预应力混凝土简支梁桥设计书
1.设计基本资料
主要技术指标
(1)结构形式:25m+25m简支梁桥
标准跨径25m的预应力混凝土简支梁桥(桥台台背前缘线之间的距离); 主梁全长为(主梁预制长度); 计算跨径为(支座中心之间的距离); (2)桥面净空:净9m?2?0.75m
(3)荷载等级:汽车荷载按公路二级,人群荷载为3kN/m2,每侧人行栏的重力作用为1.52kN/m。
(4)桥面铺装:5cm厚的沥青混凝土面层和平均8cm厚的水泥混凝土铺装层 材料属性
(1)梁体混凝土:C50混凝土,重度为25kN/m3,抗压强度标准值为fck?32.4MPa,抗压强度设计值fcd?22.4MPa,抗拉强度标准值为ftk?2.65MPa,抗拉强度设计值为
ftd?1.83MPa
(2)沥青混凝土面层重度为23kN/m3,水泥混凝土铺装层为24kN/m3
(3)预应力钢筋采用低松弛钢绞线(1?7标准型),抗拉强度标准值为fpk?1860MPa,抗拉强度设计值fpd?1260MPa,公称直径为,公称面积为140mm2,弹性模量
Ep?1.95?105MPa,锚具采用夹片式群锚。
(4)普通钢筋:HRB335级钢筋,抗拉强度标准值为fsk?335MPa,抗拉强度设计值
fsd?280MPa。直径d?12mm者,一律采用R235级钢筋,抗拉强度标注值fsk?235MPa,抗拉强度设计值fsd?195MPa。
环境等级
桥址位于河南省丹江口市公路某标段,?类环境条件,年平均相对湿度为75%。 安全等级
安全等级为1级,结构重要性系数为。
2.上部结构布置
主梁布置
经济分析表明,对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥,当吊装重量不受限制时,适当增加主梁间距,增大翼缘宽度,可以提高截面效率指标?(通常希望在以上),比较经济合理。然而,为了防止桥面和翼缘开裂,取值也不宜过大。一般可采用,故采用主梁间距为,五片主梁。
图结构尺寸图 主梁截面尺寸拟订 (1)主梁高度
参考刘玲嘉主编的《桥梁工程》课本知道预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/8~1/16,标准设计中高跨比约在1/18~1/19。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可以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。综上所述,本设计中取用1800mm的主梁高度是比较合适的。 (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180mm,翼板根部加厚到300mm,其过渡以线性变化,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。 力。
图主梁横截面布置图
(3)计算截面几何特征
将主梁跨中截面划分为5个规则图形的小单元,截面几何特性如下表:
表截面几何特性表
分块面积对上缘距离 y(cm)i 分块面积的自身惯距分块面积对截面形分块面分块名称 (1) 积分块面积对上缘静距 4心的惯距 Ai(cm2)Si?Aiyi(cm3) IT(cm) (4) (5) Ix?Aidi2(cm4) (7)=(4)+(6) (2) 大毛截面 翼板 三角承托 腹板 下三角 马蹄 ∑ 800 8580 170 136000 474560 200 30660 -98 1920800 3200 80 256000 1952288 960 22 21120 7680 3420 9 30780 92340 小毛截面 翼板 三角承托 腹板 下三角 马蹄 ∑ 800 8040 170 136000 469700 9963648 200 30660 1801202 3200 80 256000 1492992 960 22 21120 7680 2880 9 25920 77760 (4)检验截面效率指标 上核心距: 下核心距:
截面效率指标:
表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。 横截面沿跨长的变化
预应力混凝土简支梁梁肋下部通常加宽做成马蹄形,为了配合预应力筋的起弯,在梁段能布置锚具和安放张拉千斤顶,在靠近支点附近马蹄部分应逐渐加高,腹板也应加厚至与马蹄同宽,加宽的范围最好达到一倍梁高左右,从而形成了沿纵向腹板厚度和马蹄高度都变化的变截面T型梁。标准设计中,一般采用自第一道内横隔梁向梁端逐渐变化的形式,靠近支点部分是开始加宽,加宽范围为。 横隔梁的布置
对于T型简支梁桥端横隔梁必须设置,它不但有利于制造、运输和安装阶段构件的稳定性,而且能显着增强全桥的整体性。对于有中横隔梁的梁桥,荷载横向分布比较均匀,且可以减少翼板接缝处的纵向开裂现象。故当T型梁的跨径较大时,宜根据跨度、荷载、行车道板构造等情况,在跨径内增设适当数量的中横隔梁。本设计在梁段支点、五分点处各设置一道横隔梁,其间距为。 横隔梁尺寸的拟定
跨中横隔梁的高度应保证具有足够的抗弯刚度,通常可取主梁高度的3/4左右。从运输和安装阶段的稳定性考虑,端横隔梁应做成与主梁同高。本设计采用端横隔梁高度1800mm,厚度为上部260mm,下部240mm,平均厚度250mm;中横隔梁高度为1420mm,厚度为上部180mm,下部160mm,平均厚度170mm。
3.行车道板计算
行车道板计算简介
整体式肋梁桥或横向采用了可靠的湿接头连接的装配式肋梁桥,其桥面板实质上是一个支撑在一系列弹性支撑上的多跨连续单向板。从构造上看,桥面板与主梁是整体连接在一起的。因此,当桥面板上有荷载作用时会使主梁也发生相应的变形,并使相邻梁肋产生扭转变形,而这种变形又影响到板的内力。 单向板的计算
每米板宽跨中恒载弯矩计算式为:Mog?式中:
L-简支板计算跨径,计算弯矩时取梁肋板间的净距加板厚,即l?lo?t,但不大于两肋中心之间的距离;
g-1m宽的板条每延米的恒载重量
简支板计算跨径在跨中取为:l??0.8?0.15??2?0.05?0.08?2.03m 沥青混凝土面层:g1?23?1?0.05?1.15kN/m;
12gl 8