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1、哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 预应力混凝土结构设计原理课程设计报告预制预应力混凝土 T 梁设计DESIGN OF PRESTRESSED CONCRETE T-BEAM学 院：交通科学与工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：开始日期：2017 年 1 月 9 号提交日期：2017 年哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 1评 语：成绩：签名：年 月 日 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 2目 录第 1 章 设计简介 .3第 2 章 设计内力及预应力筋设计 .52.1 设计内力计算及组合 .52.1.1 分项内力计算 .52.1.2 设计内力组合 .52.2 预应力钢筋及普通钢筋估算 .72.3
2、 预应力钢筋布置 .7第 3 章 主梁截面几何特征值计算 .8第 4 章 预应力损失计算 .9第 5 章 承载能力极限状态构件承载能力验算 .14第 6 章 正常使用极限状态下构件抗裂性验算 .19第 7 章 持久状态使用荷载作用下构件截面应力验算 .27第 8 章 短暂状态构件截面应力验算 .30第 9 章 设计总结及体会 .31哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 3第 1 章 设计简介设计资料1、桥面净空：净 9 + 2 1m2、设计荷载：城-A 级车辆荷载，结构重要性指数 0 = 1.13、材料规格（1）混凝土：C50 级；（2）预应力钢筋：17 标准型- j15.2-1860-II-GB
3、/T5224-1995 钢绞线，抗拉强度标准值 fpk = 1860MPa，抗拉强度设计值 fpd = 1260MPa，弹性模量 Ep = 1.95105MPa；（3）普通钢筋：纵向抗拉普通钢筋采用 HRB335 钢筋，箍筋及构造钢筋采用R235 钢筋。4、主要结构尺寸主梁标准跨径 Lk = 32m，梁全长 31.96m，计算跨径 Lf = 31.16m。主梁高度 h=1400mm，主梁间距 S=2200mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600 mm，现浇段宽为 600mm，全桥由 5 片梁组成。桥梁横断面尺寸如图 1 所示。5、施工方式主梁采用预制方式施工，后张法施加预应力。主梁安装就位后，
4、现浇各梁间的60cm 顶板接头混凝土。最后进行桥面系施工。哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 467240189154396/2628517783925930116024893526图 1 桥梁横断面尺寸（单位：cm）6、内力计算结果摘录表 1 恒载内力计算结果预制梁自重 横向湿接段自重 二期恒载弯 矩 剪 力 弯 矩 剪 力 弯 矩 剪 力截面位置距支点截面的距离x（mm）MG1PK（kN m）VG1PK（kN ）MG1mK（kN m）VG1mK（kN ）MG2K（kN m）VG2K（kN ）支点 0 0.0 272.0 0.0 36.7 0.0 106.3 变截面 4700 1054.0 1
5、86.2 142.4 25.2 411.9 72.8 L/4 7790 1487.4 136.0 200.9 18.4 581.2 53.2 跨中 15580 1983.3 0.0 267.8 0.0 775.0 0.0 表 2 活载内力计算结果哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 5A 级车道荷载 人群荷载最大弯矩 最大剪力 最大弯矩 最大剪力截面位置距支点截面的距离x（mm）MQ1K(kNm)对应 V（kN）VQ1K（ kN）对应 M(kNm)MQ2K(kNm)对应 V（ kN）VQ2K（kN）对应 M(kNm)支点 0 0.0 346.1 419.6 0.0 0.0 18.3 18.3 0.
6、0变截面 4700 1082.0 216.4 253.9 1168.0 79.8 15.5 15.8 72.5L/4 7790 1413.6 167.2 196.1 1429.3 116.2 11.4 12.6 91.6跨中 15580 1877.8 79.6 109.4 1594.8 157.9 0.0 5.4 79.0注：（1）车辆荷载内力 MQ1K、V Q1K中已计入冲击系数 1+=1.1188。（2）设表 2 中的汽车荷载效应为 S，按学号顺序从 1100 排列，第 i 号同学采用的汽车内力值 Si为：S i = S 1 + (i 50) 0.005。第 2 章 设计内力及预应力筋设计
7、2.1 设计内力计算及组合2.1.1 分项内力计算设计用恒载内力如下：表 1 恒载内力计算结果预制梁自重 横向湿接段自重 二期恒载弯 矩 剪 力 弯 矩 剪 力 弯 矩 剪 力截面位置距支点截面的距离x（mm） MG1PK（kN m）VG1PK（kN）MG1mK（kN m）VG1mK（kN）MG2K（kN m）VG2K（kN）支点 0 0.0 272.0 0.0 36.7 0.0 106.3 变截面 4700 1054.0 186.2 142.4 25.2 411.9 72.8 L/4 7790 1487.4 136.0 200.9 18.4 581.2 53.2 跨中 15580 1983.
8、3 0.0 267.8 0.0 775.0 0.0 我对应的序号是 25，则 S25 = S 1 + (25 50) 0.005=0.875 S，计入系数后的活载内力计算结果如下：表 3 活载内力计算结果哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 62.1.2 设计内力组合(1)基本组合（用于承载能力极限状态计算） 11212.2.4.dGKPmGKQKQKMMMVVV(2)短期组合（用于正常使用极限状态计算） 111220.7QKSGKPmGK1122.IS KVVV(3)长期组合（用于正常使用极限状态计算） 111220.4QKLGKPmGKMM1122.IL KVVV各种使用情况的组合结果见下表：
9、表 4 荷载内力组合计算结果项目 基本组合 Sd 短期组合 Ss 长期组合 SL截面位置Md Vd Ms Vs Ml Vl截面 A 级车道荷载 人群荷载最大弯矩 最大剪力 最大弯矩 最大剪力MQ1K 对应 V VQ1K 对应 M MQ2K 对应 V VQ2K 对应 M位置距支点截面的距离x（mm）(kNm) （kN） （kN） (kNm) (kNm) （kN） （kN） (kNm)支点 0 0 302.838 367.15 0 0 18.3 18.3 0变截面 4700 946.75 189.35 222.163 1022 79.8 15.5 15.8 72.5L/4 7790 1236.9
10、146.3 171.588 1250.638 116.2 11.4 12.6 91.6跨中 15580 1643.075 69.65 95.725 1395.45 157.9 0 5.4 79哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 7最大弯矩 0.0 942.10 0.0 622.78 0.0 530.59支点最大剪力 0.0 1032.14 0.0 663.01 0.0 553.59最大弯矩 3343.19 623.18 2280.45 418.17 1978.71 358.10变截面最大剪力 3440.51 669.45 2320.24 439.0 2002.69 369.95最大弯矩 4582.88 466.48 3159.59 310.54 2758.20 264.47L/4最大剪力 4575.05 503.20 3143.59 327.56 2753.28 273.99最大弯矩 6249.91 103.64 4276.64 46.32 3713.63 26.47跨中最大剪力 5671.85 148.38 3978.19 69.06 3556.61 38.54 2.2 预应力钢筋及普通钢筋估算首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求
