预应力混凝土简支梁设计
预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计
课程名称：《桥梁工程概论》设计题目：预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计院系：专业：学号：姓名：元芳指导教师：联系方式：西南交通大学峨眉校区2012年6 月 2 日课程设计任务书专业0 姓名学号开题日期：2012-5-15完成日期：2012-6-3题目：预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计一、设计的目的通过本次预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计，掌握并巩固课堂所学知识二、设计的内容及要求设计内容：1、计算桥面板内力（最大弯矩和剪力）；2、计算主梁内力（跨中弯矩和剪力及支座处最大剪力），进行强度检算；要求：1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求，形成电子文档，并打印成文本上交，同时电子文档也须上交。
2、本课程设计期末考试时必须交三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章设计资料 (4)1.1 设计资料 (4)第二章主要尺寸拟定 (4)2.1 尺寸拟定 (4)第三章行车道板的计算 (9)3.1 桥面板恒载计算 (9)3.2 铰接板的内力计算 (10)第四章主梁内力计算 (8)4.1 求横向分布系数 (8)4.2 主梁内力计算 (11)第五章荷载效应组合.............................................................. 错误！未定义书签。
5.1 承载力极限状态设作用效应组合................................ 错误！未定义书签。
5.2 正常使用极限状态设作用效应组合............................ 错误！未定义书签。
第六章截面验算 (23)6.1 持久状况承载能力极限状态计算 (23)6.2 持久状况正常使用极限状态计算 (23)6.3 挠度验算 (24)第七章设计小结 (23)325/kN m 12.14/kN m 324/kN m 323/kN m 26.1p L m=23.5/kN m 43.4510c E MPa=⨯一、设计资料1、计算跨径：2、设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载人行道重力：预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸：行车道宽度为 8.5m ，人行道宽度为 0.75m ，每片梁行车道板宽2.00m4、行车道板间连接形式：刚性连接3、铺装层及其各项指标：桥面铺装层外边缘处为2cm 的沥青表面处治（重力密度 ）和6cm 厚的混凝土三角垫层（重力密度 ），桥面横坡 1.5%4、其他数据：弹性模量5、设计依据： 《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梁设计规范》（JTG D62—2004）8、设计方法：承载能力极限状态法二、主要尺寸拟定① 主梁高度公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11～1/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/15～1/25，随跨度增大而取较小值,本课程设计采用1350mm 的主梁高度② 梁肋厚度常用的梁肋厚度为15cm - 18cm ，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。
钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计
钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!引言简支梁桥是钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁中常用的桥梁结构形式之一。
30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计
30m预应力混凝土简支箱型梁桥设计1.1上部结构计算设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：30m；主梁全长：29.96m；计算跨径：28.66m；桥面净宽：净—9+2×1.5m。
2.设计荷载车道荷载：公路—I级；人群荷载：3kN/㎡；每侧人行道栏杆的作用力：1.52kN/㎡；每侧人行道重：3.75kN/㎡。
3.桥梁处河道防洪标准为20年一遇设计，50年一遇校核，桥下通过流量1000/s时，落差不超过0.1m。
4.桥下净空取50年一遇洪水位以上0.3m。
5．材料及工艺混凝土：主梁采用C50混凝土；钢绞线：预应力钢束采用Φ15.2钢绞线，每束6根，全梁配5束；钢筋：直径大于等于12mm的采用HRB335钢筋，直径小于12mm的采用R235钢筋。
采用后张法施工工艺制作主梁。
预制时，预留孔道采用内径70mm、外径77mm的预埋金属波纹管成型，钢绞线采用T双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。
主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。
6.基本计算数据基本计算数据见表5-1〖注〗本例考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。
f'ck和f'tk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则：f'ck = 29.6MPa，f'tk = 2.51MPa。
1.1.2 方案拟定及桥型选择1.桥型选取的基本原则(1) 在符合线路基本走向的同时，力求接线顺畅、路线短捷、桥梁较短、尽量降低工程造价(2)在满足使用功能的前提下，力求桥型结构安全、适用、经济、美观。
同时要根据桥位区的地形、地貌、气象、水文、地质、地震等条件，结合当地施工条件，选用技术先进可靠、施工工艺成熟、便于后期养护的桥型方案。
(3)尽量降低主桥梁体高度，缩短桥长。
2.桥型方案比选根据桥位的通航要求，结合桥位处的地形地貌、地质等条件，我们对简支梁桥、悬臂梁桥、T型刚构桥三种方案进行比选(1)简支梁桥方案采用预应力混凝土箱形截面形式，此结构为静定结构，结构内力不受地基变形及温度变化等的影响，因此对基础的适应性好。
预应力混凝土简支梁计算
表1 活荷载内力计算结果1.1设计资料（1）简支梁跨径：主梁标准跨径30m ，梁全长29.96m ，计算跨径29.16m 。
（2）基本构造：上翼缘板宽2.3m ，每一梁端处横隔板厚度30cm ，1/4跨和跨中位置处横隔板厚度为20cm ，二期恒载：6.0kN/m 。
（3）活荷载：公路—II 级汽车荷载，人群荷载按3.02kN /m 计算。
活载内力计算结果如下表。
（4）结构安全等级：二级，结构重要性系数取01γ=。
（5）材料：①预应力钢筋：采用1×7s φ 15.24钢绞线，有效面积1402mm ，pkf ＝1860MPa,弹性模量51.9510p MPa E =⨯；②非预应力钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级，箍筋及构造钢筋采用HRB335，R235级；③混凝土：C50，43.4510c MPa E =⨯，抗压强度标准值32.4ck MPa f =，抗压强度设计值22.4cd MPa f =；抗拉强度标准值 2.65tk MPa f =，抗拉强度设计值1.83td MPa f =。
（6）施工方法：采用后张法两端同时张拉，预应力孔道采用塑料波纹管；（7）设计要求：按全预应力混凝土或部分预应力混凝土A 类构件设计。
1.2主梁尺寸主梁各部分尺寸如下图所示。
1.3主梁全截面几何特性1）主梁翼缘有效宽度'f b ，取下列三者中的最小值： （1）简支梁计算跨径的l/3，即l/3＝29160/3＝9720mm ； （2）相邻两梁的平均间距，对于中梁为2300mm ；（3）()'b 612b h f h ++，式中b 为梁腹板宽度，b h 为承托长度，这里b h ＝0，'h f 为受压区翼缘处板的厚度， 'h f 可取跨中截面议板厚度的平均值，即'h f ≈（1000×180＋800×120/2）/1000＝228mm 。
所以有()'b 612b h f h ++＝200+6×0＋12×228＝2936mm 。
预应力混凝土简支梁的设计
1 第一节 预应力混凝土简支梁的构造 2 第二节 预应力混凝土受弯构件计算 3 第三节 预应力混凝土受弯构件的应力计算 4 第四节 预应力混凝土受弯构件抗裂性验算
返回
第一节 预应力混凝土简支梁的构造
一、预应力混凝土梁常用截面形式 （１）预应力混凝土空心板［图１１-１（ａ）］。其挖空部分采用圆形、
二、表演区 （一）什么是表演区 表演区以幼儿表演游戏为设计核心，通过道具吸引幼儿积极参加故事表演、 游戏等活动。 （二）表演区的环境布置与材料投放 表演区可以分为固定式和活动式表演区角两类。 固定式的表演区角是指在活动室内辟出一定区域，存放表演所需要的用具。 活动式的表演区角则是根据表演需要，临时在走廊、门厅、过道或室外等 地方设置表演场所，便于及时放置和收拢。
结构使用性能要求包括抗裂性、裂缝宽度、挠度和反拱等项限制。一般
情况下，以抗裂性及裂缝宽度限制控制设计。在截面尺寸已定的情况下，
结构的抗裂性及裂缝宽度主要与预加力的大小有关，而构件的承载力则 与预应力钢筋和普通钢筋的总量有关。
上一页 下一页 返回
第一节 预应力混凝土简支梁的构造
因此，预应力混凝土梁钢筋数量估算的一般方法是：首先根据结构的使 用性能要求（即正常使用极限状态正截面抗裂性或裂缝宽度限值）确定 预应力钢筋的数量，然后再由构件的承载能力极限状态要求，确定普通 钢筋的数量。换句话说，预应力混凝土梁钢筋数量估算的基本原则，是 按结构使用性能要求确定预应力钢筋数量，极限承载力的不足部分由普 通钢筋来补充
下一页 返回
第一节 预应力混凝土简支梁的构造
（２）预应力混凝土Ｔ形梁［图１１-１（ｂ）］。Ｔ形梁是我国应用最 广泛的预应力混凝土简支梁桥截面形式，为了布置钢丝束的要求，常将 下缘加宽成马蹄形。预应力混凝土简支Ｔ 梁桥的标准跨径为２５～５０ ｍ。Ｔ形梁的高跨比一般为h／L＝１／１５～１／２５。下缘加宽部分 的尺寸，根据布置钢筋束的构造要求确定，腹板一般取１６０～２００ ｍｍ。
预应力混凝土简支T梁课程设计-桥梁工程
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 对于预应力混凝土受弯构件来说，其内力偶臂所能变 化的范围越大，则在预加力相同的条件下，其所能抵抗外 弯矩的能力也就越大，即抗弯效率越高。 对于全预应力混凝土梁，混凝土合力只能在上下核心 之间移动。
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 截面效益指标（The Section Efficiency factor） 任意截面的截面特性：截面高度h，上核心距Ku，下 核心距Kb，预应力筋的偏心距e。
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 从预应力简支T梁的施工过程看，翼板的一部分在T梁 安装就位后现浇，使横截面T梁连成整体，扣除现浇段的T 梁截面称为小毛截面，全截面称为大毛截面，因此预制时 梁的自重，接缝重量及预应力荷载均由小毛截面承担，二 期恒载，活载由大毛截面承担。 l、小毛截面特性计算； 2、大毛截面特性计算。
二、基本资料
1、跨径和宽度 计算跨径：L0＝26.0～36.0m； 主梁全长：L＝26.96～36.96m； 桥面宽度：10.0～13.8m。 2、设计荷载 公路—Ⅰ级；公路—Ⅱ级。
二、基本资料
3、材料 （1）混凝土 主梁混凝土强度等级不低于C40；栏杆和桥面铺装混 凝土强度等级为C40。
三、基本内容
9、应力验算； 10、挠度及锚固区计算； 11、桥面板配筋； 12、板式橡胶支座设计（待定）； 13、主梁横膈梁配筋（待定）； 14、绘图及整理计算书。
四、计算指导书
（一）主梁构造尺寸拟定 主梁截面尺寸按桥梁工程教材，可参照经验数据确定。 l、高跨比：l/15～l/25；一般可取1/16～1/18。 2、横隔梁：5～7道； 3、主梁宽度：2.0～2.5m；
二、基本资料
（2）预应力筋 纵向预应力束采用7Ф 5mm高强度低松弛预应力钢绞线， 每束6根。钢绞线技术标准应符合《预应力混凝土用钢绞 线》（GB/T5224-2003），公称直径Ф s15.2mm，标准强度 fpk=1860MPa，弹性模量Ep＝1.95x105MPa，单股面积Ay＝ 139mm2。
桥梁毕业设计预应力混凝土简支梁
桥梁毕业设计预应力混凝土简支梁预应力混凝土简支梁是一种常见的桥梁结构，它通过预先施加高强度的钢缆或钢杆的预应力，能够有效地提高梁的承载能力、延长使用寿命。
本篇文章将针对桥梁毕业设计中预应力混凝土简支梁的相关内容展开详细的论述。
首先，预应力混凝土简支梁的设计要充分考虑弯曲变形、轴向拉力和剪切力的影响。
在预应力的施加过程中，可以利用悬臂法进行预应力的调整，以满足不同截面的受力需求。
同时，还需要根据梁的实际跨度、荷载和设计要求等因素进行综合考虑，确定梁的截面尺寸和预应力的大小。
在预应力混凝土简支梁的设计过程中，需要进行荷载分析和结构计算。
首先，进行静力分析，确定荷载的大小和作用位置，分析梁的受力情况。
然后，进行结构计算，包括弯矩计算、剪力计算、轴向拉力计算等。
根据计算结果，可以确定混凝土和预应力钢材的用量，并且评估结构的安全性。
对于预应力混凝土简支梁的施工过程也需要进行详细的论述。
首先，需要确定预应力杆的布置方案，确保预应力杆的布置符合设计要求。
然后，进行预应力的张拉和锚固，确保预应力杆能够正确地施加预应力到混凝土梁中。
同时，还需要对混凝土进行浇筑、养护等工艺操作，保证梁的质量和性能。
此外，还需要对预应力混凝土简支梁的结构性能进行评估和分析。
通过进行不同工况下的静力和动力分析，可以评估梁的结构性能，包括强度、刚度、变形等。
如果需要进一步提高梁的性能，可以通过优化设计和调整预应力的施加方式等。
最后，在完成设计和施工之后，还需要对预应力混凝土简支梁的使用寿命进行评估。
通过进行养护管理、监测和维修等工作，可以及时发现梁的损伤和变形，并采取相应的修复和加固措施，延长梁的使用寿命。
总之，预应力混凝土简支梁是一种重要的桥梁结构，其设计和施工需要综合考虑静力学、材料力学和结构力学等方面的内容。
通过科学合理的设计和施工，可以保证梁的安全性、经济性和持久性，为人们的出行提供便利和舒适。
预应力混凝土简支梁计算
全预应力混凝土简支梁设计算例一、设计资料1. 桥梁跨径及桥宽标准跨径：m L k 30=（墩中心距），主梁全长：L =29.96m ，计算跨径：f L =29.16m ，桥面净宽：净9+2×1m 。
2. 设计荷载公路—Ⅱ级车辆荷载，人群荷载3.5KN/m 2，结构重要性系数1.10=γ。
3. 材料性能参数 （1）混凝土强度等级为C40，主要强度指标为： 强度标准值 MPa f MPa f tk ck 4.2,8.26== 强度设计值 MPa f MPa f td cd 65.1,4.18== 弹性模量 MPa E c 41025.3⨯=⑵ 预应力钢筋采用1×7标准型_15.2_1860_II_GB/T 5224——1995钢绞线， 其强度 指标为：抗拉强度标准值 MPa f pk 1860= 抗拉强度设计值 MPa f pd 1260= 弹性模量 MPa E p 51095.1⨯= 相对界限受压区高度 4.0=b ξ⑶普通钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 MPa f sk 335= 抗拉强度设计值 MPa f sd 280= 弹性模量 MPa E s 5100.2⨯= 4.主梁纵横截面布置 各部分截面尺寸跨中截面毛截面几何性质为：截面面积c A =0.7018×106mm 2；截面重心至构件上缘的距离cs y =475.4mm ； 截面重心至构件下缘的距离cx y =824.6 mm ； 截面惯性矩c J =0.1548×1012 mm 4。
5.内力计算主梁内力计算的方法将在《桥梁工程》中进一步学习，在此仅列出内力计算的结果。
(1)恒载内力按预应力混凝土分阶段受力的实际情况，恒载内力按下列三种情况分别计算： ①预制主梁（包括横隔梁） m KN g /66.1635.13.151=+= ②现浇混凝土板自重 m KN g /25.22=③后期恒载（包括桥面铺装、人行道及栏杆等） m KN g /51.624.027.63=+= 恒载内力计算结果如表1所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
利用第2式求出x，若满足x≤h’f，则由第1式：
As
fcd bf x f pd Ap f sd
19
第二类T形截面
fsd As f pd Ap fcd bx bf b hf
2
7.2 预应力混凝土类型选择
➢按预应力度（抗裂等级）来划分： 1.全预应力混凝土构件： 在使用荷载下，截面不 出现拉应力。 2.部分预应力混凝土A类构件: 在使用荷载下，截 面出现拉应力，但拉应力不超过混凝土的抗拉强 度。 3. 部分预应力混凝土B类构件： 使用荷载大于开 裂荷载，即构件出现裂缝，但最大裂缝宽度控制 在容许范围内。
➢ 预应力混凝土简支T形截面梁，其截面的高跨 比一般为：1/15~1/25 。
15
7.4 预应力筋数量的估算
1.按正截面的抗裂要求估算
对于PC梁，要求：
Ms W
0.85N pe
1 A
ep W
0
N
pe
Ms W
0.85
1 A
ep W
对于A类PPC梁，要求：
Ms W
0.85N
pe
1 A
ep W
11
7.3 截面形状与跨高比
预应力混凝土受弯构件常用的截面形状有： 矩形、T形、工字形、Π形和箱形等。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
12
不同截面的核心区
ku kb
截面抗弯的效率指标： (ku kb ) / h
13
不同形状截面的特点
➢ 矩形截面外形简单，模板最省。但核心区域小，自重大， 截面有效性差。一般适用于实心板和一些短跨先张预应 力混凝土梁。
17
估算所需预应力筋总面积
Ap N pe 1 0.2 con
所需预应力筋束数： n1 Ap Ap1
18
2.按截面抗弯承载能力估算非预应力筋数量
确定AP后，AS根据正截面承载能力极限状态的要求来确 定（以T梁为例）：
第一类T形截面
fsd As f pd Ap fcd bf x
g 0Md fcd bf xho x / 2
要求的压力容器（核反应堆压力容器和安全 壳）、储液罐和在严重腐蚀环境下需防止钢材 锈蚀的结构，以及承受高频反复荷载易产生疲 劳破坏的结构。 ➢早期的预应力混凝土构件一般均为全预应力混 凝土构件。
5
➢ 但全预应力混凝土也存在着以下的不足： ⑴ 对抗裂要求过高，导致预应力筋配筋量往往由
抗裂要求控制，而不是由承载力控制； ⑵ 反拱过大，特别是在恒载小、活荷载大的情况
3
➢ 按预应力筋的粘结情况来划分： 1.有粘结预应力混凝土构件； 2.无粘结预应力混凝土构件: 包括体内无粘结和体外
无粘结预应力混凝土构件。 ➢ 按施加预应力的方法划分： 1. 先张构件； 2. 后张构件。
4
全预应力混凝土构件的特点： ➢抗裂、抗疲劳性能好，刚度大，设计计算简单。 ➢适用于对抗裂有很高要求的结构，如有防渗漏
M
≥1：全预应力混凝土 =0：钢筋混凝土 1> >0：部分预应力混凝土
9
弯矩 Mu
g f tkW0
全预应力(M ≤ M 0)
部分预应力(M>M0) 使用弯矩M
g f tkW0
钢筋混凝土(M0=0)
挠度
10
目前公路桥梁中预应力混凝土结构的应用情形是： ➢一般采用有粘结的后张全预应力混凝土构件或部 分预应力混凝土A类。且《规范（JTJD62－2004） 明确规定：对跨径大于100m桥梁的主要受力构件， 不宜设计成部分预应力混凝土构件。 ➢无粘结的体外预应力一般仅在旧桥加固时采用。
第7章 预应力混凝土简支梁设计
1
7.1 设计计算步骤
1．初拟截面形状和截面尺寸； 2. 内力计算及组合，计算控制截面最大设计内力； 3．估算预应力筋的数量，并进行合理布置； 4．计算主梁截面的几何特性；
5. 确定 con、 l ；
6. 承载能力计算：正截面承载能力、斜截面承载 能力；
7．应力验算－施工制作阶段和使用阶段应力验算； 8．裂缝宽度或抗裂验算； 9．变形验算； 10.梁端局部承压计算与锚固区设计。
➢ 工形截面核心区域大，预应力筋布置的有效范围大，截 面材料利用较为有效，自重较小。但应注意腹板应保证 一定的厚度，以使构件具有足够的受剪承载力，便于混 凝土的浇筑。
➢ 箱形截面具有与工形截面相类似的抗弯、抗剪性能，并 具有良好的抗扭性能，因此在大跨桥梁结构中常用。
14
截面的高跨比
➢ 预应力混凝土受弯构件的挠度变形控制容易 满足，因此高跨比可取得较小。但跨高比过 小，则反拱和挠度会对预加外力的作用位置 以及温度波动比较敏感，对结构的振动影响 也更为显著。一般预应力混凝土受弯构件的 高跨比可比钢筋混凝土构件减小30%左右。
◆此外全预应力混凝土构件中，由于局部高压应力会产生横 向拉应力、剪力和扭转的产生斜拉应力等也会产生裂缝。
因此，要完全靠预应力来保证结构中不出现裂缝， 不仅技术很难做到，而且在经济上也是不合理的。
7
◆部分预应力混凝土构件的适用性
➢施加预应力的混凝土构件，即使出现裂缝，当活荷载移 去后，裂缝还可以闭合，裂缝的开展是短暂的。因此， 从满足结构功能要求的角度，很多情况不必采用全预应 力混凝土。
下，混凝土处于长期高预压应力状态，引起徐 变和反拱不断增长，以致影响结构的正常使用； ⑶ 从开裂到破坏的过程很短，且破坏后延性小； ⑷ 施加预应力大，对张拉设备、锚具等有较高的 要求。
6
事实上，结构产生的裂缝不仅仅是荷载的原因，温度、收 缩徐变以及其他因素产生的变形受到约束时（如沉降、水 化热等），都可能使全预应力混凝土构件产生裂缝，有 还比较严重。
➢采用部分预应力混凝土可以节约预应力钢材、有效地控 制反拱、提高延性，部分的开裂产生的刚度降低，也有 助于结构内力的调整，以减小由于约束变形（如温差、 不均匀沉降等）而产生的内力。
➢因此，适当降低预压应力，容许混凝土出现拉应力甚至 开裂，作成部分预应力混凝土，有时可以使设计更加合 理和经济。
8
预应力度 M0
0.7
ftk
N
pe
M s W 0.7 ftk
0.85
1 A
ep W
16
一般：
Ms W
0.85N
pe
1 A
ep W
[ t ]
名义容许拉应力为[t]
裂缝控制要求 严格要求不出现裂缝
容许拉应力为[t]
0
一般要求不出现裂缝 容许裂缝宽度 0.2mm 容许裂缝宽度 0.3mm
gftk 1.5g ftk 2.0g ftk