





























预应力损失混凝土弹性压缩引起的预应力损失由钢束应力松弛引起的预应力损失混凝土收缩和徐变引起的预应力损失预加应力计算及钢束预应力损失汇总主梁截面承载力与应力验算持久状况承载能力极限状态承载力验算持久状况正常使用极限状态抗裂验算持久状况构件的应力验算短暂状况构件的应力验算主梁端部的局部承压验算局部承压区的截面尺寸验算局部抗压承载力验算主梁变形验算计算由预加力引起的跨中反拱度计算由荷载引起的跨中挠度结构刚度验算预拱度的设置横隔梁计算横梁弯矩计算横梁截面配筋与验算横梁剪力效应计算及配筋设计行车道板的计算悬臂板荷载效应计算连续板荷载效应计算截面设计,配筋与承载力验算支座的选取选定支座的平面尺寸确定支座厚度验算支座的偏转验算支座的抗滑稳定性第章桥梁下部结构及基础计算下部结构及基础布置设计标准及上部构造水文地质条件本设计系假设条件材料设计依据盖梁计算荷载计算内力计算截面配筋设计与承载力校核桥墩墩柱设计荷载计算截面配筋设计及应力验算钻孔桩设计荷载计算桩长计算桩的内力计算桩身截面配筋与承载力验算墩顶纵向水平位移验算第章工程造价文件基本材料计算结果结论参考文献致谢第章绪论第章绪论课题性质毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后的个主要教学环节,也是最重要的综合性实践教学环节,目的是通过毕业设计这时间较长的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课技术基础课及专业课知识和相关技能,解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。
和其他教学环节不同,毕业设计要求学生在指导老师的指导下,系统的完成项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范手册标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性综合性强的显著特点。
因而对培养学生的综合素质增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。
同时,在完成毕业设计的过程中,还要求我们同时运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。
还要求我们更好的了解国内外建筑设计的发展现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。
这次的预应力混凝土简支梁桥的设计以后会在我们的工作中常接触到,这就为我们以后的工作奠定了定基础。
这次的设计是我们所学的所有科目的综合体现,也为我们更好的掌握知识提供了机会。
研究主要内容本设计为预应力混凝土简支梁桥,该桥梁总长为,桥面宽度为净,活荷载为公路级荷载,预应力钢束采用碳素钢丝,每束根。
恒载为结构自重和桥面铺装及栏杆的自重,桥下净空为。
要求完成主梁截面的设计主梁及横隔梁内力计算支座设计及下部结构设计。
燕山大学本科生毕业设计第章桥梁上部结构计算设计资料及构造布置设计资料桥梁跨径桥宽标准跨径桥墩中心距离主梁全长计算跨径桥面净空净设计荷载公路级,根据公路桥涵设计通用规范均布荷载标准值为集中荷载根据线性内插应取。
计算剪力效应时,上述集中荷载标准值应乘以的系数。
人群载荷标准值为,每侧人行柱防撞栏重力作用分别为和。
材料及工艺混凝土主梁采用,栏杆及桥面铺装采用。
预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的钢绞线,每束根,全梁配束普通钢筋直径大于和等于的采用钢筋直径小于的均用钢筋。
按后张法施工工艺制作主梁,采用内径外径的预埋金属波纹管和夹片锚具。
设计依据交通部颁布公路工程技术标准,简称标准交通部颁公路桥涵设计通用规范简称桥规交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范,简称公预规。
基本计算数据见表第章桥梁上部结构计算表基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度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,短暂状态容许压应力容许拉应力持久状态标准荷载组合容许压应力容许主压应力短期效应组合容许拉应力容许主拉应力钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力持久状态应力标准荷载组合材料重度钢筋混凝土沥青混凝土刻痕钢丝钢筋与混凝土的弹性模量比无量纲燕山大学本科静轴静距静轴以上换算面积对换轴静距三角承托肋部翼板换轴以上面积对净轴静距换轴以上换算面积对换轴净距三角承托肋部燕山大学本科生毕业设计以下为支点截面对重心轴静矩计算表支点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号静距类别及符号分块面积分块面积重心至全截面重心距离对静轴静距静距类别及符号分块面积分块面积重心至全截面重心距对静轴静距翼板翼缘部分对静轴静距翼缘部分对换轴静距三角承托肋部翼板静轴以上静面积对静轴静距静轴以上换算面积对换轴静距三角承托肋部管道或钢束翼板换轴以上静面积对静轴静距换轴以上换算面积对换轴静距三角承托肋部管道或钢束第章桥梁上部结构计算截面几何特性汇总其它截面特性值均可用同样方法计算,下面将计算结果并列于表内。
表主梁截面特性值总表名称符号单位截面跨中四分点支点混凝土净截面净截面净惯矩净轴到截面上缘距离净轴到截面下缘距离截面抵抗矩上缘下缘对净轴静矩翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积钢束群重心到净轴距离混凝土换算截面换算面积换算惯矩换轴到截面上缘距离换轴到截面下缘距离截面抵抗矩上缘下缘对换轴静矩翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积钢束群重心到换轴距离钢束群重心到截面下缘距离燕山大学本科生毕业设计钢束预应力损失计算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,当计算主梁截面应力和确定钢束的控制应力时,应计算预应力损失值。
后张法梁的预应力损失包括前期预应力损失钢束与管道壁的摩擦损失,锚具变形,钢束回缩引起的损失,分批张拉混凝土弹性压缩引起的损失和后期预应力损失钢束应力松弛,混凝土收缩和徐变引起的损失而梁内钢束的锚固应力和有效应力永存应力分别等于张拉应力扣除相应阶段的预应力损失。
预应力损失值因梁截面位置不同而有差异,现以四分点截面既有直线束,又有曲线束通过为例说明各项预应力损失的计算方法。
对于其他截面均可用同样方法计算。
他们的计算结果均列入钢束预应力损失及预加内力览表表表。
预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,计算公式为式中张拉钢束时锚下的控制应力根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,对于钢绞线取张拉控制应力为钢束与管道壁的摩擦系数,对于预埋波纹管取从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取从张拉端到计算截面的管道长度,可近似取其在纵轴的投影长度见图,当四分点为计算截面时下面分别列出了四分点截面跨中截面支点截面的管道摩擦损失计算表。
第章桥梁上部结构计算表四分点截面管道摩擦损失计算表钢束号表跨中截面管道摩擦损失计算表钢束号表支点截面管道摩擦损失计算表钢束号注见表所示,其中值由表中的值反求得到。
由锚具变形钢束回缩引起的预应力损失按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条,对曲线预应力筋,在计算锚具变形钢束回缩引起的预应力损失时,应考虑锚固后反向摩擦的影响。
计算公式如下。
反向摩擦影响长度燕山大学本科生毕业设计式中锚具变形钢束回缩值,按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条采用对于钢制锥形锚具单位长度由管道摩擦引起的预应力损失,按下公式计算其中张拉端锚下控制应力,本设计为,预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后锚固端应力,即跨中截面扣除后的钢筋应力,张拉端至锚固端距离。
张拉端锚下预应力损失在反摩擦影响长度内,距张拉端处的锚具变形钢筋回缩损失在反摩擦影响长度外,锚具变形钢筋回缩损失。
表四分点截面计算表钢束号影响长度锚固端距张拉端距离表跨中截面计算表钢束号影响长度锚固端距张拉端距离第章桥梁上部结构计算表支点截面计算表钢束号影响长度锚固端距张拉端距离混凝土弹性压缩引起的预应力损失后张法梁当采用分批张拉时,先张拉的钢束由于张拉后批钢束产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失,根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,计算公式为表各个截面的预应力损失汇总表单位钢束编号跨中截面四分点截面支点截面式中在先张拉钢束重心处,由后张拉各批钢束而产生的混凝土法向应力,可按下式计算其中,分别为钢束锚固时预加的纵向力和弯矩计算界面上钢束重心到截面净轴的距离。
本设计采用逐根张拉钢束,预制时张拉钢束,张拉顺序为,。
计算时应从最后张拉的束逐步向前推进。
计算结果在表所示。
燕山大学本科生毕业设计由钢束应力松弛引起的预应力损失根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,钢绞线由松弛引起的应力损失的终极值,按下式计算式中张拉系数,本算例采用次张拉,钢筋松弛系数,对低松弛钢筋,传力锚固时的钢筋应力,。
表各个截面计算汇总表单位钢束号跨中截面四分点截面支点截面混凝土收缩和徐变引起的预应力损失根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条规定,由混凝土收缩和徐变引起的应力损失可按下式计算式中全部钢束重心处由混凝土收缩徐变引起的预应力损失值钢束锚固时,全部钢束重心处由预加应力扣除相应阶段的应力损失产生的混凝土法向应力,并根据张拉受力情况,考虑主梁重力的影响第章桥梁上部结构计算配筋率,本算例为钢束锚固时相应的净截面面积,见表本算例即为钢束群重心至截面净轴的距离,见表截面回转半径,本算例为,加载龄期为计算龄期为时的混凝土徐变系数,加载龄期为计算龄期为时收缩应变。
徐变系数终极值,和收缩应变终极值,的计算构件理论厚度的计算公式式中主梁混凝土截面面积与大气接触的截面周边长度。
本设计考虑混凝土收缩和徐变大部分在成桥之前完成,和均采用预制梁的数据。
对于混凝土毛截面,四分点与跨中截面上述数
