装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计说明书

1 装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计说明书 1 桥梁跨径及桥宽 标准跨径： 梁全长： 算跨径： 面净宽：（ +14+1+m=17m（防撞栏 +人行道 +四车道 +人行道 +防撞栏） 桥面横坡： 2 设计荷载 :公路级，人群荷载 桥面铺装 沥青表面处治 2力密度为 kN/混凝土垫层厚 612力密度为 24kN/ T 梁的重力密度为 25kN/ 材料及施工工艺 混凝土：采用 预应力 钢筋采用 1*7（ 7股 ） 钢绞线，标准强度 860 普通钢筋采用 235级钢筋； 钢板：锚头下支撑垫板，支座垫板等均采用普通 按后张法施工工艺制作主梁，采用 70波纹管和 5 材料性能参数 （ 1）混凝土 强度等级为 要强度指标： 强度标准值： 度设计值： 性模量： 04 2）预应力钢筋采用 1*7标准型 5224绞线 抗拉强度标准值： 860 抗拉强度设计值： 260性模量： 05对界限受压区高度： a= 3）普通钢筋 抗拉强度指标： 35 抗拉强度设计值： 80性模量： 05235钢筋，其强度指标 抗拉强度指标： 35 抗拉强度设计值： 95性模量： 05 设计依据 （ 1）交通部颁公路桥涵设计通用规范 60称“规范”； 2 （ 2）交通部颁公路钢筋混凝土及预应 力混凝土桥涵设计规范 62称“公预规”； （ 3）交通部颁公路桥涵地基与基础设计规范 247 计算方法： 极限状态法 装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计任务 1、横断面布置 （ 1）用 制桥梁平、纵、横断面图，并绘制中梁与边梁的结构图； （ 2）主梁间距与主梁片数； （ 3）主梁跨中截面主要尺寸拟定； （ 4）主梁截面细部尺寸； （ 5）计算截面几何特性； （ 6）计算截面效率指标 p（要求 p 在 上）； （ 7）横断面沿跨长的变化； （ 8）横隔梁设置； 2、 主梁内力计算 （ 1）恒载内力计算 A. 一期恒载集度； B. 二期恒载集度； C. 恒载内力。 （ 2）活载内力计算 A. 冲击系数和车道折减系数； B. 计算主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按修正刚性横梁法；支点截面剪力按杠杆法）； C. 计算活载内力（跨中截面、 1/4 截面、变化截面、支点截面）。 （ 3）内力组合 A. 基本组合（用于承载能力极限状态计算）； B. 短期组合（用于正常使用极限状态计算）； C. 长期组合（用于正常使用极限状态计算）； 3 装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计过程 一、横断面布置 1、主梁间距与主梁片数 桥面净宽为（ +14+1+m=17m；拟定翼板宽度中主梁为 4*主梁为 2*定为 7片 面板采用钢板绞接。 2、主梁跨中截面主要尺寸拟定 根据公路桥涵设计通用规范 （ 梁的高跨比的经济范围在1/11到 1/16之间，此设计中计算跨径 定采用的梁高为 3、主梁截面细部尺寸 T 梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板的受压的强度要求。拟定翼板厚度为 于跨径较大，翼板根部加厚到 抵抗翼板根部较大的弯矩。 腹板厚度不宜小于梁高的 1/8，拟定腹板厚度为 马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的。设计实践表明，马蹄面积占截面总面积 10%20%为合适。拟定马蹄宽度为 度为 蹄与腹板交接处作三角形过渡，高度 减小局部应力。 4、横截面布置 桥梁平、纵、横断面图，中梁与边梁的结构图如 图所示： 4 5、计算截面几何特征 分块号 分块面积 yi(i*yi(i(Ii(1 266400 60 15984000 1 9 2 93000 4256900 0 7 3 352800 980 345744000 9 1 4 12100 4604140 0 7 5 156000 2155 336180000 1 8 合计 880300 36769040 1 1 =b/h 上核心距 核心距 1 6、计算截面效率指标 预应力混凝土梁，其内力偶臂 Z 所能变化的范围越大，则在预加力 所能抵抗外弯矩的能力也就越大，也即抗弯效率效率越高。在保证上、下缘混凝土不产生拉应力的条件下，内力偶臂 Z 可能变化的最大范围只能在上核心距 下核心距 间。因此，截面抗弯效率可用参数 =b/h（ h 为梁的全截面高度）来表示。 上核心距：uu 下核心距：bb =（ b） /h=（ 890+509） /2350=、横隔梁的设置 在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载下的主梁弯矩很大。为减小对主梁起主要控制作用的跨中弯矩，当跨 度较大时应设置较多的横隔梁。拟定设置七道横隔梁，其边主梁间距为 7m，中主梁间距为 横隔梁的高度与主梁同高，厚度为 横隔梁的高度为 5 度为 20m。 二、主梁内力计算 1、恒载内力计算 结构自重集度计算表（ kN/m） 主梁 横隔梁 对于边主梁 对于中主梁 桥面铺装层 栏杆和人行道 合计 对于边主梁 对于中主梁 一期恒载 g1+g2+=期恒载 g3+边主梁自重产生的内力 内力 横面位置 x 剪力 Q（ 弯矩 M（ x=0 边主梁 边主梁 0 0 中主梁 中主梁 0 x=1/4 边主梁 边主梁 主梁 中主梁 x=1/2 边主梁 0 0 边主梁 主梁 0 中主梁 x=1/8 边主梁 边主梁 主梁 中主梁 2、活载内力计算 6 （ 1）冲击系数和车道折减系数： 冲击系数的计算采用以结构基频为指标的方法。按结构不同的基频，汽车引起的的冲击系数在 计算方法为 当 =中： 基频计算公式如下： 2 结构跨中处的单位长度质量为： 103/ 结构基频为： f=2*)*010* 根据基频可计算出汽车荷载冲击系数为 =桥规规定两车道的车道折减系数为 1，本设计为四车道，在计算可变作用效应时需进行车道折减，四车道折减 33%，但折减后的效应不得小于两车道设计车道的荷载效应。横向折减系数为 （ 2）主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按偏心压力法，支点截面按杠杆原理法） 一、当荷载位于跨中处时（偏心压力法） 由图可知，此桥设有 5道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承受结构的长宽比为： 故可按偏心压力法来计算横向分布系数数 n=7，中梁间距为 27262524232221712 i= （ 2* 7 2+(2*2+0+(2+(2+(2*2=m 如下面所示 值 a1 a2 a3 a4 a5 a6 下表为前 4号主梁 相对的主梁的横向影响线的竖标值 1号梁 11 12 13 14 15 16 17 2号梁 21 22 23 24 25 26 27 3号梁 31 32 33 34 35 36 37 4号梁 41 42 43 44 45 46 47 由此可画出 1、 2、 3、 4 号梁的影响线， 5、 6、 7 号梁的影响线与 3、 2、 1 号梁对称，如下图所示 8 1号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 11= 号 梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ 31） =群荷载 22= 号 梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 33= 号 梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*6*群荷载 33=号梁 2 号 梁 3 号 梁 4 号 梁 9 二、当荷载位于支点处时（按杠杆原理法） 根据桥规 60规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置，例如，对于汽车荷载，汽车横向轮距为 列汽车车轮的横向最小间距为 轮距离人行道缘石最少为 1号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*群荷载 =10 2号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 =号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 =0 4号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 =0 5号梁的活载横向分布系 数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 =0 6号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 21 =1/2*（ =群荷载 =0 7号梁的活载横向分布系数与 1号梁活载横向分布系数相同。 1号梁 2号梁 3号梁 4号梁 5号梁 6 号梁 0 0 0 0 11 （ 3） 计算可变作用效应 根据桥规，公路一级的的均布荷载标准值 kN/m） 计算弯矩效应时：80+（ 360（ 50*（ =322（ 计算剪力效应时：22= 在可变作用效应计算中，对于横向分布系数的取值作如下考虑：支点处横向分布系数取0m，从支点到第一根横梁段，横向分布系数从0余梁段均取 1、 跨中截面最大的弯矩和最大剪力 跨中 截面 荷载类型 kN/m） 1+ 或 y S（ M 公路一级 22 人群 3 Q 公路 一级 人群 3 由上表可求出： )()1( 跨中公 =kN/m） rc 中人 =kN/m） )()1( 跨中公 = rc 中人 = 12 2、四分点截面最大弯矩和最大剪力 L/4处 截面 荷载类型 kN/m） 1+ 或 y S（ M 公路一级 22 人群 3 Q 公路一级 人群 3 由 上表可求出： )()1(4/ 公 =kN/m） 4/ =kN/m） )()1(4/ 公 = 4/ = 3、 支点面处的最大剪力 支点处 截面 荷载类型 kN/m） 1+ 或 y S（ Q 公路一级 1 人群 3 由上表可计算出： )()1( 支点公 = rc 点人 = 4、 变化点截面处最大弯矩和最大剪力（ L/8） 13 L/8处 截面 荷载类型 kN/m） 1+ 或 y S（ M