西南交大桥梁工程课程设计.docx

西南交通大学

桥梁工程课程设计

――预应力混凝土简支梁桥

设计任务(计算)书

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指导教师：

二〇一四年十月

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目录

第1章设计依据 1

TOC\o1-3\h\z\u1.1设计标准 1

1.2方案简介及上部结构主要尺寸 1

1.3根本参数 2

1.4计算模式及主梁内力计算采用的方法 2

第2章荷载横向分布系数计算 4

2.1梁端的荷载横向分布系数计算 4

2.2主梁跨中的荷载横向分布系数计算 4

第3章主梁内力计算 7

3.1主要参数计算 7

3.2单项荷载效应计算 7

〔1〕一期恒载 7

〔2〕二期恒载 8

〔3〕汽车荷载 9

3.3荷载效应组合〔不含预应力〕 10

〔1〕承载能力极限状态下荷载效应组合 10

〔2〕正常使用极限状态下荷载短期效应组合 10

〔3〕正常使用极限状态下荷载长期效应组合 10

〔4〕持久状况应力计算时的荷载效应组合 10

第4章预应力钢束设计 12

4.1钢束估算〔1号梁〕 12

〔1〕按正截面抗弯承载力估算 12

〔2〕按正截面上下缘应力状态估算 13

4.2钢束布置〔1号梁〕 13

4.3预应力损失计算 15

〔1〕预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失 15

〔2〕由锚具变形、钢筋回缩和接缝压密引起的预应力损失 16

〔3〕混凝土弹性压缩引起的预应力损失 17

〔4〕预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失 19

〔5〕混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 19

4.4各阶段的有效预应力及钢束效应 20

第5章主梁验算 22

5.1承载能力验算 22

〔1〕正截面抗弯承载力验算 22

〔2〕斜截面抗剪承载力验算 23

〔3〕斜截面抗弯承载力计算 24

5.2抗裂性验算 25

〔1〕正截面抗裂性验算 25

〔2〕斜截面抗裂性计算 25

5.3刚度验算 26

5.4持久状况预应力混凝土构件应力验算 26

〔1〕混凝土正截面压应力和预应力钢筋拉应力验算 27

〔2〕混凝土主拉应力和主压应力计算 28

5.5短暂状况预应力混凝土构件应力验算 28

参考文献 30

第1章设计依据

1.1设计标准

1.中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕；

2.中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62-2004〕。

1.2方案简介及上部结构主要尺寸

本桥是某一级公路上的一座5梁式后张法预应力混凝土简支T梁桥，设计平安等级为二级，设计荷载等级采用公路—I级，设计时速为60km/h。

该桥按上下行分左右幅别离式布置，单幅桥面行车道宽度为10.5m〔三车道〕，单幅桥面总宽度为11.50m，防撞栏杆宽度为50cm。梁全长为37.66m，计算跨度为36.46m，梁高2.50米；主梁中心距2.40m，T梁之间采用湿接缝连接，湿接缝宽度为50cm。T梁混凝土设计标号为C50。桥面铺装为8cm厚W8级C40防水混凝土铺装层+7cm厚沥青混凝土铺装层。

桥台采用重力式U型桥台。

图1T梁半立面图〔单位：cm〕

图2T梁A-A断面图〔单位：cm〕

图3T梁B-B断面图〔单位：cm〕

图4单幅桥横截面尺寸〔单位：cm〕

1.3根本参数

1.设计荷载：

公路-I级，无人群荷载。

2.跨径及桥宽

本桥T梁长度为39.96m，T梁计算跨径为38.76m。桥梁单幅总宽度11.50m，由5根T梁组成，设置有两片端横隔板和三片中横隔板。桥面设计为3车道。

3.主要材料(参数查标准)

T梁混凝土：C50混凝土；

现浇湿接缝及现浇横隔板接头混凝土：C50混凝土；

铺装层混凝土：上层为7cm厚沥青混凝土，下层为8cm厚W8级C40防水混凝土；

预应力钢绞线：符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的七股钢绞线，即直径15.2mm的高强度低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值1860MPa，张拉控制应力：σcon=0.75fpk=1395MPa。

普通钢筋：直径≥12mm采用HRB335钢筋，直径12mm采用R235钢筋。

T梁预应力张拉锚固时龄期为28d和平均湿度90%。

预应力钢绞线张拉顺序同钢束编号。

4.材料参数

〔1〕C40混凝土：查JTGD62-2004第3.1.3~3.1.5条，可得

弹性模量：Ec=34500MPa

轴心抗压强度设计值