桥梁工程课程设计(两跨连续结构)

2010级道路与桥梁专业《桥梁工程》课程设计题

先简支后连续预应力混凝土连续T梁桥设计计算

一、设计基本资料

1、桥梁线形布置：平面线形为直线，无竖曲线，设单向纵坡2%。

2、主要技术标准

（1）桥跨布置：2×30m先简支后连续，桥梁总体布置如图1所示；主梁横断面布置如图2所示，T梁截面尺寸如图3所示,主梁一般构造如图4所示。

（2）荷载等级：公路—Ⅰ（学号为奇数的），公路—Ⅱ级（学号为偶数的）。人群荷载3.0kN/m2（学号数字能被4整除的），人群荷载4.0kN/m2（学号数字能被3整除的），人群荷载3.5kN/m2（学号数字为其他的）。

（3）桥梁宽度：2×（1.75m+0.5m+10.75+0.5）m+1m=28m，单幅桥横坡为2%。

（4）航道等级：无通航要求。

（5）设计洪水频率：1/100。

（6）地震动参数：地震动峰值加速度＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，采用简易设防。

（7）设计基准期：100年。

（8）结构重要性系数：1.1。

3、主要材料

（1）混凝土：30m预制T形梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段和桥面现浇层均采用C50混凝土，基桩采用C25，其余均采用C30。

（2）普通钢筋：普通钢筋必须符合“GB1499-1998”和“GB13013-1991”标准的规定，其中：钢筋直径D≥12mm 全部采用HRB335钢筋，抗拉强度标准值f sk=335MPa；钢筋直径D＜12mm 全部采用R235钢筋，抗拉强度标准值f sk=235MPa。

（3）钢材：所采用的钢材技术标准必须符合《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700-1988）规定的Q235，选用的焊接材料应符合《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）及《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995）的要求，并与所采用的钢材材质和强度相适用，达到与母材等强度的要求。

（4）预应力钢绞线：采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中的φS15.2，抗拉强度标准值f pk= 1860Mpa, 公称直径15.2mm，弹性模量Ep=1.95×105Mpa,技术标准必须符合ASTM416-90和GB5224-95，钢绞线的性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-95)的要求。

（5）锚具：预应力锚具采用OVM15-9型锚具及其配套的设备；T梁接头顶板束采用BM15型锚具及其配套的设备。技术标准必须符合国标《预应力筋锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-93），产品均须抽样检测，检测标准应符合国标及国际预应力协会《后张法预应力体系验收和应用建议》（FIB-1991）要求。本桥所采用的锚具使用等级均为一级。

（6）预应力管道：采用预埋圆形和扁形塑料波纹管成型。

（7）支座：桥梁支座根据设置部位不同，分别采用GYZ、GYZF4板式橡胶支座，其技术条件应符合交通部标准《公路桥涵板式橡胶支座》JT/T4的规定。

（8）伸缩缝：两端桥台处设SSF-80A型大变位伸缩缝，伸缩缝应在厂家的指导下施工，安装时必须满足该处桥面标高的要求。

（9）桥面铺装：10cm厚防水混凝土现浇层+10cm厚沥青混凝土。

4、设计计算依据

（1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；

（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）（以下均简称为《通规》）；

（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（以下均简称为《公预规》）。

5、基本计算数据

根据《公预规》中各条的规定，混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各阶段的容许值如表1.1所示。

表1.1 基本计算数据

二、设计要点和结构尺寸拟定

1、设计要点

主梁按部分预应力混凝土A类构件设计，该桥上部结构为2×30m的连续梁桥，采用先简支后连续的施工方法，施工步骤如下：

（1）预制简支T梁，吊装到位；

（2）浇筑墩顶连续段接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆；

（3）再拆除临时支座，完成体系转换；

（4）完成主梁横向连接缝的浇筑；

（5）最后进行防撞护栏和桥面铺装的施工。

预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%后，且龄期不小于4d方可张拉。预制梁内正弯矩钢束采用两端张拉，锚下控制应力为0.75f pk= 1395Mpa；墩顶桥面现浇层负弯矩钢束采用单端张拉，锚下控制应力为0.72f pk= 1339.2Mpa；未计入预应力钢筋与锚圈口之间的损失。

2、主梁结构基本尺寸

主梁片数和主梁间距及基本尺寸如图2所示。

三、设计内容：

1、主梁截面几何特性计算。

2、主梁作用效应计算。

（1）结构自重作用效应计算。

（2）汽车荷载作用效应计算。

（3）温差应力和基础沉降内力计算。

（4）内力组合设计计算。

3、预应力钢束的估算及布置。

4、预应力损失和有效预应力计算。

5、配束后主梁内力计算和内力组合。

6、截面强度验算。

7、抗裂验算。

8、持久状况构件的应力验算。

9、短暂状况构件的应力验算。

10、挠度验算。

四、设计成果：

提交设计计算书（手写稿）1份。

五、附图：

1、图1 桥跨总体布置图。

2、图2 主梁横断面布置图。

3、图3 T梁断面图。

4、图4 主梁一般构造图。

图1 桥跨总体布置图（尺寸单位：cm）

图2 主梁横断面布置图（尺寸单位：cm）