预应力锚索地梁设计方案.docVIP

1 稳定性分析 根据横断面图可知，该滑面只有一段，可以直接计算边坡的稳定性系数： 在自然状态下，边坡的稳定性系数为1.168，达不到设计要求的1.5，需要对其进行加固。拟采用预应力锚索地梁对其加固。 根据计算公式，计算边坡设计安全系数达到1.5时，剩余滑坡推力推力： 所需要的总锚索拉力： 拟设计锚索设计倾角为δ=15°，计算所得需要总得锚索拉力为609.40kN/m。 预应力锚索地梁结构内力计算 2.1 预应力锚索地梁参数拟定 初步设计采用三根锚索在地梁上对称布置，间距为5m。地梁采用C30混凝土正方形结构，边长为b=h=0.6m，梁长l=12m，其弹性模量E=3.0×104MPa。基床系数k=4.0×104kN/m3，地梁抗弯刚度，特征系数。锚索预拉力为500kN。 2.2 张拉阶段结构内力计算 计算采用Winkler假定计算张拉阶段地梁内力。 经过计算αl= αx=。以上计算结果不满足刚性梁和长梁的计算条件，故应按短梁进行计算。 根据地梁在集中荷载作用下的计算公式，计算各截面的位移、转角、弯矩和剪力，计算公式如下所示： 其中φ1、φ2、φ3、φ4为双曲线三角函数，计算式如下所示： 根据梁两段的边界条件，即x=0m时，梁左端弯矩M0=0，剪力Q0=0；x=12m时，右端M=0，剪力Q=0。根据以上的计算公式求出初始参数，梁左端挠度y0=m， 转角θ0=rad，M0=0，Q0=0。将上述结果代入计算公式中，求出地梁各截面的内力，即弯矩M和剪力Q，同时地基反力也可以根据计算公式q=ky求出。计算结果如下表2-1所示。 2.3 工作阶段结构内力计算 根据计算结果可知，剩余滑坡推力为kN/m。换算成作用于地梁上的主动土压力： 根据结构力学静不定计算方法，计算出支座反力： 计算结果如表所示。 根据计算所得结果绘制工作阶段地梁的弯矩图和剪力图，如图2-3和2-4所示。2.4 地梁配筋设计计算 2.4.1 基本指标 采用C30号混凝土：轴心抗压强度设计值fc=14.3MPa，轴心抗拉强度设计值ft=1.43MPa，弹性模量Ec=3.0×104MPa； 采用HRB400型号的钢筋：抗拉强度设计值fy=360MPa，抗拉强度设计值fy=360MPa； 2.4.1 配筋设计 （1）基本数据准备 因混凝土强度等级为C30，所以α=1.0。查《混规》表4.1.4-1和4.1.4-2可知fc=14.3N/mm2，ft=360N/mm2。弯矩最大处在地梁中点处，此处的弯矩最大设计值M= kN·m，前桩的保护层厚度c=15mm，预选纵向受拉钢筋直径为20mm，布置成一排，则as=35mm。纵向受拉钢筋合力作用点至截面近边的距离： h0=h-as=600-35=565mm （2）计算地梁底部纵向受拉钢筋面积As 由计算可得，弯矩最大设计值处需要钢筋的截面积至少为mm2，同时还要满足非少筋条件和非超筋条件。由此，设计时可以选用根Φ20的钢筋，此时提供的截面面积为： 非超筋条件验算： 当选用10根Φ20的钢筋时，ξ=0.19320.518，满足非超筋条件，符合设计要求 非少筋条件验算： 配筋率：ρ=0.873%ρmin=0.2% 经过以上条件的验算，地梁底部配筋率大于最小配筋率，满足设计要求。 综上所述，地梁底部弯矩最大处选用10根Φ20钢筋。 （3）计算地梁顶部纵向受拉钢筋面积As （5）箍筋、纵向构造钢筋和架立钢筋的确定 根据计算设计箍筋，箍筋采用Φ20钢筋，间距采用200mm，在桩的两侧分别布置2根Φ20的构造钢筋，在桩的受压侧布置2根Φ20的架立钢筋，两者均为HRB400型号的钢筋。 图2-5 抗滑桩截面配筋图