桥梁工程课程设计 - 提交版-西南交通大学

西南交通大学

桥梁工程课程设计

――预应力混凝土简支梁桥设计任务(计算书)

姓名：xx

学号：2013xxxx

序号：xx

班级：2013级土木xx班

指导教师：xx

二〇一六年十月

目录

第一章设计依据5

1.1 设计规范5 1.2 方案简介及上部结构主要尺寸5

1.3 基本参数6 1.3.1 设计荷载6 1.3.2 跨径及桥宽6 1.3.3 主要材料(参数查规范) 6 1.3.4 材料参数6

1.4 计算模式及主梁内力计算采用的方法7 1.5 本章小结7第2章荷载横向分布系数计算8

2.1主梁梁端的荷载横向分布系数计算8

2.2 主梁跨中的荷载横向分布系数计算8 2.2.1 1号梁的跨中横向分布系数9 2.2.2 2号梁的跨中横向分布系数10 2.2.3 3号梁的跨中横向分布系数10

2.3 本章小结11第3章主梁内力计算12

3.1主要参数计算12

3.2主梁作用效应计算12 3.2.1 永久作用效应计算12 3.2.2 可变作用效应13

3.3 主梁作用效应组合（不含预应力）17 3.4 本章小结18第4章预应力钢束设计19

4.1 钢束估算（1号梁）19 4.2 钢束布置（1号梁）20

4.3 预应力损失计算22 4.4 本章小结28第5章主梁验算29

5.1 承载能力验算29 5.2 抗裂性验算31 5.3持久状况预应力混凝土构件应力验算32 5.4 短暂状况预应力混凝土构件应力验算34 5.5 刚度验算35 5.6 本章小结36参考文献36

第一章 设计依据

1.1 设计规范

1.中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）；

2.中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

1.2 方案简介及上部结构主要尺寸

本桥是某一级公路上的一座5梁式后张法预应力混凝土简支T 梁桥，设计安全等级为二级，设计荷载等级采用公路—I 级，设计时速为60km/h 。

该桥按上下行分左右幅分离式布置，单幅桥面行车道宽度为10.5m （三车道），单幅桥面总宽度为11.50m ，防撞栏杆宽度为50cm 。梁全长为40.96m(按序号依次递减，每人相差0.1m)，计算跨度为39.76m(按序号依次递减，每人相差0.1m)，梁高2.50米；主梁中心距2.40m ，T 梁之间采用湿接缝连接，湿接缝宽度为50cm 。T 梁混凝土设计标号为C50。桥面铺装为8cm 厚W8级C40防水混凝土铺装层+7cm 厚沥青混凝土铺装层。

桥台采用重力式U 型桥台。

图1-1 T 梁半立面图（单位：cm ）

图1-2 T 梁 A-A 断面图（单位：cm ）

图1-3 T 梁 B-B 断面图（单位：cm ）

图1-4 单幅桥横截面尺寸（单位：cm ）

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1.3 基本参数

1.3.1 设计荷载

公路-I 级，无人群荷载。

1.3.2 跨径及桥宽

本桥T 梁长度为26.66m ，T 梁计算跨径为25.46m 。桥梁单幅总宽度11.50m ，由5根T 梁组成，设置有两片端横隔板和三片中横隔板。桥面设计为3车道，栏杆与防撞墙按2.5kN/m 计算。

1.3.3 主要材料(参数查规范)

T 梁混凝土：C50混凝土；

现浇湿接缝及现浇横隔板接头混凝土：C50混凝土；

铺装层混凝土：上层为7cm 厚沥青混凝土，下层为8cm 厚W8级C40防水混凝土； 预应力钢绞线：符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的七股钢绞线，即直径15.2mm 的高强度低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值1860MPa ，张拉控制应力：σcon =0.75 f pk =1395MPa 。

普通钢筋：直径≥12mm 采用HRB335钢筋，直径 <12mm 采用R235钢筋。 T 梁预应力张拉锚固时龄期为28d 和平均湿度90%。预应力钢绞线张拉顺序同钢束编号.

1.3.4 材料参数

（1）C50混凝土：查JTG D62-2004 第3.1.3~3.1.6 条，可得 弹性模量：E c =34500MPa

轴心抗压强度设计值：f cd =22.4MPa 轴心抗拉强度设计值：f td =1.83MPa 轴心抗压强度标准值：f ck =32.4MPa 轴心抗拉强度标准值：f tk =2.65MPa 容重：26.0kN/m3 剪切模量G c =0.4E c

（2）C50 混凝土铺装层：查JTG D60-2015 第4.2.1 条，可得 容重：26.0kN/m3

（3）沥青混凝土铺装层：查JTG D60-2015 第4.2.1 条，可得 容重：24.0kN/m3

（4）钢绞线：查JTG D62-2004 第3.2.2~3.2.4 条，可得 弹性模量： E p =195000MPa 抗拉强度设计值：f pd =1260MPa 抗拉强度标准值：f pk =1860MPa

张拉控制应力：σcon =0.75 f pk =1395MPa

1.4 计算模式及主梁内力计算采用的方法

（1）T梁的横向分布系数计算：梁端按“杠杆原理法”计算，跨中按“修正刚性横梁法”

计算；

（2）T梁按A类预应力混凝土构件设计；(JTG D62-2004第6.3.1条)

1.5 本章小结

本章主要介绍了设计的以基本资料、依据和数据取值。

第2章 荷载横向分布系数计算

由于本桥各T 梁之间采用混凝土湿接缝刚性连接，且在梁支点、四分之一跨和跨中截面均有横隔梁，故荷载横向分布系数在梁端可按“杠杆原理法”计算、在跨中可按“修正刚性横梁法”计算。

2.1主梁梁端的荷载横向分布系数计算

支点截面的荷载横向分布系数 0 m 按“杠杆原理法”计算，如图绘制影响线并进行布载：

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1号梁

2号梁

3号梁

汽车0.6042

汽车0.8542

汽车0.8542

图 2-1 计算m 的加载图式（尺寸单位：cm ）0图2-1 计算m 0的加载图

2.2 主梁跨中的荷载横向分布系数计算

1.计算主梁抗弯和抗扭惯矩（近似按照图2-2所示截面计算,c i 为矩形截面抗扭刚度系数)