【正文】 畢業(yè)設計論文 25M 后張法預應力混凝土簡支 T 型梁橋上部結構設計 內 容 摘 要 本設計為后張法預應力混凝土簡支 T 型梁橋上部結構設計跨徑布置為 25m計算跨徑 2412m 主梁全長 2492m 橋面寬度為凈 9m行車道 2 075m防撞欄設計荷載公路 I級環(huán)境標準 I類環(huán)境設計安全等級二級施工方法采用后張法用金屬波紋管和夾片錨具預應力鋼束用曲線形用高強度低松弛預應力鋼絞線依據橋梁規(guī)范計算荷載驗算應力然后確定橋梁的截面及其配筋情況按照全預應力構件設計 本文主要闡述了該橋的 設計計算及驗算過程首先進行了主體設計及計算包括主梁作用效應計算預應力鋼束的估算及其布置鋼束預應力損失計算然后進行主梁截面承載力與應力計算主要包括承載能力極限狀態(tài)計算持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂性驗算持久狀況構件應力計算短暫狀況構件的應力驗算及主梁變形驗算其次進行橫隔梁和行車道板的設計最后進行了主梁端部的局部承壓驗算 關 鍵 詞 預應力后張法 T 型梁內力計算強度驗算 25m prestressed concrete Tbeam bridge design Author Xu Zhiwei Instructor Jia Yan Abstract This design is the method of posttensioning prestressed concrete simplysupported Tbeam bridge upper structure design Standard lengths25m calculated span 2412mmain length 2492m width 9m carriageway 2 075 m bull Design load highway I Environmental standard of environment IDesign safety level 2 Using the method of posttensioning construction with metal corrugated pipe and slice the anchorage prestressing tendons with high strength with measures of low relaxation prestressed strands According to the standard load and stress calculation of bridge checking design bridges section and reinforcement according to the prestressed ponent design This article mainly discusses the design and calculation of bridge and checking process First the main design and calculation Including the main effect Estimation of prestressing tendons and its layout Steel beam prestress loss calculation Then on deck with stress calculation capacity Mainly includes the bearing capacity calculation limit state Lasting condition normal use limit state crackingresistance checking Lasting condition structural stress putation Briefly state of stress calculation and structural deformation calculation girder Next to the traffic plate and centromeres beam design Finally the girder ends of local pressure calculation Key words PrestressedposttensioningTbeamInternal force calculationStrength calculation 目 錄 1 設計基本資料及構造布置 1 11 設計資料 1 12 主要材料和工藝 1 13 結構設計 1 14 幾何特性計算 2 2 主梁設計 6 21 主梁作用效應計算 6 22 預應力鋼束數量估算及其布置 22 23 計算主梁截面幾何特性計算 30 24 鋼束預應力損失計算 40 25 主梁截面應力與變形驗算 53 3 橫隔梁的設計 73 31 橫隔梁的內力計算 73 32 橫隔梁的截面配筋和驗算 75 33 橫隔梁剪力驗算和配筋 77 4 行車道板計算 78 41 懸臂板荷載效應計算 78 42 連續(xù)板荷載效應計算 80 43 截面設 計配筋與承載力驗算 85 5 端部的局部承壓驗算 88 51 局部承壓區(qū)的截面尺寸驗算 88 52 局部抗壓承載力驗算 89 謝 辭 90 參 考 文 獻 91 第一章 設計基本資料及構造布置 11 設計資料 1 設計跨徑和橋面寬度 1 標準跨徑 25m 墩中心線 2 計算跨徑 2412m 3 主梁全長 2492m 4 橋面寬度橋面凈寬 92 075m 人行道 2 設計標準 1 設計荷載公路Ⅰ級人群荷載 3KNm2 每側欄桿人行道的重量分別為152KNm 和 36KNm 2 環(huán)境標準Ⅰ類環(huán)境 3 設計安全等級二級 12 主要材料和工藝 1混凝土主梁翼緣板橫隔板濕接縫均采用 C50混凝土橋面鋪裝采用 C40混凝土 2 鋼材預應力鋼束采用高強度低松弛 7 絲捻制的預應力鋼絞筋公稱直徑為1520mm 公稱面積 140mm2 標準強度 fpk 1860MP 彈性模量 Ep 195105MPa 3 施工工藝按后張法施工工藝制作主梁采用金屬波紋管和夾片錨具波紋管內徑 70mm 外徑 77mm 13 結構設計 1 本設計為簡支 T 形梁 2 橋面板橫坡假定為和橋面橫坡相同本設計假設為平坡 3 主梁斷面主梁高 13m 梁 翼緣板中間濕接縫寬度為 02m 主梁跨中肋厚016m馬蹄寬為 032m端部腹板厚度加厚到與馬蹄同寬以滿足端部錨具布置和局部應力需要 4 橫隔梁設置橫隔梁公設 6 道間距為 4824m 端橫隔梁寬度為 02m 跨中橫隔梁寬度為 015m 5 橋面鋪裝設計總厚度 17cm 其中水泥混凝土厚度為 8cm 瀝青混凝土厚度為9cm 兩者之間加設防水層 14 幾何特性計算 上述資料擬定尺寸繪制 T 梁的跨中及端部截面見圖 12 圖 13 圖 11 預應力混凝土 T 梁結構尺寸圖尺寸單位 cm 從上到下分別為橫斷面內梁立面外梁立面 II 剖面圖 圖 12 T 形梁跨中截面尺寸圖尺寸單位 cm 圖 13 T 形梁端部截面尺寸圖尺寸單位 cm 計算截面幾何特征計算時可將整個主梁截面劃分為 n 個小塊面積進行計算跨中截幾何特征列表計算見表 11 表 11 跨中截面幾何特性計算表 分塊名稱 分塊面積 分塊面積形心至上緣距離 分塊面積對上緣靜矩 分塊面積自身矩 分塊面積對截面形心的慣性矩 大毛截面含濕接縫 翼板 1600 4 6400 853333 3495 1954404 196293733 三角承托 984 12 11808 8832 2695 71468166 7235166 腹板 1632 55 89760 1414944 1605 42040728 183535128 下三角 64 1073 68672 22756 6835 29899028 2992178 馬蹄 640 120 76800 2133333 8105 42042256 4225558 ∑ 4920 1916352 90465789 續(xù) 小毛截面不含濕接縫 翼板 1440 4 5760 7680 36125 18792224 18869024 三角承托 984 12 11808 8832 28125 77835937 78719137 腹板 1632 55 89760 1414944 14875 36110549 17760494 下三角 64 1073 68672 22756 67175 28879875 28902631 馬蹄 640 120 76800 2133333 79875 40832099 41045432 ∑ 4760 1909952 88437126 大毛截面形心至上翼距離 3895 小毛截面形心至上翼距離 40125 第二章 主梁設計 21 主梁作用效應計算 主梁的作用效應計算包括永久作用和可變作用根據梁跨結構縱橫截面的布置計算可變作用下荷載橫向分布系數求處各主梁控制截面取跨中四分點截面及支點截面的永久作用和最大可變作用效應再進行主梁作用效應組合標準組合短期組合和極限組合 用效應計算 1 永久作用集度 1 主梁自重 跨中截面段 主梁自重五分點截面至跨中截面長 7236 0476267236 8955KN 馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重近似計算長 2m 061450476 26 2／ 2 6328KN 支點段梁的自重長 2824m 0476282426 3495KN 橫隔梁體積 中橫隔梁體積為 015 122 082082／ 2 072008 0082 01422 端橫隔梁體積為 02 102 072011 074 01428 故半跨內邊主梁橫隔梁重量 2014220212826 1111KN 中主梁的橫隔梁重量 2014220212826 1482KN 主梁永久作用集度 8955283534951111／ 1246 1316KN／ m 8955283534951482／ 1246 1346KN／ m 2 二期恒載 翼緣板中間濕接縫集度 02008 26 0416KNm 現澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁現澆部分體積 01510201 00153 一片端部橫隔梁現澆部分體積 0212101 00242 故 4 001532 00242 26／ 2492 01143KN／ m 橋面鋪裝層 8cm 水泥瀝青混凝土鋪裝 008 9 25 18KNm 9cm 瀝青混凝土鋪裝 009 9 23 1863KNm 將橋面鋪裝重量均分給五片梁則 181863／ 5 7326KNm 單側人行道荷載為 36KNm 單側欄桿荷載為 152KNm 將兩側人行道和欄桿均分給五片梁則 152 360 2／ 5 2048KNm 主梁二期永久作用集度 04160114373262048 990KN／ m 2 永久作用效應下面進行永久作用效應計算參照圖 21 設 a 為計算截面至左側支座的距離并令 c a∕ l 主梁彎矩 M 和剪力 V 的計算公式分別為 圖 21 永久作用效應 永久作用效應計算表見表 21 表 21 邊主梁作用效應計算表 作用效應 跨中 四分點 支點 C 05 C 025 C 0 一期 彎矩 KN／ m 95701 71776 0 剪力 KN 0 7935 15870 二期 彎矩 KN／ m 71994 53996 0 剪力 KN 0 5970 11940 續(xù) ∑ 彎矩 KN／ m 167695 125772 0 剪力 KN 0 13905 27810 表 22 中主梁作用效應計算表 作用效應 跨中 四分點 支點 C 05 C 025 C 0 一期 彎矩 KN／ m 97884 73413 0 剪力 KN 0 8116 16219 二期 彎矩 KN／ m 71994 53996 0 剪力 KN 0 5970 11940 ∑ 彎矩 KN／ m 167695 125772 0 剪力 KN 0 13905 27810 用效應計算 1 沖擊系數和車道折減系數的計算結構的沖擊系數與結構的基頻有關故應計算結構的基頻簡支梁 橋的基頻可按下式計算 其中由于故可由下式計算出汽車荷載的沖擊系數為 當車道大于兩車道時應進行車道折減