小跨度钢筋混凝土简支t梁桥上部结构设计 毕业设计

摘要本设计是关于小跨度钢筋混凝土简支T梁桥上部结构的设计。钢筋混凝土简支T梁桥以结构受力性能好、变形小、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力较强等优点而成为富有竞争力的主要桥型之一。设计桥梁标准跨度16M，横向布置5片T梁，桥面总宽为1075M，设计车道数为双向4车道。设计过程如下首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它应该与桥规和公预规等桥梁规范内所规定的构造要求相一致。由于桥梁最大跨径的限制，结合桥梁址处的地形地质等因素的特点，综合考虑决定本次桥梁设计的种类为钢筋混凝土T形梁桥。梁高11M，肋板宽018M，每片T梁总宽度215M。其次，计算桥梁结构总的内力包括恒载和活载的内力计算。然后进行内力组合，得到极限状态组合下的内力组合值。然后，计算主梁正截面抗弯所需要的纵向钢筋。进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。在承载能力极限状态验算中包括计算混凝土截面的抗弯承载力验算、斜截面的抗剪承载力验算等，在正常使用极限状态的计算中包括主梁的裂缝宽度验算、主梁在荷载作用下的变形计算等。最后，对横隔梁和行车道板进行配筋计算，并对支座进行了设计。关键词T梁桥；内力组合；结构配筋及验算ABSTRACTTHISDESIGNISABOUTTHEUPPERSTRUCTUREDESIGNOFLITTLESPANREINFORCEDCONCRETESIMPLYSUPPORTEDTBEAMBRIDGETHEPERFORMANCEOFREINFORCEDCONCRETESIMPLYSUPPORTEDTBEAMBRIDGESTRUCTUREISFAVORABLE,ITSDEFORMATIONISSMALL,DRIVINGSMOOTHANDCOMFORTABLE,MAINTENANCEQUANTITYISSMALL,EARTHQUAKERESISTANTCAPABILITYISSTRONGETCANDITBECOMESONEOFTHEMAINCOMPETITIVEBRIDGESTHESTANDARDBRIDGESPANIS20METERS,LAYINGOUT5TBEAMSHORIZONTALLY,BRIDGEDECKIS1075METERSWIDE,THENUMBEROFDESIGNLANESAREFOURTHEDESIGNPROCESSISASFOLLOWSFIRST,DETERMINETHEMAINGIRDERSTRUCTUREANDDETAILSIZE,ITSHOULDBECONSISTENTWITHTHERELEVANTPROVISIONSCONSIDERINGTHELIMITATIONOFTHEMAXSPANOFTHEBRIDGECONSTRUCTIONANDTHECHARACTERISTICSOFLOCATIONINTHESITEOFTHEBRIDGE,DESIGNINGWITH15METERSHIGHTBEAMANDTHEFLOORIS018METERSWIDE,EVERYPIECEOFPREFABRICATEDTBEAMWIDTHIS215METERSSECOND,CALCULATINGTHETOTALINTERNALFORCESOFBRIDGESTRUCTUREINCLUDINGTHECALCULATIONOFINTERNALFORCEOFDEADLOADANDLIVELOAD,ANDTHENMAKETHEINTERNALFORCECOMBINATIONNINORDERTOGETTHEINTERNALFORCECOMBINATIONNVALUESINTHELIMITINGCONDITIONTHEN,CALCULATINGTHELONGITUDINALREINFORCEMENTQUANTITYFORNORMALSECTIONGIRDERSHEARRISISTANCE,FURTHERFORCALCULATINGTHESECTIONSTRENGTH,INCLUDINGBEARINGCAPACITYLIMITSTATEANDSERVICEABILITYLIMITSTATE,INCLUDINGCALCULATIONABOUTCONCRETEFLEXURALBEARINGCAPACITYANDTHESHEARSTRENGTHOFCONCRETEINCLINEDSECTIONININTHEBEARINGCAPACITYLIMITSTATEETCINTHECALCULATIONOFSERVICEABILITYLIMITSTATEINCLUDINGGIRDERCRACKWIDTHCHECKINGCOMPUTINGTHEVALUEOFDISPLACEMENTOFGIRDERUNDERLOADETCFINALLY,CALCULATINGTHEQUANTITYREBAROFCROSSBEAMANDDRIVINGSLAB,ANDCARRINGONTHEDESIGNOFBEARINGKEYWORDSTGIRDERBRIDGEINTERNALFORCECOMBINATIONSTRUCTUREREINFORCEMENTANDCHECKING目录第一章项目可行性分析111项目简介112建设意义1第二章设计资料221设计资料概述2211桥梁设计依据2212采用的标准与规范222桥梁址工程地质条件2第三章桥梁总体设计331方案比选3311桥梁设计原则3312各种桥梁的特点3313方案比选4314梁部截面形式比选4315所选方案532孔跨布置533主要设计技术参数和标准5331交通参数5332公路设计技术标准6333主要材料634T形梁与横隔梁的构造形式及相关设计参数6341T型梁横截面尺寸6342横隔梁形式及设计参数7第四章主梁内力计算841恒载作用内力计算8411计算结构自重集度842活载作用内力计算9421主梁荷载横向分布系数计算9422活载作用内力计算12423内力组合16第五章配筋设计与强度验算1951纵向主筋的配置19511确定翼缘计算宽度19FB512判断T形截面类型19513求收拉钢筋面积AS19514验算适用条件20515截面强度验算2052剪力筋的布置20521各截面有效高度计算20522梁截面尺寸复核21523确定计算剪力22524配置弯起钢筋（弯起角45。）22525各排弯起钢筋弯起点构造要求检查2553裂缝宽度验算30531作用效应组合30532裂缝宽度计算3054主梁变形验算31541T梁换算截面的惯性矩几何特性31542抗弯刚度计算32第六章横隔梁计算3461横梁内力计算34611确定作用在中横隔梁上的计算荷载34612绘制中横隔梁的内力影响线34613绘制剪力影响线35614截面内力计算35615内力组合横隔梁的结构自重内力甚小，忽略不计）3662横梁配筋计算36621确定翼缘计算宽度36622判定T型截面类型36623求受拉钢筋面积37624验算适用条件37625截面强度验算3763剪力筋的布置37631钢筋截面布置检验37632复核梁的截面尺寸38633计算箍筋间距38第七章行车道板的计算3971行车道板内力计算39711结构自重及内力39712汽车车辆荷载产生的内力39713内力组合4072配筋与强度验算41721受拉钢筋面积41723截面校核41724剪力筋布置42第八章支座的计算4381确定支座平面尺寸43811计算支座平面形状系数43812计算橡胶支座的弹性模量43813验算橡胶支座的承压强度4382确定支座厚度43821水平位移计算43822确定制动力43823确定需要的橡胶片总厚度44ET83验算支座偏转情况44831支座的平均压缩变形44832梁端转角计算44833验算偏转情况44834验算抗滑稳定性45参考文献46致谢47第一章项目可行性分析11项目简介该设计项目位于焦作与郑州的一条正在修建的道路上。随着经济的发展，来往于郑、焦的车辆增加迅速，加之该桥所处位置较为特殊（市与市之间用于疏通车流量的在建道路上）。故需要建造一条桥梁以适应其日益增加的交通量，解决车辆来往频繁而导致的交通堵塞问题。12建设意义（1）可以促进沿线经济发展、开发旅游旅游项目。“要致富，先修路。”郑州是河南政治、经济的中心，焦作与郑州毗邻，故通往郑州的道路对焦作经济等的发展有很大的影响。此外，焦作是中国优秀旅游城市，太极拳的故乡。焦作旅游资源丰富而独特焦作山水深得大自然的造化，南北兼长，雄秀双绝；八百里太行，挟燕赵欢歌，顶三晋风尘，逶迤南下，至此轰然横断，陡起一挂挂险峰绝壁，切下一条条深峡幽谷，托出云台山、青天河、神农山、峰林峡、青龙峡五大峡谷景观。置身其中，犹如步入了一座雄伟神奇的地质宝库，又像走进了一部精彩绝伦的山水宝典，品味不尽的青山绿水，奇山秀水。（2）有利于太极文化的传播，丰富民众的精神生活。焦作陈家沟是陈氏太极拳的发源地，大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网络，有利于太极文化的传播，对于促进文化交流具有重要的作用。太极文化博大精深，源远流长。太极拳是中国的一大精粹，它更与博大精深的中华武术是分不开的，而它又是我中华武术的升华。太极拳讲究行云流水，刚柔相济，中正安舒，不偏不倚。现代生活节奏特别快，很多人身心俱疲，容易烦躁。太极拳于现代属于养生拳，用于调养生息，男女老少皆可以练习，它使人达到一个“和”的状态，是中国文化中的中庸之道的完美体现。第二章设计资料21设计资料概述211桥梁设计依据交通量调查数据，桥址处的工程地质、气象勘查报告等。212采用的标准与规范（1）JTGD622004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范；（2）JTGD602004公路桥涵设计通用规范；（3）JTGB012003公路工程技术标准等。22桥梁址工程地质条件桥址场地地形相对平坦，地质条件良好。根据钻探结果，可知该地区域地基为成层土及砂层，自上而下各层如下（1）亚砂土灰褐色，软塑硬塑，湿，表层为耕植土。该层厚度为56M。（2亚粘土灰黑色，软塑硬塑，湿，中间含有粘土夹层。该层厚度27M。3亚砂土灰红色，饱和，松中密。该层厚度为12M。4亚粘土褐色，饱和，硬塑，含大量粗砂。该层厚度为31M。5粗砂土棕黄色，饱和，中密，含粘性土。该层厚度为31M。可以看出桥址处的土质类型总体上偏向于软粘土的类型，这对于桥梁类型的选择也有一定的影响。对地基强度要求较高的桥类就不太适合在此建桥，譬如无铰拱桥的重力式桥墩对地基承载力的要求就较高，如果在此处修建拱桥，就可能会增加其附属设施的工程量，需要额外设置单向推力墩等其它结构，这就增加了其工程造价，所以桥址处的地形地质条件对于桥梁类型的选择也是至关重要的。第三章桥梁总体设计31方案比选桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥和吊桥等。任选两种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。311桥梁设计原则（1）适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航、通行等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。（2）安全性现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。（3）经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。（4）先进性桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。（5）美观一座桥梁，尤其是座落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估。312各种桥梁的特点（1）梁桥梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥梁。钢筋混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。钢筋混凝土梁式桥具有以下主要特征（A混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；B结构造型灵活，可模型好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；C结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；D结构的整体性好，刚度较大，变性较小；E可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产；F结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；G钢筋混凝土梁式桥可有效利用所用材料，并降低自重所占全部设计荷载的比重，节省了材料、增大了跨越能力；2拱桥拱桥的静力特点是，在竖直荷载作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载的作用下，简支Q梁的跨中弯矩为，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何21/8QL截面弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计得合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。由于所建位置地质情况是软土地基，故不考虑此桥型。313方案比选本设计是16M长的简支梁，下面选择适合此简支梁的截面形式，使其既安全适用耐久，又比较经济美观，即性价比较优。314梁部截面形式比选梁部截面形式考虑了箱形梁、组合箱梁、槽型梁、T型梁等可能采用的梁型。箱形梁方案该方案结构抗扭刚度大，适应性强。景观效果好。但该方案箱型截面的设计较复杂，且对材料强度要求较高，适用于较大跨径的桥梁设计，预应力钢筋和普通钢筋的布置较为复杂，计算较繁琐。组合箱梁其结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。双箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。但预应力箱梁张拉后可能产生过大的反拱度，影响桥面系的施工，现场作业工作量较大，工期也较长，由于该桥梁施工工期应尽量缩短，以期能够及早投入运行，所以组合箱梁并不适合用于小跨径桥梁的设计槽型梁其为下承式结构，其主要优点是造型轻巧美观，线路建筑高度最低,且两侧的主梁可起到部分隔声屏障的作用，但下承式混凝土结构受力不很合理，受拉区混凝土即车道板圬工量大，受压区混凝土圬工量小，梁体多以受压区上翼缘压溃为主要特征，不能充分发挥钢及混凝土材料的性能。同时，由于结构为开口截面，结构刚度及抗扭性较差，而且需要较大的技术储备才能实现。T型梁其结构受力明确，设计及施工经验成熟,跨越能力较板桥要大,有较为成熟系统的设计规范，施工可采用预制拼装的方法，也可以采用现场浇注。施工进度较快。该方案建筑结构高度较高，由于梁底部呈网状,景观效果较差。但其构造简单，线形较为简洁美观。桥梁的上、下部可平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量得以控制，可在一处成批生产，从而降低成本。对桥下净空的要求不高，适用于各种地质情况；适用于对工期紧的工程；对通航无过高要求的工程。315所选方案综上所述，选择钢筋混凝土简支梁桥。桥梁横截面采用T形梁，主梁间距215M，共用五片T梁，主梁高度11M，为保证桥梁的整体受力性能，沿主梁纵向布置5根横隔梁，横隔梁梁高0825M，梁肋做成上宽下窄的形式。32孔跨布置（1）标准跨径16M（2）计算跨径1550M（3）主梁全长1596M（设4厘M的伸缩缝）（5）桥面净空9252075M33主要设计技术参数和标准331交通参数根据交通调查和客流量计算的设计交通量与交通组成见表31。一级公路路面的设计年限达15年，2029年根据交通调查将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量满足1级公路双向四车道15000至30000辆的要求，所以双向四车道方案是经济合理的。表31年平均日交通量表单位小客车辆/日年份年年平均日交通量201415359202422718202925643332公路设计技术标准（1）公路等级一级公路；（2）设计时速；80KM/H（3）使用功能公路双向四车道，分离式；（4）桥梁路面横坡坡度15；（5）设计荷载公路级；（6）环境标准类环境；（7）设计安全等级二级。333主要材料1混凝土预制T梁与横隔梁均采用C35混凝土，重力密度为25KN/M3；桥面铺装采用双层式沥青混凝土桥面铺装（表面层35CM厚细粒式沥青混凝土，下面层5CM厚中粒式沥青混凝土，平均厚度9CM）重力密度23KN/M3。2普通钢筋HRB335钢筋（D650MM），弹MPA280SDFPA280SDF性模量MPA1025SEHRB400钢筋（D650MM），4SKF195SDF弹性模量5SRB235钢筋（D650MM），PA235SKFPASDF弹性模量PA1025SE34T形梁与横隔梁的构造形式及相关设计参数341T型梁横截面尺寸横截面布置简图及主梁断面构造如图31，32所示。全幅桥宽1075M（根据公路桥涵设计通用规范331相关规定确定），采用预制T型主梁，将每幅桥做成五片T型梁。每片主梁均为预制主梁，预制T梁翼缘板宽215M，肋板宽018M，梁高11M，翼缘端部厚015M，根部厚02M。人行道宽度075M。图31横断面布置图单位CM图32主梁尺寸图单位CM342横隔梁形式及设计参数横隔梁高0825M（主梁高度的四分之三）。梁肋做成上宽下窄的形式，肋底宽17CM，肋顶宽18CM，沿主梁纵向布置五根横隔梁，如图33所示。图33横隔梁布置图单位CM第四章主梁内力计算在计算结构自重内力时，为了简化起见，往往将横梁，桥面铺装层，人行道和栏杆等荷载均匀分摊给主梁承受。每侧的栏杆及人行道构件的作用力为C35混凝土重力密度为桥面5KN/M325KN/M铺装层厚9CM，重力密度为23K/41恒载作用内力计算411计算结构自重集度（1）主梁G10181101502/2215018251357KN/M（2）横隔梁对于边主梁G20825035/2215018/2035/2525/1550904KN/M对于中主梁G20904X21808KN/M3桥面铺装层G300992523/5383KN/M4栏杆和人行道G452/52KN/M5合计对于边主梁GG1G2G3G413570904383220304KN/M对于中主梁GG1G2G3G413571808383221208KN/M内力计算原理如图41所示图41内力计算原理计算公式为。XGL21MX,GL21Q主梁内力计算结果如表4142所示表41边主梁自重内力表截面位置内力剪力Q（KN弯矩（KNMX0Q05X20304X1551442580X1/4Q05X20304X155/210852M05X20304X155X3/1641925X1/20M05X20304X155/4559表42中主梁自重内力表截面位置内力剪力Q（KN弯矩（KNMX0Q05X21208X155151260X1/4Q05X21208X155/27563M05X21208X155X3/164207X1/20M05X21208X155/45961542活载作用内力计算421主梁荷载横向分布系数计算汽车，人群荷载横向分布系数M的计算公式为汽车，人群2QM（4、5号梁的横向分布系数与1、2号梁的相同，故只需计算1、2、3号梁的系RM数）跨中荷载横向分布系数计算。计入主梁抗扭惯性矩的影响，采用修正的偏心压力法来计算横向分布系数MC本桥各根主梁的横截面均相等，梁数N5梁间距为215M，则。222M34615IA翼板换算平均平均高度C517/05H截面中心,C128106/87XA主梁抗弯惯性矩I1/12167X1753167175193521/1218X110318110X26920045281M4。对于翼板，T1/B10175/17501,可得C10312。对于梁肋T2/B20195，可得C20292。TI02948950573033ITBC计算抗扭修正系数，并取G0425E14,2T9510284L1BEIG0815。图42跨中荷载横向分布影响线长度单位CM）1号梁，0526/432150821。151号梁荷载横向分布影响线见图42。荷载横向分布影响线的零点至1号梁的距离为X，有，得0126X54X6938M1号梁的活载横向分布系数分别计算如下汽车荷载。21CQM54836934765/0Q人群荷载0239863R2号梁,/215021。74652号梁荷载横向分布影响线见图42。荷载横向分布影响线的零点至1号梁的距离为X，有，得037X21546X7805M2号梁的活载横向分布系数分别计算如下汽车荷载。21CQM401894736805/350Q人群荷载。2786R可得3号梁的活载横向分布影响线唯一直线，见图42。汽车荷载。21CQ40250Q人群荷载。RM总的跨中影响线见图42图43支点荷载横向分布影响线长度单位CM）表43荷载横向分布系数汇总跨中MC支点M0荷载1号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车07120556040506630779人群0665043302132600用“杠杆原理法”确定除位于支点处的荷载横向分布系数，用偏心压力法确定0M出位于跨中的荷载横向分布系数后，其他位置的荷载横向分布系数从第一根内横隔CM梁起向支点的呈直线型过渡。各主梁横向分布系数见表43。0M422活载作用内力计算截面汽车、人群作用效应一般计算公式如下；对于汽车荷1SIPY载直接布置在内力影响线数值最大的位置，计算公式为。对于人群荷载，则计算公式为。1人SIKIKCYPQQMSRC人计算支点截面剪力或靠近支点截面的剪力时，应另外计及支点附近因荷载横向分布系数变化而引起的内力增（或减）值，即。YA/21COS图44均布荷载和内力影响线面积计算图示公路一级集中荷载计算KP计算弯矩效应时；238KN5/4180计算剪力效应时。（汽车荷载的局部加载及在T梁、箱263K梁悬臂板上的冲击系数）弯矩、剪力计算L/2M/4L/2Q1号梁弯矩/2Q,人1IKIKCYPMQ150238056438N/L/4Q,IKIKCY156238510653M789M7KN7RCL/2R,QM48325308/4,1号梁剪力/2Q,Q人1IKIKCYP06196531387KN412KN9380RCL/2R,QMQ2号梁弯矩/Q,M人IIKCYPM50154365L/4Q,IKIKCYPQ153/6285103M8NMN96RCL/2R,M2675K30/4,Q2号梁剪力/2Q,Q人1IKIKCYP081953850N23N6RCL/2R,M3号梁弯矩/Q,M1IKIKCYPMQ1508305436/L/4Q,YPQ人1IKKC153/628503M826NM04N4RCL/R,M27K530/4,Q3号梁剪力/2Q,QYP人1IKC0861938N23KN04RCL/2R,M支点截面汽车荷载最大剪力计算。1号梁荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图和支点剪力影响线如图44所示。图441号梁横向分布系数变化图可得。096153Y2MC0IKIKCQ,0YQMAYPQQ09165645398567643；2517N2号梁荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图和支点剪力影响线如图45所示。图452号梁横向分布系数变化图1C0IKIKCQ,0YQMAYPMQQ09165473829856073543；26N3号梁荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图和支点剪力影响线如图46所示。图463号梁横向分布系数变化图21C0IKIKCQ,0YQMAYPMQQ09165479856079543。N75支点截面人群荷载最大剪力计算。1号梁RC0RCR,02YQMAQMQ0916378132697538；19KN2号梁RC0RCR,02YQAQ08329637536；8K3号梁RC0RCR,02YQMAQMQ832439754；KN主梁活载内力汇总见表45活载内力汇总后，便可以根据相关公式进行内力组合，包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的内力组合。内力组合所用的分项系数和组合系数可根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（后简称公预规）中相关规定取值。表45主梁活载内力汇总弯矩（KNM）剪力（KN梁号荷载类别跨中支点跨中汽车8111525107138711号人群63781977412汽车645143246485052号人群356872823汽车643533448684843号人群36047352326423内力组合钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥，当按承载能力极限状态设计时，作用效应组合按如下采用当结构重力对结构的承载能力不利时，UDS。人汽自重14S08S21承载能力极限状态1号梁的内力组合见表46。表461号梁内力组合表2号梁的内力组合见表47。弯矩（KNM）剪力（KN）序号荷载类别梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重04192555914425802汽车荷载0789118111525107138713人群荷载0478363781977412412X1050316708173110514X201104751135613514919419608X14X305356714322144617SUD（456）0166141187784546741988表472号梁内力组合表弯矩（KNM）剪力（KN）序号荷载类别梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重04207586151512602汽车荷载048384645143246485053人群荷载02675356872823412X1050486703,38181510514X20677389031945449611907608X14X302996399681525767SUD（456）01212181646536441561216463号梁的内力组合见表48。表483号梁内力组合表正常使用极限状态（作用短期效应组合）1号梁的内力组合见表49表491号梁内力组合表四分点4192507X6074783891981号弯矩（KNM）跨中55907X623966378105955梁端14425807X193131977299221号梁剪力（KN）跨中007X106741278812号梁的内力组合见表410表4102号梁内力组合表弯矩（KNM）剪力（KN）序号荷载类别梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重04207586151512602汽车荷载048264643533448684843人群荷载0270236047352326412X105048470338181530514X2067569900944828118776608X14X30302640368232617SUD45601180531644686725612338四分点420707X372182675707982号弯矩（KNM）跨中5861507X49626356896921梁端1512607X24972728333242号梁剪力（KN）跨中007X65422348093号梁的内力组合见表411表4113号梁内力组合表四分点420707X371262702707603号弯矩（KNM）跨中5861507X49502360496870梁端1512607X26528735344313号梁剪力（KN）跨中007X652623264801第五章配筋设计与强度验算考虑到桥梁使用期间的安全性与施工方便，并通过对以上内力组合表数据的分析，可得出1号梁的内力组合值最大，故采用1号梁的内力组合值作为计算时用的内力计算值来进行相关的配筋设计。51纵向主筋的配置根据上表内内力组合选择1号梁的设计弯矩值进行配筋。梁截M1874KNJM面高度时，钢筋直径不应小于10MM，根数不应小于2根。环境类别为一类，30MH混凝土保护层厚度取30MM。511确定翼缘计算宽度根据公预规422规定，T梁翼缘有效宽度应按以下规定采用FB内梁的翼缘有效宽度取下列三者中最小值即，其中215M07197,8,0135MIN12,3MINFN0FHBSLB为计算跨径，B为肋板宽度，为肋板净间距，为翼缘高度。0LFH外梁翼缘的有效宽度取相邻内梁翼缘有效宽度的一半加上腹板宽度的二分之一，再加上外侧悬臂板平均厚度的6倍或外侧悬臂板实际宽度两者中的较小者。，所以外梁。0985215,01IN6215098125FB512判断T形截面类型受力钢筋采用HRB335钢筋，T梁采用C35混凝土，混凝土受压区等效矩形应力图形系数，相081,2SD0N/MF2TD15N/MF2CD16N/F对界限受压区高度，。53B371H最小配筋率02）02）0228,/AX4SDTMINF/80,AX04,874KM7623K2/526/JF0FCD1MH故属于第一类T型截面，可按宽度为BF215M的单筋矩形截面计算。513求收拉钢筋面积AS截面抵抗距系数；0511325/610874M/220FCD1SH相对受压区高度；M274KNJM故截面抗弯承载力满足要求。52剪力筋的布置8根D36MM的HRB335钢筋，保护层厚度C30MM，相邻两排钢筋净距为40MM，HRB335钢筋外径402MM。每一排两根钢筋净间距为及D36MM，所以钢25M4023018筋截面布置符合构造要求。纵向受力筋布置如图51所示。图51纵向钢筋配筋图单位CM521各截面有效高度计算考虑到纵向钢筋中的一部分将根据设计需要而在梁纵向相应截面上弯起，故这里先计算纵向钢筋成对逐步弯起后的截面有效高度。跨中截面（无纵向钢筋弯起）截面主筋为8根D36MM的HRB335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为；SA170M5402430截面有效高度为；93SAH弯起最上一排2根D36MM的HRB335钢筋后，截面主筋为6根D36MM的HRB335钢筋；主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为SA；1305403SA截面有效高度为；97MSAH弯起两排共4根D36MM的HRB335钢筋后，截面主筋为4根D36MM的HRB335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为SA；90M54203SA截面有效高度为；10S0AH弯起三排共6根D36MM的HRB335钢筋后，截面主筋为2根D36MM的HRB335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为SA；5423SA截面有效高度为；105MS0AH522梁截面尺寸复核内力设计值取各梁内力组合中的最大值，支点剪力计算值跨中截面5467KN,0V剪力设计值支点截面弯矩计算值，跨中截面弯矩计算值198KN,L/2V0M。M74L/2M公预规529规定T型梁截面受弯构件，其抗剪截面应符合下列要求K150CU,3D0BHFV支点截面158105KCU,3BHF；467N72K0V跨中截面931530KCU,3F；18K80故截面尺寸满足抗剪方面的构造要求，但512510530TD23BHF467KNV036AA足抗剪要求。其弯起点为B，弯终点落在支座中心A截面处，弯起钢筋与主筋的夹角为450，弯起点B至A的距离为AB110030402/23040240402/2920MM。计算第二排弯起钢筋截面面积SB2按比例关系，依剪力包络图计算第一排弯起钢筋弯起点B处由第二排弯起钢筋承担的剪力计算值为；192KN90/5315467SB2V第二排弯起钢筋拟由主筋2根D36MMHRB335钢筋弯起形成，80MPAFSD该排弯起钢筋的截面面积需要量为SIN4510/75D3SB1SFA；2194M2892而2根D36MMHRB335钢筋实际截面积，满2SB2SB194M036AA足抗剪要求。其弯起点为C，弯终点落在第一排弯起钢筋起点B截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点C至B的距离为BCAB920MM。计算第三排弯起钢筋截面面积SB3按比例关系，依剪力包络图计算第二排弯起钢筋至弯起点C处由第三排弯起钢筋承担的剪力计算值为；1509KN2/509250192SB3V第三排弯起钢筋拟用补充斜筋2根D36MMHRB335钢筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为280MPASDFSIN4510/75D3SB1SFA；2106M289而2根D36MMHRB335钢筋实际截面积，满2SB2SB106M3AA足抗剪要求。其弯起点为D，弯终点落在第二排弯起钢筋起点C截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点D至C的距离为CD110030402/230402/2839MM。2402计算第四排弯起钢筋截面面积SBA按比例关系，依剪力包络图计算第三排弯起钢筋至弯起点D处由第四排弯起钢筋承担的剪力计算值为；1325KN9083/52920510SB4V第四排弯起钢筋拟由主筋2根D36MMHRB335钢筋弯起形成，80MPASDF该排弯起钢筋的截面面积需要量为SIN41/7D3SB4SFVA；2763M5280520而2根D36MMHRB335钢筋实际截面积，满足2SB42SB4763M036AA抗剪要求。其弯起点为E，弯终点落在第三排弯起钢筋起点D截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点E至D的距离为DECD839MM。计算第五排弯起钢筋截面面积SB5按比例关系，依剪力包络图计算第四排弯起钢筋至弯起点E处由第五排弯起钢筋承担的剪力计算值为759KN832902/83905213SB5V第五排弯起钢筋拟由主筋2根D36MMHRB335钢筋弯起形成，280MPASDF该排弯起钢筋的截面面积需要量为SIN4510/75D3SB1SFVA209M289而2根D36MMHRB335钢筋实际截面积，满足2SB5SB509M36AA抗剪要求。其弯起点为F，弯终点落在第四排弯起钢筋起点E截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点F至E的距离为EF201430342/1759MM。计算第六排弯起钢筋截面面积SB6A按比例关系，依剪力包络图计算第五排弯起钢筋至弯起点F处由第六排弯起钢筋承担的剪力计算值为28390759/28329057SB6V。412KN第六排弯起钢筋拟由2根D20MMHRB335补充斜筋弯起形成，MPASDF该排弯起钢筋的截面面积需要量为SIN4510/75D3SB6SFVA。280M2842而2根D20MMHRB335钢筋实际截面积，满2SB62SB680M314AA足抗剪要求。其弯起点为G，弯终点落在第五排弯起钢筋起点F截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点G至F的距离为FGEF759MM。计算第七排弯起钢筋截面面积SB7按比例关系，依剪力包络图计算第六排弯起钢筋至弯起点G处由第七排弯起钢筋承担的剪力计算值为759283902/5839205412SB7V。745KN第七排弯起钢筋拟由2根D10MMHRB335补充斜筋弯起形成，280MPASDF该排弯起钢筋的截面面积需要量为SIN4510/75D3SBS7FVA20M284而2根D10MMHRB335钢筋实际截面积，满足2SB72SB750M85AA抗剪要求。其弯起点为H，弯终点落在第六排弯起钢筋起点G截面处，弯起钢筋与主筋夹角为450，弯起点H至G的距离为GHFG759MM。第七排弯起钢筋弯起点H至支座中心A的距离为AHABBCCDDEEFFGGH，520M5793283920SBX这说明第七排弯起钢筋弯起点H已超过需设置弯起钢筋的区段长以外593MM。SBX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O的距离见图52，具体计算为XBBO77509206830MMXCCO68309205910MMXDDO59108395071MMXEEO58718394232MMXFFO42327593473MMXGGO34737592714MM；XHHO1955MM。525各排弯起钢筋弯起点构造要求检查保证斜截面抗剪承载力。从图52可以看出，对支座而言，梁内第一排弯起钢筋的弯终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钢筋的弯起点截面上，这些都符合公预规的有关规定，即能满足斜截面抗剪承载力方面的构造要求。保证正截面抗弯承载力。计算各排弯起钢筋弯起点的弯矩计算值跨中弯矩计算值支点截面弯矩计算值其他截面的弯矩计M,1874KNL/2D,0L/2M0,D,0M算值可按公式计算，如表51所示。根据绘出弯矩计算值图，/2L/2XXX,如图53所示。表51各排弯起钢筋的弯矩计算值表弯起钢筋序号弯起点符号弯起点至跨中截面距离XIMM各弯起点设计弯矩KNMMXML/214X2/L2跨中截面MGMD,L/21877845F3473MF187784X134732X4/1550021500734E4232ME352606X146342X4/1950021317893D5071MD352606X158732X4/1950021073872C5910MC352606X171122X4/195002785821B6830MB187784X168302X4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）如表52所示（据前面有关计算知T型截面属于第一类T型截面）。根据值绘出的抵抗弯矩图见图53。从图53所示的弯矩计算值图与抵抗弯矩IU,M图的叠合图可以看出弯矩计算值图完全被包含在抵抗弯矩图之内，即处处是，UX；当时，取00060206828690F2HABX截面的换算惯性矩为CRI20SES3FF3FCR/XHAHXBXI23189308469/175892150/892150。4M全截面的换算截面面积梁的全截面换算截面面积为0A81436917580218SESFF0HBA；258637全截面换算截面的受压区高度X为0SES2FF2/11/AHHBBHX7930/5861463758058052；36M全截面换算截面的惯性矩的计算为0I20SES2FFF3FF2301/BH1/B/1/2XHAHXXHBI406542抗弯刚度计算全截面抗弯刚度；2151040C0MN98631595IEB开裂截面抗弯刚度；RCR2开裂弯矩计算RM全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩306/16/00XHIW；3718全截面换算截面的面积矩2FF2F01/BXBS22175065/3065；7M8塑性影响系数1/2/70WS开裂弯矩。369KN0TKCRWFM变形时的抗弯刚度计算152215CR02SR2SCR008091593681BB。5MN受弯构件跨中处的长期挠度值计算短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值，结构自重作用下M1059KNSM跨中截面弯矩标准值。对C35混凝土，挠度长期增长系数。M59KNGM160受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为，3816/4815010/4815262SLBW在结构自重作用下跨中截面的长期挠度为，20M/59/515262SG消除结构自重产生的长期挠度后计算值为QW。6150/L/15500/160010MM，故跨中截面需设置预拱度。根据公预规655对预拱度设置的规定，得梁跨中处的预拱度为。29M18/201/QGW第六章横隔梁计算由于主梁跨中处的横隔梁受力最大，横隔梁跨中截面受力最不利，故通常只计算跨中横梁的内力，其他横隔梁偏安全地仿此设计。61横梁内力计算611确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图61所示。图61横隔梁最不利位置布置图纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为计算弯矩时；1392KN8/23510/21/2KOQYPP；4N3850R计算剪力时。60/KOQ612绘制中横隔梁的内力影响线1、2号梁的荷载横向分布影响线如图62所示，则影响线可计算如下RM作用在1号梁轴上时P01260526,1DD52MR1；385306作用在5号梁轴上时P0726,515D021R5；47作用在2号梁轴上时P02633,12DD051MR2；58165036图62横隔梁影响线由已学影响线知识可知，影响线必在RR截面处有突变，根据和连线延RMMR5R3伸至RR截面，即为值，由此可绘出影响线（其他相关影响线数据可根据三角形RR的性质求出）。613绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的影响线可计算如下右1QP1作用在计算截面以右时，即1人R1I人IP1作用在计算截面以左时，即11II绘成影响线如图62所示。右1Q614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，对于汽车荷载并OQP计入冲击影响力（1U），则得到下表61的结果表61截面内力表公路一级弯矩M23（KNM剪力Q1右（KN）M2313X1392X11360605022235522Q1右13X16301X051303760278014127718（负弯矩）人群荷载；M925KN063402532公路一级119M615内力组合横隔梁的结构自重内力甚小，忽略不计）承载能力极限状态内力组合基本组合；49731KN35210RMAX,。805人,Q负弯矩M8664RAX,M正常使用极限状态内力组合短期效应组合；1927K35207RMAX,。45N8人,162横梁配筋计算621确定翼缘计算宽度根据公预规422规定，T梁翼缘有效宽度应按如下计算FB0152018/7,385MIN1/2,/3,MINFN0FHBSLB。1975其中为计算跨度，B为梁肋宽度，为梁肋净间距,为翼缘高度。0LNSFH622判定T型截面类型环境类别为一类，取40MM，则82540785MM，弯矩计算值M35522KNMSA0H判别式15/2781956/2F0FCD1HB。M3KN384K故属于第一类截面。623求受拉钢筋面积截面抵抗距系数相对018,7519/60352/220FCD1SHBM受压区高度。341K/95/20FCD1UBM故截面抗弯承载力满足要求。626负弯矩配筋负弯矩计算值为18186KNM，等效矩形截面尺寸为，J6751HB取AS40MM，则有效高度H067540635MM。抵抗距系数相对受压区高0,63517/0186/22FCD1SBM度。539K/1860FCD1UHBM故截面抗弯承载力满足要求。63剪力筋的布置631钢筋截面布置纵向钢筋为2根D36（外径为401MM）的HRB335钢筋，保护层厚度C30MM，实际有效高度82530401/2775MM。0H632复核梁的截面尺寸剪力计算值为。2718KNDV公预规529规定T型截面受弯构件，其抗剪截面应符合下列要求KN1050CU,3D0BHFV，故截2718KN4921715105D030KCU,3VBHF面尺寸满足构造要求。但，故按箍率），满足要求。第七章行车道板的计算71行车道板内力计算如图71所示，铺装层为9CM沥青铺装层，重力密度为，C35T梁翼板的32KN/M重力密度为。325KN/M图71铰接悬臂板711结