毕业设计-T梁-20米预应力混凝土T形梁桥（中梁）设计

2011届土木工程专业0709053班级题目20米预应力混凝土T形梁桥(中梁)设计二0—一_年_五_月十四_日本设计为公路—I级，后张法20m预应力混凝土简支T型梁桥(中梁)设计。关键词ontheirstructuresarereasonable.Theratioofgirdersissmall.Inlandscapeorientaintersectinggirdersbeautyofthistypeofbridgeandsoon.BecauseoftheseadvantagesthePCIntheprocessofthedesignofthebridge,thecomparisondofdifferenttypesofbridgeisdonefirstly.Afterthecomfirmationofthetypeofthecrosssections,calculatingthedesignforcesofrestrainingsectionsandcombiningthemaccordingtoTheCriterion,estimatingtheamountofcrosssectionsofgirders,calculatingthelossofprestress,checkingthecarryingcapacityofcrosssectionandinthestateoftemporaryload,designPrestress;T-shapedgirder;thedesignofthestructure郑州航空工业管理学院毕业设计 7第一章设计基本资料及构造布置 8 81.2主要材料 91.3相关设计参数 1.4横截面布置 1.5横截面沿跨长的布置 1.6横隔梁的设置 第二章主梁作用效应计算 2.1永久作用效应计算 2.3主梁作用效应组合 第三章预应力钢筋数量的估算及其布置 3.2预应力钢束的布置 4.2截面静距计算 4.3截面几何特性汇总 第五章预应力损失计算 5.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失计算 郑州航空工业管理学院毕业设计5.2锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失 5.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失 5.4由预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失 5.5由混凝土收缩徐变弛引起的预应力损失 605.6成桥后各截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算 5.7预应力损失汇总及预加力计算 第六章主梁截面承载力与应力验算 6.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 6.2斜截面承载力验算 6.3持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 第七章主梁变形验算 7.1计算由预加力引起的跨中反拱度 7.2计算由荷载引起的跨中挠度 第八章横隔梁计算 8.1横隔梁上的可变作用计算(G—M法) 8.2横隔梁截面配筋及验算 第九章行车道板计算 9.1悬臂板(边梁)荷载效应计算 9.2连续板荷载效应计算 9.3行车道板截面设计、箍筋与承载力验算 10.1局部承压区的截面尺寸验算 学号070905305党松洋指导老师魏保立讲师第一章设计基本资料及构造布置标准跨径：20m(相邻墩中心距);名称符号单位立方强度弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度郑州航空工业管理学院毕业设计凝凝容许压应力容许拉应力容许压应力容许拉应力0最大控制应力ocon持久状态应力无量纲1.3相关设计参数1.3.1相对湿度为80%;1.4.1主梁间距与主梁片数(见图1)主煤所率pcm)图一主梁横断面图(单位cm)1.4.2主梁截面主要尺寸拟定(见图2)T形跨中截面尺寸图T型支点截面尺寸图图2主梁截面尺寸图(单位cm)预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常当T梁翼缘板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还选取为15m,翼缘板根部加厚到25cm;腹板厚度取为20m。蹄面积占总面积的10%-20%为合适，本设计初拟马蹄宽度为40cm,高1.5横截面沿跨长的布置(见图3)合预应力钢束弯起而从四分点附近(1/4横隔梁处)开始向支点逐渐抬图3结构尺寸图(单位：cm)1.6横隔梁的设置(见图4)端横隔梁高度为160cm,腹板宽度为25cm,四分之一横隔梁及中横隔图4横隔梁截面尺寸(单位cm)1.7截面几何特性计算(见表1)离y大毛截面(含湿接缝)郑州航空工业管理学院毕业设计下三角马蹄5小毛截面(不含湿接缝)下三角马蹄2郑州航空工业管理学院毕业设计1.8检验截面效率指标p(希望p在0.5以上)下核心距：第二章主梁作用效应计算9,=0.64×26×9.91=164.9kN郑州航空工业管理学院毕业设计4,=0.87×26×3.71=83.92kN2.1.1.4中主梁的横隔梁故所有横隔梁的重量4₄=(3×0.1288+2×0.211)×25=20.21kN2.1.1.5一期恒载集度q₁=(164.9+124.45+83.92+20.21)/19,96=19.71kN/m2.1.2二期恒载2.1.2.1翼缘板中间湿接缝集度2.1.2.2桥面铺装层集度10cm厚的C40防水混凝土铺装：(0.1+0.19)/2×4.5×25×2=32.625kN/m将桥面铺装重量均分给五片主梁，则g₆=(32.625+16.56)/5=9.84kN/m2.1.2.3人行道部分集度将人行道均分给五片主梁，则q、=2×(1.26+1,1042.1.2.4栏杆集度单侧栏杆线荷载7.5kN7m将它均分给五片主梁，则2.1.2.5二期恒载集度2.1.3永久作用效应：下面进行永久作用效应计算(见图5),设x为计算截面至左侧支座的距离，并令a=x/1。主梁弯矩M和剪力v的计算公式分别为：44V考响线图5永久作用效应计算图郑州航空工业管理学院毕业设计分别计算跨中、四分点和支座截面的永久作用效应(见表2)。表2永久作用效应计算表作用跨中四分点支点一期0剪力v(kN)0二期0剪力v(kN)0总重0剪力v(kN)02.2可变作用效应计算2.2.1冲击系数计算结构的冲击系数。与结构的基频有关，先计算结构的基频，简支梁桥的基频可按下式计算≤14Hz,故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数当车道大于两车道时，应进行车道折减，三车道折减22%,但折减1号梁：2号梁：3号梁：郑州航空工业管理学院毕业设计号浆图6杠杆原理法计算图示(单位：cm)故取=0.591,2.2.2.2跨中截面的荷载横向分布系数m承重结构的长宽比为：,故可将其简化比拟为一块分布系数。①计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩1和I,对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似采用下式计算式中：b、相应为单个矩形截面的宽度和厚度；c——矩形截面抗扭刚度系数，可由下式计算梁截面划分成单个矩形截面的块数。对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度郑州航空工业管理学院毕业设计马蹄部分的换算平均厚度1,的计算见表3。分块名称m翼缘板腹板马蹄Σ单位宽度的抗弯及抗扭惯性矩②计算横隔梁抗弯及抗扭惯性矩每根中横隔梁的尺寸，如图7所示。图7翼缘板有效宽度计算图示(单位；cm)按表4确定翼缘板的有效作用宽度λ。郑州航空工业管理学院毕业设计横隔梁的长度取为两根边主梁的轴线距离，即求横隔梁截面重心。横隔梁的抗弯惯性矩1和抗扭惯性矩1根据，b的比值查表5确定c的取值。c1519990012郑州航空工业管理学院毕业设计=0.01127m单位抗弯及抗扭惯性矩③计算抗弯参数。和抗扭参数a式中桥宽的一半；1——计算跨径。④计算荷载横向分布影响线坐标已知=0.553,查c-M法计算用表，可得表6中的数据。用内插法求各梁位处的横向分布影响线坐标值(见图8),实际梁位与表列梁位的关系见图9。1号、5号梁：2号、4号梁：3号梁：k¹=k。(k。是梁位在0点的k值)表6影响线系数K,和K,的取值表影响A70“8)4"K0)802号3号4号5号1号2号3号4号5号图9梁位关系图(单位：cm)计算各梁的横向分布影响线，值见表7。M40"2号郑州航空工业管理学院毕业设计3号31号梁(见图10):图101号梁横向分布及最不利布置图人群荷载：汽车荷载：三车道：2号梁(见图11)图112号梁横向分布及最不利布置图两车道：3号梁(见图12)否图123号梁横向分布及最不利布置图郑州航空工业管理学院毕业设计三车道：两车道：综上，跨中截面的横向分布系数m=0.770,m。=0.604。2.2.2.3横向分布系数见表8。表8荷载横向分布系数可变作用类型mm公路—I级2.2.3车道荷载的取值公路—I级车道荷载的均布荷载标准值g和集中荷载标准值p分别为计算弯矩时，人群荷载标准值q,=3.0kN/m²。2.2.4计算可变作用效应当求简支梁跨中最大弯矩和最大剪力时，鉴于横向分布系数沿跨内部分的变化不大，故可按不变的m来计算；求四分点的最大弯矩和最大其中，p=238AN,1.2P=258.6kN,q,所以：郑州航空工业管理学院毕业设计以上计算汽车荷载未计入冲击系数。2.2.4.2计算四分点截面的最大弯矩和最大剪力，计算图示见图14。可变效应为：事B图14四分点可变荷载作用效应计算图示毒毒y=0.郑州航空工业管理学院毕业设计以上计算汽车荷载未计入冲击系数。2.2.4.2计算支点截面的最大弯矩和最大剪力，计算图示见图15。可变效应为：0邻0邻q人群图15支点处可变荷载作用效应计算图示2.3主梁作用效应组合主梁作用效应组合见表9。荷载类别①一期永久郑州航空工业管理学院毕业设计作用③用(=4+2)可变作用可变作用⑥可变作用⑦③郑州航空工业管理学院毕业设计第三章预应力钢筋数量的估算及其布置3.1预应力钢筋数量的估算本设计采用后张法施工工艺，设计时应满足不同设计状况下规范的控制条件，即满足承载力、变形及应力等要求，在配筋设计时，要满足结构在正常使用极限状态下的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。此处，以跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢筋数量进行估算，并按这些估算的钢筋数量确定主梁的配筋数量。3.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算预应力钢筋数量本设计按全预应力混凝土构件设计，按正常使用极限状态组合计算时，截面不容许出现拉应力，对于T形截面简支梁，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式C,——与荷载有关的经验系数，对于公路—I级，c,取0.51;AA.——一束1×7φ⁸15.2钢绞线截面积，一束钢绞线的截面积是k——大毛截面上核心距，设梁高为h,e——预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距，=y-a3.1.2按正常使用极限状态的应力要求估算预应力钢筋数量钢束n的估算公式为式中M——承载能力极限状态的跨中最大弯矩组合设计值，此处Ma——经验系数，一般采用0.75-0.77,此处取0.76。则根据上述两种极限状态所估算的钢束数量在3根左右，故取钢束数使钢束重心的偏心距尽量大。本设计采用内径70mm,外径77mm的预埋金属波纹管，管道至梁底和梁侧净距不应小于30mm及管道直径图16预应力钢束布置图(单位：cm)a)跨中截面b)锚固端截面应遵循均匀、分散的原则。锚固端截面的钢束布置如图16b所示，钢束特性。计算图示如图17所示，锚固端截面几何特性计算见表10。形心缘距离yImc翼缘板1∑57郑州航空工业管理学院毕业设计下核心距为说明钢束群重心处于截面的核心范围内，见图17。03.2.2钢束弯起角度和线形的确定在确定钢束弯起角度时，既要考虑到由预应力钢束弯起会产生足够的预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力不宜过大。本设计预应力钢筋在跨中分为两排，N3号钢筋弯起角度为5°,其余为7°。为了简化计算和施工，所有钢束的布置的线形均为直线加圆弧。3.2.2.1计算钢束弯起点至跨中的距离锚固点至支座中心线的水平距离为a钢束号弯起高度y₁L弯起角Rx358882676337751郑州航空工业管理学院毕业设计上表中各参数的计算方法如下：,为靠近锚固端直线段长度，y为钢束锚固点至钢束起弯点的竖直距离，根据各分量的几何关系，可分别计算如下：y₁=L,sin3.2.2.2控制截面的钢束重心位置计算①各钢束重心位置计算：根据图19所示的几何关系，当计算截面在曲线段时，计算公式为当计算截面在靠近锚固点的直线段时，计算公式为式中a——钢束在计算截面处钢束中心到梁底的距离；a——钢束起弯前到梁底的距离；R——钢束起弯半径；a——圆弧段起弯点到计算点圆弧长度对应的圆心角。②计算钢束群重心至梁底的距离。见表12,钢束布置图见图20。表12各计算截面的钢束位置计算表郑州航空工业管理学院毕业设计四分点3121支点y0352717桑5图20预应力钢束布置图(单位：cm)和，其中钢束曲线长度可按圆弧半径及弯起角度计算。计算结果见表表13钢束长度计算表钢束号半径鸾起角曲线长直线长有效长度工作长度郑州航空工业管理学院毕业设计321表，为各受力阶段的应力验算准备计算数据，计算结果见表14。4.1截面面积惯性矩的计算4.1.1在预加力阶段，只需计算小毛截面的几何特性，计算公式如下：4.1.2换算截面几何特性计算4.1.2.1整体截面几何特性计算：在正常使用阶段计算大截面的几何特性，计算结果见表14,计算公式如下：换算截面面积A。=A+n(ap-1)△A换算截面惯性矩1。=I+n(ag-1)△A,(v,-y)²式中A、1——分别表示混凝土毛截面面积和惯性矩；△A、Aa,——分别表示一根管道截面积和钢束截面积；yus。,——分别为净截面和换算截面重心到主梁上缘的距离；y.——分块面积重心到主梁上缘的距离；n——计算截面内所含的钢束数；4.1.2.2有效分布宽度内截面几何特性计算：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》4.2.2条可知，预应力混凝土梁在计算预应力引起的混凝土应力时，预应力作为轴向力产生的应力按实际翼缘全宽计算，由预加力偏心引起的弯矩产生的应力按翼缘有效宽度计算。对于T形截面受压区翼缘计算宽度，应取下列三者中的最小值：①计算跨径的1/3②相邻两梁的平均间距b,≤220cm 厚度。当/b=10770=1/7<1/3,则以3h图21截面静距计算图示(单位：cm)④换轴(0-0)以上的面积对中性轴的静距。分块名称及序号已知：b,=160cm,y,=60.36cm,h=160cm号心y跨中截面宽缘1翼缘部分对净轴静距s承托2肋部3求和下三角4马蹄部分对净轴静距s马蹄5肋部6管道或钢束求和翼缘1净轴以上面积对净轴静距承托2郑州航空工业管理学院毕业设计S求和翼缘1求和及序号已知：b,=220cm,y,=56.40cm,h=160cm静距类型及符号分块重心到全截面重心y跨中截面翼缘1翼缘部分对换承托2肋部3求和下三角4马蹄部分对换轴静距s马蹄5肋部6管道或钢束求和翼缘1净轴以上面积对换轴静距承托2肋部3郑州航空工业管理学院毕业设计求和翼缘1S求和已知：b=160cm,y,=60.49号心y四分点翼缘1翼缘部分对净轴静距s求和下三角4马蹄部分对净轴静距s马蹄5肋部6束求和翼缘1净轴以上面积对净轴静距S承托2肋部3求和郑州航空工业管理学院毕业设计翼缘1求和已知：b,=220cm,y,=56.29cm,h=160cm心y宽缘1轴静距s求和轴静距s马蹄5求和翼缘1求和翼缘1郑州航空工业管理学院毕业设计求和支点截面翼缘1轴静距s承托2肋部3求和麗缘1净轴以上面积对净轴静距S承托2肋部3求和翼缘1换轴以上面积对净轴静距承托2肋部3求和截面分块名称及序号已知：b,=220cm,y₄=62,19cm,h=160cm静距类型及符号翼缘1郑州航空工业管理学院毕业设计支点 轴静距s 求和翼缘1求和翼缘1S求和号符号跨中四分点支点净面积12y.W郑州航空工业管理学院毕业设计WssSs混凝土换算截面A换算惯性矩2到上缘距离y到下缘距离弹性矩上缘W下缘距冀缘部分5净轴以上scm’9换轴以上cm’马蹄部分郑州航空工业管理学院毕业设计离钢束重心到下缘距离“第五章预应力损失计算引起的损失)和后期预应力损失(钢绞线应力松弛，混凝土收缩和徐变5.1预应力钢束与管道壁间的摩擦损失计算。式中。——预应力钢筋锚下的张拉控制应力，a≤0.75f。,取=0.7f。=0.7×1860MPa=1302MPa;x-m跨中100200300四分点100235支点172735郑州航空工业管理学院毕业设计Aod——单位长度由管道摩擦引起的预应力损失，按下式计算式中,——张拉端锚下控制应力，本设计为。。=1302MPa;——预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后的锚固端应力，即跨中截面扣除。的钢筋应力；张拉端锚下预应力损失：a₁=2AoI,在反向摩擦影响长度内，距张拉端x出的锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失为在反向摩擦影响长度外，锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失为计算结果见表18。束钢束,xxx0155040405郑州航空工业管理学院毕业设计27404453580467根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.2.5条：后张法预应力混凝土构件采用分批张拉时，先张拉的钢筋由于张拉后批钢筋所引起的混凝土弹性压缩的预应力损失，可按下式计算钢筋产生的混凝土法向应力MPa,可按下式计算本设计采用逐根张拉钢束，张拉顺序为2-3-1的顺序，计算时应从最后张拉的钢束逐步向前推进，计算结果见表19。表19o,计算表(MN跨1中32四1分3点2支1点点325.4由预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.2.6条：预应力钢筋由于钢筋应力松弛引起的预应力损失终极值，对于预应力钢绞线可按下式计算式中张拉系数，本设计采用一次张拉，取中1.0;——钢筋松弛系数，对低松弛钢绞线，取ξ=0.3;计算结果见表20。钢束号中50跨中123四分点123支点123郑州航空工业管理学院毕业设计5.5由混凝土收缩徐变弛引起的预应力损失。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.2.7条：由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失，可按下式计算式中0受拉区全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；——钢束锚固时，全部钢束重心处由预加力(扣除相应阶段的应力损失)产生的混凝土法向压应力；:;:;A——钢束锚固时相应的净截面面积A,,可查表16;,——钢束群重心至截面净轴的距离。,可查表16;i——截面回转半径,其中1、A。可查表16;(1.1)加载龄期为，,计算龄期为：时的混凝土徐变数；5.5.1混凝土徐变系数终极值，)和收缩应变终极值：(r)的计算公式为：式中A——主梁混凝土截面面积；构件与大气接触的截面周边长度。郑州航空工业管理学院毕业设计本设计考虑混凝土收缩和徐变大部分在成桥之前完成，A和，均采用预制梁的数据。①对于混凝土毛截面，四分点与跨中截面数据完全相同，即A=6400cm²由于混凝土收缩和徐变在相对湿度为80%条件下完成，受荷时混凝土龄期为28d。查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》表6.2.7得到由于表6.2.7中数值是按强度等级C40混凝土计算所得，而本设计中主梁为C50混凝土，所以查表所得数值应乘以√32.4/f。,fa为混凝土轴心抗压强度标准值，对于C50混凝土，则。=32.4故②对于支点截面由于混凝土收缩和徐变在相对湿度为80%条件下完成，受荷时混凝土龄期为28d。查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》表6.2.7得到郑州航空工业管理学院毕业设计郑州航空工业管理学院毕业设计截面位置钢束号M锚固后钢束应力N跨中1221223142174分147333点317246支点1515033235515表230跨中12郑州航空工业管理学院毕业设计323支点23由。产生的预加力：表24预加力作用效应计算表A跨中1006244333∑79四分点115208366∑郑州航空工业管理学院毕业设计N"A94支点105246316∑7N.跨中12223∑84四分点173郑州航空工业管理学院毕业设计N"M23Σ52支点110251354Σ4郑州航空工业管理学院毕业设计6.1.1正截面承载力验算6.1.1.1跨中正截面承载能力验算：计算图示见图22。图22跨中截面承载力计算图示(单位：cm)①确定受压区高度根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.3条规定，于第二类T形截面。设中性轴到截面上缘距离为x,则②验算正截面承载力根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条规定，则故，主梁跨中正截面承载力满足要求。6.1.1.2四分点正截面承载力验算：计算图示见图23。图23四分点正截面承载力计算图示(单位：cm)①确定受压区高度根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.3条规定，对于T形截面，若≤fb,h成立时，属于第一类T形截面，否则属于第二类T形截面。则，sfybh,故属于第一类T形截面，即中性轴在翼缘板内。设中性轴到截面上缘距离为x,则②验算正截面承载力根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条规定则=5052.19kN·m>y故，主梁四分点正截面承载力满足要求。6.1.1.3验算最小配筋率预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下式要求式中M——受弯构件正截面抗弯承载能力设计值，对于跨中截面M=5271.21kN·m,对于四分点截M=5052.19·m;M受弯构件正截面开裂弯矩，可按下式计算r——受压区混凝土塑性影响系数，按下式计算式中s,——全截面换算截面重心轴以上部分截面对重心轴的面积矩，可查表16;W.——换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩，可查表16;N。、M,——使用阶段张拉钢束的预加力，可查表24;分别为混凝土净截面面积和截面抵抗矩，可查表16;。——扣除全部预应力损失后预应力钢筋在构件抗裂边缘产生的混凝土预压应力。①跨中截面M,,=(σ+yfa)W。=(22.38+2.46×2.65)×166533由此可得故，跨中截面最小配筋率满足要求。②四分点截面由此可得①距支座中心h/2处截面；②受拉区弯起钢筋弯起点处截面；(1)复核主梁截面尺寸b——相应于剪力组合设计值处的T形截面腹板宽度，即截面的有效高度),取h=h-a,=1600-625.5=974.5(nm);郑州航空工业管理学院毕业设计所以，本设计主梁支点截面尺寸符合要求。(2)截面抗剪承载力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.10条规定，矩形、T形和I形截面的受弯构件，当符合下列条件时，可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》9.3.13条构造要求配置箍筋y,V≤0.5×10⁻α₂fabh式中——混凝土抗压强度设计值，对C50混凝土，f=1.83MPa;a,——预应力提高系数，对预应力混凝土受弯构件，取a,=1.25因此，本设计需进行斜截面抗剪承载力验算。①计算斜截面的水平投影长度C根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.8条规定，进行斜截面承载力验算时，斜截面投影长度C应按下式计算：式中——斜截面受压端正截面处的广义剪跨比，当m>3.0时，取m=3.0;v,——通过斜截面受压端正截面内由荷载产生的最大剪力组合设计值；郑州航空工业管理学院毕业设计M,——相应于最大剪力组合设计值的弯矩组合设计值；h——通过斜截面受压区顶端正截面上的有效高度。为计算剪跨比。,首先必须在确定最不利位置后才能得到计算剪力和相应的弯矩，求得最不利位置处的C值和对应的剪力、弯矩值。②箍筋计算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》9.4.1条规定，预应力混凝土T形截面梁腹板内应设置直径不小于10mm的箍筋，且宜采用带肋钢筋，间距不应大于250mm,;自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋，间距不应大于100mm;在T形截面梁下部的马蹄内，应另设置直径不小于8mm的闭合式箍筋，间距不大于200mm;此外，马蹄内尚应设置直径不小于12mm的定位钢筋。箍筋间距s,-200mm,箍筋为HRB335钢筋，其抗拉强度设计值为280MPa,则箍筋的配箍率为此处，b——验算截面处受压端T形截面腹板宽度，此处按下式计算郑州航空工业管理学院毕业设计y.VasV。+Vh斜截面受压端正截面处，T形截面腹板宽度，此处为h——斜截面受压端正截面处梁的有效高度，此处为f边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值(MPa),郑州航空工业管理学院毕业设计v与斜截面相交的预应力弯起钢束的抗剪承载力(kN),按下式计算式中A,——斜截面内在同一弯起平面的预应力弯起筋的截面面积——预应力弯起钢束的抗拉强度设计值，本设计中f=1260MPa;0,——预应力弯起钢束在斜截面受压端正截面处的切线与水平线的角，见表25。表25斜截面受压端正截面处的钢束位置及钢束群重心计算表号h/2处389266159则=1×1.25×1.1×0.45×10³×292×1297式中σ,——在作用短期效应组合作用下,构件抗裂验算边缘混凝土的抵抗矩，可查表16;M——一期恒载永久作用，可查表9;跨中截面下缘M,10.1kNA.1cm郑州航空工业管理学院毕业设计0000变处进行验算。本设计分别对上梗肋(a-a)净轴(n-n)、换轴(0-0)表27o。计算表应力部位N,/0.1kN0跨中222 郑州航空工业管理学院毕业设计0面面000N,/0.1kN7770四分8点0郑州航空工业管理学院毕业设计面000N,/0.1kN—支—点截88—面0—00—0—000— 郑州航空工业管理学院毕业设计000 支—点截面0一000一000一000一—主应力部位跨中四分点11郑州航空工业管理学院毕业设计支点由上述计算，最大主拉应力为0.282MPa,其结果满足要求。6.3持久状况构件应力验算按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件，应计算其使用阶段正截面混凝土的法向压应力、受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土主应力。计算时作用取其标准值，汽车荷载应计入冲击系数。6.3.1正截面混凝土压应力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》7.1.5条规定，使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应满足下式要求式中——在作用标准效应组合下混凝土的法向应力，按下式计算M,——标准效应组合的弯矩值，可查表9。根据以上公式做正截面混凝土压应力验算，过程及结果见表30。应力支点下N,/0.1AN5270553590000表28r计算表V/0.1kNr58跨中0一00一0034—预加力0—03—06—04—0—— — 一一期恒载6一短期组合一—5一—郑州航空工业管理学院毕业设计预加力6 0 剪应力一1支点载 合V————预加力7———— 剪应力 一一,=αpσ 力。根据预应力钢筋布置图可知，3号钢束最靠近受拉边缘，故只需对3号钢束进行验算，表31为3号预应力钢筋拉应力计算过程和结果跨中四分点支点000000郑州航空工业管理学院毕业设计根据表31可知，3号预应力钢筋的拉应力满足要求。σ≤0.6f。=0.6×32.4MPa=19.44——在计算主应力点，由作用标准值和预应力产生的混凝土剪应力。主应力部位跨中郑州航空工业管理学院毕业设计四分点支点由上述计算，最大主拉应力为6.6431MPa,其结果满足要求。6.4持久状况构件应力验算桥梁构件的短暂状况，应计算其在制作、运输及安装等施工阶段混凝土边缘的法向应力，并满足相应的设计要求。6.4.1预加应力阶段的应力验算此阶段是指初始预加力与主梁自重力共同作用的阶段，验算混凝土截面下缘的最大压应力和上缘的最大拉应力：表35为预加力阶段混凝土法向应力的计算过程及结果。表35预加力阶段的法向应力计算表郑州航空工业管理学院毕业设计应力支点下N/0.1kN22652700(9)=土(5)(4)00郑州航空工业管理学院毕业设计配置纵向钢筋时，其配筋率p=A,/A,A为预拉区普通钢筋面积，A为T形梁毛截面面积A-6400cm²预拉区的纵向钢筋宜采用带肋钢筋，其直径不宜大于14mm。本设计采用12根直径为12mm的12根直径为12mm的钢筋均匀分布在上翼缘板内，如图24所示。6.4.2吊环应力验算本设计采用两点吊装，吊点设在两支点内50cm为18.50m。一期恒载集度为18.32kN7m。构件吊装运输时，构件重力应乘以吊环应力验算。超重及式中M,计算结果见表36。吊装阶段法向应力计算结果见表37。表36超重及式中M,计算表失重计算跨中四分点支点表37吊装阶段法向应力计算表 郑州航空工业管理学院毕业设计支点下N/0.1kN22449A.cm522574N,.1A、/MPa郑州航空工业管理学院毕业设计g-20.21MP<0.7r=20.72MPa,的纵向钢筋。在预加应力阶段的应力验算中已配置了12根直径为12mm第七章主梁变形验算为掌握主梁在各受力阶段的竖向挠度情况，需要计算各阶段的挠度值，并对活载挠度进行验算，以四分点截面为平均值，将全梁近似处理为等截面7.1计算由预加力引起的跨中反拱度计算预加力引起的反拱度之时，刚度采用E₁。,可那下式计算式中——扣除全部预应力损失后的预加力作用下的跨中挠度；M,——使用阶段各钢束的预加弯矩；单位力作用在跨中时产生的弯矩；1全截面的换算惯性矩。图25为反拱度计算图示，其中图25b)为M图的面积及其形心至跨中的距离分别为A和d,并将其划分为6个规则图形，分块面积和形心位置表示为A和d,计算公式见表38。面积A,/em矩形1三角形3三角形5结果见表39。项目3“y./cm矩形10“,cmA.d/cm郑州航空工业管理学院毕业设计项目3M,图考虑长期效应的影响，预应力引起的反拱值应乘以长期增长系数2.0,即郑州航空工业管理学院毕业设计7.2计算由荷载引起的跨中挠度计算由荷载引起的跨中挠度时，全预应力混凝土构件的刚度采用0.95EI。,则恒载效应引起的跨中挠度可近似按下式计算短期荷载效应组合产生的跨中挠度可近似按下式计算受弯构件在使用阶段的挠度应考虑长期效应的影响,即按短期效应计算效应组合引起的长期挠度值为恒载引起的长期挠度值为7.3结构刚度验算预应力混凝土受弯构件的长期挠度值，在消除自重产生的长期挠度值后梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600,即fo₁-fc₁=2.716-1.8可见，结构的刚度满足要求。7.4预拱度的设置当预加力产生的长期反拱值大于按短期荷载效应计算的长期挠度时，可不设预拱度；由以上的计算可知，由预加力产生的长期反拱值2.343cm,郑州航空工业管理学院毕业设计小于按短期荷载效应计算的长期挠度值2.716cm,故需设置预拱度；跨中的预拱度为0.082cm,支点处为0,之间按圆弧状设置。第八章横隔梁计算具有多根内横隔梁的桥梁，应选用最大受力处横隔梁计算其作用效应，其余横隔梁依据该处横隔梁偏安全地选用相同的截面尺寸和配筋。在计算最大受力处横隔梁的作用效应时，偏安全地假设横隔梁位于跨中，按跨中截面进行计算。行内插计算，计算结果见表40,荷载位置从0~-B间的各项数值与0~B间的数值对称。项B0H当两列汽车分靠两边排列时郑州航空工业管理学院毕业设计当两列汽车同时靠中间作用时集中荷载换算成正弦荷载的峰值式中p——正弦荷载的峰值；1——主梁计算跨径；p——集中荷载的数值；公路—I级车辆荷载最不利布置如图27所示。4号5号251号郑州航空工业管理学院毕业设计根据图27,则=38.89kN/m横隔梁跨径为8.8m,冲击系数1+μ=1.3243,可变荷载弯矩效应值可按下式计算在两列汽车作用下，所产生的最大正弯矩为最大负弯矩为郑州航空工业管理学院毕业设计由于横隔梁为预制架设，恒载产生的内力很小，故组合时不计入恒载内汽车荷载效应的分项系数取为1.4,则在承载能力状态下基本组合设计M=1.4×247.87kN·m=347.02kN·mM-,=1.4×78.71kN·m=110.198.2横隔梁截面配筋及验算8.2.1正弯矩配筋：确定横隔梁翼板有效宽度(见图28)计算跨径的1/3:880cm/3=293.3cm;相邻两梁的平均间距：487.5cm;横隔梁翼缘板的有效宽度取上述三者中的较小值，即b,=238cm,先假先假设中性轴位于翼缘板内，则有：故郑州航空工业管理学院毕业设计整理得x²-2.54x+0.01302采用HRB335钢筋，钢筋截面积A可按下式计算fA,=fb,x验算截面抗弯承载力8.2.2负弯矩配筋(见图29)郑州航空工业管理学院毕业设计采用HRB335钢筋，则负弯矩区钢筋截面即为选用两根直径为20mm的HRB335钢筋，则A=6.28cm²。验算截面抗弯承载力横隔梁正截面配筋率计算最小配筋率满足要求。8.2.3横隔梁剪力效应计算及配筋设计横隔梁弯矩在靠近桥中线的截面较大,而剪力在靠近两侧边缘处的截面较大。因此本设计取1号主梁右侧和2号主梁右侧截面计算剪力。①1号主梁右侧截面的剪力v右影响线计算郑州航空工业管理学院毕业设计当p=1作用在计算截面以右时：当P=1作用在计算截面以左时：②2号主梁右侧截面的剪力v,*影响线计算当p=1作用在计算截面以右时：当p=1作用在计算截面以左时：上述计算过程中，,表示当单位荷载P=1作用于；号梁轴上时，i号梁轴所受到的力。0.247图30横梁剪力影响线计算图示(单位：cm)1号梁右截面郑州航空工业管理学院毕业设计2号梁右截面Zn,=0.593+0.407+0.273+0.剪力效应计算=38.89×4.875取汽车荷载效应的分项系数为1.4,取用的剪力效应值为抗剪承载力验算要求0.51×10³√f,bh。=0.51×10³×√50×160×1270故抗剪截面符合要求。1号2号图31主梁右截面剪力影响线(单位：cm)<γ₀V,=231.32kN郑州航空工业管理学院毕业设计第九章行车道板计算考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的，故行车道板可按悬臂板(边梁)和两端骨节的连续板(中梁)两种情况来计算。9.1悬臂板(边梁)荷载效应计算由于宽跨比大于2,故悬臂板可按单向板计算，悬臂长度为1.0m,计算时取悬臂板宽度为1.0m。9.1.1永久作用9.1.1.1主梁假设完毕时：桥面板可看成70cm长的单向悬臂板，见图悬臂板根部一期永久作用效应为V=(0.15×1×26×0.7+0.5×0.9.1.1.2成桥之后：桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，此时桥面板可看成净跨径为1.0m的悬臂单向板。悬臂根部二期永久作用效应为M=(-7.5×(1.0-0.25)-0.5×2.26×0.7²)kN·mVA=3.0×0.75=2.25kNM=1.2×(-7.347)-1.6×0.844=9.82V=1.2×12.722+1.6×2.25=17.404kN9.2连续板荷载效应计算支点剪力。9.2.1永久作用桥面板可看成70cm长的单向悬臂板，其根部一期永久作用效应为郑州航空工业管理学院毕业设计M=-1.168kN·m9.2.1.2成桥之后：先计算简直板的跨中弯矩和支点剪力值，梁肋间的板，其计算跨径按下列规定取用：①计算弯矩时：1=1。+1,但不得大于1=1。+b。②计算剪力时：1=1g,为现浇部分桥面板的自重，其值为3.75kN/m,g,为4.34kN/m。计算得简支板跨中二期永久作用弯矩和支点二期永久作用剪力为Mg₂=[(0.3875+0.5375)×0.3×3.75+0.5×2.15×0.5375×4.34]kN·mV₂=(0.3×3.75+1.0×4.34)k9.2.1.3总永久作用效应郑州航空工业管理学院毕业设计①支点截面永久作用弯矩为②支点截面永久作用剪力为③跨中截面永久作用弯矩为M=(0.5×3.55)kN·m=1.78kN·m当进行桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载，汽车后轮着地宽度和长度分别为a,=0.2m,b,=0.6m。平行于板跨径方向的荷载分布宽度为b=b₁+2h=(0.6+2×0.18)m=0.96m(h为铺装层厚度)9.2.2.1车轮在办的跨径中部时，垂直于板跨径方向的荷载分布宽度a=a₁+2h+1/3=(0.2+2×0.18+2.15/3)m=1.28荷载有效分布宽度a=a₁+2h+t+2x=0.71+2x郑州航空工业管理学院毕业设计计算支点剪力时，可变作用必须尽量靠近梁肋边缘布置。考虑了相应的有效工作宽度后，支点剪力v计算如下：V=(1+μ)(A,y₁+A₂y₂+A重重,V=1.3243×(54.69×0.76+7.18×0.895+54.69×0.155+1=75.00kN通过上面的计算，可得到连续板可变作用效应如下：支点截面剪力：vm=75.0kN9.2.3承载能力极限状态作用基本组合支点截面剪力：v=1.2×9.11+1.4×75=115.9kN9.3行车道板截面设计、箍筋与承载力验算悬臂板及连续板支点负弯矩采用相同的抗弯钢筋,故只需按其中最不利荷载效应配筋，即M=-34.02kN·m,其高度为25cm,设净保护层厚度a=3cm,选用直径为12mm的HRB335钢筋，则有效高度为郑州航空工业管理学院毕业设计故承载力满足要求。连续板跨中截面抗弯钢筋计算如下：M=23.30kN·m,其高度为15cm,设净保护层厚度a=3cm,选用直径h。=h-a-d/2=(0.15解得满足条件的最小x=0.01m郑州航空工业管理学院毕业设计选用直径为12mm的HRB335钢筋，钢筋间距为13cm,此时单位长度行车道板所提供的钢筋面积为A=870mm²。验算截面承载力=26.45kN·m>23.30故承载力满足要求。为方便施工，上下缘配筋相同，均为12mm的HRB335钢筋，间距为130mm,布置图如图34所示。矩形截面受弯构件截面尺寸应满足下式要求0.5×10³a₂fabh₄=0.5×10³×1.0×1.83×1000×2.14kN=板内应设置垂直于主筋的分布钢筋，直径不应小于8mm,间距不应大于200mm,因此，本设计中缝补钢筋采用中8@200以满足构造要求。第十章主梁端部的局部承压验算y₀F≤1.3n,βfAβ=√A₆/A,应取1.2被张拉时的最大压力；本设计中每束预应力筋的截F=1.2×1302×9.8×0.1=1531.15kN;f混凝土轴心抗压强度设计值，对后张法预应力混凝土构件，应郑州航空工业管理学院毕业设计n.——混凝土局部承压修正系数，混凝土强度等级为C50及以下时，取，=1,本设计张拉时混凝土强度等级为C45,故取为1;A.——局部受压时的计算底面积；布置情况，现取最不利的3号钢束进行局部承压验算。则An=(210×210-π×70²/4)mm²=40252mm²A,=210×210mm²=44100mn1.3η,βfAm=1.3×1.0×1.78×20.5×40252×10⁻³kN=19>γ₀F=153115kN10.2局部抗压承载力验算算β=√A/A,郑州航空工业管理学院毕业设计A——间接钢筋内表范围内的混凝土核芯面积，其重心与A重心重合，计算时按同心对称的原则取值；p——间接钢筋体积配筋率，对螺旋筋A——单根螺旋形间接钢筋的面积；本设计采用的间接钢筋为HRB335螺旋筋，=280MPa直径为12mm,间距s=60mm,螺旋筋中心直径为240mm。于是有d=(240-12)=228mm最崇高的敬意和表示衷心的感谢!Theenergyprovidedmotiveforthedevelobutbecauseofvariousreason,thedevelopmentoftheenergyisausuathetownpopulationofthecontemporarybuildingsciencetechniquetoorder.Thenecessityofthemodernbuildingconstitutesapartofwarm,theairconditionrealmhasalreadyreceivedtheinfluenceofthiskindoftrendaswell,warmtheeconomyenergywithinaircotheairconditionworker,andaimsatdifferentoftheadoptofenergycharacteristicsandthedissimilaritybuildingofthenation,regionismoreandreasonablyputforwardsolveproblemofmethod.Warmtheairconditioncanconsumeofconstitutetheworkshouldalsobeginfromthisaspect,reasonabledecorationbuildingofposition,theexactitudechoosestheshapeandmaterialetc.softheoutsidewall,door,window,roof,reducingaircondittemperaturewetlyorhavethecraftairconditionof[with]cleathehousethehotworkdesignistheheatthatthefittinglandutilizationusesthehousemaintenancestructuretoleadsex,resistingthevarietyoftheknotholetypicalmodelofthelayersmanylayerbuildingsforexample,theregioninPeking,passtoroundtoprotectstructuretotransmitheathotloseabout77%ofhavetheallhotloss;(amongthemoutsidethewallis25%,theregioninHarbin,passtoroundtoprotectstructuretotransmitheathotloseabout71%ofhavetheallhotloss;(amongthemoutsidethewallis28%,thewindowis28%,thehousenoodlesis9%,theverandthisanimprovementtoroundhotwork