介绍： 本次设计的是大桥40m后张法预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计。根据相关技术规范要求，通过设计任务书、开题报告给出的基本数据，设计上部构造形式、横截面相应宽模度、预置高度、边梁悬臂长度、截面尺寸等。 本设计采用的是后张法预应力混凝土的简支T型梁桥，40mT梁的计算跨径是39.0m，梁长39.96m，主梁为变截面T型梁。路面全宽10m，半幅桥梁宽3.5m，两侧采用刚性护栏宽度各0.5m，不设人行道；桥面铺装采用8cm沥青混凝土5cm水泥混凝土；车道数为双向2车道；汽车荷载是公路－Ⅰ级。上部构造形式采用4梁式；梁宽模数为B=2.5m，T梁预制高度为2.30m。 具体包括以下几个部分：桥型布置，结构各部分尺寸拟定；选取计算结构简图；恒载内力计算；活载内力计算；荷载组合；预应力钢束的估算及其布置；配筋计算；预应力损失计算；截面强度验算；截面应力及变形验算；行车道板的计算。使用的工具有：”CAD”绘图软件、”Math Type”数学公式编辑器. 目 录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ Abstract---------------------------------------------------------------------------------------------Ⅱ 1.设计资料、设计方案比选及桥梁尺寸拟定------------------------------------------------01 1.1设计资料---------------------------------------------------------------------------------------01 1.1.1桥梁跨径及-----------------------------------------------------------------------------01 1.1.2设计荷载--------------------------------------------------------------------------------01 1.1.3材料及工艺-----------------------------------------------------------------------------01 1.1.4设计依据--------------------------------------------------------------------------------01 1.1.5基本设计数据--------------------------------------------------------------------------01 1.2方案比选说明---------------------------------------------------------------------------------02 1.3横截面布置------------------------------------------------------------------------------------06 1.3.1主梁间距与主梁片数------------------------------------------------------------------06 1.3.2主梁跨中截面主要尺寸拟定---------------------------------------------------------06 1.4横隔梁的设置---------------------------------------------------------------------------------08 2.主梁作用效应计算---------------------------------------------------------------------------------09 2.1永久作用效应计算---------------------------------------------------------------------------09 2.1.1预制梁自重------------------------------------------------------------------------------09 2.1.2二期永久作用---------------------------------------------------------------------------09 2.1.3永久作用效应---------------------------------------------------------------------------10 2.2可变作用效应计算---------------------------------------------------------------------------11 2.2.1冲击系数和车道折减系数计算------------------------------------------------------11 2.2.2计算主梁的荷载横向分布系数------------------------------------------------------11 2.2.3支点截面的荷载横向分布系数------------------------------------------------------14 2.2.4车道荷载的取值------------------------------------------------------------------------15 2.2.5计算可变作用效应---------------------------------------------------------------------15 2.3主梁作用效应组合---------------------------------------------------------------------------18 3.预应力钢束的估算及其布置---------------------------------------------------------------------19 3.1跨中截面钢束的估算和确定---------------------------------------------------------------19 3.1.1按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数------------------------------------19 3.1.2按承载力极限状态估算钢束数------------------------------------------------------19 3.2预应力钢束的布置--------------------------------------------------------------------------20 3.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束布置------------------------------------------------20 3.2.2钢束起弯角和线性的确定------------------------------------------------------------22 3.2.3钢束计算---------------------------------------------------------------------------------22 4.计算主梁截面几何特性---------------------------------------------------------------------------26 4.1净截面几何特性计算-----------------------------------------------------------------------26 4.2换算截面几何特性计算--------------------------------------------------------------------26 4.2.1整体截面几何特性计算---------------------------------------------------------------26 4.2.2有效分布宽度内截面几何特性计算------------------------------------------------26 4.3截面静矩计算--------------------------------------------------------------------------------27 4.4截面几何特性汇总--------------------------------------------------------------------------29 5.钢束预应力损失计算------------------------------------------------------------------------------32 5.1预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失--------------------------------32 5.2由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失--------------------------------------------33 5.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失-----------------------------------------------------34 5.4由钢束用应力松弛引起的预应力损失--------------------------------------------------34 5.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失--------------------------------------------------35 5.6成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算-----------------------38 5.7预加力计算及钢束预应力损失汇总-----------------------------------------------------38 6.主梁承载力与应力验算---------------------------------------------------------------------------41 6.1持久状况承载能力极限状态承载力验算------------------------------------------------41 6.1.1正截面承载力验算（跨中截面）----------------------------------------------------41 6.1.2正截面承载力验算（四分点截面）-------------------------------------------------42 6.1.3斜截面承载力验算----------------------------------------------------------------------44 6.1.4斜截面抗弯承载力验算---------------------------------------------------------------48 6.2持久状况正常使用极限状态抗裂验算---------------------------------------------------48 6.2.1正截面抗裂性验算---------------------------------------------------------------------48 6.2.2斜截面抗裂验算------------------------------------------------------------------------49 6.3持久状况构件的应力验算-----------------------------------------------------------------53 6.3.1正截面混凝土压应力验算------------------------------------------------------------54 6.3.2预应力筋拉应力验算------------------------------------------------------------------55 6.3.3截面混凝土主压应力验算------------------------------------------------------------57 6.4短暂状况构件的应力验算-----------------------------------------------------------------60 6.4.1预加应力阶段的应力验算------------------------------------------------------------60 6.4.2吊装应力验算---------------------------------------------------------------------------62 7.主梁端部的局部承压验算------------------------------------------------------------------------64 7.1局部承压区的截面尺寸验算--------------------------------------------------------------64 7.2局部抗压承载力验算-----------------------------------------------------------------------65 8.主梁变形验算---------------------------------------------------------------------------------------66 8.1计算有预加力引起的跨中反拱度--------------------------------------------------------66 8.2计算由荷载引起的跨中挠度--------------------------------------------------------------69 8.3结构刚度验算--------------------------------------------------------------------------------70 8.4预拱度的设置--------------------------------------------------------------------------------70 9.横隔梁计算------------------------------------------------------------------------------------------71 9.1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用--------------------------------------------------71 9.2跨中横隔梁的作用效应影响线-----------------------------------------------------------71 9.2.1绘制弯矩影响线-----------------------------------------------------------------------71 9.2.2绘制剪力影响线-----------------------------------------------------------------------72 9.3截面作用效应计算---------------------------------------------------------------------------74 9.4配筋计算---------------------------------------------------------------------------------------75 10.行车道板计算-------------------------------------------------------------------------------------76 10.1悬臂板荷载效应计算---------------------------------------------------------------------76 10.1.1永久作用-------------------------------------------------------------------------------76 10.2连续板荷载效应计算---------------------------------------------------------------------77 10.2.1永久作用-------------------------------------------------------------------------------77 10.2.2可变作用-------------------------------------------------------------------------------79 10.2.3作用效应组合-------------------------------------------------------------------------81 10.3截面设计、配筋与承载力验算---------------------------------------------------------82 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------84 致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------85 外文原文----------------------------------------------------------------------------------------------86 外文译文---------------------------------------------------------------------------------------------106
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