1.3.6 端横梁验算
端横梁宽度,支座间距,为预应力混凝土结构。计算模型如下。
图11.3.6-1 端横梁计算模型图
考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别,而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域,杆系模型的计算结果不太真实,因此,对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1 支座反力一览表(反力单位:kN)
位置 左支点 中支点 右支点 活载 (最大) 1137 1547 884 活载 (最小) -56 -178 -105 钢束 二次 -457 1045 -528 恒载 3931 7082 2601 组合 最大 4613 9611 2959 组合 最小 3420 7886 1970 注:(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力;
(2) “组合”项为标准值的组合结果;
(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。 (4) 支点位置中的“左中右”指从92#墩向小号方向看
(1) 横梁持久状况承载能力极限状态验算
端横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.6-2~3所示。计算截面抗力时,纵向普通钢筋按上下缘各8根D28,箍筋按D16@150mm考虑。图中单位为kN与。
图11.3.6-2 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位:
图11.3.6-3 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位:kN)
根据图11.3.6-2,端横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为7,,-21,;最大、最小剪力分别为6,051kN和-7,215kN。根据图11.3.6-3可知,端横梁中间等高
部分预应力束范围内正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。
(2) 横梁持久状况正常使用极限状态验算
按荷载短期、长期效应组合,端横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.6-4~7。
图11.3.6-4 端横梁短期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.6-5 端横梁短期组合下缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.6-6 端横梁长期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.6-7 端横梁长期组合下缘最大拉应力(单位:MPa)
由图11.3.6-4~7可见,按荷载短期组合,该端横梁上缘未出现拉应力,下最大拉应力为,满足规范要求。按荷载长期组合,该端横梁上缘未出现拉应力,下缘最大拉应力为 MPa,出现在两边支座内侧梁段,不满足规范要求。
按荷载短期效应组合,端横梁最大主拉应力包络图参见图11.3.6-8。
图11.3.6-8 端横梁短期组合最大主拉应力(单位:MPa)
由图11.3.6-9可见,按荷载短期组合,端横梁主拉应力最大值达,满足规范要求。
(3) 横梁持久状况应力验算
按荷载标准效应组合,端横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图11.3.6-10~11。
图11.3.6-10 端横梁标准组合上缘最大压应力(单位:MPa)
图11.3.6-11 端横梁标准组合下缘最大压应力(单位:MPa)
由上图可见,按标准值组合的主梁上缘最大压应力为;下缘最大压应力为。上下缘应力均满足规范要求。
端横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.6-12所示。
图11.3.6-12 端横梁标准组合最大主压应力(单位:MPa)
由图可见,按标准值组合的混凝土最大主压应力为,满足规范要求。
1.3.7 中横梁验算
中横梁宽度,支座间距,为预应力混凝土结构。计算模型如下。
图11.3.7-1 中横梁计算模型图
考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别,而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域,杆系模型的计算结果不太真实,因此,对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1 支座反力一览表(反力单位:kN)
位置 左支点 中支点 右支点 活载 (最大) 1650 2354 1559 活载 (最小) \\ -368 \\ 钢束 二次 -47 48 1 恒载 7930 13428 8365 组合 最大 9532 15829 9925 组合 最小 7882 13107 8366 注:(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力;
(2) “组合”项为标准值的组合结果;
(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。 (4) 支点位置中的“左中右”指从91#墩向小号方向看
(1) 横梁持久状况承载能力极限状态验算
中横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.7-2~3所示。计算截面抗力时,纵向普通钢筋按上、下缘15根D28进行考虑;箍筋按D16@150mm考虑。图中单位为kN与。
图11.3.7-2 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位:
图11.3.7-3 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位:kN)
中横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为13,和-23,,根据图11.3.7-2,中横梁的抗弯承载能力满足要求。
中横梁按承载能力组合的最大、最小剪力分别为11,269kN(该截面抗剪能力11,025 kN)和-10,333kN,最大剪应力位于中支座处,超出承载能力2%。根据图11.3.7-3,端横梁的斜截面抗剪验算不满足要求。
(2) 横梁持久状况正常使用极限状态验算
按荷载短期、长期效应组合,中横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.7-4~7。
图11.3.7-4 中横梁短期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.7-5 中横梁短期组合下缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.7-6 中横梁长期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)
图11.3.7-7 中横梁长期组合下缘最大拉应力(单位:MPa)
由图11.3.7-4~7可见,按荷载短期组合,该端横梁上、下缘最大拉应力分别、,不满足规范要求;按荷载长期组合,该端横梁上、下缘均出现拉应力且最大值都为,不满足规范要求。
按荷载短期效应组合,中横梁最大主拉应力包络图参见图11.3.7-8。
图11.3.7-8 中横梁短期组合最大主拉应力(单位:MPa)
由图3.3.33可见,按荷载短期组合,中横梁主拉应力最大值达,不满足规范要求。
(3) 横梁持久状况应力验算
按荷载标准效应组合,中横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图11.3.7-9~10。
图11.3.7-9 中横梁标准组合上缘最大压应力(单位:MPa)
图11.3.7-10 中横梁标准组合下缘最大压应力(单位:MPa)
由上图可见,按标准值组合的主梁上缘最大压应力为;下缘最大压应力为。上下缘压应力均满足规范要求。
中横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.7-11所示。
图11.3.7-11 中横梁标准组合最大主压应力(单位:MPa)
由图可见,按标准值组合的混凝土最大主压应力为,满足规范要求。
1.4 计算结果小结与分析
本桥在模型计算中考虑了荷载有效分布宽度,通过对本桥的计算分析可知: (1)桥梁上部结构总体计算的承载能力、挠度、持久状况的压应力水平满足规范要求。中横梁及端横梁的悬臂部分受力参考桥面板的分析结果,中横梁抗剪承载能力、短长期效应组合下抗裂能力不满足规范要求,标准组合下抗压能力满足要求。端横梁长期效应组合下抗裂能力不满足规范要求,抗弯剪承载能力、短期抗裂及标准组合下抗压能力满足要求。
(2)主梁短期组合下在中间支点截面出现了的拉应力,大于规范允许的,不符合A类预应力构件的正截面抗裂要求。
(3)主梁长期组合下在中支点截面出现了的拉应力,规范不允许出现拉应力,不符合A类预应力构件的正截面抗裂要求。
(4)主梁短期组合下在中支点截面出现了的主拉应力,大于规范允许的 ,不符合A类预应力构件的斜截面抗裂要求。
(5)端横梁长期组合作用下在支点附近截面出现了的拉应力,规范不允许出现拉应力,不符合A类预应力构件的正截面抗裂要求。
(6)中横梁最大设计剪力11,269相应的抗力为11,025kN,超出2%。
(7)中横梁短期组合最大拉应力为2MPa,大于规范允许的,不符合A类预应力构件的正截面抗裂要求。