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1、郑州航空工业管理学院毕业设计郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计） 2011 届 土木工程 专业 0709053 班级 题 目 20米预应力混凝土T形梁桥（中梁）设计 姓 名 学号 070905305 指导教师 职称 讲师 二一 一 年 五 月 十四 日内 容 提 要预应力混凝土简支T形桥梁由于其具有外形简单，制造方便，结构受力合理，主梁高跨比小，横向借助横隔梁联结，结构整体性好，桥梁下部结构尺寸小和桥型美观等优点，目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。本设计为公路级，后张法20m预应力混凝土简支T型梁桥（中梁）设计。本次设计就对其进行了结构设计，设计的主要内容有：拟定截面尺寸；计算控制截面
2、的设计内力及其相应的组合值；估算预应力钢筋的数量并对其进行布置；计算主梁截面的几何特征值；计算预应力损失值；主梁截面验算；主梁端部的局部承压验算；主梁变形验算；横隔梁设计；行车道板设计等。关 键 词预应力；T形梁；结构设计Abstract Prestressed concrete T-shaped girder bridges are of many advantages. They have simple outlines and can be fabricated easily. The forces that act on their structures are reasonable.
3、 The ratio of height of girders to span of girders is small. In landscape orientation the girders are connected by intersecting girders. Therefore the whole structure is of good entirety. And there are still many other merits, such as small size of infrastructure, the beauty of this type of bridge a
4、nd so on. Because of these advantages the PC T-shaped girder Bridges are now widely applied in highway projects. The paper is about the first class highway.Posttensioning prestressed concrete T-shaped girder is chosen is chose as the main girder of the bridge.In the process of the design of the brid
5、ge, the comparison d of different types of bridge is done firstly. After the comfirmation of the type of the bridge, the design of the structure is done, including confirming the size of cross sections, calculating the design forces of restraining sections and combining them according to The Criteri
6、on, estimating the amount of prestressed steels and arranging them, calculating the geometrical traits of cross sections of girders, calculating the loss of prestress, checking the carrying capacity of cross sections, check computations of the anticrack capacity of the structure and deformation in t
7、he ultimate state of lasting load and in the state of temporary load，design of beam diaphragm,lane plate.KeywordsPrestress; T-shaped girder; the design of the structure 目 录工程概况7第一章 设计基本资料及构造布置71.1设计资料71.2主要材料81.3相关设计参数91.4横截面布置91.5横截面沿跨长的布置111.6横隔梁的设置121.7截面几何特性计算121.8检验截面效率指标13第二章 主梁作用效应计算142.1永久作用
8、效应计算142.2可变作用效应计算172.3主梁作用效应组合29第三章 预应力钢筋数量的估算及其布置303.1预应力钢筋数量的估算303.2预应力钢束的布置32第四章 主梁截面几何特性计算374.1截面面积惯性矩的计算404.2截面静距计算414.3截面几何特性汇总45第五章 预应力损失计算465.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失计算465.2锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失475.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失485.4由预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失515.5由混凝土收缩徐变弛引起的预应力损失515.6成桥后各截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算555.7预应力损失汇总及预加力计
9、算55第六章 主梁截面承载力与应力验算576.1持久状况承载能力极限状态承载力验算576.2斜截面承载力验算626.3持久状况正常使用极限状态抗裂性验算676.4持久状况构件应力验算78第七章 主梁变形验算807.1计算由预加力引起的跨中反拱度817.2计算由荷载引起的跨中挠度837.3结构刚度验算847.4预拱度的设置84第八章 横隔梁计算848.1横隔梁上的可变作用计算（GM法）848.2横隔梁截面配筋及验算87第九章 行车道板计算939.1悬臂板（边梁）荷载效应计算939.2连续板荷载效应计算949.3行车道板截面设计、箍筋与承载力验算98第十章 主梁端部的局部承压验算10010.1局部
10、承压区的截面尺寸验算10010.2局部抗压承载力验算101致 谢103参考文献103英文翻译预应力混凝土简支T形梁桥设计学号 070905305 党松洋 指导老师 魏保立 讲师工程概况 本工程位于某某交界处，为新建桥梁工程。桥位所处场地为黄河冲积平原地貌。上部为近代粉土，中部为全新粉土，河粉质粘土，下部为晚更新粉土，粉细沙和粉质粘土。整治改造设计河槽上口宽约为90米，深5.5米，设计水面宽度为52米。路线所经地表水水位、水量、水质受季节、气候等因素的影响明显，水质较纯净，对混凝土无侵蚀性。地下水埋深1.35-2.6米。 从施工难易程度考虑，简支梁桥施工最简单，上部结构采用预制装 配法施工，上、
11、下部可同时平行施工，工期短，砼收缩徐变的影响小;从结构形式考虑，简支梁桥属静定结构受力明确，构造简单，施工方便，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，在保证抗剪等条件下尽可能减小板的厚度，以减小构构件自重.结合本地的实际情况，本次设计是中等跨径桥，最后方案选择预应 力混凝土T形简支梁桥。因为T形截面受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径中应用最广泛的桥型。 第一章 设计基本资料及构造布置1.1设计资料1.1.1跨度及桥面宽度标准跨径：20（相邻墩中心距）；计算跨径：19.50（支座中心线间距）；主梁全长：19.96；桥面宽度：净9+21.0。1.1.2技术标准设计荷载：公路I级；环境标准：I类环境；
12、设计安全等级：二级。1.2主要材料1.2.1混凝土：主梁、横隔板、湿接缝均采用C50混凝土；桥面铺装采用C40混凝土。1.2.2钢材1.2.2.1预应力钢筋：采用15.2预应力钢绞线，公称截面积140，抗拉强度标准值=1860，抗拉强度设计值，弹性模量=1.95；1.2.2.2施工工艺：按后张法施工工艺制作主梁，采用金属波纹管和夹片锚具，波纹管内径70，外径77。本设计按全预应力混凝土构件设计。1.2.2.3基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度fcu,kMPa50弹性模量EcMPa3.45104轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度f
13、cdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7fckMPa20.72容许拉应力0.7ftkMPa1.757持久状态标准荷载组合容许压应力0.5fckMPa16.2容许主压应力0.6fckMPa19.44短期效应组合容许拉应力0.85pMPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59s15.2钢绞线标准强度MPa弹性模量MPa抗拉设计强度MPa最大控制应力conMPa持久状态应力MPa标准荷载组合0.65fpkMPa1209材料重度预应力钢筋混凝土1KN/m326普通钢筋混凝土2KN/m325沥青混凝土3KN/m323钢绞线4KN/m378.5钢束与混凝土的弹性模量
14、比Ep无量纲5.651.3相关设计参数1.3.1相对湿度为80%；1.3.2预应力管道采用波纹管成形，管道摩擦系数=0.25；1.3.3管道偏差系数；1.3.4锚具变形和钢筋回缩量为6；1.3.5栏杆按7.5计。1.4横截面布置1.4.1主梁间距与主梁片数（见图1）主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高截面效率指标很有效。本设计主梁翼缘板的宽度为220，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湿接缝，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（=160）和营运阶段的大截面（=220）。对于桥面宽度为净9+21.0桥面宽度选用五片主梁即可。 图一 主梁横断面图（单位cm）1.4.2主梁截面主要尺寸拟定（见图2） T形跨中截面尺寸图
