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30m箱梁通用图设计计算书30米箱梁通用图设计计算书是桥梁工程中重要的技术文件,主要用于指导30米跨度的预应力混凝土箱梁的设计与施工。该计算书以现行规范为依据,结合实际工程需求,对箱梁的结构尺寸、材料选择、荷载组合及内力分析等内容进行详细计算和说明。
简介内容
1.设计背景30米箱梁作为中小跨径桥梁的主要形式之一滁州城市防洪工程施工组织设计,广泛应用于公路、铁路及市政桥梁工程中。其设计需满足经济性、安全性和耐久性的要求,同时兼顾施工便利性。本计算书基于《公路桥涵设计通用规范》(JTGD602015)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD622004)等相关标准编制。
2.主要参数跨径:30米结构形式:单箱单室或双箱单室截面材料:C50混凝土、高强度低松弛钢绞线预应力体系:后张法部分预应力A类构件
3.荷载组合根据规范要求,考虑恒载、活载(汽车超20级)、温度作用、收缩徐变等影响,采用最不利荷载组合进行设计验算。
4.内力分析运用有限元方法或传统力学公式,对箱梁在不同工况下的弯矩、剪力和轴力进行计算,并校核正截面抗裂性、斜截面承载力及裂缝宽度。
5.配筋设计根据计算结果布置普通钢筋和预应力筋,确保结构满足强度和刚度要求。同时优化锚固区构造,提高整体性能。
通过本计算书,可为类似工程提供参考依据,推动标准化设计与高效施工的发展。
在此基本组合考虑永久作用—结构重力,可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用,则基本组合作用效应表达式为:
式中:—结构重要性系数,取为1.0;
—永久作用结构重力效应分项系数,取为1.2;
—可变作用荷载效应分项系数,取为1.4;
—除汽车荷载效应(含冲击力、离心力)、风荷载外其它可变作用效应系数;
—永久作用结构重力效应标准值;
—可变作用汽车荷载效应标准值。
在此短期组合考虑永久作用—结构重力,可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用,则短期组合作用效应表达式为:
式中:—可变作用荷载效应频遇值系数,汽车取为0.7,温度梯度取为0.8,其他1.0;
—第j个可变作用荷载效应频遇值。
在此长期组合考虑永久作用—结构重力,可变作用—汽车荷载、温度梯度、基础沉降作用,则长期组合作用效应表达式为:
式中:—可变作用荷载效应频遇值系数,汽车取为0.4,温度梯度取为0.8,其他1.0;
—第j个可变作用荷载效应准永久值。
(4)连续梁内力组合(按施工顺序计算,不计预应力)
Ⅲ、预应力钢束的估算和布置
一、截面钢束的估算与确定
按承载力极限状态应力要求和使用阶段应力要求综合考虑。
边跨配束8束,其中N1、N4由4根编束,N2、N3由5根编束,共36根钢束,对称布置;中跨配束8束,其中N1、N2、N3由4根编束,N4由3根编束,共30根钢束,对称布置。
1.跨中预应力钢束布置
采用Φ=50mm(3根编束)和Φ=55mm(4根及以上编束)的波纹管成型,在保证管道构造要求的前提下,使钢束群重心尽量偏离形心,布置如下图,其重心距梁底:
边跨:=(2×4×9+2×5×9+2×5×20+2×4×31)/36=16.9cm
中跨:=(2×3×9+2×4×9+2×4×20+2×4×31)/30=17.8cm
2.梁端预应力钢束布置(中梁同边梁)
梁端预应力钢束布置遵循两个原则:一是预应力钢束群重心尽可能靠近截面形心,使截面受压均匀;二是考虑锚头布置可能性,满足张拉操作。因此,端截面预应力钢束距底面距离分别为:12.5cm、56cm、88cm、120cm,其重心距梁底:
边跨:=(2×4×120+2×5×88+2×5×56+2×4×12.5)/36=69.4cm
中跨:=(2×4×120+2×4×88+2×4×56+2×3×12.5)/30=72.9cm
端截面 跨中截面
3.顶板预应力钢束布置(中梁同边梁)
顶板预应力钢束主要用于负弯矩区,其一般段距箱梁顶缘8cm,锚固区距箱梁顶缘14cm,即处于顶板中间位置。T1长束3束,每束5根;T2短束2束,每束5根。
一般区段 锚固区段
三、预加应力后荷载组合(持久状况承载能力极限组合)
荷载组合值详见第V部分持久状况承载能力极限状态验算。
一、截面普通钢筋的估算与确定
本桥梁为部分预应力混凝土结构,根据电算结果,在原设计钢筋直径情况下,支点附近箱梁上缘拉应力不能满足规范要求,因此将箱梁底部和负弯矩段Φ16的钢筋改为Φ20,箱梁顶板内Φ10的钢筋改为Φ12,经过验算,梁体上缘的应力得到了改善,满足规范要求。具体应力值可参见第Ⅷ部分构件应力计算结果。
顶部和底部最外缘的钢筋距截面边缘42mm,排成一排;负弯矩区钢筋配置在墩顶两侧各6m范围内,比普通段加密一倍。
Ⅴ、持久状况承载能力极限状态计算
一、结果显示单元号的确定
由于单元划分较多,不能在此一一显示,因此依据内力和应力值确定显示结果单元号,一般有跨中、支点、1/4跨、变截面处、配筋变化点等。本模型最终确定显示计算结果的节点号为:10#(边跨跨中)、17#(边跨1/4截面)、25#(近次中支点)、28#(次中跨1/4截面)、32#(次中跨跨中)、43#(近中支点)、47#(中跨1/4截面)、50#(中跨跨中)。
二、正截面抗弯承载力计算
桥梁博士系统文本结果输出 项目名称:5x30m箱梁
输出组合类型:1(承载能力极限组合)
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 5.781e+003 2.679e+003 1.674e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 5.785e+003 2.659e+003 1.686e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.054e+003 9.125e+002 2.657e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.039e+003 6.531e+002 2.751e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.591e+003 4.823e+002 3.866e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.592e+003 4.962e+002 3.856e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 7.141e+003 8.458e+002 2.651e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 7.180e+003 1.805e+003 2.289e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 4.869e+003 2.484e+003 1.594e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 4.844e+003 2.168e+003 1.722e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.602e+003 7.617e+002 3.741e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 8.605e+003 7.755e+002 3.730e+004
类型 性质 Nj Mj R
059.公路工程管理用表范本监理表格监表-(24)最大弯矩 下拉偏压 7.183e+003 1.803e+003 2.290e+004
类型 性质 Nj Mj R
最大弯矩 下拉偏压 4.846e+003 2.114e+003 1.755e+004
类型 性质 Nj Mj R
某公寓桩基工程钻孔灌注桩施工组织设计方案最大弯矩 下拉偏压 4.870e+003 2.271e+003 1.665e+004
类型 性质 Nj Mj R