30m简支T梁计算书.docx
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30m简支T梁计算书
计算书
设计：
复核：
审核：
一、基本信息
1.1工程概况
K27+203.00XX大桥。
原桥桥跨布置：
4×30m（简支T梁）+3×30m（简支T梁），桥梁全长224.6米。
桥面宽度为：
7米（车行道）+2×0.5米（钢筋混凝土护栏），桥梁全宽8米。
1.2技术标准
设计程序：
CivilDesigner
设计安全等级：
二级
桥梁重要性系数：
1.0
1.3主要规范
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），以下简称《通规》；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），以下简称《桥规》；
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）
《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
1.4结构概述
K27+203.00XX大桥,上部结构采用30m预应力混凝土简支T梁，桥跨布置为4×30m（简支T梁）+3×30m（简支T梁），横向布置3片，预制T梁梁高1.98m，翼板厚度跨中为0.14m，端部1.0m长范围内为0.3m，T梁腹板厚0.18m，马蹄宽度为0.4m，T梁中距为2.6m，每跨T梁设置3道横隔板。
1.5主要材料及材料性能
1.5.1混凝土
表1混凝土材料及材料性能表
强度等级
弹性模量
（MPa）
剪切模量
（MPa）
泊松比
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fck
（MPa）
ftk
（MPa）
fcd
（MPa）
ftd
（MPa）
C50
34500.000
13800.000
0.200
25.000
0.000
32.400
2.650
22.400
1.830
1.5.2预应力钢筋
表2预应力钢筋材料及材料性能表
预应力钢筋材料名称
弹性模量
（MPa）
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fpk
（MPa）
fpd
（MPa）
f'pd
（MPa）
15-7
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
15-9
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
表3预应力钢筋特性值表
预应力钢筋名称
钢束总面积
（㎡）
张拉控制应力
（MPa）
张拉控制力
（kN）
管道直径
（m）
μ
k
锚具变形
（mm）
松弛系数
超张拉
15-7
0.001
1395000.000
1357335.000
0.080
0.150
1e-006
6.000
0.3
否
15-9
0.001
1395000.000
1745145.000
0.080
0.150
1e-006
6.000
0.3
否
1.5.3普通钢筋
表4普通钢筋材料及材料性能表
普通钢筋
弹性模量
（MPa）
容重
（KN/m3）
fsk
（MPa）
fsd
（MPa）
f'sd
（MPa）
R235
210000.000
76.980
235.000
195.000
195.000
HRB335
200000.000
76.980
335.000
280.000
280.000
1.6计算原则、内容及控制标准
计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）为标准，按部分预应力（A类）混凝土结构进行验算。
二、模型建立及分析
2.1计算模型
图1模型视图
1）节点数量：
225个；
2）单元数量：
348个；
3）边界条件数量：
1个；
4）施工阶段数量：
4个，施工步骤如下：
施工阶段1:
T梁施工与安装；60.0天；
施工阶段2:
张拉预应力；3.0天；
施工阶段3:
浇筑铺装及护栏；60.0天；
施工阶段4:
收缩与徐变；3650.0天；
2.2荷载工况及荷载组合
1）自重
自重系数：
-1.04
2）可变荷载
活载：
汽车荷载，桥梁等级为公路Ⅱ级；
对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：
根据规范，计算的结构基频f=4.69Hz，冲击系数μ=0.257。
3）荷载组合
表5荷载工况
序号
工况名称
描述
1
徐变二次
CS
2
收缩二次
SS
3
截面降温
TPG1
4
截面升温
TPG
5
钢束一次
TP
6
钢束二次
TS
7
恒荷载
DL
8
移动荷载
M
荷载组合列表：
A基本组合：
永久作用设计值与可变作用设计值组合，根据规范，其组合式如下
B短期组合：
永久作用标准值与汽车荷载频遇值、其他可变作用准永久值的组合，根据规范其组合式如下：
C长期组合：
永久作用标准值与可变作用准永久值的组合，根据规范其组合式如下：
三、持久状况承载能力极限状态
3.1正截面抗弯验算
图表1使用阶段正截面抗弯验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.5-1条
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；
3.2斜截面抗剪验算
图表2使用阶段斜截面抗剪验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.5-1条
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值>构件承载力设计值，不满足规范要求；
按照《桥规》第5.2.9条进行抗剪截面验算，不满足规范要求；
四、持久状况正常使用极限状态
4.1正截面抗裂验算
全预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σst-0.85σpc≤0
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件：
σst-0.80σpc≤0
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
σst-σpc≤0.7ftk
图表3使用阶段正截面抗裂验算（短期）包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-3条公式
验算：
顶缘
=0.830MPa（拉应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
底缘
=4.079MPa（压应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）长期效应组合下，应符合下列条件：
σlt-σpc≤0
图表4使用阶段正截面抗裂验算（长期）包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-4条公式
验算：
顶缘
=1.386MPa（压应力）≤0.000MPa（拉应力），满足规范要求；
底缘
=4.660MPa（压应力）≤0.000MPa（拉应力），满足规范要求；
4.2斜截面抗裂验算
对于全预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.6ftk
现场浇筑（包括预制拼装）构件：
σtp≤0.4ftk
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.7ftk
B类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.7ftk
现场浇筑（包括预制拼装）构件：
σtp≤0.5ftk
图表5使用阶段斜截面抗裂验算包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-5条公式
验算：
=1.314MPa（拉应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
五、持久状况应力验算
5.1斜截面主压应力验算
按《桥规》第7.1.6条公式，混凝土的主压应力应符合下式规定：
σcp≤0.6fck；
图表6使用阶段斜截面主压应力包络图
结论：
按照《桥规》第7.1.6-1条公式验算：
=0.000MPa≤
=19.440MPa，满足规范要求；
六、短暂状况应力验算
6.1法向压应力验算
按《桥规》第7.2.8条，截面边缘混凝土的法向压应力应符合下式规定：
σtcc≤0.7fck’
图表7施工阶段法向压应力验算（顶）包络图
图表8施工阶段法向压应力验算（底）包络图
结论：
按照《桥规》第7.2.8条公式
’验算：
顶缘
=2.527MPa≤
’=18.760MPa，满足规范要求；
底缘
=17.173MPa≤
’=18.760MPa，满足规范要求；
终上所述：
该桥T梁桥梁截面偏弱，桥梁斜截面抗剪不满足04规范要求，桥面改造建议不要加载，以免增加桥梁负担，影响桥梁结构安全。
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