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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 第一節(jié)緒論2</b></p><p><b> 一.設(shè)計特點2</b></p><p> 二. 實例設(shè)計基本資料3</p><p> 三. 橋型及縱橫斷面布置3</p>&l
2、t;p> 第二節(jié) 主梁內(nèi)力計算5</p><p> 一. 恒載內(nèi)力計算5</p><p> 二. 活載內(nèi)力計算5</p><p> 第三節(jié) 1號墩柱及柱的計算31</p><p> 一. 橫載計算31</p><p> 二. 活載計算31</p><p>
3、 三. 墩柱配筋設(shè)計31</p><p> 四. 樁基計算36</p><p> 五. 墩頂縱向水平位移檢算42</p><p> 六. 墩頂縱向水平位移驗算:43</p><p> 第四節(jié) 4號墩樁基礎(chǔ)計算44</p><p> 一. 恒載計算44</p><p>
4、 二. 活載計算44</p><p> 三. 樁的配筋48</p><p> 四.橋墩群樁基礎(chǔ)承載力計算51</p><p> 五. 樁身檢算52</p><p><b> 總 結(jié)55</b></p><p><b> 致 謝56</b><
5、;/p><p><b> 附 錄57</b></p><p><b> 緒論</b></p><p><b> 設(shè)計特點</b></p><p> 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)是連續(xù)梁橋施工中較為常見的一種方法。一般先架設(shè)預(yù)制主梁 ,形成簡支梁狀態(tài);進而再將主梁在墩頂形成連續(xù)梁體系。該
6、施工方法的主要特點是施工方法簡單可行,施工質(zhì)量可靠,實現(xiàn)了橋梁施工的工廠化,標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化。概括的講簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法是采用簡支梁的施工工藝,卻達到建造連續(xù)梁橋的目的。目前隨著高等級公路的發(fā)展,為改善橋梁行車的舒適性,簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋在中,小跨徑的連續(xù)梁橋中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p> 在簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋中由簡支狀態(tài)轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁橋狀態(tài)的常見方法有以下幾種:</p><p> 1.將主
7、梁內(nèi)的普通鋼筋在墩頂連續(xù);</p><p> 2.將主梁內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束在墩頂采用特殊的連接器進行連接;</p><p> 3.在墩頂兩側(cè)一定范圍內(nèi)的主梁上部布設(shè)局部預(yù)應(yīng)力短束來實現(xiàn)連接</p><p> 第一種方法雖然簡單易行,但常在墩頂負(fù)彎矩區(qū)發(fā)生橫向裂縫,影響橋梁的正常使用。方法二的效果最好,但施工困難,故一般不采用。第三種方法不僅施工可行,并且具有方法
8、二的優(yōu)點,同時又克服了僅采用普通鋼筋連續(xù)的開裂問題。所以一般簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋多采用墩頂短束與普通鋼筋連續(xù)這樣的構(gòu)造來實現(xiàn)簡支轉(zhuǎn)連續(xù)。</p><p> 由于簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋在施工過程中常存在體系轉(zhuǎn)換,那么必須依據(jù)具體的施工過程來分析結(jié)構(gòu)的受力。施工的第一階段是形成簡支梁,此階段主梁承受一期恒載自重產(chǎn)生的內(nèi)力及在簡支梁上施加的預(yù)加力;第二階段首先澆筑墩頂連續(xù)段混凝土,待混凝土達到要求的強度張拉后張拉墩頂負(fù)彎距束(局部
9、短束),最終形成連續(xù)梁。連續(xù)梁成橋狀態(tài)主要承受二期恒載,活載,溫度,支座沉降產(chǎn)生的內(nèi)力以及負(fù)彎矩短束的預(yù)加力,預(yù)加力的二次矩,徐變的二次矩等。由上面的分析可知,簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋跨中正彎矩要比現(xiàn)澆一次落架大,而支點負(fù)彎距要比現(xiàn)澆一次落架小。因此,在主梁內(nèi)要配置足夠數(shù)量的正彎矩束筋,以滿足連續(xù)梁狀態(tài)的承載要求和簡支狀態(tài)下的承受結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的需要。</p><p> 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋施工程序?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力也有一定的影響
10、。目前施工有兩種做法:一種是先將每片簡支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁后,再進行橫向整體化;另外一種做法是先將簡支梁橫向整體化后,再進行結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換。前者按平面結(jié)構(gòu)進行計算分析較為合理;而后者體系轉(zhuǎn)換后已屬空間結(jié)構(gòu),要進行較為精確分析,比較復(fù)雜。因此,后面介紹的設(shè)計實例采用第一種施工工序,以便同所采用的結(jié)構(gòu)分析軟件的基本模式相吻合,提高計算分析的可靠性。</p><p> 采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋一般采用等高
11、度的主梁。主梁截面型式可為箱形,T形,工字形等,主梁的高跨比一般為H/L=1/16—1/25。簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋常采用跨徑為20-50M,國外最大跨徑也有達80M。此外,為使連續(xù)梁的內(nèi)力分布更加合理,邊中跨徑之比為0.6-0.8,但考慮預(yù)制,安裝的方便也可采用等跨度。主梁橫斷面構(gòu)造,鋼束構(gòu)造及計算結(jié)果等設(shè)計內(nèi)容詳見設(shè)計實例。</p><p> 二. 實例設(shè)計基本資料</p><p><
12、b> ?。ㄒ唬蛄壕€性布置</b></p><p> 1.平曲線半徑:無平曲線。</p><p> 2.豎曲線半徑:無豎曲線,縱坡為0.8%</p><p> (二)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):</p><p> 1.設(shè)計荷載:公路一級</p><p> 2.橋面寬度:凈9附2×2.0m人行道;
13、</p><p> 3.設(shè)計洪水頻率:1/100</p><p> 4.基本地震烈度:Ⅶ</p><p> 5.橋高由線路標(biāo)高控制</p><p><b> ?。ㄈ┲饕牧?lt;/b></p><p> 1.混凝土:主梁采用C50號混凝土,蓋梁采用</p><p>
14、 2.普通鋼筋:采用符合GB1499-84標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋,直徑≧12mm者采用Ⅱ級20MnSi熱軋螺紋鋼;直徑≦12mm者采用Ⅰ級A3熱軋圓鋼筋。</p><p> 3.支座:采用GPZ(Ⅱ)2.0DX型、3.5DX型、4.0DX型和5.0型盆式橡膠支座,GPZ(Ⅱ)4.0GD型和5.0GD盆式橡膠支座。</p><p> 4.伸縮縫:采用GQF-C60和GQF-MZL120型伸縮縫。&l
15、t;/p><p><b> ?。ㄋ模┦┕し绞?lt;/b></p><p> 采用先簡支后連續(xù)法施工</p><p><b> (五)設(shè)計規(guī)范</b></p><p> 1.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTJ001-97)</p><
16、p> 2.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 (JTG D60-2004)</p><p> 3.公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范 ( JTJ062-91)</p><p> 4.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計規(guī)范 (JTG D62-2004)</p><p&
17、gt; 5.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (JTJ024-85)</p><p> 6.公路橋涵剛結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (JTJ025-86)</p><p> 7.公路勘測規(guī)范 (JTJ061-99)</p><p> 8.公路工程
18、地質(zhì)勘察規(guī)范 (JTJ064-98)</p><p> 9.公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制方法 (1996年)</p><p> 10.QSB/HBCPDI質(zhì)量體系程序文件</p><p> 三. 橋型及縱橫斷面布置</p><p> ?。ㄒ唬蛐筒贾眉翱讖絼澐?lt;/
19、p><p> 該例為團坡營左線大橋。為縮短工期,提高行車舒適性,綜合分析比較各類橋型后最終采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,上部構(gòu)造為二聯(lián)2-40m+一聯(lián)3-50mT梁,施工方法為簡支轉(zhuǎn)連續(xù)。</p><p><b> 1.截面形式及梁高</b></p><p><b> 本設(shè)計采用T梁截面</b></p><
20、;p> 連續(xù)梁在支點和跨中梁高估算值</p><p> 本設(shè)計中的T梁高度為260cm</p><p><b> 2.橫截面尺寸</b></p><p><b> 主梁橫截面構(gòu)造如圖</b></p><p> 40米梁在支點處、8m處、14m處、20m處、26m處、32m處設(shè)置橫隔板
21、,支點到8m處截面線性變化。50m梁在支點處,7m,13m,19m,25m,31m,37m,43m處設(shè)置橫隔板,支點到7m處截面線性變化。</p><p> 第二節(jié) 主梁內(nèi)力計算</p><p><b> 一. 恒載內(nèi)力計算</b></p><p> 主梁恒載內(nèi)力,包括主梁自重(前期恒載)引起的主梁自重內(nèi)力和后期恒載(如橋面鋪裝、人行道
22、、欄桿、燈柱等)引起的主梁后期恒載內(nèi)力,總稱為主梁恒載內(nèi)力。</p><p> ?。ㄒ唬┲髁鹤灾貎?nèi)力計算</p><p> 主梁自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋上的,因而它的計算與施工方法有密切關(guān)系。特別在大、中跨預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定梁橋的施工中不斷有體系轉(zhuǎn)換過程,在計算主梁自重內(nèi)力時必須分階段進行,有一定的復(fù)雜性。所有靜定結(jié)構(gòu)(簡支梁、懸臂梁、帶掛孔的T形剛構(gòu))及整體澆筑一此落架的超
23、靜定結(jié)構(gòu),主梁自重內(nèi)力可根據(jù)沿跨長變化的自重集度按下式計算:</p><p> = (4—1)</p><p> 式中:——主梁自重內(nèi)力(彎矩活剪力);</p><p><b> ——主梁自重集度;</b></p><p> ——相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響線坐標(biāo)。</p
24、><p> 借助SAP90程序計算。</p><p> (二)二期恒載內(nèi)力計算</p><p> 二期恒載(如橋面鋪裝、人行道、欄桿等)是在整個橋梁成為完整的連續(xù)體系之后加上去的,與施工方法無關(guān),這部分內(nèi)力可直接應(yīng)用結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線進行計算。在設(shè)計中只考慮橋面鋪裝和欄桿,其橫截面形式如圖(4.7)所示。 </p><p> 由此計算二期恒載
25、的荷載集度:</p><p> 瀝青混凝土r=21kN/m³,橋凈寬11.25m,瀝青混凝土厚9cm</p><p> g1=21×11.25×0.09=23.15kN/m</p><p> C40混凝土鋪裝:r=25kN/m,坡度為1%,厚度為15cm</p><p> g2=36.56kN/m<
26、/p><p> g=g1+g2=59.71kN/m</p><p> 借助SAP90程序計算</p><p><b> 二. 活載內(nèi)力計算</b></p><p> 活載內(nèi)力由基本可變荷載中的車輛荷載(包括汽車、履帶車、掛車、人群)產(chǎn)生。在使用階段,結(jié)構(gòu)已成為最終體系,其縱向的力學(xué)計算圖式是明確的。主梁活載內(nèi)力計算分
27、為兩部分:第一部求某一主梁的最不利荷載橫向分布系數(shù)m;第二部,應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線,給荷載乘以橫向分布系數(shù),mp,在縱向滿足橋規(guī)規(guī)定的車輪輪距限制條件下,使mp </p><p> 最大,確定車輛的最不利位置,相應(yīng)求得主梁的最大活載內(nèi)力。對汽車車列必須比較正向和逆向行駛兩種布置情況,取其大者。對于三角形或拋物線形的內(nèi)力影響線,可直接使用等代荷載表計算活載內(nèi)力。一般情況下,將車列軸重力最大的車輪置于影響線的最大縱坐
28、標(biāo)上即可求得最大活載內(nèi)力。根據(jù)規(guī)范要求,對汽車活載還必須考慮沖擊力的影響,因此,主梁活載內(nèi)力計算公式為:</p><p> 直接在內(nèi)力影響線上布置荷載:</p><p> S=(1+) (4—4)</p><p><b> 應(yīng)用等代荷載時:</b></p><p> S=(1+)
29、 (4—5) </p><p> 式中:S——主梁最大活載內(nèi)力(彎矩或剪力);</p><p> ?。?+)——汽車荷載的沖擊系數(shù),它與跨徑(對于簡支梁)或影響線荷載長度(對于懸臂梁或連續(xù)梁等)L有關(guān):對于驗算荷載與人群荷載,則不計沖擊影響,對鋼筋混凝土橋荷預(yù)應(yīng)力混凝土橋,(1+)=1+0.3×,并1.30; ,</p><p> ——汽
30、車荷載的折減系數(shù),規(guī)范規(guī)定,當(dāng)橫向布置的車隊數(shù)大于2時,應(yīng)考慮計算荷載的橫向折減,但折減后的效應(yīng)不得小于用兩行車隊布載的計算結(jié)果,對于驗算荷載和人群荷載均不予折減,即=1.0。本設(shè)計橫向布置的車隊數(shù)為3,故取0.78;</p><p> m——荷載橫向分系數(shù),計算主梁彎矩可用跨中荷載橫向分布系數(shù)m代替全跨各點上的m,在計算主梁剪力時,應(yīng)考慮m在跨內(nèi)的變化.</p><p> p——汽車
31、車列的車軸重力;</p><p> y——主梁內(nèi)力影響線的縱坐標(biāo);</p><p> k ——主梁內(nèi)力影響線的等代荷載;</p><p> ——相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響線面積。</p><p> 在橫向上布載一列車隊,加上考慮到動力放大系數(shù),所以最終最大活載內(nèi)力為:</p><p> S=p
32、 (4—6)</p><p> 式中:N——橫向上布載車隊數(shù),本設(shè)計取N=3;</p><p> (一)活載橫向分布系數(shù)</p><p> 荷載對稱布置用杠桿法,非對稱布置用偏心受壓法。</p><p> 1.單列汽車對稱布置</p><p> K1=K5=0, K2=K4=1/2×90
33、/240=0.1875</p><p> K3=1/2×(150+150)/240=0.667 </p><p> 2.雙列汽車對稱布置:</p><p> K1=K5=0, K2=K4=(235/240+65/240)×1/2=0.625</p><p> K3=1/2×185×2/2
34、40=0.771</p><p> 3.三列汽車對稱布置:</p><p> K1=K5=0, K2=K4=1/2×[(90+130)/240+80/240]=0.625</p><p> K3=1/2×(20+150+150+20)/240=0.708</p><p> 4.單列車非對稱布置</p>
35、;<p> Ki=1/n±eai/2∑a², n=5, e=435 2∑a²=576000</p><p> K1=1/5+435×480/576000=0.5625</p><p> K2=1/5+435×240/576000=0.38125</p><p> K3=1/5+4
36、35×0/576000=0.2</p><p> K4=1/5-435×240/576000=0.01875</p><p> K5=1/5-435×480/576000=-0.1625</p><p> 5.雙列車非對稱布置</p><p> Ki=1/n±eai/2∑a², n
37、=5, e=280, 2∑a²=576000</p><p> K1=1/5+280×480/576000=0.433</p><p> K2=1/5+280×240/576000=0.3167 </p><p> K3=1/5+280×0/576000=0.2</p><p>
38、 K4=1/5-280×240/576000=-0.083</p><p> K5=1/5-280×480/576000=-0.033</p><p> 6.三列汽車非對稱布置</p><p> Ki=1/n±eai/2∑a², n=5, e=125, 2∑a²=576000</p
39、><p> K1=1/5+125×480/576000=0.304</p><p> K2=1/5+125×240/576000=0.252</p><p> K3=1/5+125×0/576000=0.2</p><p> K4=1/5-125×240/576000=0.148</p>
40、<p> K5=1/5-125×480/576000=0.096</p><p> ?。ǘ?40m跨徑汽車順橋行駛</p><p><b> 1.單孔單列車</b></p><p> B1=0, B2=10.5×38.86/2+260=464.015kN</p><p> B
41、=B1+B2=464.015kN</p><p><b> 2.雙孔單列車</b></p><p> B1=(10.5×38.86)/2=204.015kN, B2=464.015kN</p><p> B=B1+B2=668.03kN</p><p> ?。ㄈ┗钶d橫向分布后各梁支點反力<
42、/p><p> 各梁活載反力匯總表(表1)</p><p> 各梁反力匯總(表2)</p><p> ?。ㄋ模╇p柱反力Gi計算:</p><p> Gi=1/749×(854.5R1+614.5R2+374.5R3+134.5R4-105.5R5)</p><p> 墩柱反力計算表(表3)</p&g
43、t;<p> (五)蓋梁各截面內(nèi)力計算</p><p><b> 1.彎距計算:</b></p><p> 支點彎距采用非對稱布置時的計算值,跨中彎距采用對稱布置時的彎距值。</p><p> M1-1=0, M2-2=0, M3-3=0, M4-4=-1.055R1</p><p>
44、 M5-5=-2.4R1+1.345G1, M6-6=-4.8R1-2.4R2+3.745G1</p><p><b> 彎距計算表(表4)</b></p><p><b> 2.剪力計算:</b></p><p><b> 剪力計算表(表5)</b></p><p>
45、<b> 彎距組合表(表6)</b></p><p><b> 剪力組合表(表7)</b></p><p> (六)跨徑為50m汽車順橋向行駛</p><p><b> 1.單孔單列車</b></p><p> B1=0KN, B2=10.5×49/
46、2+260=517.25KN</p><p> B=B1+B2=517.25KN</p><p><b> 2.雙孔單列車</b></p><p> B1=(10.5×49)/2=257.25kN, B2=517.25kN</p><p> B=B1+B2=257.25+517.25=774.5kN&
47、lt;/p><p> ?。ㄆ撸┗钶d橫向分配后各梁支點反力</p><p> 各梁活載反力匯總表(表8)</p><p><b> 各梁反力匯總</b></p><p> 墩柱反力計算表(表10)</p><p> (八)蓋梁各截面內(nèi)力計算</p><p> 彎距計算表
48、(表11)</p><p> 剪力計算表(表12)</p><p> 彎距組合表(表13)</p><p> 剪力組合表(表14)</p><p> (九)各墩水平力計算</p><p><b> 1.縱向水平力:</b></p><p> 橋梁的縱向水平力有溫
49、度應(yīng)力,混凝土收縮及徐變影響力,支座摩阻力及汽車制動力。各縱向水平力的計算,分配如下:</p><p> (1)橋墩墩頂?shù)目雇苿偠劝醇蓜偠劝l(fā)分配</p><p> 墩頂?shù)目雇苿偠劝聪率接嬎悖?lt;/p><p> 式中:——i號墩墩頂剛度:</p><p> n——一個單排樁橋墩墩柱數(shù),n=2</p><p>
50、 ——柱材料55號混凝土彈性模量與柱毛截面慣性距乘積,=3.55× </p><p> ,,,——用“m”法計算樁基時有關(guān)系數(shù)</p><p><b> h——樁高</b></p><p><b> , </b></p><p><b> , </b
51、></p><p><b> 式中:=</b></p><p> =2.4744×rad/m</p><p> 1號墩、6號墩處設(shè)GPZⅡ3.5DX型盆式橡膠支座,其尺寸為545×630×120mm,剪切模量G=1.1</p><p> 0,2,5,7號墩處設(shè)GPZⅡ2.0DX
52、型盆式橡膠支座,其尺寸為:410×480×90mm</p><p> 4號墩處中梁設(shè)GPZⅡ4.0DX型盆式橡膠支座,其尺寸為1945×1870×320mm,邊梁設(shè)置GPZⅡ5.0DX型盆式橡膠支座,其尺寸為2155×2080×340mm</p><p> 3號墩處中梁設(shè)GPZⅡ4.0GD型盆式橡膠支座,其尺寸為1870
53、15;1870×315mm,邊梁設(shè)置GPZ5.0GD型盆式橡膠支座,其尺寸為2080×2080×335mm</p><p> 各號墩頂支座頂部集成剛度為</p><p><b> ?。ㄊ┲苿恿Ψ峙?lt;/b></p><p><b> 制動力計算</b></p><p&g
54、t; 先計算一個車道上的制動力。車道荷載中=10.5kN/m,=260kN,加載長度為310m,作用在其上的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的總重力為</p><p> 10.5×310+260=3515kN</p><p> 3515×10%=351.5kN≈350kN</p><p> 故一個車道上的制動力取為350kN,同向行駛?cè)嚨赖闹苿恿橐?/p>
55、個設(shè)計車道的2.34倍,其值為350×2.34=819kN</p><p><b> 制動力的分配</b></p><p> ∑K=K1+K2+K3+K4+K5+K6=4146.648kN/m</p><p> 則各墩臺分配的制動力為:</p><p> (十一)混凝土收縮徐變及溫度影響力在各墩上的分配
56、</p><p> 混凝土收縮徐變及溫度下降,均屬于同一性質(zhì),三者加起來相當(dāng)于降溫10+20+25=55</p><p> 對于上部結(jié)構(gòu)的縮短,本橋情況是兩端向中部縮短,因此一聯(lián)中必有一個不動點。</p><p> C—收縮系數(shù),降溫55時,C=0.00001×55=0.00055</p><p> --0號、7號臺摩阻力,
57、其中為摩阻系數(shù),一般取0.06;R為上部結(jié)構(gòu)垂直反力;</p><p> Ki—i號墩支座頂集成剛度;</p><p> KiLi—i號墩支座頂集成剛度×橋墩距起始點的距離</p><p> ,計算結(jié)果不在0-80之間,取x=0</p><p> 各墩的支座頂,由于上部結(jié)構(gòu)混凝土收縮徐變及溫降引起的水平力為:</p&g
58、t;<p> P=橋墩距不變點的距離×支座頂集成剛度×C</p><p> P1=(x-40)K1C=(0-40)×1111.312×0.00055=-24.45kN(←)</p><p> P2=(x-80)K2C=(0-80)×353.414×0.00055=-15.55kN(←)</p>&
59、lt;p> P3=(x-50)K3C=(110.52-50)×164.19×0.00055=5.465kN(→)</p><p> P4=(x-100)K4C=(110.52-100)×147.136×0.00055=0.85kN(→)</p><p> P5=(x-150)K5C=(110.52-150)×504.419
60、15;0.00055=-10.95kN(←)</p><p> P6=[x-(-40)]K6C=[0-(-40)]×1866.173×0.00055=-41.056kN(←)</p><p> 各墩的支座頂,由于上部結(jié)構(gòu)溫升引起的水平力計算如下:</p><p> P1=-(x-40)K1C=-(0-40)×1111.312
61、15;0.0002=8.89kN(→)</p><p> P2=-(x-80)K2C=-(0-80)×353.414×0.0002=5.655kN(→)</p><p> P3=-(x-50)K3C=-(110.52-50)×164.19×0.0002=-1.987kN(←)</p><p> P4=-(x-100)K4
62、C=-(110.52-100)×147.136×0.0002=-0.31kN(←)</p><p> P5=-(x-150)K5C=-(110.52-150)×504.419×0.0002=3.983kN(→)</p><p> P6=-[x-(-40)]K6C=-[0-(-40)]×1866.173×0.0002=14.92
63、5kN(→)</p><p> 水平力匯總(表15)</p><p><b> ?。ㄊ┛v橫向風(fēng)力</b></p><p><b> 橫向風(fēng)壓: </b></p><p> 式中: --設(shè)計風(fēng)速頻率換算系數(shù),取=1;</p><p> --風(fēng)載體型系數(shù),本例取=1.
64、3;</p><p> --風(fēng)壓高度變化系數(shù),=1;</p><p> --地形地理條件系數(shù),=1;</p><p> --基本風(fēng)壓值,取500</p><p> =1×1.3×1×1×500=650=0.65k(上部結(jié)構(gòu)風(fēng)壓)</p><p> =1×0.8
65、×1×1×500=400=0.4 k(下部結(jié)構(gòu)風(fēng)壓)</p><p> 護欄風(fēng)力:護欄高0.9m,實體,其傳于每個墩的風(fēng)力為</p><p> PW1=0.9×310×0.65×1/4=45.3375kN</p><p> 梁的風(fēng)力。實體梁高2.6m,其傳于每個墩的風(fēng)力為:</p>&l
66、t;p> PW2=2.6×310×0.65×1/4=130.975kN</p><p> 橋梁的外直徑2m,2.2m,2.4m,1.8m</p><p> 1號墩:PW3=2×24×0.4=19.2kN</p><p> 2號墩:PW3=2.2×41.47×0.4=63.1008kN
67、</p><p> 3號墩:PW3=2.4×56.66×0.4=24.2928kN</p><p> 4號墩:PW3=2.4×65.73×0.4=12.456kN</p><p> 5號墩:PW3=2.4×33.74×0.4=24.2928kN</p><p> 6號墩:PW
68、3=1.8×17.3×0.4=12.446kN</p><p> 護欄風(fēng)力對樁身底力臂:1/2×0.9+2.6+支座+墊石+墩高</p><p> 1號支座高120mm 力臂為:1/2×0.9+2.6+0.220+24=27.27m</p><p> 2號支座高90mm 力臂為:1/2×0.9+2.6
69、+0.190+41.47=44.71m</p><p> 3號支座高335mm 力臂為:1/2×0.9+2.6+0.435+56.66=60.145m</p><p> 4號支座高340mm 力臂為:1/2×0.9+2.6+0.440+65.73=69.22m</p><p> 5號支座高90mm 力臂為:1/2×0
70、.9+2.6+0.19+33.74=36.98m</p><p> 6號支座高120mm 力臂為:1/2×0.9+2.6+0.22+17.3=20.57m</p><p> 梁的風(fēng)力對墩身底力臂:1/2×2.6+支座+墊石+墩高</p><p> 1號墩 力臂為:1/2×2.6+0.220+24=25.
71、52m</p><p> 2號墩 力臂為:1/2×2.6+0.190+41.47=42.96m</p><p> 3號墩 力臂為:1/2×2.6+0.435+56.66=58.395m</p><p> 4號墩 力臂為:1/2×2.6+0.440+65.73=
72、67.47m</p><p> 5號墩 力臂為:1/2×2.6+0.19+33.74=35.23m</p><p> 6號墩 力臂為:1/2×2.6+0.22+17.3=18.82m</p><p> 橫向風(fēng)力匯總表(表13)</p><p> 第三節(jié) 1號墩柱及
73、柱的計算</p><p><b> 一. 橫載計算</b></p><p> ?。ㄒ唬┥喜繕?gòu)造恒載:8709.75kN</p><p> (二)蓋梁自重:1290.133kN</p><p> ?。ㄈ┮桓罩灾兀篏1=3.14×2²×24×26=1960.354kN<
74、/p><p><b> 二. 活載計算</b></p><p> ?。ㄒ唬┧交钶d:制動力為219.494kN,溫度影響力為24.45kN</p><p><b> ?。ǘ┐怪焙奢d:</b></p><p> 1.汽車荷載單孔單列車布置:</p><p> B1=0,
75、 B2=10.5×38.86/2+260=464.015kN</p><p> B=B1+B2=464.015kN</p><p> 2.汽車荷載雙孔雙列車布置:</p><p> B1=10.5×38.86/2=204.015kN, B2=464.015kN</p><p> B=B1+B2=668.03kN&
76、lt;/p><p><b> 三. 墩柱配筋設(shè)計</b></p><p> ?。ㄒ唬╇p柱反力橫向分布計算</p><p><b> 1.汽車單列布置</b></p><p> K1=(4.35+3.745)/7.49=1.081, K2=1-1.081=-0.081</p><
77、;p><b> 2.汽車雙列布置</b></p><p> K1=(2.8+3.745)/7.49=0.874, K2=1-0.874=0.126</p><p><b> 3.汽車三列布置</b></p><p> K1=(1.25+3.745)/7.49=0.667, K2=1-0.667
78、=0.333</p><p><b> (二)活載內(nèi)力計算</b></p><p> 1.最大最小垂直力計算</p><p> 最大最小垂直力計算表(表14)</p><p> 2.最大最小垂直力時彎距計算表</p><p> 相應(yīng)于最大最小垂直力時彎距計算表(表15)</p>
79、;<p><b> 3.墩柱彎距計算表</b></p><p> 最大彎距計算表(表16)</p><p> ?。ㄈ┒罩捉孛鎯?nèi)力組合</p><p> 荷載組合計算表(表17)</p><p> 由內(nèi)力組合表得知以下組合控制設(shè)計:</p><p> ⑴恒載+單孔雙列+制
80、動力+溫度力 Nj=12875.156kN, Mj=320.222+243.944×24=6174.878kN.m</p><p> ?、坪爿d+雙孔雙列+制動力+溫度力 Nj=13277.421kN, Mj=179.43+243.944×24=6034.086kN.m</p><p> 水平力:243.944kN</p><p
81、><b> 偏心距增大系數(shù)</b></p><p> 式中:=1.25, =0.95</p><p> =3.55××0.785</p><p><b> =1.12</b></p><p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-1)驗算正截面強度&l
82、t;/p><p> 該式右項為正截面強度,左項為軸力Nj=12875.156kN</p><p> 式中 =0.95,=1.25,=1.25</p><p> --55號混凝土設(shè)計強度,=25.3;</p><p> --Ⅱ級鋼筋設(shè)計強度,=340;</p><p> --墩柱配筋率,一般不少于0.4%,本例采
83、用=0.4%</p><p> A,C—計算系數(shù),根據(jù)規(guī)范JTJ023-85附錄三確定,其法如下:</p><p> 假定:=0.56(中性軸相對系數(shù))</p><p> g= /r=0.9(鋼筋布筋半徑/墩柱半徑)</p><p> =0.004(配筋率)</p><p> r=1000mm(墩柱半徑)&l
84、t;/p><p> 按上述數(shù)據(jù),自規(guī)范JTJ023-85附錄三附表3.2查得:</p><p> A=1.3632, B=0.6559, C=0.2937, D=1.8519</p><p> ==0.5406≈=1.12×0.48=0.5376,可。 ==26515177.92N=26515.178kN>Nj=12875.156kN, 可
85、。</p><p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-2)驗算正截面強度</p><p> 該式右項為正截面強度,左項為彎距</p><p> =12875.156×0.5376=6921.684kN.m</p><p><b> 該式右項</b></p><p>
86、==14334kN.m</p><p> ?。?6921.684kN.m, 可。</p><p><b> 截面主鋼筋</b></p><p> 采用40Ф20=125.60cm²</p><p><b> 四. 樁基計算</b></p><p> 挖孔樁
87、直徑為2.6m,用55號混凝土,按m法計算,m值為20000。樁身混凝土受壓彈性模量=3.55× </p><p><b> (一)荷載計算</b></p><p> 兩孔恒載反力:N1=4354.875kN</p><p> 蓋梁重反力: N2=1290.133kN</p><p> 系梁恒重反力:
88、N3=1/2×1.8×1.8×4.58×26=385.8192kN</p><p> 一根墩柱恒重 N4=1960.354kN</p><p> =N1+N2+N3+N4=6461.92kN</p><p><b> 樁每延米自重:</b></p><p><b>
89、; ?。ǘ┗钶d反力</b></p><p> 1.雙孔單列:814.574kN, 雙孔雙列:1317.184kN, 雙孔三列:1176.107kN</p><p> 2.單孔單列:565.805kN, 單孔雙列:914.919kN, 單孔三列:808.353kN</p><p> 3.制動力:T=219.494kN,作用
90、點在支座中心,距樁頂距離為: 1/2×0.12+3.5+24=27.56m</p><p> 4.縱向風(fēng)力: =45.3375kN,=1236.35kN.m, </p><p> =130.975kN, =3342.482kN.m,</p><p> =19kN, =230.4 kN.m,</p><p><b>
91、; 作用于樁頂?shù)耐饬?lt;/b></p><p> =6461.92+1317.184=7779.104kN,(雙孔)</p><p> =6461.92+565.805=7027.725kN,(單孔)</p><p> H=219.494+45.3375+130.975+19.2=415.0065kN</p><p> M
92、=565.805×0.5+219.494×27.56+1236.35+3342.482+230.4=11141.39kN.m</p><p> 作用在地面處樁頂?shù)耐饬Γ?lt;/p><p> =7779.104+81.68=7860.784kN,</p><p> =7027.725+81.68=7109.405kN。</p>&
93、lt;p> H=415.0065kN</p><p> M=565.805×0.5+219.499×28.56+1281.69+3473.457+2496=11556.54kN.m</p><p> (三)樁的內(nèi)力計算(m法)</p><p><b> 1.樁的計算寬度</b></p><p
94、> ==0.9×(2.6+1)=3.24m</p><p><b> 2.樁的變形系數(shù)</b></p><p> m=20000, =3.24m, , </p><p> 換算深度按彈性樁計算。</p><p><b> 3.土面處樁的柔度</b></p>
95、;<p> 按則:=2.612, ==1.698</p><p><b> =1.787</b></p><p> 4.樁在土面處的位移和轉(zhuǎn)角</p><p> 5.土中任意深度y處樁身彎距</p><p><b> =</b></p><p>&
96、lt;b> =</b></p><p><b> 計算表(表18)</b></p><p><b> 6.樁身水平壓力</b></p><p> 計算表(kN/m²)(表19)</p><p> 7.樁身截面配筋與強度驗算</p><p>
97、; 檢算最大彎距(Z=2.765m)值處的截面強度,該處內(nèi)力值為:</p><p> M=12054.0824kN.m, N=7335.2502kN</p><p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-1)驗算正截面強度</p><p> 該式右項為正截面強度,左項為軸力Nj=7335.2502kN</p><p> 式
98、中 =0.95,=1.25,=1.25</p><p> --55號混凝土設(shè)計強度,=25.3;</p><p> --Ⅱ級鋼筋設(shè)計強度,=340;</p><p> --墩柱配筋率,一般不少于0.4%,本例采用=0.4%</p><p> A,C—計算系數(shù),根據(jù)規(guī)范JTJ023-85附錄三確定,其法如下:</p>&
99、lt;p> 假定:=0.21(中性軸相對系數(shù))</p><p> g= /r=0.923(鋼筋布筋半徑/墩柱半徑)</p><p> =0.004(配筋率)</p><p> r=1300mm(墩柱半徑)</p><p> 按上述數(shù)據(jù),自規(guī)范JTJ023-85附錄三附表3.2查得:</p><p>
100、A=0.3481, B=0.2787, C=-1.4676, D=1.4623</p><p><b> =≈,可。</b></p><p><b> 可。</b></p><p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-2)驗算正截面強度</p><p> 該式右項為
101、正截面強度,左項為彎距</p><p> =7335.2502×1.6962=12054.0824kN.m</p><p><b> 該式右項</b></p><p><b> 截面主鋼筋</b></p><p> 采用35Ф28=212.372cm²</p>
102、<p> 五. 墩頂縱向水平位移檢算</p><p> 樁在地面處的水平位移和轉(zhuǎn)角計算(,)</p><p> , </p><p> , , </p><p> 六. 墩頂縱向水平位移驗算:</p><p> 已知:, , , </p&
103、gt;<p><b> =0.00705m</b></p><p><b> , 符合要求。</b></p><p> 第四節(jié) 4號墩樁基礎(chǔ)計算</p><p><b> 一. 恒載計算</b></p><p> (一)上部恒載:9013.95kN
104、</p><p> (二)蓋梁自重:1290.133kN</p><p> ?。ㄈ┮桓罩嬎悖篏1=0.4×2.2×65.73×26=7966.486kN</p><p> ?。ㄋ模┏信_自重:G2=(2+2×0.75)²×4×26=1274kN</p><p><
105、;b> 二. 活載計算</b></p><p> ?。ㄒ唬?制動力為29.059kN,溫度影響力為0.85kN</p><p><b> ?。ǘ┐怪焙奢d:</b></p><p> 1. 汽車荷載單孔單列車布置:</p><p> B1=0, B2=10.5×49/2+260=51
106、7.25kN</p><p> B=B1+B2=517.25kN</p><p> 2. 雙孔雙列車布置:</p><p> B1=(10.5×49)/2=257.25kN, B2=517.25kN</p><p> B=B1+B2=257.25+517.25=774.5kN</p><p>
107、(三) 雙柱反力橫向分布計算</p><p><b> 1.汽車單列布載:</b></p><p> K1= , K2=1-1.081=-0.081</p><p><b> 2.汽車雙列布載:</b></p><p> , K2=1-0.874=0.126</p><p
108、><b> 3.汽車三列布載:</b></p><p> ,K2=1-0.667=0.333</p><p> (四)活載內(nèi)力計算:</p><p> 1.最大最小垂直力計算:</p><p> 最大最小垂直力計算表(表20)</p><p> 2.最大最小垂直力時彎距計算表&l
109、t;/p><p> 相應(yīng)于最大最小垂直力時彎距計算表</p><p><b> 3.墩柱彎距計算表</b></p><p> 最大彎距計算表(表21)</p><p> 4.墩柱底截面內(nèi)力組合</p><p> 荷載組合計算表(表22)</p><p> 由內(nèi)力組合
110、表得知以下組合控制設(shè)計:</p><p> ?。?)恒載+單孔雙列+制動力+溫度力 Nj=14783.474kN, Mj=356.958+39.1014×65.73=2927.093kN.m</p><p> (2) 恒載+雙孔雙列+制動力+溫度力 Nj=15290.714kN, Mj=179.43+39.1014×65.73=2749.565k
111、N.m</p><p> 豎直力 N= 16065.6426kN</p><p> 力矩 M=2811.3414kN.m</p><p> 水平力 H=278.5147kN</p><p><b> 三. 樁的配筋</b></p><p> 樁身采用C55鋼筋混凝土。按《鐵路橋
112、涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB-10002.3-99)查得當(dāng)C55時E=35.56kPa。樁身受撓剛度樁身截面面積(按設(shè)計樁徑2.4m),A= ×1.2²=4.5216m²</p><p><b> ?。ㄒ唬兜挠嬎銓挾?lt;/b></p><p><b> , </b></p><
113、;p><b> ,故</b></p><p><b> ?。ǘ┳冃蜗禂?shù):</b></p><p><b> (三)計算</b></p><p> ξ=1/2=0.5, </p><p><b> ?。ㄋ模┯嬎?,,</b></p>
114、;<p><b> ,故可取4.0m</b></p><p> 查表得: </p><p> ?。ㄎ澹┯嬎闩_位移b,a和</p><p> (六)計算樁頂內(nèi)力:</p><p> 8107.1136kN</p><p> 5998.557kN</p>
115、;<p><b> .m</b></p><p> ?。ㄆ撸炈銌螛遁S向受壓容許承載力:</p><p><b> 樁身自重:</b></p><p> 與樁入土部分同體積的土重:</p><p> =800 +6×(18-10)×(4×2.4-3
116、)+6/2×(18-10)×(22-4×2.4)=1414.4</p><p> 8107.1136+1945.023-863.938=9188.1986kN﹤1.2[P] 可。</p><p> (八)局部沖刷線處樁身橫向位移和轉(zhuǎn)角</p><p> 因樁下端在土層內(nèi),且>2.5,故</p><p>
117、;<b> , </b></p><p> 其中: =-421.9878+71.4534×3=-207.6276kN.m</p><p> 、、、 可根據(jù)=0及=4查表得:</p><p> =2.441, =1.621, =-1.621, =-1.751</p><p> ?。ň牛┯?/p>
118、算樁身彎距:</p><p><b> 計算表(表23)</b></p><p> 橋墩群樁基礎(chǔ)承載力計算</p><p> ?。ㄒ唬┌赐磷枇Υ_定群樁承載力</p><p> 將群樁基礎(chǔ)視為實體基礎(chǔ),近似采用以下公式檢算群樁底面土的壓應(yīng)力:</p><p> 其中:N為包括莊重的實體基礎(chǔ)重
119、,N=47428.9226kN </p><p> A 為實體基礎(chǔ)底面面積 , A=17.989.18=165.0564m2</p><p> W為實體基礎(chǔ)底面抵抗矩 W=m3</p><p> 橋墩群樁承載力滿足要求。</p><p><b> 五. 樁身檢算</b></p><p&
120、gt; ?。ㄒ唬┓€(wěn)定性檢算;采用(6-108)式進行計算。</p><p><b> Ncr=</b></p><p><b> =</b></p><p> 主力+附加力時,K=1.6,則</p><p> KN=1.616065.6426=25705.02816kN Ncr=285600
121、0kN </p><p><b> 穩(wěn)定性滿足要求。</b></p><p><b> ?。ǘ姸葯z算</b></p><p> 檢算最大彎距(Z=2.765m)值處的截面強度,該處內(nèi)力值為:</p><p> M=421.9878kN.m, N=9188.1986kN</p&g
122、t;<p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-1)驗算正截面強度</p><p> 該式右項為正截面強度,左項為軸力Nj=9188.1986kN</p><p> 式中 =0.95,=1.25,=1.25</p><p> --55號混凝土設(shè)計強度,=25.3;</p><p> --Ⅱ級鋼筋設(shè)計強度,=3
123、40;</p><p> --墩柱配筋率,一般不少于0.4%,本例采用=0.4%</p><p> A,C—計算系數(shù),根據(jù)規(guī)范JTJ023-85附錄三確定,其法如下:</p><p> 假定:=1.24(中性軸相對系數(shù))</p><p> g= /r=0.9167(鋼筋布筋半徑/墩柱半徑)</p><p>
124、=0.004(配筋率)</p><p> r=1200mm(墩柱半徑)</p><p> 按上述數(shù)據(jù),自規(guī)范JTJ023-85附錄三附表3.2查得:</p><p> A=3.0075, B=0.1201, C=2.7675, D=0.3248</p><p><b> =≈,可。</b><
125、;/p><p><b> 可。</b></p><p> 按規(guī)范JTJ023-85式(4.1.18-2)驗算正截面強度</p><p> 該式右項為正截面強度,左項為彎距</p><p> =9188.1986×1.01823×0.0521=487.432kN.m</p><p
126、><b> 該式右項</b></p><p><b> 截面主鋼筋</b></p><p> 采用26Ф30=183.78cm²</p><p><b> 總 結(jié)</b></p><p> 通過對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的初步設(shè)計,了解了橋梁設(shè)計階段的基
127、本程序。定性的理解了橋梁設(shè)計的基本原則(適用、安全、經(jīng)濟、美觀)和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),進行了橋梁的各項設(shè)計和驗算。</p><p> 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁是現(xiàn)在廣泛使用的一種體系,主要適用于大跨度梁橋。它具有變形小,結(jié)構(gòu)剛度好,行車平順舒適,伸縮縫少,養(yǎng)護簡易,抗震能力強等優(yōu)點。而且采用了預(yù)應(yīng)力筋,增加預(yù)應(yīng)力筋能充分發(fā)揮高強材料的特性,具有可靠的強度、剛度和抗裂性能,耐久性強,材料可塑性強,便于建筑藝術(shù)處理,也容易滿足
128、橋梁曲線和坡度的要求。當(dāng)橋跨增大時,在荷載作用下,連續(xù)梁橋的中間節(jié)點截面處將承受較大的負(fù)彎矩,從絕對值來看,支點負(fù)彎矩遠(yuǎn)大于跨中正彎矩。采用變截面梁(支點處梁高增大,跨中梁高減小,其間按曲線或折線過渡)更能適用結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律。常采用懸臂法施工,變截面梁的受力狀態(tài)與其施工時的內(nèi)力狀態(tài)基本吻合,更適用于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其外形和諧,節(jié)省材料并可增大橋下凈空,是大跨度橋梁的優(yōu)選方案。</p><p>
129、本設(shè)計主要對團坡營大橋的下部結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,包括上部結(jié)構(gòu)尺寸的擬定、內(nèi)力計算、配筋、驗算、施工問題的研究等。</p><p> 本設(shè)計題目為:三聯(lián)七跨(2×40+3×50+2×40m)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面T型連續(xù)梁橋。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁是現(xiàn)在廣泛使用的一種體系,主要適用于大跨度梁橋。它具有變形小,結(jié)構(gòu)剛度好,行車平順舒適,伸縮縫少,養(yǎng)護簡易,抗震能力強等優(yōu)點。而且采用了預(yù)應(yīng)力筋,增加
130、預(yù)應(yīng)力筋能充分發(fā)揮高強材料的特性,具有可靠的強度、剛度和抗裂性能,耐久性強,材料可塑性強,便于建筑藝術(shù)處理,也容易滿足橋梁曲線和坡度的要求。</p><p> 本次設(shè)計通過對一個工程實例的設(shè)計,熟悉了設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的基本方法和基本步驟。論文首先介紹了橋梁概述和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點及發(fā)展過程。然后確定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁結(jié)構(gòu)為本次設(shè)計方案。接著進行了結(jié)構(gòu)尺寸的擬定,對橋梁的立面、橫截面及細(xì)部尺寸進行
131、了初步設(shè)計。再利用SAP90計算程序計算了采用逐跨施工的主梁的恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力、溫度效應(yīng)等引起的內(nèi)力。然后為下部結(jié)構(gòu)計算,著重進行了墩和柱的強度、應(yīng)力檢算。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 在進行對**大橋的設(shè)計過程中,我得到了**老師的悉心指導(dǎo),*老師為人熱情、平易近人,工作孜孜不倦,在我遇到困難時耐心講解,還有本組同學(xué)的熱心幫
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