論文大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析

1、大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析 摘要：本文以某過渡墩大懸臂蓋梁為例，介紹大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析驗(yàn)算。 關(guān)鍵詞詞：不等等跨過渡渡墩 大懸臂 倒T 承載能能力計(jì)算算 中圖分分類號(hào)：TU337 文獻(xiàn)標(biāo)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編編號(hào)： 1概概述 裝配式式預(yù)制梁梁橋受力力明確，構(gòu)構(gòu)造簡單單，易于于標(biāo)準(zhǔn)化化和規(guī)模?；┕すぃ侵兄行】鐝綇綐蛄褐兄袘?yīng)用最最為廣泛泛的橋梁梁結(jié)構(gòu)形形式。蓋蓋梁作為為預(yù)制梁梁橋重要要的承重重構(gòu)件，承承受上部部結(jié)構(gòu)的的荷載并并將其傳傳遞給橋橋墩。采采用預(yù)制制梁橋就就不可避避免地遇遇到蓋梁梁設(shè)計(jì)問問題。近近年來，大大懸臂蓋蓋梁以其其線條簡簡潔、造造型美觀觀、橋下下空間易易于利用

2、用等特點(diǎn)點(diǎn)，在城城市橋梁梁中得到到越來越越廣泛地地利用。在在城市橋橋梁中，因因?yàn)橛绊戫懖伎绲牡囊蛩剌^較多，常常常出現(xiàn)現(xiàn)連接非非等跨橋橋梁的過過渡墩。這這樣，過過渡墩的的大懸臂臂蓋梁除除了要進(jìn)進(jìn)行抗彎彎和抗剪剪的設(shè)計(jì)計(jì)外，還還有比普普通蓋梁梁更加突突出的抗抗扭設(shè)計(jì)計(jì)問題。本本文以某某過渡墩墩大懸臂臂蓋梁為為例，介介紹大懸懸臂預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土蓋梁梁設(shè)計(jì)及及強(qiáng)度分分析驗(yàn)算算。 2工工程實(shí)例例及計(jì)算算模型 某橋梁梁過渡墩墩兩側(cè)分分別接40米和25米小箱箱梁，采采用蓋梁梁接雙柱柱式橋墩墩。為降降低蓋梁梁高度，增增加橋下下凈空，使使蓋梁視視覺上更更輕巧美美觀，本本橋墩選選擇了倒倒T型蓋梁梁。倒T型蓋梁梁一

3、般梁梁高較高高，可以以提供較較普通蓋蓋梁有更更好的強(qiáng)強(qiáng)度，對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的的縱向抗抗震也有有好處。 本橋墩墩蓋梁橫橫橋向?qū)拰?6.9米，懸懸臂長度度9.555米。蓋蓋梁根部部梁高4.4米，懸懸臂端梁梁高3.445米。蓋蓋梁截面面全寬3.3米，倒T部分腹腹板寬1.5米。本本橋墩兩兩側(cè)橋跨跨長度相相差較大大，為減減小橋墩墩順橋向向彎矩，設(shè)設(shè)置了30厘米的的偏心。蓋蓋梁構(gòu)造造及配筋筋如下圖圖1圖3所示： 圖1 蓋梁一一般構(gòu)造造 圖2 蓋梁預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼鋼束布置置 圖3 蓋梁鋼鋼筋布置置示意 3蓋蓋梁計(jì)算算 311計(jì)算內(nèi)內(nèi)容 對(duì)于大大懸臂蓋蓋梁來說說，主要要計(jì)算內(nèi)內(nèi)容在于于其懸臂臂部分的的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算。本本次計(jì)算

4、算將橋墩墩蓋梁簡簡化為三三維桿系系計(jì)算模模型，驗(yàn)驗(yàn)算蓋梁梁懸臂控控制截面面在外荷荷載作用用下的抗抗彎、抗抗剪及抗抗扭承載載能力是是否滿足足規(guī)范要要求。 322計(jì)算方方法 除自重重外，蓋蓋梁主要要承受上上部傳來來的荷載載。上部部恒載按按實(shí)際重重量計(jì)算算，活載載根據(jù)車車輪作用用的最不不利位置置采用杠杠桿法得得出各支支座反力力。蓋梁梁兩側(cè)小小箱梁各各恒、活活載支座座反力如如下表： 支座座反力表表單位：KN 本次計(jì)計(jì)算內(nèi)力力采用MIDDAS CIVVIL軟件，按按公路路鋼筋混混凝土及及預(yù)應(yīng)力力混凝土土橋涵設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范JTGG D662-220044（以下下簡稱“規(guī)范”）對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行結(jié)構(gòu)驗(yàn)驗(yàn)算。 3.

5、33施工步步驟 （1）橋橋墩及蓋蓋梁施工工。 （2）張張拉第一一批預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束束。 （3）架架設(shè)上部部主梁。 （4）張張拉第二二批預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼束束。 （5）施施工橋面面系。 （6）使使用階段段（汽車車荷載）。 3.44分析過過程 3.44.1抗彎計(jì)計(jì)算 蓋梁懸懸臂為靜靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，沿橫橫橋向承承受各支支座反力力，受力力明確，抗抗彎計(jì)算算方法與與普通蓋蓋梁懸臂臂相同，計(jì)計(jì)算結(jié)果果可由程程序直接接給出。本本蓋梁抗抗彎鋼筋筋采用直直徑d288mm，間距10ccm，共15根；預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼鋼束采用用4束17S155.244和4束19S155.244，共144根。由由此可驗(yàn)驗(yàn)證橫梁梁橫橋向向配筋，尤尤其是預(yù)預(yù)應(yīng)

6、力鋼鋼束配置置是否合合理。計(jì)計(jì)算選項(xiàng)項(xiàng)取圖1所示各各支座位位置截面面作為典典型截面面，驗(yàn)算算蓋梁懸懸臂抗彎彎承載能能力。計(jì)計(jì)算最不不利位置置為4號(hào)截面面，抗彎彎承載能能力安全全度為1.333。 蓋梁懸懸臂翼緣緣A-A截面（圖圖4）計(jì)算算，反力力P按40米跨徑徑一側(cè)的的較大值值考慮（P值取40米跨一一側(cè)半幅幅橋支座座反力合合計(jì)值=1110177KN），取取蓋梁橫橫橋向整整體斷面面計(jì)算抗抗彎承載載能力。由由此可驗(yàn)驗(yàn)證圖3中N5號(hào)大箍箍筋配置置（直徑徑d16間距10ccm，共126根）是是否滿足足截面橫橫向抗彎彎要求。計(jì)計(jì)算抗彎彎承載能能力92222kNN?m，設(shè)計(jì)計(jì)值56119 kkN?mm，安全

7、全度為1.664。此方方法可較較好的計(jì)計(jì)算翼緣緣截面，但但因蓋梁梁懸臂橫橫橋向?yàn)闉樽兘孛婷?，因此此以翼緣緣截面作作整體計(jì)計(jì)算結(jié)果果偏于保保守，設(shè)設(shè)計(jì)可作作參考。 圖4 3.44.2抗剪計(jì)計(jì)算 橫橋向向取圖1所示C-C截面為為計(jì)算截截面，按按照規(guī)范范第5.22.7條及5.22.9條公式式進(jìn)行計(jì)計(jì)算。C-C截面抗抗剪計(jì)算算方法與與普通蓋蓋梁懸臂臂相同。本本蓋梁計(jì)計(jì)算截面面高3.9米，同同一截面面內(nèi)配6肢直徑d16的箍筋筋，間距距10ccm。斜截截面內(nèi)混混凝土和和箍筋提提供了較較好的抗抗剪承載載能力。經(jīng)經(jīng)計(jì)算，抗抗剪承載載能力為為319925KKN，設(shè)計(jì)計(jì)剪力值值81995KNN，安全全度較高高，為

8、3.889。 蓋梁懸懸臂翼緣緣B-B（如圖4所示）截截面計(jì)算算，剪力力值同抗抗彎計(jì)算算中反力力P，按40米跨徑徑一側(cè)的的較大值值考慮。取取蓋梁橫橫橋向整整體斷面面作抗剪剪承載能能力及抗抗剪截面面驗(yàn)算。由由此可根根據(jù)規(guī)范范第5.22.111條驗(yàn)證證截面各各箍筋（圖3中N6號(hào)和N7號(hào)鋼筋，直徑d16，間距10cm，同一截面共126根）配置及斜鋼筋（圖3中N8號(hào)鋼筋，直徑d28，間距10cm，同一截面共126根）是否滿足規(guī)范要求。經(jīng)計(jì)算，抗剪承載能力為50330KN，設(shè)計(jì)剪力值11545KN，安全度較高，為4.36。此方法可較好的計(jì)算翼緣截面，但因蓋梁懸臂橫橋向?yàn)樽兘孛妫虼艘砸砭壗孛孀髡w計(jì)算結(jié)果

9、偏于保守，設(shè)計(jì)可作參考。 3.44.3抗扭計(jì)計(jì)算 本蓋梁梁兩側(cè)橋橋孔跨徑徑相差較較大，由由此帶來來的荷載載差值使使懸臂各各截面出出現(xiàn)了較較大的扭扭矩。取取圖1所示各各支座位位置截面面作為典典型截面面進(jìn)行抗抗扭計(jì)算算，以此此驗(yàn)證懸懸臂的抗抗扭承載載能力。根根據(jù)規(guī)范范第5.55.5條，將將截面劃劃分為3個(gè)矩形形（如圖圖4所示）計(jì)算算其抗扭扭抵抗矩矩。由此此可驗(yàn)算算截面尺尺寸及截截面邊緣緣各類型型鋼筋配配置是否否滿足抗抗扭設(shè)計(jì)計(jì)要求。具具體計(jì)算算結(jié)果如如下表： 懸臂截截面抗扭扭承載能能力計(jì)算算結(jié)果一一覽表單單位：kN/kN?m 本蓋梁梁懸臂屬屬于T形彎剪剪扭構(gòu)件件，其縱縱向鋼筋筋和箍筋筋應(yīng)按規(guī)規(guī)范第

10、5.55.6條規(guī)定定配置。即即： 按受彎彎構(gòu)件正正截面抗抗彎承載載能力計(jì)計(jì)算所需需的鋼筋筋截面面面積，布布置抗彎彎縱向鋼鋼筋（圖圖3中N1號(hào)鋼筋筋）。 按規(guī)范范5.55.4條抗扭扭承載能能力計(jì)算算公式計(jì)計(jì)算所需需的抗扭扭縱向鋼鋼筋（圖圖3中N1a、N2、N3、N4號(hào)鋼筋筋）截面面面積，并并沿周邊邊均勻?qū)?duì)稱布置置。 按規(guī)范范5.55.4條抗扭扭承載能能力計(jì)算算公式計(jì)計(jì)算所需需抗扭箍箍筋，與與按抗剪剪承載能能力計(jì)算算公式計(jì)計(jì)算所需需的抗剪剪箍筋數(shù)數(shù)量相加加，統(tǒng)一一布置箍箍筋。 翼緣截截面按規(guī)規(guī)范5.55.1條純扭扭構(gòu)件抗抗扭承載載能力計(jì)計(jì)算公式式計(jì)算所所需的抗抗扭縱筋筋和箍筋筋（圖3中N1N6號(hào)鋼筋筋）。 4結(jié)結(jié)語 連接不不等橋跨跨的大懸懸臂橋墩墩蓋梁受受力較復(fù)復(fù)雜，很很多計(jì)算算上的假假定只能能本著使使結(jié)構(gòu)更更安全的的原則進(jìn)進(jìn)行，難難免過于于保守。另另外，此此種的計(jì)計(jì)算方法法也有相相當(dāng)?shù)木志窒扌?，一一方面保保證了結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全，另另一方面面也在一一定程度度上會(huì)造造成材料料的浪費(fèi)費(fèi)。計(jì)算算方法是是值得長長期探索