預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計概要

1、課程名稱：橋梁工程概論設(shè)計題目：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計院系：專業(yè)：學(xué)號：姓名：元芳指導(dǎo)教師：聯(lián)系方式：西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2012年6月2日課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)0姓名學(xué)號開題日期：2012-5-15完成日期：2012-6-3題目：預(yù)應(yīng)力綱紀(jì)混凝土簡支T形梁橋設(shè)計一、設(shè)計的目的通過本次預(yù)應(yīng)力綱紀(jì)混凝土簡支T形梁橋設(shè)計，掌握并鞏固課堂所學(xué)知識二、設(shè)計的內(nèi)容及要求設(shè)計內(nèi)容：1、計算橋面板內(nèi)力（最大彎矩和剪力）；2、計算主梁內(nèi)力（跨中彎矩和剪力及支座處最大剪力），進(jìn)行強度檢算；要求：1、本課程設(shè)計須按教務(wù)對課程設(shè)計的排版格式要求，形成電子文檔，并打印成文本上交，同時電子文檔也須上交。2、本課程

2、設(shè)計期末考試時必須交三、指導(dǎo)教師評語四、成績指導(dǎo)教師（簽章）年月日目錄第一章設(shè)計資料4.1.1設(shè)計資料4.第二章主要尺寸擬定4.2.1 尺寸擬定4.第三章行車道板的計算9.2.2 橋面板恒載計算9.2.3 校接板的內(nèi)力計算10第四章主梁內(nèi)力計算8.求橫向分布系數(shù)8.主梁內(nèi)力計算1.1第五章荷載效應(yīng)組合錯誤！未定義書簽。承載力極限狀態(tài)設(shè)作用效應(yīng)組合錯誤！未定義書簽。正常使用極限狀態(tài)設(shè)作用效應(yīng)組合錯誤！未定義書簽。第六章截面驗算23持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算23持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算23撓度驗算24第七章設(shè)計小結(jié)23一、設(shè)計資料1、計算跨徑：Lp=26.1mp2、設(shè)計荷載：公路n級荷載；人

3、群荷載3.5kN/m2人行道重力：12.14kN/m預(yù)制橫隔梁的重力密度為25kN/m33、主要寬度尺寸：行車道寬度為8.5m,人行道寬度為0.75m,每片梁行車道板寬2.00m4、行車道板間連接形式：剛性連接3、鋪裝層及其各項指標(biāo)：橋面鋪裝層外邊緣處為2cm的瀝青表面處治(重力密度23kN/m3)和6cm厚的混凝土三角墊層(重力密度24kN/m3),橋面橫坡1.5%4、其他數(shù)據(jù)：彈性模量Ec=3.45x104MPa5、設(shè)計依據(jù)：公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范(JTGD62-2004)8、設(shè)計方法：承載能力極限狀態(tài)法二、主要尺寸擬定主梁高

4、度公路普通鋼筋混凝土梁高跨比的經(jīng)濟范圍約為1/111/16;預(yù)應(yīng)力混凝土梁的高跨比為1/151/25,隨跨度增大而取較小值，本課程設(shè)計采用1350mmi勺主梁高度梁肋厚度常用的梁肋厚度為15cm-18cm,視梁內(nèi)主筋的直徑和鋼筋骨架的片數(shù)而定。當(dāng)腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力箍筋時，厚度不得小于腹板高度的1/20,無預(yù)應(yīng)力箍筋時，不得小于1/15,經(jīng)綜合考慮，本課程設(shè)計采用梁肋厚度160mm翼緣板的厚度根據(jù)受力特點，翼緣板的厚度通常都做成變厚度的，即端部較薄，向根部逐漸加厚，為了保證翼緣板與梁肋聯(lián)結(jié)的整體性，翼緣板與梁肋銜接處的厚度不應(yīng)小于主梁高度的1/12。對鐵路橋梁，板與梗腋相交處厚度不得小于梁高的1/1

5、0本課程設(shè)計中，翼緣板厚度已給定馬蹄尺寸馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計實踐表明，馬蹄的總面積占總面積的10%-20%為宜。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初步擬定馬蹄寬度為480mm,高度為220mm,馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度160mm,以減小局部預(yù)應(yīng)力，截面形式如下圖所示搏中除面眼式4單世nm：icm橫隔梁間距及厚度公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范中規(guī)定兩橫隔梁之間間距不得大于10m,故沿在本設(shè)計中主梁縱向布置5道橫隔梁。橫隔梁的厚度擬定為150mm。橫隔板間距=6525mm。橫隔梁形式如下圖所示D變截面位置公路鋼筋

6、混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，當(dāng)腹板寬度有變化時，其過渡段長度不應(yīng)小于12倍腹板寬度差，本設(shè)計主梁采用等高形式。橫截面的T梁翼板厚度沿跨長不變，為布置錨具的需要，在距離梁端1350mm#始設(shè)置變截面。沿橋梁縱向3840mm范圍內(nèi)進(jìn)行馬蹄過渡，馬蹄部分為配合鋼筋束彎起開始向支點逐漸抬高在馬蹄抬高，布置形式如下圖變截面結(jié)構(gòu)尺寸圖（尺寸單位：mm三、行車道板的計算2)橋面鋪裝重力集度:a、瀝青g瀝青=0.02父1m23=0.46kN/mb、混凝土三角墊層g墊層=0.06父1M24=1.44kN/m3)T梁翼板自重g自重=0.515020010125=4.375kN；m本設(shè)計中行車道板的計算

7、按較接板計算、恒載及內(nèi)力計算1)人行道重力集度：g人行道=12.1420.75-(1.58.5)=1.821kNmg=gi=1.8210.46+1.444.375=8.096kN.m二、橋面板車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力MAg121gl；=-8.0962022000一160優(yōu)-3.426kN*m2000-160QAg=gl0=8.096-10=7.448kN將后輪作用于錢接縫上，后軸作用力為P=140KN輪壓分布寬度如圖，通過查詢公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范(JTGD622004),對于車輪荷載中，前輪著地寬度ai%=0.2父0.3后輪著地寬度為陽=0.2*0.6,鋪裝層厚度h=0.020.

8、06=0.08貝Ua?2h=0.22(0.020.06)=0.36b2=b2h=0.62(0.020.06)=0.76荷載對于懸臂根部的有效分布寬度a=a22I0=0.362：I200016010=2.21.42則重車后軸兩輪的郵箱分布寬度重疊，則較接處的兩個車輪對于懸臂根部的有效分布寬度為a=a22000-160工d2I0=0.361.4210=3.62沖擊系數(shù)：公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)上第6條規(guī)定，汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3,即1+u=0.3作用于每米寬板條上的彎矩為：b2(c1402000-1600.76=-1.310=-9.226

9、kN，m443.624作用于每米寬板條上的剪力為：-P140_QAp=11u=1.312.639kNp4a43.6三、荷載組合恒載與活載產(chǎn)生同號內(nèi)力時，組合I：S；=1.2Sg1.4Sq1恒載與活載產(chǎn)生異號內(nèi)力時，組合I：S=0.9Sg1.4Sq1故行車道板的設(shè)計內(nèi)力:彎矩:MA=1.2MAg1.4MAP=1.2-3.4261.4-9.226-17.028kN*m剪力：Qa=1.2QAg1.4Qap=1.27.4481.412.639=26.632kN四、主梁內(nèi)力計算一、橫向分布系數(shù)計算因結(jié)構(gòu)對稱，故只須計算號梁，號梁，號梁的內(nèi)力，號梁的內(nèi)力與號梁的相同，號梁的內(nèi)力同號梁的相同1、杠桿原理法計

10、算支點處的橫向分布系數(shù)根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2004)規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置，又于汽車橫向輪距為180cm,兩輛汽車車輪的橫向最小間距為130cm,車輪距離人行道緣石最少為50cm.。由此，求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)后，可杠桿原理法計算梁的橫向分布系數(shù)圖式(尺寸單位：cm)一.一.1一一號梁：可變作用（汽車）：moa=父0.875=0.4375q2可變作用（人群）:mor=1.31251號梁：可變作用（汽車）：moa=1x（0.125+0.975+0.325）=0.7125q2可變作用（人群）：m0r=01號梁：可變作用（汽車）：m0a=1M（

11、0.1+1+0.35）=0.725q2可變作用（人群）：mor=02、剛性橫梁法求跨中橫向分布系數(shù)（1）、求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)本橋各根主梁的橫截面均相等，則各梁的I相等，梁數(shù)n=5,梁間距為200cm,a1=4,a2=27a3=0,a4=-27a5=-4.5“a2=a；a2a；a2a2=4222-02(-2)2(-4)2=40mi1號梁:n11=0.615號梁nai240aa5,-5、a2a2a152aii1a2a5-5、a：i14240二一0.2124r540=0.424c二040號梁:1a3為=_5-5n、2ai41a3a5=一_5n、a2i404“=0.240-=0.2540(2)、

12、繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置加載，并求其相對應(yīng)的影響線坐標(biāo)值,計算結(jié)果如下所示號梁荷載對應(yīng)影及其橫隔板各項系畫圖求出，計算草號梁:q1=0.575,q2=0.395,q3=0.265,q4=0.085,qr1=0.6625蘭3141何載對應(yīng)屆mcq1=-Zqi=(0.575十0.395+0.265+0.085)=0.66響線豎標(biāo)值：2i42汽車荷載：mcr1=qr1=0.6625人群荷載：q1=0.3875,q2=0.2975,q3=0.2325,q4=0.1425,qr2=0.43125導(dǎo)1r-1梁mcq2=%qi=(0.38750.29750.23250.1425)=0.532i

13、2荷載對應(yīng)F=%2=0.43125影響線豎標(biāo)值：汽荷載：人群荷載:q1=0.2,q2=0.2,q3=0.2,q4=0.2,邛3=0.211mcq3=一qi=(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4響線豎標(biāo)值:2id2mcr3-qr3=0.2汽車荷載:二、內(nèi)力1、恒載內(nèi)力(1)、主梁數(shù)指標(biāo)(CAD圖如下)人群荷載:項目梁號號梁號梁號梁橫向分布系數(shù)mcm0mcm0mcm0汽車柿載0.660.43750.530.71250.40.725人群荷載0.66251.31250.4312500.20各梁橫向分布系數(shù)匯總表計算計算截面形式3面積（單位：m）質(zhì)心（單位：mm）I、4慣性矩1c（單位：m）0.8

14、6580X:310.0855Y:483.8816X:0.0645105Y:0.0597474IIJy30.63119X:330.0273Y:481.1420X:0.0487285Y:0.0226329r，1=10.90739X:240.0000Y:843.4480X:0.16338Y:0.11971vi*s440.63400X:240.0000Y:894.1241X:0.14106Y:0.111891ll-Jr0.69800X:240.0000Y:848.8176X:0.15560EY:0.11367E1J!=3（2）、求主梁自重集度g3主梁全長L=lp20.15=26.10.3=29.1mp

15、2端截面面積A=0.90739m2中截面面積a=0.63400m變截面末端面積%=0.69800m2主梁自重集度且=15.061KN/m29.1,26.1、1,、一g3=2J%父(-1.35-3.84)+A端父1.35+-(餐+%)M3.84(3)、橫隔板自重集度g2中橫隔板面積A中橫隔板=0.63119m22端橫隔板面積AO黃隔本反二0.86580m25g2=（6Ah黃隔本氏+4A端橫隔板）m0.15父=0.934KN/m29.11g2=g2=0.467KN/m2(3)、人行道與行車道板自重集度g3=0.028.5230.068.52412.142=8.086KN/m主梁恒重集度如表設(shè)x為計

16、算截面離左支座距離，并令Ct=x1,計算簡圖如下主梁恒重集度主梁g3=15.061KN/m橫隔板對于邊主梁_g2=0.467KN/m對于中主梁g2=0.934KN/m橋面結(jié)構(gòu)g3=8.086KN/m合計邊主梁.g=g+g2+g3=23.614KN/m中主梁g=g1+g2+g3=24.081kn/m計算主梁恒載引起的內(nèi)力計算公式:2.一glxglxgl八、Mx(l-x)222Qx=g-gx=9(1-2x)22主梁恒載內(nèi)力計算結(jié)果邊主梁中主梁剪力（KN彎矩（KN-m）剪力（KN彎矩（kn-m）支點處308.1630314.2570跨中02010.76202050.5271/4154.0811508

17、.071157.1281537.8951/8231.122879.708235.693897.106變截回起始處276.284394.501281.748402.3032、活載內(nèi)力計算1）、計算基頻f按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁的基頻可采用下列公式計算:式中:邊主梁中主梁23.6141039.8124.0811039.81=2407.14Ns2/m2_一_22口2454.74Ns/mf1邊=3.529H(Z)f1中=3.247HZ)2）、計算沖擊系數(shù)（1+N）根據(jù)橋梁規(guī)范，本橋的基頻滿足:1.5ZHffcbf(h0-)=1.021.12

18、000275(1400-)=14720.75KN.m4618.308KN.m22又2a二x=108.09mm:bh0=725.2mm所以滿足要求二、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算正截面抗裂驗算：(作用)短期效應(yīng)組合：、二st-0.85;DC-0stpc(作用)長期效應(yīng)組合：c-lt-1-0pc二stMsWo(Wn)二itMlWo(Wn)二stMs二it-pcW0Mi4618.308106214.796N/mm3121248704618.3081062=14.796N/mm312124870%.NpepnMp24250.0461034250.046103850.374618.308106-T=+r

19、33.293N/mm26143989312124870312124870cst-0.85cpc=14.796-0.8533.293=-13.503M0二-c-dc=14.796-33.293=-18.497011pc滿足要求三、撓度驗算鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可根據(jù)給定的構(gòu)件剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計算。M則該構(gòu)件在短期荷載作用下的撓度M則該構(gòu)件在短期荷載作用下的撓度預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件剛度：B0=0.95EcI0如果已知某鋼筋混凝土簡支梁的短期荷載作用彎矩為如果已知某鋼筋混凝土簡支梁的短期荷載作用彎矩為f=5MlJ或l（懸臂長）480.95EcI0600IL300f;gq43840.95Ecl0600采用第一個公式驗算：氏=0.95E/0=0.95135577683.35104=4.3151015r5Ml54618.308黑106M22八Xl1(懸臂長)1f=父15-=2.45父10mMJ或480.95EcI0480.954.31510600IL300滿足要求綜上，該設(shè)計滿足要求。六、設(shè)計小結(jié)通過對預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁T形梁橋設(shè)計計算，使我對橋梁