【正文】 ..................................... 34 主梁截面承載力與應力驗算 .......................................................................... 36 持久狀況承載能力極限狀態(tài)承載力驗算 ............................................... 37 持久狀況構件的應力驗算 ....................................................................... 41 短暫狀況構件的應力驗算 ....................................................................... 49 主梁端部的局部承壓驗算 .............................................................................. 50 主梁變形驗算 ................................................................................................... 54 計算由預加應力引起的跨中反拱度 ..................................................... 54 大學畢業(yè)設計 IV 計算由荷載引起的跨中撓度 ................................................................... 56 結構剛度驗算 ........................................................................................... 57 預拱度的設置 ........................................................................................... 57 第 3 章 橫隔梁計算 ................................................................................................ 58 確定作用在跨中橫隔梁的可變作用 .............................................................. 58 跨中橫隔梁的作用效應影響線 ...................................................................... 58 繪制彎矩影響線 ....................................................................................... 59 繪制剪力影響線 ..................................................................................... 61 截面作用效應計算 .......................................................................................... 62 截面配筋計算 .................................................................................................. 63 第 4 章 行車 道板計算 ............................................................................................ 65 懸臂板荷載效應計算 ...................................................................................... 65 荷載效應組合 .................................................................................................. 67 截面設計、配筋與承載力驗算 ...................................................................... 68 結束語 ......................................................................................................................... 70 參考文獻 ..................................................................................................................... 71 致 謝 ....................................................................................................................... 72 中英文翻譯 ................................................................................................................. 73 大學畢業(yè)設計 1 第 1 章 縱橫截面布置 設計目的 通過設計，全面掌握公路預應力公路橋梁的設計過程，培養(yǎng)和運用所學專業(yè)知識的能力。達到能適應橋梁工程施工、設計和管理的基本要求水平。 基本資料 （ 1）橋面跨徑及橋寬凈空 標準跨徑： mLb ? （墩中心距離）； 計算跨徑： mLp ? （支座中心距離）； 主梁全長： mL ? （主梁預制長度）； 橋面凈空：凈 — 7m +2 人行道 （ 2）設計荷載：公路 — Ⅱ級，人群荷載 /KNm 2,人行道 /KNm ，護欄、欄桿的作用力為 /KNm ，防撞欄 /KNm . （ 3）材料及工藝：混凝土：主梁用 C40，人行 道、欄桿及橋面鋪裝用 C20。 預應力鋼筋束：采用 64YB255 標準的 ? 碳素鋼絲，每束由 24 絲組成。普通鋼筋：直徑大于等于 12mm的用 335HRB 鋼筋，直徑小于 12mm 的均用熱軋R235 光圓鋼筋。鋼板及角鋼：制作錨頭下支撐墊板、支座墊板等均用普通 A3碳素鋼，主梁間的聯接用 Mn16 低合金結構鋼板。 工藝：按后張工藝制作主梁，采用 45 號優(yōu)質碳素結構鋼的維形錨具和直徑50mm抽拔橡膠管。 （ 4）基本計算數據 表 1 基本計算數據表 名 稱 項 目 符 合 單位 數據 混 凝 立方強度 R MPa 40 彈性模量 Eh MPa 104 軸心抗壓標準強度 baR MPa 抗拉標準強度 blR MPa 軸心抗壓設計強度 Ra MPa 抗拉設計強度 Rl MPa 預施應力階段 極限壓應力 0． 70 1baR * MPa 極限拉應力 0． 70 1blR * MPa 大學畢業(yè)設計 2 土 使用荷載 作用階段 荷載組合Ⅰ： 極限壓應力 baR MPa 極限主拉應力 blR MPa 極限主壓應力 baR MPa 荷載組合Ⅱ或組合Ⅲ： MPa 極限壓應力 baR MPa 極限主拉應力 blR MPa 極限主壓應力 baR MPa s? 5 碳 素 鋼 絲 標準強度 byR MPa 1600 彈性模量 Ey MPa 103 抗拉設計強度 Ry MPa 1280 最大控制應力 σ k byR MPa 1200 使用荷載作用階段極限應力： 荷載組合Ⅰ byR MPa 1040 荷載組合Ⅱ或組合Ⅲ byR MPa 1120 材料 容重 鋼筋混凝土 r1 KN/m3 混凝土 r2 KN/m3 鋼絲束 R3 KN/m3 鋼束與混凝土的彈性模量比值 ny 無量鋼 *注：本設計考慮主梁混凝土達 90%標準強度時，開始張拉預應力鋼束。 1baR 與1blR 分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓，抗拉標準強度，則 M P aRR baba ?? M P aRR blbl ?? 主梁間距與主梁片數 ．主梁間距通常應隨梁高與跨徑的增大而加寬為經濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標ρ很有效，故 在許可條件下應適當加寬 T 梁翼板。但標準設計主要為配合各種橋面寬度，使橋梁尺寸標準人而采用統(tǒng)一的主梁間距。交通《公路橋涵標準圖》中，鋼筋混凝土和預應力混凝土裝配式簡支 T 形梁跨徑 大學畢業(yè)設計 3 從 16m 到 40m,主梁間距均為 ,考慮人行道適當挑出，凈 — 7 附 2 的橋寬則選用五片主梁。 ．主梁跨中截面主要尺寸的擬定 （ 1）主梁高度 預應力混凝土簡支橋橋梁的主梁高度與其跨徑之比通常在 1/15~1/25，標準設計中高跨比約在 1/13~1/19。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經濟的方案，因為增大梁 高可節(jié)省預應力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，標準設計中對于 40m 跨徑的簡支梁橋取用230cm的主梁高度是比較合適的。 圖 1 結構尺寸圖（尺寸單位： cm） （ 2）主梁截面細部尺寸 T 梁翼板的厚度主要取決于橋面承受車輪局部荷載的要求，還應考慮能否滿足主梁受彎時上翼板受壓的強度要求。本示例預制 T 梁的翼板厚度取用 10cm，翼板根部加厚到 22cm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。為使翼板與腹板連接和順，在截面轉角處設置圓角，以減少局部應力和便于脫模。 大學畢業(yè)設計 4 主梁跨中界面尺寸擬定 在預應力混凝土梁中腹板內因主拉應力甚小，腹板厚度一般由布置制孔管的構造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，標準圖的 T 梁腹板厚度均取 16cm。 馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要確定的。設計實踐表明，馬蹄面積占截面總面積的 10~20%為合適。本示例考慮到主梁需要配置較多的鋼束，將鋼束按三層布置每層排三束，同時還根據《橋規(guī)》互 26 條對鋼束凈距 及預留管道的構造要求，初擬馬蹄寬度 36cm，高度 38cm。馬蹄與腹板交接處做成 45176。斜坡的折線鈍角，以減少局部應力。如此布置的馬蹄面積約占整個截面積的 18%。 按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出預制梁的跨中截面布置圖（見圖 2）。 圖 2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位： mm） （ 1）． 計算截面幾何特征 將主梁跨中截面劃分成五個規(guī)則圖形的小單元，截面的幾何特性列表計算見表 2。 （ 2）．檢驗截面效率指標 上核心距： 48?? ??xiS yAIK 下核心距： 73?? ??six yAIK 表 2 核心距計算結果 大學畢業(yè)設計 5 分 塊 名 稱 分塊面積 Ai（ cm2） 分塊面積形至上緣距離iy （ cm） 分塊面積至緣靜矩ii iyAS? （ cm3） 分塊面積的自身慣矩 Ii （ cm4） di=ysyi （ cm） 分塊面積對截面形心的慣矩IX=Aidi2（ cm4） I=Ii+ IX （ cm4） 翼板 1264 4 5056 6741 9669981 9676722 三角 支撐 852 12 10224 6816 5380248 5387064 腹板 3104 105 325920 9735179 568557 10303736 下三角 100 19867 556 1149205 1149761 馬蹄 1368 211 288648 65856 21034368 21323016 ∑ 6328 578795 ∑ IT=42215926 注： 截面效率指標 ： hkk xs ??? = ?? 表明以上初擬的主梁跨中截面尺寸時合理的。 橫截面沿跨長的變化 如圖 1 所示，本設計主梁采用等高形式，橫截面的 T 梁翼板厚度沿跨長不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起而從跨徑四分點附近開始向支點逐漸抬高。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應力，同時也為