文档介绍：上部结构设计
(一)设计资料(见总说明)
(二)横截面布置
本设计是桥梁跨径35m跨径设计,即在跨径和桥面净空已确定的条件下进行规格化的构造布置。以下便简述这一布置过程。
1、主梁间距与主梁片数
主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面度,使桥梁尺寸标准化而采用统一的主梁间距。交通部《公路桥涵标准图》(78年)中,钢混凝土和预应力混凝土装配式简支T形梁跨径从16m到40m,(留2cm工作缝,T梁上翼缘宽度为158cm)。考虑人行道适当挑当,净—7附2×(如图2—1所示)。
2、主梁跨中截面主要尺寸拟定
(1)主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25之间,标准设计中高跨比约在1/18~1/19之间。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可节省预应和钢束用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多。综上所述,在设计中对于35m跨径的简支梁桥取用230cm的主梁高度是比较合适的。
(2)主梁截面细部尺寸
T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时翼板受压的强度要求。本桥预制T梁的翼板厚度取用8cm,翼板根部加厚到20cm以抵抗翼缘根部的较大的弯矩。为使翼板与腹连接和顺,在截在转角处充置圆角,以减小局部应力和便于脱模。
在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力甚小,腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定,同时从腹板本身的称定条件出发,腹板不宜小于其高度的1/15。该梁的T梁腹板厚度均取16cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面总在积的10%~20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束,将钢束按三层布置每排三束,同时还根据“公预规”,初拟马蹄宽度36cm,高度28cm。马蹄与腹板交接处做成45°斜坡的折线钝角,以减小局部应力。如此布置的马蹄面积约占整个截面积的18%。
按照以上拟定的外形尺寸,就可绘出预制梁跨中截面图(见图2-2)。
(3)计算截面几何特性
将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元,截面几何特性计算见表2-1
跨中截面几何特性计算表
分
块
名
称
分块面积
Ai
(cm2)
分块面积表心至上缘距离
y2
(cm2)
分块面积对上缘静距
Si=Aiyi
(cm2)
分块面积的
自身惯距
Ii
(cm2)
di=ys-yi
(cm2)
2
分块面积对截面形心惯距
Ix=AiDi
I=Ii+Ix
(cm2)
(1)
(2)
(3)=(1)×(2)
(4)
(5)
(6)=(1)×(5)2
(7)=(4)+(6)
A
12 i
·
翼板
158×8=1264
4
5056
6741
87·466
966981
9676722
三角承托
852
12
10224
6816
5380248
5387064
腹板
3104
105
325920
-
568557
10303736
下三角
100
19867
1
36
(36-16)·103
-
1149205
1149761
马蹄
1008
216
217728
-
15632787
15698643
Σ
6328
ΣI=42215926
=
y3=
ΣSi
ΣAi
578795
6328
=
注:截面形心至上缘距离
ΣIi
Ks=
ΣAiyx
=
42215926
6328×(230--)ρ
=
(4)检验截面积效率指标ρ()
上核心距
ΣI
Kx=
ΣAiys
=
42215926
6328×
=
下核心距
KS+KX
ρ=
h
+
=
230
=
>
截面效率指标
表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。
(三)横截面沿跨长的变化
如图所示,本设计主梁采用等高度形式,横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变,马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高。梁端部区段由于集中力的作用而引起较大的局部应力,也因布置锚具的需要,在距梁端一倍梁高范围内(230m)将腹板加