40米后张法预应力混凝土简支T形梁计算书Word文件下载.docx
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3.1混凝土
表1T形梁混凝土主要指标
指标
强度
等级
弹性模量
容重（
轴心抗压设计强度
抗拉设计强度
轴心抗压标准强度
抗拉标准强度
C50
26
22.4
1.83
32.4
2.65
3.2预应力钢绞线
表2钢绞线主要指标
公称直径
截面面积
单位重量
标准强度
松驰级别
140
1.102
1860
Ⅱ
3.3钢筋
表3钢筋主要指标
钢筋种类
抗压设计强度
R235
195
235
HRB335
280
335
4.主要材料选用
（1）沥青混凝土：
桥面铺装。
（2）C40混凝土：
（3）C50混凝土：
预制T形梁、现浇连续段。
（4）
mm钢绞线：
预制T形梁及顶板束。
5．荷载横向分布系数
采用刚接梁法计算荷载横向分布系数，采用老规范的计算方法，梁宽采用2.4m，共5片T梁，行车道宽度11m，分别输入各片梁的抗弯、抗扭惯矩、桥面板沿梁长方向单位长度的抗弯惯性矩和悬臂长度，采用编制程序进行计算，结果如下表所示：
梁号
荷载（截面）
1#（边梁）
2#
3#（中梁）
汽车（跨中）
0.567
0.531
0.496
汽车（支点）
0.708
0.854
防撞护栏
0.336
—
6．结构分析说明
6.1T形梁施工阶段
简支T形梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表5。
表5简支T形梁施工阶段划分说明
施工阶段
施工天数
工作内容说明
1
10
场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束
2
20
预制场存梁20天
3
预制场存梁40天
4
预制场存梁60天
5
28
安装预制梁，现浇防撞护墙和桥面铺装
6．2T形梁计算模型
40米简支T形梁计算模型见图1。
划分为26个单元27个节点。
图1简支T形梁计算模型
6．3T形梁横断面
（1）T形梁边梁横截面
图7T形梁边梁横截面（单位：
cm）
（2）T形梁中梁横截面
图8T形梁中梁横截面（单位：
6．4预应力筋计算参数
（1）预应力锚下张拉控制应力为
（2）两端张拉，每束锚具变形及钢束回缩总变形值为12mm。
（3）预应力筋与管道壁摩擦系数
（4）管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015
（5）1000小时钢绞线松驰率2.5％
6．5预应力筋构造
图9预应力筋构造（单位：
6．6温度效应及支座沉降
考虑整体均匀温升25℃，整体均匀温降-30℃。
非线形温度梯度按《公XX涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.10条规定执行。
支座沉降按5mm计算。
6.7预应力配置
结构及位置
正弯矩束
N1
N2
N3
N4
简支
边梁
9根
中梁
8根
7．简支T梁计算结果验算
7．1简支T梁边梁施工阶段验算
（1）第1施工阶段
场内预制T形梁并张拉正弯矩预应力束。
●第1施工阶段位移累计值（单位：
m）
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为9.9E-02m
●第1施工阶段组合应力（应力单位：
Mpa,压为正，拉为负）
仅摘取支撑中心线（2＃节点）、1/4跨（8＃节点）及半跨（14号节点）处计算结果
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
2.3
15.8
0.1
8
1.4
17.6
14
1.9
16.9
（2）第2～3施工阶段
预制场存梁20天、40天，仅作计算参考使用，本文计算结果省略。
（3）第4施工阶段
●第4施工阶段位移累计值（水平与竖向位移单位：
m，转角单位：
rad）
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为10.7E-02m
注：
竖向位移以向上为正值，水平位移以右向为正值
●第4施工阶段组合应力（应力单位：
15.5
15.5
17.4
2.0
16.6
（4）第5施工阶段
●第5施工阶段位移累计值（水平与竖向位移单位：
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为7.9E-02m
●第5施工阶段组合应力（应力单位：
5.2
10.5
0.01
5.9
10.1
0.04
7.6
7.7
（3）施工阶段应力验算
边梁为C50的预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.2.8条的规定：
C50混凝土压应力限值：
＝0.70
＝0.70×
32.4＝22.68Mpa。
混凝土拉应力大于
（-2.65）＝-1.855MPa
由边梁施工阶段组合应力表中知：
边板截面应力满足施工阶段要求。
7.2简支T梁边梁使用阶段验算
●正常使用极限状态作用长期效应组合下简支边梁拉应力:
（应力单位：
3.6
4.6
6.1
6.5
-0.09
7.8
3.5
●正常使用极限状态作用短期效应组合下简支边梁拉应力:
5.3
6.6
-0.1
-0.15
1.2
●持久状况简支边梁压应力:
7.5
9.3
10.2
9.0
13.2
6.7
●使用阶段简支T形梁边梁截面验算
边梁为C50预应力混凝土结构。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第6.3.1条、第7.1.5条、第7.1.6条，混凝土构件的法向应力和主拉、压应力及部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力应符合下面规定：
Ø
法向压应力限值：
0.5
＝0.5×
32.4=16.2Mpa
法向拉应力限值（短期效应组合）：
0.7
＝0.7×
2.65=1.855Mpa
主压应力限值：
0.6
＝0.6×
32.4=19.44Mpa
主拉应力限值（短期效应组合）：
0.7
=0.7×
由正常使用极限状态荷载组合应力表中可知：
在荷载组合作用下，边梁截面应力均满足要求。
使用荷载作用下，简支中梁各束预应力钢绞线最大拉应力值皆小于按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第7.1.5条，7股钢绞线最大拉应力限值0.65
＝0.65×
1860＝1209Mpa，满足要求
●正常使用极限状态简支T梁边梁竖向挠度验算
按短期效应组合与JTGD62-2004第6.5.2条刚度计算的挠度值，跨中14#节点最大竖向挠度为
（↑）。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）第6.5.3条规定：
荷载长期效应影响1.43×
（满足）
（2）承载能力极限状态验算
●承载能力极限状态正截面强度验算:
按承载能力极限状态进行计算，考虑恒载和公路I级荷载按规范JTGD60-2004第4.1.6条进行效应组合，弯矩设计值＝14777kN.m。
以跨中截面为例，此截面配置8根
HRB335普通钢筋。
截面抗力矩计算如下：
钢筋抗力＝
＝8105160N
混凝土抗力＝
＝9676800N
中性轴在顶板范围内
混凝土受压区高度＝
=150.76mm
截面抗力矩=
=16982.85kN.m>
弯矩设计值=14777kN.m
几点说明：
1、以上计算公式可参考规范宣贯材料计算示例；
2、公XX涵安全等级取为二级；
3、预制T梁正截面抗弯强度满足规范要求；
4、承载能力极限状态下其他截面的抗弯强度满足规范要求，这里仅以跨中截面为例说明计算过程。
●支点斜截面强度验算
剪力设计值＝1585.65kN；
距梁端3m范围内截面采用
箍筋（HRB335），四肢箍，间距100mm，面积＝452.4
；
按《JTGD62规范》公式（5.2.10），截面尺寸应符合下列要求：
剪力设计值＝1585.65kN<
＝4079.9kN
按公式（5.2.9）验算截面抗剪承载力
＝3718.5kN
=0（普通钢筋无弯起）
=184.94kN
抗剪承载力＝
＝3903.42kN>
剪力设计值＝1585.65kN
支点截面斜截面抗剪强度满足规范要求。
（3）简支T梁边梁支座反力组合值（1个支承端）
支座竖直反力组合值（反力单位：
KN）
节点
组合
标准值组合
1685.72
7．3简支T梁中梁施工阶段验算
（5）第1施工阶段
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为9.6E-02m
2.4
14.9
17.1
16.4
（6）第2～3施工阶段
（7）第4施工阶段
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为10.4E-02m
14.7
2.1
16.3
（8）第5施工阶段
计算结果摘录跨中14＃节点最大竖向位移为7.5E-02m
4.9
11.6
0.0
5.6
11.1
7.2
8.5
中梁为C50的预应力混凝土结构。
由中梁施工阶段组合应力表中知：
7.4简支T梁中梁使用阶段验算
●正常使用极限状态作用长期效应组合下简支中梁拉应力:
5.0
6.9
3.2
●正常使用极限状态作用短期效应组合下简支中梁拉应力:
4.3
7.1
3.7
-0.2
8.1
1.1
●持久状况简支中梁压应力:
6.8
9.2
9.9
11.2
11.9
7.4
14.5
●使用阶段简支T形梁中梁截面验算
按承载能力极限状态进行计算，考虑恒载和公路I级荷载按规范JTGD60-2004第4.1.6条进行效应组合，弯矩设计值＝13210kN.m。
＝7097160N
＝9332500N
=132.02mm
=14950.84kN.m>
弯矩设计值=13210kN.m
剪力设计值＝1496.4kN；
剪力设计值＝1496.4kN<
=174.54kN
＝3893.04kN>
剪力设计值＝1496.4kN
（4）简支T梁边梁支座反力组合值（1个支承端）
1573.6
8．计算结论
由以上对40米简支结构计算结果可看出：
各个结构在施工阶段及营运阶段中，应力及结构抗力皆满足规范要求。
各结构是安全适用的。
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