抗彎承載力和斜截面承載力均滿足要求。根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·11條:簡支梁第一排彎起鋼筋的末端彎折起點應位于支座中心截面處,以后各排彎起鋼筋的末端彎折點應落在或超過前一排彎起鋼筋

25、彎起點截面。同時,為了節約鋼筋,從而達到安全、經濟、合理,應使抵抗彎矩圖更接近于設計彎矩圖。擬作如下調整:彎起鋼筋調整表編號理論斷點橫坐標(mm)充分利用點橫坐標(mm)充分利用點+h0/2橫坐標(mm)原彎起點橫坐標(mm)擬調彎起點橫坐標(mm)1975084559080伸入支座2845569987615862286303699850925699752968304509226803279647250305268015132109543432306151305934414截斷如圖6所示:跨中部分增設三對216的斜筋,梁端增設一對216的斜筋。6號鋼筋在跨中部分截斷,根據公路鋼筋混凝土及預應力

26、混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第9·3·9條:鋼筋混凝上梁內縱向受拉鋼筋不宜在受拉區截斷;如需截斷時,應從按正截面抗彎承載力計算充分利用該鋼筋強度的截面至少延伸(la+h0)長度;同時應考慮從正截面抗彎承載力計算不需要該鋼筋的截面至少延伸20d(環氧樹脂涂層鋼筋25d),該鋼筋的截斷位置(距跨中)應滿足la+h0=30×16+1186.40=1666mm,同時不小于1513+20d=1833mm,本設計取為2000mm。§4.2 斜截面抗剪承載力復核斜截面抗剪承載力復核原則根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004

27、)第5·2·7條:矩形、T形和工字形截面受彎構件,當配有箍筋和彎起鋼筋時,其斜截面抗剪承載力驗算采用下列公式:根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·8條:進行斜截面承載力驗算時,斜截面水平投影長度C應按下式計算:C=0.6mh0。根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第5·2·6條:計算受彎構件斜截面杭剪承載力時,其計算位置應按下列規定采用:距支座中心h/2處截面;受拉區彎起鋼筋彎起點處截面;錨于受拉區的縱向鋼筋開始不受力處的截面;箍筋數量或間距改變處的截面;構

28、件腹板寬度變化處的截面。斜截面抗剪承載力復核距支座中心h/2處的截面(x=9.10m)經試算取斜裂縫頂端位置橫坐標為7.733m。Mjx=2250×(14×7.7342/19.52)=834.266kNmVjx=84.00+(440.0084.00)×2×1.734/19.5=366.390kNm=Mjx/Vjxh0=834.266/(366.390×1.23220)=1.8479<3.0C=0.6mh0=0.6×1.8479×1.2322=1.366m7.734+1.366=9.1m恰好與斜截面底端位置重合。在此斜截

29、面水平投影長度范圍內,同一彎起平面與斜截面相交的彎起鋼筋為232,Asb=16.09mm2。配箍率為:縱筋配筋率為:(與斜截面相交的縱筋為232)p=100=100×1608/(180×1250.10)=0.715<2.5第一排彎起鋼筋彎起點處的截面(x=8.63m)經試算斜裂縫頂端位置橫坐標為6.444m。Mjx=2250×(14×6.4442/19.52)=1267.157kNmVjx=84.00+(440.0084.00)×2×6.444/19.5=319.289kNm=Mjx/Vjxh0=1267.157/(319.28

30、9×1.21430)= 3.2683>3.0取m=3.0C=0.6mh0=0.6×3.0×1.21430=2.186m6.444+2.186=8.630m恰好與斜截面底端位置重合。在此斜截面水平投影長度范圍內,同一彎起平面與斜截面相交的彎起鋼筋為232+216,Asb=1608+402=2010mm2。配箍率為:縱筋配筋率為:(與斜截面相交的縱筋為432)p=100=100×3217/(180×1232.20)=1.450<2.5第二排彎起鋼筋彎起點處的截面(x=6.830m)經試算取斜裂縫頂端位置橫坐標為4.676m。Mjx=22

31、50×(14×4.6762/19.52)=1732.486kNmVjx=84.00+(440.0084.00)×2×4.676/19.5=254.734kNm=Mjx/Vjxh0=1732.486/(254.734×1.19640)= 5.6847>3.0取m=3.0C=0.6mh0=0.6×3.0×1.19640=2.154m4.676+2.154=6.830m恰好與斜截面底端位置重合。在此斜截面水平投影長度范圍內,同一彎起平面與斜截面相交的彎起鋼筋為232+216,Asb=1608+402=2010mm2。配箍率為

32、:縱筋配筋率為:(與斜截面相交的縱筋為632)p=100=100×4826/(180×1214.30)=2.208<2.5第三排彎起鋼筋彎起點處的截面(x=5.030m)經試算取斜裂縫頂端位置橫坐標為2.885m。Mjx=2250×(14×2.8852/19.52)=2053.001kNmVjx=84.00+(440.0084.00)×2×2.885/19.5=189.339kNm=Mjx/Vjxh0=1848.08/(184.02×1.19165)= 9.0991>3.0取m=3.0C=0.6mh0=0.6&#

33、215;3.0×1.19165=2.145m2.885+2.145=5.030m恰好與斜截面底端位置重合。在此斜截面水平投影長度范圍內,同一彎起平面與斜截面相交的彎起鋼筋為216+216,Asb=4.02+4.02=8.04mm2。配箍率為:縱筋配筋率為:(與斜截面相交的縱筋為832)p=100=100×6434/(180×1.1964)=2.988>2.5,取p=2.5第四排彎起鋼筋彎起點處的截面(x=3.230m)經試算取斜裂縫頂端位置橫坐標為1.094m。Mjx=2250×(14×1.0942/19.52)=2221.673kNmV

34、jx=84.00+(440.0084.00)×2×1.094/19.5=123.945kNm=Mjx/Vjxh0=2221.673/(123.945×1.18640)= 15.1084>3.0取m=3.0C=0.6mh0=0.6×3.0×1.18640=2.136m1.094+2.136=3.230m恰好與斜截面底端位置重合。在此斜截面水平投影長度范圍內,無彎起鋼筋。配箍率為:縱筋配筋率為:p=100=100×(6434+402)/(180×1191.65)=3.187>2.5取p=2.5由于N6鋼筋的截斷處至跨

35、中,再無彎起鋼筋,因此配筋率均相同,截面有效高度亦相同,無需計算斜裂縫的水平投影長度,并且只有混凝土和箍筋承受剪力,該鋼筋截斷處的剪力為:Vjx=84.00+(440.0084.00)×2.00/9.75=157.026kN其抗剪承載力為:經前述計算可知,梁的各斜截面抗剪承載力均滿足要求。第5章 施工階段的應力驗算§5.1 施工階段正應力驗算主梁的幾何特征值受壓區高度x0:bfx20/2=ESAs(h0x0)ES =2.0×105/3.0×104=6.66671560×x20/2=6.6667×7238(1186.40x0)解得:x0

36、241.74mm>hf=(130+100)/2=115mm說明為第二類T形截面,重新計算x0。(bfb)hf (x0hf /2)+bx20/2=ESAs(h0x0)(1560180)×115×(x0115/2)+180×x20/2=6.6667×7238(1186.40x0)x0=285.31mm>hf=115mm開裂截面慣性Icr=bfx30/3(bfb)(x0hf)3/3+ESAs(h0x0)2=1560×285.313/3(1560180)(285.31115)3/3+6.6667×7238(1186.40285.3

37、1)2=4.8985×1010mm4正應力驗算根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第7·2·4條:鋼筋混凝土受彎構件正截面應力按下列公式計算,并應符合下列規定:受壓區混凝土邊緣的壓應力受拉鋼筋的應力根據公路橋涵設計通用規范(JTG D602004)第4·1·10條:構件在吊裝、運輸時,構件重力應乘以動力系數1.2 或0.85。跨中截面的計算彎矩為:Mtk=1.2M1/2=1.2×505.69=606.828kNm受壓區邊緣的應力最外層受拉鋼筋重心處的應力最下面一層鋼筋的應力,凈保護層為32mm。滿足公

38、路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第7·2·4條規定要求。§5.2主應力驗算根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第7·2·5條:鋼筋混凝土受彎構件中性軸處的主拉應力(剪應力)。ttp應符合下列規定:根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第7·2·6條:鋼筋混凝土受彎構件中性軸處的主拉應力,若符合下列條件:ttp0.25 ftk該區段的主拉應力全部由混凝土承受,此時,抗剪鋼筋按構造要求配置。中性軸處的主拉應力不符合上述公式的區段,則

39、主拉應力(剪應力)全部由箍筋和彎起鋼筋承受。箍筋、彎起鋼筋可按剪應力圖配置,并按下列公式計算:箍筋彎起鋼筋主應力驗算Vtk=1.2V0=1.2×105.57=126.69kN腹筋驗算0.25 ftk=0.25×2.01=0.5025PMa<ttp=0.6094PMa滿足規范要求。第6章 使用階段裂縫寬度和變形驗算§6.1 使用階段裂縫寬度驗算根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·4·3條:矩形、T形截面鋼筋混凝土構件其最大裂縫寬度Wfk可按下列公式計算:縱向受拉鋼筋換算直徑As的直徑焊接鋼筋骨架d=1

40、.3de=1.3×28.80=37.44mm縱向受拉鋼筋配筋率=As/bh0+(bfb)hf=7238/(180×1186.40)=0.0339>0.02,取=0.02。受拉鋼筋在使用荷載作用下鋼筋重心處的拉應力根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·4·4條縱受拉鋼筋的應力按下式計算:ss=Ms/(0.87Ash0)=1302.85×106/(0.87×1186.40×7238)=174.39MPa短期荷載作用下的最大裂縫寬度螺紋鋼筋C1=1.0;C3=1.0;C2=1+0.5Nl

41、/Ns=1+0.5×1060.48/1302.85=1.4070滿足公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·4·2條的要求。§6.2 使用階段的變形驗算根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·5·1條:鋼筋混凝土受彎構件,在正常使用極限狀態下的撓度,可根據給定的構件剛度用結構力學的方法計算。第6·5·2條:鋼筋混凝土受彎構件的剛度可按下式計算:根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·5·3條:

42、受彎構件在使用階段的撓度應考慮荷載長期效應的影響,即按荷載短期效應組合計算的撓度值,乘以撓度長期增長系數。撓度長期增長系數為=1.60。變形計算時,主梁已經安裝就位,截面應取翼緣的全寬計算,bf=1600mm。開裂截面受壓區高度bx20/2=ESAs(h0x0)1600×x20/2=6.6667×7238(1186.40x0)解得:x0239.04mm>hf=115mm說明為第二類T形截面,重新計算x。(bfb)hf (x0hf /2)+bx20/2=ESAs(h0x0)(1600180)×115×(x0115/2)+180×x20/2=

43、6.6667×7238(1186.40x0)x0=281.32mm>hf=115mm開裂截面慣性矩Icr=bfx3/3(bfb)(xhf)3/3+ESAs(h0x)2=1600×281.323/3(1600180)(281.32115)3/3+6.6667×7238(1186.40281.32)2=4.8989×1010mm4全截面受壓區高度全截面慣性矩I0= bfx30/3(bfb)(x0hf)3/3+b(hx0)3/3+ESAs(h0x0)2=1600×479.453/3(1600180)(479.45-115)3/3+180(130

44、0479.45)3/3+(6.66671)×7238×(1186.40479.45)2=8.9514×1010mm4全截面換算截面重心軸以上部分面積對重心軸的面積矩S0=bx02/2+(bfb)hf(x0hf/2)=180×479.452/2+(1600180)×115×(479.45115/2)=8.9593×107mm3開裂彎矩換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩。W0=I0/(hx0)=8.9514×1010/(1300479.45)=1.0909×108mm3受拉區塑性影響系數=2S0/W0=2×

45、;8.9593×107/1.0909×108=1.6452開裂彎矩Mcr=ftkW0=1.6452×2.01×1.0909×108=360.16×106kNm開裂構件等效截面的抗彎剛度全截面的抗彎剛度B0=0.95EcI0=0.95×3.00×104×8.9514×1010=2.5512×1015mm4·N/mm2開裂截面的抗彎剛度Bcr=EcIcr=3.00×104×4.8989×1010=1.4697×1015mm4·N/

46、mm2開裂構件等效截面的抗彎剛度恒載在跨中截面產生的撓度可變荷載有頻遇值在跨中截面產生的彎矩MQ=0.7×697.28+1.0×55.3=543.40kNm可變荷載有頻遇值在跨中截面產生的撓度荷載短期效應組合下,消除結構自重產生的長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度并考慮荷載長期效應的影響的撓度:fs=fG+fQ=19.58+14.17=33.98mmfp=(fsfG)=1.6×(33.9819.58)=23.04mm<f=l/600=19500/600=32.5mm滿足公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·5·

47、;3條:鋼筋混凝土受彎構件按的長期撓度值,在消除結構自重產生的長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度處不應超過計算跨徑的1/600。§6.3 預拱度設置根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D622004)第6·5·5條:鋼筋混凝土彎構件的預拱度可按下列規定設置: 當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時,可不設預拱度;當不符合上述規定時應設預拱度,且其值應按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。短期作用效應組合并考慮長期效應影響的跨中截面的撓度f=(fQ+fG)=1.6(14.17+19.5

48、8)=54.01mm>L/1600=19500/1600=12.19mm說明需要設置預度其值應按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和。=(fG+fQ/2)=1.6(19.58+14.17/2)=42.67mm取43mm,應設置43mm的預拱度。第7章 縱向構造鋼筋、架立鋼筋及骨架構造§7.1架立鋼筋架立鋼筋選用222,橫梁與主梁交接處橫梁頂上之鋼筋為16,鋼筋凈保護層為24.5mm,則架立鋼筋與梁頂的凈距為:24.5+18.4=42.9mm,架立鋼筋底部距梁頂的距離為68mm。§7.2縱向構造鋼筋根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D6

49、22004)第9·3·8條:T形截面梁的腹板兩側,應設置直徑為68mm的縱向鋼筋,每腹板內鋼筋截面面積宜為(0.0010.002)bh,其中b為腹板寬度,h為梁的高度,其間距在受拉區不應大于腹板寬度,且不應大于200mm,在受壓區不應大于300mm。在支點附近剪力較大區段,腹板兩側縱向鋼筋截面面積應予增加,縱向鋼筋間距宜為100150mm。As=(0.0010.002)bh=234468mm2擬采用168,As=804mm2,每側8根。§7.3關于骨架構造梁的骨架由兩片焊接骨架及箍筋構成,兩片骨架的形狀和尺寸是相同的,跨中截面的左半部分和右半部分是對稱的。彎起鋼筋除由梁的主筋彎起632及216外,尚增設616的斜筋,均是成對彎起。第8章 鋼筋長度計算鋼筋長度系指鋼筋軸線之長度,在計算時應先計算各鋼筋彎起點至跨中的距離,然后算出各號鋼筋的彎起高度,就是用來計算各號鋼筋的彎起高度的,算出彎起高度后即可算出45°斜邊長,在計算各號鋼筋的全長時,應注意到每一彎折處圖上繪的都是折線,為此,還應扣除多算的部分,即切曲差=2TC,每有

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