1、學校代碼分 類 號10126學號密級本科畢業論文（設計）裝配式預應力混凝土簡支T 形梁設計學院、系專業名稱年級學生姓名指導教師2014年5月6日內蒙古大學本科畢業論文（設計）預應力混凝土T 形梁設計摘要： 本設計做的是跨X河 2 跨 30m預應力混凝土 T 形簡支梁橋，主要分兩大部分：上部結構、下部結構。首先是水文計算，之后進行了鋼筋和混凝土的挑選，算了恒載和活載，進行了幾種效應組合。根據這些荷載估算預應力鋼筋的鋼筋束和鋼筋根數。因為后面需要又計算了截面的一些特性參數，根據實際情況用后張法的方法張拉鋼筋，然后又計算了預應力損失， 刨掉預應力損失后再次計算承載力和截面特性和一些局部的承載力，橫隔

2、梁、行車道板、以及支座等上部的設計完成之后需要驗算一些撓度剛度等數據是否符合標準。下部設計時采用的鉆孔灌注樁，設計時根據上部結構的自重尺寸布置蓋梁橋墩，根據規范及實際的需要選用混凝土及鋼筋。關鍵詞：內蒙古大學本科畢業論文（設計）The prestressed concrete T beam designAuthor:Tutor:Abstract:Keywords:內蒙古大學本科畢業論文（設計）目錄1 緒論.01.1橋梁的作用及分類 .錯 誤！未定義書簽。1.2我國橋梁建設發展目標 .錯誤！未定義書簽。2 水文設計計算 .02.1水文設計資料 .02.2洪水流量計算 .02.3橋孔長度計算 .1

3、2.4橋面的設計高程 .22.4.2橋面最低高程計算 .22.4.3橋墩橋臺沖刷計算 .22.4.4沖刷線高程 .53 方案比選 .64 上部結構計算 .74.1設計資料 .74.2設計參數 .74.3截面幾何特性 .74.4橫截面尺寸 .94.5主梁作用效應計算 .94.5.1恒載內力計算 .94.5.2活載內力計算 .124.5.3車道荷載取值方法 .214.5.4可變作用效應的計算 .214.6預應力筋數量估算和布置 .264.6.1鋼筋面積估算 .264.6.2預應力鋼筋的布置 .274.7預應力筋的損失估算 .374.7.1鋼束的應力損失 .374.8應力驗算 .434.8.1持久狀

4、況承載力極限狀態的計算 .434.8.2抗裂性驗算 .454.8.3持久狀況下的應力驗算 .544.8.4短暫狀況下的應力驗算 .564.9驗算主梁局部承受的壓力 .654.9.1局部截面的尺寸驗算 .654.10 主梁的變形驗算 .664.10.1 算跨中的反拱度 .664.11 行車道板的計算 .674.12 支座計算 .714.12.1 平面尺寸選定 .694.12.2 支座厚度的確定 .694.12.3 驗算對抗滑動的能力 .70內蒙古大學本科畢業論文（設計）5 下部結構 .715.1蓋梁設計計算 .715.1.1 上部恒載 .715.2橋墩和墩柱的計算 .855.2.1荷載的計算 .

5、855.3鉆孔灌注樁的計算 .895.3.1荷載計算 .895.3.2樁長的計算 .90致謝.92參考文獻： .932.1 水文設計資料2.2 洪水流量計算樁號6+056.45標高478.95(1) 水文斷面圖5 54 7. .6 75 50 +6k內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 0 頁1 緒論2 水文設計計算表 2.1 河床的標高6+057.756+124.956+126.056+197.45477.05476.95477.45478.955 559 04. .4 672 291 11+ +圖 2.1 水文斷面(2) 列表計算水力三要素內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 1 頁表 2.2水力

6、三要素表樁號高程水深 (m)平 均 值間距 (m)面積（ m 2 ）濕周 (m)合計 .6+056.45478.950+057.75477.051.900.951.301.232.30187.74m21.9567.2131.04c67.20142.13m+124.95476.952.00c1.751.101.921.21+126.05477.451.50+197.45478.9500.7571.4053.5571.42合計141.00187.74(3) 流量和流速計算該河床只有河槽，沒有河灘，且屬于寬淺河流，所以河槽面積c187.74m2 ，濕周長 c 142.13m 。水力半徑 Rcc187

7、.74 =1.32 mc142.13粗糙系數 n=0.0252121對于寬淺河流，流速mh 3 i 2401.08 3 0.007 2 =3.52m/s流量 Qvc3.52187.74m3/scc660.84可以知道， Qc Q p500m3 ,vcvp=2.66m/s，偏安全考慮，所以設計流量用Q 660m3 ，設計流速是 vc =3.52m/s。2.3 橋孔長度計算橋孔的凈長 :LjKq(Q p )n3BcQc其中，該橋位處在開闊，順直而且微彎河段上，所以取Kq =0.84 n3 =0.90，天然河槽寬度 Bc =197.45-56.45=141.0m， Q p =1Qc內蒙古大學本科畢業

8、論文（設計）第 2 頁原式 L j0.84 10.90141.0 =118.44m通過了上面的詳細計算 5 25 4 1.5 119m 118.44m。所以我選橋長是 525m。 2.4 橋面的設計高程2.4.1雍水高度1.902.001.50平均水深為=1.08m660（ 1）沖刷前橋下平均流速vm =3.64m/s 187.74 1.5 1.08 4（ 2）沖刷后橋下平均流速vm3.64=3.59m/svm0 .25 (vm1 0.5 1.8 0.253.641 0.5d501)1vc3.52（ 3) 天然狀態下橋孔部分的平均流速 vom660 =3.52m/s187.74K y0.50.

9、5vm0.48修正系數：0.13.59g0.19.8定床雍水系數：K N22=14.18vm3.5911vom3.52(4) 橋前最大雍水高度ZK N K yvm2vom214.180.48222g29.83.593.52 =0.17m(5) 橋下最大雍水高度 Z 0.5 Z =0.5 0.17=0.09m(6) 波浪高度因為 B 河是寬淺河，所以不用計算波浪高度。2.4.2橋面最低高程計算橋下凈空為0.5m，橋梁上部結構高度為1.8m，對于不通航的河段來說，按照設計要求計算，橋面最低高程：H mH phhjhD =478.95+0.17+0.09+0.5+1.8=481.95m2.4.3橋墩

10、橋臺沖刷計算內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 3 頁（1）一般沖刷計算非黏性土河床，橋下一般沖刷后的最大水深，根據642 簡化公式：0 .900.66hp1.04AdQ2BchcmQc1Bcq其中， AdBz)0 .15(141)0.151.43(1.08H zQ2Q p660m3 / s ， hcm =2mQc660m3 / s， Bc =141m，一般寬淺河流b =1.5/25=0.06，查表得0.95l660 )0 .901410. 66原式 hp (1.0410.061412=3.09m。6600.95按照 64 1 修正公式，3553Q2hcmAdBcjhcqhp1Ed 6汛期含沙量

11、為 18g / m3，查表得 E0.86，B1.5=135m，hcq =1.08m，0.95， cj 141-4平均粒徑 d 1.8mm 則原式5351.43660(2)3hp1350.951.08=6.33m10.861.86偏安全考慮，所以橋下一般沖刷后最大水深為6.33m 。(2) 局部沖刷計算按非黏性土 65-2 修正公式計算先由 64 2 簡化式計算，河床泥沙的起動流速v00.28d0.7 0.50.281.80.7 0.5 =0.44m/s一般沖刷后墩前的行進流速：內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 4 頁0.10.10. 3420.10.343Q2Bc12Adhcmv21.43vQ

12、c1Bcqhc1.04 0.951 0.061.081.04=5.50m/s233.52n 2由于 v v0，所以用 hb K K2 B10.6 hp0.15 vv0進行計算。v0其中，K20.00230.375d0.240.00230.3751.80. 24=0.43d2. 21.82.2查表得K1，0. 23 0.19l g d0.23 0.19l g 1 .8v0n2v0.445.50=0.50B11.5m,hp 6.33m墩前泥沙起沖速度 v0 0.12d0.551.80.5 0.55 =0.19m/s0.50.125.50.190. 5于是， hb1 0.43 1.50.6 6.33

13、0.15=2.51m0.44 由 641 簡化式計算v00.44m / s一般沖刷后墩前的行進流速：1212v Ed 6 hp 30.86 1.866.3333.25m / sn 2由于 vv0 ，所以，這里使用 hbKK 2B10.6 hp0.15v v0公式計算。v00.23 0. 19l g 1. 80.44其中， n20.573.251 0.43 1.50. 6 6.330 .153.25 0.190. 57則 hb2.18m0.44按非黏性土 65-1 修正公式計算先由 642 簡化式計算河床泥沙的起動流速內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 5 頁0.1410hp0.50.140.5v

14、0 0.0246hp0.02466.333321.8 10 6.33d332dd 0.721.81.80 .720.72m / sn1由于 vv0 ，所以用 hbKK 1B10.6v0v0vv0進行計算。v0v0河床顆粒影響系數 K 10.8110.8111.500.45d0.150. 450.15d1.81.8d0.061.80.06墩前泥沙起沖速度 v00.462v0 0.4620.720.34m / sB11.5v00.25d 0.190.25 1.8 0.190.720.57n15.50v5.500.340.57所以 hb1.51.50.60.720.34=3.22m0.720.34

15、由 64 1 簡化式計算v3.25m / s, v00.72m / sn1由于 vv0 所以 hb0. 6v0v0v v0KK1B1v0v00.25d 0.190.25 1.80.19n1v00.720.66v3.253.250.340. 66hb1.5 1.50.60.72 0.34=2.79m/s0.720.342.4.4沖刷線高程橋墩臺最低沖刷線高程：H JMH s -6.33-3.22=478.95-6.33-3.22=469.40m內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 6 頁3 方案比選內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 7 頁4 上部結構計算4.1設計資料標準跨徑：計算跨徑：設計荷載：4

16、.2設計參數(1)混凝土：重力密度26.0KN / m3 ，彈性模量 Ec3.45 10 4 MPa(2)瀝青混凝土：重力密度24.0KN / m3(3)預應力鋼筋：彈性模量Ep 1.95 105 MPa ，松弛率0.035，松弛系數0.3(4) 鋪裝 : 混凝土 100mm, 瀝青 80mm 4.3 截面幾何特性圖 4.1 截面幾何圖名稱翼板三角承托腹板下三角馬蹄內蒙古大學本科畢業論文（設計）表 4.1 凈截面的計算（ b=1700mm ）距離上各面積對上自身慣性矩面積邊緣Ai(mm 2)邊緣的距I i ( mm4yi(mm)Si(mm 3)8024010 319.2106512106190

17、5410310.2610624 .3106750300103225 106562501061366.672810338.2710662.21061600963153.663201061010718 103446.3310657168.5106ys=Si/ Ai446.3 106621.63mm718000yx =1700-621.63=1078.37mmdi=ys-yi( mm)541 . 63431 . 63- 128.37-745.04-978.37第 8 頁對形心I x ( mm4 )70.4 10910.06 1094.94 10915.54 10991.89 109192.83 10

18、9II iI x250.00 109 mm4表 4.2 毛截面的計算（ b=2350mm ）距離上各面積對上自身慣性矩對形心di=ys-yi邊緣面積 Ai(mm 2)邊緣的距名稱I i ( mm4 )( mm )I x ( mm4 )yi(mm)Si(mm 3 )翼板8037610330.08106802.13106445.3777.97109三角承19010310610 6109托5410.2624.3345.376.44腹板750300103225 1065625010 6-214.6313.82109下三角1366.728 10338.27 10662.2 106-831.3019.35

19、 109內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 9 頁馬蹄1600963153.6 106320106-1064.6108.8110910854103457.2110657.46109226.39109ysSi457.21106Ai=535.37854000y x =1700-535.37=1164.63mmII iI x283.85 109 mm4截面效率指標K sK x ，h其中上核心距 KsI250.00109=322.88mmAy x7180001078.37下核心距 K xI250.00109Ayx718000=298.97mm1164.630.570.5，所以截面尺寸擬定符合要求。4.4

20、橫截面尺寸圖4.1橫斷面圖（單位：mm）端部上、下橫梁的厚分別是200mm 和180mm。4.5 主梁作用效應計算4.5.1 恒載內力計算（1）一期恒載 跨中段（ 7.5 m）集度 g 1 = 0.71826 =18.668KN/m內蒙古大學本科畢業論文（設計）第10頁重力 G17.5g1 = 7.518.668=140.01KN 馬蹄抬高與腹板寬段（3.5m）集度g 2(1.0430.718)26 / 2 =22.893KN/m重力G23.522.893=80.125KN/m 支點段（ 1.5m）集度 g 31.04326 =27.118KN/m重力G327.118 1.5 =40.667K

21、N 邊梁的橫隔梁體積計算有兩部分 ,中橫隔梁： V1=0.19(0.851.3410.60.0910.14 0.2) 0.19 1.098 =0.209m322端橫隔梁： V2=0.19(1.540.610.0690.46 1 ) =0.175m32半跨內重力： G 4 26 2.50.2091 0.175 =18.35KN總體的集度中梁：g1140.01 80.12540.67718.135=22.315KN/m7.53.51.5邊梁： g1140.01 80.12540.677 18.135 / 2=21.590KN/m7.53.51.5 二期恒載 鋪裝0.08 16.25 26=33.8

22、KN/m0.1 15.25 24=36.6KN/m每一片梁集度 g 5 =（33.8+36.6） /5=14.08KN/m 中梁翼板集度g 6 =0.16 0.325 226=2.704KN/m邊梁：g 6 =0.325 1626=1.352KN/m現澆部分體積：一片中橫隔梁：V3=0.191.34 0.325=0.0827m3一片中端隔梁： V4=0.191.54 0.325=0.0951m3中部橫梁 5 片，端部橫梁 2 片，它們的集度是：內蒙古大學本科畢業論文（設計）第 11頁g 7 = 20.0951+5 0.0827 26/24.0=0.630KN/mg 7 =20.630=1.26

23、0KN/m 欄桿：防撞欄 g=4.99KN/m均給 5 片梁 g 8 =4.99 2/5=1.996KN/m中梁集度： g2 =14.08 2.704+0.63+1.996=19.41KN/m邊梁集度： g 2=14.08 2.704+1.260+1.352+1.996=18.688KN/m中主梁集度： gg1g 2 =22.315+19.41=41.725KN/m邊主梁集度： gg1g2=21.590+18.668=40.278KN/m 恒載內力彎矩 M11l 2 g2剪力 Q1 12lg式子中x ,2l主梁影響線如下圖：圖 4.2 主梁影響線圖內蒙古大學本科畢業論文（設計）第12頁表 4.3恒力計算表邊主梁中主梁位置MQMQG11673.2501729.440跨中G21448.3401504.300=0.5.3121.5903233.740G11254.94134.401297