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'容南大桥毕业设计毕业论文目录第一章桥型方案比选……………………………………………………………2第二章连续刚构方案简介……………………………………………………2.1设计标准2.2设计规范2.3桥型布置2.4施工要点及注意事项2.5本桥主要材料第三章内力计算与荷载组合…………………………………………………………3.1全桥结构计算图式的确定3.2施工阶段的划分3.3初步设计计算第四章配筋设计………………………………………………………4.1钢束计算4.2预应力束的布置4.3预应力损失计算第五章全桥验算………………………………………………………………5.1内力验算5.2锚下局部应力验算5.3变形验算第六章施工说明………………………………………………6.1下部结构6.2上部结构6.3结构体系转换致谢……………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………49
附录:科技论文翻译…………………………………………………………………第一章桥型方案比选方案一:预应力混凝土连续刚构桥总体布置:主桥45+73+73+65=236m,边中跨比0.616。桥梁全长236m。主梁断面形式:横桥向分幅布置,单幅桥箱梁采用变高度单箱单室断面,梁宽16.4米,全桥宽33.5米,梁高2~4.1米。箱梁顶板厚30cm,底板厚30~100cm,腹板厚取40cm、50cm和80cm。桥墩为双薄壁空心墩,墩高58m,墩宽3m,双肢净距3m,墩沿横桥向宽6.5m,壁厚0.5m。承台高4m,采用3x2的桩基础。受力特点:综合了连续梁桥和T型刚构桥的受力特点,主梁连续,墩梁固结,既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点,又保持了T形刚构不设支座、无需体系转换的优点,方便施工,而且很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度能很好的满足较大跨径的受力要求。主墩采用双薄壁空心墩,既可以增加桥墩的刚度,又可以减小推力使桥梁纵向水平位移增大。双薄壁墩相对缩短了主跨的净跨径,消减墩顶的负弯矩峰值,使结构内力分布更合理。但属超静定结构,受力复杂,温度变化、基础不均匀沉降等将在结构中产生附加内力,因此对桥梁地基要求较高。上部结构采用挂蓝悬臂浇筑施工,这种施工方法不需大量施工支架和大型临时设备,边跨现浇段采用满堂支架现浇施工,先边跨合拢再中跨合拢,这种施工方法的桥梁施工状态与运营受力状态基本一致。施工:主梁采用悬臂浇筑施工,先浇筑墩顶0#块,并张拉预应力束,然后安装挂蓝,本桥选用后支点挂蓝,浇筑1#块,并张拉预应力束,依次浇筑直到形成最大双悬臂状态。边跨现浇段采用满堂支架现浇,先边跨合拢形成单悬臂状态,再中跨合拢形成三跨连续梁结构。施工机械化程度高,技术先进,方法简便工艺要求较严格。所需设机具较少,无需大型设备。两个墩可以同时进行施工,施工进度快,占用施工场地少。无须支座,节省大型支座费用。施工体系转换较多,施工线形及合拢技术要求较高。经济性:施工技术成熟,方法简单,易掌握,需要的机具少,无需大型设备,可充分降低施工成本,所用材料普通,价格低,成桥后养护费用少,无须支座,节省大型支座费用。49
外观:墩梁固结作用可降低梁高,使梁看来更纤巧、简洁。方案二:中承式钢管混凝土系杆拱桥总体布置:本桥主跨采用钢管混凝土结构,主拱跨矢跨比为1:4.5,矢高25.56m,主孔跨径160m,采用二次抛物线拱轴线。边跨矢跨比为1:10,矢高10m,边孔径跨50m,也采用二次抛物线拱轴线。全桥长为260m,为中承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆间距4m,立柱间距5m。拱肋截面为四肢格构形,总高度为3m,上下弦采用厚10mm、管径750mm的16Mn钢管,弦杆之间的腹杆采用10mm、管径为350mm16Mn钢管。在上下弦杆及弦管内均泵送50号混凝土,全桥设19道横撑,其中桥面以上部分有11条,采用厚20mm、管径1200mm的16Mn钢管,内泵送50号混凝土。桥面以下部分,包括主跨桥面以下及边跨采用厚20mm、管径为1500mm的16Mn钢管,管内亦泵送50号混凝土。本桥边跨及主跨最外侧吊杆以外部分均采用四肢格构外包混凝土,其他尺寸与主跨的四肢格构相同。主拱墩及承台为两个分离式钢筋混凝土结构,其间用横墙连接。每个主拱墩基础共采用6根Ф2500mm钻孔灌注桩,按摩擦桩考虑。受力特点:拱桥的静力特点是,在竖直荷载作用下,拱的两端不仅有竖直反力,而且还有水平反力。由于水平反力的作用,拱的弯矩大大减少。如在均布荷载q的作用下,简支梁的跨中弯矩为qL2/8,全梁的弯矩图呈抛物线形,而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零,拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴,主要承受压力,弯矩、剪力均较小,故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构,因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料,混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高,石料加工、开采与砌筑费工,现在已很少采用。钢管混凝土是在薄壁圆形钢管内填充混凝土而形成的一种复合材料,它一方面借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性,同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用,使核心混凝土处于三项受压状态,从而使其具有更高的抗压强度和抗变形能力,节省材料。施工方案:本桥拱肋采用满堂支架法进行施工,然后吊装横撑及端横梁,再浇筑立柱并吊装立柱上的横梁。对于系梁采用满堂支架现浇,再依次吊装其余横梁,后安装桥面空心板,再加桥面铺装。经济性:修建拱桥可大幅度节省材料。但由于是支架现浇需要复杂的高空作业。施工费用大,施工用地大,对地基要求较高。49
外观:简洁明快,造型美观。方案三:单塔竖向双索面斜拉桥。(130m+102m)总体布置:本方案采用主桥130+102m单塔竖向双索面斜拉桥,边跨和主跨跨径之比为0.78。本方案拟定采用两跨130+102m双塔竖向双索面斜拉桥,全长为240m。桥梁纵向需考虑排水要求,本方案设置横坡,中跨跨中桥面标高为391.103m。桥梁全宽为12m。本方案上部结构采用轻形肋板式截面,采用漂浮体系,主塔高20m。桥台处设置板式橡胶支座,高为0.25m,平面尺寸为1m×1m,由于桥墩处梁高不一致,需要设置支座垫石。采用桩基础形式,4×2根钻孔灌注桩,桩径为2m,承台尺寸为18m×8m。两边桥台采用板肋式桥台。受力特性:双塔双索面漂浮体系斜拉桥(塔墩固结,塔梁分离)在满载时,塔柱处主梁不出现负弯矩峰值;温度及混凝土收缩,徐变内力均较小,在密索情况下,主梁各截面的变形和内力的变化较为平缓,受力较均匀。且在发生地震时允许全梁纵向摆动,从而其抗震消能作用。抗震性能好。双索面的拉索锚固在主梁上,两个拉索面能加强结构的抗扭刚度。拉锁呈扇形布置,受力性能好。施工方案:先施工双塔,修建塔底基础,塔用钢板做模板,一节一节施工,塔成型后,采用挂篮形式施工,肋板梁预先在岸上预制好,用吊梁机吊梁,拼装,挂索,定位成型,岸边区段可搭模板现浇。经济性:可充分利用高强度材料,耐久性好,主桥桥面连续,无伸缩缝,行车平顺舒适,造型简洁美观,养护工程量小,抗震能力较强.但工期较长。.第二章连续钢构方案简介2.1、设计标准1:设计荷载:公路一级荷载2:桥梁宽度:净15.4+2×0.5m49
3:桥面设2%的双向横坡2.2、设计规范:1.<<公路桥涵设计通用规范>>[S].JTGD60--20042.<<公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范>>[S].JTGD62--20043.<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范〉〉[S].JTGD62--20044.<<公路桥涵地基与基础设计规范>>[S].JTJ025--19865.<<公路桥涵施工技术规范>>[S].JTGD62—20046.<<公路工程结构可靠度设计统一标准>>[S].GB/T50283—19997.<<公路工程技术标准>>[S].JTGB01--20032.3、桥型布置1、主跨径的拟定经设计方案比选后,选择预应力混凝土变截面连续刚构桥。主跨径定为73m,边跨为45m,全桥总长为45m+2×73m+45m=236m主桥总体布置,如图1所示2、顺桥向梁的尺寸拟定(1)墩顶处梁高:根据规范,梁高为1/16~1/20L,取L/18即4.1m。(2)跨中梁高:根据规范,梁高为1/30~1/55L,取L/36,即2m。3、横桥向的尺寸拟定根据任务书规定,行车道为4×净-3.5m,无人行横道,两侧设置宽为50cm的护栏,道路中央设0.7m分隔带,根据有关文献,梁截面选择左右幅分离式单箱单室腹板。主截面细部尺寸,如图2所示;49
顶板厚取45cm。根据底板厚度按“中薄边厚”的原则取跨中处底板厚28cm,支点处底板的梁高,取80cm,中间底板板厚成圆曲线变化;腹板厚度由于要布置预应力钢束锚头,从受力方面来讲,支点附近承受剪力较大,腹板宜加厚;各孔跨中区段承受剪力较小,腹板可适当减薄。但为方便计算,支点截面与跨中截面均采用55cm;翼缘板与腹扳承托采用2.6m×0.35m。护栏宽度为50cm。4、桥面铺装桥面铺装:根据要求,选用10cm厚的防水沥青混凝土作为铺装层,(平均厚度),下面铺10cm厚的水泥混凝土垫层。桥面横坡:根据规范规定为1.5%~3.0%,取2%,该坡度由铺装层厚度控制。5、下部构造桥墩采用薄壁形式,桥墩壁厚0.5米,宽8米。基础均为群桩基础。桥台为肋式桥台,桩基础放置在基岩上。2.4、施工要点及注意事项1.桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工,施工时要对称浇注,应注意立模高程的合理设置,准确控制悬浇高程,主梁边中跨合龙高差应控制在1cm以内。2.施工后的主梁备用预应力束孔处理如下:顶板束孔灌浆封填,底板束孔留下备用,但不穿预应力束。3.箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵,作为箱梁的通气孔。2.5、本桥主要材料参照规范规定,该桥材料取用如下。1.混凝土箱梁采用中交新混凝土C50,墩身和基础采用C40,其他结构全部采用C30混凝土。49
2.钢材1)纵、横向预应力采用15.24高强度低松弛钢绞线,标准强度为1860Mpa,直径为15.24mm,面积139,波纹管直径为100mm,锚具,锚垫板均采用钢绞线配套产品。2)带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-91的规定、光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499-91的规定。3.伸缩缝本桥在桥台处各设置一道D80型毛勒伸缩缝。第三章内力计算与荷载组合3.1、全桥结构计算图式的确定按照杆系程序分析的原理,遵循结构离散化的原则。全桥以下原则在适当位置划分节点:1)杆件的转折点和截面的变化点;2)施工分界点、边界处及支座处;3)需验算或求位移的截面处。49
本设计的单元划分,每一个施工阶段自然划分为一个单元。这样便于模拟施工过程,而且这些截面正是需要验算的截面。另外,在墩顶、跨中和一些构造变化位置相应增设了几个单元。这样整个主桥划分成126个单元,如图3所示。(挂蓝单元未计)图3主桥单元划分示意图(尺寸单位:m)3.2、全桥施工阶段的划分1.为了方便全桥的施工分段,更好地根据起吊重量来划分,特用程序将划分的梁的单元的截面特性和单元重量计算出来,具体结果见表1:表1截面特性及单元重量计算结果表49
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2、桥面铺装每米重量计算q=15.4*1*0.1*23+15.4*1*0.1*25.49=94.13kN/m3、主跨施工段0号块在托架上施工,1~9号块用挂蓝对称悬臂浇筑施工,跨中和边跨合龙段均为预留2m现浇段,边跨桥台端在支架上施工。合拢的顺序是先边跨后中跨。具体施工分段如下:第一施工段:桥墩施工的103-126#和墩顶0号块部分的14-25#,46-57#和78-89#单元第二施工段:墩旁1号块部分的13、26、45、58、77、90#单元第三施工段:悬浇2号块部分的12、27、44、59、76、91#单元第四施工段:悬浇3号块部分的11、28、43、60、75、92#单元第五施工段:悬浇4号块部分的10、29、42、61、74、93#单元第六施工段:悬浇5号块部分的9、30、41、62、73、94#单元第七施工段:悬浇6号块部分的8、31、40、63、72、95#单元49
第八施工段:悬浇7号块部分的7、32、39、64、71、96#单元第九施工段:悬浇8号块部分的6、33、38、65、70、97#单元第十施工段:悬浇9号块部分的5、34、37、66、69、98#单元第十一施工段:边跨支架现浇部分的1-3、100-102#单元第十二施工段:边跨合龙部分的4、99#单元第十三施工段:中跨合龙部分的35-36、67-68#单元3.3、初步设计计算1.恒载内力计算由于施工阶段较多,这里施工阶段恒载内力选取最大悬臂第29阶段、左右边跨合龙第30阶段、中跨合龙第32阶段、桥面铺装第33阶段这4个阶段结果汇总如下:表2:最大悬臂阶段第29施工阶段内力组合结果: 单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.00E+027.50E+012.12E+022.12E+02弯矩3.18E-163.17E-163.18E-163.18E-16单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-4.95E+02-7.93E+017.93E+014.95E+02弯矩-3.42E+023.47E+023.47E+02-3.42E+02单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-6.186e+003--6.19E+036.19E+03-6.19E+03弯矩7.20E+037.20E+037.20E+037.20E+03单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力8.86E+038.86E+038.86E+038.86E+03弯矩6.27E+036.27E+036.27E+036.27E+03单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.486e+003--9.49E+039.49E+03-9.49E+03弯矩5.95E+035.95E+035.95E+035.95E+03单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力9.72E+039.72E+039.72E+039.72E+03弯矩4.15E+034.15E+034.15E+034.15E+03单元号=16,左节点号=12049
内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.719e+003--9.72E+039.72E+03-9.72E+03弯矩4.15E+034.15E+034.15E+034.15E+03单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.01E+041.01E+041.01E+041.01E+04弯矩9.79E+029.79E+029.79E+029.79E+02单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力4.30E+034.30E+034.30E+034.30E+03弯矩1.12E+031.12E+031.16E+031.08E+03单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.936e+003--3.94E+033.94E+03-3.94E+03弯矩1.78E+031.78E+031.82E+031.74E+03表3:边跨合拢阶段第30施工阶段内力组合结果单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-2.68E+02-3.01E+02-2.85E+02-2.85E+02弯矩-3.38E+03-3.38E+03-3.38E+03-3.38E+03单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.79E+026.45E+026.45E+026.79E+02弯矩-3.98E+03-3.94E+03-3.94E+03-3.98E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.56E+03-1.59E+03-1.56E+03-1.59E+03弯矩-1.12E+04-1.13E+04-1.12E+04-1.13E+04单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-6.54E+02-6.87E+02-6.87E+02-6.54E+02弯矩-1.45E+04-1.43E+04-1.43E+04-1.45E+04单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.87E+026.54E+026.87E+026.54E+02弯矩-1.43E+04-1.45E+04-1.43E+04-1.45E+04单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.76E+02-2.09E+02-2.09E+02-1.76E+0249
弯矩-1.39E+04-1.37E+04-1.37E+04-1.39E+04单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.09E+021.76E+022.09E+021.76E+02弯矩-1.37E+04-1.39E+04-1.37E+04-1.39E+04单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.90E+031.87E+031.87E+031.90E+03弯矩-6.72E+02-2.60E+02-2.60E+02-6.72E+02单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.85E+03-5.88E+03-5.85E+03-5.88E+03弯矩2.71E+042.58E+042.71E+042.58E+04单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力8.56E+038.53E+038.53E+038.56E+03弯矩2.58E+042.72E+042.72E+042.58E+04单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.15E+03-9.18E+03-9.15E+03-9.18E+03弯矩2.72E+042.58E+042.72E+042.58E+04单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力9.42E+039.38E+039.38E+039.42E+03弯矩2.41E+042.55E+042.55E+042.41E+04单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.38E+03-9.42E+03-9.38E+03-9.42E+03弯矩2.55E+042.41E+042.55E+042.41E+04单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力9.77E+039.74E+039.74E+039.77E+03弯矩2.10E+042.24E+042.24E+042.10E+04单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-6.67E+02-1.02E+03-1.02E+03-6.67E+02弯矩2.06E+042.21E+042.21E+042.06E+04单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.37E+031.03E+031.37E+031.03E+03弯矩2.12E+041.98E+042.12E+041.98E+04表4:中跨合拢阶段第32施工阶段内力组合结果49
单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-2.00E+02-2.06E+02-2.03E+02-2.03E+02弯矩-3.33E+03-3.33E+03-3.33E+03-3.33E+03单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力5.82E+025.76E+025.76E+025.82E+02弯矩-3.81E+03-3.80E+03-3.80E+03-3.81E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.46E+03-1.47E+03-1.46E+03-1.47E+03弯矩-1.08E+04-1.08E+04-1.08E+04-1.08E+04单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-7.06E+02-7.12E+02-7.12E+02-7.06E+02弯矩-1.35E+04-1.35E+04-1.35E+04-1.35E+04单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力7.12E+027.06E+027.12E+027.06E+02弯矩-1.35E+04-1.35E+04-1.35E+04-1.35E+04单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-2.27E+02-2.33E+02-2.33E+02-2.27E+02弯矩-1.28E+04-1.28E+04-1.28E+04-1.28E+04单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.33E+022.27E+022.33E+022.27E+02弯矩-1.28E+04-1.28E+04-1.28E+04-1.28E+04单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.82E+031.81E+031.81E+031.82E+03弯矩4.75E+025.51E+025.51E+024.75E+02单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.84E+03-5.84E+03-5.84E+03-5.84E+03弯矩2.71E+042.69E+042.71E+042.69E+04单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力8.52E+038.51E+038.51E+038.52E+03弯矩2.70E+042.72E+042.72E+042.70E+04单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.13E+03-9.13E+03-9.13E+03-9.13E+0349
弯矩2.73E+042.71E+042.73E+042.71E+04单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力9.37E+039.36E+039.36E+039.37E+03弯矩2.54E+042.56E+042.56E+042.54E+04单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.36E+03-9.37E+03-9.36E+03-9.37E+03弯矩2.56E+042.54E+042.56E+042.54E+04单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力9.72E+039.71E+039.71E+039.72E+03弯矩2.23E+042.25E+042.25E+042.23E+04单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力4.64E+033.51E+033.51E+034.64E+03弯矩2.48E+042.78E+042.78E+042.48E+04单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.15E+03-4.28E+03-3.15E+03-4.28E+03弯矩2.82E+042.55E+042.82E+042.55E+04单元号=35,左节点号=160内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.61E+031.58E+031.58E+031.61E+03弯矩-1.77E+04-1.73E+04-1.73E+04-1.77E+04单元号=35,右节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.16E+03-1.20E+03-1.16E+03-1.20E+03弯矩-1.54E+04-1.57E+04-1.54E+04-1.57E+04表5:桥面铺装阶段第33施工阶段内力组合结果单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.01E+031.01E+031.01E+031.01E+03弯矩-3.32E+03-3.32E+03-3.32E+03-3.32E+03单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.15E+02-5.15E+02-5.15E+02-5.15E+02弯矩-2.42E+03-2.42E+03-2.42E+03-2.42E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.57E+02-5.57E+02-5.57E+02-5.57E+02弯矩-7.42E+03-7.42E+03-7.42E+03-7.42E+0349
单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.31E+03-1.31E+03-1.31E+03-1.31E+03弯矩-7.70E+03-7.70E+03-7.70E+03-7.70E+03单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.31E+031.31E+031.31E+031.31E+03弯矩-7.70E+03-7.70E+03-7.70E+03-7.70E+03单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-6.40E+02-6.40E+02-6.40E+02-6.40E+02弯矩-6.02E+03-6.02E+03-6.02E+03-6.02E+03单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.40E+026.40E+026.40E+026.40E+02弯矩-6.02E+03-6.02E+03-6.02E+03-6.02E+03单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.78E+031.78E+031.78E+031.78E+03弯矩8.06E+038.06E+038.06E+038.06E+03单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-8.26E+03-8.26E+03-8.26E+03-8.26E+03弯矩3.61E+033.61E+033.61E+033.61E+03单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.12E+041.12E+041.12E+041.12E+04弯矩-3.78E+03-3.78E+03-3.78E+03-3.78E+03单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.19E+04-1.19E+04-1.19E+04-1.19E+04弯矩-6.42E+03-6.42E+03-6.42E+03-6.42E+03单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.22E+041.22E+041.22E+041.22E+04弯矩-8.68E+03-8.68E+03-8.68E+03-8.68E+03单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.22E+04-1.22E+04-1.22E+04-1.22E+04弯矩-8.68E+03-8.68E+03-8.68E+03-8.68E+03单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.26E+041.26E+041.26E+041.26E+04弯矩-1.26E+04-1.26E+04-1.26E+04-1.26E+0449
单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.32E+032.32E+032.32E+032.32E+03弯矩-8.92E+03-8.92E+03-8.92E+03-8.92E+03单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.94E+03-1.94E+03-1.94E+03-1.94E+03弯矩-8.89E+03-8.89E+03-8.89E+03-8.89E+03单元号=35,左节点号=160内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.61E+031.61E+031.61E+031.61E+03弯矩-7.66E+03-7.66E+03-7.66E+03-7.66E+03单元号=35,右节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.10E+03-1.10E+03-1.10E+03-1.10E+03弯矩-5.65E+03-5.65E+03-5.65E+03-5.65E+032、汽车活载计算:表6:单元节点汽车MaxM汽车MinM汽车MaxQ汽车MinQ剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩110.00E+000.00E+000.00E+000.00E+001.62E+030.00E+00-2.50E+020.00E+002-1.54E+031.31E+032.49E+02-2.04E+02-1.55E+031.23E+032.51E+02-1.93E+02336.25E+014.84E+03-2.51E+02-9.05E+021.32E+034.63E+03-3.04E+022.79E+034-1.14E+036.21E+032.51E+02-1.36E+03-1.18E+036.20E+034.11E+023.82E+0355-3.32E+028.15E+03-2.51E+02-2.05E+039.82E+027.71E+03-5.72E+024.85E+036-6.94E+029.10E+032.51E+02-2.73E+03-7.95E+028.33E+037.29E+025.27E+0399-1.17E+037.05E+03-2.51E+02-4.78E+033.61E+026.54E+03-1.23E+033.47E+03101.37E+035.73E+033.13E+02-5.50E+03-2.58E+025.30E+031.35E+031.55E+031313-7.42E+003.98E+02-1.45E+03-1.25E+041.38E+013.89E+02-1.82E+03-6.95E+03140.00E+000.00E+001.47E+03-1.33E+040.00E+000.00E+001.83E+03-8.26E+031414-1.56E+023.02E+031.65E+03-1.89E+042.11E+03-1.12E+04-1.57E+023.05E+03151.43E+022.88E+03-1.63E+03-1.82E+04-2.00E+03-1.02E+041.56E+022.92E+031919-7.99E+015.29E+037.37E+02-4.25E+031.47E+031.49E+03-2.58E+024.77E+03201.26E+026.39E+03-3.33E+02-2.97E+03-1.34E+033.27E+033.35E+025.71E+0322228.98E+028.21E+031.55E+02-1.68E+031.08E+035.83E+03-5.10E+026.76E+03233.46E+028.82E+03-9.94E+01-1.25E+03-9.48E+026.59E+036.27E+027.20E+032424-5.22E+029.26E+039.33E+01-1.03E+038.19E+027.00E+03-7.54E+027.37E+0325-5.25E+029.26E+039.47E+01-1.03E+03-7.37E+027.11E+038.21E+027.09E+0326263.48E+028.83E+03-1.01E+02-1.26E+036.20E+027.04E+03-9.59E+026.77E+0327-2.52E+028.15E+031.56E+02-1.74E+03-5.12E+026.69E+031.10E+036.12E+032929-1.04E+036.49E+03-3.33E+02-2.99E+033.29E+025.49E+03-1.35E+033.39E+0330-9.35E+015.44E+037.40E+02-4.23E+03-2.58E+024.79E+031.49E+031.72E+0334341.41E+022.86E+03-1.62E+03-1.82E+041.56E+022.90E+03-2.03E+03-9.73E+0335-1.54E+022.99E+031.64E+03-1.94E+04-1.56E+023.02E+032.03E+03-1.12E+0449
35350.00E+000.00E+001.49E+03-1.33E+041.84E+03-7.96E+030.00E+000.00E+0036-7.36E+004.02E+02-1.45E+03-1.22E+04-1.81E+03-7.07E+031.39E+013.96E+0239391.37E+035.75E+033.13E+02-5.53E+031.35E+031.55E+03-2.59E+025.32E+0340-1.16E+036.98E+03-2.53E+02-4.81E+03-1.21E+033.21E+033.62E+026.56E+0343435.58E+029.00E+032.53E+02-2.74E+037.33E+025.27E+03-8.03E+028.43E+03448.96E+028.15E+03-2.53E+02-2.06E+03-5.72E+024.85E+031.00E+037.87E+034444-8.96E+028.15E+032.53E+02-2.06E+035.72E+024.85E+03-1.00E+037.87E+03451.15E+036.51E+03-2.53E+02-1.37E+03-4.12E+023.81E+031.22E+036.36E+034747-1.56E+031.24E+032.52E+02-2.05E+022.53E+02-1.94E+02-1.57E+031.24E+03480.00E+000.00E+000.00E+000.00E+00-2.52E+020.00E+001.63E+030.00E+003、内力组合(1)承载能力极限状态下的效应组合公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用以下两种作用效应组合:基本组合和偶然组合,由于本设计不考虑偶然作用的影响,故只采用基本组合。基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:(2-10)或(2-11)式中:—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;—结构重要性系数,按《通规》JTGD60-2004表1.0.9规定的结构设计安全等级采用,对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9;—第个永久作用效应的分项系数,应按《通规》JTGD60-2004表4.1.6的规定采用;、—第个永久作用效应的标准值和设计值;—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数应采用汽车荷载的分项系数;对专为承受某作用而设置的结构或装置,设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项系数也与汽车荷载取同值;、—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值;—49
在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第个可变作用效应的分项系数,取=1.4,但风荷载的分项系数取=1.1;、—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第个可变作用效应的标准值和设计值;—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)组合时,人群荷载(或其他一种可变作用)的组合系数取=0.80;当除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时,其组合系数取=0.70;尚有三种可变作用参与组合时,其组合系数取=0.60;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,取=0.50。表7:承载能力极限状态荷载组合I内力结果承载能力极限状态荷载组合I内力结果:单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力5.16E+032.83E+033.51E+032.95E+03弯矩1.63E-101.77E-101.86E-101.53E-10单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-2.24E+03-4.46E+03-4.46E+03-2.24E+03弯矩4.22E+036.95E+037.19E+034.22E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.42E+031.37E+033.42E+031.37E+03弯矩1.68E+049.76E+031.74E+049.76E+03单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.61E+02-2.02E+03-1.99E+03-1.84E+02弯矩1.52E+042.87E+042.98E+041.54E+04单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.02E+031.61E+021.99E+031.84E+02弯矩2.87E+041.52E+042.98E+041.54E+04单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.58E+02-1.22E+03-1.11E+035.49E+02弯矩1.87E+043.19E+043.53E+041.70E+04单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.22E+03-6.58E+021.11E+03-5.49E+0249
弯矩3.19E+041.87E+043.53E+041.70E+04单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.40E+032.74E+026.54E+022.02E+03弯矩1.68E+043.74E+044.09E+041.58E+04单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.13E+04-1.57E+04-1.13E+04-1.57E+04弯矩-9.19E+04-1.99E+05-8.44E+04-1.99E+05单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.75E+041.28E+041.28E+041.75E+04弯矩-2.46E+05-1.25E+05-1.17E+05-2.46E+05单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.33E+04-1.81E+04-1.33E+04-1.81E+04弯矩-1.37E+05-2.63E+05-1.29E+05-2.63E+05单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.83E+041.35E+041.35E+041.83E+04弯矩-2.66E+05-1.40E+05-1.31E+05-2.66E+05单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.35E+04-1.83E+04-1.35E+04-1.83E+04弯矩-1.40E+05-2.66E+05-1.31E+05-2.66E+05单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.85E+041.36E+041.36E+041.85E+04弯矩-2.72E+05-1.43E+05-1.35E+05-2.72E+05单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.02E+04-3.59E+04-3.56E+049.97E+03弯矩-2.73E+05-1.20E+05-1.11E+05-2.73E+05单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.61E+04-1.00E+043.46E+04-8.53E+03弯矩-1.31E+05-2.71E+05-1.23E+05-2.71E+05单元号=26,左节点号=20内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.80E+041.36E+041.37E+041.79E+04弯矩-2.81E+05-1.79E+05-1.72E+05-2.81E+05单元号=26,右节点号=21内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.22E+04-1.62E+04-1.22E+04-1.62E+0449
弯矩-1.39E+05-2.30E+05-1.32E+05-2.30E+05单元号=35,左节点号=160内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.60E+03-2.99E+001.30E+021.47E+03弯矩3.60E+044.69E+045.71E+043.38E+04单元号=35,右节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力4.03E+02-1.19E+033.11E+02-1.10E+03弯矩4.81E+043.64E+045.72E+043.53E+04单元号=36,左节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.19E+03-4.03E+02-3.11E+021.10E+03弯矩3.64E+044.81E+045.72E+043.53E+04单元号=36,右节点号=161内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力8.44E+02-8.25E+027.52E+02-7.32E+02弯矩4.76E+043.77E+045.69E+043.64E+04单元号=47,左节点号=39内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.34E+04-1.79E+04-1.34E+04-1.79E+04弯矩-1.59E+05-2.55E+05-1.50E+05-2.55E+05单元号=47,右节点号=124内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.80E+041.35E+041.35E+041.80E+04弯矩-2.59E+05-1.62E+05-1.53E+05-2.59E+05单元号=67,左节点号=162内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力8.29E+02-8.33E+027.23E+02-7.27E+02弯矩4.71E+043.73E+045.73E+043.52E+04单元号=67,右节点号=53内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.20E+03-3.88E+02-2.96E+021.11E+03弯矩3.61E+044.76E+045.68E+043.50E+04单元号=78,左节点号=62内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.36E+04-1.80E+04-1.37E+04-1.80E+04弯矩-1.79E+05-2.81E+05-1.71E+05-2.81E+05单元号=78,右节点号=63内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.86E+041.42E+041.42E+041.86E+04弯矩-2.99E+05-1.93E+05-1.86E+05-3.00E+05单元号=85,左节点号=66内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.61E+04-9.99E+033.46E+04-8.53E+0349
弯矩-1.43E+05-2.73E+05-1.34E+05-2.74E+05单元号=85,右节点号=130内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.01E+04-3.60E+04-3.45E+048.68E+03弯矩-2.74E+05-1.35E+05-1.26E+05-2.75E+05单元号=100,左节点号=78内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.97E+00-1.83E+03-1.80E+03-3.28E+01弯矩1.11E+042.40E+042.48E+041.13E+04单元号=100,右节点号=79内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.82E+038.82E+022.82E+038.82E+02弯矩1.33E+046.80E+031.38E+046.80E+03(2)正常使用极限状态下的效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合:1.作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为:(2-13)式中—作用长期效应组合设计值;—第个可变作用效应的准永久值系数,汽车荷载(不计冲击力)=0.4,人群荷载=0.4,风荷载=0.75,温度梯度作用=0.8,其他作用=1.0;—第个可变作用效应的准永久值。2.作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合,其效应组合表达式为:(2-12)式中—作用短期效应组合设计值;—第个可变作用效应的频率值系数,汽车荷载(不计冲击力)=0.7,人群荷载=1.0,风荷载=0.75,温度梯度作用=0.8,其他作用=1.0;—第个可变作用效应的频率值。表8:正常使用极限状态荷载组合I内力结果正常使用极限状态荷载组合I内力结果:单元号=1,左节点号=149
内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.85E+037.89E+029.32E+029.22E+02弯矩-3.23E+03-3.26E+03-3.23E+03-3.26E+03单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.02E+02-3.36E+03-3.36E+03-3.02E+02弯矩-2.59E+031.10E+031.10E+03-2.59E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.34E+03-7.29E+022.34E+03-7.29E+02弯矩2.00E+03-7.87E+032.00E+03-7.87E+03单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.03E+03-4.09E+03-4.08E+03-1.04E+03弯矩-8.33E+031.10E+041.12E+04-8.54E+03单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力4.09E+031.03E+034.08E+031.04E+03弯矩1.10E+04-8.33E+031.12E+04-8.54E+03单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.66E+02-3.42E+03-3.41E+03-3.75E+02弯矩-7.11E+031.83E+041.85E+04-7.32E+03单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.42E+033.66E+023.41E+033.75E+02弯矩1.83E+04-7.11E+031.85E+04-7.32E+03单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.02E+03-1.03E+03-1.03E+032.02E+03弯矩5.14E+034.29E+044.29E+045.14E+03单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.55E+03-8.63E+03-5.55E+03-8.63E+03弯矩1.07E+05-1.12E+041.07E+05-1.12E+04单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.15E+048.45E+038.45E+031.15E+04弯矩-1.92E+041.09E+051.09E+05-1.92E+04单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.14E+03-1.22E+04-9.14E+03-1.22E+04弯矩1.09E+05-2.20E+041.09E+05-2.20E+04单元号=15,右节点号=12049
内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.25E+049.39E+039.39E+031.25E+04弯矩-2.42E+041.07E+051.07E+05-2.42E+04单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.39E+03-1.25E+04-9.39E+03-1.25E+04弯矩1.07E+05-2.42E+041.07E+05-2.42E+04单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.28E+049.77E+039.77E+031.28E+04弯矩-2.82E+041.04E+051.04E+05-2.82E+04单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.31E+03-6.39E+04-6.36E+046.01E+03弯矩-2.61E+041.32E+051.33E+05-2.68E+04单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.43E+04-5.93E+036.18E+04-3.39E+03弯矩1.12E+05-2.49E+041.13E+05-2.59E+04单元号=26,左节点号=20内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.42E+041.18E+041.18E+041.42E+04弯矩-8.96E+043.81E+035.18E+03-9.10E+04单元号=26,右节点号=21内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-8.88E+03-1.13E+04-8.88E+03-1.13E+04弯矩1.51E+04-7.41E+041.51E+04-7.41E+04单元号=35,左节点号=160内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.78E+031.34E+031.51E+033.61E+03弯矩-2.81E+04-8.98E+03-7.04E+03-3.00E+04单元号=35,右节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-8.30E+02-3.27E+03-9.98E+02-3.10E+03弯矩-6.88E+03-2.36E+04-4.77E+03-2.57E+04单元号=36,左节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.27E+038.30E+029.98E+023.10E+03弯矩-2.36E+04-6.88E+03-4.77E+03-2.57E+04单元号=36,右节点号=161内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.43E+03-9.87E+021.27E+03-8.19E+02弯矩-8.58E+03-2.28E+04-6.31E+03-2.51E+04单元号=47,左节点号=3949
内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.03E+04-1.27E+04-1.03E+04-1.27E+04弯矩1.52E+058.21E+041.52E+058.21E+04单元号=47,右节点号=124内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.30E+041.05E+041.05E+041.30E+04弯矩7.98E+041.50E+051.50E+057.98E+04单元号=67,左节点号=162内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.63E+03-7.89E+021.46E+03-6.19E+02弯矩-8.92E+03-2.32E+04-6.59E+03-2.55E+04单元号=67,右节点号=53内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.27E+03-1.15E+03-9.82E+021.10E+03弯矩-2.53E+04-8.49E+03-6.39E+03-2.74E+04单元号=78,左节点号=62内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.09E+04-1.33E+04-1.09E+04-1.33E+04弯矩9.30E+041.88E+029.51E+04-1.92E+03单元号=78,右节点号=63内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.48E+041.24E+041.24E+041.48E+04弯矩-3.46E+039.18E+049.38E+04-5.49E+03单元号=85,左节点号=66内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.35E+04-6.63E+036.10E+04-4.13E+03弯矩1.91E+056.89E+041.93E+056.67E+04单元号=85,右节点号=130内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.82E+03-6.34E+04-6.09E+044.32E+03弯矩6.79E+042.04E+052.05E+056.62E+04单元号=100,左节点号=78内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-4.89E+02-3.55E+03-3.53E+03-5.03E+02弯矩-8.43E+031.09E+041.10E+04-8.53E+03单元号=100,右节点号=79内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.50E+03-1.55E+031.50E+03-1.55E+03弯矩3.86E+03-5.91E+033.86E+03-5.91E+03表9:正常使用极限状态荷载组合II内力结果正常使用极限状态荷载组合II内力结果:单元号=1,左节点号=1内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩49
剪力3.85E+037.89E+029.32E+029.22E+02弯矩-3.23E+03-3.26E+03-3.23E+03-3.26E+03单元号=1,右节点号=2内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.02E+02-3.36E+03-3.36E+03-3.02E+02弯矩-2.59E+031.10E+031.10E+03-2.59E+03单元号=3,左节点号=3内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.34E+03-7.29E+022.34E+03-7.29E+02弯矩2.00E+03-7.87E+032.00E+03-7.87E+03单元号=3,右节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.03E+03-4.09E+03-4.08E+03-1.04E+03弯矩-8.33E+031.10E+041.12E+04-8.54E+03单元号=4,左节点号=4内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力4.09E+031.03E+034.08E+031.04E+03弯矩1.10E+04-8.33E+031.12E+04-8.54E+03单元号=4,右节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-3.66E+02-3.42E+03-3.41E+03-3.75E+02弯矩-7.11E+031.83E+041.85E+04-7.32E+03单元号=5,左节点号=5内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.42E+033.66E+023.41E+033.75E+02弯矩1.83E+04-7.11E+031.85E+04-7.32E+03单元号=5,右节点号=6内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力2.02E+03-1.03E+03-1.03E+032.02E+03弯矩5.14E+034.29E+044.29E+045.14E+03单元号=13,左节点号=13内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-5.55E+03-8.63E+03-5.55E+03-8.63E+03弯矩1.07E+05-1.12E+041.07E+05-1.12E+04单元号=13,右节点号=14内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.15E+048.45E+038.45E+031.15E+04弯矩-1.92E+041.09E+051.09E+05-1.92E+04单元号=15,左节点号=15内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.14E+03-1.22E+04-9.14E+03-1.22E+04弯矩1.09E+05-2.20E+041.09E+05-2.20E+04单元号=15,右节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩49
剪力1.25E+049.39E+039.39E+031.25E+04弯矩-2.42E+041.07E+051.07E+05-2.42E+04单元号=16,左节点号=120内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-9.39E+03-1.25E+04-9.39E+03-1.25E+04弯矩1.07E+05-2.42E+041.07E+05-2.42E+04单元号=16,右节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.28E+049.77E+039.77E+031.28E+04弯矩-2.82E+041.04E+051.04E+05-2.82E+04单元号=17,左节点号=82内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.31E+03-6.39E+04-6.36E+046.01E+03弯矩-2.61E+041.32E+051.33E+05-2.68E+04单元号=17,右节点号=121内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.43E+04-5.93E+036.18E+04-3.39E+03弯矩1.12E+05-2.49E+041.13E+05-2.59E+04单元号=26,左节点号=20内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.42E+041.18E+041.18E+041.42E+04弯矩-8.96E+043.81E+035.18E+03-9.10E+04单元号=26,右节点号=21内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-8.88E+03-1.13E+04-8.88E+03-1.13E+04弯矩1.51E+04-7.41E+041.51E+04-7.41E+04单元号=35,左节点号=160内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.78E+031.34E+031.51E+033.61E+03弯矩-2.81E+04-8.98E+03-7.04E+03-3.00E+04单元号=35,右节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-8.30E+02-3.27E+03-9.98E+02-3.10E+03弯矩-6.88E+03-2.36E+04-4.77E+03-2.57E+04单元号=36,左节点号=29内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力3.27E+038.30E+029.98E+023.10E+03弯矩-2.36E+04-6.88E+03-4.77E+03-2.57E+04单元号=36,右节点号=161内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.43E+03-9.87E+021.27E+03-8.19E+02弯矩-8.58E+03-2.28E+04-6.31E+03-2.51E+04单元号=47,左节点号=39内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩49
剪力-1.03E+04-1.27E+04-1.03E+04-1.27E+04弯矩1.52E+058.21E+041.52E+058.21E+04单元号=47,右节点号=124内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.30E+041.05E+041.05E+041.30E+04弯矩7.98E+041.50E+051.50E+057.98E+04单元号=67,左节点号=162内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.63E+03-7.89E+021.46E+03-6.19E+02弯矩-8.92E+03-2.32E+04-6.59E+03-2.55E+04单元号=67,右节点号=53内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.27E+03-1.15E+03-9.82E+021.10E+03弯矩-2.53E+04-8.49E+03-6.39E+03-2.74E+04单元号=78,左节点号=62内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-1.09E+04-1.33E+04-1.09E+04-1.33E+04弯矩9.30E+041.88E+029.51E+04-1.92E+03单元号=78,内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.48E+041.24E+041.24E+041.48E+04弯矩-3.46E+039.18E+049.38E+04-5.49E+03单元号=85,左节点号=66内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.35E+04-6.63E+036.10E+04-4.13E+03弯矩1.91E+056.89E+041.93E+056.67E+04单元号=85,右节点号=130内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力6.82E+03-6.34E+04-6.09E+044.32E+03弯矩6.79E+042.04E+052.05E+056.62E+04单元号=100,左节点号=78内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力-4.89E+02-3.55E+03-3.53E+03-5.03E+02弯矩-8.43E+031.09E+041.10E+04-8.53E+03单元号=100,右节点号=79内力性质最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩剪力1.50E+03-1.55E+031.50E+03-1.55E+03弯矩3.86E+03-5.91E+033.86E+03-5.91E+0349
第四章、配筋设计4.1、钢束计算根据《预规》(JTGD62-2004)规定,预应力梁应满足弹性阶段(即使用阶段)的应力要求和塑性阶段(即承载能力极限状态)的正截面强度要求。(一)按承载能力极限计算时满足正截面强度要求预应力梁到达受弯的极限状态时,受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度,受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。1.对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁,所需预应力筋数量按下式计算:h0xNdfcd如图:49
图14,(3-1),(3-2)解上两式得:受压区高度(3-3)预应力筋数(3-4a)或(3-4b)式中:—截面上组合力矩。—混凝土抗压设计强度;—预应力筋抗拉设计强度;—单根预应力筋束截面积;b—截面宽度2.若截面承受双向弯矩时,需配双筋的,可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这忽略实际上存在的双筋影响时(受拉区和受压区都有预应力筋)会使计算结果偏大,作为力筋数量的估算是允许的。(二)按正常使用极限状态下的应力要求e上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++----Np下Np上Mmax合成+--Mmin合成图1549
规范(JTJD62-2004)规定,截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力,预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力(为),或为在任意阶段,全截面承压,截面上不出现拉应力,同时截面上最大压应力小于允许压应力。写成计算式为:对于截面上缘(3-5)(3-6)对于截面下缘(3-7)(3-8)其中,—由预应力产生的应力,W—截面抗弯模量,—混凝土轴心抗压标准强度。Mmax、Mmin项的符号当为正弯矩时取正值,当为负弯矩时取负值,且按代数值取大小。一般情况下,由于梁截面较高,受压区面积较大,上缘和下缘的压应力不是控制因素,为简便计,可只考虑上缘和下缘的拉应力的这个限制条件(求得预应力筋束数的最小值)。公式(3-5)变为(3-9)公式(3-7)变为(3-10)由预应力钢束产生的截面上缘应力和截面下缘应力分为三种情况讨论:截面上下缘均配有力筋Np上和Np下以抵抗正负弯矩,由力筋Np上和Np下在截面上下缘产生的压应力分别为:(3-11)(3-12)将式(3-9)、(3-10)分别代入式(3-11)、(3-12),解联立方程后得到(3-13)49
(3-14)令代入式(3-13)、(3-14)中得到(3-15)(3-16)式中Ap—每束预应力筋的面积;—预应力筋的永存应力(可取0.5~0.75估算);e—预应力力筋重心离开截面重心的距离;K—截面的核心距;A—混凝土截面面积,取有效截面计算。当截面只在下缘布置力筋Np下以抵抗正弯矩时当由上缘不出现拉应力控制时:(3-17)当由下缘不出现拉应力控制时:(3-18)当截面中只在上缘布置力筋Np上以抵抗负弯矩时:当由上缘不出现拉应力控制时:(3-19)当由下缘不出现拉应力控制时:(3-20)当按上缘和下缘的压应力的限制条件计算时(求得预应力筋束数的最大值)。可由前面的式(3-6)和式(3-8)推导得:(3-21)(3-22)有时需调整束数,当截面承受负弯矩时,如果截面下部多配49
根束,则上部束也要相应增配根,才能使上缘不出现拉应力,同理,当截面承受正弯矩时,如果截面上部多配根束,则下部束也要相应增配根。其关系为:当承受时,当承受时,表10:承载能力极限状态配束计算表承载能力极限状态:单位m**2单元号左上缘左下缘右上缘右下缘104.79E-1700.00228200.0022600.00778300.0087800.0113400.011300.0129500.01290.002350.011760.002350.01170.006770.0081670.006770.008160.01280.0034280.02280.003410.0196090.019600.02660100.026600.03410110.024100.04250120.041500.0520130.05200.05560140.059800.05630150.055900.04080160.040800.03130170.031300.0220180.02200.01370190.013700.006660.00199200.006760.001990.0003850.00334210.0003950.0033400.005062200.0050600.02042300.020400.02252400.022500.02252500.022500.02022600.020200.004852700.004850.0006640.00334280.0006640.003340.007080.00199290.007180.001990.0142049
300.015200.02250310.022500.03120320.031200.03950330.039500.05370340.053700.05750350.05700.05290360.052900.04110370.041100.03380380.033800.02630390.026300.01930400.019300.01260.00369410.01260.003690.006540.00842420.006540.008420.002190.0119430.002190.011900.01314400.013100.01154500.011500.008784600.0087800.002384700.002381.99E-170表11:正常使用极限状态配束计算表正常使用极限状态:单位m**2单元号左上缘左下缘右上缘右下缘10.00010.00010.00010.002720.00010.00270.00010.009930.00010.00990.00010.012740.00010.01270.0020.014850.0020.01480.00590.014160.00590.01410.01080.010670.01080.01060.01660.005280.01660.00520.02320.000190.02420.00010.0310.0001100.0310.00010.03910.0001110.03910.00010.0470.0001120.0570.00010.0590.0001130.0590.00010.06280.0001140.0650.00010.06070.0001150.06070.00010.05170.0001160.04770.00010.03670.0001170.03670.00010.02660.0001180.02660.00010.01760.0001190.01810.00010.01020.0042200.01020.00420.00430.02249
210.00430.0120.00010.0193220.00010.01850.00010.0236230.00010.02360.00010.026240.00010.0260.00010.0259250.00010.02590.00010.0234260.00010.02340.00010.0181270.00010.01810.00460.0116280.00460.01160.01060.0038290.01060.00380.01820.0001300.01820.00010.02720.0001310.02720.00010.03650.0001320.03650.00010.04530.0001330.04530.00010.05790.0001340.05790.00010.06190.0001350.06430.00010.05990.0001360.05990.00010.04670.0001370.04670.00010.03880.0001380.03880.00010.03060.0001390.03060.00010.02290.0001400.02290.00010.01640.0055410.01640.00550.01060.0109420.01060.01090.00560.0142430.00560.01420.00190.0149440.00190.01490.00010.0129450.00010.01290.00010.0099460.00010.00990.00010.0027470.00010.00270.00010.00014.2、预应力束的布置本桥箱梁纵向预应力束采用中交新预应力筋——φj15.24高强度低松弛预应力钢绞线,其公称面积139mm2,其性能应符合GB/T5224-2003标准(270)级标准,标准强度Ryb=1860MPa;张拉控制应力σk=0.72Ryb=1339.2MPa。预应力管道均采用OVMSBG塑料波纹管,真空压浆工艺。锚具采用群锚体系OVM锚。锚垫板等预埋钢板采用低炭钢。1、布置原则:(1)纵向预应力索为结构主要受力钢筋,为了设计和施工方便,进行对称布束,锚头尽量靠近压应力区.49
(2)钢束在横断面中布置时直束靠近顶板位置,直接锚固在齿板上,弯束布置在腹板上,便于下弯锚固.(3)本桥中采用预埋波纹管,根据文献[5]预规第6.2.26规定:其水平净距不应小于4cm,波纹管至构件顶面或侧面的间距不小于3.5cm,波纹管至构件底面边缘的净矩不小于5cm,波纹管的内径应比预应力钢筋的外径至少大1cm.钢束的布置:每个截面配筋情况如上表示。4.3、预应力损失计算预应力束的张拉控制应力,参照《公路桥涵设计规范》预规第5.2.1条:构件在预加应力时,预应力钢绞线的锚下控制应力符合σk≤0.72Ryb故,σk=0.72*1860=1339.2Mpa由于施工中预应力索的张拉采用后张法,故按预规第5.2.5条,应计算以下预应力损失:预应力筋与管壁间的摩察损失σs1;锚具变形,钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩损失σs2;混凝土弹性压缩损失σs4;预应力索的应力松弛损失σs5;混凝土的收缩徐变损失σs6;预应力筋与管道间的摩察损失σs1,按以下公式计算:σs1=σk[1-e-(uθ+kx)]其中u=0.35,k=0.003.锚具变形,钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩损失σs2,在计算接缝压缩引起的应力损失时,认为接缝在第一批钢束锚固后既完成全部变形量,以后锚固得各批钢束对该接缝不再产生压缩。预规第5.2.7条规定可以考虑与张拉钢筋时的摩阻力相反的摩阻作用,为保守设计,本设计不考虑该项以补偿钢束在与桥面平行的平面内的弯曲摩阻。混凝土弹性压缩损失σs4根据《公路桥涵设计规范》预规第5.2.9条后张法构件采用分批张拉时,先张拉是钢束由于张拉后批钢束所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失:σs4=ayΣΔσh1,式中ΣΔσh1为先张拉钢束重心处由后张拉各批钢束产生的混凝土法向应力。对悬臂拼装结构,作如下近似假设,可使ΣΔσh1计算简化:每悬臂拼装一段,相应张拉一批力筋;假设每批张拉预应力都相同,且都作用在全部预应力重心处;混凝土的收缩徐变损失σs6。考虑各施工阶段的预应力损失,每束钢束在各个截面的损失均不同,篇幅较多,在这里仅列表给出11号钢束在第29、31施工阶段及使用阶段的预应力损失。其他阶段及其他束损失均由桥博直接输出,这里从略。表12:11号钢束第29施工阶段各项预应力损失及有效应力表49
表13:11号钢束第31施工阶段各项预应力损失及有效应力表表14:11号钢束正常使用阶段各项预应力损失表49
第五章全桥强度验算5.1、内力验算1、主梁截面验算预应力混凝土梁从预加力开始到承载破坏,需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个受力阶段,为保证主梁受力可靠并予以控制,应对控制截面进行各个阶段的验算。验算中用到的计算内力值为上一节计算的内力组合值。本节后续内容为:先进行破坏阶段(即承载能力极限状态下)的截面强度验算,再进行正常使用极限状态下的截面应力验算,最后进行抗裂性验算。(1)承载能力极限状态下截面强度验算(见表15)承载能力极限状态I(基本组合)单元号节点号内力属性Mj极限抗力受力类型是否满足11最大弯矩02.24E+05轴心受压是最小弯矩02.51E+05轴心受压是22最大弯矩7.19E+035.03E+04下拉偏压是最小弯矩4.22E+031.65E+05下拉偏压是44最大弯矩2.98E+041.16E+04下拉偏压是最小弯矩1.54E+047.90E+04下拉偏压是55最大弯矩3.53E+048.85E+03下拉偏压是最小弯矩1.7E+041.02E+05下拉偏压是88最大弯矩2.37E+046.40E+03下拉偏压是最小弯矩-2.37E+042.36E+05上拉偏压是1313最大弯矩2.45E+046.83E+03下拉偏压是最小弯矩-8.63E+034.40E+04上拉偏压是1515最大弯矩1.92E+041.13E+04下拉偏压是最小弯矩-2.63E+041.90E+04上拉偏压是2620最大弯矩-1.72E+052.91E+04下拉偏压是最小弯矩-2.81E+041.53E+04上拉偏压是35160最大弯矩5.71E+041.19E+05上拉偏压是49
最小弯矩3.38E+049.44E+03上拉偏压是4739最大弯矩-1.5E+041.98E+04上拉偏压是最小弯矩-2.55E+04-1.82E+05上拉受弯是7862最大弯矩-1.71E+051.53E+04上拉偏压是最小弯矩-2.81E+05-2.26E+05上拉受弯是8566最大弯矩-1.34E+04-2.74E+05上拉受弯是最小弯矩-2.74E+05-2.74E+05上拉受弯是10078最大弯矩-1.13E+05-3.49E+05上拉受弯是最小弯矩-2.11E+05-3.49E+05上拉受弯是(2)正常使用极限状态应力验算表16:正常使用极限状态短期效应组合截面应力验算表正常使用极限状态基本组合截面应力表单元号节点号应力上缘正应力下缘正应力最大主应力 最大最小最大最小主压应力主拉应力11应力属性0.6290.4933.642.823.640.18容许值16.2016.2019.4-1.06E+00是否满足要求是是是是是是22应力属性1.371.013.322.333.320.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是否满足要求是是是是是是55应力属性9.066.066.161.979.060.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是否满足要求是是是是是是1916应力属性10.75.014.434.3210.70.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是否满足要求是是是是是是2017应力属性7.554.766.462.997.550.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是否满足要求是是是是是是2721应力属性8.825.537.113.018.820.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是否满足要求是是是是是是10280应力属性9.315.829.415.079.410.18容许值16.2016.2019.4-1.00E+03是是是是是是49
是否满足要求表17.正常使用极限状态长期效应组合截面应力验算表正常使用极限状态长期效应组合截面应力验算单元号节点号应力上缘正应力下缘正应力最大主应力最大最小最大最小主压应力主拉应力11应力属性0.7130.6193.643.553.16-0.095容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是否是是22应力属性1.321.213.313.163.310.021容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是55应力属性8.647.276.174.728.640.021容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是1916应力属性10.79.254.23.0510.70.18容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是2017应力属性8.97.675.484.98.90.18容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是2721应力属性9.067.775.874.937.320.18容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是10280应力属性7.776.947.977.057.970.18容许值16.2016.2019.4-1.06是否满足要求是是是是是是5.2、锚下局部应力验算1、锚固区局部承压验算:(1)局部受压区尺寸要求(抗裂验算)配置间接钢筋的混凝土构件,其局部受压区的尺寸应满足下列锚下混凝土抗裂计算的要求:式中—结构重要性系数,这里取=1.0;—49
局部收压面积上的局部压力设计值,后张法锚头局压区应取1.2倍张拉时的最大压力,所以局部压力设计值为=1.21339.215139=3350.678KN(为最不利时的面积)—混凝土局部承压修改系数,=1.0;—混凝土局部承压承载力提高系数,=;—张拉锚固时混凝土轴心抗压强度设计值,采用C50混凝土强度达到设计强度100%后张拉,查表得=22.4Mpa;、—混凝土局部受压面积,为扣除孔洞后面积,为不扣除孔洞面积;对于具有喇叭管并与垫板连成整体的锚具,可取垫板面积扣除喇叭管尾端内孔面积;本设计中喇叭管尾管内孔直径为100mm,所以=320320=102400mm2=270270-3.14100100/4=94550mm2—局部受压计算底面积;局部受压面积是320mm的正方形,根据《公路桥规》中的计算方法,考虑到局部承压计算底面积重叠的情况及《公路桥规》对其取“同心、对称”的原则,取N2的局部承压计算面积为(47.5+320+47.5)500mm的矩形。=365500=207500mm2=1.4235所以=1.31.01.423522.494550=3919.331KN>(=3350.678KN)计算表明,局部承压尺寸满足要求(2)局部抗压承载力计算配置间接钢筋的的局部受压构件,其局部抗压承载能力计算公式为≤0.9(+)且需满足=≥1式中—局部受压面积上的局部压力设计值,=3350.678KN;—混凝土核心面积,可取局部受压计算底面积范围以内的间接钢筋所包罗的面积,这里配置螺旋钢筋,得=·320*320/4=80384mm249
==0.886<1取1;—间接钢筋影响系数;混凝土强度等级为C50及以下时,取=2.0;—间接钢筋体积配筋率;局部承压区配置直径为20mm的HRB335钢筋,单根钢筋截面积为314.2mm2,所以=0656.060320.314.244=´´=SdAcorsslC50混凝土=22.4Mpa;将上述各计算值代入局部抗压承载能力计算公式,可得到Fu=0.9(+)=0.9(1.01.423522.4+20.06561.0280)94550=6488.248KN>(=3350.678N)故局部抗压承载能力通过。验算钢束为最不利钢束计算通过,故不对其他钢束进行验算。5.3、变形验算结构的变形验算是为了保证结构具有一定的刚度,使它在长期使用过程中不至于因为变形大而造成不良后果。如:挠度过大,会使桥面起伏,不利于高速行车;变形过大也使结构次应力增大。变形验算需求出汽车(挂车)荷载(不计冲击)作用下,主梁最大(小)竖向挠度。与求最大内力相似。可先求出截面的挠度影响线;在挠度影响线上加载可求出各截面的大(小)挠度;将各截面的最大](小)挠度绘成图形,即为挠度包络图;包络图中的最大(小)值即为汽车(挂车)作用下的最大(小)挠度。中跨变形验算按弹性理论计算,中跨最大挠度为0.412厘米,发生在24节点。因为0.00412/60=1/14563<1/600所以满足要求边跨变形计算按弹性理论计算,边跨最大挠度为0.61厘米,发生在11号节点。因为0.0061/5738=1/949<1/600所以满足要求。49
12#单元第68阶段左截面应力验算点号应力最大压应力最大拉应力最大剪应力最小剪应力最大主压应力最大主拉应力1(3.43)法向正应力7.867.867.867.867.867.86竖向正应力0.1670.1670.1670.1670.1670.167剪应力000000主压应力7.867.867.867.867.867.86主拉应力0.1670.1670.1670.1670.1670.167容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是2(2.57)法向正应力7.077.077.077.077.077.07竖向正应力2.782.782.782.782.782.78剪应力-1.82-1.82-1.82-1.82-1.82-1.82主压应力7.747.747.747.747.747.74主拉应力2.112.112.112.112.112.11容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是3(1.72)法向正应力6.286.286.286.286.286.28竖向正应力2.782.782.782.782.782.78剪应力-1.85-1.85-1.85-1.85-1.85-1.85主压应力7.087.087.087.087.087.08主拉应力1.981.981.981.981.981.98容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是4(0.0858)法向正应力5.495.495.495.495.495.49竖向正应力2.782.782.782.782.782.78剪应力-1.73-1.73-1.73-1.73-1.73-1.73主压应力6.336.336.336.336.336.33主拉应力1.941.941.941.941.941.94容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是5(0.0)法向正应力4.74.74.74.74.74.7竖向正应力0.2610.2610.2610.2610.2610.261剪应力000000主压应力4.74.74.74.74.74.7主拉应力0.2610.2610.2610.2610.2610.261容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是49
36#单元第64施工阶段右截面应力验算点号应力最大压应力最大拉应力最大剪应力最小剪应力最大主压压力最大主拉应力1(7.24)法向正应力11.911.911.911.911.911.9竖向正应力0.3340.3340.3340.3340.3340.334剪应力000000主压应力11.911.911.911.911.911.9主拉应力0.3340.3340.3340.3340.3340.334容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是2(5.43)法向正应力10.710.710.710.710.710.7竖向正应力3.173.173.173.173.173.17剪应力-1.67-1.67-1.67-1.67-1.67-1.67主压应力111111111111主拉应力2.822.822.822.822.822.82容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是3(3.62)法向正应力9.429.429.429.429.429.42竖向正应力3.173.173.173.173.173.17剪应力-1.84-1.84-1.84-1.84-1.84-1.84主压应力9.939.939.939.939.939.93主拉应力2.672.672.672.672.672.67容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是4(1.81)法向正应力8.178.178.178.178.178.17竖向正应力3.173.173.173.173.173.17剪应力-1.7-1.7-1.7-1.7-1.7-1.7主压应力8.698.698.698.698.698.69主拉应力2.652.652.652.652.652.65容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是5(0.0)法向正应力6.916.916.916.916.916.91竖向正应力0.5230.5230.5230.5230.5230.523剪应力000000主压应力6.916.916.916.916.916.91主拉应力0.5230.5230.5230.5230.5230.523容许值22.7-3.050000是否满足是是是是是是第六章施工说明49
本桥主桥为预应力混凝土变截面连续刚构桥,共三跨,中跨108米,边跨65米,全长239.1米,采用挂篮悬臂施工。下面对施工做以简介:6.1下部结构本桥基础采用群桩基础,具体尺寸见总体布置图。6.2上部结构本桥采用悬臂浇筑施工。1.首先从墩开始,进行悬臂浇筑施工;2.边跨合拢,现浇边跨合拢段,进行体系的转换;3.最后中跨合拢,完成主梁的施工及桥面铺装施工;本方案当桥梁呈双悬臂状态时,结构稳定性较差,所以对于大跨径或多跨连续梁,对施工的要求较高。采用悬臂浇筑法施工时,墩顶0号块梁段采用在托架上立模板现浇。其具体施工过程见施工流程图。6.3结构体系转换本桥在结构体系转换时,为保证施工阶段的稳定性,一般先边跨合拢,结构由双悬臂状态变成单悬臂状态,最后中跨合拢,成整体受力状态。这就存在体系转换。具体施工时应注意以下几点:1.结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态,梁体某些部分的弯矩方向发生转换。所以应按设计要求,张拉一部分或全部布置在梁体下面的正弯矩预应力束。2.对转换为超静定结构,需考虑钢束张拉,支座变形,温度变化等因素引起的次内力。致谢我的毕业设计是在任更锋导师的悉心指导和督促下完成的,对于这次毕业设计的每一个环节,任老师都给予了精心指导和热心帮助。特别是任49
老师认真负责的态度和一丝不苟的工作作风,给我留下了深刻的印象,为我今后的学习和工作树立了榜样。在此向胡老师致以衷心的感谢。通过这次毕业设计,我又一次比较系统的复习了大学本科四年所学的知识,同时深感我们这门专业的渊博,觉得自己存在的差距还很大。在老师的指导下,在毕业设计师的过程中,我感到毕业设计较为集中和专一系统的培养和提高了自己综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析解决问题的能力,培养了自己一定的考虑问题,分析问题,解决问题的能力,同时学到了一些新的专业知识和技能。我在长安大学学习的这几年里,公路学院各位老师真诚、热心地培养和教育我,使我的专业理论水平和思想水平都有很大提高。谨向所有老师表示深深的感谢和敬意。在我这次的毕业设计过程中,也得到许多同学热心的帮助,在此向他们表示诚挚的感谢。参考文献1中华人民共和国交通部标准,公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)北京:人民交通出版社。2中华人民共和国交通部标准,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范49
(JTJ023-85)3、范立础主编,《桥梁工程》(上、下册)。北京人民交通出版社。19804、叶见曙主编,《结构设计原理》,北京19975、徐光辉主编,《桥梁计算示例集》,预应力混凝土钢架桥。19956、李子青主编,〈〈高墩大跨径连续钢构桥〉〉,北京人民交通出版社,20017、雷俊卿主编,〈〈桥梁悬臂施工与设计〉〉,北京人民交通出版社,20008、陈宝春主编,〈〈钢管混凝土拱桥设计与施工〉〉,北京人民交通出版社,19999、中华人民共和国交通部标准,公路工程技术规范,北京人民交通出版社,1997周宗泽主编,桥梁博士v2.8版用户手册,200010、徐岳主编,〈〈预应力混凝土连续梁设计〉〉,北京人民交通出版社,200011、公路斜拉桥设计规范(试行)[S],中华人民共和国交通部发布1996-5-2049
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸STRUCTURALANALYSISANDSEGMENTCONSTRUCTIONCONTROLEXPERIMENTOFPRESTRESSEDCONCRETECONTINUOUSRIGIDFRAMEBRIDGEJunqingLeiandNanWangSchoolofCivilEngineeringandArchitecture,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,ChinaABSTRACT:BasedontheresearchonShuiMoWanBridgeinHenanprovince,thesegmentconstructionphaseofprestressedconcretecontinuousrigidframebridgeisanalyzedandtested.ItmainlycalculatesthestressstateofeachsegmentconstructionthroughbuildingFEMmodelthenanalyzesandcontrastswiththeresultsoffieldtests.ThroughthecalculationofFEMmodel,thestresspathofcriticalnodesofstructureunderdifferentloadcasesisdiscussedinthepaper,whichincludestheanalysisofinfluencesonboxgirder’sstresscausedbyconcretecreepandprestressingforcesloss.Thecalculatedresultsandthefieldtestresultsofthebridgeareanalyzedandcontrasted.Theelevationofbridgeconstructioniscontinuouslyadjustedtomaketheline-typeofthefinalcompletedbridgemeetthedesignedrequirements.Rulesforconstructioncontrolaresummarized.KEYWORD:Prestressedconcrete;Continuousrigidframebridge;Segmentconstruction;experiment;Structuralcalculationanalysis;Finiteelementmethod.INTRODUCTIONThesegmentconstructionofprestressedconcretehasbeenusedinthelate1940"s.Until1952,thefirstprestressedconcretebridgewithspanover100mwasbuiltbyusingsegmentcast-in-placebalancedcantilevererectiontechnology.After1970’s,thedevelopmentoflong-spanprestressedconcretebridgeinChinahasfullybuilttheadvantagesofsegmenterectionmethod.Asaresult,thespansofcantileverbeam,continuousbeamandcontinuousrigidframebridgeshavebeengreatlydeveloped.ShuiMoWanBridgeinHenanprovinceislocatedatK21+910oftheexpresshighwayfromShaolinsitoLuoyang.Themainbridgeisprestressedconcretecontinuousrigidframebridgewith3spansvariablecross-section.Thespanis65+110+65=240m.Thebridgepierisofhollowthin-shelledstructureandthepilefoundationisconcretepile.Thesuperstructureisofsingleboxsection.Thewidthoftopplateofboxsectionis12.75m.Thewidthofbottomplateis6.5m.Theboxbeamheightattherootsegmentofthebox-beamis6.0m.Thebeam第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸heightatthesectionofmidspanandsidespanis2.3m.Thebottomedgeofthebeamchangesaccordingtosecondorderparabola.Thethicknessof1#blockofthebox-beambottomplateis100cmForeachsegmentbeam,thechangefromcantileverroottomidspanvariesfrom70cmto28cm.Theintermediatechangesaccordingtosecondorderparabola.Thethicknessof0#blocktopplateofboxis50cmto28cm.Forthewebplateofboxgirder,thethicknessof0#blockis70cm,1#blockis70^-60cm,2#^-5#blocksare60cm,andtherestgirdersegmentsare45cm.ThemaingirderofthemainbridgeadoptsC50concretewith3-directionprestressingforcesystemForlongitudinaldirection,thereare3kindsofprestressingforce:topplatewires,bottomwiresandsidespanclosurewires.ASTM-92normal1515.24mm270levelsteelstrandedwiresandOVM15-15anchoragetoolisadopted.Tensioningforceis2930kN.Forverticaldirectionprestressingforce,highstrengthrefinedrollingthicktreadsteelbarandYGManchoragedevicesareadopted.Tensioningforceis452kN.Fortransversaldirectionprestressingforce,ASTM-92normal315.24mm270levelsteelstrandedwireandBM15-3anchoragedeviceisadoptedTensioningforceis586kN.MONITORINGANDCONTROLONTHESEGMENTCONSTRUCTIONOFPCCONTINUOUSRIGIDFRAMEBRIDGEConstructionmonitoringtesthasprovidedthenecessarydataandtechnicalinformationtoreflecttheactualconditionsofconstructionforconstructioncontrol.Variationsindeflectionandthechangesofcorrespondingstressandstrainmustbeobservedbeforeandafterthepouringofeachmaingirdersegmentconcrete,tensioningforceandhangbasket,soastoprovidetechnicalbasisforcarryingthroughfeedbackcontrolunderfieldteststateandamendingreasonablecompletedbridgestate.Atthesametime,wemustalsoobserveenvironmenttemperature,variationofsectionsize,prestressingforceandtherelatedmechanicalindexofbridgeconstructionmaterialstoprovidedataforerroranalysisandparameteradjustment.(1)Deflectionandline-typeobservation.Byusingallstationsurveyinstrument,preciselevelingdeviceandlevelrod,allstation,theidolize,monitoringiscarriedoutperiodicallyonthetestspotofeachboxgirdercoveredincantileverbylevelingmethod.Thetestspotsarelocatedatbridgeaxisonthetopsurfaceofeachmaingirdertopplate,upstreamanddownstream3.05mfromcenteraxis,chamferangleonthetopsurfaceofbottomplankpre-embeddedwithshortsteelbar(seeFigure4-I-1).Inspectionandmeasurementforform第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸placing(shuttering)elevation,geometricdimensionsofboxgirder,pretensionforceshouldbesurveyedandregisteredaccordingtotheactualconditionsofinsituconstruction.ReferFigure1.(2)Stressmonitoring.Stressmonitoringisconductedandmeasuredbythestressmeterfixedontopandbottomplateofcantilever1#block.Steelbarandconcreteadoptstringwiretypestressandstraingauge,pre-embeddedbeforetheshapingofsteelbarframeworkcolligationandthepouringofconcrete.(3)Mechanicalindexinspectionandmeasurementonbridgeconstructionmaterials.Suchasthegradeandtheallowableweightofmaingirderandpier,creepparameter,strengthandelasticmodulusetc.;mechanicalindexofsteelstrandedwire;mechanicalindexofordinarysteelbar,etc.CALCULATIONSANDANALYSISOFSTRERSSTATEDURINGEACHCONSTRUCTIONPHASEOFBEAMSelectionofParametersforStructureCalculation第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸(3)Loadincludesthestructureweight,itisinputintheprogramasdeadweight;secondperioddeadloadw=51kN/m;prestressingforceload;wires(pH.2mmX15);sectionarea.Ap=1.824×15=27.362cm;Aperturediameter:100/103mm;prestressingforceloss;concretecontractionandcreep;hangbasketload,etc.EstablishingtheCalculationModelforConstructionPhaseSincethestructuresystemchangesbeforeandaftertheclosureofthemainbridge,adjustmentwillmetricalrelation,halfstructureistakenandanalyzed.Figure2showsthecantileverpouringconstructionsegment.第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸(1)Accordingtotheabovesegmentconstructionphase,stressstateofeachnodeontheboxgirderofthebridgeatdifferentconstructionphaseiscalculated,reckoninginthecalculationresultsofcontraction,creepandsteelbarafterthelossofprestressingforce.Takemidspanbasenodeasexample,stresspathatdifferentconstructionphaseislistedandshowninFigure3andFigure4.Loadincludesconstructionload,wirebundletensioningandconcretecreepetc.第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸FromFigure3andFigure4,weknowthattheloadshavegreaterinfluenceonthestresspathofeachboxgirdernodeatdifferentconstructionphase(includinggravity,hangbasketandtheweightofwetconcrete,etc.),onetensioning,onecontractionandonecreepoftheprestressedwirebundle.Theinfluencesofconstructionloadsandprestressedwirebundleontopandbottomplatenodeareopposite.However,theinfluenceofotherloadsonthemisofthesamedirection.CONTRASTANALYSISOFTHECALCULATEDANDTESTVALUESTakingmidspanbasenodeasexample,contrastanalysisislistedbetweencalculatedvalueandsitetestvalueofstrainatdifferentconstructionphase.Fordetailedvalue,referTable4andFigure5~Figure8.第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸DataContrastofMidspanBaseNodeComparedwithsidespanbasetopplatenode,thecalculationresultsofmidspantopplateagreerelativelybetterthanthatoffieldtestvalue.However,thecalculationresultsofbottomplatenodediffergreatlyfromthatofsitetestvalue.Finiteelementcalculationresultsareallgreaterthanthatofsitetests.Thedifferenceincreasesalongwiththeprogressof第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸constructionprocess,andthemaximumreachesover200(10E-6).MidspanBeamL/4NodeDataContrastThecalculatedresultsofsidespanL/4topandbottomplatenodeagreewellwiththatofsitetest.Thecalculatedvaluesaregreaterthanfieldtestvaluesatthefrontandrearconstructionphase.Whereas,thedifferenceisreducedalongwiththeproceedingofconstructionphase.Thedevelopmenttrendisbasicallyconsistent,onlythecalculatedresultsaregenerallygreater.CONCLUSIONTosumuptheabove-mentioned,bymonitoringandcontroltestandcalculationanalysis第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸onthesegmentconstructionofShuiMoWanBridgeinHenanprovince,wecandrawthefollowingconclusions.(1)Comparedwithsidespanbasetopplatenode,thecalculationresultsofmidspantopplateagreerelativelybetterthanthatofsitetestvalue.However,thecalculationresultsofbottomplatenodediffergreatlyfromthatofsitetestvalue.Finiteelementcalculationresultsareallgreaterthanthatofsitetests.Thedifferenceincreasesalongwiththeprogressofconstructionprocess,andthemaximumreachesover200(10E-6).ThecalculatedresultsofsidespanbeamL/4topandbottomplatenodeagreewellwiththatofsitetest.Thecalculatedvaluesaregreaterthansitetestvaluesatthefrontandrearconstructionphase.Whereas,thedifferenceisreducedalongwiththeproceedingofconstructionphase.Thedevelopmenttrendisbasicallyconsistent,onlythecalculatedresultsaregenerallygreater.(2)Fromcalculationandanalysis,weknowthattheloadshavegreaterinfluenceonthestresspathofeachboxgirdernodeatdifferentconstructionphase(includinggravity,hangbasketandthewetweightofconcrete,etc.),onetensioning,onecontractionandonecreepoftheprestressedwirebundle.Theinfluencesofconstructionloadsandprestressedwirebundleontopandbottomplatenodeareopposite.However,theinfluenceofotherloadsonthemisofthesamedirection.(3)Constructionmonitoringtesthasprovidedthenecessarydataandtechnicalparameterstoreflecttheactualconditionsofconstructionforthecontrolofmaingirdersegmentconstruction.Byobservingthevariationsindeflectionandthechangesofcorrespondingstressandstrain,ithasprovidedthetechnicalbasisforbothcarryingthroughfeedbackcontrolunderfieldteststateandachievingreasonablecompletedbridgeline-type.Thefinalcompletedbridgeline-typemeetsthedesignrequirements.REFERENCE1.Ministryofcommunication.(2004).StandardsofHighwayBridgeandCulvertdesign(JTGD60-2004)[S].Beijing,China,ChinaCommunicationsPress2.America.(1993).AREAManualforRailwayEngineeringEM],SteelStructures3.YiquanXieetal.(1981).FiniteElementMethodinElasticandPlasticMechanics[M].Beijing,China,MechanicalIndustryPress4.Lichu.Fan(1988).PrestressedConcreteContinuousBeamBridge[M],Beijing,China,ChinaCommunicationsPress5.YueXuetal.(2000).TheDesignofPrestressedConcreteContinuousBeamBridge[M],Beijing,China,ChinaCommunicationsPress第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸预应力混凝土连续刚构桥的结构分析与节段施工控制试验摘要:根据对河南省的水磨湾大桥的研究,分析和测试了预应力混凝土连续刚构桥的节段施工阶段。主要通过建立有限元(FEM)模型,计算了各个节段施工的受力状态,并与现场测试的结果进行分析比较。本文通过求解有限元(FEM)模型,讨论了不同荷载情况下结构中关键节点的受力方式,分析了混凝土徐变与预应力损失对箱型梁受力的影响,分析和比较了仿真计算结果与现场测试结果。通过连续调整桥梁的施工标高,使得最终成型的桥梁线形达到设计要求。总结了施工控制的规则。关键词:预应力混凝土,连续刚构桥,节段施工试验,结构计算分析,有限元方法1引言预应力混凝土的节段施工开始应用于20世纪40年代,直到1952年,第一座跨度大于100m的预应力混凝土桥建成,使用了平衡悬臂现浇节段施工技术。到了20世纪70年代以后,中国大跨预应力混凝土桥的发展全面体现出了节段施工方法的优势。因此,悬臂梁,连续梁,以及连续刚构桥的跨度得到了很大的发展。河南省的水磨湾大桥位于从少林寺到洛阳的高速公路的K21+910m的里程处。主桥是三跨变截面预应力混凝土连续刚构桥,跨度为65+110+65=240。桥墩是空心薄壁结构,桩基为混凝土桩。上部结构采用单箱截面。箱型截面的顶板宽度为12.75m,底板宽度为6.5m。支点处的箱型梁高为6.0m,中跨和边跨处的梁高为2.3m。梁的底部边缘按二次抛物线变化。1#梁块的底板厚度为100cm,对每个节段梁,从悬臂根部到跨中由70cm到28cm变化,中间部分按二次抛物线内插。箱梁的腹板厚度0#块为70cm,1#块70~60cm,2#~5#块60cm,梁的其它节段都为45cm。主桥的主梁采用带三向预应力系统的C50级混凝土。在纵向上,受三种预应力,顶板钢绞线,底板钢绞线,边跨闭合钢绞线。采用了ASTM-92规范中15根15.24mm标准钢绞线、锚垫板270等级以及对应的OVM15-15锚具。张力为2930kN。对于竖向预应力,采用高强度精轧螺纹钢筋以及YGM锚固装置。张力为452kN。对于横向预应力,采用ASTM-92规范中3根15.24mm标准钢绞线、锚垫板270等级以及对应的BM15-3锚具。张力为586kN。2预应力混凝土(PC)连续刚构桥节段施工的监测与控制第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸施工监测为施工控制提供了施工实际条件中的有用数据和技术信息。主梁各节段混凝土的在浇筑之前和之后,都必须观测其变形以及对应的受力变化,拉力和挂篮,为在现场测试之后的反馈控制提供技术基础,合理地修正成型桥。同时,我们必须观测环境温度,截面尺寸变化,预应力以及桥梁施工材料的相关力学参数,为误差分析和调整参数提供数据。(1)变形和线形观测。通过使用全站测量仪器:精确的水准仪和水准尺,全站仪,经纬仪,用水准法定时性地监测浇注在悬臂端上的每段箱梁的测试点。测试点位于每个主梁顶板上表面的桥轴线上,中轴线的上下游3.05m处,与预埋短钢筋的底板上表面成一斜角(见图4-1-1)。根据施工现场的实际条件进行检测、测量并记录预拉力来确定箱梁的浇筑高程和几何尺寸。如图1所示:图1水磨湾大桥5号墩应变测试仪布置(2)应力监测。应力监测由安装在悬臂1#块顶板和底板的应力计来传导和测量的。钢筋和混凝土采用金属丝型应力和应变计,并在钢筋框架绑扎成型和混凝土浇筑之前预埋。(3)桥梁施工材料力学指数的测量。例如主梁和墩的混凝土等级和容量、徐变参数、强度和弹性模量等等;钢绞线的力学参数;普通钢筋的力学指数,等等。3梁的各个施工阶段的应力状态计算与分析结构计算的参数选择第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸(1)超静定混凝土结构是C50级混凝土,;初始抗压强度为(2)预应力钢束为ASTM-9215φj15.24mm,270等级标准钢绞线:表1超静定混凝土结构的容许应力值容许应力初始预应力损失后的预应力压应力拉应力表2施工阶段预应力钢束的容许应力值最大检验应力初始阶段拉力(fp0)损失后的预应力(3)载荷包括结构自重,以恒载输入到程序中,二期恒载为w=51KN/m;预应力荷载;预应力钢绞线(φ15.2mm×15)截面面积:孔道直径:100/103mm;预应力损失;混凝土收缩与徐变;挂篮荷载,等等。4建立施工阶段的计算模型由于在主桥的合拢前后结构体系会发生变化,因此要对对称的单T构分别做相应的调整。考虑到对称性,只分析一半的结构。图2为悬臂浇筑施工节段。图2悬臂浇筑施工节段表3每个节段箱梁的重量第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸节段012345678长度(cm)450350350350350350400400400体积(m3)118.652.748.1645.4142.8940.5843.0439.2836.76重量(t)308.2137.02125.2118.1111.51105.51111.9102.1395.58节段91011121314151617长度(cm)400450450450450213/250300300300体积(m3)35.2538.237.0436.2535.8616.93/19.8723.8423.8437.16重量(t)91.6599.3296.394.2593.2444.02/51.6661.9861.9896.624各个施工阶段箱形梁应力状态分析结果根据上述节段施工阶段,计算了不同施工阶段的箱形梁的各个节点的应力状态,同时也计算了收缩与徐变,以及预应力损失后的钢筋。以中跨节点为例,不同施工阶段的应力如图3和图4所示。荷载包括施工荷载,预应力钢束张力,收缩与徐变等。图3各个施工阶段中跨顶板节点应力从图3和图4中可以看出,荷载在不同施工阶段对箱形各节点的受力方式有更大的影响(包括自重,挂篮以及湿混凝土的重量),预应力钢束的收缩徐变和张拉力。施工荷载和预应力钢束对底板和顶板的影响刚刚相反,不过其他载荷对它们的影响是按照相同方向的。第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸图4各个施工阶段中跨底板节点应力4计算结果与测试值的比较分析以中跨节点为例,不同施工阶段的应力值的计算结果与测试结果的比较分析如图5所示。更加详细的值见表4和图5~图8所示。图55#墩跨中顶板节点应变计算和测试值第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸图65#墩跨中底板节点应变计算和测试值图75#墩中跨1/4梁顶板节点应变计算和测试值第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸图85#墩中跨1/4梁底板节点应变计算和测试值4中跨基节点的数据比较与边跨顶板节点相比,中跨顶板节点的计算结果能更好地符合于现场测试值。但是,底板的计算结果与测试值有很大不同。有限元法计算出来的结果比现场测试值都大,而且随着施工进行相差越来越大,最大的差值达到了。5中跨L/4梁节点的数据比较边跨L/4的顶板和底板节点的计算结果与现场测试结果非常吻合。在施工的初始阶段和末尾阶段,计算结果大于现场测试值。但是,差值随着施工的进行在减小,变化趋势基本一致,只是计算结果总体偏大。表45#墩施工节段箱梁应变计算和测试值施工节段跨中箱梁应变箱梁底板箱梁顶板测试值计算值测试值计算值1#块浇筑完成79.889.2-107.5412.371#块养护完成89.4418.57-45.5624.774#块向前移动挂篮183.8570.29132.5390.575#块浇筑完成129.1571.43139.0191.715#块养护完成118.0996.29185.6122.296#块向前移动挂篮166.76125.71229.96157.71第19页6/16/2021
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计(论文)报告纸7#块浇筑完成243.67127.43188.79159.717#块养护完成202.39158234.671968#块向前移动挂篮226193.43310236.869#块浇筑完成236.07195.43282.97239.149#块养护完成260.32235.71330.5285.4310#块向前移动挂篮——282.29——337.1411#块浇筑完成340.68285.43332.0234011#块养护完成337.75334.29353.22394.2911#块向前移动挂篮——337.14——394.2912#块浇筑完成362.59362.86324.4140012#块养护完成391.53362.86359.25428.5712#块向前移动挂篮——382.86——428.5713#块浇筑完成465.29382.86332.02448.5713#块养护完成447.06382.86380.25448.5713#块向前移动挂篮413.03382.86365.27448.57边跨合拢节段养护462.5382.86386.22448.57中跨合拢节段养护447.06362.86380.25425.71全桥养护452.68362.86452.51425.714结论通过对河南省的水磨湾大桥的各个施工阶段的监控,测试以及计算分析,我们得出如下结论。(1)与边跨基顶板节点相比,中跨顶板的计算结果能更好的与现场测试结果吻合,不过底板节点的计算结果与现场测试值有很大差别。有限元法计算出来的结果比现场测试值都大,而且随着施工进行相差越来越大,最大的差值达到了。边跨L/4的顶板和底板节点的计算结果与现场测试结果非常吻合。在施工的初始阶段和末尾阶段,计算结果大于现场测试值。但是,差值随着施工的进行在减小,变化趋势基本一致,只是计算结果总体偏大。(2)从计算和分析中得知,荷载在不同施工阶段对箱形各节点的受力方式有更大的影响(包括自重,挂篮以及湿混凝土的重量),张力,收缩与徐变。施工荷载和预应力钢束对底板和顶板的影响刚刚相反,不过其他载荷对它们的影响是按照相同方向的。(3)施工监测为施工控制提供了施工实际条件中的有用数据和技术信息。主梁各节段混凝土的在浇筑之前和之后,通过观测其变形的变化以及对应的应力和应变的变化,为在现场测试之后的反馈控制提供技术基础,得到合理的成型桥线形。最终的成型桥的线形满足设计要求。第19页6/16/2021'