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1、 中南大学混凝土桥 课程设计书 姓 名： * 学 号： * 班 级： 土木*班 指导老师： * 20*年*月 混凝土桥课程设计任务书混凝土桥课程设计任务书 1. 设计题目设计题目：客运专线客运专线 40m 预应力混凝土预应力混凝土双线双线简支箱梁简支箱梁设计设计 2. 设计资料设计资料 （1） 桥面布置如图 1 所示，桥面宽度：12.6m； （2） 设计荷载：ZK 活载； （3） 桥面二恒：206KN/m； （4） 主梁跨径：主梁全长 40m； （5） 结构尺寸图， 根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计， 可参照图 1。 图 1 桥面布置图 3. 设计依据设计依据 （1） 铁路桥涵设计基本
2、规范 （TB10002.1-2005） ； （2） 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2005） ； （3） 铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 （铁建设函（2005）157 号） ； （4） 新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定 （铁建设函（2003）205 号） ； （5） 高速铁路设计规范（试行） (TB 10621-2009)； 4. 设计内容设计内容 （1）进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。 （2）主梁的设计： 主梁内力计算 主梁预应力钢筋配置及验算 行车道板内力计算及设计 绘制主梁设计图（包括主梁构造图和配筋图） 5. 设计设计成果要求成果要求：
3、设计计算书设计计算书：设计计算说明书用 Word 文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用 A4 纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。 图纸：图纸：要求图面整洁美观，比例适当，图中字体采用仿宋体，严格按制图标准作图。图幅为 A3 图。 目目 录录 一、结构尺寸拟定一、结构尺寸拟定1 二、二、荷载内力计算及组合荷载内力计算及组合 1 1、荷载与内力的计算 1 2、内力组合 3 三、预应力筋估算三、预应力筋估算 4 1、数据计算 4 2、预应力钢筋的布置 6 四、主梁计算四、主梁计算 7 1、截
4、面强度检算 7 2、应力检算 8 3、预应力计算 9 五、行车道板计算及设计五、行车道板计算及设计 14 1、恒载14 2、活载15 3、内力组合16 4、配筋及最小配筋率的检算17 参考文献参考文献 19 1 设计设计计算书计算书 一、结构尺寸拟定一、结构尺寸拟定 梁高：3.2m(梁高与跨度比满足 1/111/15) 腹板厚：0.8m(变截面在距支座截面 7.25m 处 ) 顶板厚：0.35m 底板厚：0.3m(变截面在距支座截面 7.25m 处) 具体尺寸见附图 1 二、二、 荷载荷载内力计算及组合内力计算及组合 1、荷载与内力的计算荷载与内力的计算 桥跨 L=40 m，荷载按恒载（一期恒
5、载+二期恒载）和活载计算。 （1）恒载恒载 计算截面特性（单位：m） ： 面积 Ac= 11.227618 m2，周长 l=4.466111m 惯性矩 Ix= 14.92656411m4 一期恒载：111.227618 25280.690/qAkN m 二期恒载：2q=206mkN/ 恒载：q=1q+2q=486.69mkN/ （2）恒载内力恒载内力 取支座截面、l41截面、跨中截面进行计算 支座截面：9733.82 0qlVkNMkN ml41处截面: 214866.9k241173003.52 42 4qlVqlNqlqMllkN m2 跨中截面：2102211953382222qlVql
6、kNqlqMllkN m （3）活载活载 设计荷载使用 ZK 活载。 冲击系数 1.44110.180.2L 1.4410.181.059838.50.2 活载内力按照换算均布活载在影响线上加载计算： 1K 内力 式中 K换算均布活载； 加载范围内相应影响线面积。 A：支座截面 剪力弯矩影响线如下（左为剪力影响线，右为弯矩影响线，下同 ） ： 剪力：m20140212 由0,40ml查表得 mkNK/84.93 其中l为加载长度，为最大纵坐标位置（下同） 1 . 0 5 9 88 4 . 9 32 01 8 0 0 . 1 7 6Vk N M=0 线路为双线，折减系数为 1.8： 1800.1
7、76 1.83240.317VkN M=0 B：l41截面 剪力弯矩影响线如下： 3 剪力：211.2575. 03021m 由0.25,30ml查表得 mkNK/575. 78 1 . 0 5 9 81 1 . 2 587 . 5 7 51 0 4 4 . 1 3 5Vk N 弯矩：m1507.540212 由41,40ml查表得 mkNK/82.09 1.0598 150 82.0913049.847MkN m 线路为双线，折减系数为 1.8： 1 0 4 4 . 1 3 51 . 81 8 7 9 . 4 4 3Vk N 13049.847 1.823489.725MkN C：跨中处 剪
8、力弯矩影响线如下： 剪力：m55 . 020212 由5 . 0,20ml 查表得 mkNK/20. 79 1.0598 97.20 5515.063VkN 弯矩：2200104021m 由21,40ml查表得 mkNK/82.06 1.0598 82.06 20017393.438MkN m 线路为双线，折减系数为 1.8： 515.063 1.8927.113VkN 17393.438 1.831308.188MkN 2、内力组合内力组合 4 剪力组合计算表（单位：剪力组合计算表（单位：KN） 弯矩组合弯矩组合计算表计算表(单位：单位：KN.m) 三、预应力筋估算三、预应力筋估算 1、数据
9、计算、数据计算 假定只有受拉区配有预应力钢筋 板顶平均厚=2258809 2(12600-800 2)=410.7mmfh 梁截面可换算成如下 I 形截面（单位：mm） 支座 l41l21恒载 9733.8 4866.9 0 活载 3240.317 1879.443 927.113 控制剪力 12974.117 6746.343 927.113 支座 l41l21恒载 0 73003.5 97338 活载 0 23489.725 31308.188 控制弯矩 0 96493.225 128646.188 5 在跨中截面对压应力作用点取矩：0f (h -)2f PphKMA 钢绞线标准强度=18
10、60MPapkf =0. 9ppkff K=2.0 假定0=h2900mm 得： 2 0=57038.63mm f (h -)2P f pKMAh 预应力筋使用半径为 15.2mm（A=139mm2）的钢筋组成的钢丝束 取腹板为 16 束的16 15. 2 ， 底板为 12 束的 1415.2 实际=pA139 （12 14+16 16）=589362mm57038.632mm 在梁预加应力阶段，要满足 .-+-0.7PipigPi tk cccNeMNfAww（1） 在正常运营阶段，截面下缘不允许出现拉应力，要满足 12.+-0PepeggqPecccNeMMMN Aww（2） tkf=3.
11、1MPa N=PiN=PeN/0.8 张拉力 N=0.75pkf=pA=82215720N 主轴距离上、下边缘的距离 1y =1246.29mm 21y =3200- =1953.71ymm 惯性矩 =xI1.49 10134mm 103=1.20 10cwmm 93=7.63 10cwmm 代入（1） ： 6 10-910-9822157208221572097338-+-0.7 3.6 1011.227618 1.2 10101.2 1010pie6 解得：2569.455piemm 代入（2） ： 9-99-982215720 0.882215720 0.897338+31308.188
12、+-011.2276187.63 10107.63 1010pee解得：1276.350peemm 再根据构造要求及具体条件预应力筋配筋如下图（单位 mm） 22222150 12 +650 16=y -=1483.7112 +16pemmpippeeee，满足要求。 2、预应力钢筋的布置预应力钢筋的布置 在纵向 7 腹板预应力筋弯起角度 a 取 80，底板取 40，tanaDB ，tan2aTR ，sinARa ，cosBETa ， 0-2iLCX BT 在平面内 N2、N4、N6、N8 预应力筋平弯角度取 40， N3、N5、N7、N9取 80 计算特征尺寸数据如下 预应力筋立面预应力筋立
13、面特征尺寸表（单位：特征尺寸表（单位：mm） R D A B T C E N1 15000 350 1046.35 5005.23 523.81 14330.96 4493.64 N2、N3 20000 650 2783.46 4624.99 1398.54 13836.47 3271.91 N4、N5 20000 950 2783.46 6759.60 1398.54 11701.86 5427.50 N6、N7 20000 1250 2783.46 8894.21 1398.54 9567.25 7583.09 N8、N9 20000 1550 2783.46 11028.82 1398.
14、54 7432.64 9738.67 预应力筋预应力筋平面特征尺寸表（单位：平面特征尺寸表（单位：mm） R D A B T C E N1 15000 350 1046.35 5005.23 523.81 14330.96 4493.64 N2、N3 20000 650 2783.46 4624.99 1398.54 13836.47 3271.91 N4、N5 20000 950 2783.46 6759.60 1398.54 11701.86 5427.50 N6、N7 20000 1250 2783.46 8894.21 1398.54 9567.25 7583.09 N8、N9 20000 1550 2783.46 11028.82 1398.54 7432.64 9738.67 具体布置见图 2、图 3. 四、主梁计算四、主梁计算 1、截面强度截面强度检算检算 按照翼缘位于受拉区的 I 字形截面受弯构件检算 （1）正截面强度检算： 8 0h=hp=3200-
