30m预应力混凝土简支T梁

30m预应力混凝土简支T梁

一、计算依据与基础资料

（一）、设计标准及采用规范

1、标准

跨径：桥梁标准跨径30m；计算跨径（正交、简支）；预知T梁长。

设计荷载:公路——Ⅱ级

桥面宽度：分离式路基宽（高速公路），半幅桥全宽

桥梁安全等级为一级，环境条件为Ⅱ类

2、采用规范：交通部颁布的预应力混凝土简支T梁设计通用图；

《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涵设计规范》JTG D62-2004；

刘效尧等编著，《公路桥涵设计手册-梁桥》，人民交通出版社，2011；

强士中，《桥梁工程（上）》，高等教育出版社，2004。

（二）、主要材料

1、混凝土：预制T梁，湿接缝为C50、现浇铺装层为C50、护栏为C30.

2、预应力钢绞线：采用钢绞线s ㎜,ƒpk=1860MPa,E p=×105MPa

3、普通钢筋：采用HRB335，ƒsk=335MPa,E s=×105MPa

(三)、设计要点

1、简支T梁按全预应力构件进行设计，现浇层80mm厚的C40的混凝土不参与截面组合作用。

2、结构重要性系数取；

3、预应力钢束张拉控制应力值σcon=ƒpk；

4、计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为7d；

5、环境平均相对湿度RH=55％；

6、存梁时间为90d；

7、湿度梯度效应计算的温度基数，T1=14℃，T2=℃。

二、结构尺寸及结构特征（一）、构造图

构造图如图1～图3所示。

（二）、截面几何特征

边梁、中梁毛截面几何特性见表1

边梁、中梁毛截面几何特性

（全截面）

边梁中梁（2号梁）

毛截面面

积A（㎡）

抗弯惯矩

I（m4）

截面重心

到梁顶距

离y x(m)

毛截面面

积A（㎡）

抗弯惯矩

I（m4）

截面重心

到梁顶距

离y x(m)

支点几何特性

跨中几何特性

（预制截面）

边梁中梁（2号梁）

毛截面面抗弯惯矩截面重心毛截面面抗弯惯矩截面重心

1

（三）、T

梁翼缘有效宽度计算

根据《桥规》条规定，

T 梁翼缘有效宽度计算如下：

中梁：B f 1

=min

故按全部翼缘参与受力考虑。

三、汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算

（一）、汽车荷载横向分布系数计算 1、汽车横向折减系数

根据《通规》条第7款规定，三车道的横向折减系数为，两车道的横向折减系数为.

2、跨中横向分布系数

本桥一跨沿顺桥向布置5道横梁，跨中汽车荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。主梁刚度按T 梁跨中截面考虑，抗弯惯矩I=，抗扭惯矩I t =。

T 形截面抗扭惯矩I t 的计算，系根据普朗特的薄膜比拟法对T 形截面按矩形

子块进行分块，然后将各矩形子块的抗扭惯矩累计而得到结果。设各矩形子块的

宽度为b i 、高度为t i ，则3

I i i i t t b ∑=α，其中⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=5

052.063.0131i i i i i b t b t α。本计算中将T 形截面分为三块：翼缘、腹板及下马蹄，个子块的b i 、t i 分别取为：[，]，[2，]，[，]。

任意主梁的影响系数为：∑∑==±=

n

j j

j

i

i n

j j

i

ie I a

I ea I

I 1

21

β

η。

其中：∑∑+

=

i

i

Ti I

a E I

l

22

12G 11

β=。

影响线坐标见表2。

求1号梁（边梁）、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数：

在影响线上布置车道荷载，各车道中线相应位置处的影响线坐标即为该车道荷载分布系数。1～3号梁汽车荷载跨中横向分布系数计算图式见图。

按三车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为、与。

按两车道布置，可得1号梁、2号梁、3号梁汽车荷载横向分布系数分别为、与。

考虑到三车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减系数ξ=，而两车道布置时活荷载效应需乘以车道横向折减细数ξ=，故按两车道布置时活荷载效应达最大值（边梁与2号梁达最大，3号梁按三车道布置时最大，但小于按两车道布置时的2号梁），计算中应按两车道考虑计算边梁与2号梁。 3.支点横向分布系数

按杠杆法布载，分别计算边梁、2号梁的横向分布系数（）。 支点横向分布系数7556.07556.06889.0321===支支支，，ηηη。 影响线坐标表

表2

（二）、汽车荷载冲击系数μ值计算

1、汽车荷载纵向整体冲击系数按《通规》条文说明条计算，简支梁结构基频：c

c

c m I E l f 2

12π

=

C50混凝土，E c =MPa=N/㎡。 梁跨中处单位长度质量g

G

m c =，其中G 为跨中延米结构自重（N/m ），g 为重力加速度，g=s 2。

()m kg m c /103111.281

.9896.0102633⨯=⨯⨯=

()Hz f 827.4103747.24376

.01045.39.2823

1021=⨯⨯⨯⨯=

π

冲击系数μ可按《通规》条计算，当≤f ≤14Hz 时，

2625.00157.0827.4ln 1767.0=-⨯=μ

2、汽车荷载局部加载的冲击系数按《通规》条，采用3.11=+μ。

四、作用效应组合

（一）、作用的标准值 1、永久作用标准值

（1）每延米一期恒载q 1(不包括湿接缝)计算

预制T 梁重度取3/26m kN =γ，半片跨中横隔梁的重量：

V F h b =γ