文档介绍：铁路桥梁设计
铁工0907班
匡勇
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
在运营阶段,预应力钢筋有效应力
传力锚固时混凝土正应力
钢筋预加应力的合力
至净截面重心轴的距离
净截面的回转半径
混凝土的正应力
(压)
容许应力
运营阶段混凝土正应力
----人行道,到渣槽及线路设备等()产生的弯矩
----换算均部荷载产生的弯矩
钢筋预加应力的合力
(压)
=
抗裂性检算
为了简化计算,将跨中截面简化成工字形截面
截面几何特性(见图2-1)
图2-1 工字型截面