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1、桥梁工程课程设计装配式预应力混凝土简支 T 型梁姓 名：余将学 号：1252010721班 级：路桥一班专 业：土木工程（道路与桥梁方向）指导老师：沈明燕目 录设计资料桥梁跨径及桥宽 3 设计荷载 3桥面铺装 3材料及施工工艺 3材料性能参数 3设计依据 3计算方法 4设计任务横断面布置 4主梁内力计算 4设计过程主梁间距与主梁片数 5主梁跨中截面主要尺寸及主梁截面细部尺寸拟定 5 截面几何特性 6截面效率指标 6横截面沿跨长的变化 6横隔梁的设置 6恒载内力计算 7活载内力计算 7内力组合 16装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计资料1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：40.9m主梁全长：40.72
2、m计算跨径：40.5m桥面净宽：（0.5+1+14+1+0.5）m=17m（防撞栏+人行道+四车道+人行道+防撞栏）桥面横坡：2.0%2 设计荷载:公路级，人群荷载 3.0KN/m23 桥面铺装沥青表面处治 2cm（重力密度为 kN/m2），混凝土垫层厚612cm（重力密度为 24kN/m2），T 梁的重力密度为 25kN/m24 材料及施工工艺混凝土：采用 C40 混凝土。预应力钢筋采用 1*7（7 股）钢绞线，标准强度 fpk=1860Mpa；普通钢筋采用 HRB335 级和 R235 级钢筋；钢板：锚头下支撑垫板，支座垫板等均采用普通 A3 碳素钢。按后张法施工工艺制作主梁，采用 70m
3、m 的波纹管和 OVM 锚具。5 材料性能参数（1）混凝土强度等级为 C40，主要强度指标：强度标准值：f ck=26.8Mpa，f tk=2.4Mpa强度设计值：fcd=18.4Mpa,ftd=1.65Mpa弹性模量：Ec=3.25*10 4Mpa（2）预应力钢筋采用 1*7 标准型 15.2-1860-GB/T 5224-1995 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=1.95*10 5Mpa相对界限受压区高度：a=0.4，pu=0.2563（3）普通钢筋a.纵向抗拉及构造普通钢筋采用 HRB335.其强度指标抗拉强度指标：f
4、sk=335Mpa 抗拉强度设计值：fsd=280Mpa弹性模量：Es=2.0*10 5Mpab.采用的 R235 钢筋，其强度指标抗拉强度指标：fsk=235Mpa 抗拉强度设计值：fsd=195Mpa弹性模量：Es=2.1*10 5Mpa6 设计依据（1）交通部颁公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 简称“规范”； （2）交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62-2004 简称“公预规”； （3）交通部颁公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-85.7 计算方法：极限状态法装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计任务1、横断面布置（1）用 AUTOCAD 绘制
5、桥梁平、纵、横断面图，并绘制中梁与边梁的结构图；（2）主梁间距与主梁片数；（3）主梁跨中截面主要尺寸拟定；（4）主梁截面细部尺寸；（5）计算截面几何特性；（6）计算截面效率指标 p（要求 p 在 0.5 以上）；（7）横断面沿跨长的变化；（8）横隔梁设置；2、主梁内力计算（1）恒载内力计算A. 一期恒载集度；B. 二期恒载集度；C. 恒载内力。（2）活载内力计算A. 冲击系数和车道折减系数；B. 计算主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按修正刚性横梁法；支点截面剪力按杠杆法）；C. 计算活载内力（跨中截面、 1/4 截面、变化截面、支点截面）。（3）内力组合A. 基本组合（用于承载能力极限状态计算
6、）；B. 短期组合（用于正常使用极限状态计算）；C. 长期组合（用于正常使用极限状态计算）；装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计过程一、横断面布置1、主梁间距与主梁片数桥面净宽为（0.5+1+14+1+0.5）m=17m；拟定翼板宽度中主梁为 4*2.4m，边主梁为 2*2.45m，选定为 7 片 T 梁。桥面板采用钢板绞接。2、主梁跨中截面主要尺寸拟定根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在 1/11 到 1/16 之间，此设计中计算跨径 40.5m，拟定采用的梁高为2.35m。3、主梁截面细部尺寸T 梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考
7、虑能否满足主梁受弯时上翼板的受压的强度要求。拟定翼板厚度为 1.2m，由于跨径较大，翼板根部加厚到 2.2m，以抵抗翼板根部较大的弯矩。腹板厚度不宜小于梁高的 1/8，拟定腹板厚度为 0.18m。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，马蹄面积占截面总面积 10%20%为合适。拟定马蹄宽度为 0.4m，高度为 0.39m，马蹄与腹板交接处作三角形过渡，高度 0.11m，以减小局部应力。4、横截面布置桥梁平、纵、横断面图，中梁与边梁的结构图如 CAD 附图所示： 5、计算截面几何特征分块号分块面积Ai（mm 2） yi(mm) Si=Ai*yi(mm3)(yu-yi)(mm)Ix
8、=Ai(yu-yi)2(mm4) Ii(mm4)1 266400 60 15984000 776.9522208 1.61E+11 1.07E+092 93000 153.3 14256900 683.6522208 4.35E+10 8.64E+073 352800 980 345744000-143.04777927.22E+09 1.54E+114 12100 2033.4 24604140-1196.4477791.73E+10 4.44E+075 156000 2155 336180000-1318.0477792.71E+11 3.33E+08合计 880300 836.95222
9、08 736769040 5.00E+11 1.55883E+11=Ku+Kb/h上核心距 Ku 889.9866294 0.608310024上核心距 Kb 509.1264254 I 6.56E+116、计算截面效率指标 预应力混凝土梁，其内力偶臂 Z 所能变化的范围越大，则在预加力Npe 相同的条件下，其所能抵抗外弯矩的能力也就越大，也即抗弯效率效率越高。在保证上、下缘混凝土不产生拉应力的条件下，内力偶臂 Z 可能变化的最大范围只能在上核心距 Ku 和下核心距 Kb 之间。因此，截面抗弯效率可用参数=Ku+Kb/h（h 为梁的全截面高度）来表示。上核心距： uuyAIK 下核心距： bb
10、yAIK=（Ku+Kb）/h=（890+509）/2350=0.59 0.57、横隔梁的设置在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载下的主梁弯矩很大。为减小对主梁起主要控制作用的跨中弯矩，当跨度较大时应设置较多的横隔梁。拟定设置七道横隔梁，其边主梁间距为7m，中主梁间距为 6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为 2.3m。中横隔梁的高度为 1.96m，厚度为 20m。二、主梁内力计算1、恒载内力计算结构自重集度计算表（kN/m）主梁 g1 22.06 对于边主梁 g2 2.25 横隔梁对于中主梁 g2 1.92 桥面铺装层 g3 5.24 栏杆和人行道 g4
11、 1.43 对于边主梁 30.98 合计对于中主梁 30.65 一期恒载 g1+g2+g2=26.231二期恒载 g3+g4=6.669 边主梁自重产生的内力内力横面位置 x剪力 Q（kN） 弯矩 M（kN.m） 边主梁 571.59 边主梁 0x=0 中主梁 565.44 1137.03 中主梁 0 0x=1/4 边主梁 285.80 568.52 边主梁 3954.70 7866.8303中主梁 282.72 中主梁 3912.13 26边主梁 0 边主梁 5272.93 x=1/2 中主梁 0 0 中主梁 5216.17 10489.1071边主梁 428.69 边主梁 2306.91
12、x=1/8 中主梁 424.08 852.77 中主梁 2282.08 4588.9843572、活载内力计算（1）冲击系数和车道折减系数：冲击系数的计算采用以结构基频为指标的方法。按结构不同的基频，汽车引起的的冲击系数在 0.05-0.45 之间变化，其计算方法为当 f14Hz 时 =0.45式中：f-结构基频（Hz）基频计算公式如下：cmEIlf2gGc结构跨中处的单位长度质量为：mc=22.06 *103/9.81=2248.72（N.s2/m2）结构基频为：f=3.14/(2*40.52)*SQRT(3.25*1010*0.595/2248.72)=2.97（Hz）根据基频可计算出汽车
13、荷载冲击系数为=0.1767lnf-0.0157=0.177按桥规规定两车道的车道折减系数为 1，本设计为四车道，在计算可变作用效应时需进行车道折减，四车道折减 33%，但折减后的效应不得小于两车道设计车道的荷载效应。横向折减系数为 0.67.（2）主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按偏心压力法，支点截面按杠杆原理法）一、当荷载位于跨中处时（偏心压力法）由图可知，此桥设有 5 道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承受结构的长宽比为：2396.24.250Bl故可按偏心压力法来计算横向分布系数 cm 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=7，中梁间距为 2.4m，边梁间距为 2.45m，则=（2*2.
14、4+2.45）2+(2*2.4)27625423217 aaai 2+2.42+0+(-2.4)2+(-2*2.4)2+(2*2.4+2.45)2=162.73 2m如下面所示 a1-a7 的值7.25 4.8 2.4 0 -2.4 -4.8 -7.25a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 52.56 23.04 5.76 0 5.76 23.04 52.56 162.725如下表为前 4 号主梁相对的主梁的横向影响线的竖标值11 12 13 14 15 16 171 号梁0.466 0.357 0.250 0.143 0.036 -0.071 -0.180 21 22 23 24 25 26 272 号梁0.357 0.284 0.214 0.143 0.072 0.001 -0.071 31 32 33 34 35 36 373 号梁0.250 0.214 0.178 0.143 0.107 0.072 0.036 41 42 43 44 45 46 474 号梁0.143 0.143 0.143
