毕业设计_期山桥设计(预应力混凝土t型简支梁桥)(编辑修改稿)

毕业设计_期山桥设计(预应力混凝土t型简支梁桥)(编辑修改稿)内容摘要：

力计算表 梁号 1 2 3 公路 I级（考虑冲击系数） )(max mkNM  )(max kNQ 图 27 支点截面的内力计算图 kNPk  mkNqk /kNPk mkNqk /剪力影响线弯矩影响线 表 29 支点截面内力计算表 梁号 1 2 3 公路 I级（考虑冲击系数） )(max kNQ 主梁作 用效应组合 按《桥规》 — 条规定，对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能力极限状态基本组合，见表 210。 表 210（ 1） 1 号梁内力组合表 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 支点截面 （ 1） 总恒载 0 （ 2） 人群荷载 0 0 0 0 0 （ 3） 汽车荷载 （考虑冲击） （ 3） ’ 汽车 荷载 （未考虑冲击） （ 4） ）（）（）（ 短期荷载’ 23  （ 5） ）（）（）（ 标准组合 321   （ 6）  ）（）（ ）（基本组合   表 210（ 2） 2 号梁内力组合表 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 支点截面 （ 1） 总恒载 0 （ 2） 人群荷载 0 0 0 0 0 （ 3） 汽车荷载 （考虑冲击） （ 3） ’ 汽车荷载 （未考虑冲击） （ 4） ）（）（）（ 短期荷载’ 23  （ 5） ）（）（）（ 标准组合 321   （ 6）  ）（）（ ）（基本组合   表 210（ 3） 3 号梁内力组合表 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 支点截面 （ 1） 总恒载 0 （ 2） 人群荷载 0 0 0 0 0 （ 3） 汽车荷载 （考虑冲击） （ 3） ’ 汽车荷载 （未考虑冲击） （ 4） ）（）（）（ 短期荷载’ 23  （ 5） ）（）（）（ 标准组合 321   （ 6）  ）（）（ ）（基本组合   第三章：预应力钢束的估算及其布置 跨中截面钢束的估算及确定 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： )(1 pspkpk ekfAC Mn  （ 31） 式中： kM — 持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表 210中第（ 5）项取； 1C — 与荷载有关的经验系数，对于公路 I 级， C1 取 ； pA — 钢 绞线截面积， 一根钢绞线 的截面积 是 2，故pA =； 前面已计算出成桥后跨中截面 sk =，初估 pa 15cm；则钢束偏心距为： cmaye pxp 0 3  按最大跨中弯矩值（ 2 号梁）计算： )8 8 6 4 3 (101 8 6 9 5 1 64 3   n 按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数 根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度 cdf ，应力图示呈矩形。 同时预应力钢束也达到设计强度 pdf ， 则钢束数的估算公式为： pdpd fAah Mn  （ 32） 式中： dM — 承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表 210 中第 (6)项取； a — 经验系数，一般采用 — ，本设 计取用 ； pdf — 预应力 钢绞线的设计强度 为 1260Mpa。 25 433   pdpd fAah Mn 根据上述两种极限状态，取钢束数 n=3。 预应力钢束的布置 跨中截面预应力钢束的位置 本设计采用内径 70mm，外径 77mm 的预埋金属波纹管，根据《公预规》 条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于 30mm 及管道半径的 1/2。 根据《公预规 》 条规定，直线管道的净距不应小于 40mm，且不宜小于管道直径的 倍，在竖直方向两管道可重叠，跨中截面的细部构造如图 31 所示。 跨中截面 锚固截面 图 31 钢束布置图（尺寸单位： cm） 由此，可直接得出钢束群重心至梁底距离为： cmap 20202  锚固端截 面预应力钢束的位置 按照锚头布置的“均匀”、“分散”原则，锚固端截面所布置的钢束如图 31所示。 钢束群重心至梁底距离为： cmap 853 1 2 58545  钢束锚固端截面的几何特性见表 31。 表 31 钢束锚固端截面的几何特性 分块名称 )1()( 2i cmA分块面积 )2( )(cmyi )2()1()3()( 4cmSi缘静矩分块面积对上 )4()(cmyydisi  24)4()1()5()(cmIx形心惯矩分块面积对截面 )6)(( 4cmIi的惯矩分块面积 翼板 3600 27000 6558000 97000 三角承托 420 17 7140 462020 400 腹板 6750 75 506250 4158000 12656000  10770 － 540390 － 11178000 12753400 4cm4 5 3 1 4 0 02 xi III cmAyAy iis  cmyx 5 0  故计算得： cmyA Ik xs 5    cmyA Ik sx 5    )(  cmkyay xxp 说明钢束群重心处于截面的核心范围内。 钢束弯起角和线形的确定 本设计中钢束弯起角  和相应的弯曲半径 R见表 32。 为了简化计算和施工，所有钢束布置的线形均为直线加圆弧，并且整根钢束都布置在同一个竖直面内。 钢束计算 （ 1） 计算钢束弯起点和弯止点分别至跨中截面的水平距离 钢束弯起布置如图 32所示。 由 cos21  bb ll 确定导线点距锚固点的水平距离，由 2tan2 Rlb 确定弯起点至导线点的 水平距离，所以弯起点至锚固点的水 平距离为 2bdw lll  ，则弯起点至跨中截面的水平距离为wk ldlx  )2(。 根据圆弧线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点的距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为 cos21  bb ll ，则弯止点至跨中截面的水平距离为 21 bbk llx 。 由此可计算出各钢束的控制点位置，各钢束的控制参数见表 32。 图 32 钢束计算图 表 32 各钢束的控制要素参数表 钢束号 升高值 y(mm) 弯起角θ( ) 弯起半径R（ mm) 支点到锚固点的水平距离 d（ mm） 弯起点距跨中截面的水平距离kx(mm) 弯起点距导线点的水平距离2bl(mm) 弯止点距跨中截面水平距离 21 bbk llx （ mm） N1 760 10 50000 150 2777 4374 11459 N2 608 10 50000 150 3801 3500 10748 N3 456 10 50000 150 4826 2625 10036 （ 2）各截面钢束位置及其倾角的计算 钢束上任一点 i离梁底距离 ii yaa  及该处钢束的倾角 i ，式中 a 为钢束弯起前其重心至梁底的距离； iy 为 i点所在的计算截面处钢束位置的升高值。 计算时，首先应判断出 i 点所在处的区段，然后计算 iy 及 i ，即： 当 0)(  ki xx 时， i点位于直线段还未弯起， iy =0、 ia =0、 i =0； 当 )()(0 21 bbki llxx  时， i 点位于圆弧弯起段， iy 及 i 按下式计算： 22 )( kii xxRRy  ， R xx kii )(sin 1   当 )()( 21 bbki llxx  时， i 点位于靠近锚固端的直线段，此时 i ，ta n)( 2bkii lxxy 。 各截面钢束位置 ia 及其倾角 i 计算值见表 33。 表 33 各截面钢束位置 ia 及其倾角 i 计算值 计算截面 钢束编 号 )(mmxk )( )( 21mmll bb  )()(mmxx ki  θ Y A 0ix跨中截面 N1 2777 为负值，钢束尚未弯起 0 0 100 N2 3801 0 0 100 N3 4826 0 0 200 mmxl i 48754/截面 N1 2777 的直线段位于靠近锚固端),()( 21 bbki llxx  N2 3801 的直线段位于靠近锚固端),()( 21 bbki llxx  N3 4826 位于圆弧弯曲段 ),()( 21 bbki llxx  0 0 200 mmxi 9750支点截面 N1 2777 的直线段位于靠近锚固端),()( 21 bbki llxx  N2 3801 N3 4826 第四章 ：主梁截面几何特性计算 截面面积及惯矩计算 本设计中的 T 形梁从施工到运营经历了如下三个阶段。 第一阶段：主梁预制并张拉预应力钢筋阶段 主梁混凝土设计强度达到 90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响， T 形梁翼板宽度为 1600mm。 第二阶段：灌注桩封锚，主梁吊装就位并现浇 600mm 湿接缝阶段 当预应力钢筋张拉后进行管道注浆工作，封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。 主梁吊装完成后现浇 250mm 湿接缝，但湿接缝还没参与截面受力，这时的截面特性计算采用 计入预应力钢筋影响的换算截面， T 形翼板有效宽度为 1600mm。 第三阶段：桥面、栏杆及人行道施工和营运阶段 桥面湿接缝达到强度后，此时主梁就变成全截面参与工作。 此时截面 特性计算计入预应力钢筋的换算面积。 T 形翼板有效宽度为 2200mm。 净截面几何特性计算 在预加应力阶段，只需计算小截面的几何特性。 计算公式为： 净截面积 AnAAn  （ 41） 净截面惯性矩 2)( isn yyAnII  （ 42） 式中： IA、 — 分别为混凝土毛截面面积和惯矩； pAA  、 — 分别为一根管道截面积和钢束截面积； is yy、 — 分别面积重心到主梁上缘的距离； n — 计算面积内所含的管道（钢束）数； EP — 钢束与混凝土的弹性模量比值，本设计 EP =。 第一阶段跨中截面的截面几何特性计算见表 41。 表 41 跨中截面（ b=160cm）几何特性 分块名称 )( 2cmAi分块面积 )(cmyAii梁顶距离重心至 iiyAiS的面积矩对梁顶。