装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计书

1 装配式钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计书 一、 基本资料 桥梁标准跨径： 墩中心距离） 计算跨径： m （支座中心距离） 主梁预制长度： m 防水砼厚 7重 25 KN/ 净 1.5 m 公路 群 （ 1）钢筋，其技术指标见表 1； （ 2）混凝土其技术指标见表 2主梁、桥面铺装为 杆、 人行道为 表 1 钢筋技术指标 种 类 弹性横量 抗拉设计强度 抗压设计强度 标准强度 筋(05 195 195 235 筋(05 280 280 335 2 表 2混凝土技术指标 种 类 设计强度 标准强度 弹性模量 轴心抗压 轴心抗拉 轴心抗压 轴心 抗拉 0430 04、设计过程 1，基本资料 桥面宽为净 14+2 面横截面由 9 片 T 型主梁构成，主梁间距为 ，桥面的横断面如图 3 所示。 图 3 桥面横断面（单位： 根据相关规范的规定以及工程实际的 情况， 所示。 图 4 T 型梁截面尺寸图（单位： 所示，纵断面如图 6所示。 3 图 5 T 梁横截面图（尺寸单位： 图 6 上部 T 梁立断面构造图 （尺寸单位： 面铺装为 105kN/T 梁翼板自重 的重度为 25 kN/（ 1）恒载及内力计算 （以 纵向 1米宽的板条进行计算） 防水混凝土铺装 1g =25=N/m g = 25=N/m) 12 2 . 5 4 . 2 5 6 . 7 5 /ig g g g k N m 合 计 ：2211M 6 . 7 5 0 . 8 1 2 . 2 1 4226 . 7 5 0 . 8 1 5 . 4 6 7 5a g oa g og l k N mQ g l k N 弯 矩 ：剪 力 ：（ 2）车辆荷载产生的内力 公路 重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利位置，后轴作用力标准值为 P=140压分布宽度如下图 所示，按照公路桥涵设计通用规范知后车轮地宽度 长度 ： 4 =直行车方向轮压分布宽度为： a1=H= b1=H= 最外两个荷载的中心距离 d=荷载对于悬臂根部的有效分布宽度： a=d+2于汽车荷载局部加载在 T 梁的翼板上，故冲击系数取 1+ =作用于每米宽板条上的弯矩为： （ 1+ ） 102 (44bP ） = 4 0 2 0 8 14 3 4 （ ） =用于每米宽板条上的剪力为： 1+u） 1404 = 3） 内力组合 本组合）： 承载能力极限状态： u d G Q 0S (1 . 2 S 1 . 4 S ) 5 += 4）行车道板配筋 0006H R B 3 3 5 2 8 0 , 0 . 5 64 0 1 8 . 4 , 1 . 6 52 2 0 1 0 0 0 1 1 8 5()21 . 0 2 5 . 3 8 0 1 0 1 8 . 4s d s d bc d t u c df f M P aC f M P a f M P aa h m m b m mb a m m h m f b x h 钢 筋 采 用 钢 筋 ：混 凝 土 采 用 水 泥 混 凝 土 ：翼 缘 板 的 高 度 ： ； 翼 缘 板 的 宽 度 ： 取 长 行 车 道 板假 设 钢 筋 截 面 重 心 到 截 面 受 拉 边 缘 ， 则计 算 受 压 区 高 度 ：由 公 式 ： ， 得 ：0221 0 0 0 (1 8 5 )27 . 6 3 1 1 0 3 . 61 8 . 4 1 0 0 0 7 . 6 3 15 0 1 . 52808 9 m m h m b xA m 求 所 需 钢 筋 面 积选 择 并 布 置 钢 筋查 规 范 可 知 ： 可 供 使 用 的 钢 筋 是 （） ， 然 后 按 照 构 造布 置 构 造 钢 筋 ， 并 布 置 如 图 所 示 。 6 0m i n m i nm i ( 9 ) ,93 0 3 4 . 5 , 3 5 , 1 8 521 . 6 50 . 4 5 0 . 4 5 0 . 2 6 % 0 . 2 % , 0 . 2 6 %2805090 . 2 7 % 0 . 2 6 %1 8 5 1 0 0 0m m d m ma m m a m m h m 混 凝 土 保 护 层 厚 度 且 满 足 规 范 设 计 要 求 ， 所 以取 则 有 效 高 度最 小 配 筋 率 计 算 ： 故实 际 最 小 配 筋 率002 8 0 5 0 97 . 7 5 ( 1 0 3 . 6 )1 8 . 4 1 0 0 07 . 6 3 1( ) 1 8 . 4 1 0 0 0 7 . 6 3 1 ( 1 8 5 )222 5 . 4 4 ( 2 5 . 3 8 0 )s d c m m h m f b x m M k N m 验 算 截 面验 算 受 压 区 高 度 ：验 算 抗 弯 承 载 能 力 ：三主梁荷载横向分布系数计算 杆法”计算荷载位于支点处各主梁的荷载横向分布系数 按桥规 和 规定：汽车荷载距人行道边缘不小于 群荷载取 m。在横向影响线上确定 . 9） 7 各梁支点处相应于公路 级和人群荷载的横向分布系数计算（表 10） 梁号 公路 级 人群荷载 2 号梁 2q=r =0 4 号梁 2q =（ 2= 5 号梁 2q= 四、用“修正的刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主梁的横向分布系数 此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为： 8 步骤如下： (1) 求抗扭修正系数 211查桥梁工程表 2 n=9 时， =取 G=计算 I 和 求主梁的截面重心位移 翼板的平均厚度： 722212 x 8178(21301818021717)18178( 主梁抗弯惯性矩： 423236 3 4 7 8 23921 8 0(181 8 01 8 018121)7)181 7 8(17)181 7 8(121 主梁的抗扭惯性矩： 5 表得 3/11 C 表得 433 0 5 2 4 6 4 831 计算抗扭修正系数 9 4 7 8 2 4 6 4 （ 2）计算横向影响线竖标值 本桥梁各根主梁的横截面均相等，梁数 n=9，梁间距为 ： ）（）（）（）（）（）（）（）（2 号梁在两边主梁处的横 向影响线竖标值为： 21 ）（i 29 ）（i 4 号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为： 41 ）（i 49 ）（i 5 号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为： 51 ）（i 10 （ 3）画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布载 （ 4） 计算荷载横向分布系数 梁号 汽车荷载 人群荷载 2 号梁 q21=21（ 3）=r= 号梁 q21=21（ =r= 号梁 q21=21（ r=2=、主梁内力计算及内力组合 （一）恒载内力计算 11 3106348 结构自重集度计算表 主梁 2 ）（ 25=m 横隔梁 对于边主梁 【 2 ）】（ 2 ） 525/m 对于中主梁 2 m 桥面铺装层 25】 /9=m 合计 对于边主梁 g=m 对于中主梁 g=m 需要计算的梁号为 主梁，全部为中主梁，m 边主梁和中主梁自重产生的内力，见下表 截面位置 x 内力 剪力 Q（ 弯矩（ m） 12 X=0 边主梁 Q=0 中主梁 Q=0 X=41边主梁 Q= = M= =中主梁 Q= = =21边主梁 Q=0 M=81 主梁 Q=0 M=81 二）活载内力计算 均布荷载和内力影响线面积计算表 截面 类型 公路 级均布荷载（ KN/m） 人群（ KN/m） 影响线面积（ m） 影响线图线 13 =81 11/4 =2163 1/2 = l=0 =21 l 1=集中荷载 计算弯矩效应时： 180+550 180360 （ =算剪力效应时 : 07 43106348 22 / 因为，40所以 210 / 因此， )(1022 介于 14间，按桥规 规定，冲击系数按照下式计算 14 2 7 3 3 5 In f 1/2， 和剪力 因为是四车道，所以考虑车道折减， 梁号 截面 荷载类型 KN/m） N) 1+ 或 y S（ m 或 S 汽 =（ 1+ ） （ + S 人 = S 2号梁 公路 级 02 y=4l=群 / 公路 级 77.0 y= 群 / 1/2 公路 级 群 / 下表 接上表 4号梁 公路 级 y= 4l =群 / 路 15 级 y= 群 / 1/2 公路 级 群 / 号梁 公路 级 y= 4l =群 / 1/4 公路 级 y= 群 / 1/2 公路 级 群 / Q 绘制各梁的荷载横向分布系数沿着桥纵向的变化图形和支点剪力的影响线 2 号梁的荷载横向分布系数沿着桥纵向的变化图形和支点剪力的影响线 16 计算过程如下所示： 00(1 ) ( 1 . 2 ) ( ) ( ) 1 . 224 . 4 10 . 5 5 8 ( 7 . 8 7 5 8 . 7 5 1 . 2 1 7 2 . 5 1 ) ( 0 . 5 0 . 5 5 8 ) 7 . 8 7 5 0 . 9 1 61 . 2 7 3 2 0 . 6 7 2( 0 . 5 0 . 5 5 8 ) 1 . 2 1 7 2 . 5 11 2 0 . 3o q c k k c k c m q P y m m q y m m P _0()24 . 4 10 . 3 2 0 2 . 6 2 5 8 . 7 5 ( 0 0 . 3 2 ) 2 . 6 2 5 0 . 9 1 6 5 . 6 52o r c r c m q m m q 4 号梁的荷载横向分布系数沿着桥纵向的变化图形和支点剪力的影响线 ：计算过程如下所示： 17 00(1 ) ( 1 . 2 ) ( ) ( ) 1 . 224 . 4 10 . 4 7 2 ( 7 . 8 7 5 8 . 7 5 1 . 2 1 7 2 . 5 1 ) ( 0 . 6 3 9 0 . 4 7 2 ) 7 . 8 7 5 0 . 9 1 61 . 2 7 3 2 0 . 6 7 2( 0 . 6 3 9 0 . 4 7 2 ) 1 . 2 1 7 2 . 5 11 4 2 . 8o q c k k c k c m q P y m m q y m m P _0()24 . 4 10 . 3 2 0 2 . 6 2 5 8 . 7 5 ( 0 0 . 2 2 ) 2 . 6 2 5 0 . 9 1 6 6 . 2 52o r c r c m q m m q 5 号梁的荷载横向分布系数沿着桥纵向的变化图形和支点剪力的影响线 18 计算过程如下所示： 00(1 ) ( 1 . 2 ) ( ) ( ) 1 . 224 . 4 10 . 4 4 0 ( 7 . 8 7 5 8 . 7 5 1 . 2 1 7 2 . 5 1 ) ( 0 . 6 3 9 0 . 4 4 0 ) 7 . 8 7 5 0 . 9 1 61 . 2 7 3 2 0 . 6 7 2( 0 . 6 3 9 0 . 4 4 0 ) 1 . 2 1 7 2 . 5 11 4 1 . 4o q c k k c k c m q P y m m q y m m P _0()24 . 4 10 . 3 2 0 2 . 6 2 5 8 . 7 5 ( 0 0 . 2 2 ) 2 . 6 2 5 0 . 9 1 6 6 . 2 52o r c r c m q m m q （三）内力组合 按承载能力极限状态内力组合计算 永久荷载作用分项系数 i汽车荷载作用分项系数 i人群荷载作用分项系数 j结 构重要性系数0 弯矩（ m）剪力（ 合表 19 梁号 内力 结构自重 汽车荷载 人群荷载 2 02 77 0 4 0 5 0 注： c 与其它可变荷载作用效应组合系数，本例取为 四）内力包络图 弯矩包络图 20 剪力包络图 完成主梁的配筋 H R B 3 3 5 2 8 0 , 0 . 5 64 0 1 8 . 4 , 1 . 6 5s d s d bc d t df f M P aC f M P a f M P a 钢 筋 采 用 钢 筋 ：混 凝 土 采 用 水 泥 混 凝 土 ：m i n m i 6 54 5 4 5 0 . 2 7 0 . 2 , 0 . 2 7280 故 1 7 8 0 1 7 0m m h m m， b=270 00 0 . 0 7 3 0 0 . 0 7 1 8 0 0 1 6 0(1 8 0 0 1 6 0 ) 1 6 4 ) 1 4 . 8 1 7 8 0 1 7 0 (1 6 4 0 )226 9 6 4 . 0 1 5 5 3 . 3 4d f a ha m m h m mh m m m b h m M k N m 假 设 ， 并 计 算取则 截 面 有 效 高 度判 断 型 梁 截 面 类 型622000 1 1 5 5 3 . 3 4 1 01 6 4 0 1 6 4 01 8 . 4 1 7 8 03 0 0 . 5 6 1 6 4 0 9 1 8 . 4dc d x h m h m m 故 属 于 第 一 类 型 截 面求 受 压 区 高 度 ， 并 验 算故 此 梁 为 适 筋 梁 21 22m i n . 4 1 7 8 0 3 5 4 0 9 4 0 . 2 7 * 0 . 0 1 * 3 6 0 * 1 6 4 0 1 5 9 4 . 1280sc d b xA m m b h m 求 受 拉 面 6 4 2 4 711m m选 择 并 布 置 钢 筋查 规 范 可 知 ： 可 供 使 用 的 钢 筋 是 （ ） ， 然 后按 照 构 造 布 置 构 造 钢 筋 ， 并 布 置 如 图 所 示 。图 11 T 型主梁配筋图 . 4 1 7 8 0 1 7 0 5 . 5 7 1 . 1 9c d f f s d b h k N m f A k N 截 面 复 核故 按 照 第 一 类 型 截 面 进 行 验 算02 8 0 4 2 4 7 3 6 . 3 1 9 1 8 . 41 8 . 4 1 7 8 0s d s bc d m m h m m i . 7 2 % 0 . 2 7 %3 6 0 1 6 4 0 03 4 . 9 8( ) 1 8 . 4 1 7 8 0 3 4 . 9 8 (1 6 4 0 )221 8 5 8 . 8 5 1 5 5 3 . 3 4u c d f b x m k N m 故 主 梁 的 配 筋 能 够 使 截 面 安 全 稳 定 。验算截面尺寸 支点截面 8/2+30=44mm 80075610cu kf 0 2 7 0 1 7 5 6 =，22 0 2 7 0 1 7 5 6 =，中截面：8*2+30=86 200714 10cu kf 10 0 2 7 0 1 7 1 4 = 0 Vd,l/2=按正截面承载能力计算所确定 的截面尺寸满足抗弯方面的构造要求 判断梁内是否需按计算配置剪力钢筋 101070*1756，N 确定计算剪力 101070*1714, /2N 故不需设置剪力钢筋 a 配置箍筋 b =13=1 0 0 m m95箍筋选用 ， 22 5 0 . 3 1 0 0 . 6m m 箍筋间距： 箍筋配筋率： 1 0 0 . 6 2 . 0 7 * 1 0 41 7 6 9 . 2 2 7 0 31 2 3 0 ,31 / 20 . 4 5 1 0 ( 2 0 . 6 )1 . 0 1 . 0 1 . 1 0 . 4 5 1 0 2 7 0 1 7 1 0 ( 2 0 . 6 2 . 5 ) 4 0 2 . 0 7 * 1 0 4 1 9 54 7 6 . 1 1 0 . 6 0 . 6 7 1 . 0 2 4 2 . 6 1c s c u k s v s b h P f V k N 六、裂缝及变形验算 T 型截面受弯梁最大裂缝宽度计算 作用短期效应组合 i k 1 j Q j 6 8 7 . 7 3 0 . 7 5 0 2 1 . 0 3 2 . 2 1 0 7 1 . 3 3i 1 j 1 用长期效应组合 i k 2 j Q j 6 8 7 . 7 3 0 . 4 5 0 2 0 . 4 3 2 . 2 9 0 1 . 4 1 K N . j 1 2 2 6 21 3 , 0202 2 6 220 . 2 1 0 ( 2 0 . 6 )()1 . 0 1 . 1 0 . 2 1 0 ( 2 0 . 6 2 . 5 ) 4 0 1 0 0 . 6 1 9 5 2 7 0 1 7 1 0( 0 . 6 1 . 0 3 6 0 . 9 2 )1 7 6 9 . 2c u k s v s f A f b 23 105 +1+ d 3 2 m 04248 0 . 7 2 % 0 . 2 %3 6 0 1 6 4 0 故取 =筋重心处拉应力 6 0 7 1 . 3 3 * 1 0 1 7 0 . 4 10 . 8 7 A h 0 . 8 7 4 2 4 8 1 7 0 1 中截面最大裂缝宽度： 1 1028.0 1 7 0 . 4 1 3 0 3 0 . 5 1 . 31 1 . 4 2 1 0 . 1 0 8 m m 0 . 2 m m 2 0 0 0 0 0 0 . 2 8 1 0 0 . 0 2 故裂缝宽度满足要求 2 挠度计算 43 . 2 5 1 0 P a， 2 52 . 0 1 0 P a钢筋与混凝土的弹性模量比： 截面有效高度：0 1 8 0 0 ( 3 0 3 0 2 )