預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋的設(shè)計(jì)

1、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋的設(shè)計(jì)摘 要 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁公路橋，公路一級(jí)，有 防撞欄桿，無人行道。設(shè)計(jì)首先確定截面尺寸，梁的片數(shù)的 確定，然后荷載的計(jì)算，包括恒載（一期，二期） ，活載等， 完成在極限承載力狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的驗(yàn)算。接著 完成預(yù)應(yīng)力鋼筋的估束，鋼筋的配置和預(yù)應(yīng)力的損失。主要 截面的驗(yàn)算。最后完成控制截面的承載能力、抗裂性、應(yīng)力 水平及結(jié)構(gòu)的變形等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算。關(guān)鍵字 內(nèi)力計(jì)算 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀 態(tài) 預(yù)應(yīng)力鋼束 預(yù)應(yīng)力損失 截面驗(yàn)算設(shè)計(jì)基本流程：1. 根據(jù)橋型方案，確定結(jié)構(gòu)的相關(guān)基本尺寸。2. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。對(duì)于本課程設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 的主

2、要工作包括荷載橫向分布系數(shù)和單根 T 梁的內(nèi)力計(jì)算。 并完成在承載能力極限狀態(tài)下和正常使用極限狀態(tài)下的相 應(yīng)內(nèi)力組合。3. 預(yù)應(yīng)力鋼束的設(shè)計(jì)。 按照結(jié)構(gòu)的受力及構(gòu)造等的要求， 完成預(yù)應(yīng)力鋼束的布置工作，并完成預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算。4. 主要截面的驗(yàn)算。主要針對(duì)控制截面的承載能力、抗 裂性、應(yīng)力水平及結(jié)構(gòu)的變形等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋而言， 多片 T 梁通過橫隔板及橋面板聯(lián)系在一起形成一個(gè)整體受力結(jié)構(gòu)。由于 結(jié)構(gòu)的空間整體性，當(dāng)橋上作用荷載時(shí)，各片主梁將共同參 與工作，形成了各片主梁之間的內(nèi)力分布。對(duì)于絕大多數(shù)工 程設(shè)計(jì)人員而言，直接應(yīng)用空間分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不

3、現(xiàn)實(shí)的。按照材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi) 力。計(jì)算內(nèi)容包括：1.各片主梁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 （考慮對(duì)稱性， 只給出一半主 梁的結(jié)果 ）；2.控制斷面 （包括支座斷面、 1/8 跨斷面、 1/4 跨 斷面、 3/8 跨斷面和跨中斷面等 ）的彎矩和剪力； 3.單獨(dú)列出 自重、二期恒載和活載的計(jì)算結(jié)果； 4.對(duì)于移動(dòng)荷載 （本課程 設(shè)計(jì)中的車道荷載 ）應(yīng)按影響線進(jìn)行最不利加載。 對(duì)于影響線 的求法，可以參考結(jié)構(gòu)力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容（如機(jī)動(dòng)法 ）。目前，對(duì)于多主梁結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法 有：剛性橫梁法、 絞接板法、剛接梁法以及正交異性板法 （G-M 法）等。關(guān)于荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法可以參考相

4、關(guān)專業(yè) 書籍和文獻(xiàn)。在設(shè)計(jì)中，在支座位置處荷載橫向分布系數(shù)可 按“杠桿原理法” （關(guān)于杠桿原理的相關(guān)理論， 可參考相關(guān)書 籍，本課程設(shè)計(jì)不作專門介紹 ）進(jìn)行計(jì)算， 而跨中位置處荷載 橫向分布系數(shù)按“剛性橫梁法”進(jìn)行計(jì)算。據(jù)反力互等原理，單位荷載作用在某一根主時(shí)，各主梁 的反力等于單位荷載在這些主梁上移動(dòng)時(shí)該主梁的反力變 化值，即該主梁的反力影響線 （也即該主梁的荷載橫向分配系 數(shù)影響線 ）。由主梁的橫向分配系數(shù)影響線， 可以確定每片主 梁的最不利荷載橫向加載位置，從而得出每片主梁的最不利 橫向荷載分配系數(shù)。主梁自重及橋面鋪裝以均布荷載的形式作用在梁上；防 撞護(hù)欄采用荷載橫向分配系數(shù)的計(jì)算方法將

5、防撞護(hù)欄分?jǐn)?到各片主梁上。 車道荷載： 關(guān)于車道荷載的相關(guān)內(nèi)容查閱 公 路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范計(jì)算車道荷載時(shí)，應(yīng)參考該規(guī)范注意 如下事項(xiàng)：按照計(jì)算得到每片主梁荷載橫向分配系數(shù)；考慮 車道橫向折減系數(shù)；考慮車道縱向折減系數(shù)；慮汽車荷載沖 擊系數(shù)。內(nèi)力的計(jì)算按照材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算 結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計(jì)算內(nèi)容包括：各片主梁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果；控制 斷面的彎矩和剪力；單獨(dú)列出自重、二期恒載和活載的計(jì)算 結(jié)果；對(duì)于移動(dòng)荷載 （本課程設(shè)計(jì)中的車道荷載 ）應(yīng)按影響線 進(jìn)行最不利加載。預(yù)應(yīng)力鋼束的布置滿足構(gòu)造原則在布置鋼束時(shí)，詳細(xì)的 構(gòu)造原則可以參考公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè) 計(jì)規(guī)范一般而言，鋼束布置應(yīng)遵從

6、以下構(gòu)造原則：直線管 道的凈距不應(yīng)小于 40mm，且不宜小于管道直徑的 0.6倍； 對(duì)于預(yù)埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可以將 兩管道疊置； 管道至構(gòu)件頂面或側(cè)面的凈距不應(yīng)小于 45mm， 至構(gòu)件底面的不應(yīng)小于 50mm ；曲線鋼絞線的彎曲半徑不宜 小于4m，彎起角不宜大于 30度。對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，需考慮以下幾種預(yù)應(yīng)力 損失：1 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩阻損失；2 錨具回縮、鋼筋回縮和接縫壓縮損失；3 混凝土彈性壓縮損失；4 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛損失；5 混凝土收縮徐變損失。本設(shè)計(jì)驗(yàn)算工作主要包括：正截面抗彎承載能力驗(yàn)算、 正截面抗裂性驗(yàn)算、混凝土正截面壓應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)

7、 力驗(yàn)算以及結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算。正截面抗彎承載能力驗(yàn)算，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理里對(duì)其 計(jì)算原理有詳細(xì)介紹。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵從公路 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 。計(jì)算時(shí)需注意 如下事項(xiàng)：對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，荷載組合按公路橋涵 設(shè)計(jì)通用規(guī)范規(guī)定的與承載能力極限狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組 合；確定結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合規(guī)范；材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī) 定取值，取值時(shí)注意設(shè)計(jì)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的區(qū)別。本設(shè)計(jì)只涉及持久狀況下混凝土正截面壓應(yīng)力和預(yù)應(yīng) 力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算。對(duì)于持久狀況設(shè)計(jì)，荷載組合的要求見公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 。由于本 設(shè)計(jì)為全預(yù)應(yīng)力混凝

8、土結(jié)構(gòu)，應(yīng)力按材料力學(xué)公式計(jì)算?；?凝土正截面壓應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力應(yīng)滿足公路鋼筋混 凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定結(jié)構(gòu)的變形按材料力學(xué)公式求得，變形值必須滿足公 路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。通過所有的驗(yàn)算之后，整個(gè)設(shè)計(jì)就基本完成還有就是完 成施工圖的繪制以及施工結(jié)論 通過本次掌握橋梁設(shè)計(jì)的基本流程，熟悉公路預(yù)應(yīng)力混 凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)過程 ; 掌握簡(jiǎn)支梁橋的荷載橫向分布系 數(shù)的計(jì)算理論和方法；通過實(shí)際操作，并完成預(yù)應(yīng)力損失的 計(jì)算；掌握橋梁在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下 的荷載組合方法及相關(guān)驗(yàn)算項(xiàng)目，并完成設(shè)計(jì)橋梁在承載能 力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的各項(xiàng)驗(yàn)算工作。為及今 后的實(shí)際工作