预应力混凝土简支t形梁桥设计及计算方法

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1、第四章预应力混凝土简支T形梁桥第一节．设计资料与结构尺寸（一）设计资料1．桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m计算跨径：38.88m主梁预制长度：39.96m桥面净空：净9+2×1.0m2．设计荷载：汽-20级，挂-100，人群3.5KN/m23．材料及特性（见表4—1）材料及特性表4—1名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度抗拉标准强度轴心抗压设计强度抗拉设计强度REhRRRaRlMPaMPaMPaMPaMPaMPa403.3E428.02.6023.02.15Ф5碳素钢丝标准强度弹

2、性模量抗拉设计强度最大控制应力σk使用荷载作用阶段极限应力：荷载组合Ⅰ荷载组合ⅢREyRy0.75R0.65R0.75RMPaMPaMPaMPaMPaMPa16002.0E51280120010401120普遍钢筋直径＜12mm采用Ⅰ级钢筋抗拉设计强度标准强度弹性模量RgREgMPaMPaMPa2402402.1E5直径≥12mm采用Ⅱ级钢筋抗拉设计强度标准强度弹性模量RgREgMPaMPaMPa3403402.0E5附：①预应力钢束采用符合冶金部YB255-64标准的碳素钢丝。②主梁所用到的钢板除

3、主梁间的联接用16Mn低合金钢板，其余均采用A3碳素钢板。4．锚具：采用24丝锥形锚，锚环、锚塞采用45号优质碳炭结构钢，其中锚塞的HRC=55~58。5．施工工艺：按后张法制作主梁，预留预应力钢丝的孔道，由φ=50mm的抽拔橡胶管形成。6．设计依据：《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-85）以下简称“桥规”《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）以下简称“公预规”。（二）结构尺寸1．主梁间距与主梁片数：主梁间距随梁高与跨径的增加以加宽为宜，由此可提高主梁截面效率指标ρ

4、值，采用主梁间距离2.2米。考虑人行道可适当挑出，对设计资料给定的桥面净宽选用5片主梁，其横截面布置型式见图4—1。图4—1横截面布置型式1．主梁尺寸拟定：(1)主梁高度：预应力混凝土简以梁桥的主梁高跨比通常在1/15~1/25，考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约在1/17~1/19，由此，主梁高度取用250cm。(2)主梁腹板的厚度：在预应混凝土梁中腹板内因主拉应力较小腹板的厚度主要由预应力钢束的孔道设置方式决定，同时从腹腔板的稳定出发，腹板的厚度不宜小于其高度的1/15，故

5、取用腹板厚度为16cm，在跨中区段，钢束主要布置在梁的下缘，以形成较大的内力偶臂，故在梁腹板下部设置马蹄，以利数量较多的钢束布置，设计实践表明马蹄面积与截面面积的确良10%~20%为宜，马蹄宽度40cm高38cm。2．翼板尺寸拟定：翼板的高度由主梁间距决定，考虑主梁间须留湿接缝，故取翼板宽度1.60m，湿接缝宽60cm.。3．横截面沿跨长度变化：横截面沿跨长变化，主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求，以及锚具布置的要求，故为配合钢束的弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高，同时腹板的宽度逐渐加厚。4．横隔梁

6、设置为增加各主梁的横向联系，使各主梁在荷载作用下的受力均匀，本例共设置9道横隔梁，为减轻吊装重量，横隔梁采用开洞形式，考虑施工方便和钢筋布置，横隔梁厚度上端16cm，下端14cm。图4—2主梁跨中断面根据以上拟定的主梁尺寸，见图4—2，进行主梁截面几何特性计算，为主粮内力计算做好准备，跨中截面几何特性见表4—2及表4—3。边主梁跨中截面几何特性计算表表4—2分块名称分块面积Ai(cm)分块面积形心至上缘距离(cm)分块面积对上缘静矩Si=Ai×yi(cm3)分块面积的自身惯矩I0(m4)di=ys-

7、yi(m)分块面积对截面形心惯矩Ii=Ai×di(m4)(1)(2)(3)=(1)+(2)(4)(5)(6)=(1)×(5)外翼板102055100850092.438714200外承托56113.77685.73771.283.733933000内翼板10807.581002025089.938734400内承托12017204024080.43776300腹板339210635955212704170.7-8.57249130下三角144208299521152-110.571760500马蹄1

8、520231351120182906.7-133.5727118200Σ783712920986.651285718中主梁跨中截面几何特性计算表表4—3分块名称分块面积Ai(cm)分块面积形心至上缘距离(cm)分块面积对上缘静矩Si=Ai×yi(cm3)分块面积的自身惯矩I0(m4)di=ys-yi(m4)分块面积对截面形心惯矩II=Ai×di(m4)(1)(2)(3)=(1)+(2)(4)(5)(6)=(1)×(5)上翼板21607.5162004050094.55