20m预应力混凝土简支T形梁桥设计

《桥梁工程》课程设计20m预应力混凝土简支T梁桥设计

姓名：盛先升

学号: 1442264132

专业班级: 14土木道桥（1）班

院系:土木与环境工程学院

指导老师: 鹏

设计时间: 2017.5.29~2017.6. 9

教务处制

目录

前言 (1)

第一章桥梁设计总说明 (2)

1.1设计标准及设计规 (2)

1.2技术指标 (2)

1.3主要材料 (2)

第二章截面设计 (2)

2.1主梁间距与主梁片段 (2)

2.2主梁跨中截面主要尺寸拟定 (3)

第三章主梁作用效应计算 (5)

3.1永久作用效应计算 (5)

4.1.1 永久作用集度 (5)

4.1.2 永久作用效应 (5)

3.2可变作用效应计算 (6)

3.2.1 冲击系数和车道折减系数 (7)

3.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 (8)

第四章预应力钢束数量估算及其布置 (11)

4.1预应力钢束数量的估算 (12)

4.2预应力钢束的布置 (15)

第五章主梁界面承载力与应力计算 (15)

5.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 (15)

第六章横隔梁的计算 (18)

6.1横隔梁上的可变作用计算（G-M法） (18)

6.2横梁截面配筋与验算 (20)

第七章行车道板的计算 (22)

7.1行车道板截面设计、配筋与承载力验算 (22)

第八章结论 (24)

参考文献 (25)

前言

随着我国公路事业的迅速发展，我国的桥梁建设亦突飞猛进。在理论研究、设计施工技术及材料研究应用等方面都取得了快速的发展和提高，桥梁结构形式也在不断地被赋予新的容和活力。而简支梁式桥是工程上运用最为广泛的桥梁，其结构传力途径十分明确，设计计算理论已趋于完善。

本设计所采用的是预应力钢筋混凝土简支T梁桥。主要依据2004年10月颁布的《公路混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62—2004）[简称《公预规》]和《公路桥涵设计通用规》(JTG D60—2004)[简称《桥规》]编写的。《公预规》是按《公路工程结构可靠度设计统一标准（GB/T 50283—1999）的规定采用了以概率论为基础的极限状态设计方法，较旧《公预规》（JTJ 023—85）在设计理论上有重要改进。同时，在力组合、材料取值、结构耐久性设计以及有关计算方法、计算容等方面都有明显的变化。

本设计对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构，分述了持久状况承载能力极限状态、持久状况正常使用极限状态计算以及持久状况和短暂状况的应力验算等构件的计算分析方法及要点，并给出了完整的计算思路和框图，以便能够更好的理解桥梁设计的全过程。

应该着重说明的是，在进行公路桥梁结构（构件）设计时，计算分析是很重要的一部分，但还有更重要的一部分是有关构造要求，这或许是更容易被我们忽略的一部分，我们应该给予足够的重视。因为这是根据多年的工程经验以及科学实验总结出来的。《公预规》提供了一套丰富、有益的构造规定，设计时一定要认真阅读《公预规》中这方面的有关容及要求。

由于设计者水平有限，设计中难免会有一些缺点和错误，欢迎给予批评指正。

盛先升

2017年5月

第一章 桥梁设计总说明

1.1 设计标准及设计规

1、设计标准

(1)设计汽车荷载

公路—Ⅰ级

(2)桥面设计宽度

净—10m 。

1.2 技术指标

设计车速：60km/h ；设计洪水频率：1／100；通航等级：无通航要求；地震动峰值加速度：0.15g ；设计安全等级：一级；环境类别：Ⅰ类；设计基准期：100年。

1.3 主要材料

上部梁板、现浇缝、桥面混凝土均采用C50；预应力钢筋采用JTG D62推荐低松弛钢铰线，普通钢筋HRB335、R235

第二章 截面设计

2.1 主梁间距与主梁片段

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，放在许可条件下应适当加宽T 梁翼板。本设计主梁翼板宽度为2500mm ，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（mm 1800=i b ）和运营阶段的大截面（mm 2500=i b ）。净—10m 的桥宽采用五片主梁。

2.2 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，标准设计中高跨比在1/18～1/19.当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。本设计取用1700mm的主梁高度是比较合适的。

（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150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

在预应力混凝土梁中腹板主拉应力较小，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200mm。

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，马蹄面积占截面总面积的10%～20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按二层布置，一层最多排两束，同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为460mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为130mm，以减少局部应力。

按照以上拟定的外形尺寸，绘出预制梁的跨中截面图，如下图。