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1、混凝土桥课程设计任务书1. 设计题目：客运专线39m预应力混凝土双线简支箱梁设计2. 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：162KN/m；（4） 主梁跨径：主梁全长39m；（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（1）铁路桥涵设计基本规范（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
2、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（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. 设计成果要求：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：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
3、为A3图。计算说明书一结构体系说明及结构尺寸的拟定1.1结构体系本桥为双线简支箱梁桥，桥梁全长39m，支点间距37.5m，桥面宽12.6m（线间距为5.0m），采用预应力混凝土简支箱梁。由于设计受到ZK活载强度、工后徐变等多方面制约，梁高经过反复比选，最后确定为3.142m等高度梁。截面布置详见桥梁结构图。1.2建筑材料标准（1）混凝土梁体混凝土强度等级采用混凝土；（2）预应力筋纵向预应力筋采用抗拉强度标准值为、弹性模量为、公称直径为高强度、低松驰钢绞线，规格为12-75和15-75，钢束张拉控制应力为1283.4MPa，其技术条件符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线（GB 5224）的规定；
4、（3）普通钢筋普通钢筋: HRB335钢筋应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499），Q235钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 13013）。 1.3结构尺寸的拟定（1）梁高：通过与标准梁比对，确定本梁为等高度梁（高跨比满足）（2）腹板：腹板采用变厚度板，在距梁端12.5m处开始变厚度，梁端处完成。跨中腹板厚度，梁端腹板厚度。（3）顶板：无预应力的普通钢筋混凝土板，最薄处厚度预估。（4）底板：根据构造要求，底板也采用变厚度设计，距梁端处开始变厚度，梁端处完成。跨中底板厚度300mm，梁端底板厚度。具体尺寸参见附图 二主梁内力计算及组合2.1计算模型2.2计算荷载及内力 1、自重及
5、二期恒载：结构自重按26kN/m3计算，借助cad，求得各截面的面积： 跨中I-I截面：W1=9.41581 m2 II-II截面：W2=10.9475 m2 III-III截面W3=13.2282m2 IV-IV截面：W4=14.6798m2 V-V 截面：W5=15.3409m2 IV-IV和 V-V截面的面积差不多，且 IV-IV截面段较小，为方便和安全起见，并为一个界面，以V-V计。 各段的自重集度为:二期恒载为g5=162kN/m。 恒载作用下各截面的内力支座处：弯矩：0剪力：1/8截面（4.875m）：弯矩：剪力：变截面（7m）：弯矩：剪力：1/4截面(9.75m)：弯矩：剪力：3
6、/8截面(14.625m)：弯矩：剪力：1/2截面：弯矩：剪力：Q=02、ZK车辆荷载及动力作用双线按规范京沪高速铁路设计暂行规定规定。ZK车辆荷载冲击系数值： 计算剪力时： 计算弯矩时：对于本桥： ，计算时为偏安全都取1.098计算。因该线路为双线，故查得的换算活载均应乘以2。 支点处：弯矩的影响线为0，剪力的影响线为： 加载长度为39m，a=0，查表得最不利加载影响线的换算均布活载为 85.48x2=170.96N/m; 最不利加载的面积为w=19.5； 1/8处：弯矩的影响线为： 加载长度为39m，a=0.125，查表得换算均布活载为82.90x2=165.8kN/m最不利加载面积为w=
7、83.27； 剪力影响线为 ： 加载长度为34.125m，a=0，换算均布活载为88.38x2=176.76 kN/m； 加载面积为w=14.93；1/4处：弯矩影响线为： 加载长度为39m，a=0.25，换算均布活载为82.55x2=165.1kN/m; 加载面积为142.55； 剪力影响线为： 加载长度为29.25m,a=0，查表得换算均布活载为92.63x2=185.26kN/m; 加载面积为10.973/8处：弯矩影响线为： 加载长度为39m，a=,0.375，查表得换算活载为82.63x2=165.26kN/m; 加载面积为178.23； 剪力影响线为： 加载长度为24.375m，a
8、=0,查表换算均布活载为：97.206x2=194.412kN/m;加载面积为7.617；1/2处：弯矩影响线为： 加载长度为39m，a=0.5换算均布活载为：82.52x2=165.04kN/m; 加载面积为190.125； 剪力影响线为： 加载长度为19.5m，a=0，查表得换算均布活载为：104.54x2=209.08kN/m;加载面积为4.875；变截面： 弯矩影响线 加载长度为39m，a=0.179，换算均布活载为：82.75x2=165.5kN/m； 加载面积为111.93 剪力影响线为： 加载长度为32m，a=0，换算均布活载为：89.81x2=179.62kN/m,加载面积为1
9、3.12。活载作用下各截面的内力=换算均布活载加载面积冲击系数；活载作用下各截面的内力结果（考虑了冲击系数）见表1： 表1、活载作用下的截面内力 内力截面 弯矩(kN.m)剪力（kN）支座处03660.4251/8处15159.172897.651变截面（7m）20339.812587.5631/4处25841.442231.4683/8处32340.811625.9581/2处34453.301119.1534、混凝土收缩徐变：按规范（JTGD62-2004）附录F取用；三支承反力结果 表2、支承反力结果支座自重+二恒ZK活载主力（ZK活载）18615.0193660.42512275.44
10、428615.0193660.42512275.444 上表已经计入了ZK活载的冲击系数1.098。四内力组合结果 表3、主力（ZK活载）梁内各截面的内力 内力截面 弯矩(kN.m)剪力（kN）支座处024550.8881/8处88334.5617863.751/4处17144.32812395.7763/8处212147.547218.3561/2处227040.9662238.306 主力组合安全系数取2.0，已计入活载冲击系数1.098。五预应力的估算及布置1、假定只有受拉区配有预应力钢筋 预应力：0.751860= 1395MPa；张拉控制应力为1283.4MPa。假定只有受拉区配有预
11、应力钢筋，可计算出顶板的横截面积： 板顶平均厚梁截面可换算成如下形截面（单位：）等效T型截面图在跨中截面对压应力作用点取矩： 查表取 假定3000mm 预应力筋使用公称直径为15.2mm（A=139mm2）的钢筋组成的钢丝束腹板处为12束的 ，底板为10束的和4束的所以:实际139(1615+1012）=50040448395.3 满足要求。确定预应力钢筋容许偏心的上限和下限: 根据预应力梁预加应力阶段及梁自重作用时上翼缘混凝土的容许拉应力： （1）在使用荷载作用下，截面下缘混凝土不允许出现拉应力： （2） 式中 预加应力阶段和使用阶段的有效预压力； 分别为梁自重、二期恒载和活载产生的弯矩； 构件截面对上边缘和下边缘的截面抵抗矩； 预加应力阶段和使用阶段的容许偏心值；截面的上核心距和下核心距。其中查规范得：=3.08MPa ；=/0.8；张拉力：由CAD计算截面特性可知：主轴距离上、下边缘的距离分别为：1.098m，2.044m惯性矩 则由式1，代入数据得：由式2，代入数据得：此时 满足要求 预应力钢筋的布置 根据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）6.5.2规定当管道的直径大于55时，其管道净距不应小于管道外径。6.5.3规定管道表面与结构表面之间的保护层厚度与顶面和底面都不应小于1倍的管道直径，并不小于50，在结构底面不应小于60。
