简支T梁.doc

主梁设计 （一）设计概况及构造布置 1．设计资料 （1）设计跨径：标准跨径20.00m（墩中心距离），简支梁计算跨径(相邻支座中心距离)19.50m，主梁全长19.96m。 （2）荷载：汽车－20级；挂车－100级；人群：3KN/m2；每侧栏杆、人行道的重量分别为1.52KN/m和3.6KN/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φs5mm碳素钢丝，每束由24丝组成。 普通钢筋直径大于和等于12mm的用16Mn钢或其它Ⅱ级热轧螺纹钢筋；直径小于12mm的均由Ⅰ级热轧光钢筋。 钢板和角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A3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号优质碳素钢结构钢的锥形锚具和直径50mm抽拨橡胶管。 （二）横截面布置 1．主梁间距和主梁片数 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，故在许可的条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。交通部《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2㎝工作缝，T梁上翼沿宽度为158cm)。考虑人行道适当挑出，净－7附2×0.75m的桥宽则用五片。 2．主梁跨中截面细部尺寸 （1）主梁高度 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，本设计取1.33 m。 主梁截面细部尺寸：为了增强主梁间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还设置3片中横隔梁，间距为4×4.875m，共5片，采用开洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度为8cm，翼板根部加到20cm以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。 在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的构造决定，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。腹板高度87cm。 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要来确定，实践表明马蹄面积占截面面积的10％～20％为合适。这里设置马蹄宽度为32cm，高度18cm。马蹄与腹板交接处做成45°斜坡的折线钝角，以较小局部应力。这样的配置，马蹄面积占总面积15.75％，按上述布置，可绘出预制梁跨中截面，如图2.1所示。马蹄从四分点开始向支点逐渐抬高，在距梁端一倍梁高范围内（133cm）将腹板加厚到与马蹄同宽。变化点截面（腹板开始加厚区）到支点的距离为123cm，中间还设置一节长为30cm的腹板加厚的过渡段。 图2.1 预制梁跨中截面图 （2）桥面铺装：采用20号混凝土，坡度由桥面铺装层找平。 图2.2 桥横截面图 图2.3 主梁纵截面 （三）梁毛截面几何特性计算 1．截面几何特性 预制时翼板宽度为1.58m，使用时为1.60m，分别计算这二者的截面特征。计算公式如下： 中主梁跨中毛截面的几何特性在预制阶段如图2.1，及表2.1 跨中截面(跨中与L/4截面同)毛截面几何特性 表2.1 分 块 号 分块 面积 Ai(㎝2) yi (cm) Si=Ai*yi (Cm3) (ys-yi) (cm) Ix=Ai(ys-yi )2 (Cm4) Ii (Cm4) ① 1136 4 4544 40.6 18.725×105 ② 852 12 10224 32.6 9.055×105 ③ 1840 57.5 105800 -12.9 3.062×105 ④ 64 112.3 7187 -67.7 2.933×105 ⑤ 576 124 71424 -79.4 36.313×105 合 计 即Am=0.448㎡，yx＝0.885m，Im=909。 2．检验截面效率指标ρ 以跨中截面为例： 根据设计经验，预应力混凝土T型梁在设计时，检验截面效率指标取＝0.45～0.55，且较大者亦较经济。上述计算表明，初拟的主梁跨中截面是合理的。 （四）主梁内力计算 1．恒载内力计算 （1）主梁预制时的自重（一期恒载）g1： 此时翼板宽1.58m ①按跨中截面计算，主梁每延米自重（即先按等截面计算） 中主梁：0.4468×25＝11.17kN/m (0.4468为Am,25为40号混凝土的容重，单位kN/m3) 内、外边梁：0.448×25＝11.2 kN/m ②由马蹄增高抬高所形成的4个横置的三棱柱重力折算成的恒载集度： ③ 由梁