40m预应力混凝土装配式T形梁设计说明书.doc

40m预应力混凝土装配式T形梁设计说明书 （一）设计题目： 40m预应力混凝土装配式T形梁设计。 （二）基本资料： （1）、简支梁跨径：标准跨径Lb=40m，计算跨径L=38.88m。 （2）、设计荷载：公路一级，人群荷载为3.0KN/m2，结构重要性系数r0=1.0 （3）、环境：桥址位于野外一般地区，一类环境，年平均相对湿度75％。 （4）、材料：预应力钢筋采用ASTM A416—97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），抗拉强度标准值fpk=1860MPa，抗拉强度设计值fpd=1260 MPa，公称直径15.24mm，公称面积140mm2。弹性模量Ep=1.95×105MPa，锚具采用夹片式群锚。 非预应力钢筋：受力钢筋采用HRB335级钢筋。抗拉强度标准值fsk=335MPa，抗拉强度设计值fsd=280MPa。钢筋弹性模量为Es=2.0×105MPa。构造钢筋采用R235级钢筋，抗拉强度标准值fsk=235MPa，抗拉强度设计值fsd=195MPa。钢筋弹性模量为Es=2.1×105MPa。 混凝土：主梁采用C60，Ec=3.6×104MPa，抗压强度标准值fck=38.5MPa，抗压强度设计值fcd=26.5MPa，抗压强度标准值ftk=2.85MPa，抗拉强度设计值ftd=1.96MPa。 （5）、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62—2004）》要求，按A类预应力混凝土构件设计此梁。 （6）、施工方法：采用后张法施工，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型。钢绞线采用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇400mm宽的湿接缝，最后施工80mm厚的沥青桥面铺装层。 （三）设计内容： 1、根据资料给定的构件截面尺寸，型式，估计预应力钢筋的数量，并进行合理布局。 2、计算主梁的截面几何特性，确定预应力钢筋张拉控制应力，估算预应力损失及计算各阶段相应有效应力。 3、进行强度计算。 4、进行施工和使用阶段应力验算。 5、抗裂性验算。 6、主梁的反拱度和挠度计算。 7、绘制施工图，整理说明书。 （四）主要资料参考： 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 《结构设计原理》叶见曙主编 人民交通出版社 （五）主梁尺寸 主梁各部分尺寸如图所示 变化点截面 支点截面 图一 主梁各部分尺寸图（尺寸单位：mm） 主梁内力组合 序号 荷载类型 跨中截面 四分点截面 支点截面 （KN.m) (KN) （KN.m) (KN) (KN) 1 第一期恒载 3138 0 2387 222.12 444.23 2 第二期恒载 1080 0 810 75.38 150.75 3 人群 140.94 0.01 103.72 10.22 16.34 4 公路一级 不计冲击系数 2366.72 150.86 2213.6 210.68 270.5 冲击系数（1+u）=1.104 （六）主梁全截面几何特征值 1）受压翼缘有效宽度的计算 按《公路桥规》规定，T形截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值: 简支梁计算跨径的L/3,即L/3=38880/3=12960mm； 相邻两梁的平均间距，对于中梁为1980mm； ,式中b为梁腹板宽度，为承托长度，这里承托长度等于0，为受压区翼缘悬出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值，即 ,所以有 所以，受压板翼缘的有效宽度=1684mm。 全截面几何特性的计算 在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为全截面面积： A = 全截面重心至梁顶的距离：式中 ——分块面积；——分块面积的重心至梁顶边的距离。且 ；则 ； 式中——分块面积对其自身重心轴的惯性矩； ——对x-x（重心）轴的惯性矩。 主梁跨中（I—I）截面的全截面几何特性如下表所示。根据图一可知变化点处的截面几何尺寸与跨中截面相同，故几何特性也相同。为 A==664800mm，=873mm，=445.487×109mm4 =580078×103mm3 跨中截面分块示意图(带湿接缝) 分块号 分块面积Ai （mm2） Yi （mm） Si=Aiyi（mm3） yu－yi（mm） Ｉx=Ai（yu－yi）2mm4 （mm4） 145600 40 5824×103 833 101.030×109 0.078×109 85200 120 10224×103 753 48.309×109 0.068×109 323200 1010 326432×103 —137 6.