40m预应力混凝土简支T型梁桥设计-预应力混凝土简支T梁桥
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第 1 页 共 95 页 40m预应力混凝土简支T型梁桥设计:预应力混凝土简支T梁桥
XX大学毕业设计
题 目：
40m预应力混凝土简支T型梁桥设计
（净-7+2×0.75m人行道）
指导教师：
职称：
教授 学生姓名：
学号：
专 业：
水利水电工程（道路与桥梁方向）
院（系）：
水利与环境学院
完成时间：
20XX年6月
20XX年 6月
1 日 摘 要 本设计从最基本的设计方法入手，重点进行了主梁的设计，掌握了主梁的设计方法，其它部分的设计就可以仿照主梁设计进行。 第 2 页 共 95 页 本设计的主要内容包括：纵横断面布置，主梁设计，横隔梁设计，还有行车道板设计。纵横断面布置：根据规范要求和工程实践经验确定主梁间距与主梁片数和主梁高度及各截面主要尺寸。主梁设计：内力计算由恒载内力和活载内力计算组成。恒载内力由结构力学可求出，而活载内力计算时要利用按修正偏心压力法计算得出的荷载横向分布系数。根据计算得出的各种内力组合确定设计控制内力进而对预应力钢束数进行估算。按后张法制作主梁，采用锥型锚具和直径50mm的抽拔橡胶管，计算各种预应力损失得出有效预应力，对主梁进行强度、应力和变形验算。横隔梁设计：设置横隔梁是为了保证各主梁共同受力和加强结构整体性，本设计中采用偏心压力法进行横隔梁计算。鉴于桥梁跨中处横隔梁受力最大，只计算跨中横隔梁内力，其余横隔梁可依据中横隔梁偏安全地选用相同的截面尺寸和配筋。行车道板设计：本设计中行车道板的受力图示为单向板。
关键词：T形梁；预应力；混凝土桥 ABSTRACT This
design begins with basic method and gives most content to
the design of main beams.When
the method of main beams designing is mastered, we
can go on the designing of other parts.
The main content of this design is as followings: The
arrange of longitudinal section and lateral section, Main
beams design, Crossing beam designing and Drive-way plank 第 3 页 共 95 页 designing.The arrange of longitudinal section and lateral
section:According to the specification and the experience
of practical engineering, we can decide the distance of
girders, the number of the girders, the height of the
main beams and the main size of each section.Main beams
design : Internal forces include invariable force and
variable force.We
can use the method of the structural mechanics.To
calculate the variable internal force, we calculate
the lateral direction coefficient of the load with the
method of corrected eccentricity pressures.with the
result of the calculation, we can obtain the control
internal force, and we can approximately decide the
number of the pre-stressed concrete band.design the main
beams with post-tensioning method, selecting pre-burry
corrected tube anchoring.Then
calculate the loss of the pre-stress and obtain the
valid pre-stress and examine the strength, stress, and
transform of the main beams.Crossing beam designing:To
make sure that all main beams rear the load together and
to enhance the globality of the construction, this design 第 4 页 共 95 页 goes on the crossing beam calculation with the method of
corrected eccentricity pressures.We
only calculate the internal force of the middle
crossing beam because of the maximum force is in the
place of the middle of the span.Drive-way
plank designing:In this design, the force diagram of
the drive-way plank is single direction plank.
Key words: T-beam；pre-stress；concrete bridge.
目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 纵横截面布置
1
1.1 设计目的
1
1.2 基本资料
1
1.3 主梁间距与主梁片数
2
1.4 主梁跨中界面尺寸拟定 4
1.5 横截面沿跨长的变化 5
1.6 横隔梁的设置 5 第2章 主梁计算 6
2.1 恒载内力计算 6
2.1.1 恒载集度 6
2.1.2 恒载内力 7 第 5 页 共 95 页 2.2 活载内力计算（修正刚性横梁法）
7
2.2.1 冲击系数和车道折减系数 7
2.2.2 计算主梁的荷载横向分部系数 8
2.2.3 车道荷载的取值
12
2.3 主梁内力组合
15
2.4 预应力钢束的估算及其布置
15
2.4.1 跨中截面钢束的估算和确定
15
2.4.2 预应力钢束布置
17
2.5 计算主梁截面几何特性
22
2.5.1 净截面几何特性计算
22
2.5.2 换算截面几何特性计算
22
2.5.3 有效分布宽度内截面几何特性计算
23 第 6 页 共 95 页 2.5.4 各阶段截面对形心轴的静矩计算
24
2.6 钢束预应力损失计算
26
2.6.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失
27
2.6.2 由锚具变形，钢束回缩引起的损失
28
2.6.3 混凝土弹性压缩引起的损失 30
2.6.4 由钢束应力松弛引起的损失 31
2.6.5 混凝土收缩和徐变引起的损失 31
2.6.6 预加内力计算即钢束预应力损失汇总 34
2.7 主梁截面承载力与应力验算 36
2.7.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 37
2.7.2 持久状况构的应力验算 41
2.7.3 短暂状况构的应力验算 49
2.8 主梁端部的局部承压验算 50
2.9主梁变形验算 54
2.9.1 计算由预加应力引起的跨中反拱度 54
2.9.2 计算由荷载引起的跨中挠度 56
2.9.3 结构刚度验算 57 第 7 页 共 95 页 2.9.4 预拱度的设置 57 第3章 横隔梁计算 58 3.1 确定作用在跨中横隔梁的可变作用 58 3.2 跨中横隔梁的作用效应影响线 58 3.2.1 绘制弯矩影响线 59 3.2.2 绘制剪力影响线
61 3.3 截面作用效应计算 62 3.4 截面配筋计算 63 第4章
行车道板计算 65 4.1 悬臂板荷载效应计算 65 4.2 荷载效应组合 67 4.3 截面设计、配筋与承载力验算
68
结束语 70 参考文献 71 致 谢 72 中英文翻译 73
第1章 纵横截面布置
1.1 设计目的 通过设计，全面掌握公路预应力公路桥梁的设计过程，培养和运用所学专业知识的能力。达到能适应桥梁工程施工、设计和管理的基本要求水平。
1.2 基本资料
（1）桥面跨径及桥宽净空 标准跨径：
（墩中心距离）；
计算跨径：这里应该是38.88m
（支座中心距离）；
主梁全长：（主梁预制长度）；
桥面净空：净—7+2×0.75人行道
（2）设计荷载：公路—Ⅱ级，人群荷载3.02,人行道4.0，护栏、栏杆的作用力为1.5
2，防撞栏4.99. 第 8 页 共 95 页 （3）材料及工艺：混凝土：主梁用C40，人行道、栏杆及桥面铺装用C20。
预应力钢筋束：采用标准的碳素钢丝，每束由24丝组成。普通钢筋：直径大于等于12mm的用钢筋，直径小于12mm的均用热轧R235光圆钢筋。钢板及角钢：制作锚头下支撑垫板、支座垫板等均用普通A3碳素钢，主梁间的联接用低合金结构钢板。
工艺：按后张工艺制作主梁，采用45号优质碳素结构钢的维形锚具和直径50mm抽拔橡胶管。
（4）基本计算数据 表1 基本计算数据表 名 称 项
目 符 合 单位 数据 混 凝 立方强度 R
MPa 40 土 弹性模量 Eh MPa 3.3×104 轴心抗压标准强度 MPa
28.0 抗拉标准强度 MPa
2.60 轴心抗压设计强度 Ra MPa
23.0 抗拉设计强度 Rl MPa
2.15 预施应力阶段 极限压应力 0．70*
MPa
17.64 极限拉应力 0．70*
MPa
1.638 使用荷载 作用阶段 荷载组合Ⅰ：
极限压应力 0.5 MPa
14.0 极限主拉应力 0.8 MPa
