30m预应力连续T梁通用图计算书1.docx

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30m预应力连续T梁通用图计算书1

30米后张法预应力混凝土T形梁通用图计算书

1.概况与基本数据

1.1概况

依据《西部地区中小跨径桥梁技术研讨会》会议纪要、《西部地区中小跨径适用桥梁形式研究下一步工作内容和计划》及我院任务通知单编号：

桥－施－技科（2004）字第67号。

课题组进行课题相关设计开发。

开发原则为：

（1）上部构造形式采用5梁式

（2）梁宽模数B=2.4米，板梁预制高度为1.90米。

明确10厘米现浇混凝土铺装不参与受力。

（3）混凝土强度等级：

C50

（4）边梁悬臂长度120厘米。

（5）T梁两端及顺桥向采用单支座。

（6）适用路基宽度：

整体式路基24.50米、12.0米。

（7）适用于直线桥。

（8）T形梁结构连续3～5孔一联。

1.2基本数据

（1）结构：

后张法预应力混凝土连续T形梁

（2）计算跨经：

30米

（3）路基宽度：

整体式路基24.5米、12米

（4）车道数：

双向4车道

（5）汽车荷载：

公路－Ⅰ级

2.技术规范

2.1《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）

2.2《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

2.3《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022-85）

2.4《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

2.5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）

2.6《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）

2.7《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

3.材料主要指标

3.1混凝土

表1T形梁混凝土主要指标

指标

强度

等级

弹性模量

容重（

轴心抗压设计强度

抗拉设计强度

轴心抗压标准强度

抗拉标准强度

C50

26

22.4

1.83

32.4

2.65

3.2预应力钢绞线

表2钢绞线主要指标

公称直径

截面面积

单位重量

标准强度

弹性模量

松驰级别

140

1.102

1860

Ⅱ

3.3钢筋

表3钢筋主要指标

钢筋种类

抗拉设计强度

抗压设计强度

标准强度

弹性模量

R235

195

195

235

HRB335

280

280

335

4.主要材料选用

（1）沥青混凝土：

桥面铺装。

（2）C50混凝土：

桥面铺装。

（3）C50混凝土：

预制T形梁、现浇连续段。

（4）

mm钢绞线：

预制T形梁及顶板束。

5．活载横向分布系数与汽车冲击系数

T形梁采用平面杆系有限元程序进行计算。

按平面杆系有限元计算，考虑活荷载横向分布系数，进行影响线加载。

活载横向分布系数按空间结构分析计算。

汽车冲击系数按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.2条计算。

计算结果见表4。

表4活载横向分布系数及汽车冲击系数

位置

结构

类型

第一跨

第二跨

第三跨

横向分布系数

冲击系数

护墙横向分布系数

横向分布系数

冲击系数

护墙横向分布系数

横向分布系数

冲击系数

护墙横向分布系数

简支

中梁

弯矩

0.555

0.243

0.103

-

-

-

-

-

-

边梁

弯矩

0.685

0.243

0.303

-

-

-

-

-

-

3-30m

中梁

负弯矩区

0.583

0.392

0.112

0.599

0.387

0.101

0.583

0.387

0.112

正弯矩区

0.583

0.294

0.599

0.289

0.583

0.289

边梁

负弯矩区

0.748

0.392

0.338

0.619

0.386

0.325

0.748

0.386

0.338

正弯矩区

0.748

0.294

0.619

0.289

0.748

0.289

5-30m

中梁

负弯矩区

0.584

0.392

0.112

0.594

0.387

0.162

0.474

0.387

0.162

正弯矩区

0.584

0.294

0.594

0.289

0.474

0.289

边梁

负弯矩区

0.746

0.392

0.338

0.775

0.386

0.268

0.682

0.386

0.268

正弯矩区

0.746

0.294

0.775

0.289

0.682

0.289

6．结构分析说明

6.1T形梁施工阶段

简支T形梁（1-30米及2-30米）施工阶段共划分为3个，各阶段工作内容见表5。

连续T形梁（3-30米）施工阶段共划分为7个，各阶段工作内容见表6-1；连续T形梁（5-30米）施工阶段共划分为11个，各阶段工作内容见表6-2。

表5简支T形梁施工阶段划分说明

施工阶段

施工天数

工作内容说明

1

10

场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束

2

60

预制场存梁60天

3

28

安装预制梁，现浇防撞护墙和桥面铺装

表6-1连续T梁（3-30米）施工阶段划分说明

施工阶段

施工天数

工作内容说明

1

10

场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束

2

60

预制场存梁60天

3

4

架梁并现浇第1个墩顶实接头混凝土

4

10

张拉第1个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

5

4

架梁并现浇第2个墩顶实接头混凝土

6

10

张拉第2个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

7

28

现浇防撞护墙和桥面铺装

表6-2连续T梁（5-30米）施工阶段划分说明

施工阶段

施工天数

工作内容说明

1

10

场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束

2

60

预制场存梁60天

3

4

架梁并现浇第1个墩顶湿接头混凝土

4

10

张拉第1个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

5

4

架梁并现浇第2个墩顶湿接头混凝土

6

10

张拉第2个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

7

4

架梁并现浇第3个墩顶湿接头混凝土

8

10

张拉第3个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

9

4

架梁并现浇第4个墩顶湿接头混凝土

10

10

张拉第4个墩顶负弯矩束，拆除临时支座，转换为永久支座

11

28

现浇防撞护墙和桥面铺装

6．2T形梁计算模型

（1）30米简支T形梁计算模型见图1。

划分为30个单元31个节点。

图1简支T形梁计算模型

（2）3-30米连续T形梁计算模型见图2。

划分为94个单元95个节点。

图23-30米连续T形梁计算模型

（3）5-30米连续T形梁计算模型见图3。

划分为158个单元159个节点。

图35-30米连续T形梁计算模型

说明：

根据结构试算结果及以往计算经验结果，在连续梁状态下，3-30米及5-30米结构比较典型，故本计算采用

（1）30米简支

（2）3-30米连续（3）5-30米连续三种模式进行计算。

6．3T形梁横断面

（1）T形梁边梁横截面

图7T形梁边梁横截面（单位：

cm）

（2）T形梁中梁横截面

图8T形梁中梁横截面（单位：

cm）

6．4预应力筋计算参数

（1）预应力锚下张拉控制应力为

（2）两端张拉，每束锚具变形及钢束回缩总变形值为12mm。

（3）预应力筋与管道壁摩擦系数

（4）管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015

（5）钢绞线松驰率3.0％

6．5预应力筋构造

图9预应力筋构造（单位：

cm）

6．6温度效应及支座沉降

考虑整体均匀温升25℃，整体均匀温降-30℃。

非线形温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.10条规定执行。

支座沉降按5mm计算。

6.7预应力配置

结构及位置

正弯矩束

顶板束

N1

N2

N3

长650cm

长1300cm

简支

边梁

边梁

9根

9根

9根

中梁

中梁

8根

8根

8根

3～5孔连续梁

边跨

边梁

8根

8根

7根

中梁

7根

7根

6根

4束5根

2束5根

中跨

边梁

6根

6根

6根

中梁

6根

6根

5根

7．简支T梁计算结果验算

7．1简支T梁边梁施工阶段验算

（1）第1施工阶段

场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束。

●第1施工阶段位移累计值（单位：

m）

计算结果摘录跨中16＃节点

节点号

位移性质

最大水平

最小水平

最大竖向

最小竖向

最大转角

最小转角

16

竖向位移

2.792E-002

2.792E-002

2.792E-002

2.792E-002

2.792E-002

2.792E-002

注：

位移以向上为正值

●第1施工阶段组合应力（应力单位：

Mpa,压为正，拉为负）

仅摘取支撑中心线（2＃节点）、1/4跨（9＃节点）及半跨（16号节点）处计算结果

节点号

上缘最大

上缘最小

下缘最大

下缘最小

最大主压

最大主拉

2

2.79

2.79

4.58

4.58

4.58

-0.000166

9

1.92

1.92

10.6

10.6

10.6

-0.149

16

0.553

0.553

14

14

14

-2.63E-005

（2）第2施工阶段

预制场存梁60天

●第2施工阶段位移累计值（单位：

m）

计算结果摘录跨中16＃节点

节点号

位移性质

最大水平

最小水平

最大竖向

最小竖向

最大转角

最小转角

16

竖向位移

3.496E-002

3.496E-002

3.496E-002

3.496E-002

3.496E-002

3.496E-002

注：

位移以向上为正值

●第2施工阶段组合应力（应力单位：

Mpa,压为正，拉为负）

仅摘取支撑中心线（2＃节点）、1/4跨（9＃节点）及半跨（16号节点）处计算结果

节点号

上缘最大

上缘最小

下缘最大

下缘最小

最大主压

最大主拉

2

2.72

2.72

4.47

4.47

4.47

-0.000281

9

1.97

1.97

10

10

10

-0.134

16

0.718

0.718

13

13

13

-2.72E-005

（3）第3施工阶段

安装预制梁，现浇防撞护墙和桥面铺装

●第3施工阶段位移累计值（单位：

m）

计算结果摘录跨中16＃节点

节点号

位移性质

最大水平

最小水平

最大竖向

最小竖向

最大转角

最小转角

16

竖向位移

1.671E-002

1.671E-002

1.671E-002

1.671E-002

1.671E-002

1.671E-002

注：

位移以向上为正值

●第3施工阶段组合应力（应力单位：

Mpa,压为正，拉为负）

仅摘取支撑中心线（2＃节点）、1/4跨（9＃节点）及半跨（19号节点）处计算结果

节点号

上缘最大

上缘最小

下缘最大

下缘最小

最大主压

最大主拉

2

2.71

2.71

4.47

4.47

4.47

-0.0472

9

4.24

4.24

5.44

5.44

5.44

-0.0167

16

3.65

3.65

7.27

7.27

7.27

-4.27E-005

（3）施工阶段应力验算

边梁为C50的预应力混凝土结构。

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.2.8条的规定：

C50混凝土压应力限值：

＝0.70

＝0.70×32.4＝22.68Mpa。

C50混凝土拉应力限值

＝1.15

＝1.15×（-2.65）＝-3.048MPa

由边梁施工阶段组合应力表中知：

边板截面应力满足施工阶段要求。