铁路预应力混凝土简支梁的设计

课程名称：《桥梁工程概论》设计题目：预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计院系：专业：学号：姓名：元芳指导教师：联系方式：西南交通大学峨眉校区2012年6 月 2 日课程设计任务书专业0 姓名学号开题日期：2012-5-15完成日期：2012-6-3题目：预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计一、设计的目的通过本次预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计，掌握并巩固课堂所学知识二、设计的内容及要求设计内容：1、计算桥面板内力（最大弯矩和剪力）；2、计算主梁内力（跨中弯矩和剪力及支座处最大剪力），进行强度检算；要求：1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求，形成电子文档，并打印成文本上交，同时电子文档也须上交。

2、本课程设计期末考试时必须交三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章设计资料 (4)1.1 设计资料 (4)第二章主要尺寸拟定 (4)2.1 尺寸拟定 (4)第三章行车道板的计算 (9)3.1 桥面板恒载计算 (9)3.2 铰接板的内力计算 (10)第四章主梁内力计算 (8)4.1 求横向分布系数 (8)4.2 主梁内力计算 (11)第五章荷载效应组合.............................................................. 错误！未定义书签。

5.1 承载力极限状态设作用效应组合................................ 错误！未定义书签。

5.2 正常使用极限状态设作用效应组合............................ 错误！未定义书签。

第六章截面验算 (23)6.1 持久状况承载能力极限状态计算 (23)6.2 持久状况正常使用极限状态计算 (23)6.3 挠度验算 (24)第七章设计小结 (23)325/kN m 12.14/kN m 324/kN m 323/kN m 26.1p L m=23.5/kN m 43.4510c E MPa=⨯一、设计资料1、计算跨径：2、设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载人行道重力：预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸：行车道宽度为 8.5m ，人行道宽度为 0.75m ，每片梁行车道板宽2.00m4、行车道板间连接形式：刚性连接3、铺装层及其各项指标：桥面铺装层外边缘处为2cm 的沥青表面处治（重力密度 ）和6cm 厚的混凝土三角垫层（重力密度 ），桥面横坡 1.5%4、其他数据：弹性模量5、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004）8、设计方法：承载能力极限状态法二、主要尺寸拟定① 主梁高度公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11～1/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/15～1/25，随跨度增大而取较小值,本课程设计采用1350mm 的主梁高度② 梁肋厚度常用的梁肋厚度为15cm - 18cm ，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。

铁路全预应⼒混凝⼟简⽀梁结构检算（容许应⼒法）铁路全预应⼒混凝⼟简⽀梁结构检算依据《铁路桥涵钢筋混凝⼟和预应⼒混凝⼟结构设计规范》（TB10002.3-2005/J462-2005）⽬录预应⼒度 .............................................................................................................................................. 1 1、按破坏阶段检算截⾯抗弯强度 .................................................................................................... 1 2、按破坏阶段检算截⾯抗剪强度.................................................................................................... 2 3、预应⼒钢筋预应⼒损失计算根据规范6.3.4 ............................................................................. 2 4、按弹性阶段计算截⾯应⼒............................................................................................................ 3 5、按弹性阶段检算运营等阶段构件内的应⼒................................................................................ 3 6、按弹性阶段检算预加应⼒、运送、安装阶段构件内的应⼒.................................................... 4 7、按弹性阶段计算梁的变形（挠度和转⾓） .. (4)预应⼒度0.7cσλσ=≥ 根据规范6.1.3 1、按破坏阶段检算截⾯抗弯强度（1）对于矩形截⾯或翼缘位于受拉边的T 形截⾯受弯构件，根据规范6.2.2()()0002c pa p p s s s x KM f bx h A h a f A h a σ??''''''≤-+-+-()20.4p a x h '≤≤ 对于单筋截⾯梁，0.4p x h ≤即保证构件的破坏类型为塑性破坏；对于双筋截⾯梁，2x a '<时上述公式的计算假设条件已经变化，故公式不适⽤，因此采⽤新公式计算：()()0p p s s KM f A f A h a '≤+-（2）对于翼缘位于受压区的T 形截⾯受弯构件，根据规范6.2.3○1 当p p s s pa p s s c f f f A f A A f A f b h σ''''''+--≤时，应按宽度为f b '的矩形截⾯计算，fb '按本规范4.3.2计算；○2 当○1的条件不满⾜时，应按下式计算：()()()000022f c f fpa p p s s s h x KM f bx h b b h h A h a f A h a σ'??''''''''≤-+--+-+-?? ? ???????2、按破坏阶段检算截⾯抗剪强度（1）受弯构件斜截⾯的抗弯强度根据规范附录C 之C.0.1()()p p p pb pb s s s v v KM f A Z A Z f A Z A Z ≤∑+∑+∑+∑（2）受弯构件斜截⾯的抗剪强度根据规范附录C 之C.0.2cv b KV VV ≤+cv V bh =0100100 3.5p pb sA A A p bh µ++==?≤ vv v A s bµ=） 0.9sin b p pb V f A α=∑3、预应⼒钢筋预应⼒损失计算根据规范6.3.4（1）钢筋与管道之间的摩阻1L σ()11kx L con e µθσσ-+??=-??（2）锚头变形、钢筋回缩和分块拼装构件的接缝压缩2L σ2L p L E Lσ?=（3）台座与钢筋之间的温度差3L σ（仅先张法考虑）()3212L t t σ=-（4）混凝⼟的弹性压缩4L σ4L p c n Z σσ=（可按最⼤损失计算，即计算最先张拉的预应⼒钢筋的损失）（5）钢筋的应⼒松驰5L σ5L con σξσ=?（6）混凝⼟的收缩和徐变6L σ60.8112p co p L n An E σ?εσ?µρ∞∞∞+=++ ??p p s s n n A n A A µ+= 221AA e iρ=+（7）预应⼒钢筋与锚圈⼝的摩擦及喇叭⼝摩擦7L σ（试验测定）4、按弹性阶段计算截⾯应⼒（1）由预加应⼒产⽣的混凝⼟正应⼒计算（根据规范6.3.5）○1 未扣除混凝⼟收缩、徐变引起的损失时 0p p cN N e y Aσ=±○2 扣除除混凝⼟收缩、徐变引起的损失后 16c ci cL σσσ=-（2）由计算荷载在混凝⼟、预应⼒钢筋及⾮预应⼒钢筋中产⽣的应⼒（根据规范6.3.6）c N My A Iσ=± p p c o n σσ= s s c sn σσ= （3）梁斜截⾯的混凝⼟主拉应⼒和主压应⼒计算（根据规范6.3.7）2tp cx cy cp σσσσ+-=+ 1010f cx c K My I σσ=±pv pv pvcy pvn a bs σσ=1pb c f V s K bIττ?=-5、按弹性阶段检算运营阶段构件内的应⼒（1）对不允许出现拉应⼒的构件，其抗裂计算（根据规范6.3.9）○1 受弯构件正截⾯抗裂 f c c tK f σσγ≤+ 02S W γ= ○2 斜截⾯抗裂0.6tp ct cp c f f σσ≤≤ （2）运营荷载作⽤下正截⾯混凝⼟压应⼒（根据规范6.3.10）○1 主⼒组合时 0.5c cf σ≤ ○2 主⼒加附加⼒组合时 0.55c cf σ≤ （3）运营荷载作⽤下，正截⾯混凝⼟受拉区应⼒（根据规范6.3.11）0ct σ≤（4）运营荷载作⽤下预应⼒钢筋最⼤应⼒（根据规范6.3.13）0.6p pk f σ≤（5）承受疲劳荷载作⽤的构件应检算钢筋应⼒幅（根据规范6.3.14）11p pq s sq σασσασ?=?=（6）运营荷载作⽤下混凝⼟的最⼤剪应⼒（根据规范6.3.15）0.17c p c f τττ=-≤（7）箍筋设计与计算（根据规范6.3.16~17）2tp f K σ≤时仅构造配筋，否则箍筋数量按承受主拉应⼒的60%计算，箍筋间距计算确定：1 0.6s vv tp f A s bK σ=6、按弹性阶段检算预加应⼒、运送、安装阶段构件内的应⼒（1）预应⼒钢筋的锚下控制应⼒（根据规范6.4.1）10.75con p L pk f σσσ=+≤（2）传⼒锚固时预应⼒钢筋的应⼒（根据规范6.4.3）()1240.65p con L L L pk f σσσσσ=-++≤（3）传⼒锚固或存梁阶段计⼊构件⾃重作⽤后（根据规范6.4.4）○1 混凝⼟压应⼒ c c f σα'≤ ○2 混凝⼟拉应⼒ 0.7ct ctf σ'≤ （4）由于临时超张拉在混凝⼟中产⽣的压应⼒（根据规范6.4.5）0.8c c f σ'≤（5）锚下混凝⼟抗裂计算（根据规范6.2.8）cf c c c K N f A β≤……（余略去，见规范条款）7、按弹性阶段计算梁的变形（挠度和转⾓）计算预应⼒混凝⼟结构的变形时截⾯抗弯刚度B 的计算（根据规范6.3.19）10p c B E I ββ= 110.520.950.45p λλββλ+-==- λ－预应⼒度简⽀梁的相关挠度和转⾓由材料⼒学公式计算。

高速铁路预应力混凝土简支梁静载试验方法及检验评定标准(送审稿)[1].TB中华人民共和国铁道行业标准TB/T××××—2000高速铁路预应力混凝土简支梁静载试验方法及检验评定标准（送审稿）2000- - 发布2000- - 实施中华人民共和国铁道部发布- 1 -TB/T××××—2000目次1范围……………………………………………………………………………2引用标准………………………………………………………………………3高速梁静载试验检验项目及质量指标………………………………………4试验梁条件及龄期………………………………………………………………5试验设备及仪器………………………………………- 2 -…………………………6加载点间距及数量………………………………………………………………7加载方法及其控制方式…………………………………………………………8千斤顶配套标定及线性回归计算………………………………………………9梁体变形的测量方法及测量要求………………………………………………10裂缝分类及标记方法………………………………………- 3 -……………………11 支座及安装要求…………………………………………………………………12 检验类别及试验梁抽样办法……………………………………………………13 试验梁安装就位及试验前准备…………………………………………………14 静载试验计算单…………………………………………………………………15 加载程序及操作方法…………………………………………- 4 -16 受力裂缝的验证及判定…………………………………………………………17 试验结果分析及试验结论评定标准……………………………………………18 试验记录及试验报告……………………………………………………………19 不合格的加倍试验………………………………………………………………20 加倍试验不合格梁的处理…………………………………………- 5 -21 安全及防护措施………………………………………………………………附录 A 高速铁路预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲抗裂试验加载计算单附录B 静载弯曲抗裂试验表格附录C 等效荷载加载图示修正系数附录D 未完成的应力损失计算用表TB/T××××—2000前言高速（含准高速）铁路预应力混凝土简支梁静载弯曲抗裂试验是混凝土结构性能试验的主要内容，是检验桥梁使用性能这一关键项点、综合指- 6 -标的重要技术手段，而静载试验方法是试验所必须遵从的技术标准；检验评定标准是正确判定桥梁合格与否的唯一技术依据。

浅谈高速铁路48m预应力混凝土简支梁施工技术高速铁路建设是近年来我国交通基础设施建设的重点之一，在其中，预应力混凝土简支梁施工技术的应用也日臻完善。

本文将就相关技术进行探讨。

一、 48m预应力混凝土简支梁的特点48m预应力混凝土简支梁有许多独特的特点，首先就是梁的跨度长度，它是相对较长的。

另外，它采用了预应力混凝土，增加了梁的承载能力。

因此，48m预应力混凝土简支梁在高速铁路建设中占有重要的地位。

二、施工技术流程预制工厂梁的生产是48m预应力混凝土简支梁的施工技术的关键所在。

首先，需要按照设计要求，在预制厂内制造梁。

在制造过程中，需要将预制的钢筋进行张拉，在混凝土灌注之前，预应力设备要进行调试和检测，以确保钢筋的预张拉量符合施工设计。

当预制梁经过一个周期的维护后，需要进行现场的运输，这是一个关键的步骤，需要保证运输过程中的振动和碰撞不会对梁造成损害。

运输中还需要注意梁的积水问题，以避免在梁的表面形成裂缝。

到达施工现场之后，需要将梁放置在普通带模台盘上进行安装。

在进行拱形安装模板的搭建和调节后，需要钢模板进行支承，以防止梁变形。

在梁的安装过程中，还需要使用模板偏心和后张拉技术进行梁的调整和保护，以确保梁的使用质量。

三、施工质量控制在48m预应力混凝土简支梁施工过程中，需要监控质量，以确保施工过程中不会出现失误和缺陷。

在施工前，需要进行验收和检查，判断梁是否符合设计要求。

在运输和安装过程中，也需要密切监视，并采取相应的措施。

在施工现场，测量设备的使用十分重要。

需要采用先进的测量仪器和技术，及时发现问题，确保施工效果。

此外，施工作业人员的素质和考核也至关重要。

四、总结48m预应力混凝土简支梁施工技术的应用越来越广泛，在行业内具有重要的地位。

随着技术的不断进步和完善，我们相信该技术将为交通基础设施建设作出更大的贡献。

单线无砟轨道31.5m预应力混凝土简支梁设计说明一、设计范围本梁为新建盘锦至营口铁路客运专线单线无砟轨道预应力混凝土简支梁，计算跨度：31.5m。

二、设计采用规范及规定1．《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设[2007]47号）2．《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）3．《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）4．《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）5．《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（2003.6）6．《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）及铁建设[2007]140号“关于发布《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》等两项铁路工程建设标准局部修订条文的通知”。

7.《客运专线无砟轨道铁路设计指南》(铁建设函[2005]547号)8.《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》三、主要技术标准及设计荷载（一）主要技术标准1. 铁路等级：客运专线铁路。

2. 正线数目：单线。

3. 设计速度：设计最高时速250km/h。

4. 曲线半径：直线及曲线半径R≥1000m。

5. 轨道类型：Ⅰ型板式无砟轨道。

7. 环境：一般大气条件下无防护措施的地面结构，环境类别为T1、T2碳化环境。

8. 地震设防烈度：Ⅵ～Ⅷ度，设计地震水平动峰值加速度Ag=0.05g～0.2g。

9. 施工方法：预制架设施工。

10.设计使用年限：正常使用条件下设计使用寿命为100年。

（二）设计荷载1. 恒载（1）自重+二期恒载：自重按照混凝土容重25kN/m 3计算,二期恒载按下表计算。

（2）混凝土收缩徐变的影响：按照《铁路桥涵设计基本规范》中4.4.5条计算。

2. 活载（1）设计活载：ZK 标准活载和ZK 特种活载。

（2）动力系数：《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》中6.2.10条： 动力系数：a.计算剪力时：913.02.0996.01+-=φφLb.计算弯矩时：851.02.0494.12+-=φφL式中L υ为加载长度。

毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。

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学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。

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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。

30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计1. 引言本文档旨在介绍一个关于设计30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。

设计的主要目标是满足承载能力、稳定性和耐久性要求，同时考虑施工可行性和经济性。

2. 桥梁参数•梁长：30米•梁宽：3米•梁高：1.5米•荷载要求：根据设计要求和规范确定3. 结构设计3.1 梁截面设计根据桥梁的跨度和荷载要求，选择适当的梁截面形式。

本设计选择T型梁截面，可以提供足够的强度和刚度，同时便于施工。

T型梁的下翼缘和上翼缘由3层混凝土构成，钢筋混凝土梁板和纵向预应力钢筋共同工作。

采用预应力设计可以提高梁的承载能力和延性，确保桥梁的安全性。

3.2 荷载分析根据设计要求和规范，确定桥梁的荷载特性和组合荷载。

荷载分析是桥梁设计的重要部分，需要考虑静力和动力荷载以及其组合。

静力荷载包括自重、活荷载和永久荷载等。

动力荷载包括风荷载和地震荷载等。

组合荷载需按照规范要求进行合理组合。

3.3 预应力设计预应力设计是为了提高桥梁的承载能力和延性，减小变形和裂缝。

预应力可以通过施加预应力钢筋或预应力束来实现。

预应力设计需要确定预应力钢筋的数量、强度和布置方式。

预应力筋的预应力张拉和锚固需要注意施工的可行性和安全性。

4. 施工可行性和经济性考虑在桥梁设计中，施工可行性和经济性也是需要考虑的重要因素。

设计应该遵循合理、规范的施工要求，确保桥梁的安全性和质量。

施工可行性考虑方面包括施工工艺、材料选用、施工方法和设备等。

经济性考虑方面包括成本控制、材料节约和工期等。

5. 结论本文档详细介绍了30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。

设计中考虑了梁截面设计、荷载分析、预应力设计以及施工可行性和经济性的要求。

通过合理的设计和施工，可以确保桥梁的安全性和可靠性。