三装配式预应力混凝土简支t梁桥

吉林大学桥梁毕业设计（装配式预应力混凝土简支T形梁）目录第一部分前言第二部分设计任务书第三部分上部结构一设计资料……………………………………………二横截面布置……………………………………………三主梁内力计算……………………………………………四预应力纲束的估算与布置……………………………………………五主梁截面几何特性……………………………………………六承载能力极限状态计算……………………………………………七预应力损失计算……………………………………………八抗裂性验算……………………………………………九持久状况应力验算……………………………………………十短暂状态应力验算……………………………………………十一行车道板计算……………………………………………使二横隔梁计算……………………………………………十三支座计算……………………………………………第四部分下部结构设计一设计资料……………………………………………二盖梁计算……………………………………………三桥墩墩柱计算……………………………………………四钻孔灌注桩计算……………………………………………第五部分主要参考资料第六部分对设计的评价及心得体会前言一、设计简介：本设计主要依据设计任务书完成，因桥位横断面及地质资料不明，故本桥采用假设地质资料。

二、工程地质：水文地质条件（本设计为假设条件）；地基土上层为硬塑性粘土，土层厚度为8米，其地基土的比例系数m=15000KN/m4，桩周土极限摩阻力τ =60Kpa,σ容许承载力[σ0]=260Kpa；①中层为硬塑性亚粘土，土层厚度为7米，其地基比例系数m=18000KN/m4，桩周土极限摩阻力τ =70Kpa，容许承载力[σ0]=300Kpa；下层为中密粗沙加砾石，土层厚度为12米，其地基土的比例系数m=35000KN/m4，桩周土极限摩阻力τ =120Kpa，容许承载力[σ0]=450Kpa。

三、设计要点：设计荷载：汽-20，挂-100；地震基本烈度为7度桥梁设计宽度：桥面净宽：9+2×1.5m ；上部构造：预应力混凝土T型梁桥；下部构造：柱式墩台，钻孔灌注桩基础；标准跨径：40m ；计算跨径：39.96m；孔径长3+3×35+3 m，桥梁全长126m；钢筋：预应力钢筋：Φ15.24（7Φ5.0）钢铰线，后张法施工。

装配式简支T形梁桥，当跨径大于20m时，用钢筋混凝梁已经不太经济，应选用预应力混凝土梁。

我国已为25m、30m、35m、40m、50m跨径编制了后张法装配式预应力混凝土简支T形梁的标准图纸。

公路桥梁实际的T梁跨径已达到52m。

装配式预应力混凝土简支T形梁的结构尺寸和构造均应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(田G D62-2004)第9.4条的规定要求。

1)主梁、横隔梁的构造布置纵截面的主梁、横隔梁布置，原则上同钢筋混凝土梁桥，只是在预应力混凝土梁中常为了减轻吊装重量而将横隔梁中部挖孔。

2)横截面布置a．主梁间距与主梁片数横截面布置主要是主梁片数、主梁间距、主梁高度和主梁细部尺寸等的确定。

对于跨径较大的预应力钢筋混凝土筒支T形梁来说，从预应力梁的受力特点可知，通过加大翼缘宽度能够有效地提高截面的效率指标，所以主梁间距较普通钢筋混凝土梁有所增大，以采用1. 80 ~2.50m为宜。

b。

主梁高度与主梁细部尺寸桥跨如果不受建筑建筑高度的限制，主梁高度高一些可以节约钢筋配量。

对于桥跨受建筑高度限制的情况，主梁高度就要梁高度，主梁高度就要适当减小，相应地要适当增加主梁片数和钢筋配筋量。

主梁翼板厚度依据悬臂受力要求宜做成变厚度形式，翼缘悬臂端厚度一般不应小于0.1m，当预制T梁截面与梁之间采用横向整体现浇连接时，其翼缘悬臂端厚度不应小于0.14m。

在与腹板相连处的翼缘厚度一般不小于梁高的1/10，当该处设有承托时，翼缘厚度可计人承托加厚部分的厚度。

当承托底坡tanα大于1/3时，取1/3。

T梁截面的腹板宽度不应小于0.14m，其上下承托之间腹板高度，当腹板内设有竖向预应力钢筋时，不应大于腹板宽度的20倍，当腹板内不设竖向预应力钢筋时，不应大于腹板宽度的15倍，当腹板宽度有变化时，其过渡段长度不宜小于12倍的腹板宽度差。

c．截面基本尺寸3)装配式预应力混凝土简支T形梁的配筋特点装配式预应力混凝土简支T形梁中主要是预应力筋的布置，其它非预应力配筋可分为架立钢筋、箍筋、水平分布钢筋、锚固端加强钢筋网和力筋定位钢筋等。

桥涵通用图装配式预应力混凝土T形简支梁设计说明一、设计标准、技术规范及技术指标（一）设计标准1. 设计荷载：公路－Ⅰ级。

2. 路基宽度：整体式路基宽度34.50m，分离式路基宽度17.00m。

3. 桥面宽度：整体式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+ 0.60m(防撞护栏)+0.5m( 中央分隔带) +0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=34.5m；分离式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=17.00m 。

4. 设计安全等级：一级。

5. 环境类别：II类。

6. 环境的年平均相对湿度：80％。

（二）技术规范1.《公路工程技术标准》JTG B01－2014；2.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2015；3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004。

4.《公路桥梁抗震设计细则》JTG B02-01-20085.《公路工程抗震规范》JTG B02－20136.《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-20067.《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-20118.《钢筋混凝土用钢第1部分：热扎光圆钢筋》GB1499.1—20089.《钢筋混凝土用钢第2部分：热扎带肋钢筋》GB1499.2—200710.《钢筋混凝土用钢第3部分：钢筋焊接网》GB1499.3—201011.《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-201412.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370－201013.《预应力混凝土用金属波纹管》JG 225－2007（三）技术指标(见表－1)主要技术指标表表－1二、适用范围本图适用于正交及斜交桥梁上的简支体系桥面连续的预应力砼T梁。

三、主要材料（一）混凝土30、40m跨径T梁，预制主梁（梁肋、翼缘板和横隔板）及梁间湿接缝采用C50混凝土；桥面连续采用C40混凝土。

装配式混凝土简支T 型梁桥设计目录装配式钢筋砼简支T 型梁桥设计 (2)主梁设计 (3)一、结构尺寸拟定 (3)二、主梁内力计算 (6)（一）主梁的荷载弯矩横向分布系数 (6)（二）、内力计算 (12)1．恒载内力 (13)2、活载内力计算 (14)三、截面设计、配筋与验算。

(19)1）截面设计 (19)2）截面复核 (20)4）跨中截面的纵向受拉钢筋计算 (21)5）腹筋设计 (21)（4）箍筋设计 (22)（5）弯起钢筋及斜筋设计 (23)（6）斜截面抗剪承载力的复核。

(27)四、裂缝宽度验算 (28)五、变形验算 (29)装配式钢筋砼简支T 型梁桥设计（一）设计资料1、装配式钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计（1）桥面净空净—9+2×1m 人行道（二）设计荷载公路－I 级和人群荷载标准值为 3 kN m2（三）主梁跨径和全长标准跨径：lb=16.00 m (墩中心距离)；计算跨径：l =15.50 m (支座中心距离)；主梁全长：l全=15.96 m (主梁预制长度)。

（四）材料钢筋：主钢筋采用 HRB335，其它用钢筋采用 R235混凝土：C40（五）缝宽度限值：Ⅱ类环境（允许裂缝宽度 0.02mm）。

（六）设计依据①《公路桥涵设计通甩规范》（JTGD60－2004）②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）主梁设计一、结构尺寸拟定①主梁截面尺寸：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11 到1/16 之间，此设计中标准跨径为16m，拟定采用的梁高为1.60m，翼板宽1.7m，腹板宽0.18m。

②主梁间距和主梁片数：桥面净空：净—9+2×1.0m 人行道，采用7 片T 型主梁标准设计，主梁间距为 1.70m。

二、行车道板计算计算如图所示的 T 梁翼板，荷载为公路一级，桥面铺装为 9cm（计算行车道板安全考虑）的沥青混凝土和 8cm 的C40 混凝土垫层。

摘要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥，因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强，。

整体性好以及美观等多种优点。

本设计采用装配式简支T梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部分和支座等组成，显然主梁是桥梁的主要承重构件。

其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体，使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。

桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。

本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本设计采用27m标准跨径，合理地解决了这一问题。

在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计，完美地构造了一座装配式预应力混凝土简支T梁桥，所验算完全符合要求，所用方法均与新规范相对应。

本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用，这也正体现了我国桥梁的发展趋势。

关键词：预应力，简支T梁，后张法，应力验算xxx：3×28m装配式预应力简支T梁AbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses assembly type simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 27m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Key word: Pre-stressed，Simple support T beam，Tensioning，Stress checking calculation中国桥梁网目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (5)第1章桥型设计方案 (6)1.1方案一：预应力钢筋混凝土简支梁（锥型锚具） (6)1.1.1 基本构造布置 (6)1.1.2 设计荷载 (6)1.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥 (7)1.2.1方案简介 (7)1.2.2尺寸拟定 (7)1.2.3桥面铺装及纵横坡度 (8)1.2.4施工方法 (8)1.2.5总结 (8)1.3 桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案） (8)第2章上部结构设计 (9)2.1 计资料及结构布置 (9)2.1.1设计资料 (9)2.1.2横截面布置 (9)2.1.3横截面沿跨长变化 (12)2.1.4横隔梁的布置 (13)2.2 主梁作用效应计算 (13)2.2.1永久效应计算 (13)2.2.2可变作用效应计算 (15)2.2.3主梁作用效应组合 (25)2.3预应力钢束的估算及其位置 (26)2.3.1跨中截面钢束的估算和确定 (26)2.3.2预应力钢束布置 (27)2.4 计算主梁截面几何特征 (31)2.4.1 截面面积及惯矩计算 (31)2.4.2 截面静矩计算 (33)2.4.3 截面几何特性汇总 (34)2.5 预应力损失计算 (34)2.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (37)xxx：3×28m装配式预应力简支T梁2.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的损失 (37)2.5.3 混凝土弹性收缩引起的预应力损失 (38)2.5.4 由钢束应力松弛引起的损失 (39)2.5.5 混凝土收缩和徐变引起的损失 (41)2.5.6 预加力计算及钢束预应力损失汇总 (42)2.6 主梁截面承载力与应力验算 (45)2.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 (45)2.6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算 (48)2.6.3 持久状态构件的应力验算 (49)2.6.4 短暂状况构件的应力验算 (56)2.7 主梁端部的局部承压验算 (56)2.7.1 局部承压区的截面尺寸验算 (56)2.7.2 局部抗压承载力验算 (59)2.8 主梁变形验算 (59)第3章基础的设计 (62)3.1 盖梁的计算 (62)3.1.1荷载计算 (62)3.1.2 内力计算 (69)3.2 桥墩墩柱计算 (70)3.2.1 荷载计算 (70)3.2.2 截面配筋计算及应力验算 (72)3.3 钻孔灌注桩计算 (74)3.3.1荷载计算 (74)3.3.2 桩长计算 (75)结论 (77)致谢 (78)参考文献 (79)中国桥梁网前言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。

装配式预应力混凝土简支T型梁桥设计一·设计资料与构造布置：1.标准跨径：27.00（墩中心距离）桥梁全长：26.96m（主梁预制长度）计算跨径：26.00m（支座中心距离）2.主梁间距：2.1m桥宽14.7m 采用七片主梁预估尺寸如下图其中横梁采用5根，间距6.5m3.设计荷载：公路2级3车道；栏杆荷载3kN/m4.材料预应力筋：ASTM270级A s 15.2低松弛钢绞线每股6束钢筋：主筋选用HRB335，其它为R235.。

5.设计方法及依据：以概率论为基础的极限状态设计方法《公路桥涵设计通用规范》以下简称《桥规》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》以下简称《公预规》图6.结构尺寸：根据要求，横梁选用五根，如下二·尺寸拟定（1）主梁高度预应力简支梁高跨比通常为1/15~1/25标准设计中约为1/17~1/20。

为求经济近似取1/17故主梁高1.6m(2)主梁截面细部尺寸T梁翼缘的厚度主要为满足于局部荷载作用要求，根据构造规定，选端部厚度140mm,中间0.5m采用现浇刚性连接9.4.9条取管道间距50mm，保护层40mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定，根据经验马蹄面积占总截面积10%~20%为合适，初步拟定钢束按二层布置，一层三束（3）横截面沿跨长的变化主梁及翼板厚度沿跨长不变，距梁端160cm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。

马蹄从四分点附近开始向支点逐渐抬高，同时腹板加宽，如下图：其中横梁的有效宽度按《公预规》4.2.2长度L=12.6m ，横梁间距650cm，b+12h f’=15+12*14=183cm故取b f’（4）检验截面效率指标ρ上核心距:下核心距： 17912496.15Ks=25.26697.4217912496.15Kx=49.576697.4225.249.570.47160xxI cmAy IcmAyKs Kx h ==⨯(160-53.95)==⨯53.95++ρ===∑∑∑∑偏于粗重三、主梁的荷载横向分布系数1.跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M 法）计算抗弯参数θ和扭弯参数α0.40()0.0190.139G J J θ-3===+α====查G-M 图表得表1-3中数据用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值（如下图）对一、七号梁：333444750'()0.40.61850b b b b b K K K K K K =+-=+ 对二、六号梁：3324242500'()0.270.731850b b b b b K K K K K K =+-=+ 对三、五号梁：42424250'()0.1350.8651850b b b b b K K K K K K =+-=+ 对四号梁K ’=K 0绘制横向分布影响线图如下，求横向分布系数。

3×30m装配式预应力砼连续T梁桥华北水利水电学院土木与交通学院土木工程专业毕业设计任务书课题名称3×30m装配式预应力砼连续T梁桥设计指导教师汪志昊课题来源模拟课题类型AY1. 毕业设计依据1.1 设计依据1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），简称《标准》；2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG 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》（JTG D62-2004），简称《公预规》；4）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63--2007）；5）《桥梁工程》、《结构设计原理》、《基础工程》等教材。

1.2 设计方案上部结构采用装配式预应力混凝土T梁连续结构，下部结构采用桩柱式墩台。

1.3 技术标准1）桥梁跨径：3×30m；2）桥梁宽度：0.5m防撞护栏＋11m行车道＋0.5m防撞护栏；3）设计荷载：公路-I级；4）桥面横坡：1.5%；5）环境类别：I类；6）设计安全等级：一级。

1.4 主要材料混凝土：主梁用C50混凝土；立柱，盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，桩基采用C25混凝土。

桥面铺装采用10cm 厚沥青混凝土、三涂FYT-1改进型防水层和8cm 厚C50水泥混凝土调平层。

预应力筋：采用s φ15.2 高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值pk f =1860 MPa ，张拉控制应力取0.75pk f ，弹性模量51095.1?=p E MPa 。

锚具采用OVM 型锚具及其配套设备；套管、连接件和伸缩缝等根据需要和相关规范自行选取。

2. 毕业设计要求2.1开题报告在查阅资料、调研、充分理解课题内容和要求的基础上，写出开题报告。

开题报告要严格按照科技论文的格式编写，要注重调研原始资料的完整描述，文献查阅应在20篇以上，参考文献应在15篇以上，并在报告引用处注明编号。

开题目报告应针对题目进行分析，提出详细的工作计划，各个环节的工作量估算及时间安排，每个环节的计算及设计内容等。

装配式预应力砼T梁桥先简支后结构连续设计计算书河北邢汾高速公路项目装配式预应力砼T梁桥（先简支后结构连续）设计计算书本桥具体尺寸请参照邢汾高速公路《公路桥涵通用图》，跨径布置为：5×25m，5×30m 和4×40m三种。

一、主要技术标准（1）设计车道数：三车道；（2）荷载标准：公路-I级*1.3；（3）按全预应力构件进行设计；（4）设计安全等级：I级，结构重要性系数为1.1；二、计算依据（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；（2）部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；（3）部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；（4）公路桥梁通用图装配式预应力混凝土T梁桥（先简支后结构连续）上部构造（河北邢汾高速公路项目专用）；三、计算基本数据T梁横断面布置见图3-1，各种跨径跨中截面构造见图3-3~图3-4。

图3-1 T梁横断面布置边梁中梁图3-2 25mT梁跨中截面边梁中梁图3-3 30mT梁跨中截面边梁中梁图3-4 40mT梁跨中截面表3-1 T梁截面特性统计表（包括横向湿接缝）1、计算荷载（1）钢筋混凝土重力密度为26kn/m3；沥青混凝土重力密度为24kn/m3。

防撞护栏重量10kN/m，按照横向分布影响线值分配；（2）温度荷载：整体升温20℃，整体降温25℃；截面正温差梯度如图3-5所示，T1=14℃, T2=5.5℃；截面负温差梯度在正温差梯度的基础上乘以-0.5。

图3-5 04温度梯度模式（3）车道荷载：公路I级；冲击系数见表3-2。

表3-2汽车冲击系数统计表（4）（5）预应力荷载：采用strand1860钢绞线。

张拉控制应力1395mpa，参见表3-3，采用金属波纹管，管道摩阻系数0.25，局部偏差系数0.0015。

表3-3-1 一片T梁边梁钢绞线统计表表3-3-2 一片T梁中梁钢绞线统计表（6）支座沉降：将各墩分别沉降0.005m，由程序自动包络取最不利值；（7）横向分布系数采用刚接梁法进行计算，计算结果参见表3-4；表3-4 横向分布系数统计表注：1.计算比较2车道和3车道的横向分布系数，2车道控制设计。

中华人民共和国交通行业
公路桥涵通用图装配式预应力混凝土简支T梁桥上部构造
交通部专家委员会等编制
编号： 3-2
跨径： 30m
斜度： 0°
荷载：公路-Ⅰ级
桥面宽度：分离式路基24.5m
30m跨径装配式预应力混凝土简支T梁目录
序号内容图号页数
序号内容图号页数路基宽度：24.5m；跨径：30m 斜度：0°
1 说明共 3 页
2 主要工程材料数量表 1 共 1 页
3 上部构造标准横断面图
4 共 1 页
4 T梁一般构造（一）
5 共 1 页
5 T梁一般构造（二）
6 共 1 页
6 T梁预应力钢束布置图1
7 共 1 页
7 T梁预应力钢束定位钢筋布置图（一）18 共 1 页
8 T梁预应力钢束定位钢筋布置图（二）19 共 1 页
9 T梁梁肋钢筋布置图（一）20 共 1 页
10 翼板钢筋布置图（一）26 共 1 页
11 翼板钢筋布置图（二）27 共 1 页
12 T梁梁端封锚钢筋布置图（一）38 共 1 页
13 T梁梁端锚下钢筋布置图（一）44 共 1 页
14 端横隔梁钢筋布置图（一）46 共 1 页
15 中横隔梁钢筋布置图52 共 1 页
16 桥面现浇层钢筋布置图（一）58 共 1 页
17 桥面现浇层钢筋布置图（二）59 共 1 页
18 桥面连续构造图70 共 1 页。