简支梁T梁桥建模与分析
20m简支T梁桥设计终极版

装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计一.设计资料1、桥面净空:净7+2×0.75M2、设计荷载:汽车“公路—Ⅰ级,人群荷载:3KN/M23、材料:主筋:HRB335,构造筋:R235混凝土:桥面铺装:C25,主梁:C304、结构尺寸:如下图所示主梁:计算跨径:L=1950cm全长:L=1996cm人行道、栏杆每延米(两侧)重2.0KN/m(为每片主梁分到的值)。
主梁简图(尺寸单位:cm)横隔梁简图(尺寸单位:cm)二. 设计计算:1、 行车道板计算:桥面铺装为2cm 的沥青混凝土面层(重度为21kN/m 3)和平均厚9cm 的C25混凝土垫层(重度为23kN/m 3)。
T 形梁翼板钢筋混凝土的重度为25kN/m 3 <1>每米宽板的恒载集度:沥青混凝土面层:10.02 1.021/0.42/g kN m kN m =⨯⨯= C25混凝土垫层:20.09 1.023/ 2.07/g kN m kN m =⨯⨯= T 形梁翼板:30.140.081.025/2.75/2g kN m kN m +=⨯⨯= 板的荷载集度:0.42/ 2.07/ 2.75/ 5.24/g kN m kN m kN m kN m =++= <2>每米宽板条的恒载内力:22011M gl = 5.240.71m 1.32m 22Ag kN kN =--⨯⨯⋅=-⋅弯矩:0Q gl =5.240.71 3.72Ag kN kN =⨯=剪力:<3>活载内力:汽车荷载产生的内力计算。
将车轮对中布置在接缝处(如图)。
加重车两个后轴各为140p kN =,轮压分布如图所示。
车轮着地长度20.20a m =,宽度20.60b m =。
则作用在板上的压力面边长:1220.2020.110.42a a H m m m =+=+⨯= 1220.6020.110.82b b H m m m =+=+⨯=荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为1020.42 1.420.71m 3.24a a d l m m m =+++=++⨯=冲击系数0.3μ=作用于每米宽板条上弯矩为:102(1)()4421400.821.3(0.71)4 3.24414.18Ap b PM l a kN m kN m μ=-+-⨯=-⨯-⋅⨯=-⋅作用于每米宽板条上的剪力按自由悬臂板计算,车轮靠 板根部布置,且有10b l >则:0122140(1) 1.30.7148.6422 3.240.82ApP Q l kN kNab μ⨯=+=⨯⨯=⨯⨯ <4>作用效应组合:按承载能力极限状态设计,考虑作用效应基本组合,其计算内力为:1.2 1.41.2( 1.32) 1.4(14.18)21.44Aj Ag ApM M M kN m kN m kN m =+=⨯-⋅+⨯-⋅=-⋅ 1.2 1.41.2 3.72 1.448.6472.56Aj Ag ApQ Q Q kN m kN=+=⨯+⨯⋅= <5>桥面板主筋计算与配置:行车道板在悬臂根部主要承受负弯矩,可按单筋矩形截面计算,翼板根部厚度为0.14m ,长度取1m ,采用30C 混凝土,HRB335钢筋。
预应力混凝土简支T形梁桥的设计与计算

预应力混凝土简支T形梁桥的设计与计算桥梁设计的基本原则是:安全、适用、经济、美观,并使构造及造价合理。
桥型方案研究的重点是主桥的桥型和跨径大小及布置。
根据对安溪颍如大桥的地形,地质和水文等自然条件和美观的要求,主桥选择了预应力混凝土连续梁桥和简支梁桥两种典型的桥梁体系作为比较选择。
方案一:预应力混凝土连续梁桥,跨径组成为:50米+80米+50米+4x35米,主跨80米。
总长320米。
方案二:预应力混凝土简支T梁桥,跨径组成为:5x39+5x30米。
总长345米。
桥型的选择比较主要按照其使用功能、结构特点、工程数量、施工条件以及建筑造型这几个方面着手进行比较。
方案一:(1)预应力混凝土连续梁桥属于超静定结构,基础不均匀沉降将在结构中产生附加应力,对基础要求较高。
(2)截面局部温差,混凝土收缩,徐变,及预加应力均会在结构中产生附加内力,增加了设计计算的复杂程度。
方案二:(1)预应力混凝土简支T梁桥结构属于静定结构,受力明确,计算简便,适用于中小跨度桥梁。
(2)结构尺寸易于设计成系列化和标准化,部分可以采用预制配件,利用其中设备进行装配,施工简便,节约大量的模板,缩短工期。
综上所述,从地质情况以及现有的设计施工技术条件,选用第一种方案更为简便和经济。
因此下面我们将介绍安溪颍如大桥简支T形梁桥的设计计算方法。
204.1 设计资料4.1.1 标准跨径及桥宽标准跨径:39m(墩中心距离);主梁全长:38.96m;计算跨径:38m;桥面净空:净-14m+2×1.5m+2×0.25m=17.5m。
4.1.2设计荷载公路--II级,人群荷载3.45kN/ m2,每侧人行栏的作用力为1.52KN/m4.1.3 材料及工艺混凝土:主梁用C50,栏杆及桥面铺装用C30。
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》(JTG D62-2004)的øs15.2钢绞线,每束6根,全梁配4束,fpk=1860MPa.普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋;直径小于12mm的均用R235钢筋。
钢筋混凝土T形简支梁桥(课程设计)范例

钢筋混凝⼟T形简⽀梁桥(课程设计)范例钢筋混凝⼟T 形简⽀梁桥⼀.设计资料与结构布置(⼀).设计资料1.桥⾯跨径及桥宽标准跨径:该桥为⼆级公路上的⼀座简⽀梁桥,根据桥下净空和⽅案的经济⽐较,确定主梁采⽤标准跨径为16m 的装配式钢筋混凝⼟简⽀梁桥。
主梁全长:根据当地温度统计资料。
并参考以往设计值:主梁预制长度为15.96m. 计算跨径:根据梁式桥计算跨径的取值⽅法,计算跨径取相邻⽀座中⼼间距为15.5m.桥⾯宽度:横向布置为净-7(⾏车道)+2×0.75m (⼈⾏道)+2×0.25(栏杆)桥下净空: 4m 2.设计荷载根据该桥所在道路等级确定荷载等级为⼈群荷载 3.0KN/m 车道荷载 q k=0.75×10.5 N/m=7.875 N/m 集中荷载 p k =0.75×22.2 N/m =166.5 N/m 3.材料的确定混凝⼟:主梁采⽤C40,⼈⾏道、桥⾯铺装、栏杆C25钢筋:直径≥12mm 采⽤HRB335级钢筋。
直径<12mm 采⽤HPB235级热轧光⾯钢筋 4.设计依据(1)《公路桥涵设计通⽤规范》(JTGD60-2004)(2)《公路钢筋混凝⼟预应⼒混凝⼟桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(3)《桥梁⼯程》(4)《桥梁⼯程设计⽅法及应⽤》(⼆)结构布置1.主梁⾼:以往的经济分析表明钢筋混凝⼟T 形简⽀梁⾼跨⽐的经济范围⼤约在 111-161之间,本桥取 161,则梁⾼取1m.2.主梁间距:装配式钢筋混凝⼟T 形简⽀梁的主梁间距⼀般选在1.6-2.2之间,本桥选⽤1.6m3.主梁梁肋宽:为保证主梁抗剪需要,梁肋受压时的稳定,以及混凝⼟的振捣质量,通常梁肋宽度为15cm -18cm ,鉴于本桥跨度16m 按较⼤取18cm4.翼缘板尺⼨:由于桥⾯宽度是给定的,主梁间距确定后,翼缘板宽即可得到2.0m 。
因为翼缘板同时⼜是桥⾯板,根据受⼒特点,⼀般设计成变厚度与腹板交接处较厚,通常取不⼩于主梁⾼的 121,本设计取8.5cm,翼缘板的悬臂端可薄些,本设计取8cm5.横隔梁:为增强桥⾯系的横向刚度,本桥除⽀座处设置端横隔梁外,在跨中等间距布置三根中间横隔梁,间距4×385m ,梁⾼⼀般为主梁⾼的 43左右,取0.8m ,厚度取12-16之间,本设计横隔梁下为16cm ,上缘18cm6. 桥⾯铺装:采⽤2cm 厚的沥青混凝⼟⾯层,9cm 的25号混凝⼟垫层75160160i=1.5%81607001608010012%i=1.5沥青砼厚2cmC25防⽔砼垫层厚9cm18图1.桥梁横断⾯图纵剖⾯图2.桥梁纵断⾯图⼆.主梁计算(⼀)跨中横向分布系数计算m c18121608a x100图3.主梁断⾯图图4.横隔梁断⾯图平均厚:h=2128 =10cm影响线上最不利位置布置荷载后可按相应影响线的坐标值求得主梁的荷载的横向分布系数。
2×21m公路钢筋混凝土T型截面简支梁桥设计-土木工程

第一章绪论1.1研究背景与意义桥梁是一种跨越江河湖泊、山谷深沟以及其他线路等障碍,具有承载能力的架空建筑物,是道路工程建设的关键工程。
改革开放以来,我国的公路建设进入了快车道,其投资规模不断扩大,公路建设正以前所未有的速度向前发展。
桥梁作为公路的重要组成部分,其纽带作用是不可代替的。
如今,我国的公路桥梁数量已将超过80万座,铁路桥梁数量也已经超过20万座,成为当之无愧的桥梁大国。
预计到2020年,中国还将陆续建造各类桥梁20多万座。
现如今中国已不满足在河流与山谷上设计桥梁,而是向更加具有挑战性的海洋发起冲击。
截至目前,中国已在多地修建了跨海大桥,港珠澳大桥、青岛海湾大桥、杭州湾跨海大桥等多个跨海大桥工程已顺利通车。
中国历史悠久,最早的桥梁可以追溯到3000多年前的周文王时期。
随着人们对于桥梁结构性要求日益增多,木质结构逐渐被石质材料所去取代。
战争也并未摧毁中国的桥梁历史,举世闻名的赵州桥便是历史的最好见证。
修建于隋朝时期的它屹立洨河上千年,是我国石拱桥的杰出表率,更加体现了古代工匠的技艺与智慧。
如今的桥梁建设与古代存在很大的差别,当外界新鲜事物不断冲击我们的思想,我们对桥梁有了新的要求与定义,过去设计的桥梁很难符合现代人的各种要求,因而更加适合今天的桥梁不断被设计出来,这也体现我国桥梁建设“安全、适用、经济、美观”的原则。
但是我国的桥梁仍然存在一些问题。
首先,由于建设单位因为工程期限和相关经济效益方面的要求,桥梁并未完全按照设计规范来实施。
其次,桥梁的创新技术方面相对于欧美国家还有一定的差距,这使得许多桥梁的相似性过高。
然后就是我国还处在重建设轻养护的状况下,对于桥梁管理和养护是远远不够的,从而使安全隐患不能及早地排查出来,这也为国家造成了不必要的人员伤亡和财产损失。
如今的桥梁设计与建造要求更加的复杂、严格,同时会用到更多的人力、物力、财力,所以在桥梁设计初期便要做好科学合理的规划,减少安全质量问题的发生。
简支T梁受力性能研究与优化设计

简支T梁受力性能研究与优化设计一、简介T梁是一种常见的结构形式,在建筑工程和桥梁工程中广泛应用。
本文将对简支T梁的受力性能进行研究,并提出一些优化设计的方法。
二、受力性能分析1. 梁的受力模式简支T梁通常是在两端支座上支承,通过受力而产生弯矩和剪力。
对于梁的正截面,上翼缘承受压力,下翼缘承受拉力,而腹板则承受剪力。
2. 弯矩与剪力分布根据梁的几何形状和受力情况,可以通过弯矩和剪力图来表示梁的受力分布情况。
这些图形有助于了解梁在不同位置的受力状况,以便进行设计优化。
三、简支T梁受力性能研究1. 材料力学性能研究材料的力学性能对于梁的受力性能有重要影响。
需要研究梁所使用的材料的强度、刚度和耐久性等方面的性能参数,并根据这些参数进行受力性能分析。
2. 结构安全性研究对简支T梁的受力性能进行研究还需要考虑结构的安全性。
通过进行受力计算和结构分析,可以评估梁的承载能力和安全性能,从而确保结构的可靠性和稳定性。
3. 外部荷载分析外部荷载是简支T梁受力的主要来源之一。
需要对梁所承受的各种荷载进行分析,包括静荷载和动荷载等。
根据受力分析结果,可以设计出适合的横断面形状和尺寸,以满足梁的承载要求。
四、简支T梁设计优化方法1. 横断面形状优化梁的横断面形状对其受力性能有重要影响。
可以通过优化横断面形状,使梁的受力分布更加均匀,从而提高结构的承载能力和稳定性。
2. 断面尺寸优化合理的断面尺寸设计是简支T梁设计优化的关键。
通过考虑受力需求、材料性能和经济性等因素,可以确定最佳的断面尺寸,以实现结构的轻量化和节约材料成本。
3. 材料选用优化不同的材料具有不同的性能特点,对梁的受力性能有重要影响。
需要选择合适的材料,既要满足梁的受力要求,又要兼顾成本和施工工艺等因素。
4. 支座设计优化简支T梁的支座设计对其受力性能和稳定性也有重要影响。
通过考虑支座的刚度和固定方式等因素,可以优化支座设计,提高梁的受力效果。
五、结论通过对简支T梁的受力性能的研究和优化设计,可以提高结构的安全性、承载能力和稳定性。
谈预应力简支T形梁桥设计

能够直 接反 映钢束锚 下压力 的变化 , 而可 从 是永 存预应力 。全 预应力 结构 由于 预应力 不足会 变部 分预应 力 锚具 与锚 垫板之 间 , 结构 , 这导致截面上压应力过小 , 重时会 出现拉应力 , 严 甚至 带裂 以根据钢束截 面计算 出预应力 的变 化。锚索计 可用 于钢束 摩 阻
随着我 国基础建 设 的加 快 , 带动 了桥 梁技术 的长 足发 展 , 在 翼 板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局 部荷载 的要 求 , 需考 当前形 势下 , 还 二级公路等 级的桥 型预应力 简支 “ ” 结构 的整体 T形
虑 能否满足主梁受 弯时上 翼板受 压 的强度要 求。马蹄 尺寸 基本 应 用也 比较 广泛 , 主要是在 设计 过程 中的优化 , 能确 保桥 梁结 才 按 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 构 的整 体性 、 稳定性 。必须从 整体性 角度 出发 , 面分 析桥 梁受 全 总面积 的 1%~ 0 0 2%合适 , 利用公式计算截 面几何特性 。 力情况 , 加强预应力简支“ ” 结构的优化设 计 , T形 才能保 障桥梁结
以便合理选用预应力损失测量方法 , 掌握预应 力损 失规律 , 进而控制桥梁的长期性能 , 改善结构 的耐久性 。
关键词 : 预应 力损 失, 索计 , 锚 磁通量传 感器, 光纤传感器 中图分类号 :U 5 . T 77 1 文献标识码 : A
1 概述
飘 的情况 , 降低 了测量的准确性 。
. 随着 国家基础设施的建 设 , 桥梁结构 的耐久性 逐渐成 为新 的 2 2 锚 下预 应 力测 量—— 锚 索计 钢束 的两端是 预应 力张拉 时的主要工作位 置, 瞄下 预应力 的 课题 。在如今现有的桥梁里 , 预应力混凝 土桥梁 占了相 当大 的 比
T形预应力简支梁桥
课程设计任务书一.设计项目:位于直线上的单线铁路,有道碴桥面,预应力混凝土简支梁桥。
二.设计依据:1.计算跨度:26p L m =,梁全长0.626.6p L L m =+= 2.活载:铁路列车竖向活载采用“中—活载” 3.设计规范:《铁路工程技术规范》TBJ2-85 4.材料:混凝土:采用500号(C50)。
预应力钢筋:24φ5高强钢丝束,钢丝的抗拉极限强度1500yj R M P a =,52.010g E M Pa =⨯。
普通钢筋:受力钢筋及腹板内箍筋用φ10的16Mnq 钢筋,其应力容许值为:主力[σg ]=180MPa ;主+附[σg ]=230MPa ;其余分布钢筋为A3和16Mnq 钢筋。
5.施工方法:工厂预制,后张法施工,张拉采用拉丝式体系。
锚具为钢质销锚,千斤顶采用TD -60型三作用千斤顶。
三.设计内容:1.截面尺寸拟定及草算 2.预应力混凝土主梁设计3.编写说明书于上述设计过程中 4.绘制结构设计图5.作出设计分析或小结截面尺寸拟定及草算一.截面形式及分块方式由梁式结构的受力情况、预应力钢筋混凝土的工作情况、钢丝束的布置及梁部结构的标准化等要求,本设计截面形式采用T形截面。
由架设的要求知,本设计每孔梁分为两片。
架设就位后,主梁拼接采用间距为4~6m 的横隔板来连接。
二.梁高常用等截面简支梁,其高跨比可在1/15~1/25内选取,对于L﹥16m的梁,高跨比可在1/15~1/9内选取。
本设计梁高选定为2450mm(L=26600mm, =2450/26600=, 1/15﹤49/600﹤1/9),其高跨比为。
三.上翼缘尺寸1、道碴桥面顶宽及每片梁的相对宽度根据《桥规》§2.3.6,本设计选定道碴桥面顶宽为3900mm,每片梁相对宽度为1920mm。
2、道碴槽板厚的确定:(1)外边板外缘的厚度本设计道碴槽板选取最小厚度120mm(2)梗胁处的板厚根据《桥规》§5.3.15条:当T梁的板在受压区域时:①无梗胁板的厚度'i h 不小于梁全高h 的1/10时,其截面按T形计算。
30m钢筋混凝土预应力简支t梁桥设计
目录第1章小平冈桥设计 (1)1.1方案初选 (1)1.2基本设计资料 (1)1.3主梁内力计算 (2)1.3.1受压翼缘有效宽度计算 (2)1.3.2全截面几何特性的计算 (3)1.3.3恒载内力计算 (3)1.4汽车、人群作用效应的计算 (7)1.4.1内力组合 (11)1.5施工方法要点 (11)1.6截面设计 (12)1.6.1预应力钢筋数量的确定及布置 (12)1.6.2截面几何性质计算 (15)第2章承载能力极限状态计算 (17)2.1跨中截面正截面承载能力计算 (17)2.2斜截面抗剪承载力计算 (18)2.2.1距支点H/2截面斜截面抗剪承载力计算 (18)2.2.2边截面点斜截面抗剪承载力计算 (20)第3章预应力损失计算 (22)3.1摩阻损失 (22)3.2锚具变形损失 (23)3.3分批张拉损失计算 (24)3.4钢筋应力松弛损失 (25)3.5混凝土收缩、徐变损失 (26)3.6预应力损失组合 (27)第4章正常使用极限状态验算 (29)4.1全预应力混凝土构件抗裂验算 (29)4.1.1正截面抗裂性验算 (29)4.1.2斜截面抗裂性验算 (30)第5章挠度计算 (33)5.1使用阶段的挠度计算 (33)5.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置 (34)第6章持久状况应力验算 (35)6.1跨中截面混凝土法向压应力验算 (35)6.2跨中截面压应力钢筋拉应力验算 (36)6.3斜截面主应力验算 (37)第7章短暂状况应力验算 (40)7.1上缘混凝土拉应力 (40)7.2下缘混凝土压应力 (41)第8章锚固区局部承压验算 (41)8.1局部受压尺寸要求 (41)8.2局部抗压承载力计算 (42)参考文献 (43)致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第1章小平冈桥设计1.1 方案初选初选桥型方案:拱桥方案,门式刚构桥方案,预应力混凝土简支T型梁桥方案三种桥型主要优缺点比较:拱桥:造型美观,与周围环境协调好,但下部结构和地基(特别是桥台)必须能经受住很大的水平推力作用,因此对工程地质要求高,由于工程所处地区的天然地基主要是软土地基,所以不宜修建拱桥;且因拱圈(或拱肋)在合龙前自身不能维持平衡,拱桥在施工过程中的难度和危险性要远大于梁式桥。
混凝土简支T形梁桥设计计算实例
钢筋混凝土简支T形梁桥设计1 基本资料1.1公路等级:二级公路1。
2主梁形式:钢筋混凝土T形简支形梁1.3标准跨径:20m1。
4计算跨径:19。
7m1.5实际梁长:19.6m1。
6车道数:二车道1。
7 桥面净空桥面净空——7m+2×0.75m人行道1.8 设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004)》,简称《桥规》.(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62—2004)》,简称《公预规》。
(3)《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124—85)》,简称《基规》.2 具体设计2.1 主梁的详细尺寸主梁间距:1。
7m主梁高度:h=(111~118)l=(111~118)20=1。
82~1.1(m)(取1.8)主梁肋宽度:b=0.2m主梁的根数:(7m+2×0.75m)/1.7=52.2行车道板的内力计算考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算。
已知桥面铺装为2cm的沥青表面处治(重力密度为23kN/m3)和平均9cm厚混泥土垫层(重力密度为24kN/m3),C30T梁翼板的重力密度为25kN/m3。
2。
2.1结构自重及其内力(按纵向1m宽的板条计算)cm)①每米延板上的恒载1g沥青表面处治:1g =0.02×1.0×23=0.46kN/m C25号混凝土垫层:2g =0。
09×1。
0×24=2.16kN/m T 梁翼板自重:3g =(0.08+0。
14)/2×1.0×25=2。
75kN/m 每延米板宽自重:g= 1g +2g +3g =0.46+2.16+2.75=5。
37kN/m ②每米宽板条的恒载内力:弯矩:M g m in,=-21gl 20=-21×5。
37×0.712=—1.35kN.m剪力:Q Ag =g·l 0=5。
40米预应力混凝土简支T形梁桥设计解析
摘要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占有重要的地位,在目前,对于中小跨径的永久性桥梁,无论是公路桥梁或者城市桥梁,都在尽量采用预应力混凝土梁式桥,因为这种桥梁具有就地取材,工业化施工,耐久性好,适应性强。
整体性好以及美观等多种优点。
本设计采用简支T梁结构,其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板和桥面部分等组成,显然主梁是桥梁的主要承重构件。
其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体,使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。
桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成,这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件,但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全,这里在本设计中也给予了详细的说明。
本设计主要受跨中正弯矩的控制,当跨径增大时,跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加,是材料的强度大部分为结构重力所消耗,因而限制的起跨越能力,本设计采用40m标准跨径,合理地解决了这一问题。
在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板等设计,完美地构造了一座预应力混凝土简支T梁桥,所验算完全符合要求,所用方法均与新规范相对应。
本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用,这也正体现了我国桥梁的发展趋势。
关键词: 预应力混凝土简支T梁后张法施工IAbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane boardand the bridge floor part and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 40m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and so on designs, a structure prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Key words: Pre-stressed concrete Simple support T beam Post tensioned constructionII摘要 (I)Abstract (II)第一章预应力混凝土简支T形梁桥设计 (1)1.1 桥梁跨径及桥宽 (1)1.2 设计荷载 (1)1.3 材料规格 (1)1.4 设计依据 (1)1.5 基本计算数据 (1)第二章截面设计 (3)2.1主梁间距与主梁片数 (3)2.2 主梁跨中截面尺寸拟订 (5)2.2.1 主梁高度 (5)2.2.2 主梁截面细部尺寸 (5)2.2.3 计算截面几何特征 (7)2.2.4 检验截面效率指标ρ(希望ρ在0.5以上) (9)第三章主梁作用效应计算 (10)3.1永久作用效应计算 (10)3.1.1 永久作用集度 (10)3.1.2永久作用效应 (11)3.2可变作用效应计算 (13)3.2.1冲击系数和车道折减系数 (13)3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数 (13)3.2.3车道荷载取值 (19)3.2.4可变作用效应 (19)3.3主梁作用效应组合 (24)第四章预应力钢束数量估算及其布置 (25)4.1 跨中截面钢束的估算和确定 (25)4.2 预应力钢束的布置 (26)第五章计算主梁截面几何特性 (35)5.1截面面积及惯矩计算 (35)5.2截面静距计算 (36)5.3截面几何特性汇总 (40)第六章主梁界面承载力与应力计算 (42)6.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 (42)6.1.1 正截面承载力验算 (42)6.1.2斜截面承载力验算 (45)6.2 持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 (50)6.2.1正截面抗裂性验算 (50)6.2.2 斜截面抗裂性验算 (51)第七章主梁变形验算 (56)7.1计算由荷载引起的跨中扰度验算 (56)第八章横隔梁计算 (57)8.1作用在跨中横隔梁上的可变作用 (57)I8.2截面配筋计算 (57)第九章行车道板的计算 (59)9.1 悬臂板(边梁)荷载效应计算 (59)9.1.1 永久作用 (59)9.1.2 可变作用 (60)9.1.3 承载能力极限状态作用基本组合 (61)9.2 连续板荷载效应计算 (61)9.2.1 永久作用 (61)9.2.2 可变作用 (63)9.2.3 承载能力极限状态作用基本组合 (65)9.3 行车道板截面设计、配筋与承载力验算 (65)结论 (69)参考文献 (70)II第一章预应力混凝土简支T形梁桥设计1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径:40m(墩中心距离)主梁全长:39.96m计算跨径:39.00m桥面净空:净23.5+2×0.5m(防撞栏)=24.5m桥梁全长:5×40m=200m设计时速: 80km/h桥面净宽:半幅桥宽12m,配合25m的整体式路基。
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简支梁T梁桥建模与分析桥梁的基本数据:桥梁形式:单跨简支梁桥桥梁等级:I级桥梁全长:30m桥梁宽度:13.6m设计车道:3车道分析与设计步骤:1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料3.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载4.定义施工阶段5.输入移动荷载数据选择规范定义车道定义车辆移动荷载工况6.运行结构分析7.查看分析结果查看设计结果使用材料以及容许应力> 混凝土采用JTG04(RC)规范的C50混凝土>普通钢筋普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)>预应力钢束采用JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)(规格分别有6束、8束、9束和10束四类)钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH70=大气或养护温度: C=T20°构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算荷载静力荷载>自重由程序内部自动计算>二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑:桥面铺装层:厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土,钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
每片T梁宽1.7m,所以铺装层的单位长度质量为:(0.08×25+0.06×23)×1.7=5.746kN/m2.护墙、栏杆和灯杆荷载:以3.55kN/m2计。
二期恒载=桥面铺装+护墙、栏杆和灯杆荷载=5.746+3.55=9.296kN/m2>预应力荷载典型几束钢束的具体数据27.71 0 1.38 0 1t-14.5 0 1.38 0 9.06585 0 0.36 10 20.89415 0 0.36 10 25.46 0 1.38 0At -B :A 表示第几根主梁;最左为1,以次及彼;B 表示第几根预应力索,索编号从Z 向由上到下编号 其余钢束可复制得移动荷载适用规范:公路工程技术标准(JTJ 001-97)荷载种类:公路I 级,车道荷载,即CH —CD设置操作环境打开新文件(新项目),以 ‘李吉勇-简支梁’ 为名保存(保存)。
将单位体系设置为 ‘tonf ’和‘m ’。
该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
文件 / 新项目文件 /保存 ( PSC Beam )工具 / 单位体系长度> m ; 力>tonf图4. 单位体系设定单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行转换。
定义材料和截面特性定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型 / 材料和截面特性 /材料类型>混凝土 ; 规范> JTG04(RC )数据库> C50名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04(S ) 数据库> Strand1860图5. 定义材料对话框同时定义多种材料特性时,使用键可以连续输入。
定义截面本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力T梁结构,本结构采用的T梁的中间20是等截面部分,而在两端各5m的范围内是变截面。
模型 /材料和截面特性 / 截面/添加数据库/用户> 截面号 (1) ; 名称 (端部变截面左)截面类型>变截面>PSC-工形尺寸对称:(开)拐点: JL1(开)尺寸IS1-自动(开), S2-自动(开), S3-自动(开), T-自动(开)HL1:0.18 ; HL2:0.133 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.692 ; HL4:0.08; HL5:0.415BL1:0.17 ; BL2:0.85 ; BL2-1:0.28 ; BL4:0.25 ;尺寸JS1-自动(开), S2-自动(开), S3-自动(开), T-自动(开)HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ; HL5:0.23BL1:0.09 ; BL2:0.85 ; BL2-1:0.28 ; BL4:0.25 ;X轴变化:一次方程Y轴变化:一次方程考虑剪切变形(开)偏心>中-下部端部变截面截面左数据模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (2) ; 名称 (跨中等截面)截面类型>PSC-工形截面名称:None对称:(开) ;变截面拐点: JL1(开) ;剪切验算:Z1自动:(开); Z3自动: (开)抗剪用最小腹板厚度t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开)抗扭用: (开)HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ; HL5:0.23BL1:0.09 ; BL2:0.85 ; BL2-1:0.28 ; BL4:0.25 ;考虑剪切变形(开)偏心>中-下部↵跨中等截面模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (3) ; 名称(端部变截面右)截面类型>变截面>PSC-工形尺寸对称:(开)拐点: JL1(开)尺寸IS1-自动(开), S2-自动(开), S3-自动(开), T-自动(开)HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ; HL5:0.23BL1:0.09 ; BL2:0.85 ; BL2-1:0.28 ; BL4:0.25 ;尺寸JS1-自动(开), S2-自动(开), S3-自动(开), T-自动(开)HL1:0.18 ; HL2:0.133 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.692 ; HL4:0.08; HL5:0.415BL1:0.17 ; BL2:0.85; BL2-1:0.28 ; BL4:0.25 ;X轴变化:一次方程Y轴变化:一次方程考虑剪切变形(开)偏心>中-下部↵模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (4) ; 名称 (横隔梁)截面类型>数据库/用户>实腹长方形截面模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (5) ; 名称 (端部定截面)截面类型>PSC-工形截面名称:None对称:(开) ;变截面拐点: JL1(开) ;剪切验算:Z1自动:(开); Z3自动: (开) 抗剪用最小腹板厚度t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开) 抗扭用: (开)HL1:0.18 HL2:0.133 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.692 ; HL4:0.08 ; HL5:0.415 BL1:0.17 ; BL2:0.85 ; BL2-1:0.28; BL4:0.25 ;考虑剪切变形(开)偏心>中-下定义材料时间依存特性并连接为了考虑混凝土材料的徐变、收缩对结构的影响,下面定义材料的时间依存特性。
材料的时间依存特性参照以下数据来输入。
➢ 28天强度 : f ck = 5000 tonf/m 2➢ 相对湿度 : RH = 70 %➢ 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算) ➢ 水泥种类:普通硅酸盐水泥 5 ➢ 开始收缩时的混凝土材龄 : 3天 模型 /材料和截面特性 /时间依存性材料(徐变和收缩)名称 (Shrink and Creep) ; 设计标准>China(JTG D62-2004) 28天材龄抗压强度 (5000)环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70)构件的理论厚度 (1)水泥种类系数(Bsc):5开始收缩时的混凝土材龄 (3)图11. 定义材料的徐变和收缩特性截面形状比较复杂时,可使用模型>材料和截面特性值>修改单元材料时间依存特性 的功能来输入h 值。
理论厚度与结构模型有关,只有在建立了结构模型后才能确定理论厚度,所以此处先设定一个1m 的厚度,在建立结构模型后再对其进行修正。
相对湿度根据结构所处的实际环境来确定,此处设定为70%。
参照图11将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。
即将时间依存材料特性赋予相应的材料。
模型 / 材料和截面特性 / 时间依存材料连接时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩选择指定的材料>材料>1:C50 选择的材料图12. 时间依存性材料连接建立结构模型单元表格将在Excel中建立的节点单元表格复制到表格/节点单元中即可建立一个纵梁建立变截面组对于目前的结构,每根T梁的端部是变截面的。
单元/变截面组组名:端部变截面左(选择1to6单元)组名:端部变截面右(选择27to32单元)Z轴: 线性; y轴: 线性复制单元全桥为6片2.25m的T梁组成,所以在建立好一片T梁的基础上采用复制的方法建立剩余的四片主梁。
单元:移动/复制形式: 复制(开)等间距:dx,dy,dz:0,2.25,0复制次数:5全选,建立横梁建立端横梁模型>单元> 建立单元单元类型:一般梁/变截面梁材料:号 1 名称 C50截面号:4 名称: 4:横隔梁交叉分割: 节点 (开) 单元(开)节点连接: (2 233) (7 238) (12 243)(17 248) (22 253) (27 258) (32 263)定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组为了进行施工阶段分析,将在各施工阶段(construction stage)所要激活和钝化的单元、边界条件和荷载定义为组,并利用组来定义施工阶段。
组>结构组>新建…定义结构组>名称(内梁)定义结构组>名称(横梁)定义结构组>名称(纵梁左边)定义结构组>名称(纵梁右边)组>边界组>新建…定义边界组>名称(两端永久支座)组>荷载组>新建…定义荷载组>名称(自重)定义荷载组>名称(二期恒载)定义荷载组>名称(预应力1)组>钢束组>新建…定义钢束组>名称(正弯矩7)定义钢束组>名称(正弯矩8)定义钢束组>名称(正弯矩9)定义钢束组>名称(正弯矩10)图26. 建立钢束组定义结构组组>结构组>单元号 (on) 从左到右框选窗口选择: (33to160)组>结构组>内梁 (拖&放)窗口选择: (198to232)组>结构组>横梁 (拖&放)窗口选择: (1to32)组>结构组>纵梁左边 (拖&放)窗口选择: (161to192)组>结构组>纵梁右边 (拖&放)定义结构组输入边界条件输入两端永久支座组>边界组模型 /边界条件 / 一般支承窗口选择 (233)边界组名称: 两端永久支座支承条件类型> Dx, Dy, Dz (开)窗口选择 (2 35 68 101 134 167 200)边界组名称: 两端永久支座支承条件类型> Dx, Dz (开)窗口选择 (263)边界组名称: 两端永久支座支承条件类型> Dy, Dz (开)窗口选择 (230 197 164 131 98 65 32 )边界组名称: 两端永久支座支承条件类型> Dz (开)图29. 输入两端永久支座修改单元的理论厚度模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性选项>添加/替换单元依存材料特性>构件的理论厚度自动计算(开)规范>中国标准公式为:a(0.5)输入荷载输入施工阶段分析中的荷载(自重、二期恒载和预应力荷载)。