20m预应力混凝土简支T梁设计--桥梁工程课程设计.docx

《桥梁工程》课程设计

（题目：20m预应力混凝土简支T梁设计）

目录

TOC\o1-3\h\u1设计构造及尺寸拟定 3

1.1设计资料及构造布置 3

1.1.1设计资料 3

1.1.2构造布置 3

1.2截面主要尺寸拟定 4

1.2.1主梁高度 4

1.2.2主梁其他尺寸 4

2内力计算 6

2.1桥面板内里计算 6

2.1.1永久荷载作用 6

2.1.2可变作用 6

2.1.3作用效应组合 8

2.2主梁内力计算 8

2.2.1永久作用 8

2.2.2可变作用 9

2.2.3主梁作用效应组合 23

3预应力筋的估算及布置 25

3.1跨中截面预应力钢束的估算 25

3.2预应力钢筋的布置 26

3.3截面几何特性计算 30

4钢束预应力损失估算 33

4.1预应力钢筋和管道间摩擦引起的预应力损失 33

4.2锚具变形，钢丝回缩引起的应力损失（） 34

4.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失（） 35

4.5钢筋松弛引起的预应力损失（） 36

4.5混凝土收缩、徐变引起的损失 36

5截面强度检算 38

5.1正截面强度计算 38

5.2斜截面强度验算（以支点截面为例） 39

6抗裂验算及挠度计算 40

6.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算 40

6.2.作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算 41

6.3挠度计算 42

参考文献 43

1设计构造及尺寸拟定

1.1设计资料及构造布置

1.1.1设计资料

（1）桥跨及桥宽

计算跨径：lp=22m

桥面净空：

（2）设计荷载：

公路Ⅰ级荷载；人群荷载：3.5kN/m2；人行道荷载取13kN/m。

（3）材料参数：

混凝土：主梁用C50，桥面铺装采用C50。

预应力钢筋应采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）的钢绞线，每束7根。全梁配3束，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称面积74.2mm2；锚具采用夹板式群锚。普通钢筋采用HRB335钢筋。按后张法施工工艺制作桥梁，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉，主梁安装就位后现浇60mm宽的湿接缝。最后施工80mm厚的桥面铺装层（含20mm的沥青表面处治层和60mm的混凝土三角垫层）。

（4）设计方法：承载能力极限状态法

（5）设计依据：《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTGD62—2004）

1.1.2构造布置

该桥梁设计按二级公路桥梁净空进行设计，行车道宽度为8.5m，人行道宽度为0.75m；全桥每跨采用5片预制的钢筋混凝土T形梁，每片梁行车道板宽2.00m，沿主梁纵向每4~5m布置1道横隔梁。如图1.1所示：桥梁横断面布置及主梁一般构造。行车道板间的连接视为刚性连接。

图1.1整体大致布局图单位（cm）

为了简化计算，将人行道、栏杆和桥面铺装的重力(g1）平均分配给每根主梁。结构中每片中主梁上有10块横隔板预制块，边主梁上有5块横隔梁预制块。将其产生的重力（中主梁g2，边主梁g2,）沿主梁纵向均匀分摊给各主梁，预制横隔梁的重力密度为26kN/m3。

主梁重力以g3计，其重力密度取值为26kN/m3。

总自重：中主梁：g=g1+g2+g3边主梁：g‘=g1+g2’+g3

1.2截面主要尺寸拟定

1.2.1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之间，标准设计中高跨比约在1/18-1/19之间。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约预应力钢束用量，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，本课程设计采用1600mm的主梁高度。

1.2.2主梁其他尺寸

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，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制T梁的翼板厚度为150mm，翼板根部加厚到200mm，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性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，因此取腹板厚度为200mm。

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，马蹄的总面积占总面积的10%-