30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计

目录

第1章设计资料及构造布置 (2)

（一）设计资料 (2)

（二）横截面布置 (3)

（三）横截面沿跨长的变化 (6)

（四）横隔梁的设置 (6)

第2章主梁作用效应计算 (6)

（一）永久计算集度 (6)

（二）可变作用效应计算 (7)

（三）主梁作用效应组合 (11)

第3章预应力钢束估算及其布置 (14)

（一）跨中截面钢束的估算 (14)

（二）预应力钢筋的布置 (15)

（三）钢束的计算 (17)

第4章主梁截面几何特性计算 (19)

第5章钢束预应力损失估算 (21)

σ计算 (21)

（一）钢束张拉控制应力

con

（二）钢束应力损失计算 (21)

σ计算 (21)

1钢束与管边壁间摩擦引起的应力损失

1l

σ计算 (23)

2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失

2l

σ计算 (23)

3混凝土弹性压缩引起的损失

4l

σ计算 (25)

4钢筋松弛引起的预应力损失

5l

σ计算 (27)

5总预应力损失

6l

第6章主梁截面承载力和应力验算 (30)

（一）持久状况承载能力极限状态承载力验算 (30)

（二）持久状态构件的应力验算 (33)

（三）短暂状况构件的应力验算 (39)

第7章设计小结 (40)

第8章参考书目 (41)

第1章 设计资料及构造布置

一、 设计资料 1．标准跨径及桥宽

标准跨径：30m （墩中心距离） 主梁全长：29.96m 计算跨径：29.16m

桥面净空：净-10附2⨯0.5人行道

2．设计荷载：公路—Ⅱ级，车速80Km/h ，人群荷载32/kN m ，每侧栏杆、人行道重量的作用力分别为1.52/kN m 和3.6/kN m 。 3．材料及工艺

混凝土：主梁用C50号，人行道、栏杆及桥面铺装用C30；

预应力钢束：采用符合冶金部YB225-64标准的s φ5mm 碳素钢丝，每束有24丝组成； 普通钢筋：直径大于和等于12mm 的用16Mn 钢或其它Ⅱ级热扎螺纹钢筋；直径小于12 mm 的均用Ⅰ级热扎光圆钢筋；

钢板及角钢：制作锚头下的支承垫板、支座垫板等均用普通s A 碳素钢，主梁间的连接用16Mn 低合金结构钢钢板。 主梁施工工艺：按后张法工艺制作主梁，采用45号优质碳素结构钢的锥形锚具和直径50mm 抽拔橡胶板。 4.设计依据

(1).交通部颁《公路工程技术指标》（JTG B01-2003）； (2).交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； (3).交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.

*注：'

0.925.2b b

a a R R MPa == '

0.9 2.34b b

l l R R MPa ==

二、横截面布置

1.主梁间距与主梁片数

主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下适当加宽T梁翼板。本设计中翼板宽度为220cm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。净一10=

⨯

2

+的桥宽选用5片主梁，如图1-1所示：

m

m

m11

5.0

图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）

2.主梁跨中截面主要尺寸拟定

（1）主梁高度

预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15-1/25之间，标准设计中高跨比约在1/18-1/19之间。本课程设计采用200cm的主梁高度。

（2）主梁截面细部尺寸

T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制T梁的翼板厚度为12cm，翼板根部加厚到22cm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定。同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，因此取腹板厚度为20cm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄的总面积占总面积的10%-20%为宜。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为40cm，高度为28cm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度10cm，以减小局部预应力。

按照以上拟定的外形尺寸，就可以绘出预应力梁的跨中截面图（见图1-2）

图1-2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm ）

（3） 计算截面几何特性

将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，见表1-2：

名称

分块面积

)(A 2cm i

（1）

分块面积形心至上缘距离i y

()

cm

（2）

分块面积上缘静

钜)

(3

cm y A S i i i =

（3）=（1）×（2）

分块面积的自身

惯性矩Ii （4）

距离

)

(cm y y d i n i -=（5）

分块面积对截面形

心惯性矩

x I

（6）=（1）×（5）

x i I I I +=

（7）=（4）+

（6）

翼缘 2616 6 15696 31392 80.5 16952334 16983726 三角承托 990 15.3 15180 5500 71.2 5018745.6

5024245.6 腹板 3104 92 294400 68266666.7

-5.5 96800 6923466.7 下三角 100 168.7 16866.7 555.6 -82.2 675684 6923466.7 马蹄

1120 216

208320 73173.3

-99.5

11088280

11161453.3 ∑

8026

550462.7

40785442.3

注：大毛截面形心至上缘距离：cm A

S

y i

i n 6.688026

7

.550462==

=

∑∑

（4） 检验截面效率指标ρ（希望ρ在0.5以上） 上核心距：

cm y

A I

k s

i

s 77.44)

5.86200(80263

.40785442=-⨯=

=

∑∑

下核心距：

cm y

A I k s

i

x

75.58==

∑∑