模板2预应力混凝土简支梁T形梁桥设计计算.doc

模板2预应力混凝土简支梁T形梁桥设计计算

第1章设计资料及构造布置

1.1设计资料

1.桥跨及桥宽:
计算跨径:
桥面净空：净一
2.设计荷载:
路一Ⅰ级。
3.材料及工艺:
混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C30。
预应力钢筋应采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）的15.7钢绞线，每束7根。全梁配6束，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值。公称面积。弹性模量；锚具采用夹板式群锚。
按后张法施工工艺制作桥梁，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉，主梁安装就位后现浇60mm宽的湿接缝。最后施工80mm厚的沥青桥面铺装层。
4.设计依据
(1).交通部颁《公路工程技术指标》（JTGB01-2003）；
(2).交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
(3).交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

1.2横截面布置

1、主梁间距与主梁片数
梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下适当加宽T梁翼板。本课程设计中翼板宽度为2080mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头。净一的桥宽选用6片主梁，如图1-1所示：

图1-1结构尺寸图（尺寸单位mm)

2、主梁跨中截面主要尺寸拟定
(1)主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15-1/25之间，标准设计中高跨比约在1/18-1/19之间。本课程设计采用1840mm的主梁高度。
(2)主梁截面细部尺寸
T梁板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的要求，这里取预制T梁的翼板厚度为150mm，翼板根部加厚到250mm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。
在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定。同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，因此取腹板厚度为200mm。
马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄的总面积占总面积的10%-20%为宜。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对钢束净距及预留管道的构造要求，初步拟定马蹄宽度为500mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度150mm，以减小局部预应力。
按照以上拟定的外形尺寸，就可以绘出预应力梁的跨中截面图（见图1-2）

图1-2跨中截面尺寸图

(3)计算截面几何特性
将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，见表1-1：
表1-1
名称分块面积
（1）分块面积形心至上缘距离
（2）分块面积上缘静钜
（3）=（1）×（2）分块面积的自身惯性矩Ii
（4）距离（5）分块面积对截面形心惯性矩
（6）=（1）×（5）2
（7）=（4）+（6）翼缘3120.07.523400.058500.058.210568188.810626688.8三角承托700.018.312810.03888.947.41572732.01576620.9腹板2880.087.0250560.04976640.0-21.31306627.26283267.2下三角240.0153.73688.93413.3-88.018585601861913.3马蹄1250.0171.5214375.065104.27-105.81399205014057154.28190.0538033.034405704.1注：大毛截面形心至上缘距离：
(4)受压翼缘有效宽度
按《桥规》规定T形截面梁受压翼缘有效宽度取下列三者中的最小值：
简支梁计算跨径的；
相邻两梁的平均间距，对于中梁为2080mm；
，式中为梁腹板宽度，为承托长度，为受压区翼缘悬出
的厚度150mm,所以
所以受压翼缘的有效宽度为。
(5)检验截面效率指标（希望在0.5以上）
上核心距：

下核心距：

截面效率指标：

表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。

1.3、横截面沿跨长的变化

如图1-1所示，本设计主梁采用等高形式。横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变，为布置锚具的需要，在距离梁端1500mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢筋束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高在马蹄抬高的同时，腹板宽度亦开始变化。

1.4、横隔梁的设置

为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁。本设计在桥跨中点和四分点设置5道横隔梁，其间距为8.25m，段横隔梁高度为1440mm，厚度为上部260mm，下部240mm。