预应力混凝土桥梁结构设计原理

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1、预应力混凝土桥梁结构设计原理哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉全预应力混凝土简支梁设计指导老师：王宗林姓名：张永辉班级：1132101学号：11132101251哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉一、设计资料1、桥面净空：净9+2?1m2、设计荷载：城-A级车辆荷载，结构重要性指数?0=1.13、材料规格（1）混凝土强度等级为C50，主要强度指标为：强度标准值fck?32.MPa4，ftk?2.65MPa强度设计值fcd?22.MPa4，ftd?1.83MPa（2）预应力钢筋1?7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995

2、钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值fpk?1860MPa抗拉强度设计值fpd?1260MPa弹性模量Ep?1.95?105MPa（3）普通钢筋1）纵向抗拉普通钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值fsk?335MPa抗拉强度设计值fsd?280MPa弹性模量Ep?2.0?105MPa2）箍筋及构造钢筋采用R235钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值fsk?235MPa抗拉强度设计值fsd?195MPa弹性模量Ep?2.0?105MPa4、主要结构尺寸2哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉主梁标准跨径Lk=32m，梁全长31.96m，计算跨径

3、Lf=31.16m。主梁高度h=1400mm，主梁间距S=2200mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为600mm，全桥由5片梁组成。桥梁横断面尺寸如图1所示。5、施工方式主梁采用预制方式施工，后张法施加预应力。主梁安装就位后，现浇各梁间的60cm顶板接头混凝土。最后进行桥面系施工。立面图跨中断面支点断面图1桥梁横断面尺寸（单位：cm）3哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉6、内力计算结果摘录表1恒载内力计算结果表2活载内力计算结果注：（1）车辆荷载内力MQ1K、VQ1K中已计入冲击系数1+?=1.1188。（2）设表2中的荷载效应为S，

4、第25个学号的同学采用的活载内力值Si为Si=S?[1+(25–40)?0.005]=0.925S二、设计内容1）荷载内力组合(1)基本组合（用于承载能力极限状态计算）Md?1.2?MGK1P?MGK1m?MGK2??1.4MQ1K?1.12MQ2KVd?1.2?VGK1P?VGK1m?VGK2??1.4VQ1K?1.12VQ2K4哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉(2)短期组合（用于正常使用极限状态计算）MS??MGK1P?MGK1m?MGK2??0.7MQ1K?MQ2K1??VS??VGK1P?VGK1m?VGK2??0.7VQIK?VQ2K1??(

5、3）长期组合（用于正常使用极限状态计算）?MQ1K?????0.4???MLMGK1PMGK1mMGK2MQ2K???1????VQIK??VQ2K?VL??VGK1P?VGK1m?VGK2??0.4??1???各种使用情况的组合结果见下表。表3荷载内力计算结果2）预应力钢筋数量的确定及布置首先，根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋的数量。为满足抗裂要求，所需的有效预加力为：Npe?MS?1e?0.85??p??AW?5哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉由表3查得Ms?4258估算钢筋数量时，.93kN?m；MS为荷载短期效应组合设计值，可近似采用

6、毛截面几何性质。按图1给定的截面尺寸计算：Ac?0.6298?106mm2，yc?821.45mm，yc'?578.55mm，Ic?1.6668?1011mm4，WX?2.03?108mm3ep—预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，ep=ycx-ap，假设ap=200mm，则ep?821.45?200?621.45mm由此得到：Npe4258.93?106/(2.03?108)??5309007.216?5.31?106N1621.450.85?(?)0.6298?1062.03?108拟采用?j15.2钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积Ap1?139mm2，抗拉

7、强度标准值fpk?1860MPa，张拉控制应力取?con?0.75fpk?0.75?1860?1395MPa，预应力损失按张拉控制应力的20%估算。所需预应力钢绞线的根数为：5.31?106np???34.2(?con??l)Ap(1?0.2)?1395?139取36根，采用4束9?j15.2预应力束，OVM15-9型锚具，提供的预应力筋截面面积NpeAp?36?139?5004mm2，采用?80金属波纹管成孔，预留孔道直径为85mm。预应力筋束的布置见下图2。6哈尔滨工业大学交通学院1113210125张永辉图2预应力筋束布置（尺寸单位：cm）预应