桥梁与土木工程专业毕业设计——40m预应力溷凝土简支T形梁桥设计.doc

预应力混凝土简支T形梁桥（夹片锚具） 一 设计资料及构造布置 1．桥梁跨径及桥宽 标准跨径：40m（墩中心距离） 主梁全长：39.98m 计算跨径：39.00m 桥面净空：净9+2m=11m 2．设计荷载 公路—级，人群荷载3.0KN/，每侧人行栏，防撞栏重力的作用力分别为1.52KN/m和4.99KN/m 3.材料及工艺 混凝土：主梁采用C50，栏杆及桥面铺装用C30。 预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）的15.2钢绞线，每束六根，全梁配七束，=1860Mpa。 普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的均用R235钢筋。 按后张法施工工艺要求制作主梁，采用内径70mm，外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。 4.设计依据 （1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01—2003），简称《标准》 （2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60--2004),简称《桥规》 (3)交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG B62—2004) (4)基本计算数据见表一 (二)横截面布置 1.主梁间距与主梁片数 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很有效,故在许可条件下应适当加宽T梁翼板.本桥主梁翼板宽度为2750mm,由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:预施应力,运输,吊装阶段的小截面()和运营阶段的大截面().净-9+2m的桥宽采用四片主梁,如图一所示. 基本计算数据 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 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗压标准强度 50 3.45 32.4 2.65 22.4 1.83 短暂状态 容许压应力 容许拉应力 20.72 1.757 持久状态 标准荷载组合 容许压应力 容许主压应力 短期效应组合 容许拉应力 容许主拉应力 16.2 19.44 0 1.59 15.2钢绞线 标准强度 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力 1860 1260 1395 持久状态应力 标准荷载组合 1209 材料重度 钢筋混凝土 沥青混凝土 钢绞线 25.0 23.0 78.5 钢束与混凝土的弹性模量比 无量纲 5.65 注：本示例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压，抗拉标准强度，则：=29.6，=2.51。 2．主梁跨中截面尺寸拟订 （1）预应力混凝土简支梁桥的主梁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1/18~1/19。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，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，本桥梁取用2300mm的主梁高度是比较合适的。 （2）主梁截面细部尺寸 T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，要应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本算例预制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，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。本算例腹板厚度取210mm。 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，马蹄面积占截面面积的10%~20%为合适。本算例考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置，一层最多三束，同时还根据《公预规》9.4.9条对钢束净矩及预留管道的要求，初拟马蹄宽度为600mm，高度250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度150mm，以减少局部应力。 按照以上拟订的外形尺寸，就可以绘出预制梁的跨中截面图（见图二） 图2 跨中截面尺寸图 （尺寸单位：cm） （3）计算截面几何特征 将主梁跨中截面划分成两个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表二 跨中截面几何特性计算表 分块名称 分块面积 （） 分块面积形心至上缘距离 （） 分块面积对上缘的静矩 （） 分块面积自身惯矩 （） （） 分块面积对截面形心的惯矩 （） （） （1） （2） （3）=（1）*（2） （4） （5） （6）=（1）* （7）=（4）+（6） 大毛截面 翼板 4125 7.5 30937.5 77343.75 77.324725415 三角承托 500 18.333 9166.5 2777.778 66.467 22091