預應力混凝土簡支梁設計
2011 年 1 月 9 日
目錄廣東工業大學課程設計任務書2
部分混凝土a類簡支梁設計7
1.主梁全截面幾何特性7
1.1受壓翼緣有效寬度的計算7
1.2全截面幾何特性的計算7
2.預應力鋼筋及非預應力鋼筋數量的確定及布置8
2.1預應力鋼筋數量的確定8
2.2普通鋼筋數量的確定9
2.3預應力鋼筋及普通鋼筋的布置10
3.主梁截面幾何特性計算11
4.承載能力極限狀態計算11
4.1正截面承載力計算11
4.2斜截面承載力計算12
5.鋼束預應力損失估算13
5.1預應力鋼筋與管道間摩擦引起的預應力損失13
5.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應力損失14
5.3預應力鋼筋分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的應力損失15
5.4.鋼筋鬆弛引起的預應力損失16
5.5混凝土收縮、徐變引起的損失16
5.6預應力收縮組合17
6.應力驗算17
6.1短暫狀況的正應力驗算17
6.2持久狀況的正應力驗算18
6.2.1跨中截面混凝土正應力驗算18
6.2.2持久狀況下預應力鋼筋的應力驗算18
6.3持久狀況下的混凝土主應力驗算19
7．抗裂性驗算20
7.1作用短期效應組合作用下的正截面抗裂性驗算20
8.主梁變形（撓度）計算21
8.1使用階段的撓度計算21
8.2預加力引起的反拱計算及預拱度的設定22
9錨固區區域性承壓計算22
9.1區域性受壓區尺寸要求22
9.2區域性抗壓承載力計算23
課程設計任務書
一、課程設計的內容
根據給定的橋梁基本設計資料（主要結構尺寸、計算內力等）設計預應力混凝土簡支t形主梁。主要內容包括：
1．預應力鋼筋及非預應力鋼筋數量的確定及布置；
2．截面幾何性質計算；
3．承載能力極限狀態計算（正截面與斜截面承載力計算）；
4．預應力損失估算；
5．應力驗算（短暫狀況和持久狀況的應力驗算）；
6．抗裂驗算（正截面與斜截面抗裂驗算）或裂縫寬度計算；
7．主梁變形（撓度）計算；
8．錨固區域性承壓計算與錨固區設計；
9．繪製主梁施工圖。
二、課程設計的要求與資料
通過預應力混凝土簡支t形梁橋的一片主梁設計，要求掌握設計過程的數值計算方法及有關構造要求規定，並繪製施工圖。要求：設計合理、計算無誤、繪圖規範。
（一）基本設計資料
1．橋面淨空：淨14+21.0
2．設計荷載：公路—ⅰ級荷載，人群荷載3.5，結構重要性係數=1.0
3．環境標準:ⅱ類環境
4．材料效能引數
（1）混凝土
強度等級為c50，主要強度指標為：
強度標準值 =32.4， =2.65
強度設計值 =22.4， =1.83
彈性模量 =3.45
（2）預應力鋼筋採用astm a416—97a標準的低鬆弛鋼絞線（17標準型），
其強度指標為：
抗拉強度標準值 =1860
抗拉強度設計值 =1260
彈性模量1.95
相對界限受壓區高度 =0.4， =0.2563
公稱直徑為15.24，公稱面積為140mm2
（3）非預應力鋼筋
1）縱向抗拉非預應力鋼筋採用hrb400鋼筋，其強度指標為：
抗拉強度標準值 =400
抗拉強度設計值 =330
彈性模量2.0
相對界限受壓區高度 =0.53， =0.1985
2）箍筋及構造鋼筋採用hrb335鋼筋，其強度指標為：
抗拉強度標準值 =335
抗拉強度設計值 =280
彈性模量2.0圖1 主梁跨中截面尺寸（尺寸單位：）
5．主要結構尺寸
主梁標準跨徑=25，梁全長24.96，計算跨徑=24.3。
主梁高度=1400，主梁間距=1600，其中主梁上翼緣預製部分寬為1580，現澆段寬為20，全橋由9片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點截面或錨固截面的梁肋寬度為360mm。
（二）內力計算結果摘錄
1．恆載內力
（1）預製主梁的自重 =11.45
（2）二期恆載（包括橋面鋪裝、行人路及欄杆） =6.51
恆載內力計算結果見表1。
2．活載內力
汽車荷載按公路—ⅰ級荷載計算，衝擊係數=1.193，人群荷載按3.5計算。
活載內力以2號梁為準。活載內力計算結果見表2。
3．內力組合
（1）基本組合（用於承載能力極限狀態計算）
（2）短期組合（用於正常使用極限狀態計算）
（3）長期組合（用於正常使用極限狀態計算）
各種情況下的組合結果見表3。
表1 恆載內力計算結果
表2 活載內力計算結果
注：車輛荷載內力、中已計入衝擊係數=1.193。
表3 荷載內力計算結果
（三）施工方法要點
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