跨径25米预应力简支T梁桥计算课程设计

1.上部结构1.1 .1 设计内容设计标准 桥梁全长：125m； 主梁全长：24.96m；计算跨径：24.00m； 设计荷载：公路 I 级； 双向 4 车道。横坡设计：1.5=1.01.1.2 设计资料 1、上部结构 普通受力钢筋：采用 HRB400 级钢筋； 抗拉强度标准值 fsk=400Mpa，抗拉强度标准值 fsd=330Mpa。预应力钢筋：采用标准低松弛钢绞线（1X7 标准型），抗拉强度标准值 fpk=1860Mpa，公称直径 d=15.2mm，公称面积 140mm2，弹性模量 Ep=1.95X105Mpa；锚具采用夹片式群锚。混凝土：预制 T 梁、横隔梁、湿接缝、封锚端及桥面现浇混凝土均用 C50，Ec=3.45104Mpa，抗压强度标准值fck=32.4Mpa，抗压强度设计值 fcd=22.4Mpa；抗拉强度标准值 fck=2.65Mpa，抗拉强度设计值 fcd=1.83Mpa；容重 =26KN/m 3锚具：预制 T 梁正弯矩钢束采用 158 型，159 型和 1510 型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。 1.1 .3 结构选型及构造跨径布置桥梁总跨越长度为 125m，根据设计要求，要采用简支梁形式，由于简支梁跨域能力较小，故每跨跨径不易过长，可将桥梁分五等跨布置，这样布置可将五跨设计成相同规格，这样即可简化设计，又可方便施工。根据 D60 桥梁跨径分类，此桥为大桥，安全等级为二级，结构重要性系数 =1.0。上部结构选型主梁：简支梁桥只承受正弯矩，承受单向弯矩最合适的截面形式为 T 型截面，梁作成这样上大下小的 T 形并在下缘配筋便充分利用了混凝土的大和钢筋的高进而比矩形梁桥节省了材料，减轻了自重。且设置马蹄后有利于布置预应力钢筋。桥面铺装：桥面铺装采用沥青混凝土。沥青铺装层为 80mm，三角垫层150mm，容重为 26KN/m3两侧栏杆的总重：10.65kN/m。支座选择：选择板式橡胶支座，不仅技术性能优良，还具有构造简单、价格低廉、方便养护、易于更换，有良好的隔振作用，可减少活载与地震对建筑物的冲击作用。横向布置主梁间距与主梁片数该桥梁为双向四车道，全桥宽度 26m，双向四车道，设计成双幅桥，每幅单向两车道，设计净宽：23.75m 标准车道+3.5 应急车道+20.5m 护栏。中间为 2m 的中央分隔带。公路-级，以右半幅桥为例，主梁翼板宽度设计为1600mm，现浇湿接缝为 200mm。桥梁横向布置选用 6 片主梁。主梁尺寸图跨中（-）截面、变化点（-）截面支点（-）截面立面图1.1.4 施工方法选择主梁采用工厂预制，整体吊装的施工方法。预制主梁时，采用后张法施工，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用 TD 双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装后现浇 200mm 宽的湿接缝。最后施工 150mm 三角垫层和 80mm 厚沥青桥面铺装层。1.1.5 主梁全截面几何特性受压翼缘板有效工作宽度 bfl的计算按公路桥规规定，T 型截面梁受压翼缘板有效宽度 ，取下列三者中最小fb值：Ayi(1)简支梁计算跨径的 l/3，即 l/3=24.00/3=8000mm；(2)相邻两梁的平均间距，对于中梁为 2000mm；（b+2 +12 )，式中 b 为梁腹板宽度，b h为承托长度，这里 bh=0， 为受hbf fh压区翼缘板悬出 板的厚度， 可取跨中截面的平均值，即: f（160900+700140/2）/900=214mm。所以有（b+2 +12 )fh hbf=200+60+12214=2768 mm。所以，受压翼缘的有效宽度 =2000mmfb全截面的几何特性全截面面积 A=A i全截面重心至梁顶的距离 yu=式中：A i分块面积yi 分块面积的重心至梁顶边的距离分块示意图跨中截面与 L/4 预制截面几何特性Si=Ai.yi (yu-yi)Ix=Ai(yu-yi)2分块号 分块面积（mm 2）yi（mm）（mm 3） （mm）（mm 4）Ix（mm 4）翼缘板 224000 80 17920103 457 46.782109 0.478109三角承托 98000 207 20286103 330 10.672109 0.107109腹板 280000 700 196000103 -163 7.439109 45.733109下三角 15000 1350 20250103 -813 9.915109 0.019109马蹄 80000 1500 120000103 -963 74.190109 0.267109合计A= iA=697000 yu=S i/A=537Yb=1600-537=1063S i=374289103 I x=154.998109I I=46.604109表 1-1-1I=I x+I i=201.602109跨中截面与 L/4 截面几何特性表 1-1-2上核心距：Si=Ai.yi (yu-yi)Ix=Ai(yu-yi)2分块号 分块面积 （mm 2） yi（mm）（mm 3） （mm） （mm 4）Ix（mm 4）翼缘板 288000 80 23040103 419 50.562109 0.614109三角承托 98000 207 20286103 292 8.356109 0.107109腹板 280000 700 196000103 -201 11.312109 45.733109下三角 15000 1350 20250103 -851 10.863109 0.019109马蹄 80000 1500 120000103 -1001 80.160109 0.267109I x=161.252109 I I=46.740109合计 A= =761000yu=S i/A=499Yb=1600-499=1101S i=379576103 I=Ix+I i=207.992109Ks= m548976102.yxAI下核心距：Kx= m25810769.2y9sAI截面效率指标：5.011602584shKx支点预制截面几何特性表 1-1-3支点截面几何特性Si=Ai.yi (yu-yi)Ix=Ai(yu-yi)2分块号分块面积（mm 2）yi（mm）（mm 3） （mm） （mm 4）Ix（mm 4）翼缘板192000 80 15360103 509 49.744109 0.410109三角承托 98000 207 20286103 382 14.301109 0.107109腹板 640000 800 512000103 -211 28.493109 136.533109I x=92.538109 I I=136.850109合计A= iA=930000 yu=S i/A=589Yb=1600-589=1011S i=547646103 I=I x+I i=229.338109Si=Ai.yi (yu-yi)Ix=Ai(yu-yi)2分块号分块面积（mm 2）yi（mm）（mm 3） （mm） （mm 4）Ix（mm 4）翼缘板224000 80 17920103 492 54.222109 0.478109三角承托 98000 207 20286103 365 13.056109 0.107109腹