展架桥(01号桥)施工图设计
量增加不多。终上所述,本桥中取240cm的主梁高度是比较合适的。
2、主梁截面细部尺寸
T梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯是上翼板受压的强度要求,本桥预制T梁的翼板厚度取用10cm,翼板根部加厚到25cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。
在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度翼板由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的条件出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15,本桥腹板厚度取用20cm。
为了防止在施工和运营中使马蹄部分遭致纵向裂缝,马蹄面积占截面总面积的10%——20%比较合适,同时根据《公预规》9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求,初拟马蹄宽度为58cm,高度为20cm,马蹄与腹板交接处作三角过渡,高度为20cm,以减小局部应力。
按照以上拟定的外形尺寸,就可绘制出预制梁的跨中截面图(如图1-2)
图1-2 跨中截面尺寸图(单位cm)
3、计算截面几何特征
将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元,截面几何特性计算见(表2-2)
表2-2 跨中截面几何特性计算表
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分块名分块面积称 Ai (cm2) 跨中截面形心至上缘距离 分块面积对上缘净距自身惯距di=ys-yz (cm) si=Iy(cm2) 对截面形心的惯距 I?IT?Ix(cm4) yz(cm) Ai·yz (cm3) 翼板 三角承2200 1050 5.00 15.00 115.00 203.33 230.00 11000 15750 483000 77265.4 266800 843915.4 18333.33 13125.00 15435000 8444.44 38666.67 88.87 78.87 -21.13 -109.46 -136.13 17375329 6531500 1875203 4552967 21496397 17393662 6544625 17310203 4561411 21535064 67344965 托 腹板 下三角 马蹄 4200 380 1160 8990 ? 注:截面形心至上缘距离:ysS???Aii?843915.4?93.87cm
89904、支点截面几何特性计算表(表2-3)
表2-3 支点截面几何特性计算表
分块分块面积名称 Ai (cm) 2分块面积形心至上缘距离yt(cm) 分块面积对上缘静矩si?Aiyt(cm3) 分块面积的自身惯矩IT(cm4) dt?ys?yt(cm) 分块面积对截面形心的惯矩 Ix?Aidt2 I?IT?Ix(cm4)翼板 三角承托 腹板 2200 615 13340 16155 5.00 13.64 125.00 11000.0 8388.5 1667500.0 1686888.5 18333.33 3699.63 5880716667 ii99.40 90.75 -20.60 (cm4) 21736792 5064871 5660962 21755125 5068570 64468129 91291824 ? 注:截面形心至上缘距离: ys??S?A??1686888.5?104.4cm
161555、检验跨中截面效率指标ρ(希望ρ在0.5以上) 上核心距:ks??I?A?yx67344965?79.80
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下核心距:kx??I?A?y?79.80
sks?kx79.80?79.80??0.665>0.5 h240表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。
截面效率指标:ρ?2.3 横断面沿跨长的分布
本桥主梁采用等高形式,横断面的
T梁宽度沿跨长不变,梁端部区段由于锚头集中
力的作用而引起较大的局部应力,也为布置锚具的需要,距梁端200cm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽,马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近(第一道横隔梁处)开始向支点逐渐抬高,在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。马蹄在纵断面的变化情况见(图2—1)。
2.4 横隔梁的设置
在荷载作用下的主梁弯矩横向分布,当该处有横隔梁时比较均匀,否则在直接荷载作
用下的主梁弯矩较大,为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁,当跨度较大时,应设置较多的横隔梁。本桥在桥跨中点、三分点、六分点和支点处设置七道横隔梁,其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高,厚度为上部26cm,下部为24cm。中横隔梁高度为210cm,厚度为上部18cm,下部16cm。横隔梁的布置见(图2—1)
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3 主梁的作用效应计算
根据上述梁跨结构纵、横截面的布置,可分别求得各主梁控制截面(一般取跨中截面、L/4截面和支点截面)的永久作用效应,并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线,求得可变荷载的作用效应,最后再进行主梁作用效应组合。
3.1 永久作用效应计算
3.1.1 永久作用集度 1、预制梁自重
(1)跨中截面段主梁的自重(六分点截面至跨中截面,长13m)
G(1)=0.8990×26×13=303.86(KN)
(2)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长5m)
G(2)≈(1.6155+0.899) ×5×26/2=117.60(KN)
(3)支点段梁的自重(1.98m)
G(3)=1.6155×26×1.98=83.17(KN)
(4)中主梁的横隔梁 中横隔梁体积:
0.17×(2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19)=0.2913(m3) 端横隔梁体积:
0.25×(2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093)=0.3656(m3)
故半跨内横梁重力为:
G(4)=(2.5×0.2913+1×0.3656)×26=28.44(KN)
(5)预制梁永久作用集度
g1=(303.86+163.44+83.17+28.44)/19.98=28.97(KN/m) 2、二期永久作用
(1)中主梁现浇部分横隔梁: 一片中横隔梁体积(现浇) 0.17×0.30×2.1=0.1071(m3)
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