铁路桥梁毕业设计铁路预应力混凝土简支梁桥设计
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目录第一章1.1 选题背景.................................................... - 3 -1.2 工程概况................................................... - 3 -1.2.1 概况.................................................. - 3 -1.2.2 自然条件情况.......................................... - 3 -1.3 技术指标和技术依据.......................................... - 4 -1.3.1 技术指标.............................................. - 4 -1.3.2 技术依据............................................... - 4 -本设计主要依据为现行技术规范和标准:......................... - 4 -1.4 结构形式.................................................... - 4 -1.5主要材料..................................................... - 5 - 第 2 章上部结构设计................................................ - 6 -2.1设计资料..................................................... - 7 -2.2构造形式及尺寸选定........................................... - 7 -2.3空心板毛截面几何特性计算..................................... - 7 -2.3.1 毛截面面积A ........................................... - 7 -2.3.2 毛截面重心位置......................................... - 9 -2.3.3 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I....................... - 9 -2.4作用效应计算................................................ - 10 -2.4.1 永久作用效应计算...................................... - 10 -2.4.2 可变作用效应计算........................... 错误!未定义书签。
桥梁工程课程设计――预应力混凝土简支梁桥设计计算书目录第1章设计依据 (2)1.1 设计规范 (4)1.2 方案简介及上部结构主要尺寸 (4)1.3 基本参数 (5)1.3.1 设计荷载: (5)1.3.2 跨径及桥宽 (5)1.3.3 主要材料 (5)1.3.4 材料参数 (5)1.4 计算模式及主梁内力计算采用的方法 (6)1.4.1 计算模式 (6)1.4.2 计算手段 (6)1.5 计算截面几何特征................................................................ 错误!未定义书签。
第2章荷载横向分布系数计算 (8)2.1 梁端的荷载横向分布系数计算 (9)2.2 主梁跨中的荷载横向分布系数计算 (10)2.3 计算成果汇总........................................................................ 错误!未定义书签。
第3章边梁内力计算.. (14)3.1 计算模型................................................................................ 错误!未定义书签。
3.2恒载作用效应计算................................................................ 错误!未定义书签。
3.2.1 恒载作用集度.............................................................. 错误!未定义书签。
3.2.2 恒载作用效应.............................................................. 错误!未定义书签。
3.3活载作用效应 (15)3.3.1 冲击系数和车道折减系数 (16)3.3.2 车道荷载及车辆荷载取值 (17)3.3.3 活载内力计算 (17)3.4活载作用效应 (20)3.4.1 承载能力极限状态下荷载效应组合(考虑冲击作用) (20)3.4.2 正常使用极限状态下荷载短期效应组合(不计冲击作用) (20)3.4.3 正常使用极限状态下荷载长期效应组合(不计冲击作用) (20)3.4.4 持久状况应力计算时的荷载效应组合(考虑冲击作用) (20)3.4.5 短暂状况应力计算的荷载效应组合 (21)3.4 本章小结................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章绪论第一节桥梁设计的基本原则和要求一、使用上的要求桥梁必须适用。
要有足够的承载和泄洪能力,能保证车辆和行人的安全畅通;既满足当前的要求,又照顾今后的发展,既满足交通运输本身的需要,也要兼顾其它方面的要求;在通航河道上,应满足航运的要求;靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求,考虑综合利用。
建成的桥梁要保证使用年限,并便于检查和维护。
二、经济上的要求桥梁设计应体现经济上的合理性。
一切设计必须经过详细周密的技术经济比较,使桥梁的总造价和材料等的消耗为最小,在使用期间养护维修费用最省,并且经久耐用;另外桥梁设计还应满足快速施工的要求,缩短工期不仅能降低施工费用,面且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。
三、设计上的要求桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺利新的设计思想,认真研究国外的先进技术,充分利用国际最新科学技术成果,把国外的先进技术与我们自己的独创结合起来,保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。
四、施工上的要求桥梁结构应便于制造和安装,尽量采用先进的工艺技术和施工机械,以利于加快施工速度,保证工程质量和施工安全。
五、美观上的要求在满足上述要求的前提下,尽可能使桥梁具行优美的建筑外型,并与周围的景物相协调,在城市和游览地区,应更多地考虑桥梁的建筑艺术,但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。
第二节计算荷载的确定桥梁承受着整个结构物的自重及所传递来的各种荷载,作用在桥梁上的计算荷载有各种不同的特性,各种荷载出现的机率也不同,因此需将作用荷载进行分类,并将实际可能同时出现的荷载组合起来,确定设计时的计算荷载。
一、作用分类与计算为了便于设计时应用,将作用在桥梁及道路构造物上的各种荷载,根据其性质分为:永久作用、可变作用和偶然作用三类。
(一)永久作用指长期作用着荷载和作用力,包括结构重力(包括结构附加重力)、预加力、土重力及土的侧压力、混凝土收缩徐变作用、水的浮力和基础变位而产生的影响力。
目录桥梁工程Ⅰ课程设计任务书 ....................................................................................................................... - 2 -一、桥面板的弯矩计算 ............................................................................................................................... - 3 -1、桥面板恒载内力计算 ......................................................................................................................... - 3 -2、桥面板活载内力 ................................................................................................................................. - 3 -3、内力组合 ............................................................................................................................................. - 4 -二、1#梁恒载内力(弯矩和剪力)计算 ................................................................................................... - 5 -1、恒载集度 ............................................................................................................................................. - 5 -2、恒载内力 ............................................................................................................................................. - 5 -三、1#梁的荷载横向分布系数(按刚性横梁法计算) ........................................................................... - 6 -1、求1#梁横向分布影响线 .................................................................................................................... - 6 -2、车载布置 ............................................................................................................................................. - 7 -3、汽车荷载横向分布系数 ..................................................................................................................... - 8 -5 ........................................................................................................... - 8 -4、求人群荷载横向分布系数四、1#梁活载内力(弯矩和剪力)计算 ................................................................................................... - 8 -1、求汽车荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 8 -2、求人群荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 9 -3、荷载组合 ........................................................................................................................................... - 14 -(1)、按承载能力极限状态进行组合 ........................................................................................... - 14 -(2)、按正常使用极限状态进行组合 ........................................................................................... - 15 -桥梁工程Ⅰ课程设计任务书一、设计资料预应力混凝土简支T梁桥,计算跨径L=29.5m,桥面净宽:净7+2×1.0m人行道,全宽9.6m;设计荷载:公路-I级,人群荷载3.0kN/m。
预应⼒混凝⼟简⽀箱形桥梁毕业设计(此⽂档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)⽬录第⼀部分:设计报告 (4)1前⾔ (5)1.1设计任务 (5)1.2设计标准 (5)1.3任务要求 (5)2设计资料: (5)2.1⼯程地质⽔⽂情况 (5)2.2 地质情况 (5)3.⽅案⽐选 (6)4设计⽅法 (7)4.1设计思路 (7)4.1.1横断⾯设计 (7)4.1.2纵断⾯设计 (7)4.1.3粱肋设计 (8)4.1.4设计资料和横截⾯布置 (8)4.1.5其他 (9)4.2设计感受 (9)5设计评估 (9)6设计成果 (10)6.1总的成果 (10)7总结 (10)7.1设计中的难点与重点 (10)7.2改进的地⽅ (10)8结束语 (10)第⼆部分:河溪梁桥设计计算书 (12)1.⾏车道板计算 (12)1.1悬臂板荷载效应计算 (12)1.1.1 恒载效应: (12)1.1.2 活载效应 (13)1.2 连续板荷载效应计算 (13)1.2.1 永久作⽤ (13)1.2.2 活载效应 (15)1.3 内⼒组合计算 (16)1.3.1 承载能⼒极限状态内⼒组合计算(基本组合): (16)1.3.2 正常使⽤极限状态内⼒组合计算(短期效应组合): (16)1.4 ⾏车道板配筋 (17)2 主梁内⼒计算与配筋 (18)2.1 主梁截⾯⼏何特性的计算 (18)2.1.1预制中主梁的截⾯⼏何特性 (18)2.1.2 检验截⾯效率指标以中跨截⾯为例 (19)2.2 主梁恒载内⼒计算 (20)2.2.1 ⼀期恒载(预制梁⾃重) (20)(20)2.2.2 ⼆期恒载(桥⾯板接头)g2(20)2.2.3 三期恒载(栏杆、⼈⾏道、桥⾯铺装)g32.2.4 主梁恒载汇总 (20)2.2.5 恒载内⼒计算 (21)2.3 主梁活载内⼒计算 (22)2.3.1 冲击系数的计算 (22)2.3.2 横向分布系数 (23)2.3.3 计算活载内⼒ (27)3 截⾯设计 (33)3.1 预应⼒钢束(筋)数量的确定及布置 (33)3.1.1 ⾸先根据跨中截⾯正截⾯抗裂要求,确定预应⼒钢筋数量。
绪论桥梁是一种为全社会服务的公益性建筑,它与人类社会的发展繁荣和人们生产生活的便利息息相关。
桥梁建筑是人类认识自然和改造自然的产物,又是人类各个历史阶段文明发展的结晶。
桥梁建筑发展的动因与人类社会生产力、材料工业、科学技术等的发展密切相关。
我国从“七五”开始,公路建设进入了高等级公路建设的新阶段,近几年随着公路等级的不断提高,路桥方面知识得到越来越多的应用,同时,各项规范也有了较大的变动,为掌握更多路桥方面知识,我选择了 35m 装配式预应力混凝土简支 T 梁设计这一课题。
本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,选定装配式预应力 T 形截面简支梁桥,该类型的梁桥具有受力均匀、稳定,且对于小跨径单跨不产生负弯矩,施工简单且进度迅速等优点。
设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算,下部结构计算,施工组织管理与运营,施工图绘制,各结构配筋计算,书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。
在设计中,桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力,采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。
按照新规范公路 2 级车道荷载进行布置活载,并进行了梁的配筋计算,估算了钢绞线的各种预应力损失,并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度,正应力及主应力的验算。
下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱,并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。
毕业设计使得学生的独立系统的完成一项工程设计,因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创造能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。
通过毕业的设计这一时间较长的教学环节,学生独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高,还可以培养土木工程专业本科生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能,解决具体问题的能力。
已达具备初步专业工程人员的水平,为将来走向工作岗位打下良好的基础。
在本次设计过程中,新旧规范的交替,电脑制图的操作,都使我的设计工作一度陷入僵局。
预应力混凝土简支t梁毕业设计一、选题背景和意义预应力混凝土简支T梁作为高速公路和铁路桥梁中常用的结构形式之一,在工程实践中具有广泛的应用。
该结构形式具有刚度大、变形小、承载能力强等优点,因此在桥梁设计中得到了广泛的应用。
本文以预应力混凝土简支T梁为研究对象,通过对其受力性能进行分析和计算,探讨其在工程实践中的应用。
二、预应力混凝土简支T梁结构及受力特点1. 结构形式预应力混凝土简支T梁是由上下两个翼缘和中间的腹板组成的。
其中,上下两个翼缘呈倒T形,腹板呈长方形。
在制作过程中,先制作好预应力钢筋,并将其张拉到设计要求的预应力值后,再浇筑混凝土。
2. 受力特点(1)弯曲受力:由于车辆荷载等原因,T梁会产生弯曲变形。
这时,上下两个翼缘会承受剪切力和弯曲扭矩,腹板则会承受弯曲应力。
(2)剪切受力:在车辆荷载作用下,T梁上下两个翼缘之间会产生剪切力。
这时,T梁的受力状态就类似于一根悬臂梁。
(3)压弯受力:当T梁的跨度较大时,由于自重和荷载的作用,T梁中间的腹板会发生压弯变形。
这时,上下两个翼缘也会承受一定的压应力。
三、预应力混凝土简支T梁设计计算1. 参考标准本文设计参考了《公路桥涵设计细则》(JTG D60-2015)和《预应力混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)等相关标准。
2. 计算过程(1)截面尺寸确定:根据桥墩高度、跨度等参数确定T梁截面尺寸。
(2)荷载计算:根据桥梁使用要求和交通流量等参数进行荷载计算。
(3)静态分析:采用静态分析方法对T梁进行分析,得出各个截面的受力情况。
(4)预应力钢筋设计:根据静态分析结果,确定预应力钢筋的数量和张拉方式等参数。
(5)混凝土设计:根据静态分析结果和预应力钢筋设计参数,进行混凝土配合比设计。
四、结论与展望通过对预应力混凝土简支T梁的研究,可以得出以下结论:(1)预应力混凝土简支T梁具有较好的承载能力和变形性能,适用于中小跨径桥梁的设计。
(2)在T梁的设计过程中,需要考虑荷载计算、截面尺寸确定、静态分析、预应力钢筋设计和混凝土配合比设计等因素。
桥梁毕业设计--预应力混凝土T 型简支梁桥毕业设计毕业生姓名:专业:学号:指导教师所属系(部):摘要本毕业设计采用预应力混凝土T型简支梁桥,跨径布置为(5 30)m,主梁为等截面T型梁。
本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。
首先进行桥型方案比选,拟定截面尺寸;计算控制截面的设计内力及其相应的组合值;估算预应力钢筋的数量并对其进行布置;计算主梁截面的几何特征值;计算预应力损失值;正截面和斜截面的承载力计算及复核;然后在进行强度、应力及变形验算,最后进行下部结构验算。
接着进行了简单的施工方法设计,包括施工前的准备,施工方法设计.关键词:预应力;结构设计;结构验算;施工方法目录摘要................................................................... 第1章绪论............................................................1.1 桥梁的概述 ..................................................1.2 预应力混凝土梁桥的发展 ...................................... 第2章方案比选........................................................2.1 桥梁比选的基本原则 ..........................................2.2 桥型方案的比选编制 ..........................................2.3 桥型方案推荐 ................................................ 第3章设计资料及构造布置..............................................3.1 设计资料....................................................3.2 横截面的布置 ................................................3.3 恒载内力计算 ................................................3.4 活载内力计算 ................................................3.5 主梁内力组合 ................................................ 第4章预应力钢束的估算及其布置........................................4.1 预应力钢束的估算及其确定按构件正截面抗裂性要求...............4.2 预应力钢束的布置 ............................................4.2.1 跨中截面及锚固截面的钢束布置...........................4.3控制截面的钢束重心位置计算...................................4.4钢束长度计算.................................................4.5 承载能力极限状态计算 ........................................4.5.1 跨中截面正截面承载力计算...............................4.5.2 斜截面抗剪承载力计算 ..................................4.6 钢束预应力损失计算 ..........................................4.6.1预应力钢筋和管壁之间摩擦引起的预应力损失 ................4.6.2由锚具变形、钢束回缩引起的摩擦损失......................4.6.3由分批张拉所引起的损失.....................................4.6.4由钢束应力松弛引起的损失...................................4.6.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失........................4.7预应力损失组合...............................................4.8抗裂验算.....................................................4.9主梁变形计算.................................................4.9.1可变荷载作用引起的挠度 .............................. 第5章行车道板计算....................................................5.1 设计资料....................................................5.2 恒载及其内力(以纵向1m宽的板条进行计算)....................5.3 汽车-20级产生的内力........................................5.4 荷载组合....................................................5.5 钢筋配置....................................................第6章重力式桥台设计..................................................6.1 设计资料....................................................6.2 设计方法与内容 ..............................................第7章重力式桥墩设计..................................................7.1 设计资料....................................................7.2 设计方法与内容 .............................................. 第8章盆式橡胶支座................................................... 第9章施工方法设计...................................................9.1施工前的准备.................................................9.2施工方法.....................................................9.3工程质量和工期的措施.........................................9.4安全保证措施和文明施工与环境保护措施......................... 参考文献...............................................................外文文献翻译 .............................. 中文译文 .................................. 致谢 ....................................第1章绪论1.1 桥梁的概述桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物,桥梁工程在学科上属于土木工程的分支,在功能上时交通的咽喉。
xxxxxxxxxxx毕业设计xxx 届xxxxxx 专业xxxxxxx班级题目 xxxxxxxxxxxx姓名 xxxxx 学号xxxxxxx 指导教师 xxxxxx 职称 xxxxxxxxxxx年xx月 xx日预应力混凝土简支梁桥设计一、工程概况及构造布置(一)工程概况xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx(二)设计资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径:20m(墩中心距离)主梁全长:19.96m计算跨径:19m桥面净宽:7m(行车道板)+2×0.75m=8.5m2、设计荷载公路Ⅰ级荷载,人群荷载3.0 kN/m2,每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别为1.52kN/m和4.99kN/m。
3、材料及工艺混凝土:主梁用C50,栏杆及桥面铺装用C40。
预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)的Φs2.9钢绞线,每束6根,全梁配5束,普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋;直径小于12mm的均用R235钢筋。
按后张法施工工艺制作主梁,采用内径50mm、外径65mm的预埋波纹管和夹片锚具。
4、设计依据(1)交通部颁《公路工程技术标准》(JTGBOI-2003),简称《标准》;(2)交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60-2004),简称《桥规》;(3)交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJD62-2004),简称《公预规》。
5、基本计算数据注:考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束。
ck和tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度,则ckf '=29.6Mpa ,tkf '=2.51Mpa 。
(三)横断面布置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ρ很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。
1 绪论课题研究意义桥梁是铁路或公路跨越河流,山谷及其它障碍物的建筑物。
桥梁的建成使道路保持畅通,为我国国民经济建设发挥了巨大的作用。
钢筋混凝土桥具有可塑性强,省钢,耐久性好,维修费用少,噪音少,美观等特点。
而简支梁在我国桥梁建设中也应用的非常广泛,因为其具有不受地基条件限制,适用于跨度不大(一般跨径<60m)。
制作,施工方便等优点,所以本铁路预应力混凝土简支梁桥的设计意义很大,同时也可作为我们桥梁专业学生大学毕业前的一次综合考察。
本设计顺序依次为主梁尺寸的拟定及验算,桥台的设计验算,桥墩的设计验算,最后是桩基的设计验算,整篇设计符合桥梁设计的规范,设计过程中,通过查阅一些桥梁设计的资料,使设计更加合理。
预应力混凝土简支梁桥,由于构造简单,预制和安装方便,采用高强钢材,具有很好的抗裂性和耐久性,梁体自重轻,跨越能力大,有利于运输和架设,在现代桥梁中起到越来越重要的作用。
目前我国已建成最大跨径为60m的简支梁桥,而且简支梁应用的很广泛。
2 主梁设计设计依据及设计资料:(1) 设计题目:铁路预应力混凝土简支梁桥设计 (2) 计算跨度:2242m 16⨯+⨯m(3) 线路情况:单线,平坡,梁位于直线上,Ⅰ级铁路 (4) 设计活载:某专用线上铁水罐车专用荷载 (5) 设计依据:《铁路桥规》(6) 材料:24φ5mm 钢绞线 ,断面面积2g 4.717cm A =,公称抗拉直径gy 1500MPa R =;考虑到钢丝在钢绞强度有所降低,故抗拉极限iy 0915001350MPa R .=⨯=(7) 混凝土强度等级:450 (8) 抗压极限强度a 31.5MPa R =(9) 抗拉极限强度l 2.8MPa R =(10) 受压弹性模量4h 3.410MPa E =⨯(11) 钢绞线与混凝土的弹性模量比g h5.89E n E ==结构尺寸的选定截面形式采用工字形,梁体结构及截面尺寸按《桥规》采用标准梁, 跨度m 24p =L ,梁全长m 6.24=L 高度:轨底到梁底260cm轨底到墩台顶300cm 梁高210cm每孔梁分成两片,架设后利用两片梁之间的横隔板连接成孔。
每片梁自重G =1567.6783.8kN 2= 783.6632.66kN/m 24G q l ==== 各截面内力计算结果表2-1 截面内力计算表截面位置 自重弯矩 其他恒载弯矩 活载弯矩 最大弯矩 最大剪力 ()g kN m M ⋅ ()d kN m M ⋅ ()h kN m M ⋅ kN m ⋅ kNL /2 3743L /8L /4L /8 1063支点 0 0 0 0 0确定力筋数量并计算截面特性 2.3.1 力筋估算(跨中截面)上翼缘板厚度'i h 可取其平均厚度'i 1217172621.014.5262106627.560.515222217.619223h ++++⎡⎤⨯+⨯+⨯+⨯⎢⎥⎣⎦==-cm 令其中'g g 0A A ==,即只有y A 起作用。
对压应力作用点取矩可得p y y k M M A R Z ⋅≤=利用上式可估算所需力筋的数量 其公式为:y y k MA R Z⋅≥式中为Z 梁内力偶臂,参照钢筋混凝土梁的经验数据,对T 形截面梁取'i 02h Z h =-17.6197188.2cm 2Z =-=, 代入有关数据,522y y 2.059206.9104661mm 46.61cm 1350188.210k M A R Z ⋅⨯⨯≥===⋅⨯⨯选用10根24φ5的钢绞线,面积为22y 3.140.52441047.1cm A =⨯⨯÷⨯=>2cm2.3.2 截面几何特性计算(跨中截面)表2-2 截面几何特性计算截面分类截面面积tA ∑()2cm面重心至梁顶水平线距离y ()cm截面重心的惯性矩I 4(cm )面重心至梁底水平线距离y ()cm毛截面 净截面 换算截面9485 9195 9604776108.55⨯ 6100.53⨯ 6103.57⨯钢绞线重心到下缘距:2851754756130.45mm 11a +⨯+⨯==正截面抗弯强度计算设跨中性轴位于上翼缘内('i x h ≤)由'a i y y R b x A R =得2y yi 'a i 47.1135010105.13mm 11.6cm 31.51920A R x h R b ⨯⨯====<⨯,与假设相符,故破坏弯矩为: '4p a i 0105.1331.51920105.132100130 1.219210kN m22x M R b x h ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯⨯--=⨯⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4p1.2192102.06 2.05920.69M k M ⨯===>(可)()00.40.421013.04578.78cm h x =⨯-=≥(可)预应力损失计算2.5.1 钢丝回缩和分块拼装构件的接缝压缩损失s3σ钢判锥型锚头每端钢丝回缩及锚头损失变形对跨中的影响为4mm, 即20.40.8cm L ∆=⨯= 已知钢丝束平均长度:244802244342244682243082243462243502439.02cm 11T +⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==5s30.82.01065.6MPa 2439.02σ=⨯⨯=2.5.2锚头变形5g 2.010MPa E =⨯,4h 3.410MPa E =⨯钢筋混凝土的弹性模量比:5g4h 2.010 5.8823.410E E η⨯===⨯ 锚固口摩擦损失为: 'k 0.7613501026MPaσ=⨯='k 0.070.07102671.81MPa σ=⨯=''k k k 0.07954.18MPa σσσ=-=2.5.3 摩阻损失s4σ查表得55.0=μ,0015.0=k从张拉端至计算截面的管道长度,一般可取半径的平均值, 即:24.612.3m 2x == 从张拉端至计算截面的长度上钢筋弯起角之和 一般可采取各钢丝束的平均和,即:5.236 5.344 5.105 5.392 5.105 4.0091069605222240.0045.0045.0072004080110.1843radq ++++⨯+⨯+⨯+⨯==0.550.18430.001513.30.1213q kx μ+=⨯+⨯=查表,内插值得,0122011301130121301201142001...(..)..β-=+⨯-=∴s4k 0.1142954.18121.07MPa σβσ==⨯=2.5.4 分批张拉混凝土压缩引起的应力损失s6σ考虑4L截面处的有关数据 4L 处净截面积为9286cm 2,截面重心到梁底的距离为128.7cm,对重心轴的惯性矩I=610⨯,e j = 2j s6h y y ij 111cos α22e N N n n A N N A I σσσ⎛⎫--==+ ⎪ ⎪⎝⎭y k s3s4s6σσσσσ=---2j k s3s4y y ij 11-cos α2e N n A N A I σσσσ⎛⎫-=--+ ⎪ ⎪⎝⎭∴k s3s4y 2j y jj 111cos α2e N nA N A I σσσσ--=⎛⎫-++ ⎪ ⎪⎝⎭代入有关数据得2y =51.7847cm Ay 26954.1865.6109747.47MPa 1011107.31 5.8951.78740.98320928653.3410σ--==⎛⎫-+⨯⨯⨯+⨯ ⎪⨯⎝⎭故s60.0427747.4731.92MPa σ=⨯= 2.5.5 钢筋应力松弛引起的应力损失s2σ∵jy 1350MPa R =传力锚固时,j y y 747.47MPa 0.5675MPa R σ=>=,故必须考虑s2σ 又∵jy y 0.65877.5MPa R σ<=∴按《桥规》s2y 0.050.05747.4737.37MPa σσ==⨯=2.5.6 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失s1σs1g h 0.8(0.8)E n σεσ∞∞=+Φ截面面积为29485cm A =,截面与大气接触的周边长度887.6cm μ= 理论长度221.4cm A==μ按28天龄期查表得615910MPa E -∞=⨯,49.1=∞φ5g 2.010MPa E =⨯,y 747.47MPa σ=跨中截面的k σ为1y y y cos α51.7847747.47103870.8kN N A σ-==⨯⨯=2y y j gh j j j j 33226210103870.8103870.810(13113.045)102351.5210(13113.045)1092861052.881052.8810N N e M e A I I σ⎛⎫=+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯+-= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭+8.05MPa =L 截面处的h σ为:y N =y A y σcos ∂==⨯⨯310983.047.74747.5178 2y y j gh j j j j 33226210103811.56103811.5610(107.3)102351.5210107.3107.67kN 92861052.881052.8810N N e M e A I I σ⎛⎫=+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+-= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭∴ 平均的h σ=8.057.677.86MPa 2+=∴s1σ=4.69)86.7486.189.58.0100.2106.158(56=⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯-kN弹性工作阶段的正应力计算 2.6.1预应力阶段传力锚固时,预应力钢筋应力()y k s3s4s6954.18(65.610931.92)747.66MPa σσσσσ=---=-++=在运营阶段,预应力钢筋有效应力()y1k s1s2s3s4s6σσσσσσσ=-++++()92.311096.6537.374.6918.954++++-=640.99MPa =传力锚固时混凝土正应力钢筋预加应力的合力 3y 7474.751.7847387.0810N =⨯=⨯y N 至净截面重心轴的距离 0e 21079.013.045117.955cm =--=净截面的回转半径r62252.88105694.6cm 9286I r A ⨯===混凝土的正应力()()53y 10111h26117.955796235.12510796387.08101192865694.652.8810N e y M y A r I σ⨯+⨯⨯+⎛⎫⨯⎛⎫=-+=⨯-+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭29.40kg/cm (压)3520212h26387.0810117.955131235.152101311192865694.652.8810y N e y M y A r I σ⨯⨯⨯⨯⎛⎫⎛⎫=+-=+-= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 296.54kg/cm容许应力[]'2ha a h 10.700.70315220.5kg/cm R σσ==⨯=>2.6.2 运营阶段混凝土正应力2M ----人行道,到渣槽及线路设备等(48.1kN/m )产生的弯矩 3M ----换算均部荷载产生的弯矩钢筋预加应力的合力3y y1y 6409.951.7849331.9410aN A σ==⨯=⨯33331.94100.765433.8310a ⨯==⨯()()()5y 230110111h26356.91083.2610.76535.53737.79957.3510aN M M y e y M Y A r I I σ+⨯⨯+⎛⎫=-++=⨯-++= ⎪⨯⎝⎭ 266.12kg/cm (压)[]ha σ<1[]ha 2σ=2315157.5kg/cm ⨯=()y 230220212h201aN M M y e y M Y A r I I σ+⎛⎫=+--= ⎪⎝⎭ 526356.910126.80.765173.4958.25 4.44kg/cm 57.3510⨯⨯⨯--=-⨯ 抗裂性检算为了简化计算,将跨中截面简化成工字形截面 截面几何特性(见图2-1)图2-1 工字型截面2.7.1 换算截面特性计算()()020.61922323210782321.3199 5.8951.7847A =⨯-+⨯+-⨯-+⨯29589cm =2.7.2 换算截面对顶部水平线的面积矩()()1.1921019929623.2121011722210483026.203481-⨯-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+⨯+⨯=S 32795.1610cm =⨯2.7.3换算截面重心至顶部水平线的距离3795.161083.0cm 9589⨯==上y0y 21083.0127cm =-=下2.7.4换算截面重心轴的惯性矩()232200.83221048302102312126.200.8334816.2023192121⎪⎭⎫⎝⎛-⨯+⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⨯-⨯=I()()()]1.1912719929623.2112711723.212378121223-⨯-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+⨯-⨯+ 6455.69810cm =⨯2.7.5 对截面受拉下边缘的换算截面弹性抵抗矩633055.69810438.5710cm 127W⨯==⨯下2.7.6 换算截面重心轴以下部分对重心轴的面积矩()()2201.1912719929623.211271172212723-⨯-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯=S33332.3110cm =⨯ 2.7.7计算γ值3030122332.3110 1.52438.5710S W γ⨯⨯===⨯ 2.7.8抗裂安全系数计算受拉区下边缘应力258.2578.91137.16kg/cm σ=+=2h 148.33kg/cm σ=2l 1.523045.6kg/cm R γ=⨯=抗裂安全系数为f 148.3345.61.39 1.2137.16K +==>剪应力计算运营阶段处检算截面正应力外,尚需检算腹板剪应力 由外荷载产生的剪应力为:Q g =92.39122466.32=⨯ d 24.0524288.6kN 2Q ⨯==h 949Q =kN()g j d h 0jQ S Q Q S bI bI τ+=+由预应力钢筋弯起产生的剪应力为:y j s 0y jQ S Q S bI bI τ∆=-其中,()y yw yw k s2s3s4s6yw sin α0.5sin αQ A A σσσσσσ==-+++⎡⎤⎣⎦ ()s s2s1yw 0.5sin αQ A σσ∆=+梁截面处见应力检算()y 954.180.537.3765.610931.925178.470.1833691.94MPa Q =-⨯---⨯⨯= ()y 0.537.3769.45178.470.183383.61MPa Q ∆=⨯+⨯⨯=∴()36361010288.6949.010530.2310391.9210526.510 1.403MPa 78077.941078079.0510τ+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=⨯⨯⨯⨯ 为了便于计算,将支点处截面简化成T 型截面(见图2-2)2.8.1 换算截面特性()202061920780780210019900 5.715178.4718825.09cm A =⨯-+⨯-+⨯=2j 0 5.715178.4718529.4cm A A =-⨯=2.8.2 换算截面对顶部水平线的面积矩 预应力筋重心到底部的距离: y 1325107528252265214521152561.36mm 56.136cm 11a +⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==='y 21056.136153.864cm a =-=()864.1531997847.5171.52210210783.10)78192(6.20⨯-⨯+⨯⨯+⨯-⨯=S 331758.9710cm =⨯图2-2 T 型截面换算截面对顶部水平线的面积矩864.1531992210210783.10)78192(6.20⨯-⨯⨯+⨯-⨯=S 331713.4710cm =⨯2.8.3 换算截面重心至面顶部水平线的面积矩301758.971093.4cm 18825.09y ⨯==上 021093.4116.6cm y =-=下净截面重心至面顶部水平线的面积矩3j1713.471092.47cm 18529.40y ⨯==上j 21092.47117.5cm y =-=下()786.2021012126.204.936.201926.201921213230⨯-⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯=I()()()22136.566.11619929626.202106.116786.20210-⨯-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯⨯-+ 6479.0510cm =⨯()233j 120.6119220.619220.692.4721020.67812212I ⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯-+⨯-⨯ ⎪⎝⎭ ()()22136.565.11719926.202105.117786.20210-⨯-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯⨯-+ 6477.9410cm =⨯()()33021093.478(21093.4)29619921093.456.136530.2310cm 2S -=⨯-⨯+-⨯--=⨯ ()()33j 21092.477821092.4719921092.4756.136526.510cm 2S -=⨯-⨯-⨯--=⨯3636y 1010775.3310526.51095.48810530.23100.589MPa 78077.941078079.0510τ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=⨯⨯⨯⨯h y 5001.4030.5890.814MPa 5.56MPa 9090R τττ=-=-=<== ∴不需要配预应力筋主应力计算《桥规》主拉应力作为斜裂缝检算的依据2x hyhx hy 2zl h l 22h R σσσσστ+-⎛⎫=+≤ ⎪⎝⎭其中:()y y j y g d h 0hx j 0f i 0jj0y 0N N e N M M M e y Y K y y A I A I I I δδσ⎛⎫⎡⎤+⎛⎫=±-±+⎪⎢⎥ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦y j y j y 0d h ff 0j 0j 0h Q S Q S Q S Q Q K S bI bI bI bI δτ⎛⎫⎛⎫+=+-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭对1/8截面梁肋处()()y k s3s4s6s2y yw 0.56cos N A A σσσσσα=----⨯+()()9686.023********.3789.4156.092.311096.6518.954⨯+⨯⨯----=kN 7.3734=()()()()y 12y yw 0.56cos 69.40.5637.37282523540.9686s s N A A σσα∆=+⨯+=+⨯⨯+⨯kN 34.465=hx 2743734679.863734679.86(13043.4)107969286105.4131010σ⨯-⨯⎛⎫=⨯ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯-8271010665.575.46534310958275.465343472 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯872101073.5107.155********.57961063.10262.1476476 ()()()266.251.12.1647.0553.078.402.4+⨯±-=hx10.760.094 4.5312 3.87MPa σ=-++=(压)hx28.8 1.2 4.5312 3.07Pa σ=--=(压)()y 954.1865.610935.770.5637.3723540.1833313.26kN Q =----⨯⨯⨯=()kN 97.371833.023544.6937.375.0Q y =⨯⨯+⨯=∆()36333hf 1111661111216.45252.5410335.110293.9410317.910101.2230 5.41310230 5.66510351290317.91043377335.110 1.563MPa 230 5.41310230 5.66510τ⎛⎫+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯+ ⎪⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯⨯--= ⎪⨯⨯⨯⨯⎝⎭其主拉应力为2222hxhx zl hf l 3.07 3.07= 1.56322220.2Pa 3.0MPaR σσστ⎛⎫⎛⎫-+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=-<=为了防止出现沿应力方向的微裂缝,需检查主拉应力。