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1、1 / 41结构设计原理课程设计部分预应力混凝土A类构件简支小箱梁计 算 书2 / 41目录1 设计基本资料。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。3 2 箱形梁构造形式及相关设计参数。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。3 3 主梁作用效应计算。 。 。 。 。 。 。 。 。
2、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。6 4 预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。7 5 .计算主梁截面几何性质。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。13 6 承载能力极
3、限状态计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。13 6.1 跨中截面正截面承载力计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13 6.2 斜截面抗剪承载力计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
4、。 。 。 。 14 7 钢束预应力损失计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。18 8 持久状况正常使用极限状态抗裂性验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。26 8.1 正截面抗裂性验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
5、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。26 8.2 斜截面抗裂性验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。28 9 应力计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。33 9.1 持久状况应力验算。 。 。 。 。 。 。
6、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。33 9.2 短暂状况应力验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。36 10 挠度验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
7、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。37 10.1 使用阶段的挠度计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。37 10.2 预加力引起的反拱计算及预拱度的设置。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。37 11 主梁端部的局部承压验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
8、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。38 3 / 411设计基本资料1.1 跨度和桥面宽度计算跨径： L=39m。桥面宽度（桥面净空） ：净 -12.5（行车道） +20.5m（防撞栏）。1.2 技术标准设计荷载：公路-级。环境标准：类环境。设计安全等级：二级。1.3 主要材料（1）C50 混凝土：,4 .32 MPafck,65.2MPaftkMPafcd4.22MPaftd83.1，MPaEc41045.3。（2）预应力筋采用 17 标准型 15.21860 GB/T 52241995钢绞线MPafpk1860，MPafpd1260，MPaEp51095.14.0b，
9、2563. 0pu。（3）普通钢筋：采用HRB335 钢筋MPafsk335，MPafsd280，MPaEs5100.253.0b，1985.0pu。（4）箍筋及构造钢筋：采用R235 钢筋MPafsk235，MPafsd195，MPaEs5101 .2。2箱形梁构造形式及相关设计参数（1）本箱形梁按部分预应力混凝土A 类构件设计，施工工艺为后张法。（2）桥上横坡为单向2%（计算时按照简化的中梁截面特性进行计算）。（3）箱形梁截面尺寸： 主梁间距： 2.8m(全桥由 5 片梁组成 )， 其中翼缘预制部分宽1.8m， 现浇段为 1.0m，箱型主梁高度：1.7m。4 / 41（4）预应力管道采用金
10、属波纹管成形，波纹管内径为70mm ，管道摩擦系数2.0，管道偏差系数0015.0k，锚具变形和钢束回缩量为4mm （有顶压时） 。（5）桥梁中梁横断面尺寸如图2-1。200501700200703001001400/21400/21301800/2 601800/2 602007060 1301400/21800/21700150501400/23201800/2801005012.5跨中支点图 2-1 箱梁横断面图（单位：mm）（6）计算跨中截面几何特性。在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为全截面面积：iAA全截面重心至梁顶的距离： AyAyii u式中iA分块面
11、积；iy分块面积的重心至梁顶边的距离。跨中截面和变截面处几何特征相同，见下表2-2。712ASyi s10687121780xy5 / 41跨中截面几何特性计算表表 2-2 分块号分块面积iA（ mm2）iy（mm）iiiyAS（3103mm）)(iuyy（mm）2)(iuixyyAI4cmiI4cm2800*160 448000 80 35840 632 17894195.2 95573.33 1060*20 21200 170 3604 542 622779.68 70.67 200*50 10000 196.67 196667 515.33 265568.44 138.89 200*70
12、 14000 183.33 256667 528.67 391283.82 381.11 340*1620 550800 970 534276 -258 3666345.12 12045996 300*100 30000 1616.67 48500 -904.67 2455265.33 1666.67 1060*130 137800 1715 236327 -1003 13862804.02 19406.83 合计1211800 863080.33 39158241.62 12163233.5 51321475.12 由此可计算出截面效率指标（希望在0.5 以上）hkkxs式中sk截面上核心距
13、，可按下式计算mmAyIkxs55.396106812118001012.513214754xk截面下核心距，可按下式计算mmAyIksx82.59471212118001012.513214754因此截面效率指标56.0178082.59455.396hkkxs6 / 41表明以上的初拟截面尺寸是合理的。3主梁作用效应计算3.1 自重、恒载内力自重、恒载内力计算结果表 3-1 截面位置距支点距离(mm) 预制梁现浇二期M(kN.m) V（kN）M(kN.m) V（kN）M(kN.m) V（kN）支点0 0 498.7 0 79.8 0 195 变截面5480 2074 350.5 347 5
14、9.2 849 145 L/4 9750 3519 226.3 592 38.8 1449 95 跨中19500 4603 0 777 0 1900 0 注：预制主梁（包括横隔板）的自重：mkNgp/15.271；现浇板的自重：mkNgm/92.161；二期恒载（包括桥面铺装、人行道、栏杆）：mkNgp/0 .102。3.2 活载内力活载内力计算结果表 3-2 截面位置距支点距离(mm) 公路 -级荷载最大弯矩最大剪力)(1mkNMkQ对应)(kNV)(1kNVkQ对应)(mkNM支点0 0 231.53 576.94 0 变截面5480 2575.4 469.34 472.78 2433.1
15、2 L/4 9750 3717.86 404.24 414.79 3408.19 跨中19500 5293.55 163.43 226.39 4236.82 注：表中荷载值已计入冲击系数056.11。3.3 内力组合7 / 41荷载内力计算结果表 3-3 截面位置项目基本组合短期组合长期组合dMdVsMsVlMlV支点maxM0 1250.498 0 926.975 0 861.2 1maxV0 1731.32 0 1155.938 0 992.036 变截面maxM7509.08 1318.982 4977.181 865.815 4245.532 732.48 1maxV7311.012
16、1323.774 4882.863 868.097 4191.636 733.784 L/4 maxM11847.43 994.836 8024.49 628.06 6968.28 513.22 1maxV11416.35 1009.521 7819.215 635.053 6850.98 517.216 跨中maxM16104.86 227.4972 10788.98 108.332 9285.132 61.904 1maxV14633.9 315.1386 10088.53 150.066 8884.872 85.752 注：基本组合（用于承载能力极限状态）kQkGkGdMMMM1214. 1)(2.1kQkGkGdVVVV1214. 1)(2 .1短期组合（用于正常使用极限状态）17 .01 21kQ kGkGsMMMM长期组合（用于正常使用极限状态）14.01 21kQ kGkGlMMMM4预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置8 / 414.1 预应力钢筋数量的确定及布置首先，根据跨中正截面
