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1、混凝土结构设计原理课 程 设 计 任 务 书设 计 题 目 预应力钢筋混凝土简支梁桥设计 专 业 年 级 2009级道路与桥梁专业 学 生 姓 名 班级 、学号 完成期限 2011 年 12 月 19 日开始 2012 年 1 月 4 日结束指导教师 何 建 2010年12月 19日发题先张法预应力简支梁设计一、 设计资料（一）设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载（公路级），人群荷载为3.5KN/m2（二）桥面跨径及净宽标准跨径：Lk=20m计算跨径：L=19.50 m主梁全长： 19.96m。（三）主要材料1混凝土采用C40混凝土浇注预制主梁；防撞栏杆采用C30混凝土；铰缝采用C40混凝土
2、浇注，封锚混凝土也使用C40；桥面连续采用C30混凝土。2钢筋 普通钢筋主要采用HRB335钢筋，预应力钢筋为标准钢绞线。3板式橡胶支座橡胶支座（四）施工工艺后张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。（五）计算方法及理论极限状态法设计。(六)设计依据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），以下简称通用规范。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D60-2004）。二、构造布置及尺寸（一）桥梁横断面空心板的横断面具体尺寸见图1。三、板的毛截面几何特性计算边、中板毛截面几何特性 表21板号边板中板几何特性面积抗弯惯性矩截面重心到顶板距离面积抗弯惯性矩截面重心到顶板距离0.
3、 72100.07980.4180. 55510.06220.484四、主梁内力计算 跨中、支点截面公路级荷载产生的内力 表4-2 截面板号荷载横向分布系数弯矩影响线不计冲击力=(kNm)计冲击力=1.274(kNm)剪力影响线不计冲击力=(kN)计冲击力=1.274(kN)(m2)(m)(m2)(m)跨中边板0.31546.374.82513.21653.314.820.560.7477.32中板0.305496.91632.5758.8174.87边板0.31534.783.61384.54489.525.420.7585.12108.36中板0.305372.33473.9882.411
4、04.91距支点h边板0.3155.130130.59166.245.410156.38199.070.3893.1103.2800.48150.428000.950.46300.9-中板0.3055.130129.66165.065.410155.36197.770.38353.1103.2800.4810.428000.950.46200.9-支点边板0.315-5.420178.14226.770.4075-4.2100.5-01中板0.305-5.420177.35225.770.4025-4.2100.5-01支点剪力横向分布系数在本端支点处为0.5，L/4处与跨中横向分布系数一致，
5、支点与L/4之间线性变化，为计算方便，采用与影响线面积相应的横向分布系数平均值。4.2 作用效应组合4.2.1 基本组合（用于结构承载能力极限状态设计） 通规4.1.61式1）其中各分项系数的取值如下结构重要性系数，=1.1；结构自重分项系数， 1.2汽车荷载（含冲击力）的分项系数，取1.42）基本组合计算永久作用的设计值与可变作用设计值组合表 表4-3-1（边板）板号作用分类组合计算表达式跨中距支点h支点弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)剪力(kN)边板永久作用一期恒载869.220651.92 90.26 162.47 162.59 180.52
6、 二期恒载653.330490.00 67.84 122.12 122.21 135.69 1522.5501141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 1827.0601370.30 189.72 341.51 341.76 379.45 可变作用（计冲击力）653.3177.32489.52 108.36 166.24 199.07 226.77 914.63108.25685.33 151.70 232.74 278.70 317.48 使用阶段2175.8677.321631.44 266.46 450.83 483.87 542.98 3015.86119.
7、082261.19 375.56 631.68 682.51 766.62 永久作用的设计值与可变作用设计值组合表 表4-3-2（中板）板号作用分类组合计算表达式跨中距支点h支点弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)剪力(kN)中板永久作用一期恒载669.24 0501.93 69.49 125.09 125.18 138.99 二期恒载555.96 0416.97 57.73 103.92 104.00 115.46 1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 1470.24 01102.68 152.66
8、274.81 275.02 305.34 可变作用（计冲击力）632.57 74.87 473.98 104.91 165.06 197.77 225.77 885.60 104.82 663.57 146.87 231.08 276.88 316.08 使用阶段1857.77 74.87 1392.88 232.13 394.07 426.95 480.22 2591.42 115.30 1942.88 329.48 556.48 607.09 683.56 4.2.2 作用短期效应组合(用于正常使用极限状态设计)永久荷载作用为标准值效应与可变作用频遇值效应组合,其效应组合表达式为 通规4.
9、1.7-1式式中 -可变作用效应的频遇值系数: 汽车荷载（汽车荷载不计冲击力）=0.7,温度梯度作用=0.8。4.2.3 作用长期效应组合（用于正常使用极限状态设计）永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为： 通规4.1.7-2式式中第j个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）=0.4，温度梯度作用=0.8；作用长期效应组合设计值,结构抗裂验算时,其中可变作用仅考虑汽车等直接作用于构件的荷载效应。作用短期和长期效应组合计算 表44作用分类组合计算表达式跨中距支点h支点弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)弯矩(kNm)剪力(kN)剪力(kN)
10、边板永久作用1522.55 01141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 可变作用（不计冲击力）513.21 60.74 384.54 85.12 130.59 156.38 178.14 359.25 42.52 269.18 59.58 91.41 109.47 124.70 205.28 24.30 153.82 34.05 52.24 62.55 71.26 1881.80 42.52 1411.10 217.68 376.00 394.27 440.91 1727.83 24.30 1295.74 192.15 336.83 347.35 387.47 中
11、板永久作用1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 可变作用（不计冲击力）496.91 58.81 372.33 82.41 129.66 155.36 177.35 347.84 41.17 260.63 57.69 90.76 108.75 124.15 198.76 23.52 148.93 32.96 51.86 62.14 70.94 1573.04 41.17 1179.53 184.91 319.77 337.93 378.60 1423.96 23.52 1067.83 160.18 280.87 291.32 325.39 五、设
12、计要求1、对一块空心板进行预应力钢筋配筋计算和验算，空心板可为边板或中板。2、制图计算工作完成后，需要把计算结果用图纸表现出来。设计图纸包括主梁外形尺寸图、主梁预应力钢束构造图、主梁普通钢筋构造图、主梁端部钢筋构造图、钢丝束锚具详图等，图中应包含钢筋明细表及材料用量表3、计算说明书要求计算步骤条理清楚，有算式，有说明，并附有必要的示意图，字迹工整，书面清楚。4、其他要求（1）将任务书打印后放在计算书前面。 （2）设计过程要求手算手写，不允许采用软件计算 （3）杜绝抄袭，若发现两份相同的计算书，同时取消二人成绩。 （4）图纸附在计算书后。 六、主要参考文献1、公路桥涵设计通用规范2、公路配筋混凝土及预应力混凝土桥通设计规范 3、结构设计原理教材9