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结构设计原理课程设计南京工业大学交通学院二0 一一年十二月 南 京 工 业 大 学 课 程 设 计 用 纸 第 1 页一.设计题目预应力混凝土简支 T 梁设计二.设计资料1.桥梁跨径与桥宽 标准跨径：40m（墩中心距离） 主梁全长：39.96m 计算跨径：39.0m桥面净空：净 14+21.75m=17.5m。2.设计荷载：公路 I 级车辆荷载，人群荷载 3.0kN/m，结构重要性指数 0=1.1。3.材料性能参数(1)混凝土强度等级为 C50，主要强度指标为： 强度标准值 fck=32.4MPa，ftk=2.65MPa 强度设计值 f cd=22.4MPa，ftd=1.83MPa 弹性模量 Ec=3.45104MPa(2)预应力钢筋采用 l7 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞线，其强度指标为： 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值弹性模量 Ep=1.95105MPa 相对界限受压区高度 b=0.4， pu=0.2563(3)预应力锚具采用 OVM 锚具相关尺寸参见附图(4)普通钢筋1)纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk=400MPa抗拉强度设计值fsd=330MPa弹性模量 Es=2.0l05MPa 相对界限受压区高度 b=0.53， pu=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk=335MPa抗拉强度设计值 fsd=280MPa弹性模量Es=2.0105MPa4.主要结构构造尺寸主梁高度 h=2300mm，主梁间距 S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为 1600mm，现浇段宽为 900mm，全桥由 7 片梁组成，设 7 道横隔梁。 桥梁结构尺寸参见附图。5.内力计算结果摘录 （1）恒载内力1）预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m 南 京 工 业 大 学 课 程 设 计 用 纸 第 2 页2）主梁现浇部分的自重g1m=4.14kN/m3）二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆) g2p=8.16kN/m恒载内力计算结果预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力MG1PK(kNm）VG1PK (kN)MG1mK(kNm)VG1PK (kN)MG1mK(kNm)VG1PK (kN)0476.97080.73080.73905.02428.05153.1872.45153.1872.453487.84238.49590.3440.37590.3440.374650.460787.120787.1202# 梁可变荷载内力计算结果截面位置距支点截面的距离x(mm)车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力M(kNm)对应剪力V(kN)对应弯矩M(kNm)对应剪力V(kN)对应弯矩支点00251.93251.930032.6932.690变截面2000153.18282.948258.8521602.7859.8632.5637.13135.65L/49750590.34148.98150.781440.72230.6732.4617.74183.68跨中19500787.1218.6577.771483.29307.5714.267.89155.26(2)活载内力车辆荷载按密集运营状态A级车道荷载计算，冲击系数1+u=1.2。人群荷载按3.5kN/m计算。活载内力以2#梁为准，跨中截面按刚接梁法计算横向分布系数，支点截面按杠杆法计算横向分布系数。(3)内力组合1）基本组合（用于承载能力极限状态计算）Md=1.2(MGK1P+ MGK1m+ MGK2)+1.4 MQ1K+1.12 MQ2KVd=1.2(VGK1P+VGK1m+ VGK2)+1.4 VQ1K+1.12 VQ2K南 京 工 业 大 学 课 程 设 计 用 纸 第 3 页2)短期组合（用于正常使用极限状态计算）Ms= (MGK1P+ MGK1m+ MGK2)+0.7 MQ1K/(1+u)+1.12 MQ2KVs=(VGK1P+VGK1m+VGK2)+0.7VQ1K/(1+u)+1.12VQ2K3）长期组合（用于正常使用极限状态计算）ML= (MGK1P+ MGK1m+ MGK2)+0.4 MQ1K/(1+u)+ MQ2KVL= (VGK1P+ VGK1m+ VGK2)+0.4 VQ1K/(1+u)+ VQ2K 各种情况下的组合结果见下表荷载内力计算结果截面位置项目基本组合Sd短期组合Ss长期组合SLMdVdMsVsMLVL(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)支点最大弯矩01249.4990818.079920735.4827最大剪力01249.4990818.07920735.4827变截面最大弯矩2492.8861204.5541360.595770.5631286.384680.29最大剪力3849.4761120.1342281.595761.0771799.9674.086L/4最大弯矩8670.5675.03125243.555438.5954957.568381.874最大剪力7451.472628.00325243.555424.9255222.232376.586跨中最大弯矩1154.1842.08126991.42325.139176610.10111.92067最大剪力9270.13742.08127245.21353.255836781.23429.079336.设计要求按全预应力混凝土设计预应力混凝土T形主梁。预应力筋束曲线要素长钢束编号起跨点距跨中曲线水平长度曲线方程1019500y=250+4.80652*10-6*x22200017500y=250+4.91253*10-6*x23、4900010500y=150+3.81662*10-6*x2各截面预应力筋束的位置以及倾角计算截面支点截面变截面点L/4截面跨中截面界面距离跨中195001750097500钢束到粱底距离1号束20701716.2704.92502号束2006.81645.9614.31503、4号束1563.11289.2502.8150合力点1799.81485.3582.11750钢束与水平线夹角1号束10.5829.5115.53402号束10.8219.6885.42503、4号束8.297.4214.1420平均值9.8976678.8733335.0336670累计角度1号束01.0525.12410.5632号束01.0654.09810.7893、4号束00.9324.0988.34全预应力构件各截面几何性质阶段截面AyxysepJWWx=J/yxWs=J/ysWp=J/ep阶段1：钢束灌浆、锚固前支点1.425281309.6990.479.30.70150.53570.708328.84641变截面0.816731554.5745.5632.70.58110.37380.7795170.91849L/40.816731560.9739.11207.80.56740.36350.7676630.46976跨中0.816731563.4736.61387.80.57680.3690.7830840.41564阶段2：现浇600mm连接段支点1.478321261.81038.231.90.73010.57860.70324622.8875变截面0.889351425.4874.6445.60.61050.42830.6979881.36997L/40.889261424.1875.91070.10.63580.44650.7259160.59418跨中0.889271421.5878.51243.30.64730.45540.7368360.52064阶段3：二期荷载、活载支点1.583421380.1919.991.20.89880.65