25m预应力混凝土简支T梁设计计算书.doc

目 录 一、初始条件 3 二、设计依据 3 三、设计计算内容 3 方案一：装配式简支T梁设计计算 3 1.1结构尺寸及材料拟定 3 1.1.1主梁横截面尺寸： 3 1.1.2主梁间距和主梁片数： 5 1.1.3横隔梁的设置 5 1.1.4材料： 5 1.2行车道板内力计算 6 1.2.1恒载及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算） 7 1.2.2活载内力的计算 7 1.2.3内力组合 9 1.3主梁内力计算 10 1.3.1恒载内力计算 10 1.3.2计算荷载横向分布系数 12 1.3.3活载内力 16 1.3.4主梁内力组合 20 1.4横隔梁内力计算 22 1.4.1确定作用在中横隔梁的计算荷载 22 1.4.2 绘制中横隔梁的内力影响线 22 1.5挠度和预拱度计算 25 1.5.1主梁挠度的计算 25 1.5.2预拱度的设置 26 方案二：单跨等截面悬链线拱设计计算 27 一、设计资料 27 1.1 设计标准 27 1.2 材料及其数据 27 2、主拱圈计算 28 2.1 确定拱轴系数 28 2.1.1 拟定上部结构尺寸 28 2.1.2拱上构造尺寸 32 2.1.3 恒载计算 33 2.1.4验算拱轴系数 36 2.2 拱轴弹性中心及弹性压缩系数 36 2.1.1弹性中心 36 2.2.2弹性压缩系数 36 2.3 主拱圈截面内力计算 37 2.3.1恒载内力计算 37 2.3.2活载内力计算 38 3.3.3温度内力计算 40 2.4 主拱圈正截面强度验算 41 2.4.1拱圈截面抗力 42 2.4.2正截面受剪强度验算 43 2.5主拱圈稳定性验算 44 2.5.1主拱圈裸拱强度和稳定性验算 44 2.5.2.弹性中心的弯矩和推力 45 2.5.3截面内力 45 25m预应力混凝土简支T梁设计计算书 一、初始条件 设计荷载：公路—I级，人群荷载3.0KN/m2，每侧栏杆及人行道的重量按5 KN/m计。 2、标准跨径：25m，计算跨径24.5m，预制梁长24.96m。 3、桥面净宽：-10+2×0.75m 二、设计依据 1、公路工程技术标准(TJG B01-2003) 2、公路桥涵通用规范(TJG D60-2004) 3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(TJG D62-2004) 4、公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005） 三、设计计算内容 方案一：装配式简支T梁设计计算 1.1结构尺寸及材料拟定 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计中标准跨径为25m，拟定采用的梁高为1.60m，翼板宽1.7m，腹板宽0.18m。 A .主梁高度 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/14--1/25之间,高跨比约在1/18—1/19之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。随跨径增大而取较小值,随梁数减少而取较大值。本设计取用主梁高度为170㎝。 B .主梁截面细部尺寸 T梁翼板的厚度取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑是否满足主梁受 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16㎝,翼板根部加厚到25㎝,以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小,腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定,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。因此T梁腹板厚度均取20㎝。 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的,设计实践表明,马蹄面积占截面总面积的10%--20%为合适。初拟马蹄宽度48㎝,高度20㎝。马蹄与腹板交接处做成55度斜坡的折线钝角，以减小局部应力。 横截面沿跨长度变化主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求，以及锚具布置的要求，故为配合钢束的弯起而从六分点开始向支点逐渐抬高，同时腹板的宽度逐渐加厚，在距梁端一倍梁高范围内（150厘米）将腹板加厚与马蹄同宽。 照以上拟定的外形尺寸,就可绘出预制梁跨中截面图(如图1-1所示） 图1-1 1.1.2主梁间距和主梁片数： 桥面净空：净—10+2×0.75m人行道，采用5片T型主梁标准设计，主梁间距为2.25m。 1.1.3横隔梁的设置 在荷载作用处的主梁弯矩横向分布,当该处有内横隔梁时它比较均匀,否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，四分点处也宜设置内横隔梁。本设计在两支座中心线间每隔5.1m设置一道横隔梁。如图1-2所示： 图1-2 1.1.4材料： 预应力钢筋采用ASTM A416--97a标准的低松弛级钢绞线（