结构设计原理课程设计

一、设计题目

预应力混凝土简支 T 梁设计   

二、设计资料    

1.桥梁跨径与桥宽 标准跨径：40m（墩中心距 离） 

主梁全长：39.96m 计算跨径：39.0m   

桥面净空：净 14+2×1.75m=17.5m。   

2.设计荷载：公路 I 级车辆荷载，人群荷载 3.0kN/m，结构重要性指数 γ0=1.1。  

3.材料性能参数   

(1)混凝土   

强度等级为 C50，主要强度指标为： 强度标准值 

￡ck=32.4MPa，￡tk=2.65MPa 强度设计值￡ 

cd=22.4MPa，￡td=1.83MPa 弹性模量  

Ec=3.45×104 MPa  

(2)预应力钢筋采用 l×7 标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995 钢绞线，其强度指标为： 抗拉强度标准值 

抗拉强度设计值   

弹性模量 Ep=1.95×105 MPa 相对界限受压区高度 b=0.4， pu=0.2563   

(3)预应力锚具采用 OVM 锚具相关尺寸参见附图   

(4)普通钢筋   

1)纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值￡sk=400MPa 抗拉强度设计值￡sd=330MPa   

弹性模量 Es=2.0×l05 MPa 相对界限受压区高度 b=0.53，  pu=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用 HRB335 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值￡sk=335MPa   

抗拉强度设计值￡sd=280MPa  

弹性模量  Es=2.0×105 MPa    

4.主要结构构造尺寸   

主梁高度 h=2300mm，主梁间距 S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为 1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。桥梁结构尺寸参见附图。   

5.内力计算结果摘录  

（1）恒载内力  

1）预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m

2）主梁现浇部分的自重  g1m=4.14kN/m  

3）二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆)  g2p=8.16kN/m

恒载内力计算结果

车辆荷载按密集运营状态A级车道荷载计算，冲击系数1+u=1.2。人群荷载按3.5kN/m计算。

活载内力以2#梁为准，跨中截面按刚接梁法计算横向分布系数，支点截面按杠杆法计算横向分布系数。 

(3)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)+1.4 MQ1K+1.12 MQ2K   

Vd=1.2(VGK1P+VGK1m+ VGK2)+1.4 VQ1K+1.12 VQ2K  

2)短期组合（用于正常使用极限状态计算）   

Ms= (MGK1P+ MGK1m+ MGK2)+0.7 MQ1K/(1+u)+1.12 MQ2K 

Vs=(VGK1P+VGK1m+VGK2)+0.7VQ1K/(1+u)+1.12VQ2K  

3）长期组合（用于正常使用极限状态计算）  

ML= (MGK1P+ MGK1m+ MGK2)+0.4 [MQ1K/(1+u)+ MQ2K]   

VL= (VGK1P+ VGK1m+ VGK2)+0.4 [VQ1K/(1+u)+ VQ2K]  

各种情况下的组合结果见下表

截面

应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及其他施工荷载引起的截面应力验算。持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。 

7.裂缝宽度验算                 

8.主梁变形（挠度）计算  

包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度 设置。  

9.锚固端局部承压的验算  

(1)按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢筋网、螺旋钢筋。

(2)按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的5.7.1条进行局部承压区尺寸验算。  

(3)按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的5.7.2条计算局部承压承载力验算。  

说明：若2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。