橋梁課程設(shè)計(jì)總成果

1、 設(shè)計(jì)說明書1、設(shè)計(jì)資料 橋面凈空 凈9+21.5（人行道），設(shè)計(jì)荷載 公路級，人群荷載3.0KNm2 ，上部采用30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，主梁、人行道、欄桿及鋪裝層均采用C40號混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼束采用17標(biāo)準(zhǔn)型-15.2-1860-GB/T 52241995鋼絞線。縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋。按后張法施工工藝制作主梁，采用HVM15-9型錨具。2、設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30m計(jì)算跨徑：29.16m主梁全長：29.96m支點(diǎn)距端頂：0.40m梁高：2.00m設(shè)計(jì)荷載： 公路級 ，人群荷載3.0KNm2橋面凈空： 凈-9+21.53、設(shè)計(jì)要求為減輕

2、主梁的安裝重量，增強(qiáng)橋梁的整體性，在預(yù)制T梁上設(shè)40cm的濕接縫設(shè)計(jì)構(gòu)件尺寸按規(guī)范圖對內(nèi)梁各截面進(jìn)行驗(yàn)算上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)T梁橋上部結(jié)構(gòu)橫斷面圖橫隔梁大樣1、跨中截面幾何特性計(jì)算8955 5973603 45289001 4000 10 40000 133333 65 16996967 17130300 540 22 11880 1080 53 1527537 1528617 3020 96 288410 5738252 -20 1246203 6984455 289 166 47830 4640 -90 2357252 2361892 1566 186 290493 109751 -110 190

3、56862 19166613 9415 5987056 47171877 注：內(nèi)梁截面型芯至上緣距離外梁截面型芯至上緣距離 2、檢驗(yàn)界面效率指標(biāo)（希望在0.450.55之間）內(nèi)梁 上核心距 下核心距 截面效率指數(shù)邊梁 上核心距 下核心距 截面效率指數(shù)表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸是合理的。內(nèi)力計(jì)算1、恒載內(nèi)力計(jì)算預(yù)制梁自重中梁：g=0.895525=22.4kN/m邊梁：g=0.941525=23.538kN/m腹板加厚折成恒載g=(1.3618+0.8955)(0.4+4.86/2)225/29.96=2.202kN/m主梁端部截面面積為1.3618m2每塊橫隔板體積V=1.510.99-(

4、0.71+0.91)0.59/2-0.172/2-0.80.06/20.17=0.166m3邊梁橫隔梁折成恒載：0.166725/29.96=0.970kN/m中梁橫隔梁折成恒載：0.1661425/29.96=1.939kN/m二期恒載濕接縫折合成恒載：中梁：0.20.425=2.0kN/m邊梁:2.00.5=1.0kN/m欄桿和人行道折合成恒載： 3.02/5=1.2kN/m4cm瀝青混凝土（0.049.023）/5=1.656kN/m9.7cmC40混凝土墊層0.5（0.03+0.097）9.0241/5=2.743kN/m邊梁全部荷載：g=23.538+2.202+0.970+1.0+

5、1.2+1.656+2.743=33.309kN/m中梁全部荷載：g=22.4+2.202+1.939+2.0+1.2+1.656+2.743=34.14kN/m恒載內(nèi)力計(jì)算圖恒載內(nèi)力計(jì)算表剪力彎矩邊梁(kN)中梁(kN)邊梁(kN)中梁(kN)x=0485.6497.800x=l/4242.8248.92655.12721.7x=l/2003540.43628.72、活載內(nèi)力計(jì)算橫向系數(shù)杠桿原理法杠桿原理法各梁內(nèi)力影響線對1、5號梁：moq=0.818/2=0.409 mor=1.386對2、4號梁：moq=1/2(0.409+1+0.182)=0.7955 mor=0對3號梁：moq=1/

6、2(0.409+1+0.182)=0.7955 mor=0偏心壓力法偏心原理發(fā)各梁內(nèi)力影響線1、5號梁：mcq=1/2（）=0.6125 mcr=0.6852、4號梁：mcq=1/2（0.374+0.293+0.235+0.154+0.096+0.015）=0.5835 mcr=0.433號梁：mcq=1/2（0.1976）=0.591 mcr=0.197沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)f1=0.1767lnf-0.0157=0.221則（1+）=1.221=1 qk=10.5kN/m pk=276.64kN3、活載的計(jì)算各梁橫向系數(shù)匯總表梁號荷載位置公路級人群荷載1、5跨中mc0.6130.685G.

7、M法支點(diǎn)mo0.4091.386杠桿原理法2、4跨中mc0.5840.430G.M法支點(diǎn)mo0.7650杠桿原理法3跨中mc0.5910.197G.M法支點(diǎn)mo0.7960杠桿原理法跨中最大彎矩=l2/8=29.162/8=106.29m2y=l/4=29.16/4=7.29m1、5號梁：M1/2 q=(1+)mcq(qk+pky) =1.22110.613(10.5106.64+276.647.29)=2344.78KNmM1/2 R=mcrqk=0.6853.01.5106.29=327.39 KNm2、4號梁：M1/2 q=2233.85 KNm M1/2 R=205.67 KNm3號梁

8、： M1/2 q=2260.63 KNm M1/2 R=94.23 KNm跨中最大剪力 仍然用mcq=0.50.529.160.5=3.6451、5號梁： q1/2 q=(1+)mcq(qk+1.2pky)=1.22110.613(10.53.645+1.2276.640.5)=152.88KNq1/2 R=mcrqk=0.6853.01.53.645=11.24KN2、4號梁：q1/2 q=145.65KN q1/2 R=7.05KN3號梁： q1/2 q=147.39KN q1/2 R=3.23KN支點(diǎn)最大剪力橫向系數(shù)變化區(qū)段a=4.86m=29.1610.5=14.58m21、5號梁：

9、QA= =1.22114.86/2(0.409-0.613)10.5y+(0.409-0.613)1.2276.641 =-88.69kNQOQ=(1+)mcq(qk+1.2pky)+ QA=274.36KNQOR=mcpr+（a/2）（mo-mc）pr =52.1kN2、4號梁：QOQ=438.04kN QOR=23.77kN3號梁： QOQ=439.15kN QOR=10.89KNl/4出彎矩剪力彎矩 =3l2/16=79.72 y=3l/16=5.471、5號梁：m1/4 q=1.22110.613(0.579.72+276.645.47)=1759.12kNmm1/4 r=0.6853

10、.01.579.72=245.74kNm2、4梁： m1/4 q=1675.9kNmm1/4 r=154.26kNm3梁：m1/4 q=1697.14kNm m1/4 r=70.67kNm剪力=29.160.750.50.25=2.73 y=0.751、5梁：Q1/4 q=207.81kN Q1/4 r=8.42kN2、4梁：Q1/4 q=197.98kN Q1/4 r=5.28kN3梁： Q1/4 q=200.35kN Q1/4 r=2.42kN隔梁計(jì)算中橫隔梁彎矩影響線1、彎矩由前面計(jì)算知11=0.607；15=0.-0.199；21=0.392；25=0.003；31=0.197；35=

11、0.19713=0.204；35=0.204；P=1作用在1號梁上時(shí) =0.6071.52.2+0.3920.52.2-11.52.2=-0.8657P=1作用在5號梁上時(shí) =-0.1991.52.2+0.0030.52.2=-0.6534P=1作用在3號梁上時(shí) =0.2041.52.2+0.2040.52.2=0.8976中橫隔梁彎矩影響線2、剪力由上圖知，P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)，則按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力為：汽車：行車道板計(jì)算瀝青混凝土4cm混凝土墊層9.7cma2=0.2m b2=0.6ma1= a2+2H=0.2+0.274=0.474mb

12、1=b2+2H=0.6+0.274=0.874m1、單向板l=2.2m ,d=1.4m,p=140.kN,跨中有效寬度：a=a1+d+l/3=0.474+1.4+2.2/3=2.61m支點(diǎn)出：a=a1+t=0.474+0.23=0.704m恒載：g1=0.041.023=0.92kN, g2=0.097241.0=2.328kNmG=g1+g2=0.92+2.328=3.248kNmt/h=0.23/2=0.1150.25則有：=15.37+1.97=17.34kNm跨中彎矩：支點(diǎn)彎矩：=-12.14kN剪力：A1=Pb1=P/2a=140/2/2.61=26.82kN y1=0.782A2=

13、P(a-a)2/(8ab1)=140（2.61-0.704）2/82.610.7040.874=39.59 y2=0.8412、懸臂板 恒載：汽車：組合：恒載+汽車荷載kNmKNm荷載組合1、基本組合其中 2、短期組合其中 3、長期組合其中 4、活載各截面內(nèi)力計(jì)算表2655.1一號梁各截面組合內(nèi)力表二號梁各截面組合內(nèi)力表三號梁各截面組合內(nèi)力表預(yù)應(yīng)力筋計(jì)算根據(jù)公式 式中MS=5509.136kN m設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面上緣為140mm，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為ep=yb-ap=1248mm,A2=895500mm2,A1=941500mm2。I2=4.5289E+11，

14、I1=4.7171877E+11，W2=I1/yb=,3.62892628E+8，W1=3.77979783E+8則 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為con=0.75fpk=0.751860=1395MPa，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為AP=采用3束6j15.2鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為AP=36139=3336mm2鋼束布置1、跨中截面鋼束的布置對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。設(shè)計(jì)采用直徑80金屬波紋成孔，預(yù)留管道直徑87mm。規(guī)定，構(gòu)造要求：預(yù)留孔道間靜距40mm;梁底靜距50mm;梁側(cè)靜距35mm。圖中布置

15、均滿足要求。所以 跨中截面鋼束布置圖 2、錨固面鋼束布置為了方便張拉操作將所有鋼束都錨固在梁端。對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個(gè)方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便等要求。按照上述錨頭布置的原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖所示。鋼束群重心至梁底距離為： 3、其它截面鋼束布置及傾角計(jì)算鋼束彎起形狀及彎起角確定鋼束起彎角時(shí)，既要照顧到因其彎起所產(chǎn)生的豎向預(yù)剪力有足夠的數(shù)量，又要考慮到由其增大而導(dǎo)致摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大。為簡化計(jì)算和施工，所有鋼束布置的線形均選用兩端為圓弧線中間再加一段直線，并且整根鋼束都布置在同一個(gè)豎

16、直面內(nèi)。采用圓弧曲線彎起彎起角：1，2號束采用；3號束采用 鋼束計(jì)算A 計(jì)算鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離錨固點(diǎn)到支座中線的水平距離見圖 鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離2列表計(jì)算 鋼束起彎點(diǎn)至跨中的距離x2列表鋼束號鋼束彎起高度c（）fcosfsinfR=c/（1cosf）R sinfX2 =l/2+ axiR sinfN1148120.97820.20796772.711408.1362.995N2110120.97820.20795033.771046.58435.169N35060.99450.10459127.24954.06525.637鋼束彎起點(diǎn)及半徑計(jì)算由R-C=Rcos0得，R= 鋼束彎起點(diǎn)k

17、的位置：lw=Rsin0各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算：由鋼束彎起布置圖可求得計(jì)算點(diǎn)i離梁底距離：ai=a+ci式中：ai鋼束彎起前其重心至梁底的距離；ci計(jì)算截面之鋼束位置的升高值，ci=R(1-cosi)R鋼束曲線半徑；i計(jì)算截面i鋼束的彎起角（既傾角）；i=計(jì)算截面i至彎起點(diǎn)k的水平距離。各鋼束起彎點(diǎn)及其半徑計(jì)算 各鋼束彎起點(diǎn)及其半徑計(jì)算表 鋼束號升高值c(cm)0（度）Cos0R=(cm)sin0Lw=Rsin0支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的距離d(cm)起彎點(diǎn)k至跨中線水平距離xk(cm)xk=l/2+d-lwN1156.4120.97816772.7120.207911408.113.1262.995

18、N252.1120.97815033.7720.207911046.623.75435.169N336.160.99459127.2440.10453954.0621.69525.637各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（i）計(jì)算， 各截面鋼束位置（Ai）及其傾角（i）計(jì)算表 計(jì)算截面鋼束編號（cm） (cm)(度)(cm)(cm)(cm)跨中截面Xi=01為負(fù)植鋼束尚未彎起001022（同左）210310平均傾角001鋼束截面重心14截面Xi=729cm1666.06772.75.64340.09830.995133.1862255.1862293.85033.83.34640.05840.99

19、838.5571018.5573203.49127.21.27670.02230.99981.8251011.825平均傾角3.41670.05410.9977鋼束截面重心28.5變化點(diǎn)截面Xi=972cm1909.06772.77.71330.13420.990961.2792283.2792536.85033.86.12200.10660.994328.7071038.7073446.49127.22.80310.04890.998810.9211020.921平均傾角5.54330.09510.9947鋼束截面重心47.6支點(diǎn)截面Xi=1458cm11355.06772.711.54100.20010.9798136.93122158.9312982.85033.811.25920.19520.980896.88010106.883892.49127.25.61070.09780.995243.7281053.728平均傾角9.46670.16260.9862鋼束截面重心106.5鋼束長度計(jì)算一根鋼束的長度為曲線長度、直線長度與兩端張拉的工作長度（270）之和，其中鋼束的曲線長度可按圓弧半徑與彎起角度進(jìn)行計(jì)算。鋼束長度計(jì)算表鋼束號R（）鋼束彎起角度f曲線長度S=pfR/180直線長度x2（）鋼束有效長度2（S+ x2）鋼束預(yù)留長度（）鋼束長度（）