30m预应力混凝土小箱梁边梁及最大悬臂长度计算分析

 2022-12-24 10:12

论文总字数:18795字

摘 要

装配式部分预应力混凝土箱梁桥是一种在我国发展较成熟的常规预制桥梁,预制类桥便于非现场化施工。桥梁跨度一般在20m—40m之间,梁重较大,主要应用于高速公路及干线公路。山区采用预制小箱梁,为了适应 曲线梁布置,需要探讨30m跨径通用图配筋能够适用的最大悬臂长度。桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,结构设计安全等级为一级。桥梁布跨为4x30m,桥梁宽度为12.9m,利用MIDAS Civil软件对边梁进行结构性验算。曲线梁桥边板的悬臂长度不一,探讨通用图配筋悬臂长度适应范围。

关键词:装配式;预制小箱梁;最大悬臂长度

Abstract

The fabricated partial prestressed concrete is a kind of conventional precast bridge developed in China, and the precast bridge is convenient for off site construction.The span of bridge is generally between 20m and 40m, and the beam is heavy, which is mainly used in expressway and trunk highway. In order to adapt to the arrangement of curved beam, it is necessary to discuss the maximum cantilever length which can be applied to the reinforcement of 30m span general diagram in mountain area. The design load of the bridge is highway-grade I, and the safety grade of the structure design is Grade I. The span of the bridge is 4x30m and the width of the bridge is 12.9M. The cantilever length of the curved beam bridge side plate is different, and the suitable range of the cantilever length of the reinforcement in the general diagram is discussed.

Key words: Fabricated,precast small box girder, maximum cantilever length

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

绪论 1

第一章 设计资料 2

1.1 工程概况 2

1.2 设计要点 2

1.3 主要材料及力学指标 2

1.3.1 主要材料 2

1.3.2 力学指标 2

第二章装配式预应力混凝土连续箱梁桥设计建模与施工 4

2.1 设计理念 4

2.2建模理念 4

2.3 施工方法 4

第三章 桥梁构造设计与模型分析 5

3.1 构造设计 5

3.2 边梁横向尺寸和截面特性 5

3.3 结构纵向尺寸 6

3.4 主梁单元划分 6

3.5荷载工况及荷载组合 7

第四章 主梁作用效应计算 8

4.1自重作用效应计算 8

4.1.1 计算方法 8

4.2 汽车荷载效应计算 8

第五章 预应力筋布设和损失计算 10

5.1 预应力钢筋束的布设 10

5.2 预应力钢束的布置 10

5.3 预应力损失计算 11

5.3.1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失 11

5.3.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 12

5.3.3 预应力钢筋与台座之间的温度差引起的应力损失 12

5.3.4 混凝土的弹性压缩引起的应力损失 12

5.3.5 由于钢筋的应力松弛特性而引起的应力损失 12

5.3.6 混凝土的收缩和徐变引起的应力损失 13

5.3.7 针对最终的预应力有效部分的计算 13

第六章 承载能力极限状态验算 14

6.1截面受压区高度 14

6.2 正截面承载力验算 14

6.2.1构件正截面承载力计算 14

6.2.2 正截面抗弯承载能力计算 15

6.2.3支反力计算 16

6.2.4 正截面抗弯承载能力验算 16

6.3斜截面承载力验算 17

6.3.1 斜截面抗剪承载能力计算 17

6.3.2 斜截面抗剪承载能力验算结果 18

6.4 抗扭承载能力验算 18

6.4.1 抗扭承载能力验算结果 20

第七章 正常使用极限状态验算 21

7.1抗裂验算 21

7.1.1 预应力混凝土受弯构件验算 21

7.1.2 结构正截面抗裂验算结果 21

7.1.3结构斜截面抗裂验算结果 24

第八章 短暂与持久状况构件应力验算结果 25

8.1 施工阶段法向压应力验算 25

8.2持久状况构件应力验算结果 26

8.2.1正截面混凝土法向压应力验算 26

8.2.2正截面受拉区钢筋拉应力验算 26

8.2.3斜截面混凝土的主压应力验算 27

第九章 最大悬臂长度计算分析 29

9.1 桥面板计算 29

9.1.1结构自重效应 29

9.1.2汽车荷载作用 29

9.1.3其他长度计算 30

9.1.4荷载组合 31

9.2复核计算 31

第十章 结语 33

参考文献 34

致谢 35

绪论

九十年代以来,中国桥梁进入了新的发展阶段,其中,梁桥作为最简单实用的桥型,在社会发展中得到了广泛的应用。预应力混凝土梁桥在1980年以后在中国得到快速发展,该设计主要用于长桥和大跨径桥梁等大型桥型。自那以后,预应力混凝土梁桥成为中国桥梁的重要一员。

预应力桥梁的优势表现在,它能使材料的高强性能得到充分发挥,能同时满足节约材料和工程经济的要求。此外预应力桥梁中的预应力钢筋能使卸载后的结构变形或裂缝得到恢复,使斜裂缝,横纵向裂缝减少,使受剪承载力提高等优于普通钢筋类型桥梁的优势。经过这些年的发展,箱梁的发展空间有目共睹,较低的建筑高度让箱梁不需要过多混凝土,高性价比等优点使预应力小箱梁结构大范围的取代空心板及T梁结构,成为中,小跨径桥梁的最主要结构形式,并在城市与公路桥梁中得到广泛的应用。

事先在工厂预制好的主梁,其在进行浇筑和张拉预应力钢束时混凝土已初步具有稳定性,因此避免了结构体系受到混凝土收缩或徐变等不利影响。同时静定状态下的预应力筋的张拉不会对结构产生次力矩,使结构的受力情况清晰明了,利于分析。

一般的桥梁有上部结构、下部结构、支座和附属设施四个基本部分组成。上部结构主要承受移动荷载和大部分自重,它包含了行车道等设施,是桥梁支座以上跨越桥孔的总称。本次毕业设计的主要内容即是对桥梁的上部结构进行验算。

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