4、预应力混凝土T型桥梁计算示例

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1、预应力混凝土简支T型桥梁计算示例一、设计资料及构造布置（一）设计资料1．桥梁跨径及桥宽标准跨径40m（墩中心距离）主梁全长39.96m计算跨径38.88m桥面净空净—7附2×0.75m人行道2．设计荷载2汽车—20级，挂车—100，人群荷载3KN/m，每侧栏杆、人行道重量的作用力分别为1.52KN/m和3.60KN/m。3．材料及工艺混凝土：主梁用40号，人行道、栏杆及桥面铺装用20号。预应力钢束采用符合冶金部YB255—64标准的φ5.0碳素钢丝，每束由24丝组成。普通钢筋直径大于或等于12mm的用16Mn钢或其它Ⅱ级热轧螺纹钢筋；直

2、径小于12mm的均用Ⅰ级热妃光钢筋。钢板及角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A，碳素钢，主梁间的联接用16Mn低合金结构钢钢板。按后张法工艺制作主梁，采用45号优质碳素结构钢的维形锚具和直径50mm抽拔橡胶管。4．设计依据交通部：《公路桥涵设计通用规范》1985，简称《通用规范》交通部：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》1985，简称《桥规》5．基本计算数据（见表1）（二）横截面布置本例介绍公路桥涵标准图40m跨径的定型设计，即在跨径和桥面净空已确定的条件下进行规格化的构造布置。以下便简述这一布置过程：1．主梁间距与

3、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ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁尺寸标准人而采用统一的主梁间距。交通《公路桥涵标准图》（78年）中，钢筋混凝土和预应力混凝土装配式∗简支T形梁跨径从16m到40m，主梁间距均为1.6m（留2cm工作缝，T梁上翼缘宽度为158cm）。考虑人行道适当挑出，净—7附2×0.75m的桥宽则选用五片主梁（如图1所示，图附在最后，以下同）。2．主梁跨中截面主要尺寸的拟定（1）主梁高度预应力混凝土简支桥桥梁的主梁

4、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1/17~1/19。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高呆节省预应力钢速用量，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，标准设计中对于40m跨径的简支梁桥取用230cm的主梁高度是比较合适的。∗就跨径40米预应力混凝土简支梁而言，主梁间距取用1.6m是偏小的。1表1预应力混凝土桥计算示例名称项目符合单位数据立方强度RMPa404弹性模量EhMPa3.3×10b轴心抗压标准强度RaMPa28.0b混抗拉标准强度RlMPa2.60轴心

5、抗压设计强度RaMPa23.0抗拉设计强度RlMPa2.151极限压应力0．70bRa*MPa17.64预施应力阶段1极限拉应力0．70bRl*MPa1.638凝荷载组合Ⅰ：b极限压应力0.5RaMPa14.0b极限主拉应力0.8RlMPa2.08极限主压应力0.6b使用荷载RaMPa16.8作用阶段荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ：MPa土b极限压应力0.6RaMPa16.8b极限主拉应力0.9RlMPa2.34b极限主压应力0.65RaMPa18.2b标准强度RyMPa16003弹性模量EyMPa2.0×10sφ5抗拉设计强度RyMPa1280碳

6、b素最大控制应力σk0.75RyMPa1200钢使用荷载作用阶段极限应力：丝b荷载组合Ⅰ0.65RyMPa1040b荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ0.70RyMPa11203钢筋混凝土r1KN/m25.0材料3混凝土r2KN/m24.0容重3钢丝束R3KN/m78.5钢束与混凝土的弹性模量比值ny无量钢6.0611bb*注：本示例考虑主梁混凝土达90%标准强度时，开始张拉预应力钢束。Ra与Rl分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则1bbRa=0.9Ra=25.2MPa1bbRl=0.9Rl=2.34MPa2图1结构尺寸图（2）主梁截面细部

7、尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面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强度要求。本示例预制T梁的翼板厚度取用8cm，翼板根部加厚到20cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。为使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减少局部应力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定，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，标准图的T梁腹板厚度均取16cm。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，马蹄面积占截面总面积的10~20%为合适。本示例考虑

8、到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置每层排三束，同时还根据《桥规》互6、2、26条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度36cm，高度28cm。马蹄与腹板交接处做成45°斜坡的折线钝角，以减少局