2019《装配式钢筋混凝土T型梁桥设计》.doc

1、姓名：尚 磊班级：2011级土木19班学号：20110165西南交通大学希望学院土木系二 一四年三月装配式钢筋混凝土T 型梁桥设计1. 基本设计资料1. 1 跨 度 和 桥 面 宽 度标准跨径：20m（墩中心距）。计箅跨径：19.2m。主梁全长：19.65m。桥面宽度（桥面净空）：净 7m（行车道）+2 1.0m（人行道）。1. 2 技 术 标 准设计荷载：公路一级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6.5 kN m2计箅，人群荷载为3.5kN/m 2。环境标准：I 类环境。设计安全等级：二级。1.3 主 要 材 料混凝土：混凝土简支T 形梁及横梁采用C40 混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥靑

2、混凝土，下层为厚0.06? 0. 13m 的 C30 混凝土 ，沥青混凝土重度按23kN/m 3 计，混凝土重度按25kN/m 3计。钢材：采用R235 钢筋1. 4 构 造 形 式 及 截 面 尺 寸 （ 见 图 1 -1）1007001003cm厚沥青混凝土6-13c厚 mC3混凝土 01803487.518487.51996/21-1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如阁 1-1 所示，全桥共由5 片 T 形梁组成，单片T 形梁高为1.4m,宽1.8m;桥上横坡为双向2% .坡度由 C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。2. 主梁的荷载横向分布系数计算2. 1 跨 中 荷 栽 横

3、 向 分 布 系 数如前所述，本例桥跨内设右五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l = 9/19. 65=0. 458<C0. 5，故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横叫分布系数2.1.1 计箅主梁的抗弯及抗扭惯性矩I 和 I t求主梁截面的重心位置x（见图1-21）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为1 h1 210 16 cm 13cm13140180 18 13140 18cm 41.09cmx122,x180 18 13 140 182)抗弯惯性矩I 为1313I 180 18 13 T 3.567 103m4 2.1.2 计箅抗扭修止:系数对于

4、本算例，主梁的问距相同，将主梁近似看成等截面， 则得 (180 18) 13 (41.09)13140218 1403 18 140 (41.09)24122cm4 8771607cm4对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：m3I T cibit i i1式 中bi、ti 单 个 矩 形 截 面 的 宽 度 和 高度；ci 矩形截面抗扭刚度系数，由表 3 -2 计算。2-1 主梁抗弯及抗扭惯性矩m 梁截面划分成单个矩形截面的个数。计算图式（单位：cm ）IT的计算过程及结果见表2-1分块名称t i bbi i cmti cmti biciITim4翼缘板180130. 070. 33

5、330.0013182腹板127180. 140. 30360. 00224840.0035666Gl2 ITi212E ai2 I式中， G=0.4E; l =19.65mi ITi=5×0.0035666m4=0.0178332m4； a1=3.6m； a2= 1.8m；a3=0.0m； a4= 1.8m； a5= 3.6m； I i=0.08771607m4。代入上式，计算得 =0.92522.1.3 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值15aieai2 i1522222式中， n =5,ai =2× (3.6 1.8 ) m =32.4m ;i1表示单位荷载P=

6、1 作用于 j 号梁轴上时，i 号梁轴上所受的作用。计算所得的列于表 2-2 内。表 2-2 值计算表梁号i1i2i3i4i510.57010.38510.20.01495-0.170120.38510.29250.20.10750.015030.20.20.20.20.22.1.4 计算荷载横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图2-3） ，然后求横向分布系数。根据最不利荷载位置分别进行布载，布载时，汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m，人2群荷载取3.5kN / m ，栏杆及人行道板每延米重取6.5kN /m，人行道板重以横向分布系数2-3 横向分布系数计算图式(单位：cm)1人 =0.61

7、12，2人 =0.4057=3人0.2 2=0.4=0.6153 0.2256=0.391板=0.4079 0.0076=0.42板=0.2000+0.2000=0.43板2.2梁 端 剪 力 横向 分 布 系 数 计 算（ 杠 杆 原 理 法 ）部 剪 力 横 向 分 布 系 数 计 箅 图 式 见 图2-4汽车荷载：2-4 端 部 横 向 分 布 系 数 计 算 图 式尺 寸 单 位 :cm)' = 1 0.6667 0.3335 ，'1 1.00=0.50 ，1汽 22汽2人群荷载：'13汽 =12( 0.9444 0.3333) =0.63891人 =1.222

8、2, 2人 = 0.2222,3人 =03.作用效应计算3.1永久作用效应3.1.1永久荷载:假定桥面构造各部分? 力平均分配给各主梁承担?则永久荷载计箅结果见表3-1表 3-1 钢筋混凝土T 形梁永久荷载计算表构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积/ m3重度/ KN每延米重/KNm0.46262511.56500.07253251.8132横隔梁边梁0.03626250.9066桥面铺装沥青混凝土（厚3cm）0.054251.2420混凝土垫层（取平均厚度 9.5cm）0.171254.27505.5170栏杆及人行道部分6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数

9、均相同，=0. 4，则作板 q 0.4 6.5kN m 2.6kN m,各梁的永久而后在汇总结果见表3-2表 3-2 各梁的永久荷载值梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1 （ 5）11.5650.90662.45.51720.38862（ 4）11.5651.81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.29523.1.2 永久作用效应计算1） 影响线面积计算见表3-3表 3-3 影响线面积计算表项目计算面积影响线面积0V121 l 12 w0 2 4 l 8l 48.26M121l1119.2 2.456)2228M141 3l3l 2l 36.

10、19wo 2 163211wo 2 l 2 19.2 9.8252） 永久作用效应计算见表3-4表 3-4 永久作用效应计算表梁号M 12 kN mM 14 kN mVo kNqw0qwoqw0qwoqw0qwo1（ 5）20.388648.26983.953820.388636.19737.863420.38869.825200.31802（ 4）21.295248.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.2253321.29528.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.22533.

11、2 可变作用效应3.2.1 汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数与结构的基频f有关， 故应先计算结构z 6.326H z3.25 1010 0.0877162 19.6521178.899其中，kg m 1178.899kg mG 0.4626 25 103mcg 9.811.5H z f 14H z，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：0.1767I nf 0.0157 0.3103.2.2 公路 级均布荷载qk 、集中荷载Pk及其影响线面积计算（见表3-5） ：公路 级车到荷载按照公路 级车到而后在的0.75倍采用，均布荷载标准值qk和集中荷载标准值 Pk为q 10.5 0.75 KN m

12、7.875 KN m计算弯矩时，Pk 360 180 19.65 5 180 0.75KN m 178.95KN m计算剪力时，Pk 177.6 1.2KN 214.7KN按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见表3-5.其中V12的影响线面积1l1取半跨布载方式为最不利，w 1 l 1 19.65 2.456228表 3-5 公路级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置qk kN mPk KNwoM12L/2 处7.875177.648.26M14L/4 处7.875177.636.19v0支点处7.875213.129.825V12L/2 处7.875213.122.456可

13、变作用（人群）（每延米）q 人q人 =3.5 1KN m=3.5KN m3.2.3 可变作用弯矩效应计算（见表3-6? 表 3-8）弯矩计算公式如下M （1）（qkwo Pkyk其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数1.0计算跨中和l/4 处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁值沿跨长方向相同。表 3-6 公路级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力1qk (kN m)woPk kNykM (kN m)1M120.51311.3107.87548.26177.64.913846.3444M140.513136.193.684634.73242M120.456748.264

14、.875753.3141M140.456736.193.684564.96263M120.448.264.875659.7889M140.436.193.684494.8216表 3-7 人群荷载产生的弯矩梁号内力q人 (kN m)woM (kN m)1M120.6112348.2688.4895M140.611236.1966.3579M120.405748.2658.73722M140.40573.36.1944.057713M120.448.2657.9120M140.438.1945.828永久作用设计与可变作用设计值的分项系数：永久荷载作用分项系数：1.2Gi汽车荷载作用分项系数：1

15、.4Q1人群荷载作用分项系数：1.4Qj基本组合公式为mn（）oSud o GiSGik Q1kSQ1k c Qj SGjki1j2式中 桥梁结构重要性系数，本例取1.0o 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的其他可变作用效应 c的组合系数，人群荷载的组合系数取为0.8.表 3-8 弯矩基本组合计算表单位（ kN m）梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩荷载基本组合1M12983.953888.4895846.34442489.5120M14737.863466.3579634.73241866.96252M121027.706458.73727533.31412370.119

16、5M14770.673344.05771564.96261777.43643M121027.706457.9120659.78892238.0289M14770.673345.828494.82161681.7174桥跨方向变化的影响。通常按如下方法处理，先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载横向分布系数'并考虑支点至l/4 为直线变化来计算支点剪力效应。1）跨中截面剪力V 1 的计算V （ 1+ ） qkwo Pkyk跨中剪力的计算结果见表3-9 和 3-10表 3-9 公路级车道荷载产生的跨中剪力V 1 计算表梁号内力1qk (kN m)woPk kNyk剪力效应/

17、kN1V 12051311.317.7852.456214.70.585.15672V 120.45671.317.7852.456214.70.575.79633V120.41.317.7852.456214.70.560.3861表 3-10 人群荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力q人 (kN m)wo剪力效应/kN1V人 120.611232.4564.50332V人 120.405732.4562.98923V人 120.432.4562.94722）支点处截面剪力V o的计算支点剪力效应横向分项系数的取值为： 支点处为按杠杆原理法求得' 。L/43l/4 段为跨中荷载横向分布系

18、数 支点处到l/4 及 3l/4 到另一支点段在'和 之间按照直线规律变化，如图 3-1 、3-2 所示。梁端剪力效应计算：汽车荷载作用及横向分布系数取值如图3-1 所示，计算结果如下。1 号梁：V o1 214.7.12 1.0 0.3335 7.87519.65 1119.6511119.650.51310.5131 0.33350.5132 0.3334 kN2124212241 0 7 . k8N82 号梁：V 02 214.7 1.0 0.5 7.87519.66 1119.65111 19.65.0.4567.0.5 0.4567.0.5 0.4567 kN212421224143.52kN3 号梁：V03 214.7 1.0 0.5 7.87519.6519.6519.652.0.4 0.75.0.6389 0.4 0.5 0.25.0.6389 0.4 kN172.33kN人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见图3-21 号梁：V 人1 19.65 0.6112 3.5 1 19.65 (1.2222 0.6112) 3.5 11V 01人 224121 1