兰州理工大学毕业设计预应力混凝土简支T形梁桥计算第二部分.docVIP

第2章 装配式预应力混凝土简支T梁桥设计 2.1设计资料及结构尺寸拟定 2.1.1设计资料 1.标准跨径：(墩中心距)； 2.预制长度：； 3.计算跨径：； 4.桥面净宽：净（人行道）； 5.设计荷载 汽车荷载：公路级； 人群荷载：； 每侧人行道栏杆的作用力：； 每侧人行道重：； 6.材料及工艺 混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装C30； 钢绞线：预应力钢束采用钢丝束，每束 6根； 钢筋：直径小于钢筋取用,直径大于等于钢筋取用。 使用后张法的施工工艺制作桥梁主梁。预制时，预留孔道采用内径，外径的预埋金属波纹管成孔，钢绞线采用双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。主梁安装就位后现浇宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面的铺装层。 7.材料特性等参数 各材料特性指标见表3-1 表3-1 材料特性指标表 材料 项目名称 数据 混凝土 立方强度 弹性模量 轴心抗压标准强度 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗拉设计强度 钢绞线 标准强度 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力 抗拉标准强度 抗拉设计强度 抗拉标准强度 抗拉设计强度 钢筋混凝土 材料重度 钢绞线 材料重度 钢束与混凝土的弹性模量比 8.设计依据 （1）《公路桥涵设计通用规范》（ ）简称《桥规》 ； （2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ ）简称《公预规》 。 2.1.2横截面布置 1.主梁间距与主梁片数 主梁间距随梁高与跨径的增大而加宽偏于经济，并且加宽翼板能提高主梁截面效率指标。所以应在条件许可下应适当加宽梁翼板。根据设计要求的桥面宽度，主梁间距采用，选用片主梁组成，横截面布置如图3-1所示。 图2-1（a） 结构布置图（尺寸单位：mm） 图2-1（b） 结构布置图（尺寸单位：cm） 图2-1（c） 结构布置图（尺寸单位：cm） 2主梁跨中截面主要尺寸拟定 （1）主梁的高度确定 预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比一般在，标准设计中高跨比在。当桥梁高度不受限制时，增大梁高可以节省预应力钢束用量，并且梁高加大一般仅仅是腹板加高，所以混凝土用量增加不明显，因此一般增大梁高是较经济的方案。综合以上所有因素考虑，取主梁的高为。 （2）主梁的截面细部尺寸确定 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，同时应该考虑是否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。所以预制梁的翼板厚度取用，翼板根部加厚到以便抵抗翼缘根部较大的弯矩值。 腹板内主拉应力较小，所以厚度一般由布置预制孔道的构造决定，并且从腹板本身的稳定条件考虑，厚度不宜小于其高度的。最终确定腹板厚度为。 马蹄尺寸由布置预应力钢束的需要来确定。翼板马蹄面积占截面总面积的较合适。考虑到主梁配置的钢束较少，决定跨中截面将钢束按两层布置，一层最多排三束，同时根据《公预规》第9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为，高度，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为，以减小局部应力。 按照以上拟定的外形尺寸，绘制出预制主梁的跨中截面见图3-2所示。 3.1.3计算截面几何特征 1.受压翼缘有效宽度 根据《公预规》第4.2.2条对于形截面内梁受压翼缘的计算宽度，应取下列三者最小值： a. b. 相邻梁主梁的平均间距 c. 式中：梁腹板宽度； 承托的高度； 受压区翼缘的悬出板的厚度，可取跨中截面翼缘板厚度的平均值。 此外，外梁翼缘的有效宽度取相邻内梁翼缘有效宽度的一半，加上腹板宽度的1/2，再加上外侧悬臂板平均厚度的6倍或外侧悬臂实板实际宽度两者中的较小者。 或，取两者中较小值。 所以，取（内、外梁）受压翼缘有效宽度。 2.全截面几何特性的计算 将主梁跨中截面划分为五个规则的小单元，见图2-2. 截面形心至上缘距离为： 式中：分块面积； 分块面积的形心至上缘的距离。 图2-2 主梁跨中截面分块图（尺寸单位：cm） 由于主梁的宽度较大，为了确保桥梁的整体受力性能佳，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面由两种：预制和吊装阶段的小截面（）；运营阶段的大截面（）。主梁跨中截面的全截面几何特性数据如表3-2。 表3-2 主梁跨中大毛截面的集合特性表 分块名称 分块面积 分块面积对上缘静矩 （cm） 分块面积对界面形心惯矩 翼板 = 1 \* GB3 ① 2700 7.5 20250 87.3三角承托 = 2 \* GB3 ② 500 18.333 9166.5 76.467 2923601 腹板 = 3 \* GB3 ③ 4100 110 41000 -15.2 854848 下三角 = 4 \* GB3 ④ 262.5 200 52500 -105.2 2905098 马蹄 = 5 \* GB3 ⑤ 1375 217.5 326250 -122.7 22582935