桥梁工程课程设计

本科桥梁工程课程设计

4×25 m预应力钢筋混凝土T梁桥设计净—11+2×0.75m

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燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）:建筑工程与力学学院

一设计资料 (4)

二构造布置 (4)

2.1截面布置 (4)

2.1.1主梁间距与主梁片数 (4)

2.1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定 (5)

2.2横截面沿跨长的变化 (8)

2.3横隔梁的设置 (9)

三．主梁作用效应计算 (9)

3.1永久作用效应计算 (9)

3.1.1永久作用集度 (9)

3.1.2永久作用计算 (10)

3.2可变作用效应计算 (12)

3.2.1冲击系数和车道折减系数 (12)

3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数 (12)

3.2.3 计算可变作用效应 (17)

3.3主梁作用效应组合 (23)

四.参考文献 (24)

一设计资料

1.桥梁类型: 预应力混凝土连续梁桥

2.桥梁跨径:

20+55+20m，主跨：标准跨径:55.00m;主梁全长:54.96m;计算跨径:54.50m

3.桥面净空：净—7.0m+1.0m×2=9.0m

4.设计荷载:

公路-Ⅰ级，根据《公路桥涵设计通用规范》：均布荷载标准值为qk=10.5 kN/m；集中荷载取Pk=360 kN。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。人群载荷标准值为3.0 kN/m2 。每侧人行柱防撞栏重力作用分别为1.52 kN/m和4.99 kN/m

二构造布置

2.1截面布置

2.1.1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很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。上翼缘宽度一般为1.6～2.4 m或更宽。本设计拟取翼板宽为2250 mm（考虑桥面宽度）。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，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段

的小截面（b

i =1550 mm）和运营阶段的大截面（b

i

=2250 mm），净-7.0 m+2

×1.0 m的桥宽选用四片主梁，如图2.1所示。

图2.1 结构尺寸图（尺寸单位：mm ）

2.1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定

(1) 主梁高度

预应力简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25，标准设计中高跨比约在1/18~1/19。在一般中等跨径中，可取1/16~1/18。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计取用3000 mm 的主梁高是较合适的。

支座中心线半纵剖面

A-A

A

A 跨径

230

(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强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用200 mm，由于翼缘板根部厚度宜不小于梁高的1/12，故翼板根部加厚到300 mm，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，腹板的厚度一般由布置孔管的构造决定，同时从腹板本身稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200 mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢筋束的需要确定，设计表明，马蹄面积占截面总面积的10%~20%为合适。马蹄宽为肋厚的2~4倍。马蹄宽度为梁高的0.15~0.20倍。本设计初拟马蹄宽度为600mm，高度300 mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度200 mm，以减小局部应力。按以上要求就可绘出预制梁跨中截面图。（见图2.2）

(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2-1

图2.2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）2 0 0

表2-1 跨中截面几何特性计算表

续表2-1

注：大毛截面形心至上缘距离cm 75.11412200

1399997

==

=

∑∑i

i s A

S

y

小毛截面形心至上缘距离cm 33.12810800

1385997

==

=

∑∑i

i s

A

S y

(4) 检验截面效率指标ρ（ρ希望在0.5以上） 上核心距：

145472504

6437cm

1220030011475s x

I K .A y

(.)

=

=

=⨯⨯-∑∑

下核心距：

145472504

103.91cm

12200114.75

x s I

K A y ===⋅⨯∑∑

截面效率指标：

64.37103.91

0.5610.5

300

s x k k h ρ++===≥ 表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的

2.2横截面沿跨长的变化

如图2.1所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的T 梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端2480 mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。