多跨预应力简支T型梁桥.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流多跨预应力简支T型梁桥.精品文档.多跨预应力简支T型梁桥 学校代码： 学号： Hefei University 毕业设计 BACHELOR DISSERTATION 设计题目： 多跨梁桥综合设计 学位类别： 学科专业： 土 木 工 程 作者姓名： 王 守 亮 导师姓名： 韩 振 峰 完成时间： 2015年5月 多 跨 梁 桥 综 合 设 计 摘 要 梁桥是指结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力而无水平反力的梁式体系桥的总称，该类桥的特点是受力明确，计算简单，理论与实际吻合好，施工也比较方便。预应力混凝土T形桥梁结构简单，受力明确，具有节省

2、材料，架设安装方便，跨越能力较大等优点。 本设计为新建桥梁，属跨河桥，对其进行综合设计。主要内容包括：纵横断面布置，主梁设计，横隔梁设计，还有行车道板设计。纵横断面布置：根据规范要求和工程实践经验确定主梁间距与主梁片数和主梁高度及各截面主要尺寸。主梁设计：内力计算由恒载内力和活载内力计算组成。恒载内力由结构力学可求出，而活载内力计算时要利用按修正偏心压力法计算得出的荷载横向分布系数。根据计算得出的各种内力组合确定设计控制内力进而对预应力钢束数进行估算。按后张法制作主梁，采用锥型锚具和直径50mm的抽拔橡胶管，计算各种预应力损失得出有效预应力，对主梁进行强度、应力和变形验算。行车道板设计：本设计

3、中行车道板的受力图示为单向板。 关键词：T型梁砼；预应力；灌注桩；后张法；修正偏心压力法 1 Integrated design of multi span girder Bridges ABSTRACT Girder bridge is refers to the structure under vertical load, bearing makes vertical reaction and no level is the floorboard of the reaction system of beam bridge, the bridge is the feature of stre

4、ss is clear, simple calculation, theory and the actual match well, construction is convenient. Prestressed concrete T bridge structure is simple, stress, save material, the erection convenient installation, large spanning capacity, etc. The main content of this design is as followings: The arrange o

5、f longitudinal section and lateral section, Main beams design, Crossing beam designing and Drive-way plank designing.The arrange of longitudinal section and lateral section:According to the specification and the experience of practical engineering, we can decide the distance of girders, the number o

6、f the girders, the height of the main beams and the main size of each section.Main beams design: Internal forces include invariable force and variable force. We can use the method of the structural mechanics. To calculate the variable internal force, we calculate the lateral direction coefficient of

7、 the load with the method of corrected eccentricity pressures.with the result of the calculation, we can obtain the control internal force, and we can approximately decide the number of the pre-stressed concrete band.design the main beams with post-tensioning method, selecting pre-burry corrected tu

8、be anchoring. Then calculate the loss of the pre-stress and obtain the valid pre-stress and examine the strength, stress, and transform of the main beams.Crossing beam designing:To make sure that all main beams rear the load together and to enhance the globality of the construction, this design goes

9、 on the crossing beam calculation with the method of corrected eccentricity pressures. We only calculate the internal force of the middle crossing beam because of the maximum force is in the place of the middle of the span. Drive-way plank designing:In this design, the force diagram of the drive-way

10、 plank is single direction plank. Key words: T beam concrete; Prestressed; M method; Post-tensioned method; Modified eccentric-pressed method. 2 目 录 第一章 设计资料及构造布置 . 错误！未定义书签。 1.1设计资料 . 错误！未定义书签。 1.1.1 桥梁跨径及桥宽 . 1 1.1.2 技术标准 . 1 1.1.3主要材料和工艺 . 错误！未定义书签。 1.1.4 结构形式 . 错误！未定义书签。 1.1.5 基本计算数据 . 1 1.2 横截面

11、布置 . 2 1.2.1 主梁间距与主梁片数 . 2 1.2.2 主梁跨中截面尺寸拟订 . 错误！未定义书签。 1.3 横截面沿跨长的变化 . 5 1.4 横隔梁的设置 . 5 第二章 主梁作用效应计算 . 6 2.1 永久作用效应计算 . 6 2.1.1 永久作用集度 . 6 2.1.2 永久作用效应 . 7 2.2 可变作用效应计算（修正刚性梁法） . 8 2.2.1 冲击系数 . 8 2.2.2 车道折减系数 . 8 2.2.3 主梁荷载横向分布系数计算 . 8 2.2.4 车道荷载的取值 . 错误！未定义书签。 2.2.5 计算可变作用效应 . 错误！未定义书签。 第三章 预应力钢束的

12、估算及其布置 . 18 3.1 跨中截面钢束的估算和确定 . 18 3.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 . 18 3.1.2 按承载能力极限状态的应力要求估算钢束数 . 18 3.2 预应力钢束的布置 . 19 3.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束布置 . 19 3.2.2 钢束起弯角和线形的确定 . 21 3.2.3 钢束计算 . 21 第四章 计算主梁截面几何特性 . 错误！未定义书签。 4.1截面面积及惯矩计算 . 错误！未定义书签。 4.1.1 净截面几何特性计算 . 错误！未定义书签。 4.1.2 换算截面几何特性计算 . 27 4.2 截面静矩计算 . 28 4.3

13、 截面几何特性汇总 . 错误！未定义书签。 第五章 钢束预应力损失计算 . 错误！未定义书签。 5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦一起的预应力损 . 错误！未定义书签。 5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失?l2 . 错误！未定义书签。 5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失?l4 . 错误！未定义书签。 5.4 由钢束应力松驰引起的预应力损失?l5 . 错误！未定义书签。 5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失?l6 . 错误！未定义书签。 3 '?5.6 成桥厚张拉N7号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失l4 . 49 5.7预加内力计算及钢束预应力损失汇总 . 49

14、第六章 主梁截面承载力与应力验算 . 55 6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 . 错误！未定义书签。 6.1.1正截面承载力验算 . 错误！未定义书签。 6.1.2 斜截面承载力验算 . 错误！未定义书签。 6.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算 . 错误！未定义书签。 6.2.1正截面抗裂验算 . 错误！未定义书签。 6.2.2斜截面抗裂验算 . 错误！未定义书签。 6.3 持久状况构件的应力验算 . 错误！未定义书签。 6.3.1 正截面混凝土压应力验算 . 错误！未定义书签。 6.3.2 预应力筋拉应力验算 . 错误！未定义书签。 6.3.3 截面混凝土主压应力验算 . 68

15、6.4 短暂状况构件的应力验算 . 错误！未定义书签。 6.4.1 预加应力阶段的应力验算 . 错误！未定义书签。 6.4.2 吊装应力验算 . 错误！未定义书签。 第七章 主梁端部的局部承压验算 . 错误！未定义书签。 7.1 局部承压区的截面尺寸验算 . 错误！未定义书签。 7.2 局部抗压承载力验算 . 错误！未定义书签。 第八章 主梁变形验算 . 78 8.1 计算由预加力引起的跨中反拱度 . 78 8.2 计算由荷载引起的跨中挠度 . 79 8.3 结构刚度验算 . 81 8.4 预拱度的设置 . 81 第九章 行车道板计算 . 82 9.1悬臂板荷载效应计算 . 82 9.1.1

16、永久作用 . 82 9.1.2承载能力极限状态作用基本组合 . 83 9.2 连续板荷载效应计算 . 83 9.2.1 永久作用 . 错误！未定义书签。 9.2.2 可变作用 . 错误！未定义书签。 9.2.3 作用效应组合 . 86 9.3 截面设计、配筋及承载力验算 . 86 第十章 下部结构设计 . 88 10.1 基本资料 . 88 10.2 荷载计算 . 89 10.3钻孔灌注桩设计 . 89 十一章 施工方法 . 92 参考文献 . 94 致谢 . 95 4 第一章 设计资料及构造布置 1.1设计资料35 1.1.1桥梁跨径及桥宽 本设计的桥梁其标准跨径：40m（墩中心线）,主梁全

17、长： 39.96m,计算跨径：39.00m, （桥面净宽）桥面宽度：11.5+230.75m。 1.1.2技术标准 2 设计荷载：公路级，人群荷载3KN/m,每侧栏杆、人行道的质量分别为1.52KN/m和3.6KN/m ；环境标准：类环境；设计安全等级：一级，设计时速:100km/h；设计基准期：100年；桥梁设计洪水频率：1/100；桥面坡度：最大纵坡3%，最大横坡2%；通航标准：V级，设计最大通航水位4.46m 1.1.3主要材料和工艺 2 混凝土：主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝均采用C50混凝土；桥面铺装采用C40混凝土。钢材：预应力钢束：采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞筋，公称直径为

18、15.20mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MP,弹性模量Ep=1.953105MPa。每束7根，全梁陪配6束。施工工艺：按后张法施工工艺制作主梁，采用金属波纹管和夹片锚具，波纹管内径70mm，外径77mm。 1.1.4 结构形式 上部采用40m装配式预应力混凝土T形梁。经计算对比，本桥分为三孔。下部采用柱式墩台，钻孔灌注桩。 1.1.5 基本计算数据6 基本计算数据见表1-1 1 1注：fck=29.6MPa，ftk=2.51MPa。 1.2 横截面布置26 1.2.1 主梁间距与主梁片数6 本桥主梁翼板宽度为2600,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

19、混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:预施应力和运输吊装阶段的小截面(b?1600mm)和运营阶段的大截面(b?2600mm)。桥宽采用五片主梁。如图1-1所示 图1-1 半剖面图（尺寸单位：mm） 2 1.2.2 主梁跨中截面尺寸拟订6 （1）主梁高度 跨中高跨比约在1/181/19。本桥梁取用2300mm的主梁高度。 （2）主梁截面细部尺寸 T梁翼板的厚度主要取决于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，腹板厚度一般由布

20、置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取200mm。 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150，以减少局部应力。 按拟订的外形尺寸，我就能够画出预制梁的跨中截面图。 图1-2 跨中截面尺寸图 （3）计算截面几何特征 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1-2 表1-2 跨中截面几何特性计算表 3 大毛截面 小毛截面 注：大毛截面形心至上缘距离：ys? 小毛截面形心至上缘距离：ys? SA ii ii 807989 ?82.13(cm) 9837.5 SA 7989

21、79 ?92.50(cm) 8637.5 （4）检验截面效率指标?（希望?在0.5以上） 上核心距： 67134796I? ks?82.13(cm) A?yi98375?(230?82.13) 下核心距： kx?截面效率指标： 4 IA?y ?83.09(cm) s ?ks?kx46.15?83.09?0.56?0.5 h230 说明我在上面拟定的主梁跨中截面尺寸是符合规定的。 1.3 横截面沿跨长的变化6 如图1-3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。在距梁端19800的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六分点附近开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高

22、的同时腹板的宽度亦开始变化。 1.4 横隔梁的设置6 本设计在桥跨中点和三分点，六分点，支点处共设置七道横隔梁，其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁相同，厚度为上部260mm，下部240mm，中横隔梁高度为2050mm，厚度为上部180mm，下部160mm，详见图3所示。 图1-3 5 第二章 主梁作用效应计算 2.1 永久作用效应计算10 2.1.1 永久作用集度 1.边梁的永久作用集度 （1）一期永久作用 跨中主梁：G(1)?0.86375?25?13?280.71(KN) 马蹄抬高与腹板变宽段主梁： G(2)?(1.443625?0.86375)?5?25/2?144.21(KN) 支

23、点段主梁自重（1980mm）： G(3)?1.443625?25?1.98?71.46(KN) 边主梁的横隔梁 中横隔梁体积： V=0.17?(1.9?0.7)?0.5?0.1?0.5?0.5?0.15?0.175?0.2196cm3 端横隔梁体积： V=0.25?(2.15?0.525?0.5?0.065?0.325)?0.2795cm3 所以半跨内横隔梁： G(4)?(2.5?0.2195?1?0.2795)?25?20.71KN 梁预制梁永久作用集 g1?(280.71?144.21?71.46?20.91)/19.98?25.89KN （2）二期永久作用 现浇T梁翼缘板g(5)?0.1

24、5?0.8?25?3KN/m 现浇T梁横隔梁 一片中横隔梁的现浇体积：0.17?0.4?1.9?0.1292 一片端横隔梁的现浇体积：0.25?0.4?2.15?0.215 故：g(6)?5?0.1292?2?0.215?25/39.96?0.67(kN/m) 桥面铺装 8cm混凝土： g7?0.08?11.5?25?23.00(kN/m) 5cm沥青混凝土面层： 'g7?0.05?11.5?23?13.225(kN/m) 6 均摊给五片主梁，则： g=(23+13.225)/5=7.25KN 栏杆 一侧人行栏：1.52(kN/m) 一侧防撞护栏：4.99(kN/m) 分摊给五片主梁：g(8)?(1.52?4.99)?2/5?2.6KN/m 边梁二期永久作用集度 g2?3.00?0.67?7.25?2.60?13.52KN/m 2.1.2 永久作用效应 如图2-1所示，设x为计算截面离左端支座的距离，并设?xl。 主梁弯矩以及剪力计算公式为： lM?(1?)l2g 2 l Q?(1?2?)lg 2 永久作用效应计算见表2?1。 图2-1 7 表2-1 1号梁永久作用效应 2.2 可变作用效应计算10（修