摘要

本设计依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD—2004）与《公路桥涵设计设计通用规范》（JTGD—2004）进行桥梁上部结构设计与验算。全桥总长105m，桥面净宽—14+2×0.5m，荷载等级为公路—Ⅰ级。本桥上部结构采用装配式预应力混凝土简支T梁桥，净跨径35m，计算跨径34.2m；单跨采用6根预应力T梁，梁高230cm；桥面坡度为1.5%；支座采用板式橡胶支座。全桥以A类构件进行设计。

本设计主要以手算为主，对主梁即预应力混凝土简支梁桥进行永久效应计算，可变作用效应计算并进行效应组合，以此对主梁进行预应力钢筋的估算和布置。手算的内容：主梁截面的几何特性，预应力损失计算，验算主梁各个危险截面主拉应力和主压应力，对行车道板和横隔梁进行荷载效应计算、配筋计算以及应力验算。在算得数据后用桥梁博士进行全桥结构安全验算与预应力钢筋的计算，可以得到桥梁博士算得的数据，最后将手算和电算进行比较。通过手算与电算的比较可知桥梁的设计是可行的。计算书的数据主要是以手算的数据为主。

关键词：T梁；预应力混凝土；A类构件；手算；电算。

Abstract

The design basis "of reinforced concrete and prestressed concrete highway bridge design specifications" (JTGD-2004) and "Highway Bridge Design General Specification" (JTGD-2004) carried out the design and checking the upper part of the bridge structure. Full-bridge length of 105m, deck width -14 +2 × 0.5m, the design effect for the road—Ⅰ level. The Bridges of the assembled prestressed concrete T-beam bridage, net span 35m, calculate the span of 34.2m; using six single-span prestressed T beams, beam height 230cm; deck slope of 1.5%; bearing using laminated rubber bearings. Full-bridge with a Class Amember of the design.

The design brief for the main beam that is prestressed concrete beam bridge permanent effect calculations, as well as variable-action effects calculated effect combination, in order for the main beams prestressed reinforced estimates and layout. Calculate the geometric characteristics of the main beam section, after the prestressing losses. Checking the girder dangerous section of each principal tensile stress and compressive stress. Right lane plate and diaphragm beams load effect calculations, stress calculations and checking reinforcement. These are obtained by hand calculation, and calculated the full bridge structural safety checking and prestressed steel beam bridge with a PhD, and finally the hand count and count for comparison.

Keywords: T-beam; estimate tendons arrangement; A class member；theoretical calculations; computer calculation

目录

摘要IV

AbstractV

第1章 设计资料及构造布置1

1.1 设计资料1

1.1.1 桥梁跨径及桥宽1

1.1.2 设计荷载1

1.1.3 材料工艺1

1.1.4 设计依据1

1.1.5 基本计算数据2

1.2 横截面布置3

1.2.1 主梁间距与主梁片数3

1.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定4

1.3 横截面沿跨长变化6

1.4 横隔梁设置6

第2章 主梁作用效应计算7

2.1 （边主梁）永久作用效应计算7

2.1.1永久作用集度7

2.1.2 永久作用效应8

2.2 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）9

2.2.1 冲击系数和车道折减系数9

2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数10

2.2.3 车道荷载的取值14

2.2.4 计算可变作用效应14

2.3 主梁作用效应组合17

第3章 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 正常使用极限状态19

3.1.2 承载能力极限状态19

3.2预应力钢束布置20

3.2.1跨中截面及锚固端截面的钢束位置20

3.2.2 钢束起弯角和线形的确定21

3.2.3 钢束计算21

第4章 计算主梁截面几何特性25

4.1 截面面积及惯矩计算25

4.1.1 净截面几何特性计算25

4.1.2 换算截面几何特性计算25

4.2 截面净矩计算26

4.3 截面几何特性汇总29

第5章 钢束预应力损失值30

5.1 预应力钢束与管道壁之间的磨擦引起的预应力损失30

5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的损失30

5.3 混凝土弹性压缩引起的损失31

5.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失33

5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失33

5.5.1 徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算34

5.5.2 计算34

5.6 成桥后张拉号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失34

5.7 预加力计算及钢束预应力损失汇总37

第6章 主梁截面承载力验算38

6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算38

6.1.1 正截面承载力验算38

6.1.2 斜截面承载力验算40

6.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算41

6.2.1 正截面抗裂验算41

6.2.1 斜截面抗裂验算42

6.3 持久状况构件的应力验算45

6.3.1 正截面混凝土的压应力验算45

6.3.2 预应力筋拉应力验算46

6.3.3 截面混凝土主压应力验算48

6.4 短暂状况构件的应力验算52

6.4.1 预加应力阶段的应力验算52

6.4.2 吊装应力验算53

第7章 主梁端部的局部承压验算55

7.1 局部承压区的截面尺寸验算55

7.2 局部抗压承载力验算56

第8章 主梁变形验算58

8.1 计算由预加力引起的跨中反拱度58

8.2 计算由荷载引起的跨中挠度61

8.3 结构刚度验算61

8.4 预拱度的设置61

第9章 横隔梁计算62

9.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用62

9.2 跨中横隔梁的作用效应影响线62

9.2.1 弯矩影响线62

9.2.2 剪力影响线63

9.3 截面作用效应计算64

9.4 截面配筋计算65

第10章 行车道板计算66

10.1 悬臂板荷载效应计算66

10.1.1 永久作用66

10.1.2 可变作用67

10.1.3 承载能力极限状态作用基本组合67

10.2 连续板荷载效应计算67

10.2.1 永久作用67

10.2.2 可变作用69

10.2.3 作用效应组合70

10.3 截面设计、配筋与承载力验算70

第11章 支座验算73

11.1 选用支座的平面尺寸73

11.2 确定支座的厚度73

11.3 验算支座的偏转74

11.4 验算支座的抗滑稳定性74

11.4.1 计入汽车制动力时74

11.4.2 不计入汽车制动力时75

第12章 桥墩的尺寸76

12.1 设计标准及上部构造76

12.2 材料76

12.3 桥墩尺寸76

12.4 设计依据76

第13章 桥梁博士电算校核77

13.1 预应力钢束的估算77

13.2 钢束的预应力损失77

13.3 预应力效应计算77

13.4 钢束引伸量输出77

13.5 使用阶段承载能力极限组合78

13.5.1 使用阶段（承载能力极限）内力组合78

13.5.2 使用阶段（正常使用极限）内力组合78

13.6 钢束最大应力验算78

13.7 正截面强度验算78

13.8 截面验算79

13.8.1 长期效应组合抗裂验算79

13.8.2短期效应组合验算79

13.8.3持久状况预应力构件标准效应应力验算80

13.9 手算与电算小结79

结 论81

参考文献82

致 谢83

附录84

英文原文84

中文翻译95

任务书105

开题报告109