土木工程毕业设计35m预应力混凝土简支t梁桥设计

土木工程毕业设计35m预应力混凝土简支t梁桥设计内容摘要：

③ 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值  71 21i iiijaean  式中： )()(2,5 222512 mani i  。 计算所得的 η ij值列于表 5内。 表 5 η ij 值计算表 梁号 η 11 η 12 η 13 η 14 η 15 12 1 2 3 ④ 计算荷载横向分布系数 1号梁的横向影响线和最不利布载图式如图 5所示。 图 5 跨中横向分布系数计算图式（单位： mm） 可变作用（汽车公路 — I 级）： 两车道： )(21 cqm 三车道： 6 7 2 )0 7 4 6 6 6 8 0 9 1 1 5 2 (21cqm 故取可变作用（汽车）的横向分布系数为： mcq=。 （ 2）支点截面的荷载横向分布系数 m0 如图 6所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载， 1号梁可变作用的横向分布系数可计算如下： 可变作用（汽车）： oqm 13 图 6 支点横向分布系数计算图式（单位： mm） （ 3）横向分布系数汇总（见表 6） 表 6 1号梁的可变作用横向分布系数 可变作用类别 mc mq 公路 Ⅰ级 根据《桥规》 条，公路 — I级的均布荷载标准值 qk和集中荷载标准值 Pk为： )/( mkNqk  计算弯矩时： )(296180)534(550 180360 kNP k  计算剪力时： )( 5 9 6 kNPk  14 在可变作用效应计算中，本设计对于横向分布系数额取值作如下考虑：支点处横向分布系数取 m0从支点至第一根横梁段，横向分布系数从 m0直线过渡到 mc，其余梁段均取 mc。 （ 1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力 计算跨中截面最大弯矩 和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图 7 示出跨中截面作用效应计算图式，计算公式为： ymPmqS kk  式中： S—— 所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力； qk—— 车道均布荷载标准值； Pk—— 车道集中荷载标准值； Ω —— 影响线上同号区段的面积； y—— 影响线上最大坐标值。 图 7 跨中截面作用效应计算图式（单位： mm） 可变作用（汽车）标准效应： 15 )( a xmkNM )( a xkNV 可变作用（汽车）冲击效应： )( mkNM  )( kNV  （ 2）求四分点截面的最大弯矩和最大剪力 图 8 为四分点截面作用效应的计算图式。 图 8 四分点截面作用效应计算图式（单位： mm） 可变作用（汽车）标准效应： 16 )()( a xmkNM )( a xkNV 可变作用（汽车）冲击效应： )( mkNM  )( kNV  （ 3）求支点截面的最大剪力 图 9 示出支点截面最大剪力计算图式。 图 9 支点截面作用效应计算图式（单位： mm） 可变作用（汽车）效应： )()( a xkNV 可变作用（汽车）冲击效应： )( kNV  17 （三）主梁作用效应组合 本设计按《桥规》 ～ 规定， 根据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状态基本组合，见表 7。 表 7 主梁作用效应组合 荷载类别 跨中截面 四分点界 面 支点 Mmax Vmax Mmax Vmax Vmax KN/m KN KN/m KN KN 一期永久作用 二期永久作用 总永久作用 可变作用公路 Ⅰ级 可变作用汽车冲击 标准组合 短期组合 极限组合 四、 预应力钢束的估算及其布置 （一）跨中截面钢束的估算和确定 根据《公预规》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。 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 pspkp k ekfAC Mn  18 式中： Mk—— 持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表 7取用； C1—— 与荷载有关的经验系数，对于公路 — I级， C1取用 ； Δ Ap—— 一股 6φ 钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是 ，故 ΔAp=。 在一中已计算出成桥后跨中截面 yx=， ks=，初估 ap=15cm，则钢束偏心距为： ep=yxap==（ cm）。 1号梁： )( 64 3   n 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 fcd，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度 fpd，则钢束数的估算 公式为： ppdd Afh Mn   式中： Md—— 承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表 7 取用； α —— 经验系数，一般采用 ～ ，本设计取用 ； fpd—— 预应力钢绞线的设计强度，为 1260MPa。 计算得： 46 3   n 根据上述两种极限状态，取钢束数 n=6。 （二）预应力钢束布置 （ 1）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。 本设计 采用内径 70mm、外径 77mm 的波纹预埋管，根据《公预规》 条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于 3cm 及管道直径的 1/2。 根据《公预规》 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 10 所示。 由此可直接得出钢束群中心至梁底距离为： )( )(3 cma p  （ 2）由于主梁预制时为小截面，若钢束全部在预制时张拉完毕，有可能会在上缘出现较大的拉应力，在下缘出现较大的压应力。 考虑到这个原因，本设计预制时在板翼缘板内 加配构造筋以抵抗部分应力。 对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是压应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，使截面均匀受压；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 11所示。 钢束群重心至梁底距离为： )( 185155)8040(2 cma p  19 图 10 跨中截面钢束布置图（单位： mm） 图 11 锚固截面钢束布置图（单位： mm） 为验核上述布置的钢束群重心布置，需计算锚固端截面几何特性。 图 12 示出计算图式，锚固端截面特性计算见表 8所示。 其中： )( 79 189 cmASyiis   )( cmyhy sx  表 8 钢束锚固截面几何特性计算表 20 图 12 钢束群重心位置复核图示（单位： mm） 故计算得： )( cmyA Ikxs  )( cmyA Iksx  )()()( cmkyay xxp  说明钢束群重心处于截面的核心范围内。 分块名称 Ai yi si It di=ynyi Ix=Aidi2 I=Ii+Ix cm2 cm cm3 cm4 cm cm4 cm4 ⑴ ⑵ ⑶ =⑴179。 ⑵ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ =⑷ +⑹ 翼板 三角承托 腹板 ∑ 21 2. 钢束起弯角和线形的确定 确定钢束起弯角时，既要照顾到由其弯起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。 为此，本设计将端部锚固端截面分成上下两部分（见图 13），上部钢束弯起角定为 15176。 ，下部钢束弯起角定为 7176。 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个竖直面内。 （ 1）计算钢束起弯点至跨中的距离 锚固点至支座中心线的水平距离 axi（见图 13） 为： )( a n4036)( 21 cmaa xx   )()( 43 cmaa xx   )( a n25365 cma x   )( a n55366 cma x   图 14 示出钢束计算图式，钢束起弯点至跨中的距离 x1列表计算在表 9 内。 表 9 钢束起弯点至跨中距离计算表 钢束号 起弯高度)(cmy )(1cmy )(2cmy )(1cmL )(3cmx  )(cmR )(2cmx )(1 cmx N1(N2) 100 5 7 3 N3(N4) 100 5 7 6 N5 100 15 N6 100 15 22 图 13 封锚端混凝土块尺寸（单位： mm） （ 2）控制截面的钢束重心位置计算 ① 各钢束重心位置计算 由图 14所示的几何关系，当计算截面在曲线段时，计算公式为： )co s1(0  Raa i Rx4sin  当计算截 面在近锚固点的直线段时，计算公式为： tan50 xyaa i  式中： ai—— 钢束在计算截面处钢束重心到梁底的距离； a0—— 钢束起弯前到梁底的距离； R—— 钢束弯起半径（见表 10）。 23 图 14 钢束计算图示（单位： mm） ② 计算钢束群重心至梁底距离 ap（见表 10） （ 3）钢束长度计算 一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端工作长度（ 2179。 70cm）之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半 径与弯起角度进行计算。 通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度，以利备料和施工。 计算结果见表 11所示。 表 10 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置 截面 钢束号 )(4cmx )(cmR Rx /sin 4 cos )(0cma )(cmai )(cmap 四分点 N1（ N2） 未弯起 3 — — 7 N3（ N4） 6 3 N5 N6 24 1 7 9 支点 直线段 y  5x tan5x 0a ia 5 N1（ N2） 7 N3（ N4） 7 N5 15 N6 15 表 11 钢束长度计算表 钢束号 )(cmR 钢束弯起角度ϕ 曲线长度（ cm） RS 180 直线长度)(1 cmx 直线长度)(1 cmL 有效长度)( )(2 11cm LxS  钢束预留长度)(cm 钢束长度 )(cm （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） （ 5） （ 6） （ 7）。