精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流预应力混凝土梁设计结构设计原理课设.....精品文档......预应力混凝土简支梁设计 交通1103 1804110310 胡靖一.设计题目预应力混凝土简支T梁设计二.设计资料1.桥梁跨径与桥宽标准跨径：40m（墩中心距离）主梁全长：39.96m计算跨径：39.0m桥面净空：净14+2×1.75m=17.5m2.设计荷载：公路－I级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数γ0=1.13.材料性能参数 (1)混凝土 强度等级为C50(C45)，主要强度指标为： 强度标准值fck=32.4(29.6)Mpa，ftk=2.65(2.51)MPa 强度设计值fcd=22.4(20.5)MPa，ftd=1.83(1.74)MPa 弹性模量 Ec=3.45×104(3.35×104)MPa (2)预应力钢筋采用l×7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995钢绞线，其强度指标为： 抗拉强度标准值 fpk=1860MPa 抗拉强度设计值 fpd=1260MPa 弹性模量 Ep=1.95×105MPa相对界限受压区高度 xb=0.4，xpu=0.2563(3)预应力锚具采用OVM锚具相关尺寸参见附图 (4)普通钢筋 1)纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk=400MPa 抗拉强度设计值 fsd=330MPa 弹性模量 Es=2.0×l05MPa 相对界限受压区高度 xb=0.53，xpu=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值fsk=335MPa 抗拉强度设计值fsd=280MPa 弹性模量 Es=2.0×105MPa4.主要结构构造尺寸 主梁高度h=2300mm，主梁间距S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。
桥梁结构尺寸参见附图5.内力计算结果摘录预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m主梁现浇部分的自重 g1m=4.14kN/m二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆) g2p=8.16kN/m恒载内力计算结果截面位置距支点截面的距离x(mm)预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力MG1PK(kN·m)VG1PK (kN)MG1mK(kN·m)VG1mK(kN)MG2K(kN·m)VG2K(kN)支点00476.97080.730159.12变截面2000905.02428.05153.1872.45301.92142.80L/497503487.84238.49590.3440.371163.5779.56跨中19504650.460787.1201551.420活载内力计算结果截面位置距支点截面的距离x(mm)车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力M(kN·m)对应剪力V(kN)对应弯矩M(kN·m)对应剪力V(kN)对应弯矩支点00251.93251.930032.6932.690变截面2000472.44235.79215.711335.6559.8632.5637.13135.65L/497501762.50173.23175.321675.25230.6732.4617.74183.68跨中195002427.6621.6890.431724.75307.5714.267.89155.26三.设计要求1.分别按全预应力混凝土构件和部分预应力混凝土A类构件2.绘制预应力混凝土T形主梁的结构图，配筋图(A3图两张)。
方案一 全预应力混凝土梁设计（一） 预应力钢筋数量的确定及布置首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量为满足抗裂要求，所需的有效预加力为M为荷地载短期效应弯矩组合设计值，由表3查得M=8815.48kN·M;估算钢筋数量时，可近似采用毛截面几何性质按跨中截面尺寸图计算：A=968750㎜,,y=1467.12㎜y=832.88㎜,I=6.628E11㎜ ,W=4.518E8㎜e为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，e=y-a假设 a=150㎜，则e=1467.12-150=1317.12㎜ 由此得到 N≥5814006.87 N拟采用15.2钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积A=139㎜，抗拉强度标准值=1860MPa,张拉控制应力取=0.75=0.75×1860=1395MPa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算所需预应力钢绞线的根数为： ==37.5，取40根采用5束815.2预应力钢筋束，HVM15-8型锚具，供给的预应力筋截面面积A=40×139=5560㎜，采用80金属波纹管成孔，预留管道直径为85㎜。
预应力筋束的布置见图（1）预应力筋束曲线要素表，表4钢束编号起弯点距跨中（㎜）曲线水平长度（㎜）曲线方程1、2019800y=240+5.86245×10x3280017000y=160+5.33190×10x4、5120007800y=160+9.28898×10x注：表中所示曲线方程以截面底边线为x坐标，以过起弯点垂线为y坐标各计算截面预应力筋束的位置和倾角，表5计算截面截面距离跨中（㎜）锚固截面19800支点截面19500变截面点17500L/4截面9750跨中截面0钢束到梁底距离（㎜）1、2号束215020871626.3797.32403号束14001351.7936.4417.51604、5号束500467.1362.2160160合力点13401292981.8466.4192钢束与水平线夹角（度）1、2号束11.9494 11.7564 9.6873 6.5216 0.0000 3号束9.2367 9.0581 7.7905 4.2386 0.0000 4、5号束6.4129 6.0974 4.1258 0.0000 0.0000 平均值9.1997 8.9706 7.2012 3.5868 0.0000 累计角度（度）1、2号束0.0000 0.1930 1.2621 5.4278 11.9494 3号束0.0000 0.1787 0.8462 4.9981 9.2367 4、5号束0.0000 0.3155 1.3215 6.4129 6.4129（二）截面几何性质计算截面几何性质的计算需根据不同的受力阶段分别计算。
在本方案中，主梁从施工到运营经历了如下几个阶段：1、 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉（阶段1）混凝土浇筑并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质为计入了普通钢筋的换算截面，但应扣除预应力筋预留管道的影响该阶段顶板的宽度为1600㎜2、 灌浆封锚，吊装并现浇顶板900㎜的连接段（阶段2）预应力筋束张拉完成并进行管道灌浆、封锚后，预应力束就已经能够参与全截面受力再将主梁吊装就位，并现浇顶板900㎜的连接段时，该段的自重荷载由上一阶段的截面承受，此时，截面几何性质应为计入了普通钢筋、预应力钢筋的换算截面性质该阶段顶板的宽度仍为1600㎜3、 二期恒载及活载作用（阶段3） 该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为2500㎜，截面几何性质为计入了普通钢筋和预应力钢筋的换算截面性质全预应力构件各阶段截面几何性质，表6阶段截面A（×106mm2）yx(mm)ys(mm)ep(mm)I(×1012mm4)W(×109mm3)Wx=I/yxWs=I/ysWp=I/ep钢束灌浆，锚固前支点1339984.371380.65919.351204.650.718580.781610.520460.5965变截面840609.371457.36842.641281.360.809780.9610.555650.63197L/4840609.371457.28842.721281.280.810310.961540.556040.63242跨中840609.371456.03843.971280.030.815390.966140.560010.63701现浇900mm连接段支点1368356.881378.81921.191202.810.779120.845780.565070.64775变截面865981.881430.45869.551254.450.804310.924970.562280.64117L/4865981.881429.86870.141253.860.804080.924080.562350.64128跨中865981.881419.66880.341243.660.800160.908920.563630.64339二期荷载，活载支点1503356.881454.8845.21278.80.806890.954670.554640.63097变截面1000981.881537.61762.391361.610.86861.139310.564910.63793L/41000981.881537.1762.91361.10.868241.138080.564860.6379跨中1000981.881528.27771.731352.270.862061.117060.564080.63749（三）承载能力极限状态计算1、跨中截面正截面承载力计算跨中截面尺寸及配筋情况见图（1）。
图（1）中：a==176㎜h=h-a=2300-176=2124㎜b=200㎜,上翼缘板厚度为150㎜，若考虑承托影响，其平均厚度为h=150+[2×1/2×500×100/(2500-200)]=172㎜上翼。