混凝土桥课程设计

混凝土桥课程设计计算书

第一章混凝土桥课程设计任务书

1.设计题目：客运专线40m预应力混凝土双线简支箱梁设计

2.设计资料

（1）桥面布置如图1所示，桥面宽度：；

（2）设计荷载：ZK活载；

（3）桥面二恒：190KN/m

（4）主梁跨径：主梁全长40m

（5）结构尺寸图，根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计，可参照图 1

图1桥面布置图

3.设计依据

（1）《铁路桥涵设计基本规范》（）；

（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》）；

（3）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设函（2005）157号）;

（4）《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（铁建设函（2003）205号）;

（5）《高速铁路设计规范（试行）》（TB 10621-2009）；

4.设计内容

（1 ）进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。

（2）主梁的设计：

<1> 主梁内力计算

<2> 主梁预应力钢筋配置及验算

<3> 行车道板内力计算及设计

<4> 绘制主梁设计图（包括主梁构造图和配筋图）

5. 设计成果要求：

设计计算书：设计计算说明书用Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4 纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。

图纸：要求图面整洁美观，比例适当，图中字体采用仿宋体，严格按制图标准作图。图幅为A3 图

第二章主梁纵向计算

一、设计依据及设计资料

1、设计依据：

（1）《铁路桥涵设计基本规范》（）；

（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（）；

（3）《京沪高速铁路设计暂行规定》（铁建设函（2004）157号）。

2、设计条件：

（1）线路情况：有砟桥面，双线，线间距；。

（2）环境类别及作用等级：环境作用等级为L1 级；（3）施工方法：支架现浇施工。

3. 结构形式：

（1）截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，直线梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加强；

（2）桥跨布置：梁长为40m计算跨度为；

（3）桥面宽度：挡砟墙内侧净宽，挡砟墙宽；人行道宽，人行道采用悬臂板方式；上顶板宽为。

4、设计荷载：

（1 ）恒载：

①结构构件自重：按《铁路桥涵设计基本规范》（）第条采用；

②附属设施（二期恒载）：二期恒载包括桥上轨道线路设备自重、道砟、防水层、人行道栏杆、挡砟墙、

电缆槽及盖板、电气化立柱等附属设施重量。桥面二期恒载取190+815/1000=m。

（2）活载：

①列车竖向活载纵向计算采用ZK 活载；

②列车竖向活载横向计算采用ZK 特种活载；

③横向摇摆力：取100kN集中荷载作用在最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢规顶面。

④人行道竖向静荷载：按5kN/m。

（3）附加力：

①风力：风力按《铁路桥涵设计基本规范》（）第条采用；

②结构温度变化影响力：按《铁路桥涵设计基本规范》（）办理，整体升降温25C，纵向温度荷载按

顶板升温5C考虑。横向计算按升温、降温两种情况考虑温度变化的影响力，其计算模式如下：

图1-1 温度变化计算模式图

③列车制动力：桥上列车制动力和牵引力按单线竖向静活载的10%+算。

（4）特殊荷载：

①脱轨荷载：不计动力系数，亦不考虑离心力，只考虑一线脱轨荷载，其他线路上不作用列车活载；

②地震力：按《铁路工程抗震设计规范》办理，地震基本烈度为七度。

5、材料：

(1) 预应力钢筋：采用高强度低松弛钢绞线，钢绞线公称直径为，公称面积为140mm 2

，规格为12-7©5 和15-7© 5;标

准强度fpk=1860 MPa ； 1000h 后应力松弛率不大于 %

(2) 普通钢筋：当钢筋直径大于等于10mm 寸，采用HRB335钢筋；当钢筋直径小于10mn l 寸，采用Q235 钢筋。 (3) 混凝土：现浇箱型梁采用 C50混凝土，轴心抗压标准值为，轴心抗拉标准值为。

6、 锚固及张拉体系：

后张法施加预应力。采用OVM 锚，进行两端张拉。预应力管道采用塑料波纹管成孔， 对规格为12-7©5 的钢绞线，采用内径为90mm 外径为106mm 勺波纹管；对规格为15-7©5的钢绞线，采用内径为100mm 外径为116mm 的波纹管。管道摩擦系数=，管道偏差系数k=，锚具变形和钢束回缩量为6mm

7、 混凝土及钢筋的各项数据：

(1) 预应力钢绞线：抗拉计算强度为 f p 0.9 f pk 1674MPa ，弹性模量为E p 1.95 105

MPa 。在主力

作用下，破坏强度安全系数 K=，则钢绞线的抗拉强度设计值应为 彳呦 上 837MPa 。

p

K

(2) 普通钢筋：对Q235钢筋，弹性模量为E s 2.1 105

MPa ;在主力作用下，其容许应力为

5

[s ] 130MPa 。对HRB335钢筋，弹性模量为E s 2.0 10 MPa ;在主力作用下，其容许应力为[s ] 180MPa 。

(3) 混凝土：对C50混凝土，弹性模量为E c 3.55 1 04

MPa ;其弯曲受压及偏心受压时的容许应力

[b ] 16.8MPa ，有箍筋及斜筋时的主拉应力容许值为[tp 1] 2.79MPa ，纯剪应力容许值为[c ] 1.55MPa ，

26kN / m 3

计，钢筋混凝土结构重度按 25kN / m 3

计

二、结构尺寸拟定

1、 梁高:

由于设计受到中一活载强度、工后徐变等多方面制约，梁高经过反复比选，最后确定为等高度梁。

2、 上翼缘

(1) 翼缘宽度：

上翼缘悬臂宽度为3100mm 两腹板间宽度为5286mm (2) 翼缘厚度：

按构造要求，顶板厚度不得小于200mm 。故对人行道，受力较小，顶板厚度取为 240mm 对行车道板, 受力较大，在跨中顶板厚度取为 340mm 在支点处则增大至750mm

3、 腹板

为保证腹板能够承受相应的剪力，构造上要求腹板厚度不得小于 150m m 。同时，为了能够在腹板中布

置预应力钢束，取跨中腹板厚度为 550mm 支座处腹板厚度则增大至1060mm

受弯构件的翼缘应在与腹板相交处设置梗肋。上、下翼缘梗肋之间的腹板高度，当无预应力竖筋时， 不应大于腹板厚度的

15倍。故取上、下梗肋之间的腹板高度为 1910mm 。

4、 下翼缘

按构造要求，底板厚度不得小于200mm,且在箱梁的端部必须设置横隔板。故在跨中，底板厚度取为 300mm 在支点处由于抗剪、抗弯的要求则增大至

850mm

Ac 为局部承压面积)。预应力混凝土结构重度按

局部承压应力容许值为[C1]

(A 为计算底面积,