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1、25米后张法预应力混凝土斜交简支T形梁计算书1. 概况与基本数据1.1 概况依据西部地区中小跨径桥梁技术研讨会会议纪要、西部地区中小跨径适用桥梁形式研究下一步工作内容和计划及2005年3月北京会议专家审查意见等精神，对25米后张法预应力混凝土斜交简支T形梁作设计开发。开发原则为：（1） 上部构造形式采用5梁式。（2） 梁宽模数B=2.4米，板梁预制高度为1.70米。明确10厘米现浇混凝土铺装不参与受力。（3） 设5道横隔板。其中，2道端隔板斜置，其余3道中隔板正置。（4） 混凝土强度等级：C50 （5） 边梁悬臂长度120厘米。（6） 适用路基宽度：整体式路基24.50米、12.0米。（7）
2、适用于斜交角度：15、30、40度（8） T形梁桥面连续长度25孔一联。1.2基本数据（1） 结 构：后张法预应力混凝土斜交简支T形梁（2） 标准跨径：25米（3） 预制梁长：24.92米（4） 计算跨经：24.12米（5） 路基宽度：整体式路基24.5米、12米（6） 车 道 数：双向4车道（7） 汽车荷载：公路级（8） 结构重要性系数： 1.12. 技术规范2.1公路工程技术标准(JTG B01-2003)2.2公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）2.3公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ 022-85）2.4公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）
3、2.5公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-85）2.6公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89）2.7公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）3.材料主要指标3.1混凝土表31 T形梁混凝土主要指标指标强度等级弹性模量容 重(轴心抗压设计强度抗拉设计强度轴心抗压标准强度抗拉标准强度C502622.41.8332.42.653.2 预应力钢绞线 表32 钢绞线主要指标 公称直径 截面面积单位重量标准强度弹性模量松驰级别1401.1021860 3.3 钢筋 表33 钢筋主要指标钢筋种类抗拉设计强度抗压设计强度标准强度弹性模量HRB3352802803354.主要材料选用（1）
4、沥青混凝土：桥面铺装 。（2） C50混凝土：桥面铺装 。（3） C50混凝土：预制T形梁、现浇连续段。（4）mm钢绞线：预制T形梁预应力束。5结构分析与配筋说明5.1模型及计算参数 25米后张法预应力混凝土斜交简支T形梁，采用梁格单元离散建立模型，并分别按斜交15度、30度、40度进行三维空间有限元分析。 (1) 边界条件：两端支座约束均采用节点弹性支承进行模拟。纵横向弹簧系数SDx=SDy=1972KN/m。竖向弹簧系数SDz=KN/m。抗扭弹簧系数SRx=KN-m/red。(2) 预应力筋与管道壁摩擦系数。(3) 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015。(4) 预应力钢绞线松驰
5、系数0.3。(5) 两端张拉，锚具变形及钢束回缩总变形值为12mm。(6) 预应力布置，见图511至图513。(7) 车道荷载冲击系数。(8) 按部分预应力混凝土A类构件设计。 图511 纵向布置 图512支点截面 图513跨中截面5.2 T梁横截面（预制部分）见图521至图524 图521边梁跨中截面 图522边梁支点截面 图523中梁跨中截面 图524中梁支点截面5.3 预应力配置规格及锚下张拉控制应力 见表53表53 预应力配置规格及锚下张拉控制应力表斜 交 角 度 及 位 置预 应 力 钢 束 规 格锚下张拉控制应力con(Mpa)N1N2N315度边梁15-915-915-91320
6、.6中梁15-915-815-81320.630度边梁1581581581339.2中梁15-815-715-71339.240度边梁1581581581320.6中梁15-815-715-71320.65.4 普通钢筋配置与说明图541支点截面 图542跨中截面 1) 梁端至跨中腹板变化点范围 N1、N3、N4、N5筋直径D=12mm(HRB335);N2筋直径D=25mm(HRB335);其中箍筋N5顺桥向间距10cm，且应双置，见表541。2) 跨中腹板变化点往跨中2米范围 N1、N3、N4、N5筋直径D=12mm(HRB335);N2筋直径D=25mm(HRB335);其中箍筋N5顺桥
7、向间距10cm，且应双置，见表542。3) 跨中截面N1、N3、N4、N5筋直径D=12mm(HRB335);N2筋直径D=25mm(HRB335);其中箍筋N5顺桥向间距20cm，单置，见表542。5.5 T形梁施工阶段划分25米斜交简支T形梁施工阶段共划分为3个，各阶段工作内容见表55。表55 25米斜交简支T形梁施工阶段划分说明施工阶段施工天数工 作 内 容 说 明110场内预制T形梁并张拉预应力束260预制场存梁60天328安装预制梁，现浇防撞护墙和桥面铺装6荷载组合工况表61 荷载组合工况表阶 段序 号工 况模 式组合项及其系数承载力1CB1相加恒荷载(1.200)+钢束二次(1.2
8、00)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)2CB2相加恒荷载(1.200)+钢束二次(1.200)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)+汽车(1.400)3CB3相加恒荷载(1.000)+钢束二次(1.000)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)4CB4相加恒荷载(1.200)+钢束二次(1.200)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000) +汽车(1.400)使用阶段标准5CB5相加恒荷载(1.000)+钢束一次(1.000)+钢束二次(1.000)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)长期效应6CB6相加恒荷载(1.000)+钢束一次(
9、1.000)+钢束二次(1.000)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)+汽车(0.7)短期效应7CB7相加恒荷载(1.000)+钢束一次(1.000)+钢束二次(1.000)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)+汽车(0.4)弹性8CB8相加恒荷载(1.000)+钢束一次(1.000)+钢束二次(1.000)+徐变二次(1.000)+收缩二次(1.000)+汽车(1.0)7 25米后张法预应力混凝土斜交15度简支T形梁计算结果7.1结构离散图与模型图 见图711至图714图711 斜交15度简支T形梁结构离散图 节点总数：189 单元总数：252 图712 斜交15度
10、简支T形梁预应力钢束平面布置图 图713 斜交15度简支T形梁模型图（仰视）图714 斜交15度简支T形梁模型图（局部）7.2 施工阶段法向应力验算 施工阶段边中梁法向应力验算结果，见图721和图722，图中符号含义说明如下：Sig_T截面上端应力Sig_B截面下端应力Sig_TL截面左上端应力Sig_BL截面左下端应力 Sig_TR截面右上端应力Sig_BR截面右下端应力Sig_MAX上述各点应力中的最大或最小值Sig_ALW容许应力图721 边梁施工阶段法向应力验算结果（应力单位：拉为负，压为正）图722 中梁施工阶段法向应力验算结果（应力单位：拉为负，压为正）由图721和图722可知：边
11、中梁施工阶段法向应力均小于容许应力值，满足规范要求。7.3 预应力束张拉完毕边中梁的反拱值 表73 预应力束张拉完毕边中梁反拱值(向上)位 置边梁跨中截面中梁跨中截面反拱值（mm）21.218.27.4 施工阶段和使用阶段预应力钢束拉应力验算 边中梁各钢束施工阶段和使用阶段拉应力验算结果，见图74，图中符号含义说明如下：Sig_DL : 施工阶段预应力钢筋应力Sig_LL : 使用阶段预应力钢筋应力Sig_ADL : 施工阶段容许应力Sig_ALL : 使用阶段容许应力 图74 施工阶段和使用阶段预应力钢束拉应力验算结果（应力单位：拉为正）由图74可知：施工阶段和使用阶段边中梁各预应力钢束拉应
12、力均均小于容许应力值，满足规范要求。7.5 使用阶段正截面抗弯强度验算 使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下正截面抗弯强度验算结果，见图751和图752。图中符号含义说明如下：rMu重要性系数弯矩组合设计值。Mn截面极限抗弯承载能力值。 图751 使用阶段边梁正截面抗弯强度验算结果图752 使用阶段中梁正截面抗弯强度验算结果由图751和图752可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下弯矩组合设计值均小于截面极限抗弯承载能力值，满足规范要求。7.6 使用阶段斜截面抗剪强度验算 使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下斜截面抗剪强度验算结果，见图761和图762。图中符号含义说明如下：rVd重
13、要性系数最大剪力组合值。Vn截面抗剪承载能力值。图761 使用阶段边梁斜截面抗剪强度验算结果 图762 使用阶段中梁斜截面抗剪强度验算结果由图761和图762可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下剪力组合设计值均小于截面抗剪承载能力值，满足规范要求。7.7使用阶段截面抗扭强度验算使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下截面抗扭强度验算结果，见图771和图772。图中符号含义说明如下：rTd 重要性系数最大扭矩组合。Tn 截面抗扭承载能力值。rVd重要性系数最大剪力组合值。Vn截面抗剪承载能力值。图771 使用阶段边梁截面抗扭强度验算结果 图772 使用阶段中梁截面抗扭强度验算结果 由图77
14、1和图772可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下扭矩组合设计值和剪力组合设计值均小于截面抗扭承载能力值和截面抗剪承载能力值，满足规范要求。7.8使用阶段正截面抗裂验算使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下正截面抗裂验算结果，见图781和图782，图中符号含义说明如下：Sig_T截面上端应力Sig_B截面下端应力Sig_TL截面左上端应力Sig_BL截面左下端应力 Sig_TR截面右上端应力Sig_BR截面右下端应力Sig_MAX上述各点应力中的最大或最小值Sig_ALW容许应力 图781 使用阶段边梁正截面抗裂验算结果（应力单位：拉为负，压为正）图782 使用阶段中梁正截面抗裂验算结果
15、（应力单位：拉为负，压为正）由图781和图782可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下，正截面拉应力值均小于容许应力值，满足规范要求。7.9使用阶段斜截面抗裂验算使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下斜截面抗裂验算结果，见图791和图792，图中符号含义说明如下：Sig_P1 截面位置1的主拉应力Sig_P2 截面位置2的主拉应力Sig_P3 截面位置3的主拉应力Sig_P4 截面位置4的主拉应力Sig_P5 截面位置5的主拉应力Sig_P6 截面位置6的主拉应力Sig_P7 截面位置7的主拉应力Sig_P8 截面位置8的主拉应力Sig_P9 截面位置9的主拉应力Sig_P10 截面位置
16、10的主拉应力Sig_MAX 上述各点主拉应力值中最小值Sig_AP 容许主拉应力图791 使用阶段边梁斜截面抗裂验算结果（应力单位：拉为负，压为正）图792 使用阶段中梁斜截面抗裂验算结果（应力单位：拉为负，压为正）由图791和图792可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下，斜截面主拉应力值均小于容许应力值，满足规范要求。7.10使用阶段正截面压应力验算使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下正截面压应力验算结果，见图7101和图7102，图中符号含义说明如下：Sig_T截面上端应力Sig_B截面下端应力Sig_TL截面左上端应力Sig_BL截面左下端应力 Sig_TR截面右上端应力Si
17、g_BR截面右下端应力Sig_MAX上述各点应力中的最大或最小值Sig_ALW容许应力图7101 使用阶段边梁正截面压应力验算结果（应力单位：拉为负，压为正）图7102 使用阶段中梁正截面压应力验算结果（应力单位：拉为负，压为正）由图7101和图7102可知：使用阶段边中梁最不利荷载组合工况作用下，正截面主压应力值均小于容许应力值，满足规范要求。7.11使用阶段挠度验算挠度长期增长系数，考虑荷载长期效应和抗弯刚度修正系数0.95的影响，车道荷载作用下边中梁跨中挠度见表711表711 车道荷载作用下边中梁跨中挠度值（向下）位 置边 梁 跨 中 截 面中 梁 跨 中 截面挠 度 值（mm）10.59.2容许挠度值=L/600=24120/600=40.2由表711知：考虑荷载长期效应影响，车道荷载作用下边中梁跨中挠度值均小于容许挠度值，满足规范要求。7.12使用阶段支座反力组合值使用阶段标准荷载组合作用下，边中梁支点反力见表712表712 边中梁支点反力汇总表（单位：KN）位 置边 梁 支 点 反 力中 梁 支 点 反 力锐 角 处1108980钝 角 处12521035