结构设计原理课设.doc

一、主梁的全截面结构特性 受压翼缘有效宽度的计算 按《公路桥规》规定，T型截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值： 简支梁计算跨径的，即； 相邻两梁的平均间距，对于中梁为； 所以，受压翼缘的有效宽度=。 全截面几何特性的计算 全截面面积： 全截面重心至梁顶的距离： 主梁跨中截面的全截面几何特性（图1-1）如表1-1所示： 分块号 分块面积 （） () () () () () () 1 115200 40 4608 410 19.373 0.061 2 144000 113 16320 337 16.331 0.040 3 193600 605 117128 -155 46.462 23.621 4 10000 1177 11767 -727 52.793 0.006 5 68400 1305 89262 -855 49.992 0.206 合计 表1-1 二、主梁内力计算 公路简支梁桥主梁的内力，由永久作用（如结构恒载、结构附加恒载等）与可变作用（包括汽车荷载、人群荷载等）所产生，如表2-1列出了梁跨中和支点截面的弯矩剪力值。 跨中截面 支点 对应 对应 对应 对应 一期恒载标准值 968.53 0.00 0.00 0.00 0 162.68 162.68 0 人群标准荷载 139.48 0.00 5.74 69.74 0 34.67 36.47 0 公路I级汽车荷载标准值（不计冲击系数） 1342.90 73.81 106.93 1299.17 0 351.14 398.03 0 公路I级汽车荷载标准值（计冲击系数） 1693.40 93.07 134.84 1638.25 0 442.79 501.92 0 持久状态的应力计算的可变作用标准值组合 1832.88 93.07 140.58 1707.99 0 477.46 538.39 0 承载能力极限状态计算的基本组合 3689.21 130.30 195.20 2371.66 0 853.95 938.74 0 正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的可变荷载设计值 1079.51 51.67 80.59 979.16 0 280.47 315.09 0 正常使用极限状态按作用长期效应组合计算的可变荷载设计值 592.95 29.52 45.07 547.56 0 154.32 173.80 0 表2-1 三、钢筋截面的估算及刚束布置 1）预应力钢筋截面积估算 按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 对于A类部分预应力混凝土构件，根据跨中抗裂性要求得跨中截面所需的有效预加力为 其中 设预应力钢筋截面重心距截面下缘为，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为，全截面面积，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗模量 ，所以 预应力钢筋的张拉控制应力为，则需要的预应力面积为 采用3束515.2的钢绞线，预应力钢筋的截面积。2）预应力钢筋布置 （1）跨中截面预应力钢筋的布置 后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合《公路桥规》中的有关构造要求。 （2）锚固面刚束，如图3-1，3-2，3-3 （3）其他截面刚束位置及倾角计算 采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力垂直作用与锚垫板，N1，N2，N3弯起角；各钢束的弯曲半径为：；；，如图3-4所示。 由确定导线点距锚固点的水平距离，由确定弯起点至导线点的水平距离，则弯起点至锚固点的水平距离为；弯起点至跨中截面的水平距离为=+，其中为支点至锚固点的水平距离；弯止点至导线点的水平距离，故弯止点至跨中截面的水平距离为（）；将各钢束的控制参数汇总于表3-1中： 钢束号 升高值c 弯起角 弯起半径 弯止点距跨中的距离 N1 1300 8 42000 42 767 6612 N2 620 8 28000 134 6676 10573 N3 350 8 13000 176 9688 11497 表3-1 N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为了实现钢束的这种布置方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，其平弯位置如图3-5所示；平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯起角。 3）非预应力钢筋截面积估算及布置 设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离，。 先假定为第一类T形截面，由，计算受压区高度，即 求得 则为第一类T形截面，非预应力