第十二章 预应力混凝土简支梁设计
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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。
预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁是一种常见的桥梁结构形式,具有结构简单、施工方便、经济适用等优点。
在设计过程中,需要考虑材料的力学性能、结构形式、施工工艺等因素,以确保桥梁的安全性和耐久性。
本文将介绍预应力混凝土简支梁的设计方法,并举例说明其应用。
预应力混凝土简支梁的材料主要包括混凝土、钢筋和预应力钢绞线。
混凝土应选择强度等级较高、收缩量小、耐磨性好、抗冻性好、抗腐蚀性强的材料。
钢筋应选择具有较高屈服强度和抗拉强度的材料。
预应力钢绞线应选择具有较高强度、低松弛性能和良好的耐久性的材料。
预应力混凝土简支梁的结构设计主要包括梁的截面尺寸、配筋和预应力钢绞线的布置。
截面尺寸应根据桥梁的跨度、荷载和材料性能等因素进行设计。
配筋应考虑梁的强度和刚度要求,同时要满足构造要求。
预应力钢绞线的布置应考虑梁的受力特点和施工工艺要求。
预应力混凝土简支梁的预应力分析主要包括预应力损失和应力分布的计算。
预应力损失主要包括锚具损失、钢筋回缩损失、混凝土收缩徐变损失等。
应力分布计算需要考虑梁的荷载分布、边界条件和预应力作用等因素。
预应力混凝土简支梁的施工工艺主要包括模板制作、钢筋加工、预应力钢绞线张拉、混凝土浇筑和养护等环节。
模板制作应考虑梁的形状和尺寸要求,同时要保证其稳定性和刚度。
钢筋加工应按照设计要求进行,确保位置准确、焊接牢固。
预应力钢绞线张拉应按照规定的张拉程序进行,确保张拉质量和安全。
混凝土浇筑和养护应控制好温度和湿度,保证混凝土的质量和强度。
某城市的一座桥梁需要设计一座跨度为20m的预应力混凝土简支梁。
根据设计要求,该桥梁的荷载等级为汽-20,挂-100。
材料的力学性能参数如下:混凝土的抗压强度为C50,抗拉强度为75N/mm2;钢筋采用HRB400级钢筋,屈服强度为400N/mm2;预应力钢绞线采用PSB830级钢绞线,抗拉强度为830N/mm2。
该桥梁的跨度为20m,根据跨度和荷载等级要求,我们可以选择截面尺寸为5m×0m的矩形截面。
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。
全预应力混凝土简支梁设计算例一、设计资料1. 桥梁跨径及桥宽标准跨径:m L k 30=(墩中心距),主梁全长:L =29.96m ,计算跨径:f L =29.16m ,桥面净宽:净9+2×1m 。
2. 设计荷载公路—Ⅱ级车辆荷载,人群荷载3.5KN/m 2,结构重要性系数1.10=γ。
3. 材料性能参数 (1)混凝土强度等级为C40,主要强度指标为: 强度标准值 MPa f MPa f tk ck 4.2,8.26== 强度设计值 MPa f MPa f td cd 65.1,4.18== 弹性模量 MPa E c 41025.3⨯=⑵ 预应力钢筋采用1×7标准型_15.2_1860_II_GB/T 5224——1995钢绞线, 其强度 指标为:抗拉强度标准值 MPa f pk 1860= 抗拉强度设计值 MPa f pd 1260= 弹性模量 MPa E p 51095.1⨯= 相对界限受压区高度 4.0=b ξ⑶普通钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标为: 抗拉强度标准值 MPa f sk 335= 抗拉强度设计值 MPa f sd 280= 弹性模量 MPa E s 5100.2⨯= 4.主梁纵横截面布置 各部分截面尺寸跨中截面毛截面几何性质为:截面面积c A =0.7018×106mm 2;截面重心至构件上缘的距离cs y =475.4mm ; 截面重心至构件下缘的距离cx y =824.6 mm ; 截面惯性矩c J =0.1548×1012 mm 4。
5.内力计算主梁内力计算的方法将在《桥梁工程》中进一步学习,在此仅列出内力计算的结果。
(1)恒载内力按预应力混凝土分阶段受力的实际情况,恒载内力按下列三种情况分别计算: ①预制主梁(包括横隔梁) m KN g /66.1635.13.151=+= ②现浇混凝土板自重 m KN g /25.22=③后期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆等) m KN g /51.624.027.63=+= 恒载内力计算结果如表1所示。
《钢筋混凝土结构设计》——预应力钢筋混凝土T 形简支梁设计一、设计目的通过本课程的课程设计,要达到以下目的:1)熟悉预应力混凝土简支梁桥主梁设计计算的一般步骤,独立完成预应力混凝土简支梁桥主梁的设计;2)了解预应力混凝土桥梁的一般构造及钢筋构造,并能根据计算结果配置主梁中的钢筋,正确绘制施工图。
二、设计资料(1)桥梁跨径与桥宽标准跨径:40m (墩中心距离) 主梁全长:39.96m计算跨径:39.00m桥面宽度:净—14m+2×1.75m=17.5m 。
(2)设计荷载:公路—II 级,人群荷载详见附表1,每侧行人栏杆、防撞栏的重力分别为1.52KN/m和4.99KN/m ,结构重要性系数0.10=γ,单号按全预应力混凝土构件设计,双号按部分预应力A 类混凝土构件设计。
(3)材料性能参数及工艺混凝土:主梁采用C50,栏杆及桥面铺装用C30。
预应力钢束采用2.15S φ钢绞线,每束6根钢绞线,OVM 型锚具。
采用内径70mm 、外径77mm 的波纹预埋管形成预应力钢束孔道。
普通钢筋直径大于和等于10mm (纵向受力钢筋),采用HRB335钢筋;直径小于10mm(箍筋和构造钢筋)的均用HPB300钢筋。
T 型梁采用后张法预应力工艺张拉预应力,预应力筋张拉控制应力ptk con f 75.0=σ。
(4)设计计算基本数据1)混凝土C50主要强度指标为:强度标准值32.4, 2.65ck tk f Mpa f Mpa == 强度设计值22.4, 1.83cd td f Mpa f Mpa==强度模量43.4510c E MPa =⨯ 考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束,张拉预应力钢束时混凝土抗压、抗拉强度标准值,MPa f MPa f tk ck51.26.29''==2)预应力钢筋其强度指标为: 抗拉强度标准值 1860pk f MPa = 抗拉强度设计值1260pd f Mpa=弹性模量51.9510c E MPa =⨯ 3)普通钢筋纵向抗拉普通钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标为 抗拉强度标准值 335sk f MPa = 抗拉强度设计值280sd f MPa=弹性模量52.010s E MPa =⨯ 箍筋及构造钢筋采用HPB300钢筋,其强度指标为 抗拉强度标准值 MPa f sk 300= 抗拉强度设计值 MPa f sd 195= 弹性模量 MPa E s 5101.2⨯=二、结构横截面布置(1)主梁间距与主梁根数主梁间距通常随着梁高于跨径的增大而加宽较为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面有效指标也有效。
目录【桥梁工程】课程设计任务书---------------------------------------------2桥梁设计说明------------------------------------------------------------------3计算书---------------------------------------------------------------------------4参考文献------------------------------------------------------------------------24桥梁总体布置图---------------------------------------------------------------25主梁纵、横截面布置图-----------------------------------------------------26桥面构造横截面图-----------------------------------------------------------27【桥梁工程】课程设计任务书一、课程设计题目 (10人以下为一组)1、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计〔标准跨径为25米,计算跨径为24.5米,预制梁长为24.96米,桥面净空:净—8.5+2×1.00米〕二、设计根本资料1、设计荷载:公路—Ⅱ级,人群3.0KN/m2,每侧栏杆及人行道的重量按4.5 KN/m计2、河床地面线为〔从左到右〕:0/0,-3/5,-4/12,-3/17,-2/22,-2/27,0/35〔分子为高程,分母为离第一点的距离,单位为米〕;地质假定为微风化花岗岩。
3、材料容重:水泥砼23 KN/m3,钢筋砼25 KN/m3,沥青砼21 KN/m34、桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为2.00米三、设计内容1、主梁的设计计算2、行车道板的设计计算3、横隔梁设计计算4、桥面铺装设计5、桥台设计四、要求完成的设计图及计算书1、桥梁总体布置图,主梁纵、横截面布置图〔CAD出图〕2、桥面构造横截面图〔CAD出图〕3、荷载横向分布系数计算书4、主梁内力计算书5、行车道板内力计算书6、横隔梁内力计算书五、参考文献1、【桥梁工程】,姚玲森,2005,人民交通出版社.2、【梁桥】〔公路设计手册〕,2005,人民交通出版社.3、【桥梁计算例如集】〔砼简支梁〔板〕桥〕,2002,人民交通出版社.4、中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准〔JTG B01-2003〕.北京:人民交通出版社,20045、中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用标准(JTG D60-2004)含条文说明.北京:人民交通出版社,20046、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准(JTG D62-2004)含条文说明六、课程设计学时2周桥梁设计说明桥梁设计包括纵.横断面设计和平面布置。
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。
除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。
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第十二章预应力混凝土结构的基本概念及其材料Basic Concept and Materials of PC Structure本章主要内容:预应力混凝土结构的概念、特点、分类;yy预应力度、消压弯矩、全预应力混凝土结构、部分预应力混凝土结构的基本概念;y预应力混凝土结构的基本工作原理;y先张法和后张法的施工工艺、相同和不同点;y预应力混凝土结构对混凝土、预应力钢筋的要求;y锚具的分类及其受力原理;y预应力混凝土结构的三种概念的内涵。
§12.1 概述一、钢筋砼结构的缺点①需要带裂缝工作(使构件刚度下降,不能应用于不允许开裂的结构中)②无法充分发挥高强度钢筋及高标号混凝土的作用;③自重大,构件跨径受到限制。
二、预应力混凝土的基本概念( prestressed concrete structure)预应力混凝土结构,就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的内力抵销到一个合适程度的混凝土。
这种预先给混凝土引入内部应力的结构,就称为预应力混凝土结构。
以下图所示简支梁为例。
以图10-1所示简支梁为例。
上面的算例说明了两个重要的问题:1、由于预先给混凝土梁施加了预压力Ny,使混凝土梁在均布荷载q作用下,下缘产生的拉应力完全或部分被预压应力所抵消,因而可以避免混凝土出现裂缝或推迟裂缝出。
2、必须针对荷载作用下可能产生的应力状态来施加预应力。
所需施加的预压应力Ny,不仅与荷载(或者说弯矩M)值的大小有关,而且也与Ny的作用位置(即偏心距e的大小)有关。
加筋混凝土结构的分类:全预应力混凝土(full prestressed concrete structure);(full prestressed concrete structure部分预应力混凝土(partially prestressed concrete structure)。
普通钢筋混凝土(非预应力混凝土)non-prestressed concrete structure)按预应力度分类(1)预应力度:由预加应力大小确定的消压弯矩M 0与外荷载产生的弯矩Ms的比值。