公路简支桥的初步设计.doc

公路简支桥的初步设计

课程名称： 桥 梁 工 程

设计题目： 预应力混凝土简支T型梁桥
院 系： 土木工程系
专 业： 铁 道 工 程
年 级： 2 0 0 7
姓 名： 李 小 锋
指导教师： 马 戎

西南交通大学峨眉校区

2010 年 06 月 10日

课 程 设 计 任 务 书

专 业 土木工程07铁道工程姓 名 李小锋学 号
开题日期： 2010年5月10日 完成日期：2010年6月10日
题 目 预应力钢筋混凝土简支T形梁桥

一、设计的目的
1、通过对简支梁的设计，了解简支梁的计算方法与计算步骤，学会运用不同的方法解决在计算过程中遇到的问题。
2、学会运用相关学科知识，各科间的相互渗透，以达到高效解决问题的能力。
3、总结在设计中遇到的问题，思考在实际生活中这些问题该怎样解决，为以后从事相关工作打下一定的基础，对以后做毕业设计也有个很好的促进作用。
二、设计的内容与要求
内容：1、计算桥面板内力（最大弯矩和剪力）
2、计算主梁内力（跨中弯矩和剪力与支座处最大剪力）
要求：1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求，形成电子文档，并打印成文本上交，同时电子文档也须上交。

三、指导教师评语

四、成 绩

指导教师 (签章)
年 月 日
一、 设计资料
1标准跨径：
2设计依据：
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）
《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004））
3设计方法：承载能力极限状态法
二、方案简介与上部结构主要尺寸
本桥是某起汽车专用公路上的一座六梁式后张法预应力混凝土简支梁T梁桥，该桥分为上下行左右幅分离式布置，梁全长为L1m，计算跨度为（L1-1.2）m，梁高H=L/20=2.125取H=2.1m，主梁中心距2.6m，T梁混凝土设计标号为C50,涉与安全等级二级。
单幅桥面行车道宽度为14m，单幅桥面总宽度为15m，防撞栏宽度为50cm，T梁之间采用湿接缝连接，湿接缝宽度为60cm。
桥面铺装为8cmC40防水混凝土铺装层+5cm沥青混凝土铺装层。
桥台采用重力式U型桥台。
设计荷载等级采用-II级，单幅桥按四车道设计。

三、尺寸拟定：
计算跨径： 梁高：h=2.1m 梁肋厚度：b=18cm 上翼缘：260cm，T梁的尺寸如图1和2所示。

图1

图2
四、基本参数
1．设计荷载
1.1公路-II级
1.2结构中每片梁中主梁上的横隔板预制块数保证桥桥面板为四边支撑的单向板。将其产生的重力（中主梁g，边主梁g’）沿主梁纵向均匀分摊给各主梁，预制横隔梁的重力密度为25KN/
2.主要材料
T梁混凝土：C50混凝土
现浇湿接缝与现浇横隔板接头混凝土：C50混凝土；
铺装层混凝土：上层为5cm厚C40W6防水混凝土；
预应力钢绞线：270级7Φ5（Φj15.24mm）
普通钢筋：直径≥12mm采用HRB335钢筋
直径＜12mm采用R235钢筋。
3.材料参数
(1) C50混凝土：
弹性模量：
轴心抗压强度设计值：
轴心抗压强度设计值：
轴心抗压强度标准值：
轴心抗压强度标准值：
容重：26.0k N/
(2) C40混凝土铺装层：容重：25.0 k N/
(3) 沥青混凝土铺装层：容重：23.0 k N/
(4) 钢绞线：弹性模量：
抗拉强度设计值：
抗拉强度标准值：
张拉控制应力：

五、行车道板的内力计算：
恒载与其内力：

图3单向板计算图示
5.1每延米板条上恒载

跨中恒载弯矩：
5.2汽车荷载：
作用范围：
铺装层厚度：

5.3板的有效工作宽度：

5.4每米宽度简支板条的跨中活载弯矩：
跨中弯矩公式由图推导：
则
5.5跨中荷载弯矩：

（即主梁抗扭能力大者）
跨中弯矩：
支点弯矩：

5.6支点剪力计算，如图1—2所示：

，

六、横向分布系数计算：
汽车荷载

图4
6.1梁端

图5杠杆原理法计算梁端横向分布系数
1号梁
2号梁
3号梁

6.2跨中 用刚性横梁法计算横向分布系数

1号梁

图6

2号梁

图7

3号梁

图8

综上的梁的荷载横向分布系如下：
梁号

汽车
汽车
1
0.912
0.6538
2
0.792
0.9038
3
0.7084
0.9038

七、汽车车道荷载标准值计算：
本桥为汽车双向形式 4车道 横向折减系数=0.7 T梁=1.3
计算跨径： 位于5-50m之间
公路I级
本公路桥位公路II级 所以车道荷载为I级的0.75倍 则=3260.75=244.5
计算剪力效应时，集中荷载标准值应取1.2倍系数，则计算剪力时=244.51.2=293.4

弯矩剪力图如下图

车道荷载跨中弯矩计算图 图9 车道荷载支点剪力计算图
在梁中插入8道横隔板（包括桥头的2道） 故m

1号梁
跨中弯矩：
=

支点剪力：
=

2号梁
跨中弯矩：
=

支点剪力：
=
3号梁
跨中弯矩：
=

支点剪力：
=

八、主梁内力计算：

图10
结构自重
8.1梁自重
由CAD查的面积为
中部：
端部：
过渡段：
G=++=828.86+127.2+122.5=1078.56

8.2横隔板
边梁

边梁
中梁
8.3二期荷载（湿接缝、桥面铺装）
1）、湿接缝
边梁
中梁
2）、桥面铺装

8.4主梁总自重集中度：
中梁
边梁
8.5中主梁恒载内力计算：

8.6边主梁恒载内力计算

九、荷载组合效应 二级安全等级

9.1 承载能力极限状态下的基本组合

弯矩

梁号
（）
（）

（）
1
7754.07
3488.57
14188.88
2
8373.02
3029.55
14288.99
3
8373.02
2709.76
13841.29
剪力

梁号
（）
（）

（）
1
751
299.154
1320.016
2
810.946
360.76
1478.199
3
810.946
348.84
1055.134

9.2正常使用极限状态下的作用短期效应组合

弯矩

梁号
（）
（）

（）
1
7754.07
3488.57
10196.07
2
8373.02
3029.55
10493.71
3
8373.02
2709.76
10269.85
剪力

梁号
（）
（）

（）
1
751
299.154
960.4078
2
810.946
360.76
1063.478
3
810.946
348.84
1055.134

9.2正常使用极限状态下的作用长期效应组合

弯矩

梁号
（）
（）

（）
1
7754.07
3488.57
9149.498
2
8373.02
3029.55
9584.84
3
8373.02
2709.76
9456.924

剪力

梁号
（）
（）

（）
1
751
299.154
870.6616
2
810.946
360.76
955.25
3
810.946
348.84
950.482

十、结构的配筋
计算公式（k取1.8）
由承载能力极限状态下的基本组合计算
代入公式得

由材料有 预应力钢绞线：270级7Φ5（Φj15.24mm）计算的一根波纹管中钢绞线的面积

则 即安装8根预应力钢筋波纹管

钢筋波纹管布置图如下：

图11钢束布置图
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