30m预应力混凝土简支T梁

-------------精选文档-----------------可编辑30m预应力混凝土简支T梁一、计算依据与基础资料（一）、设计标准及采用规范1、标准跨径：桥梁标准跨径30m；计算跨径（正交、简支）28.9m；预知T梁长29.92m。设计荷载:公路——Ⅱ级桥面宽度：分离式路基宽28.0m（高速公路），半幅桥全宽桥梁安全等级为一级，环境条件为Ⅱ类2、采用规范：交通部颁布的预应力混凝土简支T梁设计通用图；《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；刘效尧等编著，《公路桥涵设计手册-梁桥》，人民交通出版社，2011；强士中，《桥梁工程（上）》，高等教育出版社，2004。（二）、主要材料1、混凝土：预制T梁，湿接缝为C50、现浇铺装层为C50、护栏为C30.2、预应力钢绞线：采用钢绞线s15.2㎜,ƒpk=1860MPa,Ep=1.95×105MPa3、普通钢筋：采用HRB335，ƒsk=335MPa,Es=2.0×105MPa(三)、设计要点1、简支T梁按全预应力构件进行设计，现浇层80mm厚的C40的混凝土不参与截面组合作用。-------------精选文档-----------------可编辑2、结构重要性系数取1.1；3、预应力钢束张拉控制应力值σcon=0.75ƒpk；4、计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d；5、环境平均相对湿度RH=55％；6、存梁时间为90d；7、湿度梯度效应计算的温度基数，T1=14℃，T2=5.5℃。二、结构尺寸及结构特征（一）、构造图构造图如图1～图3所示。-------------精选文档-----------------可编辑（二）、截面几何特征边梁、中梁毛截面几何特性见表1边梁、中梁毛截面几何特性（全截面）边梁中梁（2号梁）-------------精选文档-----------------可编辑表1（三）、T梁翼缘有效宽度计算根据《桥规》4.2.2条规定，T梁翼缘有效宽度计算如下：中梁：Bf1=min故按全部翼缘参与受力考虑。毛截面面积A（㎡）抗弯惯矩I（m4）截面重心到梁顶距离yx(m)毛截面面积A（㎡）抗弯惯矩I（m4）截面重心到梁顶距离yx(m)支点几何特性1.31040.53000.77181.31040.53000.7718跨中几何特性0.87200.44180.67460.87200.44180.6746（预制截面）边梁中梁（2号梁）毛截面面积A（㎡）抗弯惯矩I（m4）截面重心到梁顶距离yx(m)毛截面面积A（㎡）抗弯惯矩I（m4）截面重心到梁顶距离yx(m)支点几何特性1.26640.53020.80211.22240.53310.8352跨中几何特性0.82800.42830.71420.78400.43190.7595L/3=9.633S=2.2566.2126'fhhhb边梁：Bf2=minBf1+b/2+6hf=2.365Bf1/2+Bf/2=2.25=2.25=2.25-------------精选文档-----------------可编辑三、汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算（一）、汽车荷载横向分布系数计算1、汽车横向折减系数根据《通规》4.3.1条第7款规定，三车道的横向折减系数为0.78，两车道的横向折减系数为1.00.2、跨中横向分布系数本桥一跨沿顺桥向布置5道横梁，跨中汽车荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。主梁刚度按T梁跨中截面考虑，抗弯惯矩I=0.4418，抗扭惯矩It=0.0183。T形截面抗扭惯矩It的计算，系根据普朗特的薄膜比拟法对T形截面按矩形子块进行分块，然后将各矩形子块的抗扭惯矩累计而得到结果。设各矩形子块的宽度为bi、高度为ti，则3Iiiittb，其中5052.063.0131iiiiibtbt。本计算中将T形截面分为三块：翼缘、腹板及下马蹄，个子块的bi、ti分别取为：[2.25，0.19]，[2，0.2]，[0.5，0.3]。任意主梁的影响系数为：njjjiinjjiieIaIeaII121。其中：iiTiIaEIl2212G11=0.9276。影响线坐标见表2。求1号梁（边梁）、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数：在影响线上布置车道荷载，各车道中线相应位置处的影响线坐标即为该车道-------------精选文档-----------------可编辑荷载分布系数。1～3号梁汽车荷载跨中横向分布系数计算图式见图。按三车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.8436、0.6912与0.5644。按两车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为0.7308、0.5708与0.4。考虑到三车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减系数ξ=0.78，而两车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减细数ξ=1.0，故按两车道布置时活荷载效应达最大值（边梁与2号梁达最大，3号梁按三车道布置时最大，但小于按两车道布置时的2号梁），计算中应按两车道考虑计算边梁与2号梁。3.支点横向分布系数按杠杆法布载，分别计算边梁、2号梁的横向分布系数（）。支点横向分布系数7556.07556.06889.0321支支支，，。影响线坐标表表2梁位编号影响线坐标1234565-10.49800.36540.23290.1004-0.0321-0.16475-20.36540.28590.20640.12690.0474-0.03215-30.23290.20640.17990.15340.12690.1004（二）、汽车荷载冲击系数μ值计算1、汽车荷载纵向整体冲击系数按《通规》条文说明4.3.2条计算，简支梁结构基频：cccmIElf212-------------精选文档-----------------可编辑C50混凝土，Ec=MPa=N/㎡。梁跨中处单位长度质量gGmc，其中G为跨中延米结构自重（N/m），g为重力加速度，g=9.81m/s2。mkgmc/103111.281.9896.0102633Hzf827.4103747.24376.01045.39.28231021冲击系数可按《通规》4.3.2条计算，当1.5Hz≤f≤14Hz时，2625.00157.0827.4ln1767.02、汽车荷载局部加载的冲击系数按《通规》4.3.2-6条，采用3.11。四、作用效应组合（一）、作用的标准值1、永久作用标准值（1）每延米一期恒载q1(不包括湿接缝)计算预制T梁重度取3/26mkN，半片跨中横隔梁的重量：)(046.623256.026kNVFhb预制T梁每延米一期恒载q1见图所示在计算中略去T梁支座以外两端各50cm范围恒载对跨中梁段受力的影响。（2）湿接缝重量1q计算边梁跨中：）（边mkNAq/528.218280.0261支点：mkNAq/926.322664.1262边中梁跨中：mkNAq/384.207840.0261边支点：mkNAq/782.312224.1262边-------------精选文档-----------------可编辑半片跨中横隔梁接缝的重量kNVFhh31.2088825.026（3）二期恒载2q计算①80mm厚的C40混凝土重度取3/26mkN。②100mm厚沥青混凝土铺装重度取3/24mkN③F形混凝土护栏（防撞等级SA，单侧）q=9.25kN/m，平均分配到五根梁上，各梁分别承担mkN/08.36/225.9。边梁：mkNq/96.1108.32475.11.02625.208.03。2号梁：mkNq/16.1308.32425.21.02625.208.03。恒载效应标准值见表表3恒载效应标准值计算表3截面梁号弯矩剪力mkNMkG1kGkGMM11mkNkGM2mkNkGV1(kN)kGkGVV11(kN)kGV2(kN)跨中边梁2385.9282538.8001248.639———2号梁2266.492538.8001373.92———边梁mkNAq/144.1044.0261边kNVFhh418.2093.026中梁mkNAq/288.2088.0261边kNVFhh836.4186.026-------------精选文档-----------------可编辑30L41边梁1806.1561921.060936.479164.679174.09986.4112号梁1716.3741921.0601030.440179.156196.84295.081支点边梁———352.080374.985172.8222号梁———335.549376.912190.8312、汽车荷载效应标准值（1）公路—Ⅱ级车道荷载计算图式，见图根据《通规》第4.3条，公路—Ⅱ级车道荷载均布标准值为mkNqk/88.7，集中荷载标准值：当计算跨径小于5m时，Pk=360kN。本例计算跨径为28.9m。kNPk7.20675.055059.28180180，计算剪力时kNPk04.2487.2062.1(2)计算跨中、L/4截面荷载效应标准值yPAqSkkQk1，两列车布载控制设计，横向折减系数ξ=1.0，A为内力影响线面积，y为内力影响线竖标值。（3）跨中、L/4、支点截面汽车荷载内力影响线，见图跨中、L/4、支点截面公路—Ⅱ级荷载产生的内力见表4。跨中、L/4、支点截面公路—Ⅱ级荷载产生的内力表4-------------精选文档-----------------可编辑截面梁号荷载横向分布系数QkMQkV弯矩影响线不计冲击力，1+=1，QkM计冲击力，1+=1.259，QkM剪力影响线不计冲击力，1+=1，QkV计冲击力，1+=1.259，QkVA（㎡）y(m)A（㎡）y(m)跨中边梁0.7308104.47.2251692.592130.977.2250.50132.26166.512号梁0.57081322.021664.42103.29130.04L41边梁0.730878.35.4191269.481598.288.1280.75182.66229.972号梁0.5708991.541248.35142.74179.72支点边梁0.73088.1281.00340.96429.270.68896.3222号梁0.57088.1281.00368.00463.310.75566.322（二）作用效应组合1、基本组合（用于结构承载能力极限状态）按《通规》是（4.1.6-1）：minjQjkQjckQQGikGiudSSSS121100式中各分项系数的取值如下：0——结构重要性系数，0=1.1；G——结构自重分项系数，G=1.2；1Q——汽车荷载（含冲击力）的分项系数，1Q=1.4.基本组合计算，永久作用的设计值与可变作用设计值见表5、表6边梁永久作用的设计值与可变作用设计值组合表5梁号作用分类组合设计表达式跨中L41支点-------------精选文档-----------------可编辑弯矩（mkN）剪力（kN）弯矩（mkN）剪力（kN）剪力（kN）边梁永久作用一期恒载kGkGSS112538.800.001921.06174.10374.99二期恒载kGS21248.640.00936.4886.41172.8221iGikS3787.440.002857.5