中南大学桥梁工程课程设计米简支箱梁计算书

1、屮南丈曇central south university混凝土桥课程设计计算说明书学生姓名曾 琦指导教师于向东学 院土木工程学院专业班级土木工程试验0901班完成时间 12年6月13日1、计算说明1.1、结构体系1.2、施工方法2、模型及荷载2.1、计算模型2.2、计算荷载3、配筋面积估算4、40m预应力妊简支梁计算报告书1计算说明1.1结构体系本桥为双线冇磋简支箱梁桥，桥梁全长40m,支点间距38.5m,桥而宽12.6m (线间距为5.0m),采用预应力混凝土简支箱梁。梁高经过反复比选，最后确 定为3.2m等高度梁。截而布置详见桥梁结构图。梁体垢工采用c50混凝十.，纵向预应力钢束采用高强度

2、低松弛钢绞线，钢绞 线公称直径15.2mm,规格为127“5和15-7 4)5,钢束张拉控制应力为 1283.4mpa,普通钢筋采用hrb335和q235,各项材料弹性模量及强度数值依 照铁路桥涵钢筋混凝土结构设计规范(tb 10002.3-2005)1.2施工方法采用满堂支架现浇法施工。2模型及荷载2.1计算模型计算软件采用桥梁博士 v3.1.0版，采用平面梁单元建模，全桥共离散为41 个单元和42个节点，支点节点号为2和41,其中2号节点设为固定较支座， 42号节点设为滑动较支座。计算模型如图i所示。123456189101112131415161718192021222324252627

3、2829303132333435363740图2. 1桥梁有限元分析离散图2.2计算荷载1、口重及二期恒载：结构口重按26kn/n?计算，二期恒载为190kn/mo2、双线中一活载作用下按铁路桥涵设计基本规范规定，两线同时作用时, 取折减系数0.9其中冲击系数l+u=14-a *6/ (30+l) , a =4*(lh)w2.0, l为桥梁跨度。 对于本桥:l+u=l+2*6/ (30+40) =1.1713、温.度影响按铁路桥涵设计基木规范(tb 10002.1)办理：整体升降温25°c,纵向温 度荷载按顶板升温5°c考虑。对于单箱单室箱形截面，其横向计算按升温、降温两种

4、情况考虑温度变化的 影响力，其计算模式如下：日照模式寒潮模式5° c0° c4、混凝土收缩徐变：按规范(jtgd62-2004)附录f取用;3配筋面积估算表3. 1所需钢筋面积单位(nt2)位置正常使用极限状态承载力极限状态上缘下缘上缘下缘跨中 截而04. 47e-204. 47e-2支点 截面3. 00e-41.00e-43. ooc-41. 00c-2根据钢筋面积选择的钢束信息如卜表:表3. 2钢束信息钢束号钢束束数编束根数1215221532154215521562157215821596121041211415附注：每根钢束均为7g5,具体形状见附图4. 40m预应

5、力碇简支梁计算报告书1 工程概况木桥为双线有確简支箱梁桥，桥梁全长40m,支点间距38. 5m,桥面宽12. 6n）（线 间距为5.0m）,采用预应力混凝土简支箱梁。本报告为该简支梁的纵向计算报告2. 技术标准和设计参数2. 1技术标准1、箱梁标准截面及纵向模型见附图2、设计时速350km/h;3、正线数目:双线，线间距5. 0m；4、坏境类别：碳化坏境t2级；5、养护方式：桥上不设人行道检查车6、活载：采用中一活载图式，见附图：2.2梁部纵向设计参数1、梁部设计一般按全预应力构件设计。锚下控制应力按0. 7fpk考虑，索型按 体内索设置。2、梁部竖向静活载挠度:当lw30m时，fwl/200

6、0；当l>30m时，fwl/1500。3、应检算列车脱轨荷载作用下的强度和稳定性，按地铁规范9. 3. 7条执行。4、稳定性计算:k二工md/工mqm1.35、预应力管道的构造要求按铁路规范执行，联络线除外。6、混凝土箱梁的纵向计算必须考虑有效宽度，按公路规范记取。经计算比较，决定箱梁跨屮有效宽度按90%计，箱梁支点翼缘有效宽度按80% 计。(取12倍顶板厚*2+腹板厚*2)7、预应力混凝土梁的后期徐变拱度或挠度不大于15伽。预拱度按梁体门重、 二期恒载、张拉预应力索、混凝土收缩徐变加1/2列车静活载荷载反向设置。8、计算梁水平位移，并据此确定梁缝。本次设计标准联梁缝按8cni考虑。9、

7、收缩徐变环境条件按野外一般条件计算，和对湿度取70%。徐变终极值，按规范附录a 计算，徐变终了时间取3年。10、预应力采用低松驰高强预应力钢绞线，抗拉强度标准值：fpk=1860mpa弹性模量：ep=195000mpao梁部设计纵向束采用15-15. 15-12o11、列车竖向动力按地铁设计规范(gb50157-2003)办理。其中动力系数 1+u二 1+0. 8* a *(6/(30+l), a 二4*(l-h) w2横向计算的冲击系数按局部构件的冲击系数办理。12、风力按现行恢路规范计算。13、温度不均匀升温按现行公路规范执行。体系温度按+ 20°c, -20°c考虑。

8、14、列车横向摇摆力15、二期恒载1）、轨道结构重（双线）：按72kn/m （含护轮轨）2）、防撞墙（因为预埋的钢构件比较多,容重按26kn/m） : 0. 494*26=12. 8kn（单侧）;钢扶手l5kn （单侧）；花槽土重1. lkn （单侧）。3）、隔声屏荷载（双侧）：6. okn/m,作用在防撞墙上。钢扶手l5kn （单 侧）;花槽土重1. lkn （单侧）o4）、电力电缆支架荷载（双侧）：6. okn/m,作用在防撞墙上。5）、车站段轨道设备重按75kn/m计算。二期恒载合计:190kn/m （双侧）；2. 3设计规范1、铁路桥涵基本设计规范（tb10002. 1-2005）2、

9、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（tb10002. 3-2005）3、铁路桥梁钢结构设计规范（tb10002. 2-2005）4、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（tb10002. 3-2005）5、铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范(tb10002.4 一2005)6、铁路桥涵地基和基础设计规范(tb10002. 5-2005)7、铁路工程抗震设计规范(gb50111-2006)8、铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2005157 号）9、新建时速300350公里客运专线诙路设计暂行规定（诙建设【2005】140号）10、铁路架桥机架梁暂行规定（铁建设【2006】

10、181号）3.结构分析模型下图为结构模型简图，结构共划分为1-41个单元;4. 运营阶段截面应力验算铁规tb 10002. 3-2005第6. 3. 9条规范:对不允许出现拉应力的构件, 其抗裂性应按下列公式计算：1正截面对于轴心受拉、小偏心受拉或小偏心受压构件：kf o w o c+fct对于轴心受拉、小偏心受拉或小偏心受压构件：kf o w o c+ y fcty =2so/wo（目而未考虑）o cpwo. 6fck2斜截面o tpwfcto cpwo. 6fc铁规tb 10002. 3-2005第6. 3. 10条规范:运营荷载作用下正截面混凝 土压应力（扣除全部应力损失后）应符合下列规

11、定：1主力组合作用时：ocwo. 5fc2主力加附加力组合作用时：o cwo. 55fc铁规tb 10002. 3-2005第6. 3. 11条规范:运营荷载作用下，正截面混 凝土受拉区应力（扣除全部应力损失后）应符合卜列规定：1对不允许出现拉应力的构件o ctwo2对允许出现拉应力但不允许开裂的构件o ctwo. 7fct铁规tb 10002. 3-2005第6. 3.15条规范:运营荷载作用下，混凝土的最人剪应力应符合下式耍求：t c= t - t pwo. 17fc主力组合作用下各截面应力验算单元号节点号正应力量大主压应力杲大主拉应力上缘堀大上缘盘小下缘摄大下缘最小220.8880.85

12、28.838.78.84-0.949是是是是是是31.641.288.317.748. 1-0.718是是是是是是41410.7490.7368.598.488.59-0.238是昱昱是昱是420.00.00.00.01.68e-05-1.68e-05是是是是是是左截8.650.010.70.011.0-0.949右截8.650.73610.74.2611.0-1.0容许值18.30.018.30.0-3.08-3.08注：主拉应力中已考虑安全系数kf,全预应力为1.2,其余为1.0；主力+附加力组合作用下各截面应力验算单元号节点号正应力最丈主杲大主上缘摄大上嫌摄小下缘灵大下缘杲小压应力拉应力

13、222. 19-1.229.018.429.05-1.6532.94-0.7978.487.468.3-1.0541412.05-1.348.768.218.8-1.76421.3-2.080. 173-0.2761.56-2.49左截 ffiqmax/min9.81-2.0810.9-0.27612.3-2.499.81-2.0810.9-0.27612.3-2.49容许值20. 10.020. 10.0-3.08-3.08注：主拉应力中已考虑安全系数kq全预应力为1.2,苴余为1.0；抗裂组合作用下各截面抗裂性验算1单元专节点号正应力蛊夫主上壕妄小下址小2-1.658. 35-2.49壬3

14、-1.057. 083. 08&是-2.49-0. 331-2.49右霰言nax ziin-2.49-0. 331-2.49容许值-3. 08-3.08-3. 084141-1. 768. 13-2.49是42-2.490. 331-3. 08是-2.49-0. 331-2.49右盍言口ax nin-2.49-0. 331-2.49容许值-3.08-3.08-3. 08下e1e1中红.蓝.橙.黑分别代表上缘杲犬、最小应力及下缘最大、摄小口主力组合截面正应力图主力+附加力组合截面正应力图抗裂组合下应力图下图图中红、蓝分别代表最大主压及最大主拉应力。主力组合截面主应力图宦x?&主力

15、+附加力组合截面主应力图30心方.=下图图中红、蓝分别代表最大主压及最大主拉应力。主力组合截面剪应力图主力组合截面剪应力图尸二證合眾m2；畳力 烂畑：x.2：5 运营阶段正截面强度验算1 主力组合单元号节点号内力j1性mj极限抗力受力类型是否满足摄小配筋率是否满足是足&是2-3318. 416-04是豈小夸走1 00e*03-s. zp4上担旻它4141-331-s. 41e-4上拒殳守是412-s. 41e-04上竝芟守是主+附组合作用下截面强度验算眾元号枚隔抗力是是 是 是22-29s-s. 4話弋4上竝王夸是最小匡走-901-s. 41e-04上社王夸是4141最大考走-298-

16、s. 41e-：4上竝三夸是量2拒3了0-8. 41e-&4上拉妥言是下图图中红、黑分别代表最大弯矩对应抗力及摄大弯矩。最大抗力及抗力对应主力组合下内力图下圉燮中红.黒分别代表摄大弯矩对应抗力及最大弯矩.最大抗力及抗力对应主力组合下内力图下图图中红.黒分别代表盘小弯矩对应抗力及摄小弯矩。最小抗力及抗力对应主力组合下内力图=壬茎主二、三分别逬貳w夫言走对宜扭士艮至犬言走.最大抗力及抗力对应主+附组合下内力图p壬茎主二.孚分别弋蔻豆小它走对言抚士艮豆卜2走最小抗力及抗力对应主+附组合下内力图6.运营阶段支座反力汇总结构重力作用下支点反力节点号竖向力29.64e+03419.64e+03主力

17、作用下支点反力k力迈大豈巨豆小2迈w力1. 33&*049. 64e-c341迈宜力1. 34e-c49. 63e-o3主+附作用下支点反力芳点号k力迈大迈叵至小2辺w力1. 33e-o49. 64e-o341壹弓力1. 34 色 p49. 3e*c37钢東最大应力钢束号癸昼束号i力下w大应:容许应力是百溝足1+附虽大应:容许应力是否溝足121. le-03二 12e-03-1. le-03-1. 12e*o3是2-1. cse*03-1. 12e*03是-1.0se-03-1. 12e*03&321 lle-k>31 12e*03是7 lle+o3-1. 12e*03&

18、amp;42-1. le*03-1. 12e*03i. le*037 12e*03是r7-1. 12e-031. 12e-03-v-1. 12e-03-1. 12e-03是£2-1. 12e*03-1. 12e-03是-1. 12e*03-1. 12e*03是2-1. 13e*03-1. 12e*03是-1. 13e*c3-1. 12e*03足82円3-1. 12e03是-： 14ep3-1. 12e*039z-1. 14e-03-1. 12e*c3-1. 14e*03-1. 12e*03是104-1. lce-03二.12e03-1. 16e-03p 12e-03是114-1. ；se*03-1. 12e*03:虽-1. 1 le-：3-1. 12e-038施工阶段应力验算8.1预应力钢筋施工应力验算按照新桥规3第641条规定，钢丝、钢绞线的张拉控制应力值ocono. 75fpk,故 允许值x）0. 75fpk=0. 75 x 1860= 1395mpao表所列为钢绞线的张拉控制应力。由表可见， 所有预应力束的张拉控制应力均满足要求。钢绞线张