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1、 烟台大学课程设计任务书烟台大学课程设计任务书院（系）：土木工程学院姓名李晨辉学号20105950*年级2010专业路 桥课程设计题目预应力混凝土简支 T 形梁桥设计指导教师*学历博士研究生职称讲师所学专业桥梁工程具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：一、设计的主要技术指标（根据自己的课程任务来补充，每个学生均不同）1. 道路等级：公路二级(靠近城镇)；2. 设计荷载：汽车荷载为公路级，人群荷载为 3.01.15=3.45kN/m2；3. 标准跨径：27m4. 桥面坡度：不设纵坡，车行道双向横坡为 2%，人行道横坡为 1.5%；5. 桥面横向布置：0.25m(栏杆)+1m(人行道)+
2、1m(路肩宽度)+7m(行车道宽度)+ +1m(人行道)+1m(路肩宽度)+0.25m(栏杆)；6. 桥轴平面线形：直线。二、设计参考规范1. 公路工程技术标准 （JTG B01-2003）2. 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）三、主要参考书目1. 结构设计原理 （人民交通出版社，邵容光编）2. 桥梁工程（上册） （人民交通出版社，范力础编）3. 桥梁计算示例集，混凝土简支梁板桥 （人民交通出版社，易建国编） 4. 公路桥涵设计手册，梁桥（上册） （人民交通出版社，徐光辉等编）四、设计内容要求1. 计
3、算工作(1) 根据教师指导确定预应力混凝土简支 T 形梁桥主梁和横隔板（或梁）的具体结构形式，计算恒载和活载内力，进行荷载组合。要求绘制荷载横向分布影响线图，计算支点、L/4 处和跨中处内力及其组合值。(2) 预应力钢筋（或钢束）设计计算，估算所需预应力钢筋（或钢束）的截面积，确定预应力钢筋（或钢束）的具体布置形式。(3) 控制截面的强度验算和应力计算。(4) 变形验算。2. 设计出图（A3 幅面设计图）(1) 上部结构横断面图。(2) 主梁一般构造图（区分内梁和外梁） 。(3) 主梁预应力钢筋(钢束)构造图。3. 论文工作除设计图纸外，课程论文应包括以下主要内容：(1) 设计任务书、基本资料
4、；(2) 与设计题目相关的设计理论和技术的简况；(3) 详细的计算、设计过程说明，包括计算公式、数据及必要的图表等。五、内容及时间分配序号内容时间1布置设计任务2 学时2内力计算及其组合2 天3配筋计算及其验算3 天4完成计算书和绘图工作6 天合计2 周预应力混凝土简支梁预应力混凝土简支梁 T T 形梁桥设计计算形梁桥设计计算一、计算资料及构造布置 4（一）设计资料 4（二）横截面布置 4（三）横截面沿跨长的变化 7（四）横隔梁的设置 7 二、主梁作用效应计算 7 （一）永久计算集度 7（二）可变作用效应计算 10（三）主梁作用效应组合 20 三、预应力钢束估算及其布置 21 （一）跨中截面钢
5、束的估算 21（二）预应力钢筋的布置 22 四、中梁截面几何特性计算 24 五、钢束预应力损失估算 331 预应力损失计算 1 l292 预应力损失计算 2l303 预应力损失计算 4l314 预应力损失计算 5l365 预应力损失计算 6l36 六、主梁截面承载力与应力验算39持久状况承载能力极限状态承载力验算39七、应力验算 45(一)短暂状况的正应力验算 45（二）持久状况的正应力验算 46（三）持久状况下的混凝土主应力验算 47 八、主梁变形（挠度）计算49第第 1 1 章章设计资料及构造布置设计资料及构造布置一、设计资料1.桥跨及桥宽计算跨径：27m桥面净空：0.25m(栏杆)+1m
6、(人行道)+1m(路肩宽度)+7m(行车道宽度)+ +1m(人行道)+1m(路肩宽度)+0.25m(栏杆)2.设计荷载公路二级(靠近城镇),人群荷载：1.153.0=3.45KN/。 3.材料及工艺混凝土：主梁用 C50，栏杆及桥面铺装用 C30预应力钢筋应采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）的11.1 钢绞线，每束 6 根。全梁配 6 束，抗拉强度标s准值，抗拉强度设计 值。公称面积。 1860pkfMpa1260pdfMPa274.2mm弹性模量；锚具采用夹板式群锚。51.95 10pEMPa普通钢筋直径大于和等于的采用 HRB400 钢筋，直径小于的均1
7、2mm12mm 采用 HRB335 钢筋。按后张法施工工艺制作桥梁，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 60mm宽的湿接缝。最后施工 100mm 厚的沥青桥面铺装层。 4.设计依据 (1).交通部颁公路工程技术指标 （JTG B01-2003） ； (2).交通部颁公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ； (3).交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）.二、二、横截面布置 1. 主梁间距与主梁片数 主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截
8、面效率指标很有效，故在许可条件下适当加宽 T 梁翼板。本课程设计中翼板宽度为 2390mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。 0.25m(栏杆)+1m(人行道)+1m(路肩宽度)+7m(行车道宽度)+ +1m(人行道)+1m(路肩宽度)+0.25m(栏杆)=11.5m 的桥宽选用 5 片主梁，如图 1-1桥梁纵断面示意图桥梁纵断面示意图图图 1-1 结构尺寸图（尺寸单位结构尺寸图（尺寸单位 mm）2. 主梁跨中截面主要尺寸拟定 （1） 主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/15-1/25 之间，标准设计中高跨比约在 1/18-1/1
9、9 之间。本课程设计采用 1500mm 的主梁高 度。 （2） 主梁截面细部尺寸T 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受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的要求，这里取预制 T 梁的翼板厚度为 150mm， 翼板根部加厚到 250mm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管 的 构造决定。同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度 的 1/15，因此取腹板厚度为 200mm。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，马蹄的 总面积占总面积的 10%-20%为宜。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
10、 涵设计规范对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为 500mm，高度为 220mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度 150mm，以减 小 局部预应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可以绘出预应力梁的跨中截面图（见图 1- 2）图 1-2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）（3） 计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，见表 1-1： 表 1-1名称分块 面积)(A2cmi（1 ）分块面积 形心至上 缘距离iy ()cm（2）分块面积 上缘静钜)(3cmyASiii（3） =（1） （2）分块面积 的自身惯 性矩 Ii （4）距离)(cmyydin
11、i（5）分块面积 对截面形 心惯性矩xI（6） =（1） （5）2xiIII（7） =（4） +（6）翼缘35857.526887.567218.839.985730265.45797484.2 三角承托87018.33 161590290029.15739258.6742158.6 腹板206071.5223202408828-24.081310452.93719281.2 下三角18012421168864-76.521053955.71054819.7 马蹄1100139 152900 44366.7-91.529213501.49257868.1 7995379644.62057161
12、1注：大毛截面形心至上缘距离： =47.48cmyn（4）受压翼缘有效宽度fb按桥规规定 T 形截面梁受压翼缘有效宽度取下列三者中的最小值：fb 简支梁计算跨径的；31相邻两梁的平均间距，对于中梁为 2390mm；，式中为梁腹板宽度，为承托长度，为受压区翼悬出)122(fhhbbbhbfh板的厚度 150mm,mmhbhh30010033mm870mmhbbfh2600150122300200)122(所以受压翼缘的有效宽度为。mmfb2390（5）检验截面效率指标（希望在 0.5 以上） 上核心距：cmyAIK uis1 .25)48.47150(79958 .20571611下核心距：cm
13、yAIK bix0 .5548.4779958 .20571611截面效率指标：5 . 0534. 01500 .551 .25hkkKnx表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。三、 横截面沿跨长的变化如图 1-1 所示，本设计主梁采用等高形式。横截面的 T 梁翼板厚度沿跨长 不变，为布置锚具的需要，在距离梁端 2250mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。 马蹄部分为配合钢筋束弯起而从第一道横梁处开始向支点逐渐抬高在马蹄抬高 的同时，腹板宽度亦开始变化。四、 横隔梁的设置为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁。 本设计在桥跨中点和四分点设置 5 道横隔梁，其间距为 6.75m，端横隔梁高度 为 1250mm，厚度为上部 200mm。中横隔梁高为 1030mm，厚度为 180mm。详见图 1-1 所示。第第 2 2 章章主梁作用效应计算主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过可变荷载作用下的梁桥荷载横 向分布计算，可分别求出各主梁控制截面（一般取跨中，四分点，变化点截面 和支点
