预应力混凝土40M简支T形梁桥计算

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预应力混凝土40M简支T形梁桥计算

毕业设计

标准跨径:40m(墩中心距离)主梁全长:39.98m计算跨径:39.00m

桥面净空:净9.5+2某0.75m=11m

2、设计荷载:汽车:公路—级,人群:3.5KN/m2

3、设计时速:80km/h

4、桥面宽度:净(8+0.5某(n+1))+2某0.75m(人行道)5、桥面横坡:1.5%

6、环境:桥址位于野外一般地区,Ⅰ类环境条件,年平均相对湿度75%;

7、施工方法:主梁采用后张法,预留孔道采用预埋金属波纹管成型,两端同时张拉。8、预应力种类:按A类预应力混凝土构件设计3.材料及工艺

混凝土:主梁采用C50,桥面铺装用沥青混凝土。

预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)的

15.2钢绞线,每束六根,全梁配七束,fpk=1860Mpa。

普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋,直径小于12mm的均用R235钢筋。按后张法施工工艺要求制作主梁,采用内径70mm,外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。4.设计依据 (1)交通部颁《公路工程技术标准》(JTGB01—2003),简称《标准》(2)交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60--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》(JTGB62—2004)(4)基本计算数据见表一(二)横截面布置

1.主梁间距与主梁片数

主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板.本桥主梁翼板宽度为2750mm,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:预施应力,运输,吊装阶段的小截面(bi1700mm)和运营阶段的大截面(bi2750mm).净-9.5+2某0.75m的桥宽采用四片主梁,如图一所示.

材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线钢束与混凝土的弹性模量比r1r2r3aEpkN/m3kN/m3kN/m3无量纲25.023.078.55.65`注:本示例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。fck和ftk`分别表示钢束张拉`时混凝土的抗压,抗拉标准强度,则:fck=29.6MPa,ftk`=2.51MPa。

2.主梁跨中截面尺寸拟订

(1)预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25,标准设计中高跨比约在1/18~1/19。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可以节省预应力钢束用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土用量增加不多,综上所述,本桥梁取用2300mm的主梁高度是比较合适的。(2)主梁截面细部尺寸 T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,要应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本算例预制T梁的翼板厚度取用150mm,翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定条件出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本算例腹板厚度取210mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面面积的10%~20%为合适。本算例考虑到主梁需要配置较多的钢束,将钢束按三层布置,一层最多三束,同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束净矩及预留管道的要求,初拟马蹄宽度为600mm,高度250mm,马蹄与腹板交接处作三角过渡,高度150mm,以减少局部应力。按照以上拟订的外形尺寸,就可以绘出预制梁的跨中截面图(见图二)

图2跨中截面尺寸图(尺寸单位:mm)

(3)计算截面几何特征

将主梁跨中截面划分成两个规则图形的小单元,截面几何特性列表计算见表二

跨中截面几何特性计算表分分块分块面分块面分块面积分块面积对diyyi块面积积形心积对上缘的自身惯矩截面形心的名至上缘静矩(cm)惯矩AiIi(cm4)称距离SiAiyiI某Aidi2yi(cm2(cm3)(cm4))(cm)(1)(2)(3)=(1)(4)(5)(6)=(1)某(2)某(5)2翼板三角承托腹板下三角马蹄

小毛截面形心至上缘距离:yii851941.5/8832.5=96.46

(4)检验截面效率指标(希望在0.5以上)上核心距 k下核心距

k某截面效率指标:

IAyi71926711.5247.01cm

10407.523082.99IAy61320224.21=71.97cm

8832.596.46kk某0.517>0.5h表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的(三)横截面沿跨长的变化

如图一所示,本设计主梁采用等高形式,横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大局部应力,也为布置锚具的需要,在距梁端1999mm的范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近开始向支点逐渐抬高,在马蹄抬高的同时腹板的宽度亦开始变化。(四)横隔梁的布置

模型实验结果表明,在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,当该处有横隔梁时比较均匀,否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁。当跨度较大时,应设置较多的横隔梁,本设计在桥跨中点和三分点,六分点,支点出设置七到横隔梁,其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高,厚度为上部280mm,下部260mm,中横隔梁高度为2050mm,厚度为上部180mm,下部160mm,见图一