预应力混凝土简支梁桥设计书

预应力混凝土简支梁桥设计书

1.设计基本资料

1.1主要技术指标

（1）结构形式：25m+25m 简支梁桥

标准跨径25m 的预应力混凝土简支梁桥（桥台台背前缘线之间的距离）； 主梁全长为24.96m （主梁预制长度）； 计算跨径为24.5m(支座中心之间的距离）； （2）桥面净空：净0.75m 2m 9⨯+

（3）荷载等级：汽车荷载按公路二级，人群荷载为2/3m kN ，每侧人行栏的重力作用为m kN /52.1。

（4）桥面铺装：5cm 厚的沥青混凝土面层和平均8cm 厚的水泥混凝土铺装层 1.2材料属性

（1）梁体混凝土：C50混凝土，重度为3/25m kN ，抗压强度标准值为

MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值为MPa f tk 65.2=，

抗拉强度设计值为MPa f td 83.1=

（2）沥青混凝土面层重度为3/23m kN ，水泥混凝土铺装层为3/24m kN （3）预应力钢筋采用低松弛钢绞线（71⨯标准型），抗拉强度标准值为

MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径为15.24mm ，公称

面积为1402mm ，弹性模量MPa E 5p 1095.1⨯=，锚具采用夹片式群锚。 （4）普通钢筋：335HRB 级钢筋，抗拉强度标准值为MPa f sk 335=，抗拉强度设计值MPa f sd 280=。直径mm d 12≤者，一律采用235R 级钢筋，抗拉强度标注值MPa f sk 235=，抗拉强度设计值MPa f sd 195=。

1.3环境等级

桥址位于省丹江口市公路某标段，I类环境条件，年平均相对湿度为75%。

1.4安全等级

安全等级为1级，结构重要性系数为1.1。

2.上部结构布置

2.1主梁布置

经济分析表明，对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，适当增加主梁间距，增大翼缘宽度，可以提高截面效率指标ρ（通常希望在0.45-0.5以上），比较经济合理。然而，为了防止桥面和翼缘开裂，取值也不宜过大。一般可采用1.8-2.5m，故采用主梁间距为2.1m，五片主梁。

图2.1-结构尺寸图

2.2主梁截面尺寸拟订

(1)主梁高度

参考玲嘉主编的《桥梁工程》课本知道预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与

其跨径之比通常在1/8～1/16，标准设计中高跨比约在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。综上所述，本设计中取用1800mm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

180mm，翼板根部加厚到300mm，其过渡以线性变化，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。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400mm，高度为400mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度200mm，以减小局部应力。

图2.2-主梁横截面布置图

（3）计算截面几何特征

将主梁跨中截面划分为5个规则图形的小单元，截面几何特性如下表：表2.1-截面几何特性表

（4）检验截面效率指标 上核心距：

)(27.80726)

55.3180(85808

29751711.9cm y

A I k x

s =-⨯=

⋅=

∑∑

下核心距：

)

( 62.70462cm y A I k s

x =⋅=

∑∑

截面效率指标：

5

.00.502844>=+=

h k k x

s ρ

表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。 2.3横截面沿跨长的变化

预应力混凝土简支梁梁肋下部通常加宽做成马蹄形，为了配合预应力筋的起弯，在梁段能布置锚具和安放拉千斤顶，在靠近支点附近马蹄部分应逐渐加高，腹板也应加厚至与马蹄同宽，加宽的围最好达到一倍梁高左右，从而形成了沿纵向腹板厚度和马蹄高度都变化的变截面T 型梁。标准设计中，一般采用自第一道横隔

梁向梁端逐渐变化的形式，靠近支点部分是开始加宽，加宽围为2.7m 。 2.4横隔梁的布置

对于T 型简支梁桥端横隔梁必须设置，它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性，而且能显著增强全桥的整体性。对于有中横隔梁的梁桥，荷载横向分布比较均匀，且可以减少翼板接缝处的纵向开裂现象。故当T 型梁的跨径较大时，宜根据跨度、荷载、行车道板构造等情况，在跨径增设适当数量的中横隔梁。本设计在梁段支点、五分点处各设置一道横隔梁，其间距为4.9m 。 2.5横隔梁尺寸的拟定

跨中横隔梁的高度应保证具有足够的抗弯刚度，通常可取主梁高度的4/3左右。从运输和安装阶段的稳定性考虑，端横隔梁应做成与主梁同高。本设计采用端横隔梁高度1800mm,厚度为上部260mm ，下部240mm ，平均厚度250mm;中横隔梁高度为1420mm ，厚度为上部180mm ，下部160mm ，平均厚度170mm 。

3.行车道板计算

3.1行车道板计算简介

整体式肋梁桥或横向采用了可靠的湿接头连接的装配式肋梁桥，其桥面板实质上是一个支撑在一系列弹性支撑上的多跨连续单向板。从构造上看，桥面板与主梁是整体连接在一起的。因此，当桥面板上有荷载作用时会使主梁也发生相应的变形，并使相邻梁肋产生扭转变形，而这种变形又影响到板的力。 3.2单向板的计算 3.2.1恒载力

每米板宽跨中恒载弯矩计算式为：2

og 8

1gl M