混凝土兼职T梁课程设计.doc

钢筋混凝土简直桥T梁及行车道板配筋设计一设计资料1、结构形式及基本尺寸 某公路装配式简支梁桥，双车道，桥面宽度为净821m ，主梁为装配式配式简支T梁，桥面由五片T梁组成，主梁中心距2.0m，主梁之间的桥面板为铰接，沿梁长设置3道横隔板，桥梁横截面总体布置图见图一。主梁的细部结构尺寸可参考表1. 图1.桥梁横断面图表1 装配式钢筋混凝土T形梁总体特征标准跨径m计算跨径m梁长m主梁横隔梁梁高肋宽cm翼板根部厚度cm翼板端部厚度cm横隔梁高度m横隔梁数横隔梁平均厚度cm第一根内横隔梁至支点距离m1615.515.961.32016101.03157.98 横隔梁设置的纵向位置：分别在两支点和跨中设置。2、桥面布置 桥梁位于直线上，两侧设人行道，宽度为1m，桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土，其下为C25混凝土垫层，设双面横坡，坡度为1.5%。横坡由混凝土垫层实现变厚度，两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm（2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层）。3.材料1）主梁、横隔梁混凝土：C30（容重25KN/M3）主筋：二级钢筋构造钢筋：一级钢筋2）桥面铺装：沥青混凝土（容重23N/M3）；混凝土垫层C25（容重23N/M3）3）人行道：人行道包括栏杆荷载集度为6K/M；4、设计荷载公路二级人群荷载：3.0KN/M2车道荷载 qk=0.7510.5 N/m=7.875 N/m集中荷载 pk0.75224 N/m168 N/m5、设计规范及参考书1）公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）2）公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）3）桥梁工程 4）桥梁工程设计方法及应用5）结构力学6）钢筋混凝土设计原理二 主梁计算（一）跨中横向分布系数计算mc(按比拟正交异板法计算) 图3.主梁断面图 图4.横隔梁断面图平均厚：h=10+16=13cm ax=(160-20)*13*(13*2)+130*20*(130*2)/(160-20)*13+130*20=40.9cm1主梁抗弯惯矩Ix(160-20)133+(160-20)13(40.9-6.5)2+201303+20130(65-40.9)2=7351120主梁比拟单宽抗弯惯矩JXIX/B=7351120/160=45944cm4/cm2横隔梁抗弯惯矩由于横隔梁截面有变化，故取平均值来确定一般有效宽度，横隔梁取两根边主梁轴线距离l4b=4160=640cm c/l=185/640=0.289 查表教材2-5-3得/c=0.652 则=0.652*185=121cm求横隔梁截面重心位置ayay=2*121*13*13/2+15*130*130/2/(2*121*13+15*130)=28.9cm故横隔梁抗弯惯性矩为：Iy=2*121*133/12+2*121*13*(28.9-13/2)2+15*133/12+15*130*(130/2-28.9)2=6910353Jy= Iy/a=6910353/385=17948 cm4/cm3 主梁和横隔梁的抗扭惯矩对于T形梁翼板刚性连接情况应有式（2527）来求，对于主梁肋：主梁翼板的平均厚度：h1=(10+16)=13cmb/t(130-13)/20=5.85 查表得c=0.298则 ITx=0.298（13013）20 2=139464cm4 对于横隔梁肋：b/t=(130-13)/15=7.8查表得c=0.306则：ITy=0.306（10013）15 3=89849cm4 所以由下式：ITxITy=1/3h131/bITx1/aITy=1/3133139464/16089849/385=1837m4/cm4.计算参数和 5.计算各主梁横向影响线坐标已知0.3264 从附表“G-M”计算图表可查得影响线系数K1和K0表1.影响线系数K1和K0系数梁位荷载位置B0校核K100.7950.8850.9951.1101.2051.1100.9950.8850.7957.981.0801.1401.2001.2201.11010.8100.7000.6008.021.5001.4501.3701.20010.8000.6500.5400.4307.9751.9501.571.291.10.940.80.630.530.47.922.131.681.331.080.830.770.550.430.337.9K000.630.8111.181.31.1810.810.637.911.451.431.391.351.190.930.650.390.058.082.91.921.781.421.010.650.260.190.558.033.552.832.121.430.840.350.150.550.958.124.543.542.31.430.6100.550.951.447.93注：校核用公式用内插法求实际梁位处的K1和K0值对于1号梁KK+（KK）=0.31K+0.69 K对于2号梁KK+（K K）0.69K+0.31 K对于3号梁KK 6.计算各梁的荷载横向分布系数 表2.各梁影响线竖标值计算表梁号算式荷载位置B0-1K1=0.31K1+0.69K11.6401.5431.3951.1880.9690.7630.6130.5030.402K0=0.31K0+0.69K02.6812.3271.9311.4470.9070.5160.062-0.279-0.614K1K0-1.041-0.784-0.536-0.2590.0620.2470.5510.7821.016A=(K1K0)-0.103-0.078-0.053-0.0260.0060.0250.0540.0770.101K0+A2.5782.2491.8781.4210.9130.5410.116-0.202-0.5130.5160.4500.3760.2840.1830.1080.023-0.040-0.1032K1=0.69K1+0.31K11.3701.3541.3171.2061.0340.8620.7000.5900.483K0=0.69K0+0.31K01.8591.8311.7531.5161.1090.7560.311-0。062-0。428K1- K0-0.489-0.477-0.436-0.310-0.0750.1060.3890.6520911A=(K1K0)-0.049-0.047-0.043-0.031-0.0070.0110.0380.0650.090K0+A1.8101.7841.7101.4851.1020.7670.3500.003-0.3380.3620.3570.3420.2970.2200.1530.0700-0.0683K1K100.7950.88509951.1101.2051.11009950.8850.795K0K000.3200.6801.0251.3801.5001.3801.0250.6800.320K1- K00.4750.205-0.030-0.270-0.295-0.270-0.0300.2050.475A=(K1K0)0.0470.020-0.003-0.027-0.029-0.027-0.0030.0200.047K0+A0.3670.7001.0221.3531.4711.3531.0220.7000.3670.0730.1400.2040.2710.2940.2710.2040.1400.073影响线上最不利位置布置荷载后可按相应影响线的坐标值求得主梁的荷载的横向分布系数。1号梁汽 mcq=1/2 (0.425+0.290+0.176+0.049)=0.47人群 mcr0.750.479=0.3592号梁汽 mcq=1/2 (0.352+0.3+0.214+0.095)=0.481人群 mcr0.750.359=0.2693号梁汽 mcq=1/2 (0.161+0.266+0.292+0.225)=0.472人群 mcr0.750.110=0.083在影响线上按横向最不利布置荷载后，就可按相应的影响线竖标值求得主梁的荷载横向分布系数：图5.荷载横向分布系数图（二）支点处荷载横向分布系数m0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 图6.支点处横向分布系数图1号梁汽 mcq=1/20.438人群 mcr1.4220.75=1.0672号梁汽 mcq=1/21=0.5人群 mcr （影响线为负故不布载）3号梁汽 mcq=1/2 (10.188)=0.594人群 mcr=0表3.各主梁横向分布系数荷载跨中跨支点1号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车0.4700.4810.4720.4380.5000.594人群0.3590.2690.0831.06700(三) 主梁的内力计算1.横载内力计算主梁：g1=横隔梁：边主梁：g2=中主梁：1.5223.04桥面铺装层：g3=栏杆和人行道：g4=62/6=2作用于边主梁的全部恒载：g=11.05+1.52+3.66+2=18.23作用于中主梁的全部恒载：g=11.05+3.04+3.66+2=19.752.横载内力计算便主梁的剪力和弯矩如图Mx=Qx= =图7.横载内力计算简图表4.横 载 内 力剪力Q弯矩MX=0X=X= X=0X=X= 边主梁112.356.100326.4435.2中主梁118.059.000342.8457.13.活载内力计算表5.影响线面积计算表项目计算图示影响线面积MM1/2M=1/8L21/2=1/815.52=30M1/4M=3/32L21/2=3/3215.52=22.5Q1/2M=0Q0M=1/2 L =1/215.5=7.75图8.L/4截面弯矩集中荷载作用下的计算公式为： 分布荷载作用下的计算公式为：双车道不折减，=111则对于1号梁：汽车 :跨中弯矩：M=1.2270.470(1683.875+7.87515.52/12)=511.8KNm弯矩： M =1.2270.470(1682.906+7.87522.5)=383.7 KNm跨中剪力：Q=1.2270.470(1680.5+7.8751.938)=57.2 KNm剪力： Q=1.2270.470(1680.75+7.8754.36)=92.5 KNm支点剪力：Q=1.2270.438(1681+7.8757.75)=123.1 KNm人群：qr=30.75=2.25 KNm跨中弯矩M =0.3590.75330=24.2 KN 弯矩: M =0.3590.75322.5=18.2 KN跨中剪力：Q=0.3590.7531.938=1.6KN 剪力： Q=0.3590.7534.36=3.5 KN支点剪力： Q=1.0670.7537.75=18.6 KN则对于2号梁：汽车跨中弯矩：M=1.2270.481(1683.875+7.87530)=523.6 KNm弯矩： M=1.2270.481(1682.91+7.87522.5)=393.1 KNm跨中剪力： Q=1.2270.481(1680.5+7.8751.938)=58.6 KNm剪力： Q=1.2270.481(1680.75+7.8754.36)=94.6 KNm 支点剪力： Q=1.2270.5(1681+7.8757.75)=140.5 KNm人群：跨中弯矩: M=0.2690.75330=18.2弯矩: M=0.2690.75322.5=13.6跨中剪力： Q=0.2690.7531.938=1.2 剪力： Q=0.2690.7534.36=2.6支点剪力： Q=0则对于3号梁：汽车 跨中弯矩： M=1.2270.472(1683.875+7.87530)=513.8弯矩： M=1.2270.472(1682.91+7.87522.5)=385.7跨中剪力： Q=1.2270.472(1680.5+7.8751.938)=57.5剪力： Q=1.2270.472(1680.75+7.8754.36)=92.9 支点剪力： Q=1.2270.594(1681+7.8757.75)=167.0人群：跨中弯矩 M=0.0830.75330=5.6弯矩: M=0.0830.75322.5=4.2跨中剪力： Q=0.0830.7531.938=0.4 剪力： Q=0.0830.7534.36=0.8支点剪力： Q=0表6. 1号主梁内力组合序号荷载类别弯矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒载0326.4435.2112.356.10（2）汽车荷载0379.3505.8121.791.456.5（3）人群荷载018.224.218.63.51.6（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0943.01257.5326.0199.280.9（5）（1）0.7（2）1（3）0610.1813.5216.1123.641.2（6）（1）0.4（2）0.4（3）0484.4647.2168.494.123.2（7）56.356.352.364.297.8（8）提高系数3（9）提高后组合943.01257.5335.6199.280.9控制设计计算内力943.01257.5335.8199.280.9表7. 2号主梁内力组合序号荷载类别弯矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒载0342.8457.1118.059.00（2）汽车荷载0388.2517.7138.993.557.9（3）人群荷载013.618.202.61.2（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0970.11293.7336.1204.682.4（5）（1）0.7（2）1（3）0628.1837.7215.2127.141.7（6）（1）0.4（2）0.4（3）0503.5671.5173.697.423.6（7）565657.96498（8）提高系数（9）提高后组合970.11293.7336.1204.682.4控制设计计算内力970.11293.7336.1204.682.4表8. 3号主梁内力组合序号荷载类别弯矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒载0342.8457.1118.059.00（2）汽车荷载0381.0508.0165.091.856.8（3）人群荷载0 4.25.600.80.4（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0949.51266.0372.6200.280.0（5）（1）0.7（2）1（3）0613.7818.3233.5124.140.2（6）（1）0.4（2）0.4（3）0496.9662.5184.096.022.9（7）56.256.26264.299.4（8）提高系数（9）提高后组合949.51266.037