简支T梁桥上部结构设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流简支T梁桥上部结构设计.精品文档. 密级: 学号:110206010517本科生毕业设计(论文)头道江桥简支T梁上部结构设计 学 院: 土木工程学院 专 业: 土木工程 班 级: 11本土木13班 学生姓名: 汪 俊 峰 指导老师: 彭明/李琪 完成日期: 学士学位论文原创性申明本人郑重申明:所呈交的论文(设计)是本人在指导老师的指导下独立进行研究,所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本
2、申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名(手写): 签字日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 , 在 年解密后适用本授权书。不保密 。(请在以上相应方框内打“” )学位论文作者签名(手写): 指导老师签名(手写): 签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日摘要混凝土简支T梁桥由于其具有构造简单、受力明
3、确、施工方便等特点,是中小跨桥梁形式的首选方案。预应力混凝土T形梁是一种简支T形梁桥结构,具有构造简单,造价低廉,受力明确,便于施工,架设安装方便、跨越能力较大等优点,现在被越来越多的桥梁建设所采用。近年来,随着我国基础建设的迅猛发展,预制预应力混凝土T形梁桥在我国高速公路基础建设中得到了广泛应用。本次设计主要是进行一个桥梁的上部设计与验算,首先得进行方案的优选,通过不同方案对比来选择最优进行设计,在设计过程中的进行尺寸的一个拟定,通过拟定尺寸进行设计与内力计算,进行荷载组合;接着就进行钢束的配置与位置估算,计算钢束群的重心位置与长度,通过后张拉发进行钢束张拉;接着计算截面几何特性;计算各种预
4、应力损失;通过以上计算进行主梁的验算,通过各种应力验算检测是否符合各种规范要求。关键词:预应力,简支T梁,应力验算,后张法AbstractConcrete beam bridge because of its simple structure, clear force, convenient construction, is the preferred structure of middle and small span bridges. Prestressed concrete T beam is a kind of simply supported T beam bridge struct
5、ure, with simple structure, definite stress, the advantages of material saving, simple construction, erection convenient installation, strong span ability, is now used in bridge construction more and more. In recent years, with the rapid development of Chinas highway construction, precast prestresse
6、d concrete T beam bridge has been widely used in highway construction in china.This design is mainly the design and calculation of a bridge, the first scheme optimization, through different scheme compared to select the optimal design, a set of dimensions in the design process, according to the size
7、 of the design and calculation of internal force, the load combination; then the configuration of steel beam and position estimation, calculate the position of the center of gravity of steel beam and the length of group, after Zhang Lafa steel beam tension; then calculating geometric properties; cal
8、culation of prestress loss; calculation of beam through the above calculation, through various should force checking detection to comply with various requirements.Key words: Prestressed, simply supported T beam, post tensioning method, the stress checking calculation 目录第一章 引言11.1概述1第二章 主梁结构设计22.1 设计
9、资料和结构布置22.1.1 原始数据资料22.1.2 设计的基本资料22.1.3 横截面的结构布置42.1.4 主梁横截面沿跨长的变化62.1.5 主梁横隔梁位置的布置72.2 主梁内力计算72.2.1 恒载计算72.2.2 活载计算102.2.3主梁荷载作用的效应组合202.3 预应力钢束的估算及其位置222.3.1 跨中截面钢束的估算222.3.2 预应力钢束布置222.4 计算主梁截面几何特性282.4.1 截面面积与惯性矩计算282.4.2 截面静矩计算302.5 钢束预应力损失计算352.5.1 预应力钢束与管道壁之间摩擦引起的预应力损失362.5.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应
10、力损失362.5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失372.5.4 钢束应力松弛引起的预应力损失392.5.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失402.5.6 预加力的计算及钢束的预应力损失汇总41第三章主梁验算423.1 主梁截面承载力和应力验算423.1.1 持久状态承载力极限状态承载力验算423.1.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算.463.1.3 短暂状况构件的应力验算533.1.4 持久状态构件的应力验算543.2 主梁端部的局部承压验算623.2.1 局部承压区的截面尺寸验算62 3.2.2 局部抗压承载力验算.623.3 主梁变形验算633.3.1 计算由预加力引起的跨中反拱
11、度633.3.2 计算由荷载引起的跨中挠度663.3.3 结构刚度验算673.3.4 预拱度的设置67第四章 结论68参考文献69致谢70第1章 引言1.1 概述在做毕业设计的过程中,根据最新的桥梁设计规范,学校系统安排定稿,在导师的指导和同学的帮助下,本次设计圆满的完成了。通过这次设计,让我对桥梁有了更深刻的了解,对以后的工作会有更大的帮助。本设计运用了大学学到的基础理论知识,通过一个漫长的演算过程得出了自己的设计成果。虽然这次桥梁设计不是很一个真正的工程设计,但是就是一次这样毕业设计能够让我们了解到真正工程设计的一些步骤,让我们能提前感受以后工作的过程。本设计是进行一座桥梁主梁的设计与验算
12、,在设计过程中通过对尺寸的拟定,根据拟定尺寸进行内力计算以及荷载组合得出梁上的受力情况;然后进行钢束的配置与位置估算,计算钢束群的重心位置与钢束的长度,采取后张拉法对钢束进行张拉;然后计算截面几何特性;计算各种预应力损失;最后对主梁截面承载力和应力验算,主梁端部的局部承压验算,主梁变形验算等,通过各种应力验算检测设计是否符合各种规范要求。还有施工图的绘制以及各结构配筋计算,编写计算说明书与论文。第2章 主梁结构设计2.1 设计资料和结构布置2.1.1 原始数据资料设计标准:1、 公路-级,人群3.5KN/; 2、桥面宽度:净-7.5+2*0.75m人行道;水文、地质条件:桥位附近河道基本顺直,
13、河床稳定。河床土质由表至下为亚粘土和亚砂土。标准冻深2.2m,年降水量540mm。 气象资料:气候属中温带大陆性季风气候,四季分明,冬长夏短。1月平均气温-20.4,7月平均气温22.7,年平均气温3.1,标准冻深2.1.2 设计的基本资料1、桥梁的跨径桥梁的标准跨径:2x22m; 桥梁的计算跨径:2x21.88m;2、主梁的主要设计依据1)交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D602004),简称桥规,交通部颁部的公路工程技术标准(JTG B012003),交通部颁部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004),简称公预规。2)预应力混凝土、普通钢筋混凝土、沥青混凝土
14、重度分别按26KN/m、25KN/m、23KN/m计算,防撞栏杆的重量为7.5KN/m。3)公路2级,人群荷载3.5KN/。4)施工的工艺和施工的各种材料普通的钢筋:配置普通钢筋主要采用HRB335钢筋,小部分采用R235的钢筋。混凝土:主梁、翼缘板、横隔板、湿接缝均采用的是C50,桥面铺张使用的是C40。5)桥梁的各种计算的基本数据,详细见表2.1。表2.1 基本数据名称项目符号单位数据混凝土立方弹性模量轴心抗压标准强度轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度5032.42.6522.41.83短暂状态容许压应力20.72容许拉应力1.757持久状态标准荷载组合:容许压应力16.2容
15、许主压应力19.44短期效应组合:容许拉应力0容许主拉应力1.5915.2钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力186012601395持久状态应力:标准荷载组合1209材料重度钢筋混凝土25沥青混凝土23钢绞线78.5钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.652.1.3 横截面的结构布置1、主梁的间距与布置的片数根据桥面宽度确定每片主梁的翼板宽度为1.8m,为了保证本设计的桥梁整体受力性能,需要设有一定的湿接缝,所以本桥梁设置了0.3m的现浇混凝土刚性接头。综上,本桥梁选用5片主梁,其中大毛截面为1800mm,小毛截面1500mm。如图2.1所示图2.1 结构的基本尺寸图(单位:mm)2
16、、主梁的跨中截面尺寸的拟定1)主梁的高度确定根据工程技术人员的经验,主梁的高跨比一般在1/15到1/25之间,且通过增大梁高的方法可以节约钢束的用量,所以本设计主梁高度为1200mm。2)主梁跨中截面细部尺寸的拟定由于混凝土腹板的主拉应力相对较小,所以腹板厚度设计为120mm;因T形翼板的厚度要考虑受弯时的强度,所以设计为100mm,在翼板根部加厚到了200mm;马蹄尺寸高度为250mm,宽度为350mm,因为马蹄跟腹板交界处会产生局部应力,所以加了个三角过渡,高度设置为100mm。通过以上尺寸的拟定,可以得出主梁的跨中截面简图,如图2.2所示。3、跨中截面的几何特性计算如图2.2所示,把主梁
17、跨中截面划分为5个部分,计算各个部分的几何特性,见表2.2截面几何特性表。图2.2 a主梁跨中尺寸图 b主梁支座尺寸图(单位:mm)表2.2 跨中截面的几何特征表名称面积分块形心至上缘距离分块面积对上缘静距=分块面积的自身惯矩 分块的面积对截面形心的惯性矩123= 12457=4+6大毛截面翼缘板1800590001500035.54422740772289077三角承托板30013.33339.9991666.66727.24222132223799主梁腹板108052.556700729000-11.956154382883382下三角9091.6678250.03500-51.12323
18、5221235721马蹄875107.59460345573-66.95639227183968291 4145168053.0297600270小毛截面翼缘板1500575001250038.31822024042214904三角承托版30013.33339.9991666.66729.985269730271397腹板108052.556700729000-9.18291054820054下三角9091.6678250.03500-48.349210386210886马蹄875107.59406345573-64.18236044133649986 3845166553.029716722
19、7 毛截面的形心至主梁上缘距离:4、检验跨中的指标效率:核心距: 跨中指标效率: 则上述初拟的主梁跨中截面合理2.1.4 主梁横截面沿跨长的变化 主梁采用等高形式,即各截面的翼板厚度沿跨长不变,梁的端部因锚固而产生较大的局部应力,所以在距离梁的端部1980mm内把腹板加厚,厚度与马蹄相同且能满足锚具的要求,腹板厚度从四分点开始逐渐加厚。2.1.5 主梁横隔梁位置的布置为了防止主梁在荷载作用下的弯矩过大,所以在跨中、四分点和支点设置3道横隔梁,具体尺寸见图2.3。图2.3 T梁立面和平面图(单位:mm)2.2 主梁内力计算2.2.1 恒载计算1、永久作用一期的永久作用1)主梁跨中截面段自重(四分
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- 上部 结构设计
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