midas_连续梁计算书

第1章89#～92#预应力砼连续梁桥

1.1结构设计简述

本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m -35m，单箱5室结构变截面。箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m；支点范围腹板厚度0.7m，跨中范围腹板厚度0.4m。主梁单侧悬臂长度为 4.85m，箱梁悬臂端部厚度为0.2m，悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞护栏同期进行浇筑。

本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。

图11.1.1 箱梁构造图

图11.1.2 箱梁断面图

纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强f=1860MPa。中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。

度

pk

图11.1.3 中支点断面钢束布置图

主要断面预应力钢束数量如下表

墩横梁预应力采用采用φs15－19，单向张拉，如下图。

1.2主要材料

1.2.1主要材料类型

(1) 混凝土：主梁采用C50砼；

(2) 普通钢筋：R235、HRB335钢筋；

(3) 预应力体系：采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强度

f=1860MPa；预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、

pk

夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具；波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。

1.2.2主要材料用量指标

本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示，表中材料指标均为每平米桥面的用量。

表11.2.2-1 上部结构主要材料指标

1.3结构计算分析

1.3.1计算模型

结构计算模型如下图所示。

图11.3.1-1 结构模型图

有效分布宽度

0.5

0.60.70.80.91

2.25

5.4

9.06

12.9

16.8

19.5

23.2

27

30.8

34.3

37.1

40.9

44

47.5

51.1

55.1

58.6

62.5

65.1

68.9

72.7

76.1

79.4

坐标

Iyy 系数

图11.3.1-2 箱梁抗弯刚度折减系数示意图

1.3.2 支座反力计算

本桥各桥墩均设三支座。经计算，本桥各墩处的反力见表11.3.2-1，支座布置如图11.3.2-1示。

图11.3.2-1 支座位置示意图

表11.3.2-1 支座反力一览表(反力单位：kN)

注：(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力；

(2) “组合”项为标准值的组合结果；

(3) 表中数据为每个墩位处合计支座反力。

1.3.3主梁持久状况承载能力极限状态验算

本桥按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.3-1～2所示。图中单位为kN.m与kN。

图11.3.3-1 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位：kN.m)

图11.3.3-2 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位：kN) 本桥按承载能力组合的正、负弯矩最大值分别为100,281kN.m和-86,295kN.m；最大、最小剪力分别为22,074kN 和-21,959kN。

根据以上图形可以看出，主梁各截面的正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。

1.3.4主梁持久状况正常使用极限状态验算

(1) 正截面抗裂验算

本桥按A类构件进行正截面抗裂验算时，在作用短期效应组合和长期效应组合下的正截面拉应力包络图如图11.3.4-1～4所示，图中应力单位为MPa，以拉应力为正。

由图11.3.4-1～4可见，在短期效应作用下，主梁上缘在中支点及跨中截面出现拉应力且在中间支座处有最大值3.9MPa，主梁下缘在中支座附近截面亦出现拉应力达2.4MPa，均超过规范0.7*f tk(1.855MPa)。在按长期效应组合时，主梁上缘在中间支点及跨中截面处出现拉应力，且在中间支座处有最大值0.8MPa，不满足规范要求（长期效应组合不允许出现拉应力）；主梁下缘未出现拉应力。可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力构件的正截面抗裂要求。

图11.3.4-1 短期组合上缘最大拉应力包络图(单位：MPa)

图11.3.4-2 短期组合下缘最大拉应力包络图(单位：MPa)

图11.3.4-3 长期组合上缘最大拉应力包络图(单位：MPa)

图11.3.4-4 长期组合下缘最大拉应力包络图(单位：MPa)

(2) 斜截面抗裂验算

本桥按A类构件计算时，在作用短期效应组合下主拉应力包络图如图11.3.4-5所示。由图11.3.4-5可知，主梁在各支点附近及跨中截面出现拉应力且最大达3.9MPa，超出规范要求的0.5*f tk(1.325MPa)。可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力砼构件的斜截面抗裂要求。

图11.3.4-5 短期组合主拉应力包络图(单位：MPa)

(3) 挠度验算

本桥按作用短期效应组合计算的最大、最小竖向位移图(已扣除恒载变形)如图11.3.4-6～7所示。

图11.3.4-6 短期组合(扣除自重)最大竖向位移图(单位：mm)

图11.3.4-7 短期组合(扣除自重)最小竖向位移图(单位：mm) 从图可见，结构的最大正负挠度之和为1.5mm，考虑挠度长期增长系数η，长期挠度为2.1mm，规范允许值为L/600=58mm，故满足要求。

=

.1

43

θ