预应力混凝土简支T梁计算报告(MIDAS)

预应力混凝土简支T梁计算报告

指导老师：李立峰

专业：桥梁工程

班级：桥梁一班

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学号： **********

一、计算资料

1.1 跨度与技术指标

标准跨径：L=25m

计算跨径：L0=24m

汽车荷载：公路一级

设计安全等级：二级

1.2 桥梁概况及一般截面

此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。

1.3 使用的材料及其容许应力

混凝土：C50，轴心抗压强度设计值fcd=22.4MPa,抗拉强度设计值ftd=1.83MPa，弹性模量Ec=3.45×104MPa。

钢筋混凝土容重：γ=26kN/m3

钢筋：预应力钢束采用3束φ15.2mm×7的钢绞线，抗拉强度标准值fak=1860MPa，张拉控制应力σcon=0.75f ak=1395MPa

截面面积：Au=3×140×7=2940mm2，孔道直径：77mm

预应力钢筋与管道的摩擦系数：0.25

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：0.0015（1/m）

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：

开始点：6mm 结束点：6mm

纵向钢筋：采用φ16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。

1.4 施工方法

采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。

钢束张拉顺序为：N2—N3—N1

二、计算模型

2.1 模型的建立

本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=0.5,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计算跨径L0=24m，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。

每个节点对应的x坐标值如表2-1所示

节点的x坐标值表2-1

节点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X(m) 0.0 1.0 2.0 3.5 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 节点13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

X(m) 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.5 21.0 22.0 23.0 24.0

2.2 预应力钢束布置图（图2-3）及钢束坐标（表2-2）

钢束坐标表2-2

N1 N2 N3 x z x z x z

-0.26 1.1 -0.26 0.8 -0.26 0.5

8.283 0.224 5.502 0.2205 2.620785 0.217163

10.322 0.12 7.503 0.12 4.582 0.12

12 0.12 12 0.12 12 0.12

备注：R=20；关于12m处对称；不超张拉；不考虑平弯

三、计算荷载

3.1 荷载组包括自重、Prestress1、Prestress 2、Prestress 3、二期恒载、温度荷载六部分，

根据钢束张拉的顺序进行加载，即N2—N3—N1。

温度荷载包括季节温升、温降和日照温升、温降，季节温

升、温降按照系统温度计入，季节温升考虑整体升温

19℃，季节温降考虑整体降温18℃。日照温升、温降按

梯度温度输入，梯度温度按照新桥规（JTG D62-2004）

关于100mm沥青混凝土铺装的规定计入（图3-1）。其

中，T1=14℃，T2=5.5℃，A=300mm，竖向日照反温差

为正温差乘以-0.5。

二期恒载：q=18kN/m

横隔板自重：面积A=1.7212m2，重量：G=8.50kN

3.2 移动荷载

按照新桥规（JTG D62-2004）加载，考虑结构整体作用，设横向分布系数m=0.5，此外，车道偏心为0。

3.3 徐变和收缩

水泥种类系数：5

28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度(fcu,f): 50MPa

长期荷载作用时混凝土的材龄：t0=5天

混凝土与大气接触时的材龄：ts=3天

相对湿度：RH=70%

大气或养护温度：T=20℃

3.4 施工阶段

本计算采用3个施工阶段，起具体的定义如表3-1所示

施工阶段表3-1

四、永久作用计算结果

永久作用计算结果包括弯矩、轴力、剪力图、变形、上翼缘应力和下翼缘应力图。采用CS3桥梁内力图作为输出结果。

恒荷载与永久作用内力对比（合计施工阶段）表4-1

合计恒荷载

弯矩（kN*m）Max 623 12m处Max 3960 12m处Min -647 24m处Min -8036 0m处轴力

（kN）

Max 0 0m处Max 0.418 6m处

Min -3509 12m处Min -8.157 3m处剪力

（kN）

Max 328.9 24m处Max 673.7 24m处

Min -324.8 0m处Min -673.7 0m处

图4-1永久作用弯矩图