中期答辩资料

25m跨预应力混凝土简支T形梁桥上部结构设计指导老师：XX内容及进度已完成内容介绍接下来进度安排自我总结设计资料设计跨径和桥面宽度1）计算跨径：25m。2）主梁全长：25.96m.3)桥面宽度（桥面净宽）：6×2.1m。设计标准1）设计荷载：公路—Ⅱ级，设计车道数为3车道，人群荷载3.0KN/m，每侧防撞栏7.5KN/m计，每侧的宽度为0.5m2）环境标准：Ⅰ类环境。3）设计安全等级：二级。主要材料和工艺1）混凝土：主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝均采用C50混凝土；桥面铺装采用C40混凝土。2）钢材：Φs15.2钢铰线，每束6根，全梁配6束，fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105MPa。3）施工工艺：按后张法施工工艺制作主梁，采用金属波纹管和夹片锚具，波纹管内径64mm，外径70mm。结构设计截面几何特性计算表分块面积Ai分块面积形心至上缘距离yi分块面积对上缘静矩Si分块面积自身矩Ii分块面积对截面形心的惯性矩Ixcm2cmcm3cm4cm2cm4cm4翼板7.503150.0025200.0059062.5065.7113601082.9113660145.42三角承托18.33500.009165.002777.7855.381533472.201536249.98腹板97.503300.00321750.00748687.50-23.791867681.539354556.53下三角173.33400.0069332.006666.67-99.623969657.763976324.43马蹄190.001000.00190000.0033333.33-116.2913523364.1013556697.43∑——8350.00615447.00——————42083973.79翼板8.002700.0020250.0050625.0069.2812959239.6813009864.68三角承托18.33500.009165.002777.7858.951737551.251740369.03腹板97.503300.00321750.007486876.00-20.221349199.728836074.72下三角173.33400.0069332.003750.00-96.053690241.003693991.00马蹄190.001000.00190000.0033333.33-112.7212705798.4012709131.73∑——7900.006104979.00——————39989391.16分块名称大毛截面小毛截面大毛截面形心至上翼缘距离：ys=∑Si/∑Ai大毛截面形心至上翼缘距离：ys=∑Si/∑Ai73.7177.28isidyyixIII主梁作用效应计算1.永久作用效应计算下面进行永久作用效应计算，参照图下图，设a为计算截面至左侧支座的距离，并令c=a∕l，主梁弯矩M和剪力V的计算公式分别为：作用效应跨中四分点支点C=0.5C=0.25C=0一期弯矩（KN／m）1925.781444.340剪力（KN）0154.06308.13二期弯矩（KN／m）897.66673.240剪力（KN）059.70143.63∑弯矩（KN／m）2823.442117.580剪力（KN）0225.86451.75边梁永久作用计算表一期恒载：主梁自重；二期恒载：翼缘板中间湿接缝集度、边梁现浇部分横隔梁、桥面铺装、防撞栏。主梁作用效应计算可变作用效应计算包括：1.横向分布系数的计算2.计算车道荷载3.对作用效应进行组合。1.横向分布系数的计算：本桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为：故可将其简化比拟为一块矩形的平板，用比拟正交异性板法（G-M法）计算横向分布系数。抗弯惯性矩I在前面已求得：I=0.4208对于T型梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算IT=cibiti3式中bi、ti——相应为单个矩形截面的宽度和高度；Ci——矩形截面抗扭刚度系数，可由下式计算m——梁截面划分成单个矩形截面的个数。mi1分块名称bi/cmti/cmti/bici翼缘板21017.630.0840.31570.004657腹板152.37200.1310.30580.003728马蹄50300.60.20870.002817Σ0.0112022IT计算表抗扭惯性矩计算图示（尺寸单位:cm）5.0504.0256.12Bl单位宽度的抗弯及抗扭惯性矩主梁作用效应计算计算横梁抗弯及抗扭惯性矩，计算结果如右图；由图及之前算的数据带入下式可以求得抗弯和抗扭惯性矩。则单位抗弯及抗扭惯性矩为：计算抗弯参数θ和抗扭参数α主梁作用效应计算通过G-M法计算用表再经过计算可的到横向分布系数2.支点截面的荷载横向分布系数m0如图下所示按杠杆原理法绘制支点截面荷载横向分布影响线并进行布载1号梁可变作用横向分布系数可计算如下可变作用（汽车）58.0)14.002.1(210qm主梁作用效应计算3.车道荷载的取值根据《桥规》4.3.1条,公路—Ⅱ级的均布荷载标准值qk=7.875KN/m，集中荷载标准值pk按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时，pk=180KN；桥梁计算跨径大于或等于50m时，pk=360KN；桥梁计算跨径在5m～50m时，pk采用直线内插求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。本设计中，计算弯矩时qk=7.875KN/m，pk=〔（360-180）/（50-5）×（25-5）+180〕=260KN计算剪力时:pk=260×1.2=312KN.4.可变作用效应①计算跨中截面做大弯矩和最大剪力②计算四分店最大弯矩和最大剪力③计算支点最大弯矩和最大剪力主梁作用效应计算3.作用效应组合支点截面MmaxVmaxMmaxVmaxVmaxKN·mKNKN·mKNKN1第一期永久作用1925.780.001444.34154.06308.132第二期永久作用897.660.00673.2471.83143.633总永久作用（=1+2）2823.440.002117.58225.89451.764可变作用（汽车）1237.7599.29928.54160.00235.865可变作用（汽车）冲击387.7131.10290.8650.1273.886标准组合（=3+4+5）4448.90130.393336.98436.01761.507短期组合（=3+0.7*4）3689.8769.502767.56337.89616.86序号荷载类别跨中界面四分点截面预应力钢束数量估算及其布置本设计采用后张法施工工艺，设计时应满足不同社状况下规范规定的控制条件要求，即承载力，变形及应力等要求，在配筋设计时，要满足结构在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态下的强度要求。以下就以跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并按照这些估算的钢束数确定主梁的配筋数量。1.按正常使用极限状态下的应力要求估算钢束：本设计按全预应力混凝土构件设计，按正常使用极限状态组合计算时，截面不允许出现拉应力。对于T形截面简支梁，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式：1kppkspMnCAfke按承载能力极限状态估算钢束数：根据极限状态的计算图式，受压区混凝土达到极限强度，应力图式成矩形，同时预应力钢束也达到设计强度，钢束数n的估算公式为式中Md——承载能力极限状态的跨中最大弯矩组合设计值α——经验系数，一般采用0.75-0.77，本设计采用0.77dappdMnhf预应力钢束数量估算及其布置2.预应力钢束的布置跨中截面（尺寸单位:cm）锚固端截面（尺寸单位:cm）2.1验算钢束群重心处于截面的核心范围内；2.2计算钢束起弯点到跨中的距离；2.3控制截面的钢束重心位置计算；2.4钢束长度的计算；计算点弯起结束点计算点弯起点弯起点R跨径中线钢束计算图示计算主梁截面几何特性跨中截面四分点截面支点截面跨中四分点支点Ancm27746.147746.1412041.14Incm4383013133847405449509782ynscm75.2275.3383.34ynxcm124.78124.67116.66上缘Wnscm3509190.6510740.1594069.9下缘Wnxcm3306950.7308607.2424393.8翼缘部分面积Sa-ncm3222330.8222698.8243397净轴以上面积Sn-ncm3248108.2248108.3267409.1换轴一上面积So-ncm3247551.1248028265944.6马蹄部分面积Sb-ncm3175653175474.8-encm105.7802100.221916.44346Aocm28506.248506.241280.24Iocm4438494414367463650771487yoscm75.6806775.5805781.19965截面抵抗矩对净轴静炬钢束重心到净轴距离换算面积换算惯性矩换轴到截面上缘距离截面几何特性汇总表名称符号单位截面混凝土净截面净面积净惯性矩净轴到截面上缘距离净轴到截面下缘距离钢束预应力损失计算当计算主梁截面应力和确定钢束的控制应力时，应计算预应力的损失值，后张法梁的预应力损失值包括前期预应力损失（钢束与管道壁的摩擦损失，锚具变形损失，钢束回缩引起的预应力损失，分批张拉混凝土弹性压缩引起的损失）和后期预应力的损失（钢绞线应力松弛，混凝土收缩徐变引起的损失），而梁内钢束的锚固应力和有效应力分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失值。1.预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失根据公式，预应力钢束与管道壁的摩擦损失计算式为：式中——预应力钢筋锚下的张拉控制应力，≤0.75，取=0.70=0.70×1860=1302MP；μ——预应力钢筋与管道壁的摩擦系数，根据表，对于预埋钢波纹管，μ=0.25；θ——从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad）k——管道每米局部偏差对摩擦的影响因数，根据表取k=0.0015；x——从张拉端到计算截面的管道长度，近似取其在纵轴上的投影长度。11xlconeconconpkf钢束预应力损失计算2.锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失四分点截面管道摩擦损失值σl1计算表钢束号θ=φ-αxμθ+kx1-e-(μθ+kx)σl1=σcon[1-e-(μθ+kx)]°radmMpa1006.38270.008935780.00889597511.5825588923.11530.0543722426.44410.0226148010.02236100329.11402557370.1221730486.49320.0396337420.03885859950.59389654450.0872664636.4950.0309096160.03043679839.6287104钢束预应力损失计算对曲线预应力筋，在计算锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失时，应考虑锚固后反向摩擦的影响。计算的方法如下：反向摩擦影响长度式中——锚具变形、钢筋回缩值（mm），对于本设计锚具体系，；——单位长度由管道摩擦引起的预应力损失，按下式计算式中——张拉端锚下控制应力，本设计为1302；——预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后的锚固端应力，即跨中截面扣除的钢筋应力；——张拉端至锚固端的距离（mm），即前面计算所得的钢束的有效长度。张拉端锚下预应力损失：在反向摩擦影响长度内，距张拉端x处的锚具变形、钢束回缩损失为fldpflElmml6ldlld0oll22ldfl钢束预应力损失计算四分点、支点及跨中截面管道摩擦损失值σl2计算表四分点截面支点截面跨中截面钢束号Δσd影响长度lf锚固端σl2距张拉端距离xσl2距张拉端距离xσl2距张拉端距离xσl