全预应力混凝土简支梁设计算例.doc

全预应力混凝土简支梁设计算例一、设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：（墩中心距），主梁全长：=29.96m，计算跨径：=29.16m，桥面净宽：净9+2×1m。2.设计荷载公路—Ⅱ级车辆荷载，人群荷载3.5KN/m2，结构重要性系数。3.材料性能参数（1）混凝土强度等级为C40，主要强度指标为：强度标准值强度设计值弹性模量⑵预应力钢筋采用1×7标准型_15.2_1860_II_GB/T5224——1995钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量相对界限受压区高度⑶普通钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量4.主梁纵横截面布置各部分截面尺寸跨中截面毛截面几何性质为：截面面积=0.7018×106mm2；截面重心至构件上缘的距离=475.4mm；截面重心至构件下缘的距离=824.6mm；截面惯性矩=0.1548×1012mm4。5.内力计算主梁内力计算的方法将在《桥梁工程》中进一步学习，在此仅列出内力计算的结果。(1)恒载内力按预应力混凝土分阶段受力的实际情况，恒载内力按下列三种情况分别计算：①预制主梁（包括横隔梁）②现浇混凝土板自重③后期恒载（包括桥面铺装、人行道及栏杆等）恒载内力计算结果如表1所示。表1恒载内力计算结果截面位置距支点截面的距离（mm）预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩MG1k(KN•m)剪力VG1k(KN)弯矩MG2k（KN•m）剪力VG2k(KN)弯矩MG3k(KN•m)剪力VG3k(KN)跨中截面1770.760.000.00239.150.00691.940.00截面1328.05121.45121.45179.3616.40518.9547.46变化点截面941.09166.26166.26127.1022.46367.7464.97支点截面0.00242.90242.900.0032.810.0094.92(2)活载内力活载内力计算结果如表2所示。表2活载内力计算结果截面位置距支点截面的距离（mm）车辆荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力MQ1k(KN/m)对应V(KN)VQ1k(KN)对应M(KN/m)MQ2k(KN/m)对应V(KN)VQ2k(KN)对应M(KN/m)跨中截面145801676.5971.0597.671423.96140.940.014.8470.52截面72901262.10149.32175.051276.12103.7210.2211.2281.80变化点截面4600966.08193.20226.721042.8571.2613.8014.0764.72支点截面0.000.00309.03374.650.000.0016.3416.340.00注：车辆荷载按密集运行状态A级车道荷载计算，冲击系数。活载内力以2号梁为准。(3)内力组合①基本组合（用于承载能力极限状态计算）②短期组合（用于正常使用极限状态计算）③长期组合（用于正常使用极限状态计算）内力组合结果如表3所示。表3内力组合计算结果计算截面荷载跨中截面截面变化点截面支点截面基本组合最大弯矩(KN•m)5744.484312.703154.020.00对应V(KN)99.48442.66590.10895.36最大剪力(KN)142.05479.79637.31987.23对应M(KN•m)5313.344308.213254.290.00短期组合最大弯矩(KN•m)3891.782919.772111.640.00对应V(KN)44.46288.95388.38580.31最大剪力(KN)65.94306.06409.61621.37对应M(KN•m)3663.302916.612153.120.00长期组合最大弯矩(KN•m)3357.652519.111809.830.00对应V(KN)25.41242.78328.29487.64最大剪力(KN)36.85252.39340.38511.11对应M(KN•m)3239.162515.351834.660.00二、预应力钢筋数量的确定及布置首先根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力为：为荷载短期效应弯矩组合设计值，由表13.7.3查得，估算钢筋数量时，可近似采用毛截面几何性质。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，。假设，则拟采用钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积抗拉强度标准值，张拉控制应力取，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。所需预应力钢绞线的根数为根，取32根。采用4束8预应力钢绞线束，则预应力钢筋截面面积。采用HVM15-8型锚具，金属波纹管成孔，预留孔道直径为85mm。预应力筋束的布置。预应力钢筋采用抛物线形式弯起，抛物线方程、弯起点距跨中的距离及曲线水