2跨25m简支梁桥上部及下部设计本科毕业设计计算书(编辑修改稿)

2跨25m简支梁桥上部及下部设计本科毕业设计计算书(编辑修改稿)内容摘要：

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—2020）的 s  钢绞线，每束 7根，全梁配 6束 ， pkf =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。 按后张法施工工艺制作主梁，采用内径 70mm、外径 77mm 的预埋波纹管和夹片锚具。 4．设计依据 （ 1） 交通部颁《公路工程技术标准 》 （ JTG B01—2020），简称《标准》； （ 2） 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（ JTG D602020），简称《桥规》 （ 3） 交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （ JTG D62— 2020），简称《公预规》。 5．基本计算数据 (见表 21) 燕山大学本科生毕业设计 4 表 21 基本计算数据 名称 项目 符号 单位 数据 混 凝 土 立方强度 弹性模量 轴心抗压标准强度 轴心抗拉标准强度 轴心抗压设计强度 轴心抗拉设计强度 ,cukccktkcdtdfEffff MPaMPaMPaMPaMPaMPa 450 10 短 暂 状态 容许压应力 容许拉应力 39。 39。 tkff MPaMPa 持久状态 标准荷载组合 容许压应力 容许主压应力 短期效应组合 容许拉应力 容许主拉应力 ckff pctkf MPaMPa MPaMPa 钢 绞 线 标准强度 弹性模量 抗拉设计强度 最大控制应力 con pkppdpkfEff MPaMPaMPaMPa 51860 1012601395 持久状态应力 标准荷载组合 MPa 1209 料 重 度 钢筋混凝土 沥青混凝土 钢绞线 123 333///kN mkN mkN m 钢筋与混凝土的弹性模量比 Ep 无量纲 横截面布置 第 2 章 桥梁上部结构计算 5 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，故在许可条件下应适当加宽 T 梁翼板。 由于本设计桥面净空为 ,主梁翼板宽度为 2500mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面 (bi=1600mm)和运营阶段的大截面 (bi=2500mm)。 净 —14m+2 的桥宽选用七片主梁，如图 所示。 图 结构尺寸图（尺寸单位： mm） 2．主梁跨中截面主要尺寸拟定 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 1/15~1/25，标准设计中高跨比约在 1/18~1/19。 当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，而混凝土用量增加不多。 综上所述，本设计取用1600mm 的主梁高 度是比较合适的。 2) 主梁截面细部尺寸 燕山大学本科生毕业设计 6 T 梁翼板的厚度主要取决与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受压的强度要求。 本设计预制 T 梁的翼板厚度取用 150mm，翼板根部加厚到 250mm 以抵抗翼缘根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板的厚度一般由布置孔管的构造决定，同时从腹板本身稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15。 本设计腹板厚度取 200mm。 马蹄尺寸基本由布置预应力钢筋束的需要确定，设计表明，马蹄面积占截面总面积的 10%~20% 为合适。 本设计将钢束按 二 层布置，一层最多排三束，同时还根据《公预规》 条对钢束净距的要求，初拟马蹄宽度为 550mm，高度 250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度 150mm，以减小局部应力。 按照以上拟订的外形尺寸，就可绘出预制梁跨中截面图（见图 ）。 图 跨中截面尺寸图（单位 mm） 3) 计算截面几何特性 将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表 22。 第 2 章 桥梁上部结构计算 7 表 22 跨中截面几何特性计算表 分 块 名 称 分块 面积 iA /cm 分块面积形心至上缘距离 iy /cm 分块面积对上缘静距 i i iS Ay/cm3 分块面积的自身惯矩 iI /cm4 id = sy iy /cm 分 块面积对截面形心的惯矩 2X i iI Ad /cm4 I = iI +xI /cm4 (1) (2) (3)=(1) (2) (4) (5) (6)=(1) (5)2 (7)=(4) (6) 大毛截面 翼板 3750 28125 8463698 腹板 2400 75 180000 2880000 3858327 三角托 500 665395 668173 下三角 130 34125 1484053 1487334 马蹄 1375 11884839  454229 26362371 小毛截面 翼板 2400 18000 45000 7664112 7709112 三角托 500 1043331 1046109 腹板 2400 75 180000 2880000 289872 3169872 下三角 130 34125 1143103 1146384 马蹄 1375 9584548 9656163  444104 22727640 注：大毛截面形心至上缘距离： 2 8 74 5 4 2 2 9y   iis AS 小毛截面形心至上缘距离： 9 3 74 4 4 1 0 4y   iis AS 4) 检验截面效率指标  ( 希望在 以上 ) 上核心距： 燕山大学本科生毕业设计 8 )( 2 8 7 2 6 3 6 2 3 7 1   xs yAIk 下核心距： x   syA I 截面效率指标： 160  h xs 表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。 横截面延跨长的变化 如图 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。 梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端 1980mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。 马蹄部分为配合钢束弯起而从 四 分点附近（第一道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。 横隔梁的设置 模型试验结 果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直线在荷载作用下的主梁弯矩很大。 为减小对主梁设计起主要作用的跨中弯矩，在跨中设计一 道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多横隔梁。 本设计在桥梁中点和 四 分点 ， 支点处设置 五 道横隔梁，其间距为。 端横隔梁的高度与主梁高度相同，厚度为上部 260mm，下部 240mm；中横隔梁高度为 1450mm，厚度为上部 180mm，下部 160mm，详见图 所示。 主梁的作用效应计算 根据上述梁跨结构纵横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（一般去跨中、四分点和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。 本设计以边主梁作用效应计算为例。 永久作用效应计算 1．永久作用集度 第 2 章 桥梁上部结构计算 9 (1) 预制梁自重 ① 跨中截面段主梁自重（ 四 分点截面至跨中截面，长 ） kN 0 46256 9 3 7 ）（G ② 马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长 ） kN )6 9 3 7 5 8 6 2 ()2( G ③ 支点段梁的自重（长 ） kN 40529812505 86 2513 ...G ）（ ④ 边主梁的横隔梁 中横隔梁体积： 3m )(  端横隔梁体积： 3m 1 8 7  ）（ 故半跨内横梁重力为 : kN  ）（）（G ⑤ 预制梁永久作用集度 k N / m )(g 1  (2) 二期 永久作用 ① 现浇 T 梁翼板集度 k N /m ( 5 )  ② 边梁现浇部分横隔梁 一片中横隔梁（现浇部分）体积： 3m  一片端横隔梁（现浇部分）体积： 3m 1 6 3 1 2  一片边梁现浇部分横隔梁载荷集度： k N / m )1 6 31 2 9 (g )6(  ③ 铺装 8cm混凝土铺装： k N /m  燕山大学本科生毕业设计 10 7cm沥青铺装： k N /m  若将桥面铺装均摊给七片主梁，则： k N/ m  ）（）（ ④ 栏杆 一侧人行栏： 一侧防撞栏： kN/ 若两侧人行栏、防撞栏均摊给七片主梁，则 ： kN / m 1. 8 62/ 74. 9 9)( 1. 52g ( 8 )  ⑤ 边梁二期永久作用集度 k N / m 2  如图 所示，设 x 为计算截面离左支座的距离，并令 /xl。 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 21 (1 )2M l g  (21) 1 (1 2 ) lg2Q  (22) 图 永久作用效应计算图 永久作用计算见表 23。 第 2 章 桥梁上部结构计算 11 表 23 1 号梁永久作用效应 作用效应 跨中  四分点  支点  一期 弯矩 1/kN m 0 剪力 /kN 0 二期 弯矩 /kN 0 剪力 1m/kN 0  弯矩 1m/kN 0 剪力 /kN 0 可变作用效应计算（ GM 法） 1．冲击系数和车道折减系数 按《桥规》 条规定，结构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： Hz 1022  ccmEIlf 其中： K g / m 1 1 10258 2 8 7 3  gGc 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：  I n f 按《桥规》 条，当车道大于两车道时， 需进行车道折减，三车道 22%，四车道折减 33%，但折减后不得小用两行车队布载的计算结构。 本设计按四车道设计，在计算可变作用效应时需进行车道折减。 2．计算主梁的荷载横向分布系数 ① 计算主梁抗扭惯性矩 TI 燕山大学本科生毕业设计 12 对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩可近似的按下式计算： 31mT i i iiI cbt （ 23） 式中： ib ， it ——相应为单个矩形截面的宽度和高度； ic ——矩形截面抗扭刚度系数； 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： cm 30 1 30t 1  马蹄部分的换算平均厚度： cm 5322 40253 .t  图 示出了 TI 的计算图示， TI 的计算见表 24。 图 计算图示（单位 mm） 第 2 章 桥梁上部结构计算 13 表 24 TI 计算表 分块名称 bi /cm ti /cm iibt iC 33i 10 iiiT tbCI /m4 翼 缘板 250 13 腹板 20 马蹄 55 02098  43x m 。