30米橋跨上建T梁預(yù)制場(chǎng)相關(guān)計(jì)算

30米橋跨上建T梁預(yù)制場(chǎng)相關(guān)計(jì)算(自己算著玩兒哈，大家湊和著看)說(shuō)明：1、工程概況因場(chǎng)地限制，故擬在45#~47#橋跨上建預(yù)制場(chǎng)，每跨布四個(gè)預(yù)制臺(tái)座，其力由每跨之已架好的九片梁承受?？鐝?0m，橋面橫寬19.50m。2、在計(jì)算30mT梁跨中正截面承載力時(shí)，假設(shè)N1與N2、N3與N4、N6與N7、N8與N9每?jī)善琓梁承受預(yù)制一片T梁重。而由計(jì)算結(jié)果可知，若直接由N2、N4、N6、N8號(hào)T梁分別承受一片T梁預(yù)制重量，亦能滿足。3、T梁預(yù)制場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)布置計(jì)劃隊(duì)部擬在46#墩至47#橋臺(tái)30m跨是布置預(yù)制臺(tái)座4個(gè)，相關(guān)數(shù)據(jù)為：距橫橋向19.5m寬之邊緣45cm處為龍門吊軌道，再距軌道240cm為第一個(gè)預(yù)制臺(tái)座，距第一個(gè)預(yù)制臺(tái)座380cm為第二個(gè)臺(tái)座，第三、四個(gè)臺(tái)座對(duì)稱布置。臺(tái)座布置時(shí)，考慮到一跨僅30m，而預(yù)制臺(tái)座長(zhǎng)31m，且45#墩~46#墩還要布置預(yù)制場(chǎng)，故布置46#墩至47#橋臺(tái)跨上預(yù)制梁臺(tái)座時(shí)，向橋臺(tái)臺(tái)背回填處退5m，以滿足整個(gè)從45#~47#布置預(yù)制臺(tái)座所需長(zhǎng)度的要求。但計(jì)算時(shí)的預(yù)制臺(tái)座位置以最不利情況考慮。4、計(jì)算蓋梁跨中正截面承載力時(shí)，將三次超靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化對(duì)稱荷載結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)化計(jì)算。5、因無(wú)螺旋式箍筋柱大截面偏心受壓相關(guān)計(jì)算公式，故計(jì)算時(shí)將圓柱形簡(jiǎn)化為矩形截面柱計(jì)算，只要其滿足，則螺旋箍筋柱更能滿足受力要求。6、450型支座能承受的力為：π×（450/2）2×70=11127.375KN故，支座在預(yù)制T梁時(shí)能夠承受荷載。7、參考文獻(xiàn)1>、東南大學(xué)、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)合編中國(guó)建筑工業(yè)出版社2002.09高校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃推薦教材《混凝土結(jié)構(gòu)》（上冊(cè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第二版）2>、薛正庭等編西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)《結(jié)構(gòu)力學(xué)（上冊(cè)）》（自編教材）第一部份30mT梁跨中正截面抗彎能力驗(yàn)算橋面臺(tái)座布置示意圖如下圖示：

將每臺(tái)座設(shè)置在兩片T梁相交接處，假設(shè)單片T梁承受1/2預(yù)制單片梁荷載重一、荷載計(jì)算1、龍門吊重量G1=12665.47Kg2、模板重量G2=19800Kg/套3、底座砼量G3=0.48×0.65×31×23=222.456KN/個(gè)4、邊跨中梁重：G4=24.45×23×1000×0.102（砼）+4655.29（鋼筋）+335.28（型鋼）+774.3（鋼絞線）=63124.57Kg=619252.032N5、振搗器產(chǎn)生的震動(dòng)力，按5KN/臺(tái)考慮，施工時(shí)考慮同時(shí)有6臺(tái)工作G5=6×5=30KN6、附著式振搗器共40個(gè)，每個(gè)40Kg，則G6=40×40=1600Kg7、人員、機(jī)具重量G7=6000N二、荷載分布計(jì)算每2片T梁承受一片梁預(yù)制時(shí)的重量，則單片T梁所承受的重量為：G=[（12665.47+19800×4）×9.81/4+222.456×1000+619252.032+30×1000+1600×9.81+6000]/2=559352.05N假設(shè)30mT梁上順橋向均布荷載G，則q=G/L=559352.05/30=18645.07N/m30mT梁跨中截面彎矩M為：M=qL2/8=18645.07×302/8=2097570.18N·m=2097.57×106N·mm三、截面等效變換（邊跨中梁）S=(20+8)×（195－20）/2+140×20+20×48+14×20=6490cm2換算后受拉區(qū)寬度b值為：b=(6490－195×14)/(180－14)=22.651cm四、受壓區(qū)高度x計(jì)算公式a1·fc·b·x=fy·AS－f'y·A'S+fpy·Ap+(σ'po－f'py)·A'p式中a1……系數(shù)，T梁砼為C50，故a1=1.0fc……砼軸心抗壓強(qiáng)度。fc=23.1N/mm2b……T形截面的腹板寬度。b=22.651cmfy……普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。HRB335fy=300N/mm2f'y……普通鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。HRB335f'y=300N/mm2AS、A'S……受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力筋的截面面積。假設(shè)為二類T形截面，受壓區(qū)全在翼板部份。則受壓區(qū)N3（?8）32根A'S=50.3×32=1609.6mm2受拉區(qū)N7（?8）16根N8（?10）2根N1（?20）5根AS=50.3×16+78.5×2+314.2×5=2532.8mmfpy、f'py……預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。fpy=1320N/mm2f'py=390Ap、A'p……受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積Ap=139×（7+7+9）=3197mm2A'p1、受壓區(qū)高度x為：X=（300×2532.8－300×1609.6+1320×3197+0）/（1×23.1×226.51）=859.456mm>h'f=140mm故假設(shè)成立，為二類T形截面2、重新計(jì)算受拉區(qū)面積及高度受壓區(qū)N3（?8）32根N7（?8）8根A'S=50.3×32+50.3×8=2012mm2受拉區(qū)N7（?8）8根N8（?10）2根N1（?20）5根AS=50.3×8+78.5×2+314.2×5=2130.4mm2X=（300×2130.4－300×2012+1320×3197+0）/（1×23.1×226.51）=813.3mmaS、aP……受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋，受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋至受拉邊緣的距離。a'S、a'P……受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)，受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離。a'……縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離，當(dāng)受壓區(qū)未配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋或縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力σ'pe=σ'po－f'py為拉應(yīng)力時(shí)，則a'用a'S代替。由圖三知：2×100+2×80+2×60+2×40+2×20.1+2×4.1=12×aS∴aS=（100+80+60+40+20.1+4.1）/6=50.7cm由設(shè)計(jì)圖SC-C-6可知：aP=10cm由圖四知2×60+2×40+2×29+2×15+16×12+16×2=（32+8）×a'S∴a'S=（60+40+29+15+96+16）/20=12.8cm由設(shè)計(jì)圖知a'P=0cm，故亦有a'=a'S=12.8cm則截面有效高度h0為：h0=h－aS=1800－507=1293mm由《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》P66頁(yè)，表4-6（相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb取值），有ξb=0.550則ξb×h0=0.55×1293=711.15mma'=a'S=12.8cm故X=813.3mm>ξb×h0=711.15mm屬超筋梁X=813.3mm>2×a'=256mm滿足要求?！嗍軌簠^(qū)高度為：X=813.3mm五、T梁正截面受彎承載力計(jì)算Mu=a1·fc·b·x·(h0－x/2)+f'y·A'S·(h0－a'S)－(σ'po－f'py)·A'p·(h0－a'P)－fpy·Ap·(aP－aS)Mu=1.0×23.1×226.51×813.3×(1293－813.3/2)+300×2012×(1293－128)－0－1320×3197×(100－507)=6192.61×106N·mm>M=2097.57×106N·mm結(jié)論：T梁正截面抗彎承載力滿足要求，當(dāng)一片T梁承受預(yù)制一片梁時(shí)的荷載亦能滿足。第二部份蓋梁跨中正截面抗彎能力驗(yàn)算蓋梁上所有力簡(jiǎn)化為9個(gè)支座對(duì)其所施加的集中荷載，并將墩柱與蓋梁之間的聯(lián)接簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支模型，如下圖五所示。

一、荷載計(jì)算1、一片邊跨中梁的重量為619252.032N故每個(gè)支座由梁自重產(chǎn)生的力為：F1=309626.016N2、現(xiàn)假設(shè)4片預(yù)制梁分別放在N2、N4、N6、N8號(hào)梁上，其重直接由支座傳遞至蓋梁。F2=（619252.032+19800×9.81+222456）/2=517973.016N3、同時(shí)，施工荷載在計(jì)算時(shí)考慮一處，在N2上，包括振搗力、附著式振動(dòng)器、人員重量等。F3=（30+1600×9.81+6000）/2=10863N4、將龍門吊的重量考慮在N1、N9梁上，假設(shè)龍門吊移動(dòng)到蓋梁位置，力完全傳到蓋梁上。F4=12665.47×9.81/2=62124.13N二、按墩柱與蓋梁簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支計(jì)算蓋梁跨中彎矩P1：F1+F4=371750.15NP2：F1+F2+F3=838462.03NP3：F1=309626.02NP4：F1+F2=827599.03NP5：F1=309626.02NP6：F1+F2=827599.03NP7：F1=309626.02NP8：F1+F2=827599.03NP9：F1+F4=371750.15N將墩柱與蓋梁的相接假設(shè)為簡(jiǎn)支，而非剛性連接，則有：∑MA=0FBY×9+P1×4.1+P2×1.95－P3×0.2－P4×2.35－P5×4.5－P6×6.65－P7×8.8－P8×10.95－P9×13.1=0有：FBY=2489.034KN∑FY=0FAY=49936.37-2489.034=2504.604KN故可計(jì)算跨中彎矩：M跨中=FAY×4.5－P1×8.6－P2×6.45－P3×4.5－P4×4.3－P5×2.15=－2952.103KN·m由計(jì)算結(jié)果可知：蓋梁上緣抗拉，不合理。須另建力學(xué)模型。三、按墩柱與蓋梁為剛性連接計(jì)算蓋梁跨中彎矩現(xiàn)重新建立模型，將墩柱與蓋梁之間的連接定為剛性連接，為將三次超靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算，將荷載F3讓P2、P4、P6、P8都承受。則有：P1：F1+F4=371750.15NP2：F1+F2+F3=838462.03NP3：F1=309626.02NP4：F1+F2+F3=838462.03NP5：F1=309626.02NP6：F1+F2+F3=838462.03NP7：F1=309626.02NP8：F1+F2+F3=838462.03NP9：F1+F4=371750.15N則有：FAY=FBY=2513115.23N將此對(duì)稱荷載結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為如下圖六所示?！艶y=0FQ=FAY-P1-P2-P3-P4=154.813KN∑MA=0M跨中=P1×4.1+P2×1.95－P3×0.2－P4×2.35－FQ×4.5=430.21×106KN·m四、受壓區(qū)高度X計(jì)算蓋梁斷面尺寸及配筋如圖七示圖七蓋梁斷面尺寸及配筋圖（單位：cm）己知條件：b=2400mmh=1800mma1=1.0fc=23.1N/mm2fy=300N/mm2f'y=300N/mm2fpy=1320N/mm2f'py=390N/mm21、計(jì)算受壓區(qū)高度X假設(shè)x=h/2=900mm受拉區(qū)：N9（?12）14根N2（?28）4根N3（?28）4根N4（?28）3根N5（?28）2根N6（?28）2根N7（?28）15根AS=615.3×30+113.1×14=20042.4mm2受壓區(qū)：N8（?12）12根N1（?28）15根A'S=113.1×12+615.3×15=10586.7mm2受拉區(qū)（N2）：Ap=139×12×4=6672mm2受壓區(qū)（N1、N3）：A'p=139×12×4=6672mm2假設(shè)σ'po=σ'con=σcon=0.75fptk=0.75×1860=1395n/mm2∴1×23.1×2400×X=300×20042.4－300×10586.7+1320×6672+(1395-390)×6672∴X=330.97mm2、重新計(jì)算受壓區(qū)高度X受拉區(qū)：N9（?12）14根N2（?28）4根N3（?28）4根N4（?28）3根N5（?28）2根N6（?28）2根N7（?28）15根N8（?12）8根AS=615.3×30+113.1×22=20947.2mm2受壓區(qū)：N8（?12）4根N1（?28）15根A'S=113.1×4+615.3×15=9681.9mm2Ap=139×12×8=13344mm2A'p=0mm2∴受壓區(qū)高度X為：1×23.1×2400×X=300×20947.2－300×9681.9+1320×13344+(1395-390)×0∴X=378.67mm現(xiàn)計(jì)算a：（見圖八）圖八受拉區(qū)、受壓區(qū)圖（單位：cm）∵2×858+15×12=（22+30）×aS∴aS=36.46cm∴h0=h－aS=1800－364.6=1435.4mmaP=(4×60+4×130)/8=950mm又15×6+2×48=19×a'S∴a'S=9.789cm=97.89mm=a'∴X=378.67mm<ξb×h0=0.4×1435.4=574.16mmX=378.67mm>2×a'=2×97.89=195.78mm∴受壓區(qū)高度滿足要求。五、蓋梁正截面受彎承載力計(jì)算Mu=a1·fc·b·x·(h0－x/2)+f'y·A'S·(h0－a'S)－(σ'po－f'py)·A'p·(h0－a'P)－fpy·Ap·(aP－aS)Mu=1×23.1×2400×378.67×(1435.4－378.67/2)+300×9681.9×(1435.4－97.89)－1320×13344×(950－364.6)=19732.8307×106KN·m>M跨中=430.21×106KN·m結(jié)論：蓋梁跨中正截面承載力滿足要求。第三部份驗(yàn)算螺旋箍筋柱偏心受壓正截面承載力(P155)己知：螺旋箍筋柱46#墩墩柱高4m，直徑2m，偏心力N=2513.113KN。因無(wú)螺旋箍筋柱大偏心受壓正截面承載力計(jì)算公式，故將圓柱形墩柱簡(jiǎn)化為矩形柱，其力學(xué)性能雖不能達(dá)到螺旋箍筋柱的性能，但只要該矩形柱滿足，則螺旋箍筋柱同樣能夠滿足?！邎A柱形截面面積A=3.14m2∴簡(jiǎn)化后的矩形截面尺寸為：b=1600mmh=1962.5mm其它己知條件：由鋼筋為HRB335知：fy=f'y=300N/mm2由砼為C30知：fc=14.3N/mm2由P66頁(yè)表4-6可知：ξb=0.55a'S=aS=60mm假設(shè)受拉區(qū)鋼筋?28為23根，受壓區(qū)鋼筋?28為22根。∴AS=615.3×23=14151.9mm2A'S=615.3×22=13536.6mm21、計(jì)算初始偏心矩ei公式ei=e0+ea（P145頁(yè)）e0……軸向力對(duì)截面重心的偏心矩，由設(shè)計(jì)圖知，墊石至柱中心為690mm，故e0=690mmea……附加偏心矩，其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的較大者ea=1962.5/30=65.41mm(>20mm)ea=65.41mm∴ei=e0+ea=690+65.41=755.41mm2、偏心受壓截面曲率修正系數(shù)計(jì)算公式ζ1=0.2+2.7ei/h0且當(dāng)ζ1>1時(shí)，取ζ1=1ei……初始偏心矩，ei=755.41mmh0……截面有效高度h0=h/1.1=1962.5/1.1=1784.09mm∴ζ1=0.2+2.7ei/h0=0.2+2.7×755.41/1784.09=1.3432>1∴取ζ1=13、偏心受