25m预应力混凝土简支T梁桥设计ddd.doc
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1、桥梁工程课程设计25m预应力混凝土简支T梁桥设计学 院(系): 建设工程学部 专 业: 土木工程(英语强化) 学 生 姓 名: 李兴宇 学 号: 200959039 完 成 日 期: 2014年3月3日 大连理工大学 Dalian University of Technology土木工程专业桥梁工程课程设计.第一章 设计依据31.基本参数32.方案简介及上部结构主要尺寸33.设计规范4第二章 桥梁尺寸拟定4第三章 截面特性计算5第四章 主梁恒载内力计算71.永久集度72.永久作用效应.8第五章 桥面板内力计算81.悬臂板荷载效应计算82.连续板荷载效应计算9第六章 主梁横向分布系数11第七章
2、主梁活载内力计算151.冲击系数152.车道荷载取值153.活载作用计算15第八章 荷载内力组合19第九章 配置主梁预应力筋19(一)预应力筋配置20 1.预应力筋估算.20 2.预应力筋布置.21 3.预应力钢筋半跨布置.21(二)计算主梁截面几何特性.23 1.截面面积及惯性矩计算.23 2.截面几何特性汇总.24第十章 主梁挠度及预拱度计算251.汽车和在引起的跨中挠度252.恒载引起的跨中挠度25第十一章 支座设计261.选定支座的平面尺寸272.确定支座的厚度273.验算制作的偏转28 4.验算支座的抗滑性.28参考文献.2925m预应力混凝土简支T梁桥设计一、设计资料1 桥面宽度
3、总宽12m,其中车行道宽度9.0,两侧人行道宽度各1.5m2 荷载 汽车荷载:公路I级 人群荷载:3.5kN/m2 人行道荷载:每侧重4.1kN/m3 跨径及梁长 标准跨径 Lb=25m 计算跨径 L =24.5m 主梁全长 L=24.96m4 材料(1) 钢筋与钢材预应力筋:采用j15.24mm钢绞线 标准强度 Ryb=1860MPa 设计强度 Ry =1480MPa普通钢筋:HPB335级和HRB400钢筋钢板:Q345或Q235钢锚具:锚具为夹片群锚(2) 混凝土主梁:C50人行道及栏杆:C30桥面铺装:总厚度18cm,其中下层10cm为C40,上层为8cm沥青混凝土5 施工工艺 主梁采
4、用预制安装施工,预应力筋采用后张法施工6 设计规范 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)二、桥梁尺寸拟定1 主梁高度:h=1.75m2 梁间距:采用5片主梁,间距2.4m。预制时中梁宽1.8m,留0.6m后浇缝以减轻吊装重量,并能加强横向整体性,中间桥面板按连续板设计。3 横隔梁:采用六片横隔梁,间距为4.6m+35.0m+4.6m。4 梁肋:跨中厚度为18cm,在梁端一个横隔梁间距内逐渐加厚,由18cm加厚至42cm。5 桥面横坡:车行道采用双向向外2%横坡,人行道采用向内1%横坡。图2-1 T梁中部和端部立面
5、图及截面尺寸(尺寸单位:cm)图2-2 单幅桥横截面尺寸(尺寸单位:cm)图2-3 半纵剖面图(尺寸单位:cm)三、截面特性计算1.计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元,截面几何特性列表见表1。表1. 跨中截面几何特性计算表 分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘静距分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩(1)(2)(3) =(1)+(2)(4)(5)(6)(7) =(4)+(6)大毛截面翼板432093888011664043.1018025437.0938142077.093三角承托40021.3338533.22222.22230.7683786
6、80.455380902.6775腹板243085.52077653690562.5-33.3982710565.8786401128.378下三角144149214561152-96.8981352061.7321353213.732马蹄92416415153637268-111.89811569655.6211606923.628218428170.227884245.5小毛截面翼板32409291608748049.6227978277.6328065757.632三角承托40021.3338533.22222.22237.289556214.4053558436.6273腹板24308
7、5.52077653690562.5-26.8771755380.8675445943.367下三角144149214561152-90.3771176195.1291177347.129马蹄92416415153637268-105.37710260405.5210297673.527138418450.225545158.28注:大毛截面形心至上缘距离:小毛截面形心至上缘距离:2. 检验截面效率指标上核心距:下核心距:截面效率指标:由此表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。四、主梁恒载内力计算此计算书计算中主梁作用效应。1.永久作用集度 一期恒载:预制梁重力密度取 (1) 跨中截面段主梁自重
8、(五分点截面至跨中截面,长7.58m):(2) 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长4.3m):(3) 支点段梁的自重(长0.6m):(4) 边主梁半跨的横隔梁自重: 预制T梁上一片横隔梁的面积为,厚度为16cm,半跨内一共有(5) 预制梁一期恒载:二期恒载 1)现浇T梁翼板集度: 2)横隔梁现浇部分集度: 3)铺装: 混凝土铺装: 8cm沥青混凝土铺装: 平分给每根主梁: 4)人行道及护栏(平分给每根主梁): 5)二期荷载:2. 永久作用效应详细计算见表2表2. 恒载内力作用效应跨中=0.5四分点=0.25支点=0.0一期弯矩1616.171268.400剪力0138.06276.12二期弯矩1
9、069.95802.460剪力087.34174.69弯矩2686.122062.860剪力0225.40450.81五、 桥面板内力计算行车道板可按悬臂板(边梁)和两端固结的连续板(中梁)两中情况来计算。1. 悬臂板荷载效应计算(1)永久作用桥面板可看成91cm的单向悬臂板,计算图式见图5-1。图5-1 悬臂板计算图式(尺寸单位:mm) 板结构自重计算 表3混凝土板自重人行道板每米宽板条的恒载内力:弯矩:剪力:(2) 可变作用人群荷载弯矩:剪力:(3) 内力组合 承载能力极限状态内力组合计算表基本组合弯矩剪力2. 连续板荷载效应计算此T梁,即主梁抗扭能力较大,取跨中弯矩:;支点弯矩:。对于剪
10、力,可不考虑板和主梁的弹性固结作用,认为简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。计算图式如下图5-2 简支板计算图式(1) 主梁架设完毕时桥面板可以看成长81cm的悬臂单向板(2) 二期荷载计算弯矩:;即计算剪力: (3) 总永久作用效应支点断面永久作用弯矩:支点断面永久作用剪力:跨中断面永久作用弯矩:可变作用后轮着地长度为及宽度 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:则取 车轮在板的支撑处时:计算支点剪力时,车轮应尽量靠近梁肋边缘布置。支点断面可变作用弯矩:支点断面可变作用剪力:跨中断面可变作用弯矩:内力组合承载能力极限状态内力组合计算表支点断面永久作用弯矩跨中断面永久作用弯矩支点断面永久作用剪力六
11、、主梁荷载横向分布系数计算由于本桥各T梁之间采用混凝土湿接缝刚性连接,故其荷载横向分布系数在两端可按“杠杆原理法”计算、在跨中按“刚性横梁法”计算。设单位荷载P=1作用在号梁轴上(),则任意号主梁所分担的荷载的一般公式为:式中 主梁的片数; 号梁距桥横断面中心线的距离; 号梁距桥横断面中心线的距离,所求出的影响线即为号梁的横向分布影响线; ,对于已经确定的桥梁横断面,它是一常数。式中 号主梁的荷载横向分布影响线在号梁处的竖标值。以计算1号梁的荷载横向分布影响线为例。其他梁的横向分布影响线的竖标值计算方法同上,考虑结构的对称性,计算结果见下表4表4 各梁的横向分布影响线的竖标值梁号P=1的位置(
12、主梁梁轴)1510.6000-0.200020.40000.000030.20000.2000 计算出本桥1、2、3号梁的荷载横向分布系数在各主梁轴下的竖坐标值后,对该影响线进行最不利的加载即可求出T梁的荷载横向分布系数,计算的加载详见图6-1,计算的加载图详见图6-2,计算结果如表5所示。图6-1 计算的加载图 (尺寸单位:mm)图6-2 计算的加载图 (尺寸单位:mm)表5 T梁的荷载横向分布系数主梁编号 梁端跨中汽车人群汽车人群10.3351.1180.6580.63820.8130.0000.4620.37230.8540.0000.4000.200七、主梁活载内力计算1. 冲击系数简
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