20m预应力混凝土T型梁桥设计

 2023-02-20 08:32:03

论文总字数:19552字

摘 要

某预应力混凝土T型截面简支梁桥,桥梁跨度20m,桥宽15.5m(2*7 2*0.75),梁高1.3m,桥面横坡1.5%,横隔板高0.95m。材料:混凝土C40;预应力钢绞线:ASTM270K级低松弛钢绞线,公称直径15.24mm,标准抗拉强度1860MPa,弹性模量;普通钢筋:直径≥12mm,采用HRB335级,直径<12mm,采用R235级,预应力金属波纹管直径50mm。桥面构造:8cm厚沥青砼 防水层 10cm厚C40混凝土找平层。温度:上下缘温差5℃。设计荷载;车辆荷载:公路二级。人群荷载;3.5Km/㎡。

关键词:预应力;混凝土;T型梁;C40

The design of prestressed concrete T beam bridge

abstract

A prestressed concrete t-shaped section beam bridge, the bridge span 20 m, 15.5 m wide (2 * 7 2 * 0.75), 1.3 m high beam, bridge deck transverse slope 1.5%, transverse diaphragm 0.95 m high. Material: C40 concrete; Prestressed steel strand: ASTM270K low level relaxation strand, nominal diameter of 15.24 mm, the tensile strength of 1860 mpa,; Ordinary reinforced: 12 mm diameter or greater, grade HRB335, diameter lt; 12 mm, adopt R235, prestressed metal corrugated pipe diameter of 50 mm. Bridge deck structure: 8 cm thick waterproof layer asphalt concrete 10 cm thick C40 concrete leveling layer. Temperature: the edge of the difference in temperature of 5 ℃. The design load; Vehicle load: road grades. The crowd load; 3.5 Km / ㎡.

Key words: prestressed; Concrete; T beam; C40

目录

摘要 I

abstract II

第一章 引言 1

第二章 设计计算内容 2

2.1主梁截面尺寸及桥梁横截面布置 2

2.2主梁全截面几何特性 2

2.3主梁内力计算 4

2.3.1恒载集度 4

2.3.2恒载内力值 4

2.3.3活载内力计算 4

2.4钢筋面积的估算及钢束布置 12

2.4.1预应力钢筋截面积估算 12

2.4.2预应力钢筋布置 13

2.4.3非预应力钢筋截面积估算及布置 14

2.5主梁截面几何特性计算 15

2.6持久状况截面承载能力极限状态计算 16

2.6.1正截面承载力计算 16

2.6.2斜截面承载力计算 16

2.7、钢束预应力损失估算 17

2.7.1预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失() 17

2.7.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失() 18

2.7.3预应力钢筋分批次张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失() 18

2.7.4钢筋松弛引起的预应力损失() 19

2.7.5混凝土收缩、徐变引起的损失() 19

2.8、应力验算 20

2.8.1、短暂状况的正应力验算 20

2.8.2、持久状况的正应力验算 20

2.8.3、持久状况下混凝土主应力验算 21

2.9、抗裂验算 23

2.9.1、作用短期效应组合下的正截面抗裂验算 23

2.9. 2、作用短期效应组合下的斜截面抗裂验算 23

2.10、主梁变形计算 24

2.10.1、荷载短期效应作用下主梁挠度验算 24

2.10. 2、预加力引起的上拱值计算 25

2.10.3、预拱度的设置 25

2.11、锚固区局部承压计算 25

2.11.1、局部受压区尺寸要求 25

2.11.2、局部抗压承载力计算 25

结论 26

辞谢 27

参考文献 28

第一章 引言

在古代漫长的土木发展史中,从事建筑设计建造的工作者们,既科称为建筑师,又是结构工程师。后来,随着建筑功能的急剧增加及结构的日趋复杂化,最终出现了建筑师与结构工程师的详细区分。但是,在桥梁的发展进程中,一直到现在,桥梁设计师都可同时扮演建筑师和结构工程师的角色。依笔者之所见,究其原因大体有以下三条:

①桥梁的使用功能并不复杂,其建筑设计内容大可由结构工程师代替完成;

②桥梁所受荷载相较房屋建筑而言是特别大的,因而,其造型大多以结构受力合理为核心进行优化选择,换句话说,桥梁建筑设计与结构设计联系是十分紧密的;

③桥梁建筑设计与施工方法紧密相连,而施工方法与结构受力分析息息相关,这是桥梁工程的显著特点之一。

当今世界桥梁建设飞速发展,越来越多的大中小型桥梁需要我们去设计建造,尤其是正日益走上历史舞台的跨海峡大桥,其迫切需要进行超大跨径的设计,于是,人们开始不满足于现有的桥梁形式,而是正积极探索其它崭新的桥梁形式,这就需要对桥梁建筑学进行研究。结合工程力学原理及建筑美学知识,总结出合理桥梁形式应遵循的若干条规律,初步形成了最优桥梁形式设计理论。

本文为笔者浅学桥梁设计理论后的初次实践,通过参照一系列已有的桥梁设计方案来完成一座简支T型梁桥的设计工作。并通过此次设计以求加深对桥梁设计的认识以对未来的学习工作有所帮助。

第二章 设计计算内容

2.1主梁截面尺寸及桥梁横截面布置

图2-1主梁跨中横断面

(单位尺寸:cm)

2.2主梁全截面几何特性

图2-2截面分块示意图

(单位尺寸:cm)

表2.1全截面几何特性

分块名称

分块面积
Ai(mm2

分块面积形心至上缘距离yi(mm)

分块面积对上缘静距Si=Ai×Yi(mm3

分块面积的自身惯性矩I0(mm4

di=(yu-yi)(mm)

分块面积对截面形心惯性矩Ii=Ai×di2(mm4

1

360000

75

27000000

675000000

275

27225000000

2

180000

200

36000000

225000000

150

4050000000

3

220000

550

121000000

22183000000

-200

8800000000

4

20000

1033

20660000

44000000

-683

9330000000

5

80000

1200

96000000

267000000

-850

57800000000

合计

860000.00

yu=∑Si/A=350

yb=1300-350=950

300660000

23394000000

107205000000

I=130599000000

2.3主梁内力计算

2.3.1恒载集度

主梁:==

横隔梁

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