2 桥跨总体布置及结构主要尺寸
2.1 桥型布置及孔径划分
本次设计的桥型为四跨预应力混凝土连续刚构桥,桥跨布置为50 m+80 m+80 m+50 m。
2.2 截面形式及截面尺寸拟定
2.2.1 截面形式
根据桥跨长度,桥面宽度,本桥采用PSC单室箱型截面较为合适。桥截面尺寸图见图2.1。
2.2.2 立面形式
设计桥型为预应力混凝土连续刚构桥,桥跨组成为50 m+80 m+80 m+50 m,梁高变化方程为二次抛物线。桥墩高度为25 m。
2.2.3 主梁高度
通过查找相关规范,得知:连续刚构桥墩部箱梁的高跨比一般为 ,其中大部分为 左右,本设计中支座处的梁高取5 m( ),连续刚构桥的跨中处箱梁的高跨比为 ,本设计中的最小梁高为2 m( )。在跨中处,箱梁底部按照二次抛物线的变化规律来变化[3]。
2.2.4 箱梁底板厚度设置
中跨:为了抵消增大的负弯矩,要适当加大底板厚度,提供结构所需受压面积。跨中正弯矩大,同样也要避免恒载弯矩,所以要按照“中薄墩厚”原则来设计箱梁底板厚度。在此次桥梁设计中,支座处底板厚度为99 cm,由一次方程得到的跨中底板厚度为31 cm。边跨与中跨对称布置。
2.2.5 腹板厚度设置
在这里,可以根据腹板设置的经验公式来设置腹板厚度。通过查找相关桥梁规范,得知:腹板厚度公式为 ,其中B为桥面总宽度;L为主跨跨度。同时应满足构造要求:单个腹板厚度 m。中跨,支座附近所要承受的剪力较大,腹板应当要适当加厚,跨中可以适当减薄[3]。在本次设计中,支座处的腹板厚度取为53 cm,跨中取24 cm。
图2.1 跨中和支座截面尺寸图(单位:mm)
2.3 主梁分段与施工阶段的划分
本次设计的桥梁长度为50 m+80 m+80 m+50 m=260 m,全桥共分为72个单元,桥墩有3个,共计15单元。0号块长度有8.0 m,跨中合拢段2.0 m,梁段长度有3.0 m、4.0 m和9.0 m。
2.4 小结
根据所要设计的连续刚构桥的跨径等信息,通过查找相关规范,确定出自己所要设计的截面尺寸,桥梁单元分布情况,这里的尺寸和单元分布一定要合理可行,这一步是桥梁设计的基础,是非常重要的一步。
3 荷载内力计算
3.1 基本参数
3.1.1 计算方法
在Midas中建立自己的桥梁模型,使用Midas的“运行分析”功能直接运算出结果。桥梁模型图见图3.1和图3.2。
图3.1 桥梁模型图
图3.2 桥梁模型图(正视图)
3.1.2 材料信息
材料规格
(1)混凝土:梁体采用 C55 级混凝土,墩身采用 C35 级混凝土;
(2)预应力钢筋及锚具:钢束采用 19―15.2 高强度低松弛钢绞线,抗拉强度标准值 Mpa。M15-19 或 M15-17 群锚;
(3)竖向:采用公称直径 32 mm 的 PSB830 预应力混凝土用螺纹钢筋,其抗拉强度标准值 MPa,弹性模量为 Ep=200GPa,YC60B 型千斤顶张拉,JLM-32 型锚具锚固, 45 mm(d=0.5 mm)金属波纹管成孔,在腹板内单排或双排布置;
(6)其他材料
钢板:钢板应采用《碳素结构钢》GB700-1998规定的Q235B钢板;
锚具:现浇箱梁钢束采用M15-12圆形锚具及其配套配件,预应力管道采用圆形金属波纹管;横向钢束采用BM15-3扁形锚具及其配套的配件,管道采用扁形金属波纹管。金属波纹管钢带厚度不应小于0.35 mm;
支座:采用规格为GYZ175 X 28橡胶支座,其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。
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