30米装配式预应力混凝土简支梁桥设计计算书毕业设计

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第六章 支座设计计算

根据要求采用平板橡胶支座，按《公预规》8.4条设计如下。 （一）选定支座的平面尺寸

橡胶支座的平面尺寸由橡胶板的抗拉强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定。对橡胶板应满足：

?j?N?[?j]ab

2ab?18?30?540(cm)，则支座形状系数S为： 若选定支座平面尺寸

S?l0al0b18?30??11.25?tes(l0a?l0b)2?0.5?48

5?S?12，满足规范要求。

式中：t——中间层橡胶片后的，取t?0.5cm。

橡胶板的平均容许压应力为[?j]?10MPa，橡胶支座的剪变弹性模量

Ge?1.0MPa（常温下）。橡胶支座的抗压弹性模量Ee为：

Ee?5.4Ges2?5.4?1.0?11.252?683.4375(MPa)

计算时最大支座反力为Ng?296.3448KN，Nq?157.1875KN,

Nr?33.705KN.

Ng?Nq?Nr?487.2374KN

故?j?

487.2374?0.9003(KN/cm2)?9.003MPa?[?j]?10MPa，满足 540（二）确定支座厚度

根据当地气象资粮，主梁的计算温差?T?36?C，温度变形由两端均摊，则每一个支座承受的水平位移?l为：

11?l???Tl'??10?5?36?(2950?18)?0.2671(cm)44

计算汽车荷载制动力引起的水平位移，首先确定作用在每一个支座上的制动

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力HT。

对于30m桥跨，一个设计车道上公路-I级车道荷载总重为：

10.5?29.5?319?628.75(KN)，628.75?10%?62.875(KN)，又要求不小于90KN，

取制动力为90KN。五根梁共20个支座，每个支座承受的水平力Hg为：

Hg?9020?4.5(KN)

按《公预规》8.4条要求，橡胶层总厚度?t应满足： （1）不计汽车制动力时：?t?2?l?0.5342(cm)。

（2）计汽车制动力时：

?t?1.43?l?0.3820(cm)，

或

?t??l?0.2671?0.4058(cm)0.7?Hg2G0.7?4.5eab2/10?540。

（3）

?t?0.2a?0.2?18?3.6(cm)。

选用六层钢板，七层橡胶组成橡胶支座。上下层橡胶片厚度为0.25cm，中间层厚度为0。5cm，薄钢板厚度为0.2cm，则：

橡胶片的总厚度为：?t?5?0.5?2?0.25?3(cm)。 支座总厚度：h??t?6?0.2?4.2(cm)，符合规范要求。 （三）验算支座的偏转 1．支座的平均压缩变形δ

??N?tN?t487.2374?3abE?eabE?18?30?68.3438?487.2374?3b18?30?200?0.05314(cm)

按《桥规》规定，尚应满足??0.07te，即

0.05314?0.07?3?0.210(cm)，满足

2．计算梁端转角?

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5gl4gl3由关系式f?和??可得

384EI24EI5lgl31616f16?2.7111?????0.002941(rad)1624EI5l5l5?2950

式中：f——公路-I级荷载作用下的跨中挠度，计算得f?2.7111cm。 3．验算偏转情况 a??c,m?2

18?0.002941?0.02647(cm),满足 即0.05314?2（四）验算支座的抗滑稳定性 1．计算温度变化引起的水平力

Ht?abGeHg?t?18?30/10?0.26712?4.8082(KN)3

2．验算滑动稳定性 由?N?1.4GeAg?t?l?Fak

12?N?0.3?(296.3448??157.1875)?112.4816(KN)1.4Ht?Fak?1.4?4.8082?4.5?11.2314(KN) 则112.4816KN?11.2314KN，满足。

以及?NG?0.3?296.3448?88.9035?1.4Ht?6.7314KN，满足。 结果表明，支座不会发生相对移动。

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第七章 预应力钢束面积的估算及钢束的布置

（一） 预应力钢束数量的估算

在预应力混凝土桥梁设计时，应满足结构在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。一下以跨中截面在各种作用效应组合下，分别按上述要求对主梁所需钢束数进行估算，并按这些估算的钢束数确定主梁的配束数。

按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。

对于A类部分预应力混凝土构件，根据跨中抗裂要求，可按下式计算跨中截面所需的有效预加力

Npe?Ms/W?0.7ftk1ep?AW

式中：

Npe——使用阶段预应力永存应力的合力；

Ms——按作用短期效应组合计算的弯矩值，按第四章主梁内力计算处表4-4取用；

A——构件混凝土全截面面积；

W——构件全截面对抗裂验算边缘弹性抵抗距；

ep——预应力钢筋的合力作用点到截面重心轴的距离，ep?y?ap?h?ys?ap，ap可预先假定，h为梁高，h?160cm；

ys——大毛截面形心到上缘的距离，按表2-1取用；

本设计采用预应力钢绞线，公称直径为15.24mm，公称面积为140mm2，标准强度为fpk?1860MPa，设计强度为fpd?1260MPa，弹性模量

Ep?1.95?105Nmm。

根据第二章表2-1，成桥后的跨中截面yx?51.2225cm，初估ap?18cm，则钢束偏心距为：ep?ys?ap?160?57.1642?18?84.8358cm。

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