預應力簡支t梁(20m)優秀畢業設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ——由預加力產生的混凝土法向拉應力，后張法構件按《公預規》公式（）計算。預應力鋼筋混凝土受彎構件受拉區的普通鋼筋，其使用階段的應力很小，可不必驗算。(3)混凝土主壓應力和主拉應力驗算一般取變化點截面計算其上梗肋、形心軸、下梗肋處在標準值效應組合作用下的主壓應力，應滿足的要求。 為荷載標準值效應組合作用下的主壓應力，式中：——在計算主應力點，由預加力和按作用（或荷載）短期效應組合計算的彎矩產生的混凝土法向應力； ——由豎向預應力鋼筋的預加力產生的混凝土豎向壓應力； ——在計算主應力點，由預應力彎起鋼筋的預加力和按作用（或荷載）短期效應組合計算的剪力產生的混凝土剪應力；當計算截面作用有扭矩時，尚應計入由扭矩引起的剪應力；對后張預應力混凝土超靜定結構，在計算剪應力時，尚宜考慮預加力引起的次剪力； ——在計算主應力點，由扣除全部預應力損失后的縱向預加力產生的混凝土法向預壓應力，按《公預規》公式()或()計算； ——換算截面重心軸至計算主應力點的距離； ——在同一截面上豎向預應力鋼筋的肢數；、——豎向預應力鋼筋、縱向預應力彎起鋼筋扣除全部預應力損失后的有效預應力； ——單肢豎向預應力鋼筋的截面面積； ——豎向預應力鋼筋的間距； b——計算主應力點處構件腹板的寬度； ——計算截面上同一彎起平面內預應力彎起鋼筋的截面面積； 、——計算主應力點以下（或以下）部分換算截面面積對換算截面重心軸、凈截面面積對凈截面重心軸的面積矩； ——計算截面上預應力彎起鋼筋的切線與構件縱軸線的夾角。3號鋼束 形心軸處 1號鋼束 主壓應力的計算結果表明，3號鋼束的主壓應力最大，為小于規范規定的限制值，說明預加力產生的混凝土主拉應力滿足要求。 梁端錨固區的局部承壓驗算后張法預應力混凝土梁的端部，由于錨頭集中力的作用，錨下混凝土將承受很大的局部應力，它可能使梁端產生縱向裂縫需進行局部承壓驗算。在設計時，除了在錨下設置的鋼束墊板和鋼筋網應符合《公預規》，還應驗算其在預應力作用下的局部承壓強度和梁端的抗裂計算。 局部承壓強度驗算對5束預應力鋼束錨固點的分析，N1~2鋼束的錨固端局部承壓條件最不利，現對N2錨固端進行局部承壓驗算。為N1鋼束梁端錨具及間接鋼筋的構造布置圖。根據《公預規》，配置間接鋼筋的混凝土構件，其局部受壓區的截面尺寸應滿足下列要求：　　　　　　　　　　　 　式中：——局部受壓面積上的局部壓力設計值，本設計中，每束預應力筋的截面積為，張拉控制應力，則；——張拉錨固時混凝土軸心抗壓強度設計值，當混凝土強度達到設計強度的90％C40＝C35，查《公預規》； ——混凝土局部承壓修正系數，混凝土強度等級為C50及以下時，本設計預應力張拉時混凝土強度等級為C35， ；　　　——混凝土局部承壓強度提高系數；　　　——局部受壓時的計算底面積，按《公預規》；　，——混凝土局部受壓面積，當局部受壓有孔洞時，為扣除孔洞后的面積，為不扣除孔洞的面積；對于具有喇叭管并與墊板連成整體的錨具，可取墊板面積扣除喇叭管尾端內孔面積。本設計采用的此類錨具，喇叭管尾端內孔直徑為50mm，所以　　　——局部受壓計算底面積；局部受壓面為邊長為180mm的正方形，根據《公預規》，局部承壓計算底面積為則：　 則主梁局部受壓區的截面積尺寸滿足規范要求。 局部抗壓承載力驗算根據《公預規》，配置間接鋼筋的局部受壓構件，其局部抗壓承載力應按下列規定計算： 式中：——配置間接鋼筋時局部抗壓承載力提高系數，當時，應取；　　 　 ——間接鋼筋影響系數，按《公預規》，當混凝土強度等級在C50及以下時，取；——方格網或螺旋形間接鋼筋內表面范圍內的混凝土核心面積，其重心應與的重心重合，計算按同心、對稱原則取值；可取局部受壓計算底面積范圍以內的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋得：；——間接鋼筋體積配筋率；對于螺旋筋：；——單根螺旋形間接鋼筋的截面面積；——螺旋形間接鋼筋內表面范圍內混凝土核心面積的直徑；——螺旋形間接鋼筋的層距。本設計采用的間接鋼筋為HRB335的螺旋形鋼筋，直徑12mm，間距s=50mm，螺旋筋鋼筋中心直徑200mm。則：　　　　　　C40混凝土。將上述各計算值代入局部抗壓承載力計算公式，可得到：　　　 則局部抗壓承載力計算通過。 主梁變形計算根據主梁截面在使用階段混凝土正應力驗算結果，可知主梁屬于部分預應力混凝土A類構件，即主梁在使用荷載作用下載面不開裂。 短期荷載作用下主梁撓度驗算主梁計算跨徑，40號混凝土的彈性模量，為簡化計算，取梁處截面的換算截面慣性矩作為全梁的平均值來計算。由《公預規》：已知：； ； 滿足要求。 行車道板內力計算 恒載產生的內力 預應力混凝土肋梁橋的橋面板(也稱行車道板)，是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板，它的構造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，既保證了梁的整體作用，又將活載傳于主梁。以縱向1米寬的板條進行計算。C40號混凝土面層：=25=T形翼緣板自重：合計：g==+=+=7 每米寬板條的恒載內力：恒載彎矩：剪力： 荷載產生的內力。由橋規可知=，=。橋面鋪裝厚度為15cm，則有：=+2H=+2==+2H=+2=荷載對于懸臂板的有效分布寬度為:=+d+2=++=沖擊系數采用1+=，作用為每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米寬板條上的剪力為： 　荷載有效分布寬度圖示（cm） 內力組合承載能力極限狀態內力組合： 截面設計、強度驗算翼緣板的高度：h=130mm；翼緣板的寬度：b=1000mm；假設鋼筋截面重心到截面受拉邊緣距離=35mm，則=95mm。按公預規： 解得：x= 驗算這時 查有關板寬1m內鋼筋截面與間距表，考慮一層鋼筋為8根由規范查得可供使用的有8A12（），然后按照構造布置構造鋼筋。按公預規，矩形截面受彎構件的截面尺寸應符合下列要求，即：按公預規：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 故不需要進行斜截面抗剪承載力計算，僅按構造要求配置箍筋。根據公預規,板內應設置垂直于主鋼筋的分布鋼筋，直徑不應小于8mm，間距不應小于200mm。因此板內A8，間距為200mm的分布鋼筋。承載力驗算：　 　　　 　　　　　　　 承載能力滿足要求。 橫梁內力的計算 橫隔梁彎距和剪力計算(1)確定作用在中橫隔梁上的計算荷載確定作用在中橫隔梁上的計算荷載：。　跨中橫隔梁的受載圖示縱向一列輪重對中橫隔梁的計算荷載為：汽車荷載(2)繪制中橫隔梁的內力影響線在上面已經算得①號主梁和②號主梁的橫向影響線豎坐標值為：；①繪制彎矩影響線P=1作用在①號梁軸上時： P=1作用在②號梁軸上時： P=1作用在③號梁軸上時：此三個豎標值和已知影響線折點位置（即所計算截面的位置）。②繪制剪力影響線 對于①號主梁處截面的影響線計算如下。 P=1作用在計算截面以右時： ；P=1作用在計算截面以左時： ；。 中橫隔梁內力影響線（尺寸單位：cm）(3)截面內力計算將所求得的計算荷載在相應的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計入沖擊影響力，則得到如下結果：公路－II級彎距==剪力承載能力極限狀態內力組合（鑒于橫隔梁的結構自重內力甚小，計算可略不計）：基本組合 截面設計、強度驗算(1) 正彎矩配筋按《公預規》，取=8，則。解方程，得到：，由于太小，則取。由公式： 取4A10。由配筋可知截面抗彎承載力滿足要求。(2)負彎矩的配筋 由于所受彎矩較小，則負彎矩配筋選用與正彎矩相同的鋼筋，取4A10。 橫梁正截面含筋率：均大于《公預規》%。 橫梁的剪力計算與配筋考慮汽車組合系數，則取用的剪力效應值為：按《公預規》~：計算剪力效應，均滿足條件，橫梁不需要配置抗剪力鋼筋，只需要按構造配筋，選取箍筋為雙肢A8。3 下部結構設計 重力式橋墩設計資料橋梁上部結構為預應力混凝土簡支T型梁橋。標準跨徑，計算跨徑。板式橡膠支座，+2，設計荷載為公路—Ⅱ級，無人群荷載。蓋梁、防震擋塊和樁基礎均為30號鋼筋混凝土，支座墊石為40號鋼筋混凝土。 橋墩尺寸擬定初步擬定橋墩一般構造圖如圖SJ—7所示，其中樁的長度為15m。 橋墩蓋梁計算 外力計算外力包括上部結構恒載支點反力、蓋梁自重和活載。活載的布置要使各種效應組合為橋上最不利情況，求出支點最大反力作為蓋梁的活載。(1)上部構造恒載由主梁計算可知:主梁和橫隔梁的自重，欄桿、橋面鋪裝，那么主梁主梁、橫隔梁、橋面鋪裝和欄桿等每延米重量為，那么作用于一個橋墩所有支座上的反力共計：＝。(2)蓋梁、墊石自重(3)車輛荷載橋梁結構的整體計算采用車道荷載，橋梁結構的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土壓力等的計算采用車輛荷載，車輛荷載和車道荷載的作用不得疊加。四級公路上重型車輛少時，其橋涵設計所采用的公路—Ⅱ。當集中荷載作用在蓋梁中線時為最為不利(4)汽車沖擊力(5)汽車制動力汽車制動力是汽車在橋上剎車時為克服其慣性力而在車輪與路面之間發生滑動摩擦力。由《橋規》：一個設計車道上由汽車荷載產生的制動力按車道荷載在加載長度上計算的總重力的10%計算，公路—Ⅱ級汽車荷載的制動力不得小于90kN。 取 ；制動力的方向就是行車方向，其著力點在支座底座面上。(6)風力由于風力對蓋梁的影響非常小，可以忽略不計，故不考慮。(7)支座摩阻力相鄰兩孔跨徑相等，由溫度產生的支座摩阻力可相互抵消，故不考慮支座摩阻力影響。 內力計算公路橋樁柱式墩臺的蓋梁通常采用雙懸臂式，計算時的控制截面選取支點和跨中截面。在計算支點負彎矩時，采用非對稱布置荷載與恒載的反力；在計算跨中正彎矩時，采用對稱布置活載與恒載反力。橋墩沿縱向的水平力以及當蓋梁在沿橋縱向設置兩排支座時，上部結構活載的偏心力對蓋梁將產生扭矩，應予以計入。橋臺的蓋梁計算，一般可不考慮背墻與蓋梁共同受力，此時背墻僅起擋土墻作用。必要時也可考慮背墻與蓋梁的共同受力，蓋梁按L形截面計算。橋臺耳墻視為單懸臂固端梁，水平方向承受土壓力及活載水平壓力。由外力計算的荷載組合可知跨中彎矩：(1)雙孔滿載：（上部結構重力+蓋梁重力+車輛荷載+沖擊力+制動力） (2)單孔滿載：（上部結構重力+蓋梁重力+車輛荷載+沖擊力+制動力） (3)配筋計算工程實踐中常采用鋼筋混凝土蓋梁，其配筋驗算方法與鋼筋混凝土梁配筋類同，即根據彎矩包絡圖配置受彎鋼筋，根據剪力包絡圖配置彎起鋼筋和箍筋。在配筋時，還應計算各控制界面扭矩所需要的箍筋及縱向鋼筋。當采用預應力混凝土蓋梁時，預應力鋼筋及普通鋼筋的配置同預應力混凝土梁。蓋梁計算跨徑 由《公預規》，則；設，則蓋梁截面有效高度；蓋梁截面受壓區高度；由《公預規》選用9B25()。由《公預規》： 滿足要求。由《公預規》。 橋墩鉆孔灌注樁的計算 荷載計算橋墩樁的外力有上部結構恒載反力、蓋梁的重量以及樁的自重；活載按車輛荷載最不利位置布置進行計算，得到最不利荷載組合。橋墩的水平力有支座摩阻力合汽車制動力等。(1)上部構造恒載反力 (2)蓋梁自重 (3)系梁自量 (4)一根灌注樁自重 每一根灌注樁底面的恒載垂直直力為：(5)可變荷載反力①兩跨可變荷載反力：　　　　 （公路—Ⅱ級）②單跨可變荷載反力：　　　 　 （公路—Ⅱ級）③制動力T=90kN，作用在支座中心。④縱向和橫向風力：由于風力相對于樁的影響非常小，可不予考慮。(6)作用于地面處樁頂上的外力(雙孔)(單孔) 單樁豎向承載力的確定按經驗公式確定單樁承載力的方法是一種沿用多年的傳統方法，廣泛適用于各種樁型，尤其是預制樁積累的經驗頗為豐富。由上述可知為大直徑灌注樁，其側阻及端阻要求考慮尺寸效應。由《公路橋涵地基和基礎設計規范》：式中：——單樁軸向受壓承載力容許值（kN），樁身自重與置換土重的差值作為荷載考慮；——樁周長，考慮用旋轉式鉆機，成孔直徑增大5cm，則　　 　　　； ——與對應的各土層與樁側的摩擦力標準值(),宜采用單樁摩擦力試驗確定，查《基礎設計規范》；——承臺底面或局部沖刷線以