预应力混凝土空心板桥设计毕业设计论文(编辑修改稿)

预应力混凝土空心板桥设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

1．承载能力极限状态效应组合 (组合结果见表 ) K2QK1QGKd )1(  K2QK1QGKd )1(  2．正常使用极限状态效应组合 （ 1） 作用短期效应组合 K2QK1QGKsd  K2QK1QGKsd  组合结果见表。 （ 2）作用长期效应组合 K2QK1QGKld . 4MM  K2QK1QGKld  组合结果见表。 表 空心板各板内力组合表 序号 荷载情况 弯矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支点 L/4 L/2 支点 L/4 L/2 1号板 基本组合 2号板 基本组合 3号板 基本组合 4号板 基本组合 5号板 基本组合 控制设计的计算内力 1号板 5号板 表 短期效应组合表 序号 荷载情况 弯矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支点 L/4 L/2 支点 L/4 L/2 1号板 恒载总重 0 0 ` 15 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期组合 0 5号板 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期组合 0 表 长期效应组合表 序号 荷载情况 弯矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支点 L/4 L/2 支点 L/4 L/2 1号板 恒载总重 0 0 恒 0 0 *汽 0 0 长期组合 0 5号板 恒 0 0 *汽 0 *人 0 长期组合 0 ` 16 第五章 预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置 预应力钢筋数量的估算 本示例采用先张法预应力混凝土空心板构造形式。 设计时它应满足不同设计状况下规范规定的控制条件要求，例如承载力、抗裂性、裂缝宽度、变形及应力等要求。 在这些控制条件中，最重要的是满足结构在正常使用极限状态下的使用性能要求和保证结构在达到承载能力极限状态时应具有一定的安全储备。 因此，预应力混凝土桥梁设计时，一般情况下，首先根据结构在正常使用极限状态下正截面抗裂性或裂缝宽度限值确定预应力钢筋的数量，再由构件的承载能力极限状态要求 普通钢筋的数量。 本示例以部分预应力 A 类构件设计，首先按正常使用极限状态正截面抗裂性确定有效预应力 Npe. 按《公预规》 ， A类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉应力，并符合以下条件： 在作用短期效应组合下，应满足 tkpcst  要求。 式中： st 在作用短期效应组合 Msd 作用下，构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力； pc 构件抗裂验算边缘混凝土的有效预压应力。 在初 步设计时， st 和 pc 可按下列公式近似计算： WMsdst  及 oO ppepepc yI eNAN  式中： A构件毛截面面积； ep预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心距， pp aye  ， pa可预先假定。 ` 17 代入 tkpcst  即可求得满足部分预应力 A 类构件正截面抗裂性要 求所需的有效预加力为： oOptksdpe yIeA1N 式中： ftk—— 混凝土抗拉强度标准值。 本示例是以边板为例， 预应力空心板采用 C50， ftk=, 21M sd 。 M P 1 7 8 1 4 3 6 2 4 2 1yIMWM 239。 sdsdst   , 1IeA1N21oOptksdpe  则所需预应力钢筋截面面积 Ap 为：  lc on pep NA 式中： onc 预应力钢 筋的张拉控制应力。 l 全部预应力损失值，按张拉控制应力的 20%估算。 本示例采用 1 7股钢绞线作为预应力钢筋，直径 ，公称截面面积 139mm2,fpk=1860MPa,fpd=1260MPa,Ep= 105MPa. 按《公预规》 pkcon  ，则张拉控制应力为：  pkc o n f MPa，预应力损失综合近似假定为 20%张拉控制应力来估算，则： 2lc o npep 1618 )( 21 00 58 5NA   采用 15根 1 7 股钢绞线，即  钢绞线，单根钢绞线公称面积139mm2，则 错误 !未找到引用 源。 满足要求。 ` 18 偏安全考虑中板亦采用与边板相同预应力配筋。 预应力钢筋的布置 预应力空心板中板选用 15 根，边板选用 18 根 1 7股钢绞线布置在空心板下缘 ap=40mm,沿空心板跨长直线布置，即沿跨长 ap=40mm,保持不变，预应力 钢筋布置满足《公预规》要求，钢绞线净距不小于 25mm，端部设置长度不小于 150mm 的螺旋钢筋等。 具体布置见施工图 . 普通钢筋数量的估算和布置 在预应力钢筋数量已经确定的情况下，可由正截面承载能力极限状态要求的条件确定普通钢筋数量。 暂不考虑在受压区配置预应力钢筋，也暂不考虑普通钢筋的影响。 空心板中板换算成等效工字形截面来考虑。 换算的原则为：①换算后的截面与原截面毛截面面积相等；②惯性矩相等；③质心轴在统一水平线上。 于是可将中板换算为如下工字形截面，具体尺寸见图中所示： 83 5 55585454010 41,5 41,5 101031056551510R3010334,110334,8 34,116,257,611,2重心轴 重心轴 图 简化前的中板截面 图 简化后的中板截面 由图可知 2a=,hf’ =,hf=于安全考虑，边板采用与中板相同的工字形换算截面。 估算普通钢筋时可先假定 x≤ hf’ ,由下式求得受压区高度 x。 ` 19 设 ho=haps=854=81cm=810mm,而   2xhx39。 bfMofcdud0，由《公预规》， ro=,C50 混凝土 fcd=,跨中 Mud= m = 106 N m,bf’ =1030mm,代入上式得： 106 ≤ 1030 x (810x/2) 整理后，求得 x= hf’ =112mm 且  ob hx  mm 说明中和 轴在腹板内，可用下式计算所需钢筋面积 As: 2y39。 f39。 fc1s )( h)bb(fA  再补选一根 1 7 股钢绞线，即  钢绞线， 至此 2p mm222413916A  满足要求。 普通钢筋按构造配置且普通钢筋布置在空心板下缘一排（截面受拉边缘），沿空心板跨长直线布置。 钢筋重心至板下缘 40mm 处，即as=40mm. ` 20 第六章 主梁截面换算特性计算 中板 由前面计算已知空心板中板毛截面的几何特性。 中板毛截面面积A=5679cm2,毛截面 重心轴至 1/2板高的距离 d=21mm（向下），毛截面对其重心轴惯性矩 I= 102m4 1．换算截面面积 cPEP EE =105 /（ 104 ） = 跨中截面： pEPc0 A)1(AA  =482900+（ ） 2224= ； 4l 截面： pEPc0 A)1(AA  =482900+（ ） 13914=2 ； 支点截面： pEPc0 A)1(AA  =482900+（ ） 1394=。 2． 换算截面重心位置 预应力钢筋换算截面对空心毛截面重心的净距为： 跨中截面： )ay(A)1(S PxPEP0  =（ ） 2224（ 4252140） = 4l 截面： )ay(A)1(S PxPEP0  =（ ） 13914（ 4252140） = mm2 支点截面： )ay(A)1(S PxPEP0  =1394364= mm2 换算截面到毛截面重心的距离 d0 跨中截面 ： 241 434 2ASd000  mm 4l 截面： .9329379 000  mm 支点截面： 000  mm ` 21 因此，换算截面重心至下缘距离和预应力钢筋重心的距离： 跨中截面： x0y = = ， Px00p aye  == 4l 截面： x0y = mm ， Px00p aye  = mm 支点截面： x0y = mm ， Px00p aye  = mm 换算截面重心至上缘距离： 跨中截面： s0y =425+21+= 4l 截面： s0y =425+21+= 支点截面： s0y =425+21+= 3．换算截面惯性矩 0I 跨中截面： 2 0ppEP20cc0 eA)1(dAII  = 106+482900 +（ ） 2224 = 1010mm4 4l 截面： 0I = 1010mm4 支点截面： 0I = 1010mm4 换算截面弹性抵抗矩 下缘：跨中截面：x00x0 yIW  = 1010/= 108mm3 4l 截面： = 108mm3 支点截面： xW0 = 108mm3 上缘：跨中截面：s00s0 yIW  = 1010/= 108mm3 4l 截面： s0W = 108mm3 ` 22 支点截面： s0W = 108mm3 边板 边板毛截面面积 A=5806cm2, I= 102m4毛截面重心轴至 1/2板高的距离 d=（向上）同中板计算步骤，可得边板换算截面几何特性如下： 跨中截面： AO=,So=， do=, xy0 =， Px00p aye  =， s0y =， Io= 1010mm4， x00x0 yIW  = 108mm3 ,s00s0 yIW  = 108mm3 ； 4l 截面： AO=2,So=， do=, xy0 =， Px00p aye  =， s0y =， Io= 1010mm4，x00x0 yIW  = 108mm3 ,s00s0 yIW  = 108mm3 ； 支点截面： AO=, So=1019009mm3， do=, xy0 =， Px00p aye  =， s0y =， Io=1010mm4，x00x0 yIW  = 108mm3 ,s00s0。