第4章 预应力混凝土简支梁

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。

预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥对⽐分析预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对⽐分析⼀、预应⼒混凝⼟简⽀梁桥1、构造布置：常⽤跨径：20～50m之间，我国编制了后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁桥的标准设计，标准跨径为25m、30m、35m、40m。

主梁梁距：1.5～2.2m之间横梁布置：端横梁、中横梁（布置在跨中及四分点处）2、主要尺⼨：主梁：⾼跨⽐1/15～1/25；肋厚14～16cm；横梁：中横梁3/4h，端横梁与主梁同⾼，宽12～20cm，可挖空；翼板：不⼩于1/12h，⼀般为变厚度。

马蹄：为了满⾜布置预应⼒束筋的要求，应T 梁的下缘做成马蹄形。

（⼀）主梁1、梁⾼：我国后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁的标准设计有25，30，35，40m 四种，其梁⾼分别为1.25～1.45，1.65～1.75，2.00，2.30m。

标准设计中⾼跨⽐值约为1/17～1/20，其主梁⾼度主要取决于活载标准，主梁间距可在较⼤范围内变化，通常其⾼跨⽐在1/15～1/25 左右。

主梁⾼度如不受建筑⾼度限制，⾼跨⽐宜取偏⼤值。

增⼤梁⾼，只增加腹板⾼度，混凝⼟数量增加不多，但可以节省钢筋⽤量，往往⽐较经济。

2、肋厚：预应⼒混凝⼟，由于预应⼒和弯起束筋的作⽤，肋中的主拉应⼒较⼩，肋板厚度⼀般都由构造决定。

原则上应满⾜束筋保护层的要求，并⼒求模板简单便于浇筑。

国外对现浇梁的腹板没有预应⼒管道时最⼩厚度为200mm，仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm，既有纵向⼜有竖向管道的腹板需要380mm。

对于⾼度超过2400mm 的梁，这些尺⼨尚应增加，以减少混凝⼟浇筑困难，装配式梁的腹板厚度可适当减少，但不能⼩于165mm。

如为先张法结构，最低值可达125mm。

我国⽬前所采⽤的值偏低，⼀般采⽤160mm，标准设计中为140~160mm，在接近梁的两端的区段内，为满⾜抗剪强度和预应⼒束筋布置锚具的需要，将肋厚逐渐扩展加厚。

习题第四章轴心受力4.1 某现浇钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸为b×h=400mm×400mm，计算高度l0= 4。

2m,承受永久荷载产生的轴向压力标准值N G k=1600 kN,可变荷载产生的轴向压力标准值N Q k= 1000kN.采用C35 混凝土，HRB335级钢筋。

结构重要性系数为1.0。

求截面配筋。

（A s'＝3929 mm2）4。

2 已知圆形截面轴心受压柱，直径d=500mm，柱计算长度l0=3.5m。

采用C30 混凝土, 沿周围均匀布置6 根ф20的HRB400纵向钢筋，采用HRB335等级螺旋箍筋，直径为10mm,间距为s=50mm。

纵筋外层至截面边缘的混凝土保护层厚度为c=30mm。

求：此柱所能承受的最大轴力设计值。

（N u ＝3736.1kN）第五章正截面抗弯5.1已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×450mm，安全等级为二级,环境类别为一类,混凝土强度等级为C40，配置HRB335级纵向受拉钢筋4ф16（A S=804mm2 ), a s = 35 mm.要求:该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。

(M u ＝94kN-m）5.2已知某钢筋混凝土单跨简支板, 计算跨度为2。

18m，承受匀布荷载设计值g + q= 6.4kN/m2筋（包括自重),安全等级为二级,混凝土强度等级为C20,配置HPB235级纵向受拉钢筋，环境类别为一类。

要求：试确定现浇板的厚度及所需受拉钢筋面积并配筋.（板厚80mm,A s＝321 mm2）5。

3 已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×500mm，安全等级为二级，环境类别为一类，混凝土强度等级为C20，配置HRB335级纵向受拉钢筋，承受荷载弯矩设计值M=150kN-m.要求:计算受拉钢筋截面面积.（A s＝1451 mm2）5。

4 已知某钢筋混凝土简支梁,计算跨度5.7m，承受匀布荷载,其中:永久荷载标准值为10kN/m,不包括梁自重），可变荷载标准值为10kN/m，安全等级为二级，混凝土强度等级为C30，配置HRB335级纵向受拉钢筋。

第四章装配式简支梁桥的设计与构造钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥特点：属于单孔静定结构，受力明确、构造简单、施工方便，中小跨径桥梁中应用最广泛装配式施工方法特点：大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度第四章装配式简支梁桥的设计与构造Array第一节装配式简支梁桥的构造类型 第二节装配式钢筋混凝土简支梁桥 第三节装配式预应力混凝土简支梁桥第四节组合梁桥装配式简支梁桥构造类型的采用依据：跨径大小、是否施加预应力、运输和施工条件等 构造类型涉及内容：装配式主梁的横截面形式、沿纵截面上的横隔梁布置、块件的划分方式以及块件的连接集整第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式按主梁的截面形式分类Π形梁桥T 形梁桥箱形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型（c）（a)（b）(a)(b)(c)T形梁桥箱形梁桥Π形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式Π形梁桥说明：块件之间用穿过腹板的螺栓连接优点：截面形状稳定、横向抗弯刚度大、块件堆放、装卸、安装方便缺点：通常用钢筋网做配筋，难以做成刚度大的钢筋骨架经验结论：跨度较大时Π形梁桥混凝土、钢筋用量较T形梁桥大，构件重，一般用于6-12m的小跨径，目前很少采用第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式T形梁桥说明：主梁之间借助间距4-6m的横隔梁连接优点：制作简单、整体性好、接头方便缺点：截面形状不稳定、运输和安装较为复杂、构件在桥面板的跨中接头对板受力不利经验结论：常用跨径为7.5-20m（钢筋混凝土）、20-40m（预应力），目前在装配式简支梁中应用最广泛。

发展趋势：保证抗剪等条件下，减少梁肋（腹板）厚度，以期减少构件自重装配式简支梁桥的截面形式T 形梁桥第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式箱形梁桥说明：一般情况下受拉区混凝土不参与工作，多余箱梁底板增大自重，全截面受力预应力混凝土梁例外优点：抗扭能力大、横向抗弯刚度大、在预施应力、运输安装阶段单梁稳定性比T梁好、可做成薄壁结构、减少板厚节省钢筋缺点：箱梁薄壁构件预制施工较复杂、单根箱梁的安装质量通常比T梁大第一节装配式简支梁桥的构造类型装配式简支梁桥的截面形式其他说明：装配式梁桥通常借助沿纵向配置的横隔梁的接头和桥面板的接缝练成整体，以使桥上车辆荷载能分配给各主梁共同负担，鉴于横隔梁的抗弯刚度远比桥面板大，横隔梁对荷载分配起主要作用跨度内无横隔梁的装配式简支梁桥的主梁间的横向联系主要由加强桥面板来实现横隔梁高度大时可将其中部挖空，挖空部分边缘做成钝角并配置钢筋第一节装配式简支梁桥的构造类型块件划分方式装配式梁桥块件的划分遵循一般原则重量符合现有运输工具和起吊设备的承载能力 满足受力要求，接头尽量设在内力较小处尽可能少用接头，接头形式要牢固可靠构件便于预制、运输和安装块件形状和尺寸标准化块件划分方式钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用分块方式纵向竖缝划分纵向水平缝划分 纵横向竖缝划分第一节装配式简支梁桥的构造类型第一节装配式简支梁桥的构造类型块件划分方式纵向竖缝划分简支梁桥中应用最普遍（见上横截面图示）。

第四章简支梁设计计算(1)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第四章 简支梁（板）桥设计计算第一节 简支梁（板）桥主梁内力计算对于简支梁桥的一片主梁，知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用，就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力（弯矩M 和剪力Q ），有了截面内力，就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。

对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁（板）桥，通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力，跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化，弯矩可假设按二次抛物线规律变化，以简支梁的一个支点为坐标原点，其弯矩变化规律即为：)(42maxx l x lM M x -=（4-1） 式中：x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值；m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值；l —主梁的计算跨径。

对于较大跨径的简支梁，一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。

如果主梁沿桥轴方向截面有变化，例如梁肋宽度或梁高有变化，则还应计算截面变化处的主梁内力。

一 永久作用效应计算钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用，往往占全部设计荷载很大的比重（通常占60～90%），桥梁的跨径愈大，永久作用所占的比重也愈大。

因此，设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。

如果在设计之初通过一些近似途径（经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等）估算桥梁的永久作用，则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。

在计算永久作用效应时，为简化起见，习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。

因此，对于等截面梁桥的主梁，其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。

如果需要精确计算，可根据桥梁施工情况，将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样，按荷载横向分布的规律进行分配。

桥梁毕业设计预应力混凝土简支梁预应力混凝土简支梁是一种常见的桥梁结构，它通过预先施加高强度的钢缆或钢杆的预应力，能够有效地提高梁的承载能力、延长使用寿命。

本篇文章将针对桥梁毕业设计中预应力混凝土简支梁的相关内容展开详细的论述。

首先，预应力混凝土简支梁的设计要充分考虑弯曲变形、轴向拉力和剪切力的影响。

在预应力的施加过程中，可以利用悬臂法进行预应力的调整，以满足不同截面的受力需求。

同时，还需要根据梁的实际跨度、荷载和设计要求等因素进行综合考虑，确定梁的截面尺寸和预应力的大小。

在预应力混凝土简支梁的设计过程中，需要进行荷载分析和结构计算。

首先，进行静力分析，确定荷载的大小和作用位置，分析梁的受力情况。

然后，进行结构计算，包括弯矩计算、剪力计算、轴向拉力计算等。

根据计算结果，可以确定混凝土和预应力钢材的用量，并且评估结构的安全性。

对于预应力混凝土简支梁的施工过程也需要进行详细的论述。

首先，需要确定预应力杆的布置方案，确保预应力杆的布置符合设计要求。

然后，进行预应力的张拉和锚固，确保预应力杆能够正确地施加预应力到混凝土梁中。

同时，还需要对混凝土进行浇筑、养护等工艺操作，保证梁的质量和性能。

此外，还需要对预应力混凝土简支梁的结构性能进行评估和分析。

通过进行不同工况下的静力和动力分析，可以评估梁的结构性能，包括强度、刚度、变形等。

如果需要进一步提高梁的性能，可以通过优化设计和调整预应力的施加方式等。

最后，在完成设计和施工之后，还需要对预应力混凝土简支梁的使用寿命进行评估。

通过进行养护管理、监测和维修等工作，可以及时发现梁的损伤和变形，并采取相应的修复和加固措施，延长梁的使用寿命。

总之，预应力混凝土简支梁是一种重要的桥梁结构，其设计和施工需要综合考虑静力学、材料力学和结构力学等方面的内容。

通过科学合理的设计和施工，可以保证梁的安全性、经济性和持久性，为人们的出行提供便利和舒适。

预应力混凝土简支梁桥的施工流程一、梁身浇筑
1. 构筑模板,模板要牢固可靠,保证混凝土成型效果。

2. 安装钢筋,要按照设计图纸要求绑扎钢筋,保证钢筋不移位。

3. 在钢筋上安装预应力钢缆,钢缆的位置和间距要符合设计。

4. 浇筑混凝土,控制振捣,保证混凝土充实密实。

二、预应力施加
1. 等混凝土达到设计强度后,进行预应力拉锚。

2. 采用水压式拉力装置,控制施加预应力的大小。

3. 采取分步施加预应力的方法,记录每步施加的预应力值。

4. 测量混凝土应变,检验预应力的效果。

三、支座安装
1. 支座位置必须准确,无误差。

2. 使用螺栓或焊接固定支座。

3. 检查支座是否牢固,不允许松动。

4. 安装橡胶支座,调整至正确位置。

5. 支座周围灌注非收缩混凝土,保证支座不移动。

四、吊装就位
1. 制定吊装方案,确定吊装点位置。

2. 吊装前检查梁体及吊装系统,确认安全。

3. 起吊时,注意控制梁体的倾斜度。

4. 缓慢调整梁体到位,注意与支座对位。

5. 吊装完成后,及时拆除吊装系统。

五、整体调试
1. 检测支座反力、梁体内力,核对设计值。

2. 观察梁体与支座接触情况,检查是否正常。

3. 试车通行,检查梁体反应及动态特性。

4. 整改不符合要求的部分,确保主梁安全。

5. 完工验收,交工程监理部门审定。

预应力混凝土简支梁的类型预应力混凝土简支梁是一种常见的结构形式，它是由预应力混凝土材料制成的梁，被用于各种建筑和桥梁工程中。

预应力混凝土简支梁具有许多独特的特点和优势，使其在工程设计中得到广泛应用。

首先，预应力混凝土简支梁可以提供更大的跨度。

相比于普通混凝土梁，预应力混凝土梁可以通过在混凝土浇筑前施加预应力，从而有效增加其承载能力和强度。

这使得预应力混凝土简支梁能够跨越更长的距离，减少支点数量，提高结构的整体美观性。

其次，预应力混凝土简支梁具有更好的耐久性和抗震性能。

预应力混凝土梁在施工时通过预应力体系的应力传递，可以有效地减小荷载对混凝土的影响，提高梁的承载能力和抗震性能。

同时，预应力混凝土的高强度和良好的韧性使其能够承受更大的变形和振动，从而增强了整个结构的耐久性。

另外，预应力混凝土简支梁的施工速度快、周期短。

由于预应力混凝土梁的设计和制造过程相对简单，以及具备良好的施工技术和经验，因此可以实现较快的施工速度。

这不仅可以缩短工程建设周期，还可以减少对周围交通的影响，提高工程的安全性和可靠性。

最后，预应力混凝土简支梁在结构设计中还具有一定的灵活性。

预应力混凝土梁可以根据不同工程要求进行灵活的设计，通过调整预应力的施加方式和位置，使梁的变形和应力分布满足结构设计要求，从而得到最佳的结构性能和经济性。

综上所述，预应力混凝土简支梁作为一种特殊的结构形式，具有许多独特的优势。

在工程设计中，我们可以根据具体的需求和要求，合理选择预应力混凝土简支梁作为结构材料，以实现更好的工程效果。

同时，我们还应该注重施工和监测过程中的技术要求，确保预应力混凝土简支梁的质量和安全性。

相信在未来的工程建设中，预应力混凝土简支梁会继续发挥重要的作用，为我们创造更美好的城市环境。

预应力混凝土简支梁桥的施工工艺一、引言预应力混凝土简支梁桥具有结构轻巧、施工周期短等优点，被广泛应用于公路和铁路等基础设施建设中。

本文将介绍预应力混凝土简支梁桥的施工工艺，包括基础施工、支座安装、梁体浇筑、张拉预应力杆和桥面铺装等步骤。

二、基础施工1.场地准备：根据设计要求，清除场地上的杂草和碎石，进行场地平整。

2.基坑开挖：根据设计要求和地质情况，采用机械或人工开挖基坑，确保基坑的尺寸和形状符合要求。

3.基础浇筑：在基坑中铺设钢筋网，按照设计要求浇筑混凝土基础，确保基础的强度和稳定性。

4.基础养护：对新浇筑的混凝土基础进行养护，包括湿润养护和遮阳养护，以保证基础的强度和稳定性。

三、支座安装1.支座安装准备：根据设计要求和施工方案，准备预应力锚具和支座装置，并进行检验和测试，确保其符合要求。

2.支座安装：根据设计要求，将支座装置安装在梁底板上，并固定好。

同时，根据梁端预留的孔洞，安装预应力锚具。

3.张拉预应力杆：通过张拉设备，按照设计要求对预应力杆进行张拉，产生预应力作用。

4.支座调整：根据设计要求，调整支座装置的高程和水平位置，确保支座装置的稳定性和平衡性。

四、梁体浇筑1.梁体浇筑准备：根据设计要求和施工方案，准备梁体模板、支撑和脚手架等，并进行检验和测试，确保其符合要求。

2.梁体浇筑：在支座处设置伸缩缝，避免温度变形对梁体的影响。

按照设计要求，将混凝土浇筑到梁体模板中，并进行振捣和养护。

3.伸缩缝处理：待混凝土凝固后，对伸缩缝进行处理，包括清理缝口、填充橡胶垫和密封剂等，以保证伸缩缝的正常使用。

五、张拉预应力杆1.张拉设备准备：根据设计要求和施工方案，准备张拉设备和张拉锚具，并进行检验和测试，确保其符合要求。

2.张拉预应力杆：根据设计要求，通过张拉设备对预应力杆进行张拉，产生预应力作用，并固定预应力杆的锚固长度。

3.张拉监测：在张拉过程中，对预应力杆进行监测，包括张拉力和变形等参数的测量，以保证预应力的准确施加。

预应力混凝土简支梁设计在现代建筑和桥梁工程中，预应力混凝土简支梁因其出色的性能和经济性得到了广泛的应用。

预应力混凝土简支梁的设计是一项复杂而关键的工作，需要综合考虑多种因素，以确保其结构的安全性、适用性和耐久性。

预应力混凝土简支梁的设计首先要明确其使用功能和荷载条件。

使用功能决定了梁的跨度、截面尺寸和外形等基本参数，而荷载条件则包括恒载（如梁自身的重量）、活载（如人员、车辆等的重量）以及可能存在的风载、地震作用等。

在确定荷载时，需要根据相关的规范和标准进行准确的计算和取值，以保证设计的可靠性。

材料的选择也是设计中的重要环节。

混凝土的强度等级应根据工程的要求和环境条件来确定，一般常用的强度等级有 C30、C40 等。

对于预应力钢筋，通常采用高强度的钢丝、钢绞线或螺纹钢筋，其性能应符合国家标准和设计要求。

同时，还需要考虑普通钢筋的配置，以增强梁的抗裂性和承载能力。

梁的截面设计是预应力混凝土简支梁设计的核心内容之一。

截面的形状和尺寸直接影响梁的受力性能和经济性。

常见的截面形状有矩形、T 形和箱形等。

在设计截面时，需要根据梁的跨度、荷载大小以及施工条件等因素进行综合考虑。

一般来说，为了提高梁的抗弯能力，截面的高度应尽可能大，但同时也要考虑建筑净空和美观等要求。

预应力的施加是预应力混凝土简支梁的重要特点。

预应力的大小和分布应根据梁的受力情况进行合理设计。

通过在混凝土梁中预先施加压应力，可以有效地抵消在使用阶段可能产生的拉应力，从而提高梁的抗裂性能和承载能力。

预应力的施加方式有先张法和后张法两种。

先张法是在混凝土浇筑前将预应力钢筋张拉并锚固在台座上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后放张预应力钢筋，使其对混凝土产生预压应力。

后张法则是在混凝土浇筑并养护达到一定强度后，在预留的孔道中穿入预应力钢筋，然后进行张拉和锚固。

在设计过程中，还需要对梁的正截面和斜截面承载力进行计算和验算。

正截面承载力计算主要是确定梁在受弯状态下的承载能力，确保其能够承受设计荷载而不发生破坏。