西南交通大学
现代预应力混凝土课程设计
后张法部分预应力混凝土简支梁桥设计
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2012年1月
目 录
第一章 设计依据 ............................................................................................................ - 1 -
1.1、设计规范 .......................................................................................................... - 1 - 1.2、方案简介及上部结构主要尺寸 ...................................................................... - 1 - 1.3、基本参数 .......................................................................................................... - 2 - 1.4、计算模式 .......................................................................................................... - 3 - 第二章 主梁内力计算 .................................................................................................... - 4 -
2.1、主要计算参数 .................................................................................................. - 4 - 2.2、主梁内力计算及组合 ...................................................................................... - 5 - 第三章 预应力钢筋、普通钢筋的估算与布置 ............................................................ - 9 -
3.1、预应力钢筋和普通钢筋的估算 ...................................................................... - 9 - 3.2、预应力钢筋和普通钢筋的选用与布置 ........................................................ - 11 - 第四章 预应力损失及有效预应力计算 ....................................................................... - 15 -
4.1、预应力钢筋与管道之间的摩阻损失?l1 ....................................................... - 15 - 4.2、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的损失?l2 ...................................... - 16 - 4.3、混凝土弹性压缩损失?l4 .............................................................................. - 16 - 4.4、预应力钢筋应力松弛损失?l5 ....................................................................... - 17 - 4.5、混凝土的收缩和徐变损失?l6 ...................................................................... - 17 - 4.6、预应力损失和有效预应力计算 .................................................................... - 19 - 第五章 主梁验算 ........................................................................................................... - 24 -
5.1、承载能力极限状态验算 ................................................................................ - 24 - 5.2、混凝土抗裂性验算 ........................................................................................ - 25 - 5.3、裂缝宽度验算 ................................................................................................ - 27 - 5.4、挠度验算 ........................................................................................................ - 28 - 5.5、持久状况预应力混凝土构件的应力验算 .................................................... - 30 - 第六章 设计总结 ........................................................................................................... - 35 -
第一章 设计依据
1.1、 设计规范
1、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)；
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）； 3、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370-2007）。
1.2、 方案简介及上部结构主要尺寸
本桥是某高速公路上的一座后张法部分预应力混凝土简支梁桥，设计荷载等级为公路-I级。采用跨度为30m的部分预应力混凝土空心板梁，设计梁长为29.94m，计算跨度为29.20m。桥跨通过拼装预制梁、现场浇筑绞缝混凝土和桥面混凝土形成。预制梁高1.400米，底面宽1.415m、顶面宽1.365m。预制梁混凝土采用C50混凝土；铰缝及桥面现浇层（厚8cm）采用C50混凝土；桥面铺装层采用改性沥青混凝土（厚7cm）。8cm厚的C50桥面现浇层和绞缝完全参与梁的受力，桥面铺装层（改性沥青混凝土层）不参与梁的受力。
预制梁的尺寸如图1-1—1-2所示(不包括桥面铺装和湿接缝):
图1-1 预制梁1/2立面图 (单位：cm)
图1-2 预制梁横断面图 （单位：cm）
1.3、基本参数
1、设计荷载：
公路-I级，不计人群荷载。 2、计算跨径：
本桥空心板梁设计梁长29.94m，计算跨径29.20m。 3、主要材料：
预制梁混凝土：C50混凝土； 现浇湿接缝混凝土：C50混凝土；
桥面铺装层混凝土：现浇层为8cm厚C50混凝土，铺装层为7cm
厚改性沥青混凝土。
预应力钢绞线：采用极限抗拉强度为 (设计抗拉强度为 )、公称直径为 的低松弛钢绞线。 普通钢筋：采用设计抗拉强度为 ，公称直径16、18、20、22
或25mm的HRB335钢筋。
4、材料参数：
（1） 预支梁C50混凝土：根据JTG D62-2004第3.1.3-3.1.5条及JTG D60-2004
第4.2.1条，可得：
弹性模量： 轴心抗压强度设计值： 轴心抗拉强度设计值： 轴心抗压强度标准值： 轴心抗拉强度标准值： 容重：26.0kN/m3
（2）铺装层C50混凝土：根据JTG D60-2004第4.2.1条，可得： 容重：24kN/m3
(3) 铺装层沥青混凝土：根据JTG D60-2004第4.2.1条，可得：
容重：24kN/m3
（4）钢绞线：根据JTG D62-2004第3.2.2-3.2.4条，可得： 弹性模量： 抗拉强度设计值： 抗拉强度标准值： 张拉控制应力：
(5) 普通钢筋：根据JTG D62-2004第3.2.2-3.2.4条，可得： 抗拉强度设计值： 弹性模量：
1.4、计算模式
1、 为简化计算，取汽车车道荷载对粱弯矩荷载横向分布系数为mq=0.430； 2、 箱梁按B类预应力混凝土构件设计；
3、 箱梁预应力张拉锚固时龄期为28天和平均湿度为80%，张拉顺序同钢束
编号。