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college of civil engineeringcentral south universityCENTRALSOUTHUNIVERSITY 混凝土桥课程设计指导老师：班 级：姓 名：学 号：中南大学土木工程学院桥梁系 二〇一二年九月第一部分 混凝土桥课程设计任务书1. 设计题目：客运专线40m预应力混凝土双线简支箱梁设计2. 设计资料（1）桥面布置如图1所示，桥面宽度：12.6m；（2）设计荷载：ZK活载；（3）桥面二恒：200KN/m；（4）主梁跨径：主梁全长40m；（5）结构尺寸图，根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计，可参照图1。图1 桥面布置图3. 设计依据（1）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；（2）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005）；（3）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设函（2005）157号）；（4）《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（铁建设函（2003）205号）；（5）《高速铁路设计规范（试行）》(TB 10621-2009)；4. 设计内容（1）进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。（2）主梁的设计：1 主梁内力计算2 主梁预应力钢筋配置及验算3 行车道板内力计算及设计4 绘制主梁设计图（包括主梁构造图和配筋图）5. 设计成果要求：设计计算书：设计计算说明书用Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。图纸：要求图面整洁美观，比例适当，图中字体采用仿宋体，严格按制图标准作图。图幅为A3图。第二部分 混凝土桥课程设计计算说明书一、结构尺寸拟定梁高：3.2m(梁高与跨度比满足1/11~1/15)腹板厚：0.8m(变截面在距支座截面7.25m处 )顶板厚：0.35m底板厚：0.3m(变截面在距支座截面7.25m处)具体尺寸见附图1跨中截面如下（单位：mm）：内力计算及组合荷载与内力的计算如下：桥跨L=40 m恒载：一期恒载q，二期恒载活载：列车活载荷载1．恒 载由CAD计算截面特性得（单位：dm），面积:1122.7618周长:446.6111惯性矩: X: 149265.6411一期恒载：由题目知二期恒载：=200恒载：q=+=480.692．恒载内力取支座截面、截面、跨中截面进行计算支座截面：处截面: 跨中截面：3. 活 载由规范规定，只计入列车荷载（不计人行道活载）,设计荷载使用ZK活载冲击系数式中取2所以活载内力按照换算均布活载在影响线上加载计算： 式中 K——换算均布活载，查《高速铁路设计规范》取用——加载范围内相应影响线面积分别计算各截面内力如下：支座截面剪力弯矩影响线如下（左为剪力影响线，右为弯矩影响线，下同）：剪力：2由查表得其中为加载长度，为最大纵坐标位置（下同）M=0由于是双线，按照90%的折减：M=0（2）截面剪力弯矩影响线如下剪力：由查表得弯矩：2由查表得由于是双线，按照90%的折减：（3）跨中处剪力弯矩影响线如下剪力：2由查表得弯矩：由查表得由于是双线，按照90%的折剪：4．内力组合（1）剪力组合（KN）支座恒 载9613.84806.90活 载1790.771085.29546.0控制剪力11404.575892.2546.0（2）弯矩组合(KN.m)支座恒 载072103.596138.0活 载012981.6317302.52控制弯矩08508552预应力筋计算与布置1.预应力筋的计算（1）受拉区预应力钢筋假定只有受拉区配有预应力钢筋板顶平均厚梁截面可换算成如下I形截面（单位：mm）在跨中截面对压应力作用点取矩：查表取 K=2.0 假定2900mm解得：50119.45预应力筋使用半径为15.2mm（A=139mm2）的钢筋组成的钢丝束取腹板为16束的，底板为12束的12所以实际139×（12×12+16×16）=5560050119.45满足（2）梁预加应力阶段在梁预加应力阶段，要满足（式1）在正常运营阶段，截面下缘不允许出现拉应力，要满足（式2）=3.1MPa ==/0.8张拉力N=0.75××由CAD计算截面特性可知主轴距离上、下边缘的距离惯性矩1.49×10则由式1，代入数据得：由式2，代入数据得：根据构造要求及具体条件预应力筋配筋如下图（单位mm）此时满足要求2.预应力钢筋的布置在纵向腹板预应力筋弯起角度a取8，底板取4，，，，，在平面内N2、N4、N6、N8预应力筋平弯角度取4， N3、N5、N7