T型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋課程設(shè)計(jì).doc

課程名稱：橋梁工程 設(shè)計(jì)題目： 公路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì) 院 系： 土木工程系 專 業(yè)： 鐵道工程(隧道組） 年 級(jí)： 級(jí) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 大學(xué) 2012年5 月 16 日 西南交大峨眉校區(qū)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專 業(yè) 姓 名 學(xué) 號(hào) 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(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)的目的 通過本課程設(shè)計(jì)，完成公路預(yù)應(yīng)力混凝土兼職梁橋的設(shè)計(jì)，掌握中小跨徑簡(jiǎn) 支梁橋上部結(jié)構(gòu)的一半設(shè)計(jì)方法，具備初步獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；掌握簡(jiǎn)支梁橋荷載橫 向分布系數(shù)m，主梁內(nèi)力計(jì)算；提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，具有獨(dú)立分析問題 和解決問題的能力，提高橋梁繪圖能力 二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 1.根據(jù)結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行主梁的橫向分布系數(shù)計(jì)算。 2.本次設(shè)訃中要求手算完成對(duì)邊梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力訃算。 3.根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行作用效應(yīng)組合。 4.進(jìn)行了梁預(yù)應(yīng)力鋼朿的配筋設(shè)計(jì)。 5.橋面板的內(nèi)力計(jì)算。 6.做出設(shè)計(jì)分析或小結(jié)。 三、指導(dǎo)教師評(píng)語 四、成 績(jī) 指導(dǎo)教師 (簽章) 年 月 日 目錄 一、 設(shè)計(jì)基本資料及構(gòu)造布置 5 （一） 設(shè)計(jì)資料 5 1． 跨度和橋面寬度 5 2． 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 5 3． 主要材料 5 4． 材料參數(shù) 5 （二） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jì)圖 6 （5） 計(jì)算邊主梁截面幾何特征 7 二、 公路橋面板的計(jì)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(jì)算 9 （1） 跨中彎矩 9 （2） 支點(diǎn)剪力 10 三、 主梁的計(jì)算 10 （一） 邊主梁的荷載橫向分布系數(shù) 10 1． 端部剪力橫向分布系數(shù)計(jì)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(jì)算 12 1． 橫載內(nèi)力 12 （1） 橫載 12 （2） 橫載內(nèi)力計(jì)算 13 2． 活載內(nèi)力 13 （1） 汽車活載沖擊系數(shù)計(jì)算 13 （2） 雙車道荷載 14 3． 邊主梁作用效應(yīng)組合 15 四、 預(yù)應(yīng)力鋼束的配筋設(shè)計(jì) 15 （一） 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 15 1、 設(shè)計(jì)基本資料及構(gòu)造布置 （1） 設(shè)計(jì)資料 1． 跨度和橋面寬度 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：教學(xué)班序號(hào)為75，故 計(jì)算跨徑：56.8m 橋面寬度：（防護(hù)欄）（單幅） 主梁中心距：2.3m 濕接縫寬度：0.3m 2． 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 本橋?yàn)樗牧菏胶髲埛A(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)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(jì)。 設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅱ級(jí)。 設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)。 橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)。 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(yù)應(yīng)力鋼絞線270級(jí)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(jì) 1． 截面尺寸擬定 （1） 梁高 高跨比:在梁式橋的立面布置中，梁高h(yuǎn)與跨徑l的比值h/l稱為高跨比。一般的，簡(jiǎn)支體系中裝配式板橋h/l取1/12~1/16；裝配簡(jiǎn)支梁h/l經(jīng)濟(jì)范圍為1/11~1/18，在跨徑偏大時(shí)取用偏小的值；預(yù)應(yīng)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(diǎn)在跨中與支點(diǎn)所取的范圍有所不同。 故取梁高 （2） 橫隔梁設(shè)置 橫膈梁預(yù)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(jì)圖 內(nèi)梁立面圖 單幅橋橫斷面圖（單位cm） 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(jì)算邊主梁截面幾何特征 跨中截面幾何特性計(jì)算表 2、 公路橋面板的計(jì)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(jì)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） （1） 車輪荷載在板跨中間。 計(jì)算跨徑 < ?。?gt;1.4，此時(shí)兩個(gè)后輪的有效分布寬度發(fā)生重疊，應(yīng)求兩個(gè)車輪荷載的有效分布寬度，折合成一個(gè)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(jì)算 （a） 求跨中彎矩；（b)求支點(diǎn)剪力 （1） 跨中彎矩 （2） 支點(diǎn)剪力 3、 主梁的計(jì)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(jì)算（按杠桿法） 橫向分布影響線圖 一號(hào)梁： 二號(hào)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(hào)梁： 二號(hào)梁： （2） 邊主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)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(dān)。 邊主梁橫載計(jì)算表 構(gòu)件名 構(gòu)件簡(jiǎn)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+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(jì) 39.124 （2） 橫載內(nèi)力計(jì)算 影響線面積計(jì)算表 項(xiàng)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） 汽車活載沖擊系數(shù)計(jì)算 公路—Ⅱ級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 計(jì)算彎矩時(shí)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 計(jì)算剪力時(shí)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)計(jì)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(yīng)組合 邊主梁作用效應(yīng)組合表 序號(hào) 荷載類別 跨中截面 支點(diǎn)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?+1.4?） 27536.722 252.224 1891.272 ④ 短期組合（=?+0.7?） 20079.532 126.112 1390.084 ⑤ 長(zhǎng)期效應(yīng)組合(=?+0.4?） 18235.987 72.064 1270.528 ⑥ 標(biāo)準(zhǔn)組合（=?+?） 21923.08 180.16 1509.64 4、 預(yù)應(yīng)力鋼束的配筋設(shè)計(jì) （1） 預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的估算 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼筋束：按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，按正常使用極限狀態(tài)組合計(jì)算時(shí)，截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。對(duì)于T形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)組合，按荷載組合表中值取用； —與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于公路—級(jí)，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(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)強(qiáng)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(jì)值； ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用0.75—0.77。 則 5.63 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，估算鋼束數(shù)量在6根左右，去鋼筋束數(shù)n=6。