预应力混凝土简支T梁桥

西南交通大学土木工程专业

桥梁工程课程设计

――混凝土简支梁桥

设计计算书

*名：***

学号： ********

班级：土木2班

指导教师：***

成绩：

二○○九年十二月

目录

第一章设计依据 (4)

一、设计规范 (4)

二、方案简介及上部结构主要尺寸 (4)

三、基本参数 (5)

四、计算模式及采用的程序 (7)

第二章荷载横向分布计算 (8)

第三章主梁内力计算 (12)

一、计算模型 (12)

二、恒载作用效应计算 (12)

1 恒载作用集度 (12)

2 恒载作用效应 (13)

三、活载作用效应计算 (14)

1 冲击系数和车道折减系数 (14)

2 车道荷载取值 (15)

3 活载作用效应的计算 (15)

三、主梁作用效应组合 (18)

第四章预应力钢筋设计 (19)

一、预应力钢束的估算及其布置 (19)

1 跨中截面钢束的估算和确定 (19)

2 预应力钢束布置 (20)

二、计算主梁截面几何特性 (22)

1 截面面积及惯性矩计算 (22)

2 截面几何特性汇总 (24)

三、钢束预应力损失计算 (24)

1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (24)

2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (25)

3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (26)

4 由钢束应力松弛引起的预应力损失 (26)

5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (27)

6 钢束预应力损失汇总 (29)

第五章主梁验算 (30)

一、持久状况承载能力极限状态承载力验算 (30)

1 正截面承载力验算 (30)

二、持久状况下正常使用极限状态抗裂验算 (35)

1 正截面抗裂验算 (35)

2 斜截面抗裂验算 (36)

三、持久状况构件的应力验算 (38)

1 正截面混凝土压应力验算 (38)

2 预应力拉应力验算 (40)

3 截面混凝土主压应力验算 (41)

四、短暂状况构件的应力验算 (42)

五、刚度验算 (43)

参考文献 (44)

第一章设计依据

一、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 D60-2004）；

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）。

二、方案简介及上部结构主要尺寸

本桥是某汽车专用公路上的一座五梁式后张法预应力混凝土简支T梁桥，该桥按上下行分左右幅分离式布置，梁全长为25.96m，计算跨度为25.00m，梁高1.70m，主梁中心距2.526m，T梁混凝土设计标号为C50，设计安全等级为二级。

单幅桥面行车道宽度为11.25m，单幅桥面总宽度为12.25m，防撞栏杆宽度为50cm，T梁之间采用湿接缝连接，湿接缝宽度为56.25cm。

桥面铺装为8cmC40防水混凝土铺装层+5cm沥青混凝土铺装层。

桥台采用重力式U型桥台。

设计荷载等级采用公路—II级，单幅桥按三车道设计。

T梁的尺寸如图1-1、图1-2和图1-3所示。

图1-1 T梁中部和端部立面图及截面尺寸(尺寸单位：cm)

图1-2 单幅桥横截面尺寸(尺寸单位：cm)

图1-3 半纵剖面图(尺寸单位：cm)

三、基本参数

1 设计荷载

公路-II级，无人群荷载。

2 跨径及桥宽

本桥T梁长度为26.20m，T梁计算跨径为25.00m。桥梁单幅总宽度11.50m，由五根T梁组成，设置有两片端横隔板和三片中横隔板，按三车道设计。

3 主要材料

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5cm厚沥青混凝土，下层为8cm厚C40W6防水混凝土；

预应力钢绞线：270级7Φ5（Φj15.24mm）；

普通钢筋：直径≥12mm采用HRB335钢筋，直径〈12mm采用R235钢筋。

4 材料参数

(1) C50混凝土：查JTG D62-2004第3.1.3~3.1.5条，可得

弹性模量：E c =3.45×104MPa ；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/m 3

(2) C40混凝土铺装层：查JTG D60-2004第4.2.1条，可得：容重：25.0kN/m 3

(3) 沥青混凝土铺装层：查JTG D60-2004第4.2.1条，可得：容重：23.0kN/m 3 (4) 钢绞线：查JTG D62-2004第3.2.2~3.2.4条，可得

弹性模量： E p =1.95×105MPa ；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

5 计算截面几何特征

将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元如图1-1所示，截面几何特性计算表见表1-1。

表1-1 跨中截面几何特性计算表

注：大毛截面形心至上缘距离：45.496543

6

.323537==

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∑∑i

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S y cm