35m预应力混凝土简支T型梁桥设计 毕业设计.doc

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1、摘要 I 摘要 本设计依据 2004 年新规范设计一座 35 米预应力混凝土 T 形简支梁桥，设计中汽车 荷载采用公路级设计，人群荷载取标准值。该桥标准跨径 35 米，计算跨径 33.88 米， 主梁预制长度 34.96 米，桥面宽为净 7+20.75m，采用 4 片主梁，间距 2.1m，梁高 2.2m，设 5 道横隔梁，翼缘板采用刚结，预应力筋采用 12 束 24 丝 5 碳素钢丝，后张# 法施工，各主梁配筋及布置相同。 本设计书共包括以下内容： 1.纵横断面设计 根据规范要求确定主梁间距与主梁片数和主梁高度及各截面主要尺寸. 2. 主梁设计 主梁设计首先进行内力计算，主要由恒载内力和活载内

2、力计算组成.内力计算完成后， 根据所算出的内力对预应力钢束数进行估算，进行配筋，然后对钢束进行预应力损失计 算，最后对主梁进行强度,应力和变形验算. 3. 横隔梁设计 设置横隔梁是为了保证各主梁共同受力和加强结构整体性,本设计中采用偏心压力法 进行横隔梁计算.鉴于桥梁跨中处横隔梁受力最大,只计算跨中横隔梁内力,其余横隔梁可 依据中横隔梁偏安全选用相同的截面尺寸和配筋. 4. 行车道板设计 本设计中行车道板的受力图式为单向板，经过内力计算后选择行车道板尺寸 5. 支座设计 由设计的具体条件选择采用板式橡胶支座。 关键词: 预应力混凝土、T 型梁、后张法。 Abstract II ABSTRACT

3、 The design is a 35-meter prestressed concrete simply supported T-beam bridge based on the design of the new rules in 2004,with the motor vehicles using the road load level , and the crowd load is from the standard value. The bridge span designed is 35 meters, and the calculation long-span is 33.88

4、meters, the main girder length is 34.96 meters, the prefabricated of bridge wide is net7+20.75m.The bridge uses five main girder with spacing 1.6m, and the beam is 2.2m high . There are 5 crossing beam located in the bridge, the beam flange plate uses just guitar, and the pretesting force muscle ado

5、pts12charcol plain steel wire5 ,the construction uses post-tensioned, the main beam reinforcement and layout is the same. A total of this design includes the following content: 1. The arrange of longitudinal section and lateral section To identify the main beam and girder spacing and the main beam o

6、f a few films and a high degree of cross-section main dimensions in accordance with regulatory requirements 2. Main beams design First of all, the main beam design is for the calculation of internal forces, primarily calculated composing by cross-contained set of internal forces and internal force.

7、after Internal force calculation completed, the reinforcement is estimated according to the internal forces calculated on the number of pre-stressed beam of steel, and then pre-steel beam Stress loss calculations, finally the main beam is carried out on intensity, stress and deformation check. 3. Cr

8、ossing beam designing To make sure that all main beams rear the load together and to enhance the globality of the construction，this design goes on the crossing beam calculation with the method of corrected eccentricity pressures. We only calculate the internal force of the middle crossing beam becau

9、se of the maximum force is in the place of the middle of the span And the remaining cross-beam can be choose the same selection of sizes and reinforcement from the following cross-beam side for the security 4. Drive-way plank designing In this design, the force diagram of the drive-way plank is sing

10、le direction plank. And the board size is options after the calculation of internal forces carriageway 5. Bearing Design Elastic bearer is adopted by the design of specific conditions. Keywords: prestressed concrete; T-beam; post-tensioned 目录 III 目 录 摘要 I ABSTRACT.II 第一章 绪 论 .1 一、 预应力混凝土简支梁桥的构造特点 .1

11、 二、发展概况 .1 三、本文主要工作 .1 第二章 主梁设计 .1 一、设计资料及构造布置 .1 二、主梁内力计算 .7 三、预应力钢束的估算及其布置 .16 四、计算主梁截面几何特征 .24 五、钢束预应力损失计算 .28 六、主梁截面承载力与应力验算 .36 七、主梁端部的局部承压验算 .54 八、主梁变形验算 .57 九、横隔梁计算 .62 第三章 行车道板计算 66 一、悬臂板荷载效应计算 .66 二、 连续板荷载效应计算 .67 三、截面设计、配筋与承载力验算 .72 第四章 支座设计 74 一、板式橡胶支座的计算 .74 二、验算支座橡胶层总厚度 .74 致谢 .76 参考文献

12、.77 目录 IV 外文翻译 .78 外文资料翻译译文 .83 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 1 第一章 绪 论 一、 预应力混凝土简支梁桥的构造特点 预应力混凝土梁桥截面形式主要有板式，肋梁式和箱形截面。其中，板式、肋梁式 截面构造简单，施工方便，适用于中小跨径桥梁；箱形截面的梁桥具有良好抗弯和抗扭 性能，是大中跨径预应力混凝土连续梁桥采用的主要结构形式。 预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征： 1）混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低； 2）结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构； 3）结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少； 4）结构的整体性好，刚

13、度较大，变性较小； 5）可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产； 6）结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力； 7）预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载 的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力； 8）预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装 手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构 的应用范围。 二、发展概况 纵贯预应力混凝土的优异性能，特别是二十世纪五十年代以来，由于材料性能不断 改进，设计理论日趋完善，施工工艺的革新创造，使

14、得用这种新颖材料修建的桥梁获得 了很大发展，在桥梁工程占有日趋重要的地位。目前，预应力混凝土简支梁的最大跨径 已超过 76m,连续刚构桥的最大跨径已超 301m。 三、本文主要工作 本文主要了解桥梁的构造形式，设计 35m 跨径预应力混凝土 T 型梁桥，包括纵横截 面布置，主梁设计，横隔梁设计，行车道板设计等。介绍了解各种数据的来源，了解相 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 2 关规范的规定等。 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 1 第二章 主梁设计 一、设计资料及构造布置 1 设计目的 通过设计，全面掌握公路预应力公路桥梁的设计过程，培养和运用所学专业知识的 能力。达到能适应桥梁工程

15、施工、设计和管理的基本要求水平。 2 基本资料 2.1 桥面跨径及桥宽净空： 标准跨径： =35.00m（墩中心距离） ；bl 计算跨径： =33.88m（支座中心距离） ；p 主梁全长： =34.96m（主梁预制长度） ；l全 桥面净空：净7m+20.75m（人行道） 2.2 设计荷载： 公路级，人群荷载 3.0KN/m2，人行道板 4.0 KN/m2，每侧栏杆、防撞栏重力的作 用力分别为 1.52 KN/m 和 4.99KN/m 2.3 材料及工艺： 混凝土：主梁用 C40，人行道、栏杆及桥面铺装用 C20。 预应力钢筋束：YB255-64 标准的 5mm 的碳素钢丝，每束由 24 丝组成

16、；# 普通钢筋：直径大于等于 12mm 的用 HRB335 钢筋或其它级热轧螺纹钢筋；直径小于 12mm 的均用热轧 R235 光圆钢筋。 钢板及角钢：制作锚头下支撑垫板、支座垫板等均用普通 A3碳素钢，主梁间的联接 用 16Mn 低合金结构钢板。 施 工 工 艺 ： 按 后 张 法 施 工 工 艺 制 作 主 梁 ， 预 留 预 应 力 钢 丝 孔 道 ， 孔 道 由 直 径 50mm 抽 拔 橡 胶 管 形 成 ， 锚 具 采 用 45 号 优 质 碳 素 结 构 钢 的 锥 形 锚 具 。 2.4 设计参考文献： （1）交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 35m 预应

17、力混凝土简支 T 型梁桥 2 （2）交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混桥涵设计规范（JTG D622004） （3）叶见曙编，结构设计原理，人民交通出版社，1997 年 4 月版 （4）姚玲森编，桥梁工程，人民交通出版社，1985 年 12 月版 （5）刘龄嘉编，桥梁工程，人民交通出版社，2007 年 1 月版 3 横截面布置 3.1 主梁间距与主梁片数 主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效 率指标很有效，考虑人行道设计适当，根据设计资料，采用主梁间距为 2100mm,预制宽 度为 1600mm，吊装后铰缝宽为 500mm。净7+20.75m 的桥宽则选用四

18、片主梁，其横断 面形式如图 1 所示。 表 1 基本计算数据表 名 称 项 目 符 号 单 位 数 据 立方强度 ,cukfMPa 40 弹性模量 EMPa 3.25104 轴心抗压标准强度 ckfMPa 26.8 轴心抗拉标准强度 tMPa 2.40 轴心抗压设计强度 cdfMPa 18.4 轴心抗拉设计强度 tMPa 1.65 容许压应力 0.70 ckfMPa 20.72预施应力 阶段 容许拉应力 0.70 tMPa 1.757 标准荷载组合： 容许压应力 0.50 ckfMPa 16.2 容许主压应力 0.60 MPa 19.44 短期效应组合： 混 凝 土 使用荷载作用 阶段 容许拉

19、应力 -0.85stpcMPa 0 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 3 容许主拉应力 0.60 tkfMPa 1.59 标准强度 pMPa 1670 弹性模量 EMPa 2.05105 抗拉设计强度 pdfMPa 1140 最大控制应力 0.75 kMPa 1252.5 #5mm 消 除应力光 面钢丝 持久状态应力标准荷载组合 0.65 pfMPa 1209 抗拉设计强度 sdMPa 280 标准强度 skfMPa 335HRB335 钢筋 弹性模量 sEMPa 2.0105 抗拉设计强度 sdfMPa 195 标准强度 skMPa 235 普通钢筋 R235 光圆钢筋 弹性模量 sEM

20、Pa 2.0105 3.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定 3.2.1 主梁高度 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 115125 之间，标准设 计中高跨比约在 118119。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案， 因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用 量增加不多。综上所述，本题中取用 2200mm 的主梁高度是比较合适的。 3.2.2 主梁截面细部尺寸 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 4 图 1 结构尺寸图（尺寸单位：cm） T 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主 梁受弯时上翼板抗压强度的要

21、求。本设计预制 T 梁的翼板厚度取用 140mm，翼板根部加 厚到 230mm 以抵抗翼板缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定， 同时从腹板本身的稳定要求出发，腹板厚度不宜小于其高度的 115。本设计腹板厚度 取 160mm。 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积 的 1020为合适。本设计中考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置， 一层最多排三束，同时还根据公预规对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄 宽度为 360mm，高度 280mm，马蹄与腹板交接处做三角过渡，高度 100mm，以

22、减小局 部应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面布置图（见图 2） 。 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 5 图 2 跨中截面尺寸图（尺寸单位： mm） 3.2.3 计算截面几何特征 将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面的几何特性列表计算见表 2。 表 2 跨中截面几何特性计算表（大毛截面） 分块 面积 iA (cm2) 分块面积 形心至上 缘距离 iy (cm) 分块面积 至上缘静 矩 =iSAiy (cm3) 分块面积 的自身惯 矩 iI (cm4) = -idsyi (cm) 分块面积对 截面形心的 惯矩 =xIiA2id (cm4) = +Iix (cm4

23、) 分 块 名 称 = = 2 =+ 翼 板 2940 7 20580 48020 57.510 9723756 9771776 三 角 承 托 648 17 11016 2916 53.391 1847188 1850104 腹 板 2848 103 231544 7519669 -32.609 3028411 10548080 下 三 角 100 158.667 15866.7 555.6 -88.276 779265 779820.6 马 蹄 1008 206 207648 65856 -135.609 18536919 18602775 7544 486654.7 41552555.9

24、 注：截面形心至上缘距离： cm51.647.8isASy 跨中截面几何特性计算表（小毛截面） 分 块 名 称 分块 面积 iA (cm2) 分块面积 形心至上 缘距离 iy (cm) 分块面积 至上缘静 矩 =iSAi 分块面积 的自身惯 矩 (cm4)iI = -idsyi (cm) 分块面积对 截面形心的 惯矩 =xIiA2id = +Iix (cm4) 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 6 (cm3) (cm4) = = 2 =+ 翼 板 2240 7 15680 36586.7 63.391 9001258 9037844 三 角 承 托 648 17 11016 2916 53

25、.391 1847188 1850104 腹 板 2848 103 231544 7519669 -32.609 3028411 10548080 下 三 角 100 158.667 15866.7 555.6 -88.276 779265 779820.6 马 蹄 1008 206 207648 65856 -135.609 18536919 18602775 6844 481754.7 40818624.6 注：截面形心至上缘距离： cm39.70684.15isASy 3.2.4 检验截面效率指标 ： 上核心距 c42.35)1.620(7549xisyAIk 下核心距 cm38.51.

26、64759sixyIk 截面效率指标 .09.203hxs 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸时合理的。 4 横截面沿跨长的变化 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 7 如图 1 所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的 T 梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄 部分为配合钢束弯起而从跨径四分点附近开始向支点逐渐抬高。梁端部区段由于锚头集 中力的作用而引起较大的局部应力，同时也为布置锚具的需要，在距梁端一倍梁高范围 内将腹板加厚到与马蹄同宽。变化点截面（腹板开始加厚处）到支点的距离为 1800mm，其中还设置一段长为 500mm 的腹板加厚过渡段。 5 横隔梁的设置 模型试验结果表明，主梁在荷载作用位置的弯

27、矩横向分布，在当该位置有横隔梁时 比较均匀，否则主梁弯矩较大。为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中 位置设置一道中横隔梁；当跨度较大时，四分点处也宜设置内横隔梁。本设计在桥跨中 点和两个四分点及梁端共设置五道横隔梁，其间距为 8.47m。横隔梁的高度取用 1.94m， 平均厚度为 0.15m。 二、主梁内力计算 根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算， 可分别求得主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的恒载和最 大活载内力，然后再进行主梁内力组合。 1.恒载内力计算 1.1 预制梁自重 1.1.1 预制梁自重按跨中截面计，主梁恒载

28、集度： KN/m1.725684.0)1( g 1.1.2 由于支点段梁增加的重力折算成恒载集度： /3.96.34.)2( 1.1.3 由于马蹄抬高和腹板加宽所增加的重量折算成恒载集度为： 3.04KN/m.96251.0)(.821)3( g 1.1.4 边主梁的横隔梁 中横隔梁体积： 32015.7.68.159.0172.605.16.05. 端横隔梁体积： 394.8 m 故横隔梁恒载集度： 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 8 KN/m82.096.3425176.0325.)4( g 1.1.5 预制梁恒载集度： /8.1.71 1.2 二期恒载 1.2.1 现浇 T 梁翼板

29、集度 KN/m75.12.014)5( g 1.2.2 边梁现浇部分横隔梁 横隔梁（现浇部分）体积 310959415.0 故： KN/m6242)6( g 1.2.3 铺装 8cm 混凝土铺装： KN/m1425708. 5cm 沥青铺装： .0/3. 故将桥面铺装均摊给四片主梁，则： /513.4.81)7( ）（g 1.2.4 栏杆 一侧人行栏： KN/m2. 一侧防撞栏： KN/m9.4 若将两侧人行栏，防撞栏均摊给四片主梁，则： /5.349.5.1)8( ）（g 1.2.5 边梁二期恒载集度： KN/08.126.072 1.3 恒载内力 如图 3 所示，设 x 为计算截面离左支座

30、的距离，并令 ,则：/axl 主梁弯距和剪力的计算公式分别为： glM21Q 恒载内力计算见表 3。 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 9 图 3 永久作用效应计算图式 表 3 恒载内力(1 号梁)计算 计算数据 L=33.88m L2=1147.854glM21glQ21 项目 g 跨中 四分点 变化点 四分点 变化点 支点a 0.5 0.25 0.04323 0.25 0.04323 012 0.125 0.0938 0.0207 0.25 0.4567 0.5 一期恒载 1g (kN/m) 22.288 3220.616 2416.750 533.334 189.448 345.55

31、3 378.896 二期恒载 2 (kN/m) 11.08 1601.06 1201.435 265.136 94.180 172.048 188.360 2 活载内力计算 2.1 冲击系数和车道折减系数 按桥规4.3.2 条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构 的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算： Hz67.39.124085.342.c2 mEIlf 其中： mKggGc /.8.905)76.0(3 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 10 根据本桥的基频，计算出汽车荷载的冲击系数为： 0.214.57-lnf176.0u 根据桥规4.3.1 条，两车道折减系数

32、为 1，不需要折减，本桥按两车道设计，故在计 算中活载作用时，不需要进行车道折减。 2.2 主梁的荷载横向分布系数 2.2.1 跨中的荷载横向分布系数 mc 如前所述，本设计桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，承重结构的长宽比为： 205.413BL 所以可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数 mc a.主梁抗扭惯矩 TI 对于 T 形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算 31miTIcbt 式中：b i 和 ti相应为单个矩形截面的宽度和高度； ci矩形截面的抗扭刚度系数； m梁截面划分成单个矩形截面的个数。 对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： cm5.18234t1 马

33、蹄部分的换算平均厚度： t2 的计算见表 4 TI 表 计算表TI 分块名称 (cm)ib(cm)it/itbic3410TiiIbtcm 翼缘板 210 18.5 0.0881 0.3333 4.43214 腹 板 168.5 16 0.0949 0.3333 2.30059 马 蹄 36 33 0.9167 0.1527 1.97553 8.70826 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 11 图 4 横向影响线竖向坐标值计算图示（尺寸单位：mm） b.计算抗扭修正系数 主梁间距相同，同时将主梁近似的看成等截面，则得： 2)/(G1BlIEhT 式中: 与主梁片数 n 有关的系数，当 n

34、=4 时, =1.067; =0.4Eh； =34m； Gl =7.9； =0.40818624 m4BI 计算得： =0.8557 c.按修正的刚性横梁计算横向影响线竖向影响线竖坐标值： 512iiijaen 式中：n=4 2241 m0.).15.3(2ia 表 5 计算所得的 ij 梁号 ()em1i4i 2i 3i 1 3.15 0.7 -0.2 0.4 0.1 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 12 2 1.05 0.3 0.2 0.267 0.233 d.计算荷载横向分布系数。 1、2 号主梁横向影响线和最不利布载图式如图 5 所示，对于 1 号梁，则： 可变作用（汽车公路级）

35、: 汽车： 658.0)2.36.0421.679.0(5.01icqm 人群： 84r 2.2.2 支点截面的荷载横向分布系数 om 如图 5 所示,按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载,1 号梁活载的横向 分布系数计算如下： 汽车： 50.)71.92.0(oqm 人群： 3451r 2.2.3 横向分布系数汇总(见表 6) 表 6 号梁可变作用横向分布系数 可变作用类别 cmom 公路-级 0.658 0.500 人群 0.804 1.345 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 13 图 5 支点的横向分布系数 计算图式（尺寸单位：mm）om 2.3 计算活载内力 在活载内力计

36、算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯 矩时，均采用全跨统一的横向分布系数 鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于c 桥跨中部（见图 6） ，故也按不变的 来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主m 要荷重集中在支点附近而应考虑支撑条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取 值，即从支点到 l/4,横向分布系数 与 值直线过渡，其余区段取 值。oc cm 由桥规4.3.1 查知：公路级的集中荷载标准值 kP 均布荷载标准值 kq为：KN/m875.1075.qk 计算弯矩时： KN210)34(506.Pk 计算剪力时： KN4.26.1Pk 2.3.1 计算跨中

37、截面最大弯距及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯距 采用直接加载求活载内力,如图 7 示出的计算图式,计算公式： (1)()ckiSmpyq 式中： 所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力；S 车道均布荷载标准值；kq 车道集中荷载标准值；p 影响线上同号区段的面积； 影响线上最大坐标值iy 汽车荷载横向折减系数，两车道取 =1.0 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 14 图 6 跨中截面作用效应计算图式 可变作用（汽车）标准效应： m26.107.92658.03.187.615.03427.985.6.05Mmax KN39540V.73./qKNm 可变作用（汽车）效应

38、： 29.461.026339.1 可变作用（人群）效应： 根据桥规4.3.5 条，人群荷载标准值取规定值的 1.15 倍。 .45KN/m0.q ）（ mKN81.45263.18.6541.08327.98max M ）（07160V 2.3.2 求四分点截面的最大弯矩和最大剪力 可变作用（汽车）标准效应： 58.17264.658.07.158069.715.0-342.780.65max KN19/30V 可变作用（人群）效应： 2max0.6152.3/16.80.5148.9crMq KNm 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 15 max0.6152.9/163.80513.8

39、VKN 2.3.3 求变化点截面的最大弯矩和剪力 可变作用（汽车）标准效应： 2max1.87.04325.6187.53.618.0.5689.1M KNm040442V 可变作用（人群）效应： max1.328.53618.5182.9/crq KN.074.2046V 2.3.4 求支点截面的最大剪力 可变作用（汽车）效应： KN09.24658.04.2067.93.8615.07.-83165.087.max ）（V 可变作用（汽车）冲击效应： KN9.42.94 可变作用（人群）效应： 49.53067.932.86541.03.180.53.0max ）（ 3 主梁作用效应组合

40、本设计按桥规4.1.64.1.8 条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种 最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表 7 表 7 主梁作用效应组合 跨中截面 四分点截面 变化点截面 支点maxMaxVmaxMaxVmaxMaxVmax 序 号 荷载类别 (kNm ) (kN) (kNm ) (kN) (kNm ) (kN) (kN) 第一期恒载 3220.616 0 2416.750 189.448 533.334 345.553 378.896 第二期恒载 1601.06 0 1201.435 94.180 265.136 172.048 188.360

41、 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 16 总恒载 =+ 4821.676 0 3618.185 283.628 798.470 517.601 567.256 可变作用( 人群) 452.81 12.21 366.67 28.95 125.14 45.92 53.49 可变作用( 汽车)公路 2160.26 109.39 1726.58 180.74 495.42 216.83 224.09 可变作用 （汽车）冲 击 462.29 23.41 369.49 38.68 106.02 46.40 47.96 (7) 标准组合 =+ +(3) + 7897.04 154.01 6080.93

42、530.00 1525.05 826.75 892.80 (8) 短期组合 =+0.7（ 5）+(6) 6786.67 88.78 5193.46 437.10 1270.40 715.30 777.61 (9) 极限组合 V=1.2(3)+1 .4(4)+(5) +1.12(6) 9964.73 199.60 7686.99 677.73 1940.34 1041.07 1121.49 三、预应力钢束的估算及其布置 1.跨中截面钢束的估算和确定 （1）按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 对于简支梁带马蹄的 T 形截面，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： ）（

43、pspkef nKACMP1 式中 kM持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值 1C与荷载有关的经验系数，取用 0.565 PA一股钢筋束截面积，为 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 17 22cm71.4504 在一中已经计算出桥面跨中截面 39.87cmk c61.49ysx 初估 1cap，钢束偏心距为： 1465-.a-epp 1 号梁： 2.03.987.016704.7120.5689.4n6-3 ）（ （2）按承载能力极限状态估算钢束数 根据极限状态的应力计算图示，受压区混凝土达到极限强度，应力图示呈矩形，同 时预应力钢束也达到设计强度，则钢束数的估算公式为： pdfh n

44、AM 式中： dM承载能力极限状态的跨中最大弯矩 经验系数，一般取用 0.75-0.77，此处取用 0.76 pdf预应力钢束的设计强度，为 1140 Pa 计算得： 9.1072.4102.0769.3n46 根据上述两种状态，取用钢束数为 10 2 预应力钢束布置 2.1 确定跨中截面及锚固端截面的钢束位置 2.1.1 对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的 偏心距大些，本设计采用直径 50mm 抽 拔 橡 胶 管 成 型 的 管 道 ，根据公预规9.1.1 条 规定，管道至梁底和梁侧净矩不应小于 3cm 及管道直径的 1/2。根据公预规9.4.9 条 规定

45、，水平净矩不应小于 4cm 及管道直径的 0.6 倍，在竖直方向可叠置。根据以上规定， 取管道净距 50mm，至梁底的净距 59mm,跨中截面的细部构造如图 8a）所示。由此可直 接得出钢束群重心至梁底距离为： 17.6cm1035.2.)57(.93ap 2.1.2 为了方便张拉操作，将所有的钢束都锚固在梁端，对于锚固端截面，钢束布置通 常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近形心，使截面均匀受压；二 是考虑锚固布置的可能性，以满足张拉操作方便等要求。按照上述锚头布置的“均匀” 、 “分散”等原则，锚固端截面所布置得钢束如图 8b)所示。钢束重心至梁底距离： 9cm1015742

46、9630(2ap 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 18 为验核上述布置的钢束群重心位置，需计算锚固端截面几何特性。图 7 示出计算图 示，锚固端截面特性计算见表 8 所示。 图 7 钢束布置图（尺寸单位：mm） 表 8 钢束锚固截面几何特性计算表 iAiyiSiIisidy2xiIAdixI (cm2) (cm) (cm3) (cm4) (cm) (cm4) (cm4) 分块名称 = =+ 翼板 2940 7 20580 48020 75.7 16847640 16895660 三角承托 480.5 16.58 7966.96 1603.34 66.12 2100676 2102279

47、腹板 7416 117 867672 26225448 -34.3 8724849 34950297 10836.5 896218.7 53948237I 其中： cm70.825.10369isASy 3.1sxh 故计算得： 上核心距 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 19 cmyAIkxs 24.360.175.083694 下核心距 cyIksx 2.67.8510394 mkx 90.1).()(-ap 说明钢束群重心处于截面的核心范围内。 2.2 钢束起弯角和线形的确定 确定钢束起弯角时，既要照顾到由其弯起产生足够的竖向预剪力，又要考虑到所引 起的摩擦预应力损失不宜过大。为此，

48、本设计将端部锚固端截面分成上、下两部分（见 图 8） ，上部钢束的弯起角定为 12下部钢束弯起角定为 7。为简化计算和施工，所有 钢束布置的线形均中间为直线两端加圆弧，并且整根钢束都布置在同一个竖直面内。 图8 钢束群重心位置复核图式（尺寸单位：mm） 35m 预应力混凝土简支 T 型梁桥 20 图9 封锚端混凝土块尺寸图（尺寸单位：mm） 2.3 钢束计算 2.3.1 计算钢束起弯点到跨中的距离 锚固点到支座中心线的水平距离 （见图 9）为：xiacmacamxxxx93.172tan8536506.t8.247tan36)( 30.t109875421 图 10 示出钢束计算图示，钢束起弯点至跨中的距离 x2 列表计算在表 9