《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》提出一種預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其利用鋼梁的彎曲還原原理,根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,按照最不利活荷載位置,準(zhǔn)確、定量地預(yù)加配重,通過(guò)影響線加載形成預(yù)應(yīng)力,抵消活載負(fù)彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力,達(dá)到利用影響線加載進(jìn)行彎矩調(diào)幅的目的。
一種預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,包括以下步驟:
A.加工鋼梁組件,在鋼梁組件頂部布置連接件,在鋼梁組件的底板布置縱肋;
B.架設(shè)橋墩,并在橋墩上分段安裝鋼梁組件,多個(gè)鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁,所述橋墩作為鋼梁的支點(diǎn);
C.計(jì)算出各支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,并根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,計(jì)算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大??;
D.在鋼梁的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土,并在鋼梁上預(yù)留負(fù)彎矩區(qū);
E.待正彎矩區(qū)混凝土達(dá)到硬化強(qiáng)度后,按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小,在正彎矩區(qū)混凝土上布置預(yù)壓配重;
F.在負(fù)彎矩區(qū)澆筑負(fù)彎矩區(qū)混凝土;
G.待負(fù)彎矩區(qū)混凝土達(dá)到硬化強(qiáng)度后,拆除預(yù)壓配重。
優(yōu)選的,鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、非組合連接件、彈性組合連接件,安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件,安裝在負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合連接件,位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。
優(yōu)選的,鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、柔性組合連接件、彈性組合連接件,安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件,安裝在負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件采用柔性組合連接件,位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。
優(yōu)選的,在步驟F中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土為鋼纖維膨脹混凝土。
優(yōu)選的,在步驟F中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土的澆筑順序是:根據(jù)各支點(diǎn)負(fù)彎矩的大小,按絕對(duì)值由小到大的順序進(jìn)行澆筑。
優(yōu)選的,在步驟E中,正彎矩區(qū)混凝土的硬化強(qiáng)度為90%以上。
優(yōu)選的,在步驟G中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土的硬化強(qiáng)度為90%以上。
在該領(lǐng)域中,正彎矩區(qū)是指在兩橋墩之間橋梁在受壓時(shí)向下彎的中間部位;負(fù)彎矩區(qū)是指在中間橋墩兩側(cè),橋梁因正彎矩區(qū)受壓向下彎時(shí),橋梁被橋墩上頂而使兩側(cè)的鋼梁向上彎的區(qū)域。
《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,按照最不利活荷載位置,準(zhǔn)確、定量的在正彎矩區(qū)混凝土上預(yù)壓配重,成橋后撤去預(yù)壓配重,根據(jù)彎曲還原原理,支點(diǎn)獲得了正彎矩,鋼梁上的混凝土獲得了壓應(yīng)力,達(dá)到使橋梁儲(chǔ)備足能夠抵消活載的預(yù)荷載的目的;在負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合或柔性組合,可明顯降低橋面板拉應(yīng)力;負(fù)彎矩區(qū)混凝土采用鋼纖維膨脹混凝土,可明顯提高橋面板抗拉強(qiáng)度;在正彎矩區(qū)與負(fù)彎矩區(qū)的交界區(qū)域,采用彈性組合進(jìn)行過(guò)渡,解決分界面應(yīng)力集中的問(wèn)題。
鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),除了具有充分發(fā)揮材料力學(xué)優(yōu)點(diǎn)、耐疲勞、延性好、穩(wěn)定性好、降低沖擊系數(shù)等優(yōu)勢(shì),還具有施工方便、造價(jià)低、綜合效益好等長(zhǎng)處,輕質(zhì)、高強(qiáng)、大跨、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、美觀。
鋼-混組合梁橋跨中為正彎矩,混凝土受壓,鋼板受拉,充分發(fā)揮了材料力學(xué)優(yōu)點(diǎn);但在支點(diǎn)處,截面負(fù)彎矩較大,混凝土橋面板處于受拉區(qū)容易開裂,影響結(jié)果安全。
為了解決鋼-混組合梁橋支點(diǎn)負(fù)彎矩問(wèn)題,進(jìn)行彎矩調(diào)幅是必要的。申請(qǐng)?zhí)枮?00410062215.2的中國(guó)發(fā)明專利,提出了一種在橋梁施工時(shí)加預(yù)壓荷載的方法來(lái)控制拉應(yīng)力,但沒有明確提出采用何種具體辦法準(zhǔn)確調(diào)整預(yù)壓荷載,缺乏解決問(wèn)題的具體方法,導(dǎo)致彎矩調(diào)幅的效率不高,特別是多跨連續(xù)梁,施工加載具有一定的盲目性及隨機(jī)性,沒有發(fā)揮影響線加載彎矩調(diào)幅的效果。
圖1為五跨連續(xù)梁活荷載布置圖;
圖2為影響線疊加原理圖;
圖3為根據(jù)圖2的影響線計(jì)算出最不利活荷載位置后加載預(yù)壓配重的布置圖;
圖4為圖3的加載效應(yīng)圖;
圖5為《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土橋梁制造方法的第一期施工圖;
圖6為該發(fā)明實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土橋梁制造方法的第二期施工圖;
圖7為該發(fā)明實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土橋梁制造方法的第三期施工圖;
圖8為該發(fā)明實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土橋梁制造方法的第四期施工圖;
圖9為該發(fā)明實(shí)施例的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土橋梁制造方法的第五期施工圖。
其中:1、鋼梁;2、連接件;3、縱肋;4、正彎矩區(qū)混凝土;5、預(yù)壓配重;6、鋼纖維膨脹混凝土;7、負(fù)彎矩區(qū)。
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什么是預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋
預(yù)應(yīng)力[prestressing force]:在結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用前,通過(guò)先張法或后張法預(yù)先對(duì)構(gòu)件混凝土施加的壓應(yīng)力,在加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中所引入的應(yīng)力. 在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,對(duì)受拉模塊中的鋼筋,施加...
鋼筋混凝土,預(yù)應(yīng)力混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的區(qū)別
鋼筋混凝土:這個(gè)詞匯一般就是指的現(xiàn)澆成的鋼筋混凝土,即澆筑混凝土之前,先進(jìn)行綁筋支模,也就是用鐵絲將鋼筋固定成想要的結(jié)構(gòu)形狀,然后用模板覆蓋在鋼筋骨架外面。最后將混凝土澆筑進(jìn)去,經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后拆...
預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁還需要檢測(cè)什么內(nèi)容?
相比普通的混凝土橋梁,還需要檢測(cè)預(yù)應(yīng)力施工內(nèi)容。如預(yù)應(yīng)力鋼筋的原材料檢測(cè),預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉用的千,斤頂?shù)臋z測(cè)標(biāo)定,混凝土張拉前的強(qiáng)度和彈性模量檢測(cè),預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉力和伸長(zhǎng)值的檢測(cè),橋梁上拱度的檢測(cè)等。
《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》涉及路橋及建筑中支撐梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,具體涉及預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法。
1.《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》特征在于,包括以下步驟:
A.加工鋼梁組件,在鋼梁組件頂部布置連接件,在鋼梁組件的底板布置縱肋;
B.架設(shè)橋墩,并在橋墩上分段安裝鋼梁組件,多個(gè)鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁,所述橋墩作為鋼梁的支點(diǎn);
C.計(jì)算出各支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,并根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,計(jì)算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大??;
D.在鋼梁的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土,并在鋼梁上預(yù)留負(fù)彎矩區(qū);
E.待正彎矩區(qū)混凝土達(dá)到硬化強(qiáng)度后,按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小,在正彎矩區(qū)混凝土上布置預(yù)壓配重;
F.在負(fù)彎矩區(qū)澆筑負(fù)彎矩區(qū)混凝土;
G.待負(fù)彎矩區(qū)混凝土達(dá)到硬化強(qiáng)度后,拆除預(yù)壓配重。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、非組合連接件、彈性組合連接件,安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件,安裝在負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件采用非組合連接件,位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。
3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,鋼梁頂部的連接件包括剛性組合連接件、柔性組合連接件、彈性組合連接件,安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件,安裝在負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件采用柔性組合連接件,位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負(fù)彎矩區(qū)的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,在步驟F中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土為鋼纖維膨脹混凝土。
5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,在步驟F中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土的澆筑順序是:根據(jù)各支點(diǎn)負(fù)彎矩的大小,按絕對(duì)值由小到大的順序進(jìn)行澆筑。
6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,在步驟E中,正彎矩區(qū)混凝土的硬化強(qiáng)度為90%以上。
7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法,其特征在于,在步驟G中,負(fù)彎矩區(qū)混凝土的硬化強(qiáng)度為90%以上。
首先,結(jié)合圖1至圖4,介紹一下《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》基于的建筑理論。影響線及最不利活荷載位置的計(jì)算都是該領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的知識(shí),該發(fā)明的創(chuàng)新之處就在于利用影響線及最不利活荷載位置,準(zhǔn)確地、定量地加載預(yù)壓配重。
如圖1所示,為五跨連續(xù)梁的活荷載布置圖,由圖可知,本跨布置活荷載,隔跨布置活荷載,可得到某跨跨內(nèi)最大正彎矩值;在支點(diǎn)左右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置活荷載,可得到某支點(diǎn)最大負(fù)彎矩值,如在最后兩組布置中,支點(diǎn)B中產(chǎn)生了最大負(fù)彎矩MB,并產(chǎn)生相應(yīng)的左剪力VBl、右剪力VBr;支點(diǎn)C中產(chǎn)生了最大負(fù)彎矩MC,并產(chǎn)生相應(yīng)的左剪力VCl、右剪力VCr。
影響線描述了單位移動(dòng)荷載作用下某一量值(影響量)的變化規(guī)律,當(dāng)有移動(dòng)荷載組(活荷載)或使由可任意間斷布置的分布荷載作用時(shí),上述量值可以利用影響線根據(jù)疊加原理求得。如圖2所示,根據(jù)疊加原理,將支點(diǎn)負(fù)彎矩MB影響線與支點(diǎn)負(fù)彎矩MC影響線進(jìn)行疊加,即△AB △AB’,△BC △BC’,△CD △CD’,得到支點(diǎn)負(fù)彎矩MB C影響線,支點(diǎn)負(fù)彎矩MB C影響線可找出更準(zhǔn)確的最不利活荷載位置。
如圖3所示,根據(jù)圖2的支點(diǎn)負(fù)彎矩MB C影響線,找出最不利活荷載位置及計(jì)算出該位置的活荷載的大小,然后根據(jù)最不利活荷載位置在正彎矩區(qū)進(jìn)行預(yù)壓配重,預(yù)壓配重的大小與相應(yīng)位置的活荷載的大小相等。
如圖4所示,為圖3加載了預(yù)壓配重后的效應(yīng)圖,支點(diǎn)獲得了正彎矩,鋼梁上的混凝土獲得了壓應(yīng)力。
該實(shí)施例就是在上述加載原理的基礎(chǔ)上,在施工時(shí),賦予鋼-混凝土組合橋梁預(yù)應(yīng)力。施工方法的理論基礎(chǔ)為以下三點(diǎn):
1、加載原理:根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,按照活荷載最不利位置,準(zhǔn)確、定量的施加配重、成橋后撤去配重,達(dá)到使橋梁儲(chǔ)備足能夠抵消活載的預(yù)荷載的目的。
2、加載方法:計(jì)算出單位荷載對(duì)多個(gè)支點(diǎn)負(fù)彎矩的影響線,根據(jù)疊加原理進(jìn)一步得出活載對(duì)該量值的影響,然后按算出的影響值加載配重。
3、利用鋼梁的彎曲還原原理,首先澆注正彎矩區(qū)的混凝土橋面板,待硬化后根據(jù)影響線加載配重,然后澆注負(fù)彎矩區(qū)的混凝土橋面板,待硬化后撤去配重。根據(jù)彎曲還原原理,支點(diǎn)獲得了正彎矩,頂板上的混凝土獲得了壓應(yīng)力,達(dá)到了彎矩調(diào)幅的目的。
結(jié)合圖5至圖9,具體的施工方法包括以下步驟:
第一期:首先加工鋼梁組件,在鋼梁組件的頂部連接件2,在鋼梁組件的底板布置縱肋3,如圖5所示,架設(shè)橋墩,并在橋墩上分段安裝鋼梁組件,多個(gè)鋼梁組件合攏并焊接后形成鋼梁1,該實(shí)施例為三跨連續(xù)梁,所述橋墩作為鋼梁1的支點(diǎn),分別有支點(diǎn)A、支點(diǎn)B、支點(diǎn)C、支點(diǎn)D;
鋼梁1頂部的連接件2包括剛性組合連接件、非組合連接件(也可以是柔性組合連接件)、彈性組合連接件,安裝在鋼梁的正彎矩區(qū)的鋼梁組件采用剛性組合連接件,安裝在負(fù)彎矩區(qū)7的鋼梁組件采用非組合連接件,位于正彎矩區(qū)的鋼梁組件與位于負(fù)彎矩區(qū)7的鋼梁組件的交界區(qū)域采用彈性組合連接件,即在不同的區(qū)域使用不同種類的連接件;
計(jì)算出各支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,并根據(jù)支點(diǎn)負(fù)彎矩影響線,計(jì)算出最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小。
第二期:如圖6所示,在鋼梁1的正彎矩區(qū)澆筑正彎矩區(qū)混凝土4,并在鋼梁1上預(yù)留負(fù)彎矩區(qū)7,同時(shí),對(duì)正彎矩區(qū)混凝土4進(jìn)行振搗、養(yǎng)護(hù)。
第三期:如圖7所示,待正彎矩區(qū)混凝土4達(dá)到90%以上強(qiáng)度后,按照最不利活荷載位置及位于該位置的活荷載的大小,在正彎矩區(qū)混凝土4上布置預(yù)壓配重5,預(yù)壓配重5的位置為最不利活荷載位置,且預(yù)壓配重5的大小與位于最不利活荷載位置的活荷載相等。
第四期:如圖8所示,根據(jù)各支點(diǎn)負(fù)彎矩的大小,按絕對(duì)值由小到大的順序,在負(fù)彎矩區(qū)7澆筑鋼纖維膨脹混凝土6,同時(shí),對(duì)鋼纖維膨脹混凝土6進(jìn)行振搗、養(yǎng)護(hù),對(duì)兩次澆筑的混凝土結(jié)合部位進(jìn)行表面清潔處理,以保證二者的緊密結(jié)合。
第五期:如圖9所示,待鋼纖維膨脹混凝土6達(dá)到90%以上強(qiáng)度后,拆除預(yù)壓配重5,然后對(duì)橋面鋪裝,及附屬設(shè)施的施工。
2016年12月7日,《預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合橋梁制造方法》獲得第十八屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B
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體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁的變形計(jì)算——本文通過(guò)對(duì)一根普通組合連續(xù)梁和一根體外預(yù)應(yīng)力組合連續(xù)梁的對(duì)比試驗(yàn)研究和理論分析,提出了體外預(yù)應(yīng)力組合連續(xù)梁的撓度計(jì)算方法.通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)該方法能較好地預(yù)測(cè)預(yù)應(yīng)力組合連續(xù)梁的撓度變形,并且...
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預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁的設(shè)計(jì)與施工——針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土組合梁在工程中的廣泛應(yīng)用,詳細(xì)地介紹了預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土組合梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及施工方法,并提出了施工注意事項(xiàng),以積累預(yù)應(yīng)力鋼一混凝土組合梁的設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)。
內(nèi)容介紹
《預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)》介紹了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)概念、分類、特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力損失估算及無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)力增量計(jì)算方法等;研究?jī)?nèi)容包括預(yù)應(yīng)力FRP筋鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力冷彎U型鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力壓型鋼板與混凝土組合板、預(yù)應(yīng)力鋼板夾心混凝土組合板、預(yù)應(yīng)力外包鋼混凝土受彎構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土受彎(偏心受壓)構(gòu)件、預(yù)彎預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土復(fù)合梁、預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土受拉(受彎、偏心受壓)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土徐變效應(yīng)分析等?!额A(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)》可供從事土木工程專業(yè)的科技人員、設(shè)計(jì)人員參考,也可以作為土木工程專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生的參考書。 2100433B
《預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)》介紹了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)概念、分類、特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力損失估算及無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)力增量計(jì)算方法等;研究?jī)?nèi)容包括預(yù)應(yīng)力FRP筋鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力冷彎U型鋼與混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力壓型鋼板與混凝土組合板、預(yù)應(yīng)力鋼板夾心混凝土組合板、預(yù)應(yīng)力外包鋼混凝土受彎構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土受彎(偏心受壓)構(gòu)件、預(yù)彎預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土復(fù)合梁、預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土受拉(受彎、偏心受壓)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土徐變效應(yīng)分析等?!额A(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)》可供從事土木工程專業(yè)的科技人員、設(shè)計(jì)人員參考,也可以作為土木工程專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生的參考書。
在鋼-混凝土組合梁彈性分析中,采用以下假定:
1、鋼材與混凝土均為理想的彈性體。
2、鋼筋混凝土翼緣板與鋼梁之間有可靠的連接交互作用,相對(duì)滑移很小,可以忽略不計(jì)。
3、平截面假定依然成立。
4、不考慮混凝土翼緣板中的鋼筋(該假設(shè)只在正彎矩承載力計(jì)算時(shí)成立,負(fù)彎矩承載力計(jì)算式需考慮鋼筋作用)。
鋼-混凝土組合梁彈性分析采用換算截面法。(a)表示換算前截面,(b)表示換算后截面。換算截面法的基本原理是:混凝土翼緣板按照總力不變及應(yīng)變相同條件,換算成彈性模量為Es、應(yīng)力為бs的與鋼等價(jià)的換算截面面積。具體計(jì)算時(shí),為了混凝土截面重心高度換算前后保持不變,換算時(shí)混凝土翼緣板厚度不變而僅將翼緣板有效翼緣寬度be除以α E(鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值。
求得等價(jià)的鋼梁截面后,可以按照材料力學(xué)的方法來(lái)計(jì)算截面的抗彎承載力。設(shè)換算后截面的慣性矩為 I換算,換算截面形心軸距離鋼梁底部為y 換算,組合梁總高為y換算作用在截面上的彎矩為M,
而組合梁撓度的計(jì)算,則按照換算截面慣性矩計(jì)算組合梁截面剛度后,再由結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算梁的撓度。
根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ025-86),對(duì)鋼-混凝土組合梁進(jìn)行了設(shè)計(jì)。如圖4所示,為該工程選用的組合梁截面圖。鋼梁選為Q345B鋼,混凝土翼緣板用 C40混凝土,剪力連接件采用[10槽鋼。組合梁總高為1650mm,跨高比約為31.5。組合梁截面換算慣性矩為8.576×1010mm^4,而純鋼梁的截面慣性矩只有5.228×10 10mm^4,組合梁截面慣性矩是純鋼梁的1.64倍,大大提高了組合梁的剛度,減小了組合梁在荷載作用下的撓度。
荷載不利組合后計(jì)算得鋼梁底部纖維的應(yīng)力為129MPa,混凝土上表面壓應(yīng)力為15.2MPa。因?yàn)榘⒖颂K市位于西北,氣候干燥,混凝土收縮、徐變比較大,且晝夜溫差較大,所以應(yīng)計(jì)算由于混凝土收縮、徐變以及鋼梁和混凝土由于驟變溫差而導(dǎo)致的附加應(yīng)力及附加撓度。經(jīng)計(jì)算:由于收縮、徐變而引起的附加撓度為10.3毫米,由于溫差而引起的附加撓度為11毫米。且由于混凝土收縮、徐變引起的混凝土應(yīng)力為拉應(yīng)力,部分抵銷了荷載作用下引起的壓應(yīng)力,是偏于安全的。至于由此引起的鋼梁應(yīng)力,由于相對(duì)于荷載引起的應(yīng)力很小,可以忽略不計(jì)。實(shí)際施工時(shí),通過(guò)起拱消去由于永久荷載以及一半基本可變荷載作用而產(chǎn)生的撓度。
目前實(shí)際工程應(yīng)用中,鋼-混凝土組合梁一般采用栓釘作為剪力連接件。該工程針對(duì)阿克蘇地區(qū)以前沒有采用過(guò)組合梁,栓釘焊接質(zhì)量不易保證,故改用槽鋼剪力連接件。但是,《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ17-88)以及《鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(DL/T5085-1999)規(guī)定槽鋼肢尖的方向應(yīng)該沿槽鋼受剪力方向。這容易使設(shè)計(jì)人員和施工人員搞混,造成不必要的負(fù)擔(dān)。研究表明:槽鋼肢尖的方向?qū)Σ垆摷袅B接件的抗剪性能并沒有明顯的影響,所以在即將頒布的新《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中將取消這一規(guī)定,這大大方便了設(shè)計(jì)和施工。