混凝土結構設計原理課 程 設 計 任 務 書設 計 題 目 預應力鋼筋混凝土簡支梁橋設計 專 業(yè) 年 級 2010級道路與橋梁專業(yè) 學 生 姓 名 班級 、學號 完成期限 2012 年 12 月 24 日開始 2013 年 1 月 5 日結束指導教師 何 建 2011年12月 24日發(fā)題先張法預應力簡支梁設計一、 設計資料（一）設計荷載本橋設計荷載等級確定為汽車荷載（公路級），人群荷載為3.5KN/m2（二）橋面跨徑及凈寬標準跨徑：Lk=20m計算跨徑：L=19.50 m主梁全長： 19.96m。（三）主要材料1混凝土采用C40混凝土澆注預制主梁；防撞欄桿采用C30混凝土；鉸縫采用C40混凝土澆注，封錨混凝土也使用C40；橋面連續(xù)采用C30混凝土。2鋼筋 普通鋼筋主要采用HRB335鋼筋，預應力鋼筋為標準鋼絞線。3板式橡膠支座橡膠支座（四）施工工藝后張法施工，預應力鋼絞線采用兩端同時對稱張拉。（五）計算方法及理論極限狀態(tài)法設計。(六)設計依據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004），以下簡稱通用規(guī)范。公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D60-2004）。二、構造布置及尺寸（一）橋梁橫斷面空心板的橫斷面具體尺寸見圖1。三、板的毛截面幾何特性計算邊、中板毛截面幾何特性 表21板號邊板中板幾何特性面積抗彎慣性矩截面重心到頂板距離面積抗彎慣性矩截面重心到頂板距離0. 72100.07980.4180. 55510.06220.484四、主梁內(nèi)力計算 跨中、支點截面公路級荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 表4-2 截面板號荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響線不計沖擊力=(kN·m)計沖擊力=1.274(kN·m)剪力影響線不計沖擊力=(kN)計沖擊力=1.274(kN)(m2)(m)(m2)(m)跨中邊板0.31546.374.82513.21653.314.820.560.7477.32中板0.305496.91632.5758.8174.87邊板0.31534.783.61384.54489.525.420.7585.12108.36中板0.305372.33473.9882.41104.91距支點h邊板0.3155.130130.59166.245.410156.38199.070.3893.1103.2800.48150.428000.950.46300.9-中板0.3055.130129.66165.065.410155.36197.770.38353.1103.2800.4810.428000.950.46200.9-支點邊板0.315-5.420178.14226.770.4075-4.2100.5-01中板0.305-5.420177.35225.770.4025-4.2100.5-01支點剪力橫向分布系數(shù)在本端支點處為0.5，L/4處與跨中橫向分布系數(shù)一致，支點與L/4之間線性變化，為計算方便，采用與影響線面積相應的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應組合4.2.1 基本組合（用于結構承載能力極限狀態(tài)設計） 通規(guī)4.1.61式1）其中各分項系數(shù)的取值如下結構重要性系數(shù)，=1.1；結構自重分項系數(shù)， 1.2汽車荷載（含沖擊力）的分項系數(shù)，取1.42）基本組合計算永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表4-3-1（邊板）板號作用分類組合計算表達式跨中距支點h支點彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)邊板永久作用一期恒載869.220651.92 90.26 162.47 162.59 180.52 二期恒載653.330490.00 67.84 122.12 122.21 135.69 1522.5501141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 1827.0601370.30 189.72 341.51 341.76 379.45 可變作用（計沖擊力）653.3177.32489.52 108.36 166.24 199.07 226.77 914.63108.25685.33 151.70 232.74 278.70 317.48 使用階段2175.8677.321631.44 266.46 450.83 483.87 542.98 3015.86119.082261.19 375.56 631.68 682.51 766.62 永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表4-3-2（中板）板號作用分類組合計算表達式跨中距支點h支點彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)中板永久作用一期恒載669.24 0501.93 69.49 125.09 125.18 138.99 二期恒載555.96 0416.97 57.73 103.92 104.00 115.46 1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 1470.24 01102.68 152.66 274.81 275.02 305.34 可變作用（計沖擊力）632.57 74.87 473.98 104.91 165.06 197.77 225.77 885.60 104.82 663.57 146.87 231.08 276.88 316.08 使用階段1857.77 74.87 1392.88 232.13 394.07 426.95 480.22 2591.42 115.30 1942.88 329.48 556.48 607.09 683.56 4.2.2 作用短期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計)永久荷載作用為標準值效應與可變作用頻遇值效應組合,其效應組合表達式為 通規(guī)4.1.7-1式式中 -可變作用效應的頻遇值系數(shù): 汽車荷載（汽車荷載不計沖擊力）=0.7,溫度梯度作用=0.8。4.2.3 作用長期效應組合（用于正常使用極限狀態(tài)設計）永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為： 通規(guī)4.1.7-2式式中第j個可變作用效應的準永久值系數(shù)，汽車荷載（不計沖擊力）=0.4，溫度梯度作用=0.8；作用長期效應組合設計值,結構抗裂驗算時,其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構件的荷載效應。作用短期和長期效應組合計算 表44作用分類組合計算表達式跨中距支點h支點彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)邊板永久作用1522.55 01141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 可變作用（不計沖擊力）513.21 60.74 384.54 85.12 130.59 156.38 178.14 359.25 42.52 269.18 59.58 91.41 109.47 124.70 205.28 24.30 153.82 34.05 52.24 62.55 71.26 1881.80 42.52 1411.10 217.68 376.00 394.27 440.91 1727.83 24.30 1295.74 192.15 336.83 347.35 387.47 中板永久作用1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 可變作用（不計沖擊力）496.91 58.81 372.33 82.41 129.66 155.36 177.35 347.84 41.17 260.63 57.69 90.76 108.75 124.15 198.76 23.52 148.93 32.96 51.86 62.14 70.94 1573.04 41.17 1179.53 184.91 319.77 337.93 378.60 1423.96 23.52 1067.83 160.18 280.87 291.32 325.39 五、設計要求1、對一塊空心板進行預應力鋼筋配筋計算和驗算，空心板可為邊板或中板。2、制圖計算工作完成后，需要把計算結果用圖紙表現(xiàn)出來。設計圖紙包括主梁外形尺寸圖、主梁預應力鋼束構造圖、主梁普通鋼筋構造圖、主梁端部鋼筋構造圖、鋼絲束錨具詳圖等，圖中應包含鋼筋明細表及材料用量表3、計算說明書要求計算步驟條理清楚，有算式，有說明，并附有必要的示意圖，字跡工整，書面清楚。4、其他要求（1）將任務書打印后放在計算書前面。 （2）設計過程要求手算手寫，不允許采用軟件計算 （3）杜絕抄襲，若發(fā)現(xiàn)兩份相同的計算書，同時取消二人成績。 （4）圖紙附在計算書后。 六、主要參考文獻1、公路橋涵設計通用規(guī)范2、公路配筋混凝土及預應力混凝土橋通設計規(guī)范 3、結構設計原理教材7