装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计书

1 装配式钢筋混凝土简支 T 梁桥设计书 一、 题目：装配式钢筋混凝土简支 T 梁桥计算 二、 设计资料 1、桥面净宽 净 9+2 、主梁跨径及全长 标准跨径 算跨径 l =梁全长 L=、设计荷载 公路 级荷载；人群荷载 32m 4、材料 钢 筋：凡直径大于或等于 12 毫米者用 级钢筋：直径小 于 12 毫米者一律用 级钢筋 混凝土：主梁用 50 号，人行道、栏行、桥面均 25 号 5、计算方法：极限状态法 6、结构尺寸：参考本设计给出的纵横剖面图，其中横隔梁五根 7、设计依据 （ 1）公路桥涵设计通用规范（ （ 2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ 8、主要技术规范和参考文件 （ 1）公路工程技术标准（ （ 2）公路桥涵设计通用规范（ （ 3）公路砖石及混凝土桥涵设计规范（ （ 4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ （ 5）公路桥涵地基及基础设计规范（ （ 6）邵旭东主编 人民交通出版社 7）混凝土简支梁（板）桥（例四） 1991 （ 8）公路桥梁荷载横向分布计算 1977 三、计算内容 1、计算主梁的荷载横向分布系数 2、主梁内力计算 3、横隔梁内力计算 4、行车道板的计算 四、设计图纸 1、计算图：横向分布系数计算图，行车道板计算图，横隔 梁计算图 2、桥梁横断面及纵断面布置图，以及主梁、横隔梁具体布置图 2 3 装配式钢筋混凝土简支 T 梁桥计算 一、 主梁的计算 （ 1）、主梁的荷载横向分布系数和内力计算 1、主梁的抗弯及抗扭惯性矩 求主梁界面的重心位置 1 图 1均板厚： 1h=12（ 10+20） =15cm 1 5 2 0 0( 1 6 0 1 8 ) 1 5 2 0 0 1 822 6 5 . 6( 1 6 0 1 8 ) 1 5 2 0 0 1 8 cm 321 1 5( 1 6 0 1 8 ) 1 5 ( 1 6 0 1 8 ) 1 5 ( 6 5 . 6 )1 2 2 321 2 0 01 8 2 0 0 1 8 2 0 0 ( 6 5 . 6 )1 2 2 m T 形截面抗扭惯性矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之和，即： 4中：i 矩形截面扭转因数（查表） 相应各矩形的宽度 4 查表可知： 111 =13m =13 112（ ， 2 =13m =13 22443 . 5 6 0 . 1 5 3 . 4 3 0 . 1 8 0 4m 2、计算结构自重集度（表 1 结构自重集度计算表 表 1梁 10 . 1 0 0 . 2 00 . 1 8 2 . 0 0 ( ) (1 . 6 0 0 . 1 8 ) 2 5 1 4 . 3 32 于边主梁 20 . 1 0 0 . 2 0 1 . 6 0 0 . 1 8 0 . 1 5 0 . 1 81 . 6 5 2 5 3 4 . 0 2 0 . 6 22 2 2 2 2 0 . 6 2 1 . 2 4 m 桥 面 铺装层 310 . 0 4 9 . 0 0 2 3 0 . 0 4 0 . 1 1 9 . 0 0 2 4 6 4 . 0 82 m 栏 杆 和人行道 4 1 . 5 2 3 . 6 2 6 1 . 7 1 m 合计 对于边主梁 1 4 . 3 3 0 . 6 2 4 . 0 8 1 . 7 1 2 0 . 7 4i m 对于中主梁 1 4 . 3 3 1 . 2 4 4 . 0 8 1 . 7 1 2 1 . 3 6i m 5 3、结构自重内力计算（表 1 边中主梁自重产生的 内力 表 1力 Q（ 弯矩 M（ 边主梁 中主梁 边主梁 中主梁 x=0 Q= =0 M=0 x=14Q= = = （ = =x=12Q=0 Q=0 M=18 =18 =、 汽车、人群荷载内力计算 （ 1）、支点处荷载横向分布 系数（杠杆原理法） 按【桥规】规定：汽车荷载距人行道边缘不小于 群荷载取 3在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置。图 1 图 1点处各主梁的横向分布情况 内力 截面位置 6 各梁支点处相应于公路 I 级和人群荷载的横向分布系数计算（表 1 表 1号 公路 I 级 人群荷载 1（ 6）号梁 1q =r=（ 5）号梁 2q = 3（ 4）号梁 3q =（ (2)、跨中荷载横向分布系数（偏心压力法） 此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为： 60 = 故可按偏心压力法来计算横向分布系数步骤如下： 求荷载横向分布影响线竖标 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=6,梁间距为 6 21 = 21a+ 22a+ 23a+ 24a+ 25a+ 26a= 22 1 0 + + 2 =m 由式211 a可求得，各梁在两边主梁处的横向影响线的竖标值为： 1（ 6）号梁： 1111211a= 22 1 . 6 0 . 816 4 4 . 8 =616211a= 22 1 4 =7 2（ 5）号梁： 2121211a= 2 1 . 6 0 . 8 ( 1 . 6 0 . 8 )16 4 4 . 8 =626211a= 2 1 . 6 0 . 8 ( 1 . 6 0 . 8 )16 4 4 . 8 = （ 4）号梁： 3131211a= 1 0 . 8 ( 2 1 . 6 0 . 8 )6 4 4 . 8=636211a= 1 0 . 8 ( 2 1 . 6 0 . 8 )6 4 4 . 8= 画出各主梁的横向分布影响系数，并按最不利位置布置荷载，图 1 8 图 1中处各主梁的横向分布情况 9 计算荷载横向分布系数 1 表 1号 汽车荷载 人群荷载 1（ 6）号梁 12 q= 12（ =r=（ 5）号梁 12 q= 12（ r=（ 4）号梁 12 q= 12（ =r= 3）、荷载横向分布系数汇总（表 1 荷载横向分布系数 表 1号 荷载位置 公路 I 级 人群荷载 备注 1（ 6）号梁 “偏心压力法”计算 “杠杆法”计算 2（ 5） 号梁 “偏心压力法”计算 按“杠杆法”计算 3（ 4）号梁 “偏心压力法”计算 按“杠杆法”计算 10 （ 4）、均布荷载和内力影响线面积计算（表 1 均布荷载和内力影响 线面积计算表 表 1路 I 级荷载（ 人群荷载（ 影响线面积（ 2m 或 m） 影响线图 =218l =m =316l2l=m =12 12 l =12 l 1= 5）、公路 I 级集中荷载 算 计算弯矩效应时：180+ 360 18050 5 （ 5） =算剪力效应时：65 （ 6）、计算冲击系数 A=15 （ 160+18 200=m m G=25=g = 2kN s m 凝土的 E 取 4210N m（错误，应为 10 次方，后面数据跟着全部有误） 22 = 0 桥规规定，冲击系数取： = 1+ =型 截面 11 （ 7）、各梁的弯矩 2 4剪力 2算 因双车道不折减，故 =1。见表 1 1号 截面 荷载类型 kP（ 1+或 y S（ kN m 或 或6号梁 2y=4l=群 / y= 316l =群 / 65 群 / 或5号梁 2y=4l=群 / y= 316l =群 / 12 265 群 / 或4号梁 2y=4l=群 / y= 316l =群 / 65 群 / ：表中所需公式： (1 ) ( )q c k i k iS m q m P y r c rS m q 13 （ 8）、 计算支点截面汽车荷载最大剪力 绘制各梁的荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线。见图 1b、 c。 14 横向分布系数变化区的长度： m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为 11 ( 3 4 . 0 2 8 . 5 6 ) / 3 4 . 0 2 0 . 9 1 63y 1） 1 和 6 号梁 0 01 2k c m m m y= 0 5 1 1 0 . 5 0 . 6 1 0 7 1 7 . 0 1 0 . 5 0 . 6 1 0 7 0 . 9 1 62= 1i k y= 1 . 0 5 1 0 . 5 3 6 5 1=公路 I 级作用下， 1 和 6 号梁支点的最大剪力为： 0Q=00点截面人群荷载的最大剪力为： 02o r c r c m q m m q y= 6 3 5 6 1 7 . 0 1 1 . 7 8 1 0 . 6 3 5 6 4 . 5 0 . 9 1 62=15 2）同理可求的 2 和 5 号梁： 0Q=00 和 4 号梁： 0Q=00）各梁支点处最大剪力汇总见表 1 1号 0Q（ 1 和 6 号梁 和 5 号梁 和 4 号梁 9）、各梁弯矩剪力基本组合见表 1本荷载组合：按桥规规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为： 永久荷载作用分项系数： 车荷载作用分项系数： 1Q=群荷载作用分项系数： 16 表 1号 内力 结构自重 汽车荷载 人群荷载 00( 1112i G i Q Q k G j Q j S）（ kN m 或 + + 1或6 或5 或4 ： 0 桥梁结构重要性系数，本例取为 c 与其他可变荷载作用效应的组合系数，本例取为 、横隔梁的计算 对于具有多根内横隔梁的桥梁，由于主梁跨中处的横隔梁受力最大，横隔梁中截面受力 17 最不利，故通常只要计算跨中横隔梁的内力，其 他横隔梁可骗安全地仿此设计。 1、 确定作用在横隔梁上的计算荷载 对于跨中一根横隔梁来说，除了直接作用在其上的轮重外，前后的轮重对它也有影响。在计算中，我们假设荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布，如图 2 图中， 此，纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该横隔梁的 计算荷载为： 计算弯矩时： 12o q k kP q P y = 111 0 . 5 8 . 4 5 2 1 2 9 6 . 7 122 =算剪力时： 12o q k kP q P y = 111 0 . 5 8 . 4 5 2 1 1 . 2 2 9 6 . 7 122 =、 绘制中横隔梁的内力影响线 由前面偏心压力法可计算得 1、 2 号梁的荷载横向分布影响线竖标值如图 2 18 （ 1）、1 P=1 作用在 1 号梁轴上时（11=6= 1 1 1 1 0 . 5 0 . 5 0 . 5 2 4 0 . 5 1 . 6 0 . 5 1 . 6 0 . 3 8 0 8r P=1 作用在 6 号梁轴上时 1 6 1 6 0 . 5 0 . 1 9 0 . 5 1 . 6 0 . 1 5 2r d P=1 作用在 2 号梁轴上时（12=2= 1 2 1 2 0 . 5 0 . 3 8 1 0 0 . 5 1 . 6 0 . 3 0 4 8r d 根据影响线的知识可知，1面处有突变，根据 1 12连线延 19 长至 面，即为 11值（ 由此即可绘出1示。 (2)、2P=1 作用在 1 号梁轴上时（11=6= 2 1 1 1 2 11 . 5 0 . 5 1 1 . 5Mr d d d = 0 . 5 2 4 1 . 5 1 . 6 0 . 3 6 3 4 0 . 5 1 . 6 1 1 . 5 1 . 6 =1 作用在 6 号梁轴上时 2 6 1 6 2 61 . 5 0 . 5Mr =1 作用在 2 号梁轴上时（12=2= 2 2 1 2 2 21 . 5 0 . 5 1 0 . 5Mr d d d=示。 (3)、3P=1 作用在 1 号梁轴上时 （11=6= 3 1 1 1 2 1 3 12 . 5 1 . 5 0 . 5 1 2 . 5Mr d d d d= 20 0 . 5 2 4 2 . 5 1 . 6 0 . 3 6 3 4 1 . 5 1 . 6 0 . 2 4 7 3 0 . 5 1 . 6 1 2 . 5 1 =1 作用在 6 号梁轴上时 3 6 1 6 2 6 3 62 . 5 1 . 5 0 . 5Mr d d d=1 作用在 2 号梁轴上时（12=2= 3 2 1 2 2 2 3 22 . 5 1 . 5 0 . 5 1 1 . 5Mr d d d d=示。 3、 绘制剪力影响线 不难看出，靠近 1 号主梁处截面的剪力 Q 最大，故只需计算此处的剪力即可。 对于 1 号主梁处截面的1 P=1 作用在计算截面以右时 1111P=1 作用在计算截面以左时 1 1111绘成1 21 4、 截面内力计算 将求得的计算荷载于汽车荷载并计入冲击影响力（ 1+ ），则得表 2示结果。 表 2路弯矩M 12 ( 1 ) 1 . 0 5 1 9 2 . 7 1 0 . 3 6 2 0 0 . 3 0 4 8=m 23 ( 1 ) 1 . 0 5 1 9 2 . 7 1 0 . 9 5 3 0 . 4 8 7 6 34 ( 1 ) 1 . 0 5 1 9 2 . 7 1 1 . 1 9 3 6 0 . 2 7 9 4=m 剪力11 1y 1 . 0 5 2 2 6 . 8 6 0 . 5 2 4 0 . 3 6 3 4 0 . 2 4 7 3 0 . 0 8 6 7 =、 内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计） ： 取最大荷载计算 承载能力极限状态内力组合（表 2 表 2本组合 0+m + 正常使用极限状态内力组合（表 2 表 2期效应组合 0+m +22 三、行车道板的计算 （ 1）、板的结构自重及其内力（按纵向 1m 宽的板条计算），计算图示见图 3 、每延米板上的结构自重 g（表 3 表 323=24=翼板自重3 1 0 0 . 2 0 1 . 0 2 52 =合计 =、每米宽板条的恒载内力 2012 = 21 7 . 3 1 0 . 7 12 =m 0