50m预应力混凝土简支箱型梁桥设计.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 设计的选题意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.2.1 国外梁桥研究现状 1 1.2.2 我国预应力混凝土梁桥的现状 2 2 设计资料及构造布置 3 2.1 设计资料 3 2.1.1桥面跨径及桥宽 3 2.1.2设计荷载 3 2.1.3 材料及工艺 3 2.1.4 设计依据 4 2.2 主梁构造布置及尺寸规定 4 3 主梁截面几何特性计算 6 3.1 计算截面几何特性 6 3.2 检验截面效率指标 7 4 主梁内力计算 9 4.1 荷载横向分布系数 9 4.1.1 支座处的荷载横向分布系数计算 9 4.1.2 跨中处荷载横向分布系数计算 10 4.1.3 荷载横向分布系数汇总表 12 4.2主梁内力计算 13 4.2.1恒载内力 13 4.2.2 活载内力计算 14 5主梁内力组合 21 6 预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置 22 6.1 估算预应力钢筋面积 22 6.2 预应力钢筋布置 22 7 主梁截面几何特性及束界校核 27 7.1 截面几何特性计算 27 7.2 预应力钢筋布置位置（束界）的校核 27 8 持久状况截面承载能力极限状态计算 29 8.1 正截面承载力计算 29 8.1.1 求受压区高度 29 8.1.2 正截面承载能力计算 29 8.2 斜截面承载能力计算 30 8.2.1 斜截面抗剪承载力计算 30 8.3 斜截面抗剪承载力 31 9 预应力损失计算 32 9.1 预应力钢筋张拉（锚下）控制应力 32 9.2 预应力钢筋预应力损失 32 9.2.1 预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的预应力损失 32 9.2.2 锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失 34 9.2.3 分批张拉时混凝土弹性压缩引起的预应力损失 35 9.2.4 钢筋松弛引起的预应力损失 36 9.2.5 混凝土收缩徐变引起的预应力损失 36 9.3 预应力损失汇总 38 10 短暂状况的应力验算 39 11 持久状况的应力验算 40 11.1 剪应力计算 41 11.1.1 剪应力作用下的剪应力计算 41 11.1.2 扭矩作用下的剪应力计算 42 11.2 正应力计算 43 11.3 主应力计算 43 12 抗裂性验算 44 12.1 剪应力计算 44 12.1.1 剪应力作用下的剪应力计算 44 12.1.2 扭矩作用下的剪应力计算 45 12.2 正应力计算 45 12.3 主应力计算 46 13 主梁变形计算 47 13.1 荷载短期效应作用下的主梁挠度计算 47 13.2 预加力引起的上拱度计算 47 13.3 预拱度设置 48 14 锚固区局部承压验算 49 14.1 局部受压面积验算 49 14.2 局部受压承载力验算 49 15 结论 50 致谢 51 参考文献 52 1 绪论 1.1 设计的选题意义 中国的山川众多、江河纵横，是个桥梁大国，在古代无论是建桥的技术，还是桥梁的数量都处于世界的领先地位。千百年来，桥梁已经成为了人们生活中不可缺少的组成部分，桥梁是城市道路、铁路、公路重要的组成部分，是一个国家工业水平和技术水平的综合体现。尤其是大、中型桥梁对生活、经济、政治、国防等都有非常重要的意义，甚至被当作生命线工程，其为公路运输提供了安全又舒适的服务。在桥梁建设质量的保证体系中，桥梁设计是一个极其重要的环节。因此，应根据桥梁设计的主要使用性质、任务和其所在线路的远景发展需要，按安全、适用、经济、美观，技术先进的原则进行多方案的比选，统筹考察多方面的因素而进行选择。随着国家经济和社会的快速发展，基础设施建设需要大力加强，从而迫切需要建造大量的公路桥梁、铁路桥梁和诚市桥梁。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外梁桥研究现状 国外梁桥是最常用的一种桥型，国外梁桥的跨径一般在15m以下，采用钢筋混凝土梁桥，以上则用预应力混凝土梁桥；跨径在25-40m，常常采用结合梁桥或预弯预应力梁桥。从50年代德国首次采用平衡悬臂施工法修建了跨径为114.2m的Worms桥以后，混凝土梁桥也开始用于大跨径桥梁。钢梁桥一般用于跨径大的桥梁中，尤其是桁架梁一般用于特大跨径桥梁中。 混凝土连续梁和连续刚构桥发展快速。 连续刚构的特点是梁墩固结，梁保持连续。保持了连续梁行车的平顺舒适的优点和保持了T型刚构不设支座减少养护工作量的优点。 预应力的应用更加的丰富和灵活预应力运用到了公路桥梁当中。 其优点是，避免了全预应力时容易出现的沿钢束的纵向开裂，拱度太大；其刚度比全预应力较小，抗震性较好；并通过采用钢筋骨架来减少钢束和节省钢筋用量。其中包括：体外预应力得到了应用和发展；大吨位预应力应用逐渐增加；无粘结预应力也得到了应用与发展；双预应力应用，即不仅用预张拉外，而且采用了预压力筋，使梁在预拉和预压力筋的作用下工作。