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时间:2018-08-10
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1、目录第一章设计依据及计算资料2第二章截面尺寸拟定4第三章内力计算6第四章预应力钢绞线的配筋计算10第五章正截面抗弯强度计算13第六章各计算截面参数计算20第七章确定力筋的控制应力,计算预应力损失27第八章预加应力阶段和运营阶段混凝土和力筋应力的检算35第九章正截面抗裂性计算42第十章斜截面抗裂性检算45第十一章斜截面抗剪强度计算56参考文献58心得体会5959第一章设计依据及计算资料一、项目:单线铁路先张法预应力混凝土简支梁1、计算跨度:12.6m。依据《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—20
2、05》3.2.7中对铁路桥梁跨度的规定,计算跨度在4~16m时,梁长=计算跨度+0.5m,所以梁全长为12.6+0.5=13.1m。2、线路情况:直线、直梁。3、设计活载:中华人民共和国铁路标准活载,即“中——活载”,标准活载的计算图式见图一:图1“中——活载”图式(距离以m计)设计中采用“中——活载”加载时,标准活载计算图式可任意截取,“中——活载”换算均布静活载规定见《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—2005》附录C。二、设计依据:1、《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—2005》2
3、、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB1002.3—2005》三、材料及有关参数指标:1、7Ф5mm钢绞线(1)公称直径:d=15.2mm(2)面积:A=139mm2(3)抗拉强度标准值:。考虑到钢丝在钢绞线中受扭,强度有所降低,故抗拉极限强度。(4)抗拉强度设计值:。59(5)弹性模量:。2、C40混凝土:(1)极限抗压强度:(2)极限抗拉强度:(3)弹性模量:以上数据均查《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB1002.3—2005》得到。3、传力锚固时混凝土的有关指标
4、:(1)抗压强度:(2)抗拉强度:(3)弹性模量:4、各项主要技术指标:(1)强度安全系数:K≥2.0(2)抗裂安全系数:Kf=1.2(3)预加应力时,力筋控制应力:(4)传力锚固时,力筋最大应力:(5)运营荷载作用下力筋最大应力:(6)传力锚固时混凝土最大压应力:(7)传力锚固时混凝土最大拉应力:(8)运营阶段混凝土最大压应力:(9)运营阶段受拉区混凝土不容许出现拉应力。59第二章截面尺寸拟定一、主梁横截面:1、依据题目要求,主梁横截面采用分片工形截面,道碴槽板的尺寸及下翼缘的尺寸已经给定,如图
5、2所示:图2分片工形截面示意图2、拟定梁高:钢筋混凝土简支梁的梁高一般约为跨度的1/6~1/9,所以梁高h取值范围为1.4m~2.1m。再参考老师所给数据,=12m时,h取1.55m,=16m时,h取1.9m。综合考虑上述因素,最终拟定梁高h=1.6m=1600mm。梁高确定后,依据分片工形截面的道碴槽板及下翼缘尺寸。确定下翼缘下梗肋坡度为1∶2;桥面板顶宽1920mm,最小厚度120mm,梗肋坡度采用≤1∶3,最终确定主梁跨中及支座横截面如图3图、4所示:59图3梁支座处横截面示意图(单位㎜)图
6、4梁跨中处横截面示意图(单位㎜)一、主梁纵截面:主梁纵截面形式为等高度变厚度,最终纵截面形式如图5所示。跨中范围:腹板厚200mm;两端范围:腹板厚460mm,端部长度为L/6=2100mm;过渡段:腹板厚度按直线变化,过渡段长500mm。图5纵截面示意图(单位:mm)59第三章内力计算一、恒载计算:1、自重:混凝土容重=25kN/m3(《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—2005》4.2.1中规定)梁跨中横截面面积为:梁端部横截面面积为:所以,梁横截面平均面积为:由梁自重产生的等效均布荷载为
7、:2、其他附属设备(道碴、线路、人行道)产生的等效均布荷载:每片按26.6kN/m计,及。59综上,恒载产生的等效均布荷载。一、活载计算:1、由《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—2005》附录C可查得不同加载长度下各特征截面对应的活荷载的换算均布活载,不同的加载长度可线性内插得到活荷载的换算均布活载。依据题目要求,为计算梁的剪力Q、弯矩M,绘出内力包络图,特取跨中、3/8L、L/4、L/8、支座及变截面处(距支座2.6m处)为特征截面,按《铁路桥涵设计基本规范TB1002.1—2005》附录
8、C中数据线性内插得到各特征截面的活荷载换算均布荷载,如表1所示:表1不同加载长度下各特征截面活载的换算均布荷载(单位:kN/m)加载长度端部L/8处L/4处3L/8处L/2处2.6m处单位:mK0K0.125K0.25K0.375K0.5K2.66187.5178.6166.7161.1166.76.3162.627179.6161.8153.1150.9153.17.875148.808172.2157.1151.3148.5151.39165.5151.5147.5144.51
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