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1、1目录第一章 课程设计任务书 .2一设计项目 .2二设计依据 .2三设计内容 .第二章 截面尺寸拟定及草算 .3一、梁高 .3二、主梁截面细部尺寸 .3三、跨中截面及支座截面轮廓尺寸图 .4第三章 预应力混凝土主梁计算 .4一主梁内力算.4.二主要梁全截面几何特性计算 .7三主梁面积的估算及钢束布置 .8四主梁截面几何特行计算 .17五持久状况截面承载能力极限状态计算 .21六钢束预应力损失计算 .26七应力验算 .32八抗裂性验算 .39九主梁变形(挠度) 计算 .42十锚固区局部计算 .442第一章 课程设计任务书一设计项目：预应力混凝土简支梁设计二设计依据：简支梁跨径：跨径:30m;计算
2、跨径:28.66m.设计荷载：NO 0 主梁荷载效应跨中截面 L/4 截面 变化点截面 支点荷载Mmax 相应 V Vmax 相应MMmax 相应 V Vmax 相应MMmax Vmax Vmax一期恒载标准值250 0 0 2250 1650 150 150 1650 1100 210 300二期恒载标准值650 0 0 650 500 45 45 500 340 65 90汽车荷载标准值（未计冲击系数）1500 60 100 1100 1120 280 280 1120 870 220 320人群荷载标准值60 0 2 30 45 4 5 35 23 5 8备注 单位： kN(V); kN
3、m(M).环境：桥址位于野外一般地区，类环境，年平均相对湿度为 75%.材料及设计基本数据：预应力钢筋采用 ASTM A41697a 标准的低松弛钢绞线（ 17 标准型） ，公称直径：15.24mm，公称面积：140mm 2，锚具采用夹片式群锚非预应力钢筋：HRB400 级钢筋；直径12mm 者，一律采用 HRB335 级钢筋混凝土：采用 C50 混凝土NO 1 设计基本数据表设计参数 C50 混凝土 1860 钢绞线 HRB335 钢筋 HRB400 钢筋抗压强度标准值32.4ckfMPa抗压强度设计值 d390pdfMPa280sdfPa30sdfMPa抗拉强度标准值 2.65tkfa18
4、6k 35sk 4sk抗拉强度设计值 183tdP2pdfsdfsdf受压区界限系数 0.b0.6b0.53b弹性模量 4.5cEMa51.90pEMPa52.1sEPa2.1sEMPa3设计要求：根据公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) ，按类预应力混凝土构件设计此梁实工方法：采用后张拉法施工，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 40mm 宽的湿接缝三设计内容： 截面尺寸拟定内力组合、预应力钢筋面积估算及钢束布置 进行持久状态截面承载能力极限状态计算及预应力损失估算 应力验算;抗裂行验算;变
5、形验算;锚固区局部承压计算 编写说明书于上述设计过程中 绘制结构设计图 作出设计分析或小结第二章 截面尺寸拟定及草算一梁高预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在之 1/151/25 之间，标准设计中高跨比约在 1/181/19 之间当建筑物不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多本设计梁高选定为 1800mm（l=30000mm, h/l=1800/30000=3/50, 1/253/501/15）二主梁截面细部尺寸梁翼板的厚度主要取决与桥面板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要求
6、本设计预制梁的翼板厚度取用 160mm，翼板根部加后到 250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩为使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模根据布置制孔道的构造要求，同时从腹板本身的稳定性出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15此设计预制梁腹板厚度取 180mm.4由设计实践表明，马蹄面积占总面积的 10%20%为合适考虑到预应力钢束的布置，同时根据公预规对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度 420mm，高度200mm马蹄与腹板交接处作成斜坡的折线钝角，以减小局部应力如此布置的马蹄面积约占整个截面积的 17%.三跨中截面及支座截面轮廓尺寸图根据以上拟定的外行尺寸，绘
7、制出预制梁各控制截面图如下：图：主要梁各部分尺寸图（尺寸单位 mm）第三章 预应力混凝土主梁计算一主梁全截面几何特性） 受压翼缘有效宽度的计算按公路桥规规定，行截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值：（).简支梁计算跨径的 L/3,L/3=28660/3=9553mm;（） 相临两梁的平均间距,对于中梁为 2200mm;（） ( b+2b h +12hf ),式中 b 为梁腹板宽度，b h为承托长度，这里 bh =0. hf 为受压区翼缘悬出板的厚度,h f 可取跨中截面翼板厚度的平均值，即hf(1010160+81090/2)/1010=196mm.所以有(b+6h h+12hf)=1
8、80+60+12196=2532mm;所以，受压翼缘的有效宽度取 bf=2200mm.5） 全截面几何特性的计算采用分块法进行计算：跨中截面： 全截面面积： i； 全截面重心至梁顶的距离： iuAy式中：A分块面积；y分块面积的重心至梁顶边的距离；则：789700mm ; i iyi44617110 3mm3 yu=S i/A=554mm; I=I x+I i=301.348109mm4 式中： i分块面积 i 对其自身重心轴的惯性矩； x i 对 x-x 轴的惯性矩 NO2-截面（跨中截面与 L/4 截面）全截面几何特性分块号分块面积(mm 2) yi(mm) Si=Aiyi (mm2) (
9、yu-yi)(mm)Ix=Ai(yu-yi)2 (mm4) Ii(mm3)1 323200 80 25856000 485 76.021109 0.6891092 72900 190 13851000 375 10.251109 0.0331093 288000 800 230400000 -235 15.906109 61.4401094 21600 1540 33264000 -975 20.534109 0.0391095 84000 1700 142800000 -1135 108.213109 0.028109230.51xI62.4810iI合计 A=A i=876000 5618023iubSyA346170iS 9xiI6截面分块示意图支点截面： 全截面面积：；全截面重心至梁顶的距离： iuAy式中：A分块面积；y分块面积的重心至梁顶边的距离；则：1102900mm 2 ; i iyi71489310 3mm3 yu=S i/A=648mm; I=I x+I i=357.674109mm4 式中： i
