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1、桥梁课程设计1 / 23西南交通大学土木工程2010级桥 梁 工 程 课 程 设 计预应力混凝土简支梁桥设 计 任 务 (计 算 )书二一三年十月桥梁课程设计2 / 23第一章 设计依据一 设计规范1.中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；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规范（JTG D62-2004）。二 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，设计安全等级为二级，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分离式布置，单幅桥面行车道宽度为10.5m（三车道
2、），单幅桥面总宽度为11.50m，防撞栏杆宽度为50cm。梁全长为39.96m，计算跨度为38.76m，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C35。桥面铺装为8cm厚W8级C35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。250 图 1 T 梁半立面图（单位：cm）桥梁课程设计3 / 23图2 T梁 A-A断面图（单位：cm） 图3 T梁 B-B断面图（单位：cm）250 图4 单幅桥横截面尺寸（单位：cm）三 基本参数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，
3、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(参数查规范)桥梁课程设计4 / 23T梁混凝土：C35混凝土；现浇湿接缝及现浇横隔板接头混凝土：C35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C35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1860 MPa，张拉控制应力： con=0.75 fpk =1395 MPa。普通钢筋：直径12mm采用HRB335钢筋，直径12mm采用
4、R235钢筋。4.T梁预应力张拉锚固时龄期和平均湿度见下表。预应力钢绞线张拉顺序同钢束编号。学号尾数 加载龄期 相对湿度0、5 14d 70%1、6 14d 80%2、7 21d 70%3、8 21d 80%4、9 21d 90%5. 材料参数（1）C35 混凝土：查 JTG D62-2004 第 3.1.33.1.5 条，可得弹性模量： =3.15104轴心抗压强度设计值： =16.7轴心抗拉强度设计值： =1.57轴心抗压强度标准值： =23.4轴心抗拉强度标准值： =2.20容重：25 /3（2）沥青混凝土铺装层：查 JTG D60-2004 第 4.2.1 条，可得容重 23.0桥梁课
5、程设计5 / 23/3（3）C35 混凝土铺装层：查 JTG D60-2004 第 4.2.1 条，可得容重 25.0/3（4）钢绞线：查 JTG D62-2004 第 3.2.23.2.4 条，可得弹性模量： =抗拉强度设计值： =1260抗拉强度标准值： =1860张拉控制应力： =0.75=1395四、计算模式及主梁内力计算采用的方法1.计算模式（1）T梁的横向分布系数计算：梁端按“杠杆原理法”计算，跨中按“修正刚性横梁法”计算；（2）T梁按A类预应力混凝土构件设计；(JTG D60-2004第6.3.1条)（3）8cm厚的W8级C35防水混凝土桥面铺装层完全不参与T梁的受力；（4）在T
6、梁混凝土达到设计强度的 后方可张拉预应力钢束，张拉顺100%序同钢束编号。2.计算程序采用迈达斯计算桥梁内力。桥梁课程设计6 / 23第二章 荷载横向分布系数一 梁端的荷载横向分布系数计算由于本桥各 T 梁之间采用混凝土湿接缝刚性连接，故其荷载的横向分布系数在梁端可按“杠杆原理法”计算、在跨中可按“修正刚性横梁法”计算。影响线加载图示：桥梁课程设计7 / 231 号梁： 1=12(0.97+0.23)=0.62 号梁： 2=12(1+0.25+0.46)=0.8553 号梁： 3=12(1+0.25+0.46)=0.855二 主梁跨中的荷载横向分布系数计算1.计算抗弯及抗扭惯性矩主梁抗弯惯性矩
7、:I=0. m 4主梁抗扭惯性矩: (c为矩形截面抗扭刚度系数)上翼缘板的换算平均厚度 h1= 0167.82cm下翼缘板的换算平均厚度 h2= 5.3443上翼缘板:b 1/t1=240/17.8=13.510查表得c1=0.313;梁肋:b 2/t2=197.7/18=10.98 10查表得c2=0.313翼缘:b 3/t3=44/34.5=1.28查表得c3=0.1735桥梁课程设计8 / 23333 34411207.897.80.1754.1489.670.89TiIcbt cmm主梁翼缘板全宽:b 1=2.4m主梁计算跨度:L=38.76m相邻两主梁梁肋净距之半:d=1.2m2.计
8、算抗扭修正系数 222 6.57)8.4(mai 9316.0.5731098.241122 EEIGnLiT3.计算横向影响线竖标值1 号梁： 5726.08.49316.05221ian 126115 i2 号梁： 386.0.57429316.05121 ian1.2125i3 号梁： 2.06.5784931.0512ian.3235i4.计算荷载横向分布系数计算 m0 1桥梁课程设计9 / 23影响线加载图示1 号梁： 1=120.78(0.568+0.429+0.328+0.188+0.0880.052)=0.6052 号梁： 2=120.78(0.384+0.314+0.264+
9、0.194+0.144+0.074)=0.5363 号梁： 3=120.78(0.2+0.2+0.2+0.2+0.2+0.2)=0.468三 小节汽车主梁梁号 梁端 Mo 跨中 Mc1 0.600 0.6052 0.855 0.5363 0.855 0.468桥梁课程设计10 / 23第三章 主梁内力计算一 计算模型二 主要计算参数a) T 梁基频：主梁计算跨度 38.76m混凝土弹性模量：3.15e10Pa跨中截面的截面惯性矩：0. 4m桥梁课程设计11 / 23跨中处延米结构重量：G24.75kN主梁基频： 3.161Hz12cEIfmlb) 冲击系数：=0.1767lnf1-0.0157
10、=0.1877c) 车道折减系数： =0.78。d) 二期恒载计算7cm 厚沥青混凝土 +8cm 厚 35 号防水混凝土=44.1kN/m单侧混凝土防撞栏杆：7.64kN/m横隔板：16kN/m总重：75.38kN/m单片 T 梁承担：15.076kN/m三 1 号 T 梁内力计算和组合1恒载内力和活载内力恒载内力计算结果如表 4 和表 5 所示，活载内力计算结果如表 6 所示。表 4 梁体自重标准作用 1 号 T 梁的计算结果单元 荷载 位置 剪力-z (kN) 弯矩-y (kN*m)1 自重 I1 -517.12 01 自重 J2 -472.2 463.322 自重 I2 -472.2 4
11、63.322 自重 J3 -386.83 1486.73 自重 I3 -386.83 1486.73 自重 J10 -314.49 2523.484 自重 I10 -314.49 2523.484 自重 J4 -242.15 3336.385 自重 I4 -242.15 3336.385 自重 J11 -128.91 4159.35桥梁课程设计12 / 236 自重 I11 -128.91 4159.356 自重 J5 0 4433.677 自重 I5 0 4433.677 自重 J13 128.91 4190.698 自重 I13 128.91 4190.698 自重 J9 242.15 3
12、367.729 自重 I9 242.15 3367.729 自重 J12 314.49 2554.8210 自重 I12 314.49 2554.8210 自重 J8 386.83 1518.0411 自重 I8 386.83 1518.0411 自重 J7 472.2 494.6612 自重 I7 472.2 494.6612 自重 J6 517.12 0表 5 二期恒载标准作用 1 号 T 梁的计算结果单元 荷载 位置 剪力-z (kN) 弯矩-y (kN*m)1 附属结构 I1 -292.17 01 附属结构 J2 -277.1 284.632 附属结构 I2 -277.1 284.63
13、2 附属结构 J3 -239.41 930.263 附属结构 I3 -239.41 930.263 附属结构 J10 -192.75 1599.024 附属结构 I10 -192.75 1599.024 附属结构 J4 -146.09 2123.375 附属结构 I4 -146.09 2123.375 附属结构 J11 -73.04 2654.216 附属结构 I11 -73.04 2654.216 附属结构 J5 0 2831.167 附属结构 I5 0 2831.167 附属结构 J13 73.04 2654.218 附属结构 I13 73.04 2654.218 附属结构 J9 146.
14、09 2123.379 附属结构 I9 146.09 2123.379 附属结构 J12 192.75 1599.0210 附属结构 I12 192.75 1599.0210 附属结构 J8 239.41 930.26桥梁课程设计13 / 2311 附属结构 I8 239.41 930.2611 附属结构 J7 277.1 284.6312 附属结构 I7 277.1 284.6312 附属结构 J6 292.17 0表 6 公路-I 级活载标准作用 1 号 T 梁的计算结果单元 杆端 最大 M 相应 Q 最大 Q 相应 M1 I1 0 0 182.8358 01 J2 453.8773 44
15、9.1602 449.2859 449.28592 I2 453.8773 449.1602 449.2859 449.28592 J3 1483.397 407.317 408.8085 1430.8343 I3 1483.397 407.317 408.8085 1430.8343 J10 2549.799 355.5185 360.8106 2379.5424 I10 2549.799 355.5185 360.8106 2379.5424 J4 3385.925 303.711 315.1399 3053.7325 I4 3385.925 303.711 315.1399 3053.7325 J11 4232.402 222.6213 248.3364 3609.5446 I11 4232.
