装配式简支T梁桥课程设计说明书(计算书和图纸)课程设计.pdf

建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 1 页页 共共 3 页页 目目 录录 第一篇 任务说明 第一章 桥梁工程课程设计任务书 1 1.1 设计时间及地点 1 1.2 设计目的和要求 1 1.3 设计题目和内容 2 1.4 要求完成的设计图及计算书 3 1.5 参考文献 4 第二章 装配式钢筋砼简支 t 型梁桥设计 5 2.1 课题与设计资料 5 2.2 要求完成的设计图及计算书 5 2.3 参考文献 5 第二篇 任务设计计算书 第一章 行车道板内力计算及配筋说明书 7 1.1 结构尺寸拟定 7 1.2 行车道板内力计算 7 1.3 配筋 10 1.4 连续板桥面计算 11 第二章荷载横向分布系数计算书 14 2.1 主梁的荷载弯矩横向分布系数 14 第三章主梁内力计算及配筋说明书 17 3.1 恒载内力 17 3.2 活载内力计算 18 3.3 截面设计、配筋与验算 25 3.4 最大设计剪力及设计剪力分配 29 3.5 箍筋设计 30 3.6 弯起钢筋及斜筋设计 31 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 2 页页 共共 3 页页 3.7 全梁承载力校核 35 3.8 斜截面抗剪承载力复核 39 3.9 架立钢筋 43 3.10 纵向构造钢筋 43 3.11 裂缝宽度验算 44 3.12 变形验算 45 3.13 预拱度设置 47 第四章 横隔梁内力计算及配筋说明书 49 4.1 横隔梁弯矩计算 49 4.2 横隔梁截面配筋与验算 51 4.3 横隔梁剪力效应及配筋 55 第五章 支座（局部承压）计算书 58 5.1 支座（局部承压）计算 58 5.2 定支座平面尺寸 58 5.3 确定支座厚度 59 5.4 验算支座偏转情况 60 5.5 验算支点的抗滑稳定性 60 参考文献 61 第三篇 设计成果 第一章 设计心得 62 第二章 设计图纸（见附图） 64 图 1 桥梁总体布置图 附图 图 2 桥梁平面布置图 附图 图 3 u 型桥台正面图 附图 图 4 u 型桥台平面图 附图 图 5 桥梁横断面布置图 附图 图 6 桥梁纵断面布置图 附图 图 7 t 型梁细部结构尺寸图 附图 图 8 主梁配筋纵截面图 附图 图 9 弯起钢筋及斜筋布置图 附图 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 3 页页 共共 3 页页 图 10 跨中截面钢筋布置图 附图 图 11 主梁翼板配筋平面图 附图 图 12 主梁翼板配筋横截面图 附图 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 1 页页 共共 64 页页 第一篇 任务说明 第一章桥梁工程课程设计任务书 1.1 设计时间及地点 1.1.1 设计时间： 2012-2013 学年第二学期第 1213 周（5 月 13 日5 月 24 日） 1.1.2 设计地点： 老矿业楼 311 1.2 设计目的和要求 1.2.1 设计目的 本课程设计通过一个常用、典型的钢筋混凝土 t 形梁桥的设计，让学生将所学到的理论 知识与设计方法运用于具体的设计实践中，提高专业设计能力及创造性思维能力，使所学知识 能够融会贯通，要求熟练掌握以下内容： 1. 梁式桥纵断面、横断面的布置，上部结构构件主要尺寸的拟定。 2. 梁式桥内力计算的原理，包括永久作用的计算、可变作用的计算（尤其是各种荷载横 向分布系数的计算） 、作用效应的组合。 3. 梁式桥纵向受力主筋的配置、 弯起钢筋和箍筋的配置， 以及正截面抗弯、 斜截面抗剪、 斜截面抗弯和挠度的验算，预拱度的设置。 4 板式橡胶支座的设计计算。 1.2.2 设计要求 本设计为装配式钢筋混凝土简支 t 型梁桥设计（上部结构） ，其下部结构为重力式桥墩和 u 型桥台，支座拟采用板式橡胶支座。学生在两周设计时间内，综合应用所学理论知识和桥梁 工程实习所积累的工程实践经验，贯彻理论联系实际的原则，独立、认真地完成装配式钢筋混 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 2 页页 共共 64 页页 凝土 t 型梁桥的设计。基本要求如下： 认真阅读课程设计任务书， 熟悉有关设计资料及参考资料， 熟悉各种设计规范的有关内容， 认真完成任务书规定的设计内容。 2. 学生均应在规定的时间内独立完成规定的内容和工作量。 3. 课程设计的成果为计算书 1 份和 a3 图 2 张以上。计算书应内容完整，计算正确，格式 规范，叙述简洁，字迹清楚、端正，图文并茂；插图应内容齐全，尺寸无误，标注规范，布置 合理。 1.3 设计题目和内容 1.3.1 设计题目 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计（上部结构） 1.3.2 设计资料 1. 桥面净宽：净-8+20.75m 人行道（车辆双向行驶） 2. 永久荷载：桥面铺装层容重 =23kn/m。其他部分 =25kn/m。 3. 可变荷载： 汽车荷载， 公路-级 （或级） ， 人群荷载 2.5kn/m； 人行道+栏杆=5kn/m。 4. 材料：主筋采用级钢，其他用级钢，混凝土标号 c40。 5. 桥梁纵断面尺寸： 标准跨径：lb=20.00m (墩中心距离)； 计算跨径：l=19.50 m (支座中心距离)； 主梁全长：l=19.96 m (主梁预制长度)。 1.3.3 设计内容 1. 纵横断面设计。 根据给定的基本设计资料，参考标准图、技术规范与经验公式，正确拟定桥梁纵断面和横 断面的布置，选取恰当的桥面铺装层，初步确定 t 形主梁、横隔梁、桥面铺装层等的细部尺 寸。绘制桥梁横断面布置图、纵断面布置图，t 形梁细部尺寸图。 行车道板计算。 确定行车道板类型，进行行车道板恒载内力计算、活载内力计算、作用效应组合，获得行 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 3 页页 共共 64 页页 车道板最大设计内力值。 主梁内力计算。 选取控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算，以及作用效应的组合计算（含 承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态的作用效应组合） 。其中进行主梁活载内 力计算时，荷载横向分布系数的计算，要求根据主梁空间位置及主梁间连接刚度的不同，分别 对各片主梁采用杠杆原理法、偏心压力法、修正的偏心压力法等来计算荷载横向分布系数，并 对荷载横向分布系数的计算结果进行汇总； 随后选取其中一种跨中荷载横向分布系数的计算结 果与杠杆原理法的计算结果进行主梁内力作用效应的组合计算（含跨中最大弯矩值、跨中最大 剪力值和支座截面的最大剪力值） ，形成各片主梁的内力计算汇总表。根据内力计算汇总表， 确定主梁各截面的最不利内力值作为设计值。 4. 横隔梁设计计算 5. 配置钢筋及验算。 根据主梁跨中最大弯矩设计值，进行主梁纵向受拉钢筋的配置；根据主梁跨中最大剪力设 计值和支座截面的最大剪力设计值，进行弯起钢筋和箍筋的配置。根据以上钢筋配置进行主梁 正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和变形、裂缝的验算，设置预拱度，保证主梁有足够的 强度、刚度、稳定性和耐久性。绘制跨中截面钢筋布置图，弯起钢筋和箍筋布置图。 6. 板式橡胶支座设计。 确定支座的平面尺寸、确定支座的高度、验算支座的偏转情况，验算支座的抗滑稳定性。 1.4 要求完成的设计图及计算书 1. 行车道板内力计算书 2. 荷载横向分布系数计算书 3. 主梁内力计算书 4. 横隔梁内力计算书 5. 支座设计计算书 6. 桥面构造横截面图（cad 出图 7. 桥梁总体布置图，主梁纵、横截面、平面布置图（cad 出图） 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 4 页页 共共 64 页页 1.5 参考文献 1 梁桥 （公路设计手册） ，2005，人民交通出版社. 2 桥梁计算示例集 （砼简支梁（板）桥） ，2002，人民交通出版社. 3 中华人民共和国行业标准 公路工程技术标准 （jtg b01-2003） .北京:人民交通出版社,2004 4 中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004)含条文说明.北京:人民交 通出版社,2004 5 中华人民共和国行业标准公路圬工桥涵设计规范 （jtg d61-2005）. 人民交通出版社， 2005 6 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2004) 含条文说明 7 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtg d62-2004） 8 邵旭东桥梁工程人民交通出版社，2009 年 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 5 页页 共共 64 页页 第二章 装配式钢筋砼简支 t 型梁桥设计 2.1 课题与设计资料 2.1.1 设计题目 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计（上部结构） 2.1.2 设计资料 1. 桥面净宽：净-8+20.75m 人行道（车辆双向行驶） 2. 永久荷载：桥面铺装层容重 =23kn/m。其他部分 =25kn/m。 3. 可变荷载：汽车荷载，公路-级，人群荷载 2.5kn/m;人行道+栏杆=5kn/m。 4. 材料：主筋采用级钢，其他用级钢，混凝土标号 c40。 5. 桥梁纵断面尺寸： 标准跨径：lb=20.00m (墩中心距离)； 计算跨径：l=19.50 m (支座中心距离)； 主梁全长：l=19.96 m (主梁预制长度)。 2.2 要求完成的设计图及计算书 1. 行车道板内力计算书 2. 荷载横向分布系数计算书 3. 主梁内力计算书 4. 横隔梁内力计算书 5. 支座设计计算书 6. 桥面构造横截面图（cad 出图 7. 桥梁总体布置图，主梁纵、横截面、平面布置图（cad 出图） 2.3 参考文献 1 梁桥 （公路设计手册） ，2005，人民交通出版社. 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 6 页页 共共 64 页页 2 桥梁计算示例集 （砼简支梁（板）桥） ，2002，人民交通出版社. 3 中华人民共和国行业标准 公路工程技术标准 （jtg b01-2003） .北京:人民交通出版社,2004 4 中华人民共和国行业标准 公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004)含条文说明.北京:人民交 通出版社,2004 5 中华人民共和国行业标准公路圬工桥涵设计规范 （jtg d61-2005）. 人民交通出版社， 2005 6 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2004) 含条文说明 7 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtg d62-2004） 8 邵旭东桥梁工程人民交通出版社，2009 年 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 7 页页 共共 64 页页 第二篇 任务设计计算书 第一章 行车道板内力计算及配筋说明书 1.1 结构尺寸拟定 根据公路桥涵设计通用规范 （jtgd60-2004） ，梁的高跨比的经济范围在 1/11 到 1/16 之间，此设计中标准跨径为 20m，拟定采用的梁高为 1.60m，翼板宽 1.8m，腹板宽 0.18m。 采用 5 片 t 型主梁标准设计，主梁间距为 1.80m；采用 5 道横隔板，高 1.20m 横隔板间距 4.85m，简图如图 1、2 所示。 改性沥青砼抗滑表层厚4cm 图1 横断面图 尺寸单位:cm 混凝土垫层 中粒式改性沥青砼厚4cm 1.2 行车道板内力计算 计算如图 3 所示的 t 梁翼板，荷载为公路-级，桥面铺装为 6cm（计算行车道板安全考 虑）的沥青混凝土和 8cm 的 c30 混凝土垫层。 图2 纵断面图 尺寸单位：cm 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 8 页页 共共 64 页页 图3 横剖面图 尺寸单位：cm 1.2.1 恒载及其内力 1. 每延米板上的恒载 g： 沥青混凝土面层及 c40 混凝土垫层： 1:0.14 1.0 233.22/gkn m= t 梁翼板自重： 2 0.080.14 1.0 252.75/ 2 gkn m + = 合计： 5.97/ i ggkn m= 2. 每延米宽板条的恒载内力 弯矩： 22 0 11 5.97 0.811.96 22 ag mglknm= = = 剪力： 0 5.97 0.814.84 ag qg lkn= 1.2.2 车辆荷载产生的内力 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 9 页页 共共 64 页页 图4 汽车车辆荷载的计算图示尺寸单位：cm 将车的后轮置于图 4 中位置，后轴作用力为 p=140kn,轮压分布宽度如图所示。对于车轮 荷载中后轮的着地长度为 ma20 . 0 1 = ，宽度为 mb60 . 0 1 = ，则有： 21 20.202 0.140.48aahm=+=+= 21 20.602 0.140.88bbhm=+=+= 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度： 20 20.48 1.621.43.50aaldm=+=+= 冲击系数3 . 11=+ 作用于每米宽板条上的弯矩为： 2 min,0 22 1400.88 (1)()1.3(0.81)15.34 444 3.504 p bp mlknm a = += = 作用于每米宽板条上的剪力为： min, 22 140 (1)1.326.00 44 3.50 p p qkn a =+= 1.2.3 荷载组合 1. 承载能力极限状态内力组合： 基本组合： min, 1.21.41.2 ( 1.96) 1.4 ( 15.34)23.83 udagp mmmknm=+= + = min, 1.21.41.2 4.84 1.4 26.0042.20 udagg p qqqkn=+=+= 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 10 页页 共共 64 页页 所以，行车道板的设计内力为： 23.83 ud mknm= ；42.20 ud qkn= 2. 正常使用极限状态内力组合： 短期效应组合： min, 0.71.960.7 ( 15.34)12.70 sdagp mmmknm=+= + = min, 0.74.840.7 26.0023.04 sdagg p qqqkn=+=+= 1.3 配筋 i 类环境，取 r0=1.0，c40 混凝土：fcd=19.4mpa，ftd=1.71mpa ，b=0.55 hrb335 中：fsd=280mpa 1. 求混凝土相对受压区高度 x 悬臂根部高度 h=14cm,净保护层厚度 2cm,取14 钢筋 有效高度： h0=h-a-d/2=0.113 按（d62）5.2.2 条： 00 () 2 dcdf x mf b x h= 23.8319.1 1(0.113) 2 x x= 故 x=0.0116m 取为 0.012m7.65 2 cm 4. 尺寸验算： 矩形截面受弯构件抗剪截面尺寸应符合下式的要求 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 11 页页 共共 64 页页 33 ,0 (0.51 10 )(0.51 10 ) 40 1000 113364.4842.20 cu k fbhknkn = 满足抗剪最小截面尺寸要求。 若抗剪截面满足下式，可不进行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求设置配置钢筋。 3 20 0.50 10(kn) td f bh 3 0 0.50 101.0 1.71 1000 113966.15kn42.2kn d v = 由上式可知可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅须按第 9.3.13 条构造要求配置箍筋，取 分布钢筋 10 25 5. 承载力验算： sdscd f af bx=得 280 10.77 1.579 19.1 100 sds cd f a cm f x b = = 63 0 ()19.1 101 0.0159 (0.1130.0159 2) / 210 dcd mf bx hx = = 23. 3831.9023.81.03 knmknmknm= 故承载力满足要求。 1.4 连续板桥面计算 1.4.1 连接杆设计 常用的桥面连续的形式有三种：其一，用矩形截面钢筋混凝土板做的固结连续板； 其二，用钢筋混凝土板做的铰接连续板；其三，用粗钢筋做成的连接杆。通过对三种连接 形式的比较，知连接杆比连续板安全可靠，施工方便，用料节省，而且每根主梁所需要的连结 筋数不多，故只要在桥面梗肋处上方开槽布置即可，对主梁断面的削弱很小。 1.4.2 连结筋的计算 1. 受弯构件计算作用效应 23 (1)(1) 1624 bp plpl eiei = + 1 2 sb bbp ss h ra a e = 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 12 页页 共共 64 页页 式中：主梁荷载横向分布系数， 0.633= 冲击系数，1 1.288+= e主梁的弹性模量， 4 3 10 b empa= b i 主梁的换算惯矩， 4 0.1227 b im= b r 活载作用下支座反力 , sss h a e 分别为橡胶支座的高度、承压面积、弹性模量 2.1 s hcm= ； 2 84 s acm= ； 1132.66 s empa= l连接杆长度，90lcm= a两支座间的距离，50acm= 代入相关数据后，得到右端转角及垂直位移分别为： 3 4 4 10.5 19.5 0.633 1.2887.185 10 24 3 100.1227 1000 bp = = 10.5 19.5 0.633 1.28883.47 2 b rkn = 44 3 0.021 83.471 0.5 ( 7.185 10 )1.98 10 0.084 1132.66 102 b m = = 同上，左端转角和垂直位移分别为： 2 43 4 238 19.5 7.185 100.633 1.2881.555 10 16 3 100.1227 1000 ap = = 10.5 19.5238 0.633 1.288180.49 2 a rkn + = 34 3 0.021 180.490.90.5 ( 1.55 10 )3.51 10 0.084 1132.66 102 a m = = 连接杆的固端弯矩计算： 66 (42) ccba abpap e i m lll =+ 44 44 6 1.98 106 3.51 10 (4 7.185 102 1.55 10) 0.90.90.9 cc e i = 3 7.78?10 cc e i = 66 (42) ccab aapbp e i m lll = 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 13 页页 共共 64 页页 44 44 6 3.51 106 1.98 10 (4 7.185 102 1.55 10) 0.90.90.9 cc e i =+ + 3 7.78 10 cc e i = 选择连接杆钢筋为 r235 级，直径为20，则钢筋应力为： y a c m i =，取 1.0 2 d ycm=， a mm= 则： 15.56195 aa mpampa= 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 14 页页 共共 64 页页 第二章 荷载横向分布系数计算书 2.1 主梁的荷载弯矩横向分布系数 2.1.1 梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆法） 荷载分布及荷载横向影响线如图 5 所示： pr pr pq/2 pq/2 图5 杆杆原理法计算横向分布系数 尺寸单位:cm 公路-级 pq/2 pq/2 pq/2 pq/2 公路-级 公路-级 a) b) c) 公路-级 1 号梁（如图 5 a）所示） ： 0 0.944 0.472 22 q q m = = ； 0 1.419 rr m= 2 号梁（如图 5 b）所示） ： 0 1.000 0.500 22 q q m = =； 0 0 rr m= 3 号梁（如图 5 c）所示） ： 0 1.000 0.500 22 q q m = =； 0 0 rr m= 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 15 页页 共共 64 页页 2.1.2 .跨中荷载弯矩横向分布系数（按偏心压力法） 从图中可知此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为 19.50 2.172 5 1.8 l b = 顾可按偏心压力法来计算跨中荷载弯矩横向分布系数。 该桥有 5 根主梁，各主梁的横截面均相等，主梁间距为 2.2m，则： ()()() 5 222 222222222 12345 1 2 1.81.801.82 1.832.40 i i aaaaaam = =+=+ + = 得 1 号梁的横向影响线竖标值为： (). . . n i i a n a 2 2 1 11 2 =1 21 811 =+=+= 0 6 532 40 (). . . n i i a n a 2 2 1 15 2 =1 21 811 = 0 2 532 40 2 号梁的横向影响线竖标值为： . . . n i i a n a 22 1 22 2 =1 111 8 =+=+= 0 3 532 40 . . n i i a n a 2 1 25 2 =1 1121 81 8 = 0 532 40 3 号梁的横向影响线竖标值为： ( ) . . n i i a n a 2 2 1 33 2 =1 011 = 0 2 532 40 (). . . n i i a n a 2 2 1 35 2 =1 01 8211 = 0 2 532 40 由11和15、22和25、33和35分别绘制 1、2、3 号梁的横向影响线，见图 6a） 、b） 、c） 所示，图中按桥规规定确定了汽车荷载的最不利荷载位置。 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 16 页页 共共 64 页页 pr pr pq/2pq/2 图6 偏心压力法计算横向分布系数 尺寸单位:cm pq/2pq/2 公路-级 pq/2pq/2pq/2pq/2 公路-级 pq/2pq/2pq/2pq/2 公路-级 pr pr pr pr pr a) b) c) 由 11 和 15 计算 1 号梁横向影响线的零点位置，可求出分布系数： 1 号梁的活载横向分布系数（如图 6 a）所示） ： 汽车荷载： ()() . . . cqqiqqqq m 1234 111 0 6 =+=5 3+3 5+2 2+0 4 = 0 633 222 5 4 人群荷载： . . . crr m 0 60 75 = 5 4+0 4+= 0 686 5 42 2 号梁的活载横向分布系数（如图 6 b）所示） ： 汽车荷载： ()() . . . cqqiqqqq m 1234 111 0 3 =+=7 1+5 3+4 0+2 2 = 0 517 222 5 4 人群荷载： . . . crr m 0 30 75 = 7 1+0 5+= 0 443 5 42 3 号梁的活载横向分布系数（如图 6 c）所示） ： 汽车荷载： () . cqqiqqqq m 1234 111 =+=0 24 = 0 400 222 人群荷载：. crr m= 20 2 = 0 400 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 17 页页 共共 64 页页 第三章 主梁内力计算及配筋说明书 3.1 恒载内力 3.1.1 恒载 假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担，计算如下。 主梁： 1 0.080.14 0.18 1.601.80.18)() 2511.66/ 2 gkn m + =+=（ 横隔梁： 对于边主梁： 2 0.080.141.800.180.150.16 1 () ()5 25/19.500.88/ 222 gkn m + = = 对于中主梁： 1 2 2 0.881.75/gkn m= 桥面铺装层： 3 1 0.08(0.030.09) 8.00 23/55.15/ 2 gkn m=+= 栏杆和人行道： 4 5 2/52.00/gkn m= 作用于边主梁的全部恒载 g 为： 11.660.885.152.0019.68/ i ggkn m= =+= 作用于中主梁的恒载强度为： 11.66 1.755.152.0020.56/gkn m=+= 3.1.2 恒载内力 计算边主梁弯矩和剪力，有（结果见表 1、2） ： )( 222 xl gxx gxx gl m x = )2( 22 xl g gx gl qx= 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 18 页页 共共 64 页页 表表 1 边主梁恒载内力边主梁恒载内力 剪力 q（kn） 弯矩 m（knm） x=0 19.68 2 19.50191.92q = 0m = x=l/4 19.68 2 (19.502 19.5 4)95.96q = = 19.68 19.5 8 (19.5 19.5 4)701.71m= x=l/2 0q = 19.68 19.5 8 (19.5 19.5 2)935.62m= 表表 2 中主梁恒载内力中主梁恒载内力 剪力 q（kn） 弯矩 m（knm） x=0 20.56 2 19.50200.47q = 0m = x=l/4 20.56 2 (19.502 19.5 4)100.24q = = 19.5 8 (19.5 19.520.4)732.9856m= x=l/2 0q = 19.5 8 (19.5 19.520.2)977.3156m= 3.2 活载内力计算 荷载横向分布系数汇总 表表 3 荷载横向分布系数汇总荷载横向分布系数汇总 梁号 荷载位置 公路级 人群荷载 备注 边主梁 跨中 mc 支点 m0 0.633 0.472 0.686 1.419 偏心压力法计算 杠杆法计算 中主梁 2 跨中 mc 支点 m0 0.517 0.500 0.443 0 偏心压力法计算 杠杆法计算 中主梁 3 跨中 mc 支点 m0 0.400 0.500 0.400 0 偏心压力法计算 杠杆法计算 3.2.1 计算参数。 1. 主梁的惯矩 ic 求主梁截面的重心位置 x a 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 19 页页 共共 64 页页 平均板厚 ()cm11814 2 1 h=+= 11160 (180 18) 11160 18 22 0.52 (180 18) 11 160 18 x am + = + 323 214 1111 (180 18) 11(180 18) 11 (52)18 160 12212 160 18 160 (52)1.2272 10 2 x i m =+ += 2. 简支梁的基频： c c m ei l f 2 1 2 = 式中：l结构的计算跨径，l=15.5m e混凝土弹性模量，e=3.0 210 /10mn ic结构跨中截面的惯矩，ic =0.1227 4 m c m结构跨中处单位长度质量（ c m=g/g） ， c m=19.681039.81=2.01 33 /10 2 mns 将以上数值代入公式，可得： 1 f=5.59hz 根据公路桥涵设计通用规范 （jtg d602004） ，当 1.5hzf14hz 时， 0157. 0ln1767. 0=f 则可得： 11(0.1767 ln5.590.01571.288+= +=） =1，双车道不折减。 3. 车道系数 公路级车道荷载的 k q 值和 k p 值按公路 i 级相应值 k q =10.5kn/m， k p=180（1+（19.5-5）/(50-5)）=238kn。 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 20 页页 共共 64 页页 跨中： = 2 18l =1/819.52=47.53m2；y=l/4=19.5/4=4.88m 1/4 跨： = 2 32 3 l=319.5/32=35.65m2；y=l/16=19.5/16=1.22m 3.2.2 弯矩计算 1. 计算边主梁公路-级荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 )()1 ( 2 ypqmm kkcq q l += =1.288 0.633(10.547.53+2384.88)=1353.35knm )()1 ( 4 ypqmm kkcq q l += =1.28810.633(10.535.65+2381.22)=541.86knm 2. 计算边主梁人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 = rcr r pmm 2 1 =0.686(30.75)47.53=73.36knm = rcr r pmm 4 1 =0.686(30.75)35.65=55.02knm 3. 计算中主梁 2 公路级荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 )()1 ( 2 ypqmm kkcq q l += =1.28810.517(10.547.53+2384.88)=1105.34knm )()1 ( 4 ypqmm kkcq q l += =1.28810.517(10.535.65+2381.22)=442.56knm 4. 计算中主梁 2 人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 = rcr r pmm 2 1 =0.443(30.75)47.53=47.38knm = rcr r pmm 4 1 =0.443(30.75)35.65=35.53nm 5. 计算中主梁 3 人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 )()1 ( 2 ypqmm kkcq q l += =1.28810.400(10.547.53+2384.88)=855.20knm )()1 ( 4 ypqmm kkcq q l += 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 21 页页 共共 64 页页 =1.28810.400(10.535.65+2381.22)=342.41knm 6. 计算中主梁 3 人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩。 = rcr r pmm 2 1 =0.400(30.75)47.53=42.78knm = rcr r pmm 4 1 =0.400(30.75)35.65=32.08nm 7. 计算边主梁、中主梁 2、中主梁 3 跨中截面车道活载的最大剪力 3.2.3 剪力计算 1. 鉴于跨中剪力 2 1 q 的影响线的较大坐标位于跨中部分，故采用全跨统一的荷载横向分布 系数 cq m 来计算 2 1 q 的影响线面积： =1/21/219.50.5=2.438 边主梁： 2 (1)() lcqkk q qmqpy =+ + =1.28810.633(10.52.438+2380.5)=117.93kn 中主梁 2： 2 (1)() lcqkk q qmqpy =+ + =1.28810.517(10.52.438+2380.5)=96.32kn 中主梁 3： 2 (1)() lcqkk q qmqpy =+ + =1.28810.400(10.52.438+2380.5)=74.52kn 2. 计算边主梁、中主梁 2、中主梁 3 跨中截面人群荷载最大剪力 边主梁： 1 2 crr r qmp =0.686(30.75)2.438=3.76kn 中主梁 2： 1 2 crr r qmp =0.443(30.75)2.438=2.43kn 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 22 页页 共共 64 页页 中主梁 3： 1 2 crr r qmp =0.400(30.75)2.438=2.19kn 3. 计算边主梁、中主梁 2、中主梁 3 支点截面车道荷载最大剪力 作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图和支点剪力影响线如图 7a)、b)、c)所示。 l=19.5 pkqk 图7 支点剪力计算图示 尺寸单位：m a)公路-级 )公路-级 )公路-级 a)人群 )人群 c)人群 a)、b)、c) qo的影响线 横向分布系数变化区域段长度： a=1/219.50-4.85=4.9m 对应于支点剪力影响线的荷载布置，如图 7 所示： 影响线的面积为： =1/219.51=9.75m m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为： 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计 第第 23 页页 共共 64 页页 916. 0 5 .15 9 . 3 3 1 5 .151 = = ）（ y。 因此，按下列式子计算公路-级荷载的支点剪力： 00 qqq=+ 均集 其中 0 (1)2() kcc qq mamm y =+ 均 ; 0 (1) iki qm p y =+ 集 边主梁： 0 (1)2() kcc qqmammy=+ + 均 =1.288110.50.6339.75+4.9/2(0.472-0.633)0.916=78.61kn 0 (1) iki qmpy=+ 集 =1.28810.4722381.0=144.74kn 00 qqq=+ 均集=78.61+144.74=223.35kn 中主梁 2： 0 (1)2() kcc qqmammy=+ + 均 =1.288110.50.5179.75+4.9/2(0.5-0.517)0.916=67.68kn 0 (1) iki qmpy=+ 集 =1.28810.5002381.0=153.33kn 00 qqq=+ 均集=67.68+153.33=221.01kn 中主梁 3： 0 (1)2() kcc qqmammy=+ + 均 =1.288110.50.49.75+4.9/2(0.5-0.4)0.916=55.80kn 0 (1) iki qmpy=+ 集 =1.28810.52381.0=153.33kn 00 qqq=+ 均集=55.80+153.33=209.13kn 4. 计算边主梁 1、中主梁 2、中主梁 3 支点截面人群荷载的最大剪力为: 根据人群荷载的横向分布系数可得人群荷载的支点剪力为： 边主梁： 建筑与测绘工程学院土木 104 班 装配式钢筋混凝土简支 t 形梁桥设计