PC组合箱梁桥设计与应用(全书).

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PC组合箱梁桥设计与应用(全书).

《PC组合箱梁桥设计与应用》是一本专注于预应力混凝土(PC)组合箱梁桥设计、施工及应用的专业书籍。本书系统地介绍了PC组合箱梁桥的理论基础、设计方法、施工技术以及实际工程中的应用案例,为桥梁工程师、设计师及相关从业人员提供了全面的技术指导。

全书以PC组合箱梁桥为核心,详细阐述了其结构特点、力学性能及优化设计方法。书中首先对PC组合箱梁的基本概念和优势进行了概述,包括其在承载能力、抗裂性能和经济性方面的突出表现。随后,深入分析了组合箱梁的设计原理,涵盖材料选择、截面形式、预应力布置及内力计算等内容,并结合现行规范提出了具体的设计流程和注意事项。

此外,本书还重点探讨了PC组合箱梁桥的施工工艺,如预制拼装技术、悬臂浇筑法和顶推施工等,强调施工过程中的质量控制与安全措施。通过丰富的工程实例,展示了不同工况下PC组合箱梁桥的应用效果jct 984-2011 聚合物水泥防水砂浆- 非正式版,为读者提供实践参考。

本书不仅适合从事桥梁设计与施工的技术人员阅读,也可作为高校土木工程专业学生的教材或参考资料。它将理论与实践相结合,内容详实且实用性强,有助于推动PC组合箱梁桥技术的发展与创新,满足现代交通基础设施建设的需求。

3.1结构体系对波形钢腹板组合箱梁剪力滞系数

1结构体系对波形钢腹板组合箱梁剪力滞系数的影响

为了比较连续梁体系结构与简支体系结构在剪力滞效应方面有何不同,以下分析简支梁、两 续梁和三跨连续梁三种等截面结构体系(截面尺寸均与试验梁相同)在集中荷载与均布荷载作 ,其跨中截面和内支点截面上、下翼板纵向应力的分布特点及对翼板剪力滞系数的影响。结构化 系与加载形式见图3.1.1所示。三种结构体系箱梁的截面形式及尺寸参见图3.1.2。

图3.1.1箱梁三种结构体系的荷载作用

图3.1.2箱梁的截面形式及尺寸

对上述六种计算图式进行计算,最大剪力滞系数结果整理如表3.1.1及3.1.2所示。由表3.1 的数据可以看出,对于跨中截面,在集中荷载作用下,连续梁顶板的剪力滞效应较简支梁严重, 大剪力滞系数达1.28:底板的剪力滞效应也比较严重,尤其是三跨连续梁底板最为严重,最大剪)

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用

带系数达1.22。在均布荷载作用下,剪力滞效应较小,三种结构体系的最大剪力滞系数约不 02111

在均布荷载作用下,剪力滞效应较小,三种结构体系的最大剪力滞系数约在

表3.1.1跨中截面最大剪力滞系数的比较表

任: ,斜线左边为边跨跨中数据,斜线右边为中跨跨中数据。

对于简支梁和连续梁,无论在集中荷载或均布荷载作用下,跨中截面和内支点截面均发生正剪 力滞效应,以腹板与肋板交界处的剪力滞效应较为严重,而且腹板左右的悬臂板与上翼板承受的纵 向应力并不均匀,悬臂板承受的纵向正应力(压应力)较小,甚至在翼缘边缘处产生拉应力。对于设 计上而言,不宜使悬臂宽度和上翼板的宽度相差太大。

研究结果可知,在集中荷载作用下翼板剪力滞效应仅局限于集中荷载作用处及附近区域,远离 作用位置的其他截面不受影响;顶板剪力滞效应较底板严重,其最大剪力滞系数在跨中附近;左四 分点至右四分点范围内变化不大,可取用相同值;当荷载作用位置接近支点位置时,剪力滞系数明 显增大,在支点截面附近最大剪力滞系数大约在2.0左右;从四分点至端支点范围内,剪力滞系数 可按线性内插取值。由于支点截面附近的弯矩很小,尽管支点附近剪力滞系数较大,但对简支梁的 抗弯设计影响不大,针对跨中截面附近的剪力滞系数进行研究即可。底板的最大剪力滞系数随着荷 载作用位置接近支点截面而逐渐增大,其变化范围为1.04~1.31。剪力滞系数沿纵向变化相对较缓, 四分点截面的剪力滞系数比跨中截面的增大了6%,实际取用时可考虑增大10%。在均布荷载作用 下,简支梁上、下翼板的剪力滞效应较轻,其剪力滞系数沿纵向的变化约为1.02~1.17。可见对于 简支梁的剪力滞效应来讲,在跨中截面附近范围内变化较小,至支点截面才有较大的变化。集中荷 载作用下箱梁顶板的剪力滞效应比较明显。

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用

设计算跨度L=2400mm,分别设顶板宽度B=240mm、480mm、720mm、960mm和1200mm,...., 2400mm,即考虑宽跨比B/L分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5,....,1.0时,简支箱梁在竖向荷载作 用下翼板最大剪力滞系数随宽跨比的变化。计算结果表明,在集中荷载作用下顶板的剪力滞系数随 宽跨比的变化明显,当B/L由0.1变化至1.0时,最大剪力滞系数由1.036变化至1.824。底板的剪 力滞系数随宽跨比的变化也比较明显,当B/L由0.1变化至1.0时,最大剪力滞系数由1.029变化 至1.840。 (2)宽高比(B/H)对剪力滞系数的影响

)宽高比(B/H)对剪力滞系数的影响 设宽度B=800mm,分别设箱梁高度H=266mm、200mm、160mm、133mm和114mm,即考用 高比B/H分别为3、4、5、6和7时,讨论简支箱梁在竖向荷载作用下翼板最大剪力滞系数随 比的变化。计算结果表明,波形钢腹板组合箱梁的高度变化对翼板剪力滞效应几乎没有影响, 可认为在计算该类箱梁的剪力滞效应时不用考虑箱梁高度的影响

比(a/b)对剪力滞系数的

由于顶板的悬臂板和上翼板不等长,需讨论悬翼比a/b变化对剪力滞效应的影响。设翼板的半 宽为b=150mm,变化悬臂板的宽度a=75mm、150mm,、225mm及300m,悬翼比a/b=0.5、1.0、1.5 2.0.如表3.1.3所示

表3.1.3悬翼比和宽跨比同时变化比较表

由表3.1.3中数据的统计分析,可得出B/L、a/bi与最大剪力滞系数入max的关系式为: 入max=1+3.86753×(B/L)²+0.001556x(a/b)² (3.1.1 由该式可以看出,对剪力滞系数起主要影响的是参数宽跨比(B/L),而悬翼比(a/bi)的影响很小 忍略不计。

由表3.1.3中数据的统计分析,可得出B/L、a/bi与最大剪力滞系数入max的关系式为: 入max=1+3.86753×(B/L)²+0.001556×(a/b)² (3.1.1) 由该式可以看出,对剪力滞系数起主要影响的是参数宽跨比(B/L),而悬翼比(a/bi)的影响很小 可忽略不计

载横向位置对翼板剪力滞

荷载作用位置都在两侧腹板与翼板交界处,作用位置对称于竖向中心轴,称为对称作用方式。 分析结果表明,当荷载作用于上翼板的中心处时(简称中载作用,见图3.1.3b),跨中截面顶板纵向 应力的横向分布和集中荷载对称作用于两侧腹板上时(图3.1.3a)的基本相同,即集中荷载无论对称 作用于两侧腹板或单点作用于上翼板中心位置,顶板纵向正应力沿横向分布及其剪力滞效应是基本 相同的。

集中荷载作用于上翼板的

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用

图3.1.4集中荷载作用在一侧腹板位置(偏载)

计算结果表明,偏载作用于一侧腹板时,跨中截面顶板的纵向正应力的横向分布具有明显不均 匀的特点,偏载作用处的纵向正应力明显偏大。中载作用下顶板的纵向正应力分布具有明显的剪力 滞效应,与荷载作用于两侧腹板处的效应相同,其判断偏载作用时对翼板剪力滞效应也产生相同的 结果,这种效应不受扭矩的影响。扭矩作用下顶板的纵向正应力分布具有反对称的特点如图3.1. 所示(图中横坐标单位:mm)。

3.2波形钢腹板混凝土组合箱梁翼板有效宽度的讨论

图3.1.5单点偏载作用时总向应力分布(单点中载+扭矩作用)

本节中通过回归法建立宽跨比与有效宽度比的多项式曲线关系,并据此提出根据箱梁的宽跨比 来计算翼板有效宽度比的经验公式和计算图表,以便于工程设计采用。其它参数如宽高比、悬臂板 长度、正常范围内的波形钢腹板波形高度等因素在建立经验公式时没有考虑。有关箱梁的截面几何 参数见图3.1.2。由于研究对象是矩形单箱单室的波形钢腹板混凝土组合箱梁,故所建立的经验计 算公式仅适合于此类波形钢腹板混凝土组合箱梁。有关梯形截面的波形钢腹板混凝土组合箱梁还有 待于进一步拓展研究范围后解决有效宽度比的计算问题。 (1)简支单箱单室波形钢腹板混凝土组合箱梁翼板有效宽度比的计算 假设计算跨度L=2400mm,分别假设顶板宽度B=240mm、480mm、720mm、960mm和1200mm, 即分别考虑宽跨比B/L=0.1~1.0时波形钢腹板混凝土组合箱梁在竖向荷载作用下翼板有效宽度比的 变化,为建立宽跨比(B/L)与有效宽度比的关系,由回归法建立了集中荷载作用下跨中截面翼板 有效宽度比的计算经验公式:分别为

(3.2.1) (3.2.2)

由上述公式即可计算不同宽跨比条件下矩形箱梁的翼板有效宽度比,使用条件为单箱单室带外 伸翼板的波形钢腹板混凝土组合箱梁。 同样为建立宽跨比(B/L)与有效宽度比的关系sb∕t 10744-2012 螺旋卷边式散装水泥钢板筒仓,由回归法建立了均布荷载作用下跨中截面翼 板有效宽度比的计算经验公式,分别为

(3.2.3) (3.2.4)

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用

由上述公式即可计算不同宽跨比条件下矩形箱梁的翼板有效宽度比,使用条件为单箱单室带外 伸翼板的波形钢腹板混凝土组合箱梁。根据上述翼板有效宽度比的经验计算公式,建立了跨中截面 顶、底板有效宽度比的计算表3.2.1。它适用于单箱单室带外伸翼板的波形钢腹板混凝土组合箱梁, 对于其它截面的波形钢腹板混凝土组合箱梁还需进一步研究,

连续波形钢腹板混凝土组合箱梁翼板有效宽度的

现以两等跨连续梁为例,研究连续梁在集中荷载或均布荷载作用下跨中截面和内支点截面的顶 底板有效宽度计算问题。如图3.2.1所示,在连续梁的每一跨跨中截面作用一集中荷载,荷载值P 25kN,此种荷载作用方式称为集中荷载作用;另一种荷载作用方式为全跨作用一均布线荷载,荷 载值为q=9.615N/mm,称为均布荷载作用。采用有限元分析在这两种荷载作用下翼板剪力滞系数和 有效宽度比的计算以及随宽跨比(B/L)变化时的相应规律。

银盛泰大厦塔吊施工方案(全面、详细)图3.2.1 两跨连续箱梁的荷载作用图(mm

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