第3章-30×3-预应力混凝土小箱梁设计-丁朝勇模板.docx

第3章-30×3-预应力混凝土小箱梁设计-丁朝勇第3章30×3预应力混凝土小箱梁设计设计资料及基本数据高速公路,设计行车速度80km/h;桥面宽度:(防撞护栏)+(行车道)+(防撞护栏)=;设计荷载:公路—Ⅰ级,防撞护栏按顺桥向7kN/m计;混凝土C50:用于箱梁、湿接缝。C40:箱梁调平层;C30:用于桥墩承台、墩身、盖梁、台帽、背墙和防撞护栏;C25:用于桥墩承台的基础。钢筋混混凝土重度取26kN/m。钢材预应力钢绞线(1×7股):其标准强度=1860MPa,公称直d=,面积为140,弹性模量。非预应力钢筋:采用HRB400,,。锚具:对于钢绞线采用OVM锚具。支座:引桥采用圆形板式橡胶支座,连续端墩顶采用GYZ375×77、非连续端采用GYZF4250×65。其产品性能应符合交通行业标准《公路桥梁盆式橡胶支座》(JT391-1999)和《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4-2004)的有关规定。伸缩缝:采用模数式伸缩缝,1号墩处采用MF160型伸缩缝,在引桥梁端与桥台背墙间采用MF80伸缩缝。伸缩缝的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准《公路桥梁伸缩装置》(JT/T327-2004)的有关规定。桥面铺装:桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土,沥青混凝土重度取23kN/m。并设置8cm水泥混凝土调平,桥面防水采用FYT—1型防水材料。桥位布置及构造设计桥位布置本设计为大桥的引桥,引桥上部结构采用3×30m预应力混凝土组合箱梁,施工方法为先简支后连续。引桥下部构造及过渡墩:墩身采用空心薄壁墩,上设盖梁,,钢筋混凝土结构。,,具体桥位布置如图3-1所示。图3-1桥位布置图(尺寸单位cm)孔径划分成桥状态下,引桥长8980cm,即在桥的两头各设10cm的伸缩缝,两边孔计算跨径为2950cm,中孔计算跨径为3000cm。连续梁两端至边支座中心线之间的距离为40cm,桥跨结构计算简图如图3-2所示。图3-2桥跨结构计算简图(尺寸单位cm)构造设计(1)横截面横截面采用等高度箱型截面。,高跨比1/。桥面宽度为3×+2×=。由于采用先简支后连续的施工方法,主梁先在工厂预制,再运输、吊装就位,考虑吊运能力,将全桥做成四个单箱单室的轴对称的组合截面。其中,,,,,以减少主梁的吊装重量,边、中梁均采用斜腹板,以减轻主梁自重,桥面横坡采用2%,梁底采用垫石调平。为满足顶板负弯矩钢束、普通钢筋的布置及轮载的局部作用,箱梁顶板取等厚度18cm,同时为了防止应力集中和便于脱模,在腹板与顶板交界处设置15cm×,如图3-3所示。图3-3标准横断面(尺寸单位cm)(2)箱梁底板和腹板厚度底板:先简支后连续施工的连续梁桥跨中正弯矩较大,因此底板厚度不宜过大;同时中支点处也存在负弯矩,底板要有一定的厚度来提供受压面积。因此将底板厚度在跨内大部分区域设为18cm,仅在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚,加厚区段长均为150cm,且底板逐渐加厚至25cm,这样的构造处理同时为锚固底板预应力束提供了空间,箱梁底板厚度变化如图3-4所示。图3-4箱梁底板构造图(尺寸单位cm)腹板厚度:根据连续梁剪力变化规律,兼顾施工方便,腹板宽度除在支点附近区域加宽外,其余均为18cm,在在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚,加厚区段长均为150cm,且底板逐渐加厚值25cm,如图3-5所示。图3-5箱梁腹板构造图(尺寸单位cm)经过腹板和底板厚度变化,得到跨中和支点横截面构造图,如图3-6所示。图3-6跨中横截面构造图(尺寸单位cm)(3)横隔梁(板)为保证支座处传力的可靠性,在边永久支承处设置一道20cm的端横隔梁,在中永久支承处设置一道30cm的横隔梁。此外预制阶段在中支承处设一10cm的临时横隔板,如图3-7所示。图3-7横隔梁设置(尺寸单位cm)截面几何特性计算截面几何特性是结构内力进而估算配置预应力束的前提。本设计应用CAD软件计算毛截面几何特性,由于本设计主梁截面变化不大,故只计算预制中梁、边梁和成桥后中梁、边梁的跨中和支点截面的毛截面几何特性,腹板厚度变化处采用支点和跨中处截面特性进行线性内插。毛截面几何特性计算结果见表3-1。表3-1毛截面几何特性计算结果截面位置截面面积A()截面惯性矩I()中性轴至梁底距离(),结构体系在施工中发生变化,对结构内力影响比较大,故在采用有限元计算时必须