简支梁桥设计范例_毕业设计(编辑修改稿)

简支梁桥设计范例_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

8 0P = ) ( 2 9 5 ) + 1 8 0 = 2 8 0 m5 0 5k  （，计算剪力时为 Pk =280 =336 kN. 计算可变作用效应 支点处取 0m ，跨中取 cm ， cm 从第一根内横隔梁起向 0m 直线过渡。 （ 1） 、 跨中截面的最大弯矩和最大剪力 (1 ) ( Pq cq k k iS m q y     ） r cr or=m q S 式中： 1+ =； orq == kN/m， 跨中截面内力计算图式 46 内力计算结果见表 47. （ 2） 求四分点截面的最大弯矩和最大剪力 内力计算结果见表 （ 3）求支点截面最大剪力（图 ） 内力计算结果见表 表 跨中截面内力计算表 梁号 1 2 3 4 公路 Ⅰ 级 （考虑冲击系数） max kmM （ N/ ） max kQ （ N） 人群荷载 max kmM （ N/ ） max kQ （ N） 鲁东大学本科毕业设计 20 4321220 22022020018013018050180180180 130 180180 130 180180 130 1801号 梁2号 梁3号 梁 4号 梁人群汽车中心线 图 支点的荷载横向分布系数计算图 表 跨中截面内力计算表 梁号 1 2 3 4 公路 Ⅰ 级 （考虑冲击系数） max kmM （ N/ ） max kQ （ N） 人群荷载 max kmM （ N/ ） max kQ （ N） 鲁东大学本科毕业设计 21 Pk=3 36kN qk=qk=剪力影响线弯矩影响线A B+跨中截面作用效应计算图 图 跨中截面的作用效应 主梁作用效应组合 选择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状态基本组合，见表 预应力钢束的估算及其布置 跨中截面钢束的估算和确定 根据《公桥规》规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。 以下就按跨中截 面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。 鲁东大学本科毕业设计 22 BA剪力影响线qk=Pk =3 36 kN1. 090. 61750. 00910. 3374000. 17m汽m人m汽m人m汽m人m汽m人1号梁3号梁2号梁4号梁 图 支点截面剪力计算图 表 支点截面内力计算表 梁号 1 2 3 4 公路 Ⅰ 级 （考虑冲击系数） max kQ （ N） 人群荷载 max kQ （ N） 鲁东大学本科毕业设计 23 表 （ 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 M（ kN m） Q（ kN） M（ kN m） Q（ kN） Q（ kN） （ 1） 总荷载 （ 2） 人群荷载 （ 3） 汽车荷载（考虑冲击） （ 31） 汽车荷载（未考虑冲击） （ 4） 短期组合 =（ 1） +（ 31） +（ 2） （ 5） 标准组合 =（ 1） +（ 2） +（ 3） （ 6） 基本组合 =（ 1） + （（ 3）+（ ） （ 2）） 鲁东大学本科毕业设计 24 表 （ 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 M（ kN m） Q（ kN） M（ kN m） Q（ kN） Q（ kN） （ 1） 总荷载 （ 2） 人群荷载 （ 31 汽车荷载（考虑冲击） （ 31） 汽车荷载（未考虑冲击） （ 4） 短期组合 =（ 1） +（ 31） +（ 2） （ 5） 标准组合 =（ 1） +（ 2） +（ 3） （ 6） 基本组合 =（ 1） + （ 3） + （ 2） 鲁东大学本科毕业设计 25 表 （ 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 M（ kN m） Q（ kN） M（ kN m） Q（ kN） Q（ kN） （ 1） 总荷载 （ 2） 人群荷载 （ 3） 汽车荷载（考虑冲击） （ 31） 汽车荷载（未考虑冲击） （ 4） 短期组合 =（ 1） +（ 31） +（ 2） （ 5） 标准组合 =（ 1） +（ 2） +（ 3） （ 6） 基本组合 =（ 1） + （（ 3）+（ ） （ 2）） 鲁东大学本科毕业设计 26 表 （ 4） 4 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 M（ kN m） Q（ kN） M（ kN m） Q（ kN） Q（ kN） （ 1） 总荷载 （ 2） 人群荷载 （ 3） 汽车荷载（考虑冲击） （ 31） 汽车荷载（未考虑冲击） （ 4） 短期组合 =（ 1） +（ 31） +（ 2） （ 5） 标准组合 =（ 1） +（ 2） +（ 3） （ 6） 基本组合 =（ 1） + （（ 3）+（ ） （ 2）） 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： 鲁东大学本科毕业设计 27 1 ()kp pk s pMn C A f k e    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 410 中第（ 5）项取用； 1C ——与荷载有关的经验系数，对于公路 Ⅰ 级， 1C 取用 ； pA ——一根 钢绞线 的截面 积 是 2cm ,故 pA = 2cm。 前 已计算出成桥后跨中截面 sk = ㎝ ,初估 a=15 ㎝ ,则钢束偏心矩为 ：ep=yxap== ㎝。 按最大的跨中弯矩值（ 1 号梁）计算：   5 1 5 2 8 6 5 7 1 64 3   n 按承载能力极限状态估算钢束数 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 ，受压区呈矩形，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： dpd pMn h f A    式中 ： dM ——承载能力极限状态的跨中最大弯矩；  ——经验系数，一般采用 ，取 ； pdf ——预应力钢绞线的设计强度 ，为 1260MPa。 计算得： 2 6 1 2 1463  n 根据上述两种极限状态，综合取钢束数 n =5 预应力钢束布 置 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。 本算例采用内径 70mm，外径 77mm 的预留铁皮波纹管，根据《公 桥 规》 条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于 3cm及管道直径 1/2。 根据《公 桥 规》 条规定，水平净距不应小于 4cm及管道直径的 倍，在竖直方向可叠置。 根据以上规定，跨中截面的细部构造如图（ ）所示。 由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为： 鲁东大学本科毕业设计 28 cma p 165 3020203  101010跨中截面1 3 24512345锚固截面40303030 图 钢 束布置图（尺寸单位： mm） 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，是截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。 按照上述锚头布置的 “均匀 ”“分散 ”原则，锚固端截面所布置的钢束如图 所示。 钢束群重心至梁底距离为： cma p 1 0 05 1 6 01 3 01 0 07040  锚固端截面特性计算见表 所示。 表 钢束锚固截面几何特性计算表 分块名称 分块面积 Ai(㎝ 2) （ 1） yi （ cm） （ 2） 分块面积 对上缘静矩 Si (㎝ 3) (3)=(1)(2) di=ysyi （ cm）（ 4） 分块面积对截面形心贯矩 Ix (㎝ 4) （ 5） =（ 1） （ 4） 2 分块面积的贯矩 Ii(㎝ 4) （ 6） 翼板 3600 9 32400 105 105 三角承托 840 22 18480 105 105 腹板 10500 105 1102500 105 105 ∑ 14940 —— 1153380 —— 105 105 54ix= = = 6 6 4 . 8 8 1 0 c mI I I    ， iis yy =  ， xy = 210 = m 故计算得： 鲁东大学本科毕业设计 29 )( 3 5 3 21 4 9 4 0 6 45 cmyA Ik zs     )( 5 cmyA Iksx      cmkyay xxp 3 21 0 0  ）（＞ 0 说明钢束群重心处于截面的核心范围内。 钢束起弯角和线形的确定： 确定钢束起弯角时，即要照顾到由其起弯产生 足够的竖向预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。 本设计中钢束弯起角度 θ 和相应的弯曲半径 R见表 412. 为简化计算和施工，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竖直面内。 钢束计算： (1)计算钢束起弯点 和弯止点分别 至跨中的 水平 距离 钢束弯起布置如图 ， 由 dl =y con 确定导线点距锚固点的水平距离， 由b2l =R tan 2确定弯起点至导线点的水平距离为，所以弯起点至锚固点的水平距离为w d b2l =l l ，则弯起点至跨中截面的水平距离为 ： kwlx = d l2（ + ） 弯止点沿着切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为 b1 b2l =l con ，则弯止点到跨中的水平距离为 k b1 b2x l l。 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 表 各 钢束 的控制参数表 钢 束 号 升高值 y （ mm） 弯起角  （。 ） 弯起半径R （ mm） 支点至锚固点平距d（ mm） 弯起点至跨中平距kx （ mm） 弯起点至导线点平距 b2l（ mm） 弯止点到跨中平距 k b1 b2x l l （ mm） N1 300 6 50000 150 N2 600 8 45000 150 N3 900 10 35000 150 N4 1100 12 25000 150 N5 1300 14 15000 150 鲁东大学本科毕业设计 30 l b1ld l b2y锚固点弯止点导线点弯起点主梁底截面Ra跨中截面 钢束计算图 （ 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 ai=a+yi。