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论文方法写作-某钢筋混凝土箱形梁桥设计
时间:2021-05-06 15:35:15

  钢筋混凝土简支箱形梁桥具有强度和刚度大、抗扭能力强、结构简单、受力不均、节省材料、安装方便、跨度大等特点,桥下视觉效果好。因此,钢筋混凝土简支箱形梁桥被广泛地应用于城市桥梁和高等级公路立交桥的上部结构中。

  本文针对某20m钢筋混凝土简支箱形梁桥进行了设计,拟定该桥上部结构的尺寸,然后利用资源有限元应用软件布里奇博士桥梁的百分比模拟建模和详细设计采用计算方法和注释,两座桥梁的物理力学性能采用计算分析方法。通过建立模型来模拟成桥后的受力状态,并进行了将中车道板中真实气体的计算方法与超级组合相结合。主梁结构要进行主分布稳定系数的计算。可以计算出主梁的真力以及膜片内率的计算方法、配筋以及主梁变形验算。结果表明该桥各项指标满足要求,设计合理。

  现代桥梁按受力特点分成不同的结构体系,主要包括梁桥、拱桥、刚架桥、悬索桥和组合体系桥。

  梁桥是指上部结构在竖向荷载作用下支座处不产生水平反力,梁作为主要承重结构来承受弯矩与剪力的桥梁。结构简单,项目建设十分方便。它通常用作桥面,这是使用最广泛的斜拉桥。为了节省时间,现阶段在乡镇道路上广泛使用优质钢材和木材,钢筋水泥和水泥混凝土空心结构。通常,当跨度小于20米时,将使用高级预制混凝土预应力钢筋混凝土梁桥。这种Vierendeel结构对于建筑公司来说是简单方便的,墙基础的文化承载力很高,并且要求不低。当跨度为20-50m时,需要传统的预应力混凝土简支梁桥。为了节省金钱和材料,可以根据地质条件建造悬臂或后连续梁桥。对于跨度大的承重重要桥梁,可以使用具有高强度的预应力钢筋砂浆石拱桥和其他材料,也可建造钢桥。

  钢筋混凝土梁桥它具有独特的多重优势,例如能够在本地取料,重型工业建筑物,良好的耐用性,较强的环境适应性,良好的均匀性和美观的外观。目前,通过浇注钢筋混凝土而建造的桥梁具有各种类型和数量,并且在桥梁施工中占据最重要的位置。

  钢筋混凝土现浇石梁桥的缺点是基本结构较重,占设计总恒载的60%。跨度越大,重量比越大。考虑到其他材料强度较高,主要消耗结构的整体重量,这大大限制了钢筋混凝土梁桥的跨径承载力。

  另外,现浇钢筋水泥桥的施工周期长,模板损失大。在寒冷地区以及在雨季建造整体式钢筋混凝土桥梁时,施工比较困难,如采用蒸汽养生以及防雨措施等,则会显著增加造价。

  目前,在节约优质钢材的同时,国家高速公路上的铁路桥梁却很少。拱桥不仅费时费力,而且受桥址地形和地质研究基本条件的各种限制。因此,在农村公路建设中,最常见的障碍物,如大河,是必须设计和施工的最常见障碍物。要求中小跨径钢筋混凝土空心开敞式和预制混凝土桥梁。对于简支土梁桥,从技术实现和经济性来看,最小跨径约为20米,钢筋混凝土悬臂空腹连续石拱桥最小跨径为60~70米[1]。

  1.2研究目的及意义

  通过毕业设计的练习,掌握钢筋混凝土简支箱形梁桥设计计算的步骤和方法,学会对箱形梁桥进行结构自重内力计算、汽车荷载和人群荷载内力计算、内力组合等;学会查阅应用相关现行公路桥涵设计规范,学会绘制设计图,培养综合运用所学知识的能力,实践能力和创新能力。

  1.3国内外文献综述

  1.3.1国内研究现状

  吴和彬(2017)以一座既有公路钢筋混凝土变截面连续箱梁桥为工程背景,针对其易发生疲劳破坏的部位进行了分析,提出了既有钢筋混凝土公路箱梁桥的疲劳寿命评估方法[2]。

  杜刚(2018)通过试验研究了不同爆炸条件下(药量、起爆高度、爆源位置)钢筋混凝土T梁桥和箱梁桥的动态响应,结合试验中采集的应变和加速度数据,结果表明,T梁和箱梁模型的翼板上的横向拉(压)应变均大于对应的纵向拉(压)应变,腹板上的横向拉(压)应变均小于其对应的纵向拉(压)应变。模型翼板的加速度值均大于腹板的加速度值。说明翼板比腹板更容易产生破坏,对比T梁和箱梁模型的发现,在相同爆炸条件下,箱梁的抗爆性更好[3]。

  王富平等(2018)多种方法直接介绍了锈蚀严重的混凝土梁的线变本构关系,并建立了砂浆箱梁弯曲轴力与裂缝宽度和长度的数学公式。以中国城际铁路200km/h无球进站线32km标准中的两个标准梁为例,分析了不同腐蚀速率下砂浆的劣化和钢管的腐蚀粘结滑移本构关系,分析了弯曲计算和裂纹长度对钢管静态性能的影响。针对钢筋锈蚀问题,修改了钢筋混凝土浇筑和钢绞线砂浆的统一设计方法,修改了钢筋和裂缝长度的计算公式[4]。

  刘觅,高亮(2018)根据以往的实验研究参数结合国家对混凝土桥梁参数的限制条件,构建地震环境下钢筋混凝土箱梁复合受力实验模型。设置测试基础模型的大小。根据模型的尺寸,可以选择模型结构的主要材料。用扁钢和角钢为跨梁设置两个连续支座,融合反力架与千斤顶设计实验加载方案;根据方案中得出的配筋计算结果,获取地震环境下钢筋连续箱梁复合受力实验模型的科学配筋方案[5]。

  薛华(2018)本文采用突破极限达到平衡的方法,分析了连续性有效集中分布长度,以及具有良好可塑性和平行应力的钢筋水泥箱梁屋顶突破极限承载能力的不足。通过精确简化和破坏的三种模式描述了钢筋混凝土现浇箱形梁屋顶塑性阶段的斜应力特性。试验结果表明,在混凝土T梁浇筑过程中,纵向应力的主要有效分布区域较宽,在弹性中间阶段纵向应力的更有效分布区域是箱形梁顶板梁将当当地的风能增加时,进入塑料中间阶段[6]。

  曹金光(2019)为研究小半径钢筋混凝土现浇箱梁的受力特点和支座设置特点,利用Midas Civil建立全桥模型,比较不设支座偏心、设置支座偏心及增大支座间距的三种模型结果。通过计算,得出小半径钢筋混凝土现浇箱梁的受力特点及避免支座脱空的方法[7]。

  蔺鹏臻等(2019)基于ABAQUS技术、软件和UMAT技术,开发了钢柱水泥混凝土与钢筋混凝土单轴本构关系的子程序。以标准纤维梁单元1为基础,建立了混凝土箱梁的极有限元基本模型,研究了不同配筋率和荷载对箱梁工艺力学综合性能的影响。为了比较和分析弯矩-挠度资源有限元值与标准值,需要一个箱梁。可对三轴多轴力偏转进行简化和建模[8]。

  尹智昆(2020)针对钢筋混凝土箱梁桥弯曲抗力概率模型的确立,对计算模式、材料性能以及构件几何参数的不确定性进行了确立。考虑了混凝土强度的时变规律、钢筋锈蚀引起的力学性能的变化以及混凝土与钢筋粘结性能的退化,采用基于纤维模型的计算模式不确定系数,通过某钢筋混凝土箱梁桥进行了实际算例的演算,为类似的抗力概率模型的确立提供了依据[9]。

  1.3.2国外研究现状

  Khalid M.Mosalam等(2011)采用实验与计算相结合的方法来评估电流型ISHs的强度。在实验部分,两个1/3比例的样本在加州大学伯克利分校进行了测试。计算部分采用考虑预埋钢筋和混凝土开裂的非线性三维有限元。确定了失效模式,并发展了ISHs行为的现实理想化。研究结果表明,ISHs的破坏模式有两种:梁剪破坏模式和冲剪破坏模式[10]。

  Matias A.Hube等(2012)用计算方法评估了配筋和几何细部设计对ISHs性能和强度的影响。计算模型在前人试验结果的基础上进行了标定,采用非线性三维有限元分析(FEA),考虑了混凝土的开裂和钢筋的弹塑性行为。采用全应变旋转裂缝法模拟混凝土材料,并将压缩软化效应纳入本构模型。钢筋采用预埋钢筋公式进行建模,假设混凝土和钢筋之间有完美的粘结。通过计算研究,提出了改善这些扰动区域可施工性的设计准则。研究结果表明,增加支座斜筋的数量和增加支承板的尺寸,可以提高ISHs的强度[11]。

  Ahmed Ibrahim等(2013)研究了爆炸荷载作用下箱梁桥的评估问题,其目的是建立一个可靠的数值模型来预测混凝土桥面在爆炸荷载作用下的损伤(剥落/坑蚀)大小以及相应的桥梁系统的动态响应。评估的关键参数是装料重量、装料位置和混凝土桥面性能。当爆破试验不可行时(如桥梁),其研究结果使有限元建模成为一个有吸引力的替代方案[12]。

  Moustafa,Mohamed A.等(2015)采用试验与计算相结合的方法,对钢筋混凝土箱梁桥的盖梁承载力和有效板宽进行了研究,以提高其抗震性能。采用双向准静态循环荷载法和混合模拟法,分别研制了两个大型竣工和改造柱盖梁组合件,并进行了试验研究。此外,还对详细的有限元模型进行了校准,并进一步用于补充实验程序。该研究重新探讨了盖梁的有效板宽规范值,并得出结论,在有效宽度范围内,尤其是在张力范围内,应包括板钢筋,以便准确估计盖梁的承载力。据此,对相关桥梁抗震设计规范提出建议[13]。

  1.4本文研究内容

  本文设计了一座钢筋混凝土简支箱形梁桥,利用Doctor Bridge软件建立该桥的有限元模型,并对拟建桥梁模型进行力学性能分析,具体内容如下:

  (1)基于Doctor Bridge软件,得出拟建桥梁模型在施工阶段以及成桥阶段在荷载作用下的弯矩、剪力和挠度。

  (2)进行应力与变形验算复核,分析截面设计是否满足承载力以及规范的要求。

  2桥梁设计

  2.1基本技术要求

  根据《国家公路桥涵深化设计模块化统一规范》(jtgd60-2015)和《高速公路水泥混凝土及混凝土构件混凝土材料及桥梁部位设计统一规范》(jtg3363-2018),确定此20m钢筋混凝土简支箱形梁桥的主要技术标准如下[14-15]:

  (1)公路等级:二级三车道公路

  (2)桥梁跨径:跨径20m,计算跨径19.5m,桥面宽度12m

  (3)桥梁结构设计基准期:100年

  (4)汽车荷载等级:公路-I级

  (5)桥面净空:二级公路至少5.0m

  (6)桥面坡度:设置2%横坡;不设置纵坡

  2.2桥梁设计参数

  本文设计的钢筋混凝土箱形梁桥为单跨简支梁桥,跨径20m,计算跨径19.36m。主梁采用重度为26kN/m3的混凝土。

  2.2.1桥梁横断面

  图2.1桥梁横断面图(cm)

  2.2.2桥梁纵断面

  图2.2桥梁纵断面图(cm)

  2.2.3桥梁箱形截面

  图2.3桥梁箱形截面图(cm)

  3 Doctor Bridge软件建模

  3.1 Doctor Bridge软件简介

  Doctorbridge软件系统是桥梁荷载和施工计算的综合系统,集视觉数据的综合直接处理,数据库中的数据管理,结构综合分析,直接打印和帮助于一体。该系统的编译系统基本上是基于桥梁的。在设计和施工过程中,桥梁是紧密结合的,部分设计得以标准化和管理,以充分利用包括计算机技术在内的大多数传统技术,并完全符合设计匹配人员身份的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况,计算更精确;同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作,提高了用户的工作效率。

  自从1993年该系统投入市场以来,已经建造了十多种两座桥梁,包括钢筋混凝土铸件和预应力混凝土现浇梁,刚性框架,连续两拱,桁架梁和斜拉桥。详细设计和计算。在设计模式和时间上,在一定程度上充分发挥了较强的实用性能,良好的可操作性和底层自动化的特点。它在增强两座桥梁的设计模式能力方面发挥了很好的作用。在设计应用过程中,通过实践校核及与其它软件的比较,Doctor Bridge进行了完善和扩充,进一步得到了稳定。

  3.2结构建模

  3.2.1截面导入

  Doctor Bridge软件中主要提供了六种建立截面的方式,即标准式、参数式、区域式、板件式、脚本式和模板。本次设计考虑到箱梁底板厚度的变化,故导入已在AutoCAD中画好的截面,并通过编辑截面参数对其进行调整。

  图3.1截面导入

  3.2.2截面参数编辑

  由于箱梁的箱室在从支点截面到跨中截面的过程中缩小,因此借助Doctor Bridge的参数编辑器以实现箱梁截面的参数化。

  首先通过竖直标注定义底板厚度B和腹板宽度BF,而后通过平面几何关系,得到截面内轮廓的参数坐标。

  图3.2截面参数编辑

  3.2.3截面定义

  为截面标注悬臂线、腹板线、分梁线和施工缝,并对其进行定义。

  图3.3截面定义

  3.2.4截面安装

  在建模视口,选择装截面,点击梁的起点,将做好的截面安装在梁上。

  图3.4截面安装

  3.3钢束设计

  3.3.1钢束导入

  图3.5钢束导入

  3.3.2钢束属性编辑

  图3.6钢束属性编辑

  3.4钢筋设计

  3.4.1纵筋设计

  图3.7纵筋设计

  3.4.2箍筋设计

  图3.8箍筋设计

  4计算最终结果并进行分析

  4.1行车道板真实力的计算方法及其他组合

  考虑到主窦翼缘板内钢管连接,根据两端加固的悬臂板(边梁)和连续两板(中梁)的数据计算行车安全道板。

  4.1.1计算悬臂板的荷载连锁效应

  (1)静载荷扩散效应

  ①当大梁刚竖起的时候:

  桥体可视为单悬臂或双悬臂板,长度为64cm:

  图4.1计算出的悬臂板尺寸图(毫米)

  悬臂板根的第一阶段静载内刚度计算如下:

  ②桥梁竣工后:

  在桥梁主体的其他部分成功完成之后,项目建设的第二阶段将不会消失。因此,侧梁的悬臂不占现浇的一小部分,因此桥体可以看作是净跨度为0.64cm的悬臂单向平板。

  高速公路和扶手的重量:P=7.8kn.

  第二级恒载的真力可计算如下:

  综上所述,悬臂根部永久作用效应为:

  (2)活载效应

  在左侧的悬臂板上,只有所有的人群结构受到应力,如图4.1所示。

  在历史承载力极限状态下,多数超组合效果明显:根据《农村公路混凝土材料边沟及混凝土构件设计方法进一步规范》第4.1.2条:

  4.1.2连接板的载荷驱动效果的计算方法

  至于梁与肋之间的缓慢移动平板,高速行车平板的行车安全性是另一种多跨度连续平板,它在许多方面都由弹性支撑支撑。至于弯矩,计算方法与静载和活载下简支板的中跨弯曲距离m相同,然后计算并修改部分安全系数和系数1,得到支点和中跨截面区域的弯矩的独特设计值。

  (1)静载荷的扩散效应

  ①当第一次架设主梁时:

  引桥可视为39cm悬臂单向或双向平板,如图4.2:

  图4.2连续板计算尺寸图(mm)

  静载荷内力的第一阶段是:

  ②桥梁竣工后:

  首先,计算简单支架的中跨弯曲距离和桥头剪力。梁和肋之间的平板数据计算跨度如下:

  图4.3连续板恒载效应计算图

  现浇部分桥面板的自重为:g1=0.18125=4.5kNm

  8cm混凝土垫层和10cm沥青面层:g2=0.18125+0.1123=4.3kNm

  简支板跨第二阶段恒载力矩和第二阶段恒载真力计算如下:

  综上所述,连续板的连续荷载扩散效应为:

  支点截面静载荷负力矩:MSg=-0.35-0.72.23=-1.91kNm

  支点断面恒载剪力:QSg=1.93+3.88=5.81kNm

  跨中断面恒载弯矩:MCg=0.52.23=1.12kNm

  (2)动载驱动效应

  根据《桥涵引道设计通用统一规范》,当主桥结构部分受力时,将车辆活载作为移动车辆的恒载。

  后轮B2的总着陆宽度,宽度A2:A2=0.2m,B2=0.6m。

  车轮压力沿一个行驶方向的分布比较宽度和长度:a1=a2+2H=0.2+20.18=0.56m

  垂直行车方向轮压分布宽度:b1=b2+2H=0.6+20.18=0.96m

  荷载位于板中央地带的有效宽度:a=a1+/3=0.56+1.64/3=1.11m

  但不能小于2/3=21.64/3=1.09m,取a=1.11m,如果有重叠,应该重新找到a。

  两种荷载的宽度和长度可有效集中:a=1.11+1.4=2.51M。

  转换后生存负载的更有效分布区域长度为a=2.51/2=1.26m。

  支撑附近的有效载荷长度和宽度:a’=a1+t=0.56+0.18=0.74m

  但不能小于/3=1.64/3=0.55m,Number a=0.74M。

  支点与跨中有效分布区的宽度和长度可用45度线的逐步过渡来近似。

  a’’=a’+2x=0.74+20.52/3=1.09m

  A1=pb1=P/2a=140/(21.26)=55.6(kN)

  y1=(1.28-0.25)/1.28=0.8051 y2=(1.28-0.26/3)/1.28=0.9323

  Mop车辆荷载弯矩是否在跨中范围内:

  Qop中跨车辆负荷剪切:

  从这一观点出发,连续多板活载的扩散效应如下:

  枢轴断面力矩:MSp=-0.720.94=-14.66kNm

  支点断面剪力:QSp=1.93+3.88=5.81kNm

  跨中断面弯矩:MCp=-0.520.94=-10.47kNm

  图4.4连续板内能数据计算图

  4.1.3计算内部强度组合形式

  (1)可计算出极限文化承载力条件下的内力超级组合(大多数组合):

  ①支点时刻:

  Msj=1.2Msg+1.4Msp=-1.21.91-1.414.66=-22.82kNm

  ②支点断面剪力:

  Qsj=1.2Qsg+1.4Qsp=-1.25.81+1.465.33=98.43kNm

  ③跨中断面弯矩:

  Mcj=1.2Mcg+1.4Mcp=-1.21.12+1.410.47=16kNm

  (2)异常状态和当前状态真力极限的超级组合计算方法(短期冲击驱动作用的组合形式):

  ①支点时刻:

  Msd=Msg+0.7Msp=-1.91-0.714.66=-12.17kNm

  ②支点断面剪力:

  Qsd=Qsg+0.7Qsp=5.81+0.765.33=51.54kNm

  ③跨中断面弯矩:

  Mcd=Mcg+0.7Mcp=1.12+0.710.47=8.45kNm

  4.1.4双向车道板加固

  悬臂楼板和连续两个楼板支点均采用同一根接收钢丝作为标准,因此钢筋仅需根据最不利的活载联动效应布置,即MSJ=-22.82knm,其总高度h=25cm,净防护胶卷a=4厘米。如果选择了优质混凝土,则有效总高度h 0=h-a-d/2=0.25-0.04-0.00695=0.203m。

  由公式:r0Md≤fcdbx(h0-x/2)

  1.022.82106=22.4103x(0.203-x/2)

  解得x=5mm<ξbh0=0.53203=108mm

  As=bxfcd/fsd=22.41000.5/280=400mm2

  故选取5φ12钢筋,钢筋间距为20cm,此时所提供的钢筋面积为565 mm2>400 mm2。

  由于Mcj=16kNm,其有效高度h=18cm,净保护层a=4cm,选用φ12钢筋,则

  有效高度h0=h-a-d/2=0.18-0.04-0.00695=0.133m

  由公式:r0Md≤fcdbx(h0-x/2)

  1.016106=22.4103x(0.133-x/2)

  解得x=5mm<ξbh0=0.53133=70mm

  As=bxfcd/fsd=22.41000.5/280=400mm2

  可知,跨中、支点处配筋相同,均为φ12 200mm。

  根据《国家公路钢筋混凝土和混凝土构件砂浆桥梁和涵洞设计统一规范》第5.2.9条的规定,弯曲建筑构件的五边形横截面积和横截面积的大小应符合以下要求:

  γ0Vd=5110-3500.5103203=732.43kN

  满足较小尺寸和抗剪强度的明确要求。

  根据《高速公路水泥混凝土构件砂浆水害设计方法统一规范》第5.2.10条:

  γ0Vd≤0.5010-3α2ftdbh0,斜截面形状无需计算较高的抗剪强度,只需根据结构要求配置水平钢梁。

  根据《高速公路钢绞线混凝土板钢筋混凝土浇筑及水害设计规范》第9.2.5条,板内设与主筋平行的钢筋,钢筋直径不小于15mm,宽度不大于200mm。因此,应选用钢管8300。

  4.2主梁的荷载横向分布系数的计算

  4.2.1计算支点截面的交叉浓度分布的稳定系数

  在本详细设计中,使用资本杠杆的主要原理方法来计算桥头矩形截面的垂直浓度分布计算方法,计算结果如下:

  图4.5支点截面横向分布系数计算图

  4.2.2跨中截面横向分布系数的计算

  本部分设计采用刚性连接板梁法数据计算跨中截面的对角线分布面积调整系数。计算最终结果示例:

  图4.6中跨断面垂直分布比较系数的数据计算图

  4.3主梁内力计算

  4.3.1持久状况极限状态抗弯承载能力计算

  根据《公路桥涵设计通用规范》第5.1.5条的规定,桥梁构件的承载能力极限状态计算应满足:

  γ0Md≤R

  抗弯承载能力验算结果如图4.7所示:

  图4.7抗弯承载力计算的最终结果

  由下图可见,综合抗弯承载力完全满足规范性、明确性要求。

  4.3.2持久状况正常使用极限状态计算

  (1)正截面检查抗裂性的计算

  图4.8和图4.9是在中长期扩散效应和长期连锁效应共同作用下矩形截面的抗裂纹计算过程的结果:

  图4.8中短期市场效应下正截面粘结强度的实际计算结果

  图4.9长时间作用下正截面抗开裂强度验算的实际结果

  根据《公路桥涵设计通用规范》强制性条款6.3条规定,A级钢绞线混凝土的各种剪力构件:

  在短期和中期扩散效应的共同作用下,ST-STUN PC≤0.7ftk=1.86mpa(C50混凝土);

  在其他长期市场效应组合中,ST-ST-PC≤0,即不允许有拉应力。

  从图可以看出,短期调整的超级组合和持续最优组合中没有拉伸应力。

  由此看来,正截面形状开裂强度的检验计算符合统一规范的要求。

  (2)斜矩形截面抗裂性的计算过程

  图4.10是检查斜截面形状的混凝土材料的主要拉伸应力集中强度的最终结果:

  图4.10斜矩形截面混凝土主拉剪应力竖向计算的实用结果

  结合《公路桥涵设计通用规范》强制性条款6.3条规定,分类混凝土构件水泥混凝土弯曲结构构件:

  在中长期联系作用的共同作用下,A型预应力钢筋水泥混凝土和预制构件的各个组成部分都受到0.7ftk=1.869mpa(C50水泥混凝土)。

  (3)矩形截面混凝土材料的压应力和拉应力的竖向计算

  ①图4.11显示了初始阶段具有正常截面面积的水泥混凝土的压应力图:

  图4.11水泥混凝土使用阶段的压拉应力验算结果图

  按《公路桥涵设计通用规范》7.1.5条,在使用阶段,预应力钢筋砂浆剪切构件之间具有正常横截面的混凝土板的局部应力应满足以下要求:局部压力区域内混凝土的最大压应力。

  由图4.11可知,最大压应力为10.6Mpa≤0.5fck=16.2Mpa。

  ②图4.12为施工阶段正截面混凝土压应力图:

  图4.12施工阶段正截面混凝土压应力验算结果图

  由图可以看出施工阶段未出现拉应力,正截面混凝土拉应力满足规范要求。最大压应力为11.5Mpa≤0.5fck=16.2Mpa。

  综上所述,具有正横截面的混凝土板的压应力满足标准管理部门设定的要求。

  (4)钢绞线独特拉伸应力的计算

  根据《公路桥涵设计通用规范》7.1.5条第二款规定,受拉区预应力钢筋的最大拉应力:

  A类预应力混凝土构件σpe+σp≤0.65fpk=1209Mpa(fpk=1860Mpa)。

  根据计算方法,建筑构件中钢筋混凝土构件最主要的拉应力集中在1170mpa,钢筋混凝土构件的最小拉剪应力满足严格规范要求。

  4.4膜片内部压力的计算方法

  为了保证每根钢梁的节点受力均匀,加强整个结构的形成,隔板或由隔板制成的节点应具有足够高的强度。对于两座有多个内隔板的桥梁,一般只能计算出最小应力下隔板的内部信息。在这个设计中,其他横膈膜可以部分和安全地模拟。

  4.4.1基于对横隔梁有明显影响的数据的恒载计算

  图4.13交叉纵隔梁受载图(mm)

  纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该计算出的横隔梁静荷载为:

  计算轴向力时:

  Poq=(qkΩ+Pky)/2=0.5(7.8750.5487521.0+178.51.0)=127.65kN

  计算剪力时:

  Poq=1.2127.64=153.17kN

  同理:人群Por=qrΩ=31.51.0124875/2=43.88kN

  4.4.2横隔梁内力影响线

  (1)绘制弯矩影响线

  偏心压力法:

  =

  由此得1号、2号梁在主梁处的荷载横向分布系数的影响线的竖标值为:

  =+=+=-=-

  =+=-

  P=1作用在1号梁轴上时,=η11d-1d=0.72.9-2.9=-0.87

  P=1作用在2号梁轴上时,=η12d=0.42.9=1.16

  P=1作用在3号梁轴上时,=η31d=0.10.9=-0.29

  M影响线必在r-r截面处有突变。

  ①汽车荷载:

  M2-3m

  Q

  ②人群荷载:

  弯矩M=43.88(-1.50)=-65.82kNm

  剪力Q=43.88(-0.21)=-9.21kN

  (2)内力组合

  ①承载力极限状态内力组合

  Mmax=0+1.4341.82+0.81.4(-65.82)=404.83kNm

  Q右max=0+1.4326.56+0.81.4(-9.21)=446.87kN

  ②正常使用极限状态内力组合

  短期效应组合:

  Mmax=0+0.7341.82+1.0(-65.82)=173.45kNm

  Q右max=0+0.7326.56+1.0(-9.21)=219.38kN

  长期效应组合:

  Mmax=0+0.4341.82+0.4(-65.82)=110.4kNm

  Q右max=0+0.4326.56+0.4(-9.21)=126.94kN

  图4.14横隔梁内力计算图(mm)

  4.4.3横隔梁配筋

  将横隔梁假设为的矩形梁,所承受的最大弯矩组合设计值为Md=

  404.83kNm,最大剪力为Vd=446.87kN,结构重要性系数,拟定采用C50混凝土,HRB335钢筋,,,,,。

  假设,则

  设的截面所能承受的最大弯矩组合设计值,

  判断截面配筋类型:

  故只要采用单层布筋即可。

  由即

  解得

  所以

  选取(外径22.7),共给面积,钢筋按三排布置,所需最小宽度<,则

  实际有效高度:

  实际配筋率:

  ,故达到规定要求。

  同时在横隔梁上部布置钢筋,以确保剪力及弯矩要求。

  布置如下:

  图4.15横隔梁配筋图

  4.5检查钢梁的变形

  4.5.1使用中挠度的计算方法

  本标准初期的弯曲应力值是根据短期回弹活荷载的市场效应的组合形式计算的,需要考虑截面尺寸对比例系数的长期影响。对于C50混凝土和预应力混凝土板连续梁,可以根据等截面矩形梁的近似方法计算挠度,并根据跨径矩形截面的整体尺寸和加固现象确定截面强度和刚度:

  =0.95

  活载短期放大效应共同作用下的挠度值可以简化为具有安全转换系数的均匀分布结构应力的计算方法:

  根据滤池直径均布荷载的明显影响,计算重量引起的弯矩:

  在完全消除了由重量引起的轴向力之后,考虑到挠度对调节系数的长期影响,标准工作台I的截面尺寸值为:

  <

  最终结果表明,早期的补强值可以满足规范要求。

  4.5.2预压后拱度计算方法及轴线偏差的设置相关性

  由混凝土构件引起的抗空洞可近似计算为相等的横截面,并根据跨度中间的第二个初始阶段的横截面面积选择横截面刚度:。

  反表面长时间连续增长系数

  预应力引起的中跨截面尺寸为:

  =(1395-187.73)×3116.4-74.79×2454

  =3578.802kN

  为距支点L/3处的预应力束偏心距:

  ==

  =

  预加载导致的后倾角为:

  >

  但是,根据中长期荷载市场效应组合计算方法,预应力引起的长期反拱值可能大于长期加固,因此拱度角可能不设。