預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、.河南理工大學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 土木工程 年級(jí)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 跨 度： 20.6m 恒荷載值： 26.6kN/m 活荷載值： 22.3kN/m土木工程學(xué)院二零一五年;目 錄預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21 截面尺寸確定22 內(nèi)力計(jì)算33 縱筋計(jì)算及縱筋布置44 箍筋計(jì)算85 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算96 抗裂驗(yàn)算117 變形驗(yàn)算128 施工階段抗裂驗(yàn)算149 局部承壓驗(yàn)算158 橋梁的配筋圖（包括梁縱截面和剖面詳圖）16預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、截面尺寸確定

2、2、內(nèi)力計(jì)算3、縱筋計(jì)算4、箍筋計(jì)算5、預(yù)應(yīng)力筋計(jì)算6、抗裂驗(yàn)算7、變形驗(yàn)算8、橋梁的配筋圖（包括梁縱截面和剖面詳圖）道橋1：跨度為20.*m，均布恒載為26.*KN/m，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為22.* kN/m，混凝土：C40，預(yù)應(yīng)力鋼筋：低松弛鋼絞線，混凝土強(qiáng)度80%時(shí)放張預(yù)應(yīng)力筋，加片式錨具，預(yù)埋金屬波紋管成孔，按三級(jí)抗裂要求設(shè)計(jì)該梁，并驗(yàn)算各階段的承載力、抗裂能力和變形；注：跨度、恒荷載小數(shù)點(diǎn)后的*均根據(jù)學(xué)號(hào)倒數(shù)第二位選（0選2，1選4，2選第6，3選8），活荷載小數(shù)點(diǎn)后的*均根據(jù)學(xué)號(hào)最后一位選，0選0，1選1，2選第2，3選3，4選4，5選5，6選6，7選第7，8選8，9選9），如遇到兩

3、位同學(xué)設(shè)計(jì)資料全部一樣，請(qǐng)修改其中某一項(xiàng)使兩人不完全相同。附：采用C40混凝土（，），預(yù)應(yīng)力鋼筋采用低松弛鋼絞線（，），普通鋼筋采用鋼筋（，）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 截面尺寸確定按照預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般構(gòu)造要求，對(duì)于一般的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,截面高度一般可取跨度的（1/301/15），翼緣寬度一般可取截面高度的（1/31/2）；在工字型截面中可減小至截面高度的1/5，翼緣寬度一般可取截面高度的（1/101/6），腹板厚度一般可取截面高度的（1/151/8)。按照以上條件，全梁采用T形截面，在跨中段下翼緣加寬，可初定截面尺寸如下：截面高度，腹板厚度上翼緣寬度，上翼緣厚度下翼緣寬度

4、，下翼緣寬度跨中與支座處的截面圖，以及全梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1-1 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁2. 內(nèi)力計(jì)算：（注：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)， 可變荷載組合值系數(shù)，準(zhǔn)永久值系數(shù)）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的荷載效應(yīng)：可變荷載控制時(shí) 永久荷載控制時(shí) 故取荷載組合的效應(yīng)值 ,則跨中彎矩設(shè)計(jì)值 支座剪力設(shè)計(jì)值 正常使用極限狀態(tài)，荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合下的內(nèi)力設(shè)計(jì)值：跨中彎矩 支座剪力 3.縱筋計(jì)算以及縱筋布置 中和中位置估算：?。A(yù)估配置一排預(yù)應(yīng)力筋），截面有效高度。按下式判別中和軸位置： 故中和軸在翼緣內(nèi)，可按下式計(jì)算中和軸位置：預(yù)應(yīng)力筋估算：a.截面特性：截面面積：截面重心至上邊緣

5、距離：截面慣性矩： 截面下邊緣抗彎剛度：b.計(jì)算控制應(yīng)力和有效應(yīng)力：暫取c.估算預(yù)應(yīng)力筋用量： 考慮環(huán)境類(lèi)別為二a的三級(jí)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在荷載準(zhǔn)永久組合下，構(gòu)件受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即式中，由于此時(shí)未配置鋼筋，凈截面集合特征值暫取為截面幾何特征值，則故有選用低松弛鋼絞線，d.非預(yù)應(yīng)力筋用量計(jì)算：選用鋼筋作為非預(yù)應(yīng)力筋，根據(jù)正截面承載力估算非預(yù)應(yīng)力筋。由可得 受拉區(qū)和受壓區(qū)非預(yù)應(yīng)力筋按照構(gòu)造要求配置，受拉區(qū)配級(jí)6B12，受壓區(qū)配級(jí)8B12，。所配置鋼筋滿足正截面受彎承載力要求。e.預(yù)應(yīng)力筋的布置預(yù)應(yīng)力筋布置為兩孔，每孔根，按二次拋物線形布置，預(yù)應(yīng)力筋在跨中界面處

6、距下邊緣，在兩端截面上彎至。故曲線矢高，長(zhǎng)度為，則預(yù)應(yīng)力筋的曲線方程為（以跨中為原點(diǎn)）預(yù)留直徑為的圓形孔洞。截面幾何特性： ， 跨中截面的凈截面和換算截面的幾何特征值計(jì)算見(jiàn)表2-1。 表2-1 跨中截面的截面和換算截面的幾何特征值表名 稱(chēng)單元面積腹 板上翼緣 下翼緣孔 洞注：表中為各部分中心至界面下邊緣的距離a. 凈截面： b.換算截面： 4. 箍筋計(jì)算取3-3截面（腹板厚度改變處）計(jì)算，由于該截面距支座很近，故近似取該界面剪力驗(yàn)算截面尺寸： ,利用線性內(nèi)插可得 >滿足要求。抗剪鋼筋的計(jì)算：由式，可得因該截面上預(yù)應(yīng)力筋彎起，故取。 > 所以，按照構(gòu)造配箍筋即可采用雙肢箍筋。 5.

7、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算張拉控制應(yīng)力錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失： 選用夾片式錨具。錨具變形和預(yù)應(yīng)力回縮值，。由預(yù)應(yīng)力筋曲線方程，可得曲率半徑，則反向摩擦影響長(zhǎng)度為 各截面的錨固損失見(jiàn)表4-1。摩擦損失可由下式計(jì)算摩擦損失 各計(jì)算截面的摩擦損失見(jiàn)表4-1。第一批預(yù)應(yīng)力損失。 表4-1 各截面的第一批預(yù)應(yīng)力損失 單位：計(jì)算截面注：表中指從構(gòu)件端部至計(jì)算截面的水平距離。預(yù)應(yīng)力筋松弛損失 預(yù)應(yīng)力筋松弛損失為 混凝土收縮徐變應(yīng)力損失和分別按式和式計(jì)算，其中考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到80張拉預(yù)應(yīng)力筋，則考慮自重影響，完成第一批預(yù)應(yīng)力損失后，跨中截面混凝土法向應(yīng)力值為故 鋼筋水平處總預(yù)應(yīng)力損失 >取6. 抗裂驗(yàn)算完成全部預(yù)

8、應(yīng)力損失后，在不考慮荷載作用下，裂縫截面處縱筋的有效預(yù)壓應(yīng)力合力 在不考慮預(yù)應(yīng)力作用下，在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力 則實(shí)際裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力 所以，在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，梁跨中段不出現(xiàn)裂縫，滿足三級(jí)抗裂要求，可不再進(jìn)行裂縫計(jì)算。 7. 變形驗(yàn)算完成全部預(yù)應(yīng)力損失后，截面的有效預(yù)壓應(yīng)力合力為： 作用點(diǎn)到凈截面重心軸的偏心距為 截面下邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力為： 計(jì)算荷載作用下的撓度：裂縫三級(jí)控制，為允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。則有 對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，則有 荷載作用下的撓度 預(yù)應(yīng)力反拱計(jì)算： 預(yù)應(yīng)力作用下，構(gòu)件為承受的偏心受壓構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力反拱可按偏心受壓構(gòu)件求撓度的方法計(jì)算。計(jì)算總撓度：當(dāng)預(yù)應(yīng)力梁滿足正截面抗裂要求時(shí)，梁的變形通常能滿足設(shè)計(jì)要求。 8. 施工階段抗裂驗(yàn)算由于混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)進(jìn)行張拉，故。完成第一批損失時(shí)截面上下邊緣混凝土應(yīng)力最大。此時(shí)截面上的混凝土應(yīng)力為 截面上邊緣應(yīng)力 為壓應(yīng)力，不會(huì)拉裂，滿足要求。截面下邊緣應(yīng)力 滿足要求9. 局部承壓驗(yàn)算端部錨固區(qū)的細(xì)部尺寸如圖9-1，兩束曲線預(yù)應(yīng)力筋在梁頂部處錨固。