预应力混凝土简支T梁计算报告

预应力混凝土简支T梁计算报告

指导老师：李立峰

专业：桥梁工程

班级：桥梁一班

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一、计算资料

跨度与技术指标

标准跨径：

计算跨径：

汽车荷载：公路一级

设计安全等级：二级

桥梁概况及一般截面

此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。

使用的材料及其容许应力

混凝土：C50，轴心抗压强度设计值 ,抗拉强度设计值，弹性模量。

钢筋混凝土容重：

钢筋：预应力钢束采用3束φ×7的钢绞线，抗拉强度标准值，张拉控制应力σcon==1395MPa

截面面积：，孔道直径：77mm

预应力钢筋与管道的摩擦系数：

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：（1/m）

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：

开始点：6mm 结束点：6mm

纵向钢筋：采用φ16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。

施工方法

采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。

钢束张拉顺序为：N2—N3—N1

二、计算模型

模型的建立

本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计

算跨径，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过

大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。

对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。

每个节点对应的x坐标值如表2-1所示

节点的x坐标值表2-1节点123456789101112

X(m)

节点1314151617181920212223

X(m)

预应力钢束布置图（图2-3）及钢束坐标（表2-2）

N1N2N3 x z x z x z

121212

备注： R=20；关于12m处对称；不超张拉；不考虑平弯

荷载组包括自重、Prestress1、Prestress 2、Prestress 3、二期恒载、温度荷载六部分，根据钢束张拉的顺序进行加载，即N2—N3—N1。

温度荷载包括季节温升、温降和日照温升、温降，季节温升、温降按照系统温度计入，季节温升考虑整体升温19℃，季节温降考虑整体降温18℃。日照温升、温降按梯度温度输入，梯度温度按照新桥规（JTG D62-2004）关于100mm沥青混凝土铺装的规定计入（图3-1）。

其中，，竖向日照反温差为正温差乘以。

二期恒载：

横隔板自重：面积

移动荷载

按照新桥规（JTG D62-2004）加载，考虑结构整体作用，设横向分布系数m=，此外，车道偏心为0。

徐变和收缩

水泥种类系数：5

28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度: 50MPa

长期荷载作用时混凝土的材龄：

混凝土与大气接触时的材龄：

相对湿度：RH=70%

大气或养护温度：T=20℃

施工阶段

本计算采用3个施工阶段，起具体的定义如表3-1所示

施工阶段表3-1施工阶段持续时间（d）结构组边界组荷载组备注

CS120Structure Boundary1

Boundary2

自重

Prestress2

Prestress3

Prestress1

在预制场预制，

张拉预应力筋，

之后吊装

CS220二期恒载二期恒载

CS33650温度荷载十年混凝土收缩

徐变

永久作用计算结果包括弯矩、轴力、剪力图、变形、上翼缘应力和下翼缘应力图。采用CS3桥梁内力图作为输出结果。

恒荷载与永久作用内力对比（合计施工阶段）表4-1

合计恒荷载

弯矩（kN*m）Max62312m处Max396012m处Min-64724m处Min-80360m处

轴力

（kN）

Max00m处Max6m处

Min-350912m处Min3m处

剪力

（kN）

Max24m处Max24m处

Min0m处Min0m处

图4-1永久作用弯矩图图4-2恒载作用弯矩图图4-3永久作用轴力图图4-4恒载作用轴力图

图4-5永久作用剪力图

图4-6恒载作用剪力图

应力图采用组合应力，在下缘取得最大应力，在容许应力线内。永久作用时全截面受压。

图4-7上翼缘应力图

图4-8 下翼缘应力图

梁单元在永久作用的下的变形：x轴方向的最大变形发生在x=24m处，为（收缩），y方向无变形，z轴方向最大变形发生在x=12m处，为（上拱），如图4-9所示。

图4-9永久作用下梁单元的变形图

五、可变作用计算结果

可变荷载包括汽车荷载和温度荷载，计算结果包括弯矩图、剪力图和位移包络图。

图5-1 汽车荷载作用弯矩图图5-2 汽车荷载作用剪力图图5-3 温度荷载作用弯矩图

图5-4 温度荷载作用剪力图

图5-5 可变荷载作用弯矩图

图5-6可变荷载作用剪力图位移包络图

位移包络图：

可变作用最大时x方向最大位移发生在24m处为（伸长），z方向最大位移发生在12m 处为（上拱）；可变作用最小时x方向最大位移发生在24m处为（收缩），z方向最大位移发生在12m处为（下挠）。

图5-7 可变荷载作用最大时变形图

图5-8 可变荷载作用最小时变形图

汽车荷载引起z方向最大位移发生在12m处为（下挠）

图5-9 汽车荷载作用引起的最大下挠变形图

季节温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为（伸长），z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为（上拱）；

图5-10 季节温升引起的变形图

季节温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为（下挠）；

图5-11 季节温降引起的变形图

日照温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为(伸长)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为（上拱）；

图5-12 日照温升引起的变形图

日照温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为（下挠）；

图5-13 日照温降引起的变形图

六、荷载组合结果

包括承载能力极限状态组合（基本组合）、正常使用极限状态组合（短期组合和长期组合）的弯矩、轴力、剪力包络图。

图6-1 基本组合弯矩包络图图6-2 基本组合轴力包络图图6-3 基本组合剪力包络图

图6-4 短期组合弯矩包络图图6-5 短期组合轴力包络图图6-6 短期组合剪力包络图图6-7 长期组合弯矩包络图图6-8 长期组合轴力包络图

图6-10 长期组合剪力包络图