混凝土桥课程设计

混凝土桥课程设计计算书

第一章混凝土桥课程设计任务书

1. 设计题目：客运专线40m预应力混凝土双线简支箱梁设计

2. 设计资料

（1）桥面布置如图1所示，桥面宽度：12.6m；

（2）设计荷载：ZK活载；

（3）桥面二恒：190KN/m；

（4）主梁跨径：主梁全长40m；

（5）结构尺寸图，根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计，可参照图1。

图1 桥面布置图

3. 设计依据

（1）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；

（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005）；（3）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设函（2005）157号）；（4）《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（铁建设函（2003）205号）；（5）《高速铁路设计规范（试行）》(TB 10621-2009)；

4. 设计内容

（1）进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。

（2）主梁的设计：

<1> 主梁内力计算

<2> 主梁预应力钢筋配置及验算

<3> 行车道板内力计算及设计

<4> 绘制主梁设计图（包括主梁构造图和配筋图）

5. 设计成果要求：

设计计算书：设计计算说明书用Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。

图纸：要求图面整洁美观，比例适当，图中字体采用仿宋体，严格按制图标准作图。图幅为A3图。

第二章主梁纵向计算

一、设计依据及设计资料

1、设计依据：

（1）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；

（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）；

（3）《京沪高速铁路设计暂行规定》(铁建设函（2004）157号)。

2、设计条件：

（1）线路情况：有砟桥面，双线，线间距5.8m；。

（2）环境类别及作用等级：环境作用等级为L1级；

（3）施工方法：支架现浇施工。

3.结构形式：

（1）截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，直线梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加强；

（2）桥跨布置：梁长为40m，计算跨度为38.5m；

（3）桥面宽度：挡砟墙内侧净宽9.6m，挡砟墙宽0.2m；人行道宽1.3m，人行道采用悬臂板方式；上顶板宽为12.6m。

4、设计荷载：

（1）恒载：

①结构构件自重：按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）第4.2.1条采用；

②附属设施（二期恒载）：二期恒载包括桥上轨道线路设备自重、道砟、防水层、人行道栏杆、挡砟墙、电缆槽及盖板、电气化立柱等附属设施重量。桥面二期恒载取190+815/1000=190.815KN/m。

（2）活载：

①列车竖向活载纵向计算采用ZK活载；

②列车竖向活载横向计算采用ZK特种活载；

③横向摇摆力：取100kN集中荷载作用在最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢规顶面。

④人行道竖向静荷载：按5kN/m。

（3）附加力：

①风力：风力按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）第4.4.1条采用；

②结构温度变化影响力：按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）办理，整体升降温25℃，纵向温度荷载按顶板升温5℃考虑。横向计算按升温、降温两种情况考虑温度变化的影响力，其计算模式如下：

图1-1 温度变化计算模式图

③列车制动力：桥上列车制动力和牵引力按单线竖向静活载的10%计算。

（4）特殊荷载：

①脱轨荷载：不计动力系数，亦不考虑离心力，只考虑一线脱轨荷载，其他线路上不作用列车活载； ②地震力：按《铁路工程抗震设计规范》办理，地震基本烈度为七度。 5、材料：

（1）预应力钢筋：采用高强度低松弛钢绞线，钢绞线公称直径为15.2mm ，公称面积为1402mm ，规格为12-7φ5和15-7φ5；标准强度fpk=1860 MPa ；1000h 后应力松弛率不大于4.5%。

（2）普通钢筋：当钢筋直径大于等于10mm 时，采用HRB335钢筋；当钢筋直径小于10mm 时，采用Q235钢筋。

（3）混凝土：现浇箱型梁采用C50混凝土，轴心抗压标准值为33.5MPa ，轴心抗拉标准值为3.1MPa 。 6、锚固及张拉体系：

后张法施加预应力。采用OVM 锚，进行两端张拉。预应力管道采用塑料波纹管成孔，对规格为12-7φ5的钢绞线，采用内径为90mm ，外径为106mm 的波纹管；对规格为15-7φ5的钢绞线，采用内径为100mm ，外径为116mm 的波纹管。管道摩擦系数=0.2，管道偏差系数k=0.0015，锚具变形和钢束回缩量为6mm 。

7、混凝土及钢筋的各项数据：

（1）预应力钢绞线：抗拉计算强度为0.91674p pk f f MPa ==，弹性模量为51.9510p E MPa =⨯。在主力作用下，破坏强度安全系数K=2.0，则钢绞线的抗拉强度设计值应为837p ptd f f MPa K

=

=。

（2）普通钢筋：对Q235钢筋，弹性模量为52.110s E MPa =⨯；在主力作用下，其容许应力为

[]130s MPa σ=。对HRB335钢筋，弹性模量为52.010s E MPa =⨯；在主力作用下，其容许应力为[]180s MPa σ=。

（3）混凝土：对C50混凝土，弹性模量为43.5510c E MPa =⨯；其弯曲受压及偏心受压时的容许应力

[]16.8b MPa σ=，有箍筋及斜筋时的主拉应力容许值为1[] 2.79tp MPa σ-=，纯剪应力容许值为[] 1.55c MPa τ=，

局部承压应力容许值为1[]13.4c σ-=A 为计算底面积，Ac 为局部承压面积）。预应力混凝土结构重度按263/kN m 计，钢筋混凝土结构重度按253/kN m 计。

二、结构尺寸拟定

1、梁高：