T梁—xxx桥计算书要点

1 香河园路桥香河园路桥 本桥为单跨 20 米 预应力 T 梁桥 17 片主梁 桩接盖梁基础 一 设计资料 1 桥面全宽 3 0m 24 0m 3 0m 30 0m 2 主梁跨径和全长 标准跨径 Lb 20 0m 雉墙前沿之间的距离 计算跨径 L 19 2m 支座中心线之间的距离 主梁全长 L全 19 96m 主梁预制长度 3 设计荷载 城 B 人群荷载 3 8925kN m2 4 材料 钢筋 主筋采用 HRRB335 钢筋 预应力钢绞线 1 7 面积为 15 2mm2 其他用 R235 钢筋 混凝土 主梁采用 C50 砼 其他采用 C30 砼 5 计算方法 极限状态法 6 环境类别及安全等级 本桥施工环境为 类环境 安全等级为二级 7 结构尺寸 如图 1 1 所示 全断面 17 片主梁 设三根横梁 单位 mm 2 8 设计依据 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 2 公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D6 2004 3 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 4 城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77 98 二 主梁计算 3 一 主梁荷载横向分布系数 1 跨中荷载弯矩横向分布系数 考虑 100mm 桥面混凝土铺装对主 梁的影响 1 主梁抗弯及抗扭惯性矩 和I T I 由 CAD 查询得抗弯惯性矩 250 cm4 I 主梁跨中竖向截面抗扭惯性矩 Tx I 翼板 b1 180 cm t1 26 cm 303 0 180 26 052 0 180 26 63 0 1 3 1 052 0 63 0 1 3 1 5 5 1 1 1 1 1 b t b t C cm4 04 95859526180303 0 3 3 1111 tbCIT 马蹄 b2 50 cm t2 25 20 2 35 cm 189 0 50 35 052 0 50 35 63 0 1 3 1 052 0 63 0 1 3 1 5 5 2 2 2 2 2 b t b t C cm4 75 4051683550189 0 3 3 2222 tbCIT 腹板 b3 130 26 35 69 cm t3 20 cm 2725 0 69 20 052 0 69 20 63 0 1 3 1 052 0 63 0 1 3 1 5 5 3 3 3 3 3 b t b t C cm4 15042020692725 0 3 3 3333 tbCIT 79 151418315042075 40516804 958595 321 3 TTTiiiT IIItbCI cm4 2 求横向抗弯惯性矩 中横梁截面 单位 mm 1 I 4 利用 CAD 计算图形特性来计算抗弯惯性矩可得 500 cm4 cm3 y I76 10790960 5 10359133 11 lII y 3 求 计算 值 该桥的计算跨径为 1920 cm b1 180 cml 50362 0 1920 180 79 15141834 04 5014065631 21 4 2 2 21 2 l b GI EI T 计算 值 主梁之间桥面板净跨度的一半 80 cm 1 d 0016 0 76 1079019203 8025 14065631 3 4 34 1 4 3 1 4 Il Id 4 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标 通过计算比较布置三个车道时 为最不利荷载布置 布置如图 2 1 所示 单位 mm 图 2 1 5 各梁横向分布系数计算如下 三列车 5 33 0 8 0095 0 114 0 128 0 147 0 161 0 18 0 2 1 8 0 2 1 1 车车i m 3068 0 8 0091 0 107 0 12 0 136 0 148 0 165 0 2 1 8 0 2 1 2 车车i m 2832 0 8 0086 0 1 0111 0 125 0 136 0 15 0 2 1 8 0 2 1 3 车车i m 26 0 8 0082 0 094 0 102 0 114 0 123 0 135 0 2 1 8 0 2 1 4 车车i m 2364 0 8 0077 0 087 0 094 0 103 0 11 0 12 0 2 1 8 0 2 1 5 车车i m 212 0 8 0072 0 08 0 085 0 092 0 097 0 104 0 2 1 8 0 2 1 6 车车i m 1884 0 8 0068 0 073 0 076 0 081 0 084 0089 0 2 1 8 0 2 1 7 车车i m 1648 0 8 0063 0 066 0 067 0 07 0 072 0 074 0 2 1 8 0 2 1 8 车车i m 1416 08 0059 0 059 0059 0 059 0059 0 059 0 2 1 8 0 2 1 9 车车i m 201 0 1 人 m183 0 2 人 m166 0 3 人 m148 0 4 人 m13 0 5 人 m 117 0 005 0 112 0 6 人 m126 0 032 0 094 0 7 人 m 118 0 041 0 077 0 8 人 m118 0 059 0 059 0 9 人 m 二 作用效应计算 对 1 号梁进行计算 1 永久作用效应 1 永久荷载 假定桥面铺装构造各部分重力平均分配给主梁承担 计算见表 2 1 对上部结构各个部分分别计算 并列入下表 钢筋混凝土钢筋混凝土 T 形梁桥永久荷载计算形梁桥永久荷载计算 表 2 1 构件名称 构件简图尺寸 尺寸单位 mm 构件体积及算式 m3 重度 kN m3 重力 kN 6 2 主梁计算按叠合梁进行计算 叠合截面如下图 除叠合截面外的二期荷载计算如下 上部二期荷载总重为 24 505 16 919 752 88 738 24 7 309 6 5 18 2 2168 268 kN 主梁 0 717 1 58 0 717 0 523 2 3 8 0 5 23 4 6 2 11 789 26306 5 横隔梁 边梁 中 梁 0 596 0 25 2 0 693 0 25 2 0 9425 2624 505 现浇翼板 0 6 0 16 19 96 1 916 2649 82 桥面铺装 沥青砼 0 08 24 19 96 38 323 C40 砼 0 1 30 19 96 59 88 24 26 919 752 1556 88 人行道 单侧 地袱 0 171 19 96 3 413 缘石 0 0495 19 96 0 988 陶粒砼 0 864 19 96 17 2 钢栏杆 0 066 26 25 18 78 5 88 738 24 7 309 6 5 18 7 单片梁所受到的二期荷载每沿米重为 2168 268 17 19 96 6 4 kN m 二期 q 3 永久作用效应计算 通过 midas 计算 列出永久作用效应表 如表 2 2 永久作用效应计算表永久作用效应计算表 表 2 2 项目 作用 kN m 2 1 M kN m 4 1 M kN 4 1 Q kN 0 Q 主梁 652 22493 10146 06 叠合截面 330 15246 2068 89 二期荷载 294 43219 5061 44 总恒荷载 1276 8958 80276 39 2 可变作用效应 1 汽车荷载冲击系数 简支梁的自振频率为 车道荷载的冲击系数 2016 0 2 1980 20 80 20 l 车辆荷载的冲击系数 2795 0 2 19log3032 0 6686 0 log3032 0 6686 0 l 简支梁的计算跨径l 2 城 B 计算弯矩时 车道荷载的均布荷载标准值 mkNqM 0 19 计算剪力时 均布荷载标准值 所加集中荷载采用mkNqQ 0 25 P 130kN 3 人群荷载 2 8925 3 20 7 220 5 4 20 20 5 4mkN p 8 mkNq 51 107 28925 3 人 通过 midas 计算 列出可变作用效应表 如表 2 3 可变作用效应表可变作用效应表 表 2 3 项目 作用 kN m 2 1 M kN m 4 1 M kN 2 1 Q kN 0 Q 汽车荷载 494 14366 240146 06 汽车记冲击系数 593 8246 2068 89 人群荷载 294 43219 5061 44 3 主梁作用效应组合 根据 公路桥涵设计通用规范 4 1 6 4 1 8 条规定 根据可能同时 出现的作用效应选择了三种最不利效应组合 短期效应组合 标准 效应组合和承载能力极限状态基本组合 见表 2 4 主梁作用效应组合主梁作用效应组合 表 2 4 跨中截面四分点截面支点 max M max V max M max V max V 序号荷载类别 kN m kN kN m kN kN 1 第一期永久作用 主梁 652 220493 1146 06 2 第二期永久作用 叠合 二期 624 580465 7130 33 3 汽车 城 B 记入冲击系数593 8246 268 89 4 人群作用294 43219 561 44 5 标准组合 1 2 3 4 2165 031424 5 6 极限组合 1 2 1 2 3 1 4 4 1 12 2693 24 7 短期组合 1 2 3 1 2016 0 7 4 1917 15 三 预应力钢束的估算及其布置 9 1 根据经验钢束的布置图式如下图 1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置 如下图 单位 mm 2 预应力钢束在竖直平面上的布置形式如下图 半预应力钢束图 四 计算主梁截面几何特性 根据已钢束配置的位置计算净截面和换算截面的几何特性 计算结果见表 4 1 跨中翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表 表 4 1 10 截 面 分 块 名 称 分块面 积 I A cm2 分块面 积重心 至上缘 距离 I y cm 分块面 积对上 缘静矩 I S cm3 全截面 重心到 上缘距 离 c s y m 分块面积 的自身惯 性矩 I I cm4 sI yd i y cm 2 iip dAI cm4 i II p I cm4 毛 截 面 52300 口 管 道 截 面 净 截 面 四 主梁截面承载力与应力验算 预应力混凝土梁从预加力开始到受荷破坏 需经受预加应力 使用荷载作用 裂缝出现和破坏等四个受力阶段 为保证主梁受力 可靠并予以控制 应对控制截面进行各个阶段的验算 在以下内容 中 先进行持久状态承载能力极限状态承载力验算 在分别验算持 久状态抗裂验算和应力验算 最后进行短暂状态构件的截面应力验 算 对于抗裂验算 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 根据公路简支标准设计的经验 对于全预应力梁在使用阶段短期效 应组合作用下 只要截面不出现拉应力就可满足 1 持久状态承载能力极限状态承载力验算 在承载能力极限状态下 对主梁正截面承载力验算 1 确定混凝土受压区高度 11 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 5 2 3 条规定 对于带承缘板的 T 形截面 当成立时 中性轴在翼 hb ff cdppd fAf 缘板内 否则在腹板内 左边 65 28951000161391302kNAf ppd 右边 8 468410001601200 4 24 kNf hb ff cd 左边 右边 即中性轴在翼缘板内 设中性轴到截面上缘距离为 则 x 9 98 1200 4 24 161391302 mm f Af x bf cd ppd 三 桥台盖梁计算 一 计算上部恒载 1 根据表 2 1 可得上部恒载总重为 306 5 17 24 505 16 49 82 16 919 752 1556 88 88 738 上恒 G 24 7 309 6 5 18 2 9732 768 kN 则可得单片梁上部恒载作用下单端支反力为 R 258 286217768 9732217kNG 上恒 上部恒载在盖梁上布置形式和作用如下图 单位 mm 盖梁单元划分截面编号图 恒荷载计算列入下表得 表 3 1 截面号剪力 z kN 弯矩 y kN m 12 6 447 51 697 64 11 61 1567 01 16 575 92 334 62 2196 69235 8 26 529 49 445 94 31143 13237 39 二 活荷载计算 1 城 B 车辆荷载计算 车辆荷载在梁产生的支反力计算 表 3 2 3701302 2 1925kNR 汽 剪力 max kN 弯矩 max kN m 截面号 未记冲击系数记冲击系数未记冲击系数记冲击系数 6 193 945 233 04400 11 94 877 114 0225 308270 73 16 186 57 224 18 251 256 301 91 21125 11150 33176 101211 6 26 181 03 217 53 228 67 274 77 3199 89120 03232 84279 78 2 人群荷载计算 人群荷载在梁端产生支反力 9 1002 2 1951 10kNR 人 各梁端受到的人群支反力计算如下 281 20201 0 9 100 11 kNmRRlr 人人 465 18183 0 9 100 22 kNmRRlr 人人 75 16166 0 9 100 33 kNmRRlr 人人 93 14148 0 9 100 44 kNmRRlr 人人 12 1313 0 9 100 55 kNmRRlr 人人 13 8 11117 0 9 100 66 kNmRRlr 人人 7 12126 0 9 100 77 kNmRRlr 人人 9 11118 0 9 100 88 kNmRRlr 人人 9 11118 0 9 100 99 kNmRRlr 人人 人群荷载作用效应计算如表 3 3 表 3 3 截面号剪力 max kN 弯矩 max kN m 6 21 55 40 38 11 4 80 1 16 20 99 10 43 214 088 45 26 18 58 15 97 315 957 85 三 荷载组合 极限承载能力荷载组合 荷载组合时记入冲击系数 12 1 4 12 1 人群汽车恒载 d M 荷载组合结果见表 3 4 表 3 4 截面号剪力 max kN 弯矩 max kN m 6 887 41 882 394 11