预应力混凝土简支t梁设计--桥梁工程课程设计

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1、《桥梁工程》课程设计（题目：20m预应力混凝土简支T梁设计）目录1设计构造及尺寸拟定31.1设计资料及构造布置31.1.1设计资料31.1.2构造布置31.2截面主要尺寸拟定41.2.1主梁高度41.2.2主梁其他尺寸42内力计算62.1桥面板内里计算62.1.1永久荷载作用62.1.2可变作用62.1.3作用效应组合82.2主梁内力计算82.2.1永久作用82.2.2可变作用92.2.3主梁作用效应组合233预应力筋的估算及布置253.1跨中截面预应力钢束的估算253.2预应力钢筋的布置263.3截面几何特性计算304钢束预应力损失估算334.1预应力钢筋和管道间摩

2、擦引起的预应力损失334.2锚具变形，钢丝回缩引起的应力损失（）344.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失（）354.5钢筋松弛引起的预应力损失（）364.5混凝土收缩、徐变引起的损失365截面强度检算385.1正截面强度计算385.2斜截面强度验算（以支点截面为例）396抗裂验算及挠度计算406.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算406.2.作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算416.3挠度计算42参考文献431设计构造及尺寸拟定1.1设计资料及构造布置1.1.1设计资料（1）桥跨及桥宽计算跨径：lp=22m桥面净空：（2）设计荷载：公路Ⅰ级

3、荷载；人群荷载：3.5kN/m2；人行道荷载取13kN/m。（3）材料参数：混凝土：主梁用C50，桥面铺装采用C50。预应力钢筋应采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）的钢绞线，每束7根。全梁配3束，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称面积74.2mm2；锚具采用夹板式群锚。普通钢筋采用HRB335钢筋。按后张法施工工艺制作桥梁，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉，主梁安装就位后现浇60mm宽的湿接缝。最后施工80mm厚的桥面铺装层（含20mm的沥青表面处治层和60mm的混凝土三角垫层

4、）。（4）设计方法：承载能力极限状态法（5）设计依据：《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTGD62—2004）1.1.2构造布置该桥梁设计按二级公路桥梁净空进行设计，行车道宽度为8.5m，人行道宽度为0.75m；全桥每跨采用5片预制的钢筋混凝土T形梁，每片梁行车道板宽2.00m，沿主梁纵向每4~5m布置1道横隔梁。如图1.1所示：桥梁横断面布置及主梁一般构造。行车道板间的连接视为刚性连接。图1.1整体大致布局图单位（cm）为了简化计算，将人行道、栏杆和桥面铺装的重力(g1）平均分配给每根主梁。结构中每片中

5、主梁上有10块横隔板预制块，边主梁上有5块横隔梁预制块。将其产生的重力（中主梁g2，边主梁g2,）沿主梁纵向均匀分摊给各主梁，预制横隔梁的重力密度为26kN/m3。主梁重力以g3计，其重力密度取值为26kN/m3。总自重：中主梁：g=g1+g2+g3边主梁：g‘=g1+g2’+g31.2截面主要尺寸拟定1.2.1主梁高度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之间，标准设计中高跨比约在1/18-1/19之间。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约预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多

6、。综上所述，本课程设计采用1600mm的主梁高度。1.2.2主梁其他尺寸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，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制T梁的翼板厚度为150mm，翼板根部加厚到200mm，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性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，因此取腹板厚度为200mm。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，马蹄的总面积占总面积的10%-20%为宜。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

7、》对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为400mm，高度为200mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度100mm，以减小局部预应力。根据以上拟定的尺寸，预应力梁的跨中尺寸图如下1.2：图1-2预应力梁的跨中尺寸图单位（mm）2内力计算2.1桥面板内里计算2.1.1永久荷载作用沥青混凝土面层：g1=0.02×1.0×23=0.46kN/m混凝土垫层：g2=0.06×1.0×25=1.5kN/mT形梁翼缘板自重：g3=(0.15+0.2)÷2×1.0×25=4.375kN/m所以，g=g1+g2+g3=0.46kN/m+1.5kN/m+4.3