[毕业设计 论文 精品]铁路预应力混凝土简支梁桥设计.doc

1 绪论
课题研究意义
桥梁是铁路或公路跨越河流,山谷及其它障碍物的建筑物。桥梁的建成使道路保持畅通,为我国国民经济建设发挥了巨大的作用。钢筋混凝土桥具有可塑性强,省钢,耐久性好,维修费用少,噪音少,美观等特点。而简支梁在我国桥梁建设中也应用的非常广泛,因为其具有不受地基条件限制,适用于跨度不大(一般跨径<60m)。制作,施工方便等优点,所以本铁路预应力混凝土简支梁桥的设计意义很大,同时也可作为我们桥梁专业学生大学毕业前的一次综合考察。
本设计顺序依次为主梁尺寸的拟定及验算,桥台的设计验算,桥墩的设计验算,最后是桩基的设计验算,整篇设计符合桥梁设计的规范,设计过程中,通过查阅一些桥梁设计的资料,使设计更加合理。
预应力混凝土简支梁桥,由于构造简单,预制和安装方便,采用高强钢材,具有很好的抗裂性和耐久性,梁体自重轻,跨越能力大,有利于运输和架设,在现代桥梁中起到越来越重要的作用。目前我国已建成最大跨径为60m的简支梁桥,而且简支梁应用的很广泛。
2 主梁设计
设计依据及设计资料:
设计题目:铁路预应力混凝土简支梁桥设计
计算跨度:2m
线路情况:单线,平坡,梁位于直线上,Ⅰ级铁路
设计活载:某专用线上铁水罐车专用荷载
设计依据:《铁路桥规》
材料:24φ5mm钢绞线,断面面积,公称抗拉直径考虑到钢丝在钢绞强度有所降低,故抗拉极限
混凝土强度等级:450
抗压极限强度
抗拉极限强度
受压弹性模量
钢绞线与混凝土的弹性模量比
结构尺寸的选定
截面形式采用工字形,梁体结构及截面尺寸按《桥规》采用标准梁,
跨度,梁全长
高度:轨底到梁底260cm
轨底到墩台顶300cm
梁高210cm
每孔梁分成两片,架设后利用两片梁之间的横隔板连接成孔。
每片梁自重=
各截面内力计算结果
表2-1 截面内力计算表
截面位置自重弯矩其他恒载弯矩活载弯矩最大弯矩最大剪力

/2 374
3/8
/4
/8 1063
支点 0 0 0 0 0

确定力筋数量并计算截面特性
力筋估算(跨中截面)
上翼缘板厚度可取其平均厚度
cm
令其中,即只有起作用。
对压应力作用点取矩可得利用上式可估算所需力筋的数量
其公式为:
式中为梁内力偶臂,参照钢筋混凝土梁的经验数据,对T形截面梁取
, 代入有关数据,
选用10根24φ5的钢绞线,面积为
>
截面几何特性计算(跨中截面)
表2-2 截面几何特性计算
截面分类
截面面积
面重心至梁顶水平线距离
截面重心的惯性矩
面重心至梁底水平线距离
毛截面
净截面
换算截面
9485
9195
9604

77




钢绞线重心到下缘距:
正截面抗弯强度计算
设跨中性轴位于上翼缘内()
由
得,与假设相符,故破坏弯矩为:
(可)
(可)
预应力损失计算
钢丝回缩和分块拼装构件的接缝压缩损失
钢判锥型锚头每端钢丝回缩及锚头损失变形对跨中的影响为4mm,
即
已知钢丝束平均长度:

,
钢筋混凝土的弹性模量比:
锚固口摩擦损失为:

摩阻损失
查表得,
从张拉端至计算截面的管道长度,一般可取半径的平均值,
即:
从张拉端至计算截面的长度上钢筋弯起角之和一般可采取各钢丝束的平均和,即:

查表,内插值得,
∴
分批张拉混凝土压缩引起的应力损失
考虑截面处的有关数据
处净截面积为9286cm,,对重心轴的惯性矩
I=,e=-=


∴
代入有关数据得
故
钢筋应力松弛引起的应力损失
∵
传力锚固时,,故必须考虑
又∵
∴按《桥规》

混凝土收缩和徐变引起的预应力损失
截面面积为,截面与大气接触的周边长度
理论长度
按28天龄期查表得
,
,
跨中截面的为

+-
/4截面处的为:
=cos=

平均的=
=
弹性工作阶段的正应力计算

传力锚固时,预应力钢筋应力
在