某二级公路混凝土简支T形梁设计毕业论文.doc

某二级公路混凝土简支T形梁设计毕业论文目 录前 言1第1章 设计资料与结构布置21.1设计资料21.1.1桥面跨径及桥宽21.1.2.设计荷载21.1.3.材料初步选定21.1.4.设计依据21.2结构布置2第2章 主梁截面几何特性计算42.1预制梁的截面几何特性42.2成桥阶段主梁的截面几何特性4第3章 主梁计算63.1横向分布系数的计算63.1.1跨中的荷载横向分布系数63.1.2.支点处的荷载横向分布系数103.1.3横向分布系数汇总（表3.4）113.2主梁内力计算113.2.1.恒载内力计算错误！未定义书签。3.2.2.活载内力计算错误！未定义书签。3.2.3.主梁内力组合173.3主梁的正截面设计173.3.1.T形截面类型确定错误！未定义书签。3.3.2.正截面配筋计算193.4梁的斜截面设计193.4.1.计算各截面的有效高度193.4.2.核算梁的截面尺寸203.4.3.分析梁内是否需要配置剪力钢筋203.4.4.确定计算剪力203.4.5.配置弯起钢筋223.4.6.检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求243.4.7.配置箍筋错误！未定义书签。3.5主梁施工阶段应力验算错误！未定义书签。3.6主梁的裂缝宽度验算303.7主梁的变形验算303.7.1.计算截面的几何特性313.7.2.计算构件的刚度323.7.3.作用短期效应作用下跨中截面挠度为：33第4章 横隔梁计算344.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载344.2绘制中横隔梁的内力影响线344.2.1.绘制弯矩影响线344.2.2.绘制剪力影响线354.3截面内力计算354.4荷载组合35第5章 行车道板的计算365.1行车道板的计算图示365.2行车道板的内力计算365.2.1.悬臂板的内力计算365.2.2主梁肋间板的内力计算365.3行车道板的配筋计算405.3.行车道板的尺寸复核405.3.2.行车道板的配筋415.4行车道板的验算425.4.行车道板的正截面强度验算425.4.2.行车道板的斜截面强度验算425.4.3.行车道板的裂缝宽度验算43第6章 支座的计算446.1确定制作的平面尺寸错误！未定义书签。6.2满足支座高度错误！未定义书签。6.3支座偏转情况验算466.4板式橡胶支座抗滑稳定性验算47第7章 下部结构计算487.1设计资料487.1.1.设计标准及上部构造487.1.2.水文地质条件487.1.3.材料487.2盖梁设计计算497.2.1.盖梁恒载计算497.2.2.内力计算567.2.3.截面配筋设计及承载力校核587.3墩柱承载力验算617.3.1.荷载计算617.3.2.截面配筋计算及应力验算637.4桩的应力验算657.4.1.荷载计算657.4.2.桩长计算677.4.3.桩的内力计算法687.4.4.桩身截面配筋与承载力验算70总结74致谢75参考文献76附录77第1章 设计资料与结构布置1.1设计资料1.1.1桥面跨径及桥宽标准跨径：该桥位于某二级公路，规划河道宽度20m，设计桥梁与河道正交，双向两车道，两侧人行道各宽1.5m，确定采用标准跨径为20m的装配式钢筋混凝土简支T形梁桥。主梁全长：根据当地的温度统计资料，并参照以往设计经验，确定伸缩缝采用4cm，则预制梁体长19.96m。计算跨径：根据梁式桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为19.5m。桥面宽度：根据一次典型交通量的抽查结果，确定该桥的桥面横向布置为净7m（行车道）+21.5m（人行道）1.1.2.设计荷载根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为：汽车荷载：公路II级车道荷载；人群荷载：3.0kN/m。1.1.3.材料初步选定钢筋：主筋采用焊接钢筋HRB335钢筋，箍筋采用R235钢筋。混凝土：混凝土采用C30。支座：板式橡胶支座。1.1.4.设计依据（1）公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）（2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）1.2结构布置1.2.1主梁高：以往的经济分析表明，钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大约在1/111/16之间，根据跨度大者取较小比值的原则，本桥取1/16，则梁高应为1.25m（标准跨径为20m），实际的设计按1.30m取。1.2.2主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选在1.52.2之间，本桥选用1.8m。1.2.3主梁梁肋宽：为保证主梁的抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度取在1518cm，鉴于本桥的跨度为20m，纵向钢筋数量较多，按较大值取为18cm。1.2.4翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，主梁间距确定后，翼缘板的宽度即可得到为1.8m。因为翼缘板同时又是桥面板，根据其受力特点，一般设计成变厚度：与腹板交接处较厚，通常取不小于主梁梁高的1/10，即为1.3/10=0.13m，本设计取为0.14cm；翼缘板的悬臂端部可以薄些，本设计取为10cm。1.2.5横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，本桥除在支座处设置端横隔梁外，在跨间等间距布置三根中横隔梁，间距44.85m（连同端横隔梁在内），梁高一般取为梁高的3/4左右（即0.975m，在靠近腹板处横隔梁底缘到主梁梁顶的距离为1.00m）；厚度通常取在1216cm，本设计横隔梁取为16cm。1.2.6桥面铺装：沥青混凝土铺装5cm，混凝土铺装10cm，主梁截面强度验算时计入8cm的铺装参与受力。说明：本设计如无特别说明，除钢筋直径单位为mm，其余尺寸单位均为cm。图1.1 桥梁横断面布置图 (单位尺寸cm)图1.2 桥梁横隔梁布置图(单位尺寸cm)第2章 主梁截面几何特性计算本设计采用分块面积法，计算公式如下：毛截面面积： 各分块面积对上缘的静矩： 毛截面重心至梁顶的距离： 毛截面惯性矩计算公式： 式中：分块面积； 分块面积的重心至梁顶边的距离； 各分块对上缘的面积矩； 各分块对上缘的面积矩； 分块面积对其自身重心轴的惯性矩。2.1预制梁的截面几何特性预制主梁的截面几何特性翼板的换算平均高度： cm面积： cm对上翼缘面积矩：cm重心至截面上缘的距离： cm对截面形心惯性矩： cm2.2成桥阶段主梁的截面几何特性面积： cm对上翼缘面积矩： cm重心至截面上缘的距离： cm对截面形心惯性矩： cm图2.1 预制梁横截面(尺寸单位cm) 图2.2 成桥阶段量的横截面第3章 主梁计算3.1横向分布系数的计算3.1.1跨中的荷载横向分布系数鉴于主梁之间的横向连接刚度较大，本设计采用比拟正交异性板法（图表法）计算。（1）计算几何特性主梁抗弯惯矩： cm主梁的比拟单宽抗弯惯矩：cm/cm横隔梁抗弯惯矩：由于横隔梁截面有变化，故取平均值来确定翼板有效宽度，横隔梁的长度取两根边主梁的轴线距离，即：cm查表3.1表3.1 矩形截面抗扭刚度系数得： cm横隔梁截面重心位置（翼缘板平均厚度按保守取11计算）：cm故横隔梁抗弯惯矩为： cm所以，横隔梁比拟单宽抗弯惯矩为：cm/cm主梁和横隔梁的抗扭惯矩：对于T形梁，翼板处为湿接，且有横隔梁连接，故按刚性连接计算，具体计算过程如下：对于主梁梁肋： 查cm对于横隔梁的梁肋： 查cmcm/cm（2）计算抗弯参数与扭弯参数所以（3）计算主梁横向影响线坐标已知，查GM图表可得到、，如表3.2所示：表3.2 主梁影响线坐标梁位荷载位置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.940.971.001.031.051.031.000.970.948.04B/41.051.081.071.071.020.970.930.820.787.95B/21.221.281.141.071.000.930.870.800.757.983B/41.401.341.201.000.970.870.790.720.677.99B1.651.421.241.070.930.940.740.680.608.0500.330.910.991.081.131.080.990.970.837.95B/41.661.511.351.231.060.880.630.380.188.05B/22.462.101.731.380.980.640.23-0.17-0.557.903B/43.322.732.101.560.940.40-0.16-0.52-1.138.12B4.103.102.441.640.830.18-0.54-1.14-1.778.13注：校核栏按公式进行计算用内插法求实际梁位处的与值，实际梁位与表列梁位的关系见图3.2因此，对于1号梁：对于2号梁：对于3号梁：=（这里是指表列梁位在0点的值）15号梁横向影响线坐标值计算见表3.3表3.3 15号梁横向影响线坐标值梁号算式荷载位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B11.4581.2221.2081.0700.9620.83640.7800.7120.6563.4762.8642.0681.5360.9180.356-0.236-0.724-1.258-2.018-1.532-0.960-0.0860.0440.5981.0161.4361.914-0.337-0.256-0.160-0.9780.0070.0850.1700.2400.3203.1392.6082.0081.4580.9250.441-0.056-0.484-0.9380.6280.5220.4020.2920.7850.088-0.013-0.097-0.18821.1521.1521.1121.0701.0080.9460.8940.8280.7822.1401.8641,5781.3201.0120.7360.3900.054-0.258-0.980-0.722-0.468-0.250-0.0040.2100.5040.7741.010-0.165-0.122-0.978-0.042-0.0010.0350.0840.1290.1741.9731.7421.5001.2871.0110.7710.4740.183-0.0840.3950.3480.3000.2560.2020.1540.0950.037-0.01730.940.1971.001.031.051.031.000.970.940.830.910.991.081.131.080.990.960.830.110.060.01-0.05-0.08-0.050.010.060.110.0180.0100.002-0.008-0.013-0.0080.0020.0100.0180.8480.9200.9921.0721.1171.0720.9200. 9200.8480.1700.1840.1080.2140.2230.2140.1980.1840.170注：。（4）计算各梁的荷载横向分布系数在影响线上按横向最不利位置布置荷载后，就可以按相应的影响线坐标值求得主梁的荷载横向分布系数。首先绘制横向影响线图，具体尺寸见图3.3：图3.3 比拟板法计算荷载横向分布系数对于1号梁：汽车荷载：按三列布置，汽车左侧布置在距左侧缘石0.5m处人群荷载：对于2号梁：汽车荷载：按四列布载人群荷载：对于3号梁：汽车荷载：按四列布载人群荷载：3.1.2.支点处的荷载横向分布系数采用杠杆原理法计算，绘制横向影响线图，在横向按最不利荷载布置，如图3.4所示（1）对于1号梁：（2）对于2号梁：0（影响线为负，故不布载）（3）对于3号梁：0图3.4 杠杆原理法计算荷载横向分布系数(尺寸单位cm)3.1.3横向分布系数汇总（表3.4）表3.4 荷载横向分布系数荷载类别123汽车荷载0.5240.2320.5370.3610.4930.629人群0.5691.2780.37400.19703.2主梁内力计算3.2.1.恒载内力计算（1）恒载集度主梁：kN/m横隔梁：对于边主梁kN/m对于中主梁kN/m桥面铺装层kN/m栏杆和人行道kN/m作用于边主梁的全部恒载为kN/m作用于中主梁的恒载为kN/m（2）荷载内力计算边主梁距离支座为的横截面的弯矩和剪力：各计算截面的剪力和弯矩值列于表3.5内表3.5 边主梁的恒载内力 内力截面位置剪力/kN弯矩/kNm图3.5 弯矩及剪力影响线3.2.2.活载内力计算采用直接加载求汽车荷载内力及人群荷载内力，计算公式为：式中 所求截面的弯矩或剪力；汽车荷载的冲击系数；多车道桥涵的汽车荷载折减系数，1.00；、汽车和人群的跨中荷载横向分布系数；集中荷载作用处的横向分布系数；、车道荷载中的均布荷载及人群荷载；车道荷载中的集中荷载；弯矩或剪力影响线的面积；与车道荷载的集中荷载对应的影响线竖标值。由公桥规可知，公路级车道荷载由均布荷载kN/m计算弯矩时的集中荷载kN计算剪力时的集中荷载0.7510.5=7.875kN简支梁桥基频可采用下列公式计算Hzkg/m式中 结构的计算跨径（m）；结构材料的弹性模量（N/m）；结构跨中截面的截面惯矩（m）；结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时，其单位应为（Ns/）；结构跨中处延米结构重力（N/m）；重力加速度（m/s）。冲击系数可按下式计算：0.0157=0.25所以冲击系数=1.25当计算简支梁各截面的最大弯矩和跨中最大剪力时，可以近似取用不变的跨中横向分布系数；对于支点截面的剪力或靠近支点截面的剪力，尚须计入由于荷载横向分布系数在梁端区段内发生变化所产生的影响。以1号梁为例，计算各截面的弯矩和剪力。图3.6 1号梁弯矩计算图图3.7 1号梁剪力计算图（1）跨中截面a.弯矩：跨中截面弯矩影响线面积：m kNmkNmb.剪力：跨中截面剪力影响线面积：mkNkN（2）截面a.弯矩：截面弯矩影响线面积：m kNmkNmb.剪力：截面剪力影响线面积：mkNkN（3）支点截面支点截面剪力影响线面积： m kN kN表3.6 1#荷载组合计算序号荷载类别弯矩(kNm)剪力(kN)梁端L/4L/2梁端L/4L/2(1)恒载0620.28827.04169.6584.830.00(2)汽车荷载0943.8851258.48184.156206.130159.65(3)人群荷载045.64160.85416.7457.0212.644(4)1.2恒载0744.336992.45203.58101.800.00(5)1.4汽车荷载01321.441761.88257.818288.582223.51(6)0.81.4人群荷载051.11868.15218.7548.0042.961(7)承载能力极限基本组合（4+5+6）02116.892822.48480.152398.382226.471(8)0.7汽车荷载/1.30508.246677.64799.161110.99385.965(9)0.4汽车荷载/1.30290.426387.22756.66363.42549.123(10)0.4人群荷载018.25624.346.6982.8081.0576(11)正常极限设计值短期组合（1+8+3）01174.161565.53285.556202.84488.609(12)正常极限设计值长期组合（1+9+10）0928.9621230.60233.011151.06350.18(13)0.9（7）0435.2041940.23432.137250.54493.824(14)0.9（11）0884.531188.98257.000182.55079.748(15)0.9（12）0764.6841114.74209.710135.95745.163控制设计的计算内力0435.2041940.23432.137250.54493.8243.2.3.主梁内力组合1号梁的荷载组合计算过程列于表3.6中，同理，可得其他各号梁的跨中截面、截面及支点截面的和，计算结果汇总于表3.7。表3.7 其他梁跨中截面、截面及支点截面的和梁号荷载类型弯矩(kNm)剪力(kN)梁端L/4L/2梁端L/4L/21号正常极限设计值短期组合0884.531188.98257.000182.56079.748正常极限设计值长期组合0764.6841114.74209.710135.95745.1630.9 承载力极限设计值基本组合0435.2041940.23432.137250.54493.824 2号正常极限设计值短期组合0973.2121206.39257.047171.13356.907正常极限设计值长期组合0795.2431173.40209.582129.79932.3890.9 承载力极限设计值基本组合01447.671820.25460.918251.91496.8483号正常极限设计值短期组合0906.6351208.83227.249151.51159.755正常极限设计值长期组合0754.8901006.51193.683118.92226.2270.9 承载力极限设计值基本组合01454.641956.51457.52260.953101.653控制设计的计算内力0145419564602611023.3主梁的正截面设计3.3.1.T形截面类型确定设此T形截面受拉钢筋为两排，取mm则 mm因 kNmkNm可判定此截面属于第一种T形截面，可按矩形截面进行计算。3.3.2.正截面配筋计算求出受压区高度： mmmm求出受拉钢筋截面积：mm现采用，则实际取用受拉钢筋截面积mm。钢筋布置图见上图。实际取用受拉钢筋重心至下边缘的距离：mm实际配筋所需腹板宽：mm实际配筋率：=0.22所以有：配筋率满足桥规（JTG D622004）要求。3.4梁的斜截面设计3.4.1.计算各截面的有效高度主筋为时，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离，由下式求得：mm截面有效高度：mm主筋为时，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离，由下式求得：mm截面有效高度：mm主筋为时，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离，由下式求得：mm截面有效高度：mm3.4.2.核算梁的截面尺寸支点截面： kNkN跨中截面： kNkN故按正截面抗弯承载力计算所确定的截面尺寸满足抗剪方面的构造要求。3.4.3.分析梁内是否需要配置剪力钢筋kNkN故梁内需要按计算配置剪力钢筋。3.4.4.确定计算剪力（1）绘制此梁半跨剪力包络图，并计算不需设置剪力钢筋的区段长度：对于跨中截面kNkN不需设置剪力钢筋的区段长度mm（2）按比例关系，依剪力包络图求距支座中心处截面的最大剪力值kN（3）最大剪力的分配按桥规（JTG D622004）的规定：由混凝土与箍筋共同承担不少于最大剪力的60，即：kN由弯起钢筋承担不多于最大剪力的40，即：kN3.4.5.配置弯起钢筋（1）按比例关系，依剪力包络图计算需设置弯起钢筋的区段长度mm（2）计算各排弯起钢筋截面面积a.计算第一排（对支座而言）弯起钢筋截面面积取用距支座中心处由弯起钢筋承担的剪力值：kN梁内第一排弯起钢筋拟用补充钢筋（=280MPa），该排弯起钢筋截面面积需要量为： mm而钢筋实际截面积mmmm，满足抗剪要求。其弯起点为，弯终点落在支座中心截面处，弯起钢筋与主筋的夹角，弯起点至点的距离为：mmb.计算第二排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第一排弯起钢筋弯起点处由第二排弯起钢筋承担的剪力值：kN第二排弯起钢筋拟由主筋 2 34 （=280MPa）弯起形成，该排弯起钢筋截面积需要量为： = = 1040 mm而钢筋实际截面积=1816 mm= 1040 mm，满足抗剪要求。其弯起点为，弯终点落在支座中心截面处，弯起钢筋与主筋的夹角，弯起点至点的距离为：1206mmc.计算第三排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第二排弯起钢筋弯起点处由第三排弯起钢筋承担的剪力值： kN第三排弯起钢筋拟由主筋2 34（=280MPa）弯起形成，该排弯起钢筋截面积需要量为： = = 741.16 mm而钢筋实际截面积=1816 mm=741.16mm，满足抗剪要求。其弯起点为，弯终点落在支座中心截面处，弯起钢筋与主筋的夹角，弯起点至点的距离为：=1142mmd.计算第四排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第三排弯起钢筋弯起点处由第四排弯起钢筋承担的剪力值：kN第四排弯起钢筋拟由主筋（=280MPa）弯起形成，该排弯起钢筋截面积需要量为： mm而钢筋实际截面积mmmm，满足抗剪要求。其弯起点为，弯终点落在支座中心截面处，弯起钢筋与主筋的夹角，弯起点至点的距离为：mme.计算第五排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第四排弯起钢筋弯起点处由第五排弯起钢筋承担的剪力值：kN第五排弯起钢筋拟由主筋（=280MPa）弯起形成，该排弯起钢筋截面积需要量为： mm而钢筋实际截面积mmmm，满足抗剪要求。其弯起点为，弯终点落在支座中心截面处，弯起钢筋与主筋的夹角，弯起点至点的距离为：mm第五排弯起钢筋弯起点至支座中心的距离为：mmmm这说明第五排弯起钢筋弯起点已超过需设置弯起钢筋的区段长以外442mm。弯起钢筋数量已满足抗剪承载力要求。各排弯起钢筋弯起点至跨中截面的距离见下图：mmmmmmmmmm3.4.6.检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求（1）保证斜截面抗剪承载力方面从图中可以看出，对支座而言，梁内第一排弯起钢筋的弯起点已落在支座中心截面处，以后各排弯起钢筋的弯终点均落在前一排弯起钢筋的弯起点截面上，这些都符合桥规（JTG D622004）的有关规定，即能满足斜截面抗剪承载力方面的构造要求。（2）保证正截面抗弯承载力方面a.计算各排弯起钢筋弯起点的设计弯矩跨中弯矩kNm，支点弯矩，其他截面的设计弯矩可按二次抛物公式计算，如表3.8所列。表3.8 各排弯起钢筋弯起点的设计弯矩计算表弯起钢筋序号弯起点符号弯起点至跨中截面距离（mm）各弯起点的设计弯矩（kNm）跨中截面54321根据值绘出设计弯矩图。图3.9 按抗弯承载力要求检验各排弯起钢筋弯起点的位置b.计算各排弯起钢筋弯起点和跨中截面的抵抗弯矩（抗弯承载力）首先判别T形截面类型：对于跨中截面kNkN，说明跨中截面中性轴在翼缘内，属第一种T形截面，即可按单筋矩形截面计算。其他截面的主筋截面积均小于跨中截面的主筋截面积，故各截面均属第一种T形截面，均可按单筋矩形截面计算。随后计算各梁段抵抗弯矩，如表3.9中所列。根据值绘出抵抗弯矩图。 表3.9 各梁段抵抗弯矩计算表梁端符号主筋截面积（mm）截面有效高度（mm）混凝土受压区高度系数各梁段抵抗弯矩544811890.05160.97421767363212210.03350.9833122112531.01630.9919632从图中所示的设计弯矩图与抵抗弯矩图的叠合图可以看出设计弯矩图完全被包含在抵抗弯矩图之内，即处处是，这表明正截面抗弯承载力能得到保证。（3）保证斜截面抗弯承载力方面各层纵向钢筋的充分利用点和不需要点位置计算，如表3.10,所示。表3.10 各层纵向钢筋的充分利用点和不需要点位置计算表各层纵向钢筋序号对应充分利用点号各充分利用点至跨中截面距离 （mm）对应不需要点号各不需要点至跨中截面距离 （mm）432计算各排弯起钢筋与梁中心线的交点、的位置：mmmmmm计算各排弯起钢筋弯起点至对应的充分利用点的距离、各排弯起钢筋与梁中心线交点至对应不需要点的距离，如表3.11所示。表3.11 保证斜截面抗弯承载力构造要求分析表各排弯起钢筋序号弯起点至充分利用点距离（mm）（mm）（mm）弯起钢筋与梁中心线交点至不需要点距离（mm）53976594.53381.5210742684610.52073.55944.5-35从表3.11可以看出，各排弯起钢筋弯起点均在该层钢筋充分利用点以外不小于处，而且各排弯起钢筋与梁中心线的交点均在该层钢筋不需要点以外，即均能保证斜截面抗弯承载力。另外，如图所示，在梁底两侧有2根主筋不弯起，通过支座中心，这2根主筋截面积mm，与主筋总截面积mm之比为，大于1/5，这符合桥规（JTG D622004）规定的构造要求。3.4.7.配置箍筋根据桥规（JTG D622004）关于“钢筋混凝土梁应设置直径不小于8mm且不小于1/4主筋直径的箍筋”的规定，本设计采用封闭式双肢箍筋，钢筋（MPa），直径为，每肢箍筋截面积mm。桥规（JTG D622004）中又规定：“箍筋间距不大于梁高的1/2且不大于400mm”，“支承截面处，支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不大于100mm”。本设计按照这些规定，梁段箍筋最大间距不超过上述结果（见表3.12）。对梁端而言，第111组箍筋间距为100mm，其他箍筋间距均为200mm。相应的最小配筋率：0.18，这也符合桥规（JTG D622004）的构造要求。表3.12 各梁段箍筋的最大间距计算表梁段符号主筋截面积（mm）截面有效高度（mm）主筋配筋率箍筋最大间距544811892.44333.2363212211.65303.312530.81265.63.5主梁施工阶段应力验算C30混凝土的弹性模量（MPa）；钢筋的弹性模量（MPa）；翼缘平均厚度： mm截面的有效高度： mm mm（1）确定受压区高度由公式得：则mmmm，说明截面中性轴位于梁肋之内，属第二类T形截面。（2）求开裂截面换算截面的惯性矩： mm（3）正截面应力验算受压区混凝土边缘的压应力：MPaMPa最外一层受拉钢筋应力：MPaMPa因此，构件满足要求。3.6主梁的裂缝宽度验算作用短期效应组合： kNm作用长期效应组合： kNm，取MPa则主梁的裂缝宽度为：mm0.2mm满足规范要求。3.7主梁的变形验算图3.10 T梁截面(尺寸单位mm)3.7.1.计算截面的几何特性开裂截面换算截面的惯性矩： mm全截面的换算截面面积：mm全截面对上边缘的静矩： mm换算截面重心至受压边缘的距离mm，至受拉边缘的距离mm，中性轴在梁肋内。全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩：mm全截面换算截面积的惯性矩：mm对受拉边缘的弹性抵抗矩：mm3.7.2.计算构件的刚度作用短期效应组合： kNm全截面的抗弯刚度：Nmm开裂截面的抗弯刚度：Nmm构件受拉区混凝土塑性影响系数：开裂弯矩：kNm将以上数据代入下列公式得： Nmm3.7.3.作用短期效应作用下跨中截面挠度为：mm长期挠度为： mmmm应设置预拱度，按结构自重和1/2可变作用频遇值计算的长期挠度值之和采用。 mm消除自重影响后的长期挠度为： mmmm计算挠度满足规范要求。第4章 横隔梁计算4.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载跨中横隔梁的最不利荷载布置如图所示纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为kN4.2绘制中横隔梁的内力影响线按偏心压力法求得1号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值为，同理，也可求得2号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值为，绘制1、2号梁的荷载横向分布影响如图所示。图4.1 中横隔梁RMV影响线(尺寸单位m)4.2.1.绘制弯矩影响线P=1作用在1号梁轴上时： P=1作用在2号梁轴上时： P=1作用在5号梁轴上时； 由已学影响线知识可知，影响线必在截面处有突变，根据和连线延伸至截面，即为值（=0.92），由此即可绘制出影响线，如图所示。4.2.2.绘制剪力影响线 P=1作用在计算截面以右时P=1作用在计算截面以左时绘成的影响线如图所示4.3截面内力计算将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，并按计入冲击影响力，则得弯矩：kNm剪力： kN4.4荷载组合kNmkN第5章 行车道板的计算5.1行车道板的计算图示边梁的外侧翼板按悬臂板计算，计算图示见图5.1；由于主梁之间连接刚度较大，所以主梁肋间的行车道板按多跨连续单向板计算，顺桥向取1米的板带作为研究对象。图5.1 悬臂板的计算图示(尺寸单位m)5.2行车道板的内力计算5.2.1.悬臂板的内力计算（1）荷载：恒载：翼板（取平均板厚）kN/m人行道板及栏杆：kN/m活载：人群荷载按3.0kN/m计算，则kN/m（2）内力：支承端的弯矩和剪力最大： kNm kN5.2.2主梁肋间板的内力计算由于相邻主梁间在翼缘板处湿接，且有若干根横隔梁连接，故可认为主梁横向连接刚度较大，则主梁肋间的行车道板按弹性固结的多跨连续单向板计算（视主梁的梁肋对行车道板为弹性支承）。主要荷载有：恒载：翼板 kN/m桥面铺装： kN/m总的荷载集度： kN/m活载：计算车辆荷载轮载的有效工作宽度,以便计算内力；该形梁属窄肋形梁，所以板的计算跨径可取相邻梁肋中距1.8。根据通规表4.3.1-2可查，m，m。铺装层厚m。mm轮载在跨径的中间时：mm车辆荷载最小轮距为1.4m大于上面计算的，故相邻的轮载不会发生重叠，则取m。轮载在板的支承处：mm所以取m轮载靠近板的支承处：这样就可以作出汽车不同轮载位置下板的有效工作宽度图形，见图5.2。图5.2 汽车荷载有效分布宽度图(尺寸单位m)跨中弯矩计算：先将肋间板视作简支，求得内力后再修正。1m宽简支板条的跨中汽车荷载弯矩：式中 车辆荷载后轴重力标准值140kN；冲击系数，对于行车道板取1.3； 板的计算跨径，当梁肋不宽时，取梁肋中距1.8m； 板跨中的有效工作宽度。则有kNm每米板宽的跨中恒载弯矩计算公式：式中 为1m宽板条每延米的恒载重量。则 kNm则每米板宽的跨中总弯矩为：kNm再进行修正：由于，即主梁抗扭能力大，所以按下式计算：kNmkNm支点剪力计算：汽车荷载的标准轮距为1.8m，板的净跨径为1.82m。计算最大剪力时，远端的轮载进入跨径范围很少，且从影响线可以看出，远端的轮载影响很少，为简化计算，故可略去不计，仅计算一个轮载进入跨径范围。图5.3 中横隔梁RMV影响线(尺寸单位m)计算公式如下：其中：矩形部分荷载的合力为（以代入）：三角形部分荷载的合力为（以代入）： 式中 和对应于有效工作宽度和处的荷载强度；对应于荷载合力的支点剪力影响线竖直坐标值，该矩形边长为0.7m（），故其重心至跨径左侧的距离为0.35m，由此可得该竖直坐标值m；对应于荷载合力的支点剪力影响线竖直坐标值，该三角形底边长为0.2m，故其重心至跨径左侧的距离为0.067m，由此可得该竖直坐标值m；板的净跨径，按1.82m计算。计算结果： kN5.3行车道板的配筋计算5.3.行车道板的尺寸复核（1）正截面：给定尺寸的前提下，矩形截面板的抗弯极限承载力按下式计算；式中 ，m，MPa暂设 =3cm=0.03m则跨中 m支点 m代入数据得：kNmkNmkNmkNm由此可见，板厚满足正截面设计要求。（2）斜截面：cm，cm查公桥规表3.1.3得 MPa截面尺寸的下限值 kNkN显然成立，故尺寸不用修改。5.3.2.行车道板的配筋首先用单筋矩形截面梁的计算公式进行配筋。查公桥规可得有关计算公式：假设cm，查公桥规可得：MPa，MPa，支点处： cm利用单筋矩形梁的基本计算公式：令该不等式左右相等，并代入相关数据求得： m验算 所以不会超筋，可以利用下式计算所需钢筋面积：mcm由于板内弯矩有正有负，且板厚较小，故按双筋配筋，既偏于安全，又能满足构造和施工的要求。实际可选配筋如下（注意计算弯矩为负弯矩，受拉区在上侧）：上翼缘选用钢筋，钢筋间距10cm，cm，cm。下翼缘选用钢筋，钢筋间距20cm，cm，cm。跨中处： cm利用单筋矩形梁的基本计算公式：令该不等式左右相等，并代入相关数据求得： m验算 所以不会超筋，可以利用下式计算所需钢筋面积：cm同理，仍按双筋配置：上翼缘选用钢筋，钢筋间距20cm，cm，cm。下翼缘选用钢筋，钢筋间距10cm，cm，cm。5.4行车道板的验算5.4.行车道板的正截面强度验算跨中处：偏于安全地，仍按单筋验算。mmmkNmkNm，验算结果符合要求支座处：偏于安全地，仍按单筋验算mmmkNmkNm，验算结果符合要求5.4.2.行车道板的斜截面强度验算 kNkN显然成立，故混凝土和构造箍筋就已经能满足抗剪要求。5.4.3.行车道板的裂缝宽度验算最大裂缝宽度计算公式：MPamm根据公桥规，最大裂缝宽度限值取0.2mm，所以满足要求。第6章 支座的计算边主梁在人群荷载作用下，最大支点反力kN，车道集中荷载作用下最大支点反力kN，车道均布荷载作用下最大支点反力kN，恒载支点反力标准值kN。边主梁跨中横向