T型預應力鋼筋混凝土簡支梁橋課程設(shè)計.doc

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1、 課程名稱：橋梁工程 設(shè)計題目： 公路預應力混凝土簡支橋梁設(shè)計 院 系： 土木工程系 專 業(yè)： 鐵道工程(隧道組） 年 級： 級 姓 名： 指導教師： 大學 2012年5 月 16 日 西南交大峨眉校區(qū)課程設(shè)計任務書 專 業(yè) 姓 名

2、 學 號 開題日期： 2012年4月20 日 完成日期： 2012年 5月27日 題 目 公路預應力混凝土簡支橋梁設(shè)計 一、設(shè)計的目的 通過本課程設(shè)計，完成公路預應力混凝土兼職梁橋的設(shè)計，掌握中小跨徑簡 支梁橋上部結(jié)構(gòu)的一半設(shè)計方法，具備初步獨立設(shè)計能力；掌握簡支梁橋荷載橫 向分布系數(shù)m，主梁內(nèi)力計算；提高綜合運用所學理論知識，具有獨立分析問題 和解決問題的能力，提高橋梁繪圖能力

3、 二、設(shè)計的內(nèi)容及要求 1.根據(jù)結(jié)構(gòu)布置進行主梁的橫向分布系數(shù)計算。 2.本次設(shè)訃中要求手算完成對邊梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力訃算。 3.根據(jù)規(guī)范規(guī)定進行作用效應組合。 4.進行了梁預應力鋼朿的配筋設(shè)計。

4、 5.橋面板的內(nèi)力計算。 6.做出設(shè)計分析或小結(jié)。 三、指導教師評語

5、 四、成 績 指導教師 (簽章) 年 月 日 目錄 一、 設(shè)計基本資料及構(gòu)造布置 5 （一） 設(shè)計資料 5 1． 跨度和橋面寬度 5 2． 技術(shù)標準 5 3． 主要材料 5

6、4． 材料參數(shù) 5 （二） 結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 1． 截面尺寸擬定 6 （1） 梁高 6 （2） 橫隔梁設(shè)置 6 （3） 欄桿高度 6 （4） 設(shè)計圖 6 （5） 計算邊主梁截面幾何特征 7 二、 公路橋面板的計算 8 （一） 車輛活載在板上的分布 8 （二） 單向板的有效寬度 8 1． 確定板的類型 8 2． 板的有效工作寬度 8 （1） 車輪荷載在板跨中間。 8 （2） 車輪荷載在板的支承處。 8 （3） 車輪荷載在靠近支承處。 9 （三） 行車道板的內(nèi)力計算 9 （1） 跨中彎矩 9 （2） 支點剪力 10 三、 主梁的計算 10 （一） 邊主梁的荷載橫

7、向分布系數(shù) 10 1． 端部剪力橫向分布系數(shù)計算（按杠桿法） 10 2． 跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（按剛性橫梁法） 11 （二） 邊主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 12 1． 橫載內(nèi)力 12 （1） 橫載 12 （2） 橫載內(nèi)力計算 13 2． 活載內(nèi)力 13 （1） 汽車活載沖擊系數(shù)計算 13 （2） 雙車道荷載 14 3． 邊主梁作用效應組合 15 四、 預應力鋼束的配筋設(shè)計 15 （一） 預應力鋼筋數(shù)量的估算 15 1、 設(shè)計基本資料及構(gòu)造布置 （1） 設(shè)計資料 1． 跨度和橋面寬度 標準跨徑：教學班序號為75，故 計算跨徑：56.8m 橋面寬度：（防護欄）

8、（單幅） 主梁中心距：2.3m 濕接縫寬度：0.3m 2． 技術(shù)標準 本橋為四梁式后張法預應力混凝土簡支T梁橋，按上下行分左右分離式布置，單幅按兩車道設(shè)計。 設(shè)計荷載：公路—Ⅱ級。 設(shè)計安全等級：二級。 橋臺采用重力式U型橋臺。 3． 主要材料 混凝土：主梁現(xiàn)澆濕接縫及現(xiàn)澆隔板接頭混凝土均采用C50混凝土；鋪裝層上層5cm厚瀝青混凝土，下層8cm厚C40W6防水混凝土。 鋼材：預應力鋼絞線270級Φ5（Φj15.24mm）；普通鋼筋直徑12mm采用HRB335鋼筋，直徑<12mm采用R235鋼筋。 4． 材料參數(shù) （2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計 1． 截面尺寸擬

9、定 （1） 梁高 高跨比:在梁式橋的立面布置中，梁高h與跨徑l的比值h/l稱為高跨比。一般的，簡支體系中裝配式板橋h/l取1/12~1/16；裝配簡支梁h/l經(jīng)濟范圍為1/11~1/18，在跨徑偏大時取用偏小的值；預應力混凝土梁h/l取1/15~1/25左右。在其它體系中，梁高的變化根據(jù)受力特點在跨中與支點所取的范圍有所不同。 故取梁高 （2） 橫隔梁設(shè)置 橫膈梁預制塊數(shù)保證橋面板為四邊支承的單向板，橫隔梁間距>22.3m，橫隔梁設(shè)置11道，間距4.733m，寬度20cm。 （3） 欄桿高度 欄桿高度：取1m。 （4） 設(shè)計圖 內(nèi)梁立面圖 單幅橋橫斷面圖（單位cm）

10、 中主梁跨中截面尺寸圖（單位cm） 中主梁端部截面尺寸圖（單位cm） 邊主梁跨中截面尺寸圖（單位cm） 邊主梁端部截面尺寸圖（單位cm） （5） 計算邊主梁截面幾何特征 跨中截面幾何特性計算表 2、 公路橋面板的計算 （1） 車輛活載在板上的分布 取車輛荷載的最大軸重（即后輪）作為計算荷載。 后輪面積： 后輪軸重： 鋪裝層厚度： 沿縱向： 沿橫向： 橋面板所承受的局部均布荷載集度為： （2） 單向板的有效寬度 1． 確定板的類型 所以橋面板為單向板 2． 板的有效工作寬度 （單位cm

11、） （1） 車輪荷載在板跨中間。 計算跨徑 < ?。?1.4，此時兩個后輪的有效分布寬度發(fā)生重疊，應求兩個車輪荷載的有效分布寬度，折合成一個荷載的有效分布寬度 （2） 車輪荷載在板的支承處。 板的厚度 （3） 車輪荷載在靠近支承處。 為荷載離支承邊緣的距離。 （3） 行車道板的內(nèi)力計算 （a） 求跨中彎矩；（b)求支點剪力 （1） 跨中彎矩 （2） 支點剪力 3、 主梁的計算 （1） 邊主梁的荷載橫向分布系數(shù) 1． 端部剪力橫向分布系數(shù)計算（按杠桿法） 橫向分布影響線圖

12、 一號梁： 二號梁： 2． 跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（按剛性橫梁法） （單位cm） 活載橫向分布影響線 雙車道最不利荷載 一號梁： 二號梁： （2） 邊主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 1． 橫載內(nèi)力 （1） 橫載 橫載：橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各主梁承擔。 邊主梁橫載計算表 構(gòu)件名 構(gòu)件簡圖及尺寸（cm） 每延米重量（kg/m) 主 梁 （2.00.16+0.40.1+0.181.96+0.210.21+0.280.6）26=24.047 橫 隔 板 [（0.51+0.91﹚0.1/2+

13、0.911.65+(0.7 +0.91)0.21/2]0.21125/56.8=1.686 橋 面 鋪 裝 瀝青混凝土：0.057.923/4=2.271 防水混凝土：0.087.925/4=3.950 濕 接 縫 0.150.1626+0.151.960.22611/56.8=0.920 欄 桿 高度1m 0.51.025/2=6.250 合 計 39.124 （2） 橫載內(nèi)力計算 影響線面積計算表 項目 恒載內(nèi)力 跨中彎矩： 跨中剪力： 支座剪力： 2． 活載內(nèi)力 （1） 汽車活載沖

14、擊系數(shù)計算 公路—Ⅱ級車道荷載標準值： 均布荷載標準值： 計算彎矩時集中荷載標準值： 計算剪力時集中荷載標準值： <1.5Hz 所以 沖擊系數(shù)： （2） 雙車道荷載取1.0 跨中截面可變荷載效應計算圖示（單位m） 活載跨中彎矩： 活載跨中剪力： 支座出截面最大剪力： 3． 邊主梁作用效應組合 邊主梁作用效應組合表 序號 荷載類別 跨中截面 支點截面 ? 恒荷載 15777.927 0 1111.12 ? 可變荷載 6145.15 180.16 398.52 ? 基本組合（=1.2

15、?+1.4?） 27536.722 252.224 1891.272 ④ 短期組合（=?+0.7?） 20079.532 126.112 1390.084 ⑤ 長期效應組合(=?+0.4?） 18235.987 72.064 1270.528 ⑥ 標準組合（=?+?） 21923.08 180.16 1509.64 4、 預應力鋼束的配筋設(shè)計 （1） 預應力鋼筋數(shù)量的估算 按正常使用極限狀態(tài)的應力要求估算鋼筋束：按全預應力混凝土構(gòu)件設(shè)計，按正常使用極限狀態(tài)組合計算時，截面不允許出現(xiàn)拉應力。對于T形截面簡支梁，當截面混凝土不出現(xiàn)拉應

16、力控制時，則得到鋼束n的估算公式 式中： —持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準組合，按荷載組合表中值取用； —與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，對于公路—級，取0.565； —一束1515.24鋼絞線截面積，一根鋼絞線面積1.4，一束鋼絞線的截面積是21。 預應力鋼絞線，標準強度，設(shè)計強度，彈性模量。 =21923080 假設(shè)20cm，則 鋼筋束n為 5.51 按承載載能力極限狀態(tài)估算鋼筋束數(shù)： ——承載能力極限狀態(tài)的跨中彎矩組合設(shè)計值； ——經(jīng)驗系數(shù)，一般采用0.75—0.77。 則 5.63 根據(jù)計算結(jié)果，估算鋼束數(shù)量在6根左右，去鋼筋束數(shù)n=6。