35米T梁设计.doc

土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 1 页 共 43 页 摘摘 要要 本次课程设计的题目是永青桥上部结构设计与计算 本设计采用装配式预应力混凝土 T 型梁桥 跨径布置为 35m 主梁为变截面 T 型梁 跨中梁高为 2 0m 横隔梁高 1 65m 本文主要阐述了该桥的设计和计算过程 对主梁进行总体结构设计 然后对 上部结构进行内力 配筋计算 再进行强度 应力及变形验算 具体包括以下几 个部分 1 桥型布置 结构各部分尺寸拟定 2 选取计算结构简图 3 恒载内力计算 4 活载内力计算 5 荷载组合 6 配筋计算 7 预应力损失计算 8 截面强度验算 9 截面应力及变形验算 关关 键键 词 词 预应力混凝土 T 型简支梁桥 尺寸拟定 上部结构 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 2 页 共 43 页 目目 录录 一 一 设计资料设计资料 3 二 二 主梁内力计算主梁内力计算 G M G M 法法 4 2 1 几何特性计算 4 2 2 横隔梁抗弯惯矩 5 2 3 计算两个主横隔梁影响线纵坐标值 7 2 4 计算各梁的横向分布系数 9 三 三 梁端剪力横向分布系数计算 杠杆原理法 梁端剪力横向分布系数计算 杠杆原理法 10 3 1 绘制 1 2 3 号梁的作用横向分布系数 10 3 2 恒载内力计算 11 3 3 活载内力计算 12 3 4 计算公路一级车辆作用的跨中弯矩 13 3 5 计算人群作用跨中弯矩 14 3 6 计算跨中截面车道活载最大剪力 14 3 7 计算支点截面人群荷载最大剪力 15 四 四 主梁内力组合及弯矩包络图主梁内力组合及弯矩包络图 16 五 五 主梁配筋主梁配筋 18 5 1 主梁钢筋配置 19 5 2 主梁截面几何特性计算 23 5 3 钢束预应力损失估算 24 六 六 持久状况截面承载能力极限状态计算持久状况截面承载能力极限状态计算 30 6 1 正截面承载能力计算 30 6 2 斜截面承载力计算 31 6 3 应力验算 32 6 4 抗裂性验算 34 6 5 短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算 35 6 6 荷载短期效应组合下主梁挠度验算 36 七 七 行车道板计算行车道板计算 37 7 1 永久作用及其内力 37 7 2 车辆作用产生的内力 38 7 3 作用组合 38 八 八 横隔梁计算 横隔梁计算 G MG M 法 法 38 参考文献参考文献 41 致致 谢谢 42 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 3 页 共 43 页 装配式预应力混凝土简支 型梁桥设计与计算装配式预应力混凝土简支 型梁桥设计与计算 一 一 设计资料设计资料 1 永青桥 上部结构为钢筋凝土简支 梁 下部结构为桩柱式钻孔灌注桩基础 桥梁跨径 标准跨径 Lb 35m 主梁长度 L全 34 96m 计算跨径 L 34 50m 2 设计标准 1 设计作用 公路 I 级 人群作用 3 5kN m2 2 桥上净空 净 12 2 1 5m 15m 3 材料 混凝土 梁采用 C50 盖梁采用 C30 柱采用 C25 基桩 承台及台身采用 C25 钢筋混凝土容重均采用 25kN m3 4 施工工艺 后张法部分预应力施工 采用内径 70外径 77的预埋波纹管和夹片mmmm 锚具 预应力钢筋采用 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTC D62 2004 的钢绞线 15 2 s 1860 pk fMpa 5 设计依据及参考资料 公路工程技术标准 JTG B01 2003 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 公路桥涵设计手册 基本资料 梁桥 上 结构设计原理 桥梁工程 结构力学 6 设计内容 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 4 页 共 43 页 1 桥型 装配式钢筋混凝土简支 型梁桥 2 主梁布置 主梁间距 2 22m 翼板宽 2 18m 主梁片数 6 片梁肋宽 0 18m 梁高 2m 主梁横断面尺寸 图 1 1 主梁横截面尺寸 单位 mm 主梁横向布置 图 1 2 主梁横截面布置 单位 mm 主梁纵断面布置 图 1 3 主梁纵截面尺寸 单位 mm 二 二 主梁内力计算主梁内力计算 G M G M 法法 跨中作用弯矩横向分布系数计算 G M 法 2 12 1 几何特性计算几何特性计算 主梁抗弯刚矩计算 求主梁截面形心位置 ax 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 5 页 共 43 页 翼板平均厚度 由 cmh16 2 2210 n i n i Ai Aiyi cy 1 1 则 cm ax 76 33 355010 2 5018 18452001618220 2 8 6 10 2 5018 2 35 3550 2 45200 1845200 2 16 16 18220 主梁抗弯惯性矩计算 43 2 32 323 1013787 2 358 6 76 33 358 6 50 358 6 50 12 1 76 33 2 45200 45200 18 45200 18 12 1 2 16 76 33 16 18220 16 18220 12 1 cm xI 主梁比拟单宽抗弯惯性矩 cmcmx 62713 220 1013787 J 4 3 2 22 2 横隔梁抗弯惯矩横隔梁抗弯惯矩 横隔梁平均厚 h 15cm 横隔梁长度取 2 根边主梁的轴线距离 L 5 220 1100cm 如图 2 1 所示 C L 418 1100 0 38 查表 2 5 4 得 C L 0 38 时 c 0 438 0 438 418 183cm 求横隔梁界面重心位置 ay cmya29 16514161832 2 165165142 16161832 故横隔梁抗弯惯矩为 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 6 页 共 43 页 43 2323 1014560 292 165 165141651412 1 829 16183216183212 1 cm yI 横隔梁比拟单宽板抗弯惯矩 cmcm a Iy y 17129 850 1014560 J 4 3 图 2 1 横隔梁截面 单位 cm 图 2 2 主梁截面 对于主梁梁肋如图 2 2 所示 翼板之间先浇 2cm 混泥土看成刚性连接 727 0 220 16 1 1 b t 127 0 2 142 18 2 2 b t 836 0 50 8 41 3 3 b t 查表得 165 0 3 306 0 2 3 11 ccc 由 3 3 1 itcIiitb i 则 cm 3 333 10678 1156 8 4150165 0 18 2 142306 0 162201 3tI 对于横隔梁梁肋 094 0 16165 14 bt 查表得 C 1 3 则 433 10285 13614 16165 3 1cmtyI 可得 aItybItxhJtxJty 1 13 1 3 1 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 7 页 共 43 页 cmcm 3 6783 850 136285220 11566783 16 4 3 2 计算参数和 265 0 17129 62713J L B 4 Jy x cmB660 2 2206 E E G5 0 1 2 JyJxE tytx 2 JJG 得则05174 0 2275 005174 0 2 32 3 计算两个主横隔梁影响线纵坐标值计算两个主横隔梁影响线纵坐标值 图 2 3 梁位关系图 单位 cm 由题可知可从 G M 法附表查得影响线系数和值如表 2 1 265 0 K0 表 2 1 梁各截面影响线系数 作用位置 系 数 梁位 B3B 4B 20 B 4 B 2 3B 4 B0 校核 00 970 991 01 031 041 031 00 990 978 05 B 41 061 051 091 01 030 980 950 910 897 99 B 21 211 171 121 071 00 960 880 790 757 97 3B 41 331 231 121 020 990 930 890 830 808 07 K1 B1 531 341 211 070 960 850 770 710 648 00 00 850 911 01 081 151 081 00 910 857 98 B 41 681 561 341 181 00 860 640 420 217 95K0 B 22 082 181 781 401 00 690 29 0 15 0 527 97 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 8 页 共 43 页 3B 43 302 742 131 560 980 40 0 15 0 63 1 168 09 B4 23 31 981 710 870 19 0 54 0 13 1 167 91 对于 1 号梁 K K 3 4B K B K 3 4B 55 165 0 33KB 0 67K3 4B 对于 2 号梁 K K1 2B 对于 3 号梁 K K0 K1 4 K 0 110 165 0 33K0 0 67K1 4B 现将 1 2 3 号梁的横向影响线系数坐标值列表计算如下表 2 2 所示 表 2 2 梁的横向影响线系数坐标值 作用位置 梁 号 算式 B3B 4B 2B 40 B 4 B 2 3B 4 B K 1 0 33K1B 0 67K13 4B 1 461 301 181 050 970 880 810 750 69 K 0 0 33K0B 0 67K03 4B 3 903 122 031 660 910 26 0 41 0 97 1 16 K 1 K 0 2 44 1 81 0 85 0 610 060 621 221 711 85 0 55 0 41 0 19 0 140 010 140 280 390 42 3 352 701 841 520 920 40 0 13 0 57 0 74 1 0 560 450 310 250 150 07 0 02 0 10 0 12 K 1 K1B 21 211 171 121 071 000 970 880 790 75 K 0 K0B 22 082 181 781 401 000 690 29 0 15 0 52 K 1 K 0 0 87 1 01 0 66 0 330 000 280 590 941 27 0 20 0 23 0 15 0 080 000 060 130 210 29 1 881 951 631 321 000 750 420 06 0 23 2 0 310 330 270 220 170 130 070 01 0 04 3 K 1 0 67K1B 4 0 33K1 0 1 031 031 061 011 031 000 970 940 92 10 K K 010K K K K 14 6K 10 K K 010K K K K 21 6K 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 9 页 共 43 页 K 0 0 67K0B 4 0 33K0 0 1 411 351 231 151 050 930 760 580 42 K 1 K 0 0 38 0 32 0 17 0 14 0 020 060 210 350 50 0 09 0 07 0 04 0 030 000 010 050 080 11 1 321 271 191 121 050 950 810 660 53 0 220 210 200 190 170 160 130 110 09 2 42 4 计算各梁的横向分布系数计算各梁的横向分布系数 首先用上表中的作用的影响线坐标值绘制横向影响线图如图 2 4 所示 圆圈 中带小圆点的坐标是表列各作用点的数值 在影响线上按照最不利位置布置作用 得到相应的影响线坐标值求得的主梁的作用横向分布系数 对于 3 号梁 车辆作用 704 0 026 0 114 0 179 0 271 0 334 0 483 0 2 1 cqm 人群作用 558 0 rcrm 对于 2 号梁 车辆作用 644 0 104 0 153 0 188 0 239 0 28 0324 0 2 1 cqm 人群作用 图 2 4 荷载横向影响线系数算 单位 305 0 rcrm cm 对于 1 号梁 车辆作用 人群作用 10 K K 010K K K K 31 6K 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 10 页 共 43 页 224 0 rcrm 548 0 146 0165 0179 0 195 0201 0 208 0 2 1 cqm 三 三 梁端剪力横向分布系数计算 杠杆原理法 梁端剪力横向分布系数计算 杠杆原理法 3 13 1 绘制绘制 1 1 2 2 3 3 号梁的作用横向分布系数号梁的作用横向分布系数 如图 3 1 所示 图 3 1 杠杆原理法计算个主梁横向分布系数 对于 1 号梁 车辆作用591 0 182 01 5 05 0 qoqm 人群作用 909 1 rorm 对于 2 号梁 车辆作用 705 0 409 01 5 05 0qoqm 人群作用 0 rorm 对于 3 号梁 车辆作用 796 0 409 0182 01 5 05 0qoqm 人群作用 0 rorm 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 11 页 共 43 页 恒载内力计算 如图 3 2 所示 恒载集度 对于主梁 mKNg 28 2025 18 0 2 2 2 22 010 0 35 0 5 01 0 2 50 0 18 0 18 0 45 0 0 2 1 横隔梁 对于边主梁 57 0 5 34 5 252 16 0 14 0 2 18 0 6 1 2 22 0 10 0 65 1 2 g 对于中主梁 mkNg 14 1 57 0 22 桥面铺装层 6cm 沥青混凝土 10cmC30 混凝土垫层 mkNg 78 34 21 03 206 0 2 栏杆和人行道取 5KN m mkNg 0 25 252 则作用于边主梁的全部恒载 g 为 mkNggi 774 260 278 3 57 0 424 20 则作用于主梁的全部恒载 g 为 mkNggi 344 270 278 3 14 1424 20 图 3 2 主梁横截面 单位 mm 3 23 2 恒载内力计算恒载内力计算 计算边主梁的弯矩和剪力 如图 3 3 所示 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 12 页 共 43 页 22 2 gL MxxL gxx gxx 则 2 2 2 gL QxxL g gx 图 3 3 恒载计算简图 计算结果列如下表 永久作用 表 3 1 1 号梁内力计算结果 内力 位置 x 剪力 Q KN 弯矩 M KN m X 0461 85KN0 X L 4230 93KN2987 6KN m X L 203983 47KN m 表 3 2 2 号梁内力计算结果 内力 位置 x 剪力 Q KN 弯矩 M KN m X 0471 68KN0 X L 4235 84KN3051 21KN X L 204068 27KN 表 3 3 3 号梁内力计算结果 内力 位置 x 剪力 Q KN 弯矩 M KN m X 0471 68KN0 X L 4235 84KN3051 21KN X L 204068 27KN 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 13 页 共 43 页 3 33 3 活载内力计算活载内力计算 1 由以上作用横向分布系数汇总如下表 表 3 4 活载内力值 梁号作用位置公路一级人群作用 跨中 mc 0 7040 558 L 4mc0 7040 558 1 支点 mo 0 5911 909 跨中 mc 0 6440 305 L 4mc0 6440 305 2 支点 mo 0 7050 跨中 mc 0 5480 224 L 4mc0 5480 224 3 支点 mo 0 7960 3 43 4 计算公路一级车辆作用的跨中弯矩 计算公路一级车辆作用的跨中弯矩 简支梁的基频 c c m EI l f 2 1 2 L 34 5m 210 1025 3 mNE 443 17787 0 10792 13787cmcmIc 223 10729 2 81 9 774 26 mNS g G mc 由此可得 HZ69 1 10729 2 13787 0 1025 3 5 342 14 3 2 3 10 22 1 c c m EI l f 依据 公桥规 JTG D60 2004 中规定 当 1 5HZ f 14HZ 时 1 0770 0157 1 67L1767 0 n 1 双车道不折减 625 84 78 1488 5 348 1 5 10 298 550 5 5 34 1 180 222 LymL mKNqmKNpkk 可得 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 14 页 共 43 页 mKN ypqmkkcqq 25 3133 625 829878 1485 10 714 01077 1 1 M 2 1 3 53 5 计算人群作用跨中弯矩计算人群作用跨中弯矩 mkNpmrcrr 57 29078 1485 3558 0M 2 1 3 63 6 计算跨中截面车道活载最大剪力计算跨中截面车道活载最大剪力 由于跨中剪力影响线坐标位于跨中部分故用全跨统一得横向分布系数 mcq 计 算 312 4 5 0 5 345 05 0 w kN ypqmqQkkcq 9 169 5 02982 13125 4 5 10 704 0 1077 1 2 1 1 2 1 计算跨中截面人群作用最大剪力 kNpmQrcrr422 8 3125 4 5 3558 0 2 1 计算支点截面车道作用最大剪力 作作用横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力图 3 3 图 3 3 横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力图 对应于支点剪力影响线的作用分布如图 3 3 所示 25 17 5 3415 0 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 15 页 共 43 页 A A AkkcA Q408 466kN Q1 2981 217 250 704 10 511 077 Qy p1 2 qm 1Q 附加作用重心出的影响线坐标位 cmmy 0 915 0 5 34 75 8 3 1 5 34 且 kN ypmmkc 64 48 12982 1 704 0 591 0 915 0 5 10 704 0 591 0 2 75 8 1077 1 2 1 y qm a 2 m 1Q0 kc0A 故公路一级荷载的支点剪力为 kNa83 35964 48466 408Q 3 73 7 计算支点截面人群荷载最大剪力计算支点截面人群荷载最大剪力 人群荷载的横向分布系数如上图 3 3 所示 则 Qypkqkmc 2 1 1 Q ymcmyqkmcmaQ2 1 0 0 2 1 kN0 40 915 0 558 0 909 1 75 82 125 175 3558 0 ymc pr a 2 moprmcQor 表 3 5 荷载影响线计算图 荷载位置计算图例影响线面积 0 Y 值 2 1 M 0 78 148 2 1 4 1 ll L 4 8 625 4 1 M 3 16 0 59 111 2 1 16 3 ll 3 16L 6 47 2 1 Q31 4 2 1 2 1 2 l 0 5 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 16 页 共 43 页 Q1 4 703 9 2 1 4 3 4 3 l 0 75 0 Q 0 25 17 2 1 l 1 由表 3 5 可得 1 2 3 号梁计算结果如下表 表 3 6 可变作用 L 4 处弯矩 剪力表 梁号车道荷载 M 值人群荷载 M 值 12350 23217 93 22145 93119 12 31826 0487 48 梁号车道荷载 Q 值人群荷载 Q 值 1280 6018 95 2256 2110 36 3218 027 61 表 3 7 可变作用 L 2 弯矩 剪力表 梁号车道荷载 M 值人群荷载 M 值 13133 25KN m290 57KN m 22866 21KN m158 82KN m 32438 95KN m116 64KN m 梁号车道荷载 Q 值人群荷载 Q 值 1169 9KN8 422KN 2155 42KN4 603KN 3132 25KN3 381KN 表 3 8 可变作用支点截面剪力表 梁号 AQ y 支点车道 QA 值支点人群值orQ 117 25 48 64KN0 915359 826KN40 0KN 217 2526 255KN0 915399 908KN17 19KN 317 25106 74KN0 915424 693KN12 63KN 四 四 主梁内力组合及弯矩包络图主梁内力组合及弯矩包络图 基本荷载组合 按 桥规 4 1 6 条规定 永久作用设计值效应与可变作 用设计值效应的分项系数为 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 17 页 共 43 页 桥梁结构重要性系数 取 1 0 永久荷载作用分项系数 1 2 0 Gi 汽车荷载作用分项系数 1 4 人群荷载作用分项系数 1 4 1Q Qj 表 4 1 弯矩组合效应值 梁号荷载位置永久荷载 M人群荷载 M汽车 M组合效应值 L 23983 47290 573133 259573 51KN m L 42987 6217 932350 237180 541 00000 L 24068 27158 822866 219116 96KN m L 43051 21119 122145 936832 522 00000 L 24068 27116 642438 958522 75KN m L 43051 2187 481826 046340 383 00000 表 4 2 剪力组合效应值 梁号荷载位置永久荷载 Q人群荷载 Q汽车 Q组合效应值 L 208 422169 9249 65KN L 4230 9318 95280 60696 4861 0461 8540 0359 8261113 98KN L 204 603155 42224 03KN L 4235 8410 36256 21656 212 0471 6817 19399 9081149 95KN L 203 381132 25189 88KN L 4235 87 61218 02598 843 0471 6812 63424 6931178 27KN 由上表荷载基本组合效应值可绘 1 2 3 梁的弯矩和剪力包络图如图 4 1 图 4 1 主梁弯矩包络图 表 4 3 主梁作用效应组合值 跨中截面四分点截面支点 序号荷载类别 max M max V max M max V max V 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 18 页 共 43 页 KNm KN KNm KN KN 1 永久作用 4068 2703051 2235 84471 68 2 可变作用 汽车 公路 级 计冲击系数 3133 25169 92350 23256 21424 69 3 可变作用 人群 290 578 42217 9318 9540 0 4 基本组合 1 2 1 1 4 2 1 4 0 8 3 9573 51249 657180 54696 491178 27 5 短期组合 0 7 汽 1 0 人 2483 8127 351863 1184 0337 3 6长期组合 0 4 汽 0 4 人1369 571 31027 3110 1185 9 五 五 主梁配筋主梁配筋 1 受压区翼板有效宽度 2200fb 2 全截面几何特性计算 主梁分块如图 4 2 所示 全截面面积 AiA A yiA y i u Ai 分块面积 图 4 2 主梁分块图 yi 分块面积重心至梁顶边距高 主梁跨中截面几何特性如下表 4 4 表 4 4 主梁跨中几何特性值 编号 yi 分块面 积 Ai yiAiSi yiyu 2 yiyuAiIx Ii 110020200010100 10363280 68 1090 168 109 214012120016968 10359242 48 1090 096 109 3825297000245025 103 932 57 10967 38 109 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 19 页 共 43 页 41617160002587 2 103 88512 53 1090 009 109 51825175000319375 103 1093209 06 10917 8 109 合计 811200 A732 yu 6 10594si 9 10 3 347Ix 9 1054 85Ii 5 15 1 主梁钢筋配置主梁钢筋配置 1 钢筋面积的估算及钢束布置 1 预应力钢筋截面积估算 本桥梁属于 A 类部分预应力混凝土桥梁 根据跨中截面的抗裂要求 本桥所需的 有效预应力为 0 7 1 scrtk pe p cr MWf N e AW M23273983 476310 5sKN 设预应力钢筋截面重心距截面下缘为 ap 125mm 则 预应力钢筋合力作用三角截面重心轴距离 11431251268 pbpaye126873220002000 yuyb 钢筋估算时取全截面性质来计算由表可知 A 8112000 全截面对抗裂性验算边缘 的弹性抵抗拒为 36 10 1 341 IWmmyb 9 1077 432I 6 0 7 3 8 10 1 scrtk pe p cr MWf N e AW 预应力钢筋的张拉控制应力为 预应力损失0 750 75 18601395 contk fMPa 按张拉控制应力的 20 估算 则可得需要预应力钢筋的面积为 2 3405 1 0 2 pe p con N Amm 采用四束钢绞线 满足要求 1 715 2 s 2 47 1403920 pe AmmA 2 非预应力钢筋的确定及布置 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 20 页 共 43 页 翼板有效宽度 2200 f bbmm 1222100 ffh bbhbmm 因此取 1 311500 f bLmm 2100 f bmm 假设为第一类截面设预应力钢筋和普通钢筋合力作用点至梁底距离 ap 125mm 则由式 代入数据解得 x 1129699 5kN m d M 跨中正截面承载力满足要求 6 26 2 斜截面承载力计算斜截面承载力计算 1 斜截面抗剪承载力计算 预应力混凝土简支梁应按规定需要验算的各个截面进行斜截面抗剪承载力验 算 以下以变化点截面出的斜截面为例进行斜截面抗剪承载力验算 首先 根据公式进行截面抗剪强度上 下限复核 即 33 200 0 0 50 100 51 10 tddcu k f bhVfbh 式中的为验算截面处剪力组合设计值 这里 为混凝dVkNVd 6 739 kcuf 土强度等级 这里 腹板厚度 为相应于剪力组pafkcuM50 180mmb 0h 合设计值处的截面有效高度 即自纵向受拉钢筋合力点 包括预应力钢筋和非预 应力钢筋 至混凝土受压边缘的距离 这里纵向受拉钢筋合力点距下缘的距离为 1260 3892 358 25330 3695 52 297 27mm 1260 3892330 3695 pdppsdss pdpsdss fA af A a a fAf A a 所以 0 2000297 271702 73mmhha 为预应力提高系数 取 代入公式得 2 25 1 2 33 20 0 50 100 50 101 25 1 83 220 1702 7578 12kN td f bh 33 0 0 51 100 51 1050220 1702 731192 23kN cu k fbh 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 32 页 共 43 页 33 200 0 0 50 10378 12kN739 63kN0 51 10 1192 23kN tddcu k f bhVfbh 计算表明 截面尺寸满足要求 但需配置抗剪钢筋 2 斜截面抗剪承载力计算 0dcsPb VVV 式中 3 1230 0 45 10 20 6 cssvsvcu k Vbhpff 异形弯矩影响系数 取 1 0 1 预应力提高系数 取 1 25 2 受压翼缘的影响系数 取 1 1 3 0 1001002 295 ps AA p bh 箍筋选用双肢直径为 10mm 的 HRB335 钢筋 间距 320Mpafsv mmsv220 则 故 2 157 08mm sv A 157 08 220 2000 00357 svsvv AS b 采用全部预应力钢筋的平均值 即 所以p sin0582 0sin p 3 1 0 1 25 1 1 0 45 10220 1702 73 20 6 2 295 0 00357 28050 cs V 999 4kN 3 0 75 101260 3892 0 0582214 06kN Pd V 0 999 4214 061213 46kN739 63kN csPbd VVV 变化点截面处斜截面抗剪承载能力满足要求 非预应力钢筋作为承载力储备 未予考虑 6 36 3 应力验算应力验算 1 短暂状况的正应力验算 构件在制作 运输及安装等施工阶段 混凝土强度等级为 C45 短暂状态下 预加应力阶段 梁跨中截面上 下缘的正应力 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 33 页 共 43 页 上缘 1 tPPPn G ct nnunu NN eM AWW 下缘 1 tPPPn G cc nnbnb NN eM AWW 其中面特性取 3 1 1258 86 38924899 48 10 N3689 09 PPPG NAMkN m 表中的第一阶段截面特性 得 336 388 4899 48 104899 48 1011693689 09 10 818 131 107 505 107 505 10 t ct 1 27MPa0 71 757MPa tk f 压 336 388 4899 48 104899 48 1011693689 09 10 818 131 102 895 102 895 10 t cc 13 03MPa 0 70 7 29 620 72MPa ck f 压 预加应力阶段混凝土的压应力满足应力限制值的要求 混凝土的拉应力通过 规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝 预拉区混凝土没有出现拉应力 故预拉区 只需配置不小于 0 2 配筋率的纵向钢筋即可 2 持久状况的正应力验算 预应力钢筋的应力验算 根据 公预规 7 1 5 条 使用阶段预应力钢筋拉应力应符合下列要求 0 651209MPa PPPk f 式中 在作用标准效应组合下受拉区预应力钢筋产生的拉应力 按下式计算 P PEPkt 22 Q GG kt PP MMM WW 在作用标准效应组合下预应力钢筋重心处混凝土的法向拉应力 kt 取最不利位置跨中截面进行验算 1 3689 09 G MkN m 2 723 945 G MkN m 代入公式得 2 723 945 476 562328 87 3529 38 GQ MMkN m 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 34 页 共 43 页 66 88 723 945 103529 38 10 3 217 103 217 10 kt 10 22MPa 所以钢束应力为 1133 685 82 10 22 PP 1193 16MPa 每延米板上永久作用 g 桥面铺装 6cm 沥青混凝土 10cmC30 混凝土垫层 沥青混凝土面层 g1 0 06 1 0 23 1 38KN m C30 混凝土垫层 g2 0 10 1 0 24 2 4KN m 翼板自重 g3 0 1 0 22 2 1 0 25 4KN m 合计 1 382 447 78 ggiKN m 2 每米宽板条永久作用内力 弯矩 22 1 21 2 7 78 1 013 968 N AgMglkm 图 7 1 车轴作用位置图 剪力 0 7 78 1 017 858AgQg lkN 7 27 2 车辆作用产生的内力车辆作用产生的内力 将后轮作用于饺缝轴线上如图 7 1 所示 后轴作用力 P 140KN 轮压分布宽 度如图所示 则 220 200 60ambm 12220 20 16 20 5220 62 0 160 92aaHmbbHm 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度 1020 522 1 01 1 43 94aaldm 冲击系数 11 3 作用于每米宽板条上的弯矩为 122 1400 92 1 1 3 1 01 18 02 4443 944 Ap pb MlkN m a 作用于每米宽板条上的剪力为 土木工程 道桥方向 桥梁工程课程设计 土木 0704B 蒋正亚 0737110461 第 39 页 共 43 页 22 140 1 1 339 59 443 94 Ap p QkN a 7 37 3 作用组合作用组合 3 96818 0221 988AgAgApMMMkN