目录
第一章 课程设计任务书 ............................................................... 2
一．设计项目 .............................................................................................................. 2 二．设计依据 .............................................................................................................. 2 三．设计内容 ............................................................................................................ ３
第二章 截面尺寸拟定及草算 ....................................................... 3
一、梁高 ..................................................................................................................... 3 二、主梁截面细部尺寸 ............................................................................................... 3 三、跨中截面及支座截面轮廓尺寸图 ......................................................................... 4
第三章 预应力混凝土主梁计算 ................................................... 4
一．主梁内力算.................................................................................................................4. 二．主要梁全截面几何特性计算................................................................................. 7 三．主梁面积的估算及钢束布置................................................................................. 8 四．主梁截面几何特行计算 ...................................................................................... 17 五．持久状况截面承载能力极限状态计算 ................................................................ 21 六．钢束预应力损失计算.......................................................................................... 26 七．应力验算 ............................................................................................................ 32 八．抗裂性验算 ........................................................................................................ 39 九．主梁变形(挠度)计算 ........................................................................................... 42 十．锚固区局部计算 ................................................................................................. 44
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\\第一章 课程设计任务书 一．设计项目：
预应力混凝土简支梁设计 二．设计依据：
１．简支梁跨径：跨径:30m;计算跨径:28.66m. ２．设计荷载：
NO0主梁荷载效应 荷载 跨中截面 L/4截面 变化点截面 支点 Mmax 一期恒载标准值 二期恒载标准值 汽车荷载标准值（未计冲击系数） 人群荷载标准值 备注 60 1500 650 250 相应V Vmax 0 0 0 0 相应M Mmax 2250 650 1650 500 相应V Vmax 150 45 150 45 相应M Mmax 1650 500 1100 340 Vmax 210 65 Vmax 300 90 60 100 1100 1120 280 280 1120 870 220 320 0 2 30 45 4 5 35 23 5 8 单位： kN(V); kN·m(M).
３．环境：桥址位于野外一般地区，Ⅰ类环境，年平均相对湿度为75%. ４．材料及设计基本数据：
预应力钢筋采用ASTM A416－97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），公称直径：15.24mm，公称面积：140mm，锚具采用夹片式群锚．
非预应力钢筋：HRB400级钢筋；直径＜12mm者，一律采用HRB335级钢筋． 混凝土：采用C50混凝土．
NO1设计基本数据表
设计参数 抗压强度 标准值 抗压强度设计值 C50混凝土 1860钢绞线 HRB335钢筋 2
HRB400钢筋 ' fcd?22.4MPa ' fpd?390MPa fpk?1860MPa fsd?330MPa 抗拉强度标准值 ftk?2.65MPaftd?1.83MPa fsk?400MPafsd?330MPa'抗拉强度设计值 fpd?1260MPa 受压区界限系数 ?b?0.56 Ec?3.45?10MPa 4?b?0.56 5?b?0.53 5弹性模量 Ep?1.95?10MPaEs?2.0?10MPa5Es?2.0?10MPa
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５．设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁．
６．实工方法：采用后张拉法施工，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇40mm宽的湿接缝．
三．设计内容：
１． 截面尺寸拟定内力组合、预应力钢筋面积估算及钢束布置 ２． 进行持久状态截面承载能力极限状态计算及预应力损失估算 ３． 应力验算;抗裂行验算;变形验算;锚固区局部承压计算 ４． 编写说明书于上述设计过程中 ５． 绘制结构设计图 ６． 作出设计分析或小结
第二章 截面尺寸拟定及草算
一．梁高
预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在之1/15~1/25之间，标准设计中
高跨比约在1/18~1/19之间．当建筑物不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多． 本设计梁高选定为1800mm（l=30000mm, h/l=1800/30000=3/50, 1/25﹤3/50﹤1/15） 二．主梁截面细部尺寸
Ｔ梁翼板的厚度主要取决与桥面板车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压要求．本设计预制Ｔ梁的翼板厚度取用160mm，翼板根部加后到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩．为使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模．
根据布置制孔道的构造要求，同时从腹板本身的稳定性出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15．此设计预制Ｔ梁腹板厚度取180mm..
由设计实践表明，马蹄面积占总面积的10%~20%为合适．考虑到预应力钢束的布置，同时根据＂公预规＂对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度420mm，高度
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200mm．马蹄与腹板交接处作成斜坡的折线钝角，以减小局部应力．如此布置的马蹄面积约占整个截面积的17%.
三．跨中截面及支座截面轮廓尺寸图
根据以上拟定的外行尺寸，绘制出预制梁各控制截面图如下：
图１：主要梁各部分尺寸图（尺寸单位mm）
第三章 预应力混凝土主梁计算
一．主梁全截面几何特性 １）．受压翼缘有效宽度的计算
按?公路桥规?规定，Ｔ行截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值：
（１).简支梁计算跨径的L/3,L/3=28660/3=9553mm; （２）．相临两梁的平均间距,对于中梁为2200mm;
（３）．( b+2bh +12hf' ),式中b为梁腹板宽度，bh为承托长度，这里bh =0.
hf' 为受压区翼缘悬出板的厚度,hf' 可取跨中截面翼板厚度的平均值，即hf'≈
'
(1010×160+810×90/2)/1010=196mm.所以有(b+6hh+12hf)=180+6×0+12×196=2532mm; 所以，受压翼缘的有效宽度取bf'=2200mm.
２）．全截面几何特性的计算 采用分块法进行计算：
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