装配式钢筋混凝土简支形梁桥课程设计三

装配式钢筋混凝凝土简支T形梁桥课课程设计一、设计资料1、桥面净宽：：：净-7（车行道道）+2×11..0（人行道道）+2×00..25（栏杆）。2、主梁跨径和和和全长标准跨径：Lbbb=255m（墩中心心距距离）。计算跨径：L===24..500m（支座中中心心距离）。预制长度：L’’’=24..995m（主梁预预制制长度）。设计荷载公路-II级，人人人群3.5kNN//m2。材料材料规格内容钢筋HRB335（原Ⅱ级）主梁主筋、弯起起起钢筋和和架立立钢筋R235（原ⅠⅠⅠ级）箍筋混凝土C25主梁C30防水桥面铺装5、结构尺寸横隔梁5根，肋肋肋宽15cm。桥梁纵向布置图图图（单位位：cm）1515249524506096096096091801801801801801801801801001007001281801401208180140120814206、计算方法极限状态法7、设计依据(1)《公路路路桥涵设设计通通用规范范》（JTG–D60--22004）。(2)《公路路路桥涵钢钢筋混混凝土和和预应应力混凝凝土桥桥涵设计计规范范》（JTG–D60--22004）。二、行车道板的的的计算(一)计算模式式行车道板按照两两两端固定定中间间铰接的的板来来计算(二)荷载及其其效应应1．每延米板上上上的恒载个个g桥面铺装：T梁翼缘板自重重重：每延米跨宽板恒恒恒载合计计：2．永久荷载产产产生的效应应弯矩：剪力：3．可变荷载产产产生的效应应以重车后轮作用用用于绞缝缝轴线线上为最最不利利布置，此此时时两边的的悬臂臂板各承承受一一半的车车轮荷荷载根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.3..1条后轮着着地地宽度及长长度度为：顺行车方向轮压压压分布宽宽度：：垂直行车方向轮轮轮压分布布宽度度：荷载作用于悬臂臂臂根部的的有效效分布宽宽度：：单轮时：根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.3..2条，局部部加加载冲击击系数数：作用于每米宽板板板条上的的弯矩矩为：单个车轮时：取最大值：作用于每米宽板板板条上的的剪力力为：4．基本组合根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.1..6条恒+汽：故行车道板的设设设计作用用效应应为：(三)截面设计计、配配筋与强强度验算算1.界面设计与与配配筋悬臂板根部高度度度，净保护护层层。若选用用钢筋筋，则有有效高高度为：根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..2条：化简：解得：验算：根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..2条：需要的间距为：：：，取此时即桥面板布置间间间距为的钢筋根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..9条，抗剪剪截截面应符符合：：满足规范要求根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..110条故不需要进行斜斜斜截面抗抗剪承承载力计计算，仅仅按构造造要求求配置箍箍筋。板板内分布布钢筋筋用，间距距取25cm。2.承载能力验验算算由可得：承载能力满足要要要求三、主梁的计算算算(一)主梁的荷荷载横横向分布布系数1．跨中弯矩横横横向分布系系数数(根据偏心心受受压法计计算，考考虑主梁梁抗扭扭刚度修修正)(1)主梁的抗抗抗弯惯矩矩及抗抗扭惯矩矩平均板厚：主梁截面的重心心心距顶缘缘距离离：T形截面抗扭惯惯惯矩近似等等于于各个矩矩形截截面抗扭扭惯矩矩之和：：顶板：，查表得得得腹板：，查表得得得(2)抗扭修正正正系数根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》3.1..6条，(3)各主梁横横横向分布布系数数1号主梁的横向向向影响线具体见下图1号主梁横向影影影响线同理可求得2号号号主梁和3号主梁的的影影响线，由由于于结构对对称，4号主梁的的影影响线与2号主梁影影响响线对称称，5号主梁的的影影响线与1号主梁影影响响线对称.2号主梁横向影影影响线3号主梁横向影影影响线对1、2、3号号主梁进行最最最不利加载载以以求得横横向分分布系数数，加加载的位位置见见下图1号主梁最不利利利加载2号主梁最不利利利加载3号两的横向影影影响线为直直线线，可直直接计计算对于公路II级级级1号主梁的横向向向分布系数数：：2号主梁的横向向向分布系数数：：3号主梁的横向向向分布系数数：：对于人群1号主梁的横向向向分布系数数：：2号主梁的横向向向分布系数数：：3号主梁的横向向向分布系数数：：对于人行道板和和和栏杆1号主梁的横向向向分布系数数：：2号主梁的横向向向分布系数数：：3号主梁的横向向向分布系数数：：2．梁端剪力横横横向分布系系数数(根据杠杆杆法法计算)1号主梁加载2号主梁加载3号主梁加载对于公路II级级级1号主梁的横向向向分布系数数：：2号主梁的横向向向分布系数数：：3号主梁的横向向向分布系数数：：对于人群1号主梁的横向向向分布系数数：：2号主梁的横向向向分布系数数：：3号主梁的横向向向分布系数数：：(二)作用效应应计算算1．永久作用效效效应(1)永久荷载载载假定桥面构造各各各部分重重力平平均分配配给主主梁承担担主梁：横隔板：中梁：边梁：桥面铺装：人行道板及栏杆杆杆按照5.5kkNN/m来计算，根根根据横向向分布布系数分分摊至至各主梁梁的荷荷载为：：1号主梁：2号主梁：3号主梁：各梁的永久荷载载载为：1号主梁：2号主梁：3号主梁：(2)永久作用用用效应计计算1号主梁跨中弯矩：支点剪力：2号主梁跨中弯矩：支点剪力：3号主梁跨中弯矩：支点剪力：2．可变作用效效效应(1)汽车荷载载载冲击系系数取冲击系数(2)可变作用用用产生的的弯矩矩a．公路II级级级根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.3..1条规定，公公公路II级车道荷荷载载按照公公路I级车道荷荷载载的0.75倍采用，即即即均布荷荷载，各主梁的跨中弯弯弯矩：1号主梁：2号主梁：3号主梁：b．人群荷载人群荷载：各主梁的跨中弯弯弯矩：1号主梁：2号主梁：3号主梁：c．弯矩基本组组组合根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.1..6条规定，永永永久作用用设计计值效应应与可可变作用用设计计值效应应的分分项系数数为：：永久荷载作用分分分项系数数：汽车荷载作用分分分项系数数：人群荷载作用分分分项系数数：结构重要性系数数数：组合系数：各主梁的弯矩基基基本组合合：1号主梁：2号主梁：3号主梁：(3)可变作用用用产生的的跨中中剪力按照跨中的横向向向分布系系数来来计算跨跨中的的剪力，横横向向分布系系数沿沿桥跨没没有变变化，计计算剪剪力时，根根据据《公路路桥涵涵设计通通用规规范》4.3..1条规定，集集集中荷载载标注注值需乘以1.2的系数，即即即a．公路II级级级各主梁的跨中剪剪剪力：1号主梁：2号主梁：3号主梁：b．人群荷载各主梁的跨中剪剪剪力：1号主梁：2号主梁：3号主梁：c．跨中剪力基基基本组合各主梁的跨中剪剪剪力基本本组合合：1号主梁：2号主梁：3号主梁：(4)可变作用用用产生的的支点点剪力计算支点剪力时时时荷载横横向分分布系数数是沿沿桥跨变变化的的，支点点处的的横向分分布系系数由杠杠杆法法求得，第第一一道横隔隔板采采用跨中中的横横向分布布系数数，支点点到第第一道横横隔板板处采用用线性性变化。根根据据前面的的计算算结果，公公路路II级和人群群荷荷载相对对应的的1、2、3号主梁的的横横向分布布系数数沿跨长长的变变化见下下图：：公路II级人群荷载a．公路II级级级各主梁的支点剪剪剪力：1号主梁：2号主梁：3号主梁：b．人群荷载各主梁的支点剪剪剪力：1号主梁：2号主梁：3号主梁：c．支点剪力基基基本组合各主梁的支点剪剪剪力基本本组合合：1号主梁：2号主梁：3号主梁：(三)持久状况况承载载能力极极限状态态下截截面设计计、配配筋与验验算1.配置主筋根据前面的弯矩矩矩基本组组合可可知，1号梁的跨跨中中弯矩最最大，考考虑到施施工方方便，偏偏安全全地一律律按1号梁的弯弯矩矩进行配配筋计计算。假定主梁单向配配配筋，钢钢筋净净保护层层为3cm，钢筋重重心心至底边边距离离，则主梁梁有有效高度度已知1号梁跨中中弯矩矩，根据据《公路路桥涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..3条：在这里，，，，求解得根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..3条：选用钢筋钢筋的重心距底底底缘的距距离为为：实际有效高度：：：配筋率验算：2.持久状况截截面面承载能力力力极限状状态计计算实际受压区高度度度：满足规范要求截面抗弯极限状状状态承载载力为为：满足要求3.根据斜截面面抗抗剪承载力力力进行斜斜筋配配置根据剪力基本组组组合，3号梁的支支点点剪力最最大，1号梁的跨跨中中剪力最最大，偏偏安全计计，支支点剪力力以3号梁为准准，跨跨中剪力力以1号梁为准准：：，假定有通过支点点点，根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..9条，抗剪剪截截面需满满足构构造要求求：根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..110条：介于两者之间，应应进行持久状状况斜截面抗抗剪极限状态态承载力验算算。积算图式如下图图图所示：：内插得到距离梁梁梁高处的剪剪力力则由混凝土和箍箍箍筋承担担的部部分：由弯起钢筋承担担担的部分分：各排钢筋的弯起起起位置与与承担担的剪力力见下下表：弯起钢筋排次弯起点距支座中中中心距离(m)承担的剪力值(((kN)11.3223.122.5172.833.7122.644.972.356.122.1各排弯起钢筋的的的计算：：根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..7条，与斜斜截截面相交交的弯弯起钢筋筋的抗抗剪承载载能力力为：在这里，，故相相相应于各各排弯弯起钢筋筋的面面积：则每排弯起钢筋筋筋的面积积为：：弯起：，能够满足工程程程上的要要求弯起：弯起：弯起：弯起：弯起：在近跨中处增设设设辅助斜筋筋，，根根据《公公路桥桥涵钢筋筋混凝凝土和预预应力力混凝土土桥涵涵设计规规范》5.2..111条，弯起起钢钢筋的弯弯起点点，应设设在按按抗弯强强度计计算不需需要该该钢筋的的截面面以外不不小于于处，满足足要要求4.箍筋配置根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..111条，箍筋筋的的间距为为：在这里，，，选选选用双肢箍箍筋筋，，，距离支支座座中心处的的主主筋为，，，，，计算剪剪力力，计算可可得得：选用。根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》9.3..113条，在支支座座中心向向跨径径方向长长度不不小于一一倍梁梁高范围围内，箍箍筋间距距不宜宜大于100mmm。综上所述，全梁梁梁箍筋的的配置置为双肢箍箍筋筋，由支支点至至距支座座中心心2.5处，为10cm，其余地地方方箍筋间间距为为15cm。则配箍率分别为为为：当时，当时，5.斜截面抗剪剪承承载能力验验验算根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..7条，当受受弯弯构件配配有箍箍筋和弯弯起钢钢筋时，其其斜斜截面抗抗剪强强度验算算公式式为：为了简化计算，取用平均值，即根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..6条，需要要验验算的斜斜截面面有：(1)距离支座座座处截面，相相相应的，(2)距离支座座座中心1.3m处截面(弯起钢筋筋弯弯起点)，相应的的，(3)距离支座座座中心2.5m处截面(弯起钢筋筋弯弯起点及及箍筋筋间距变变化处处)，相应的的，(4)距离支座座座中心3.7m处截面(弯起钢筋筋弯弯起点)，相应的的，取，(5)距离支座座座中心4.9m处截面(弯起钢筋筋弯弯起点)，相应的的，取，(四)持久状况况正常常使用极极限状态态下裂裂缝宽度度验算算根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》6.4..3条，最大大裂裂缝宽度度采用用下式计计算：：取1号梁的弯矩矩进进行组合，对对于1号梁，永久久作用产生的的弯矩：，公公路II荷载产生的的弯矩：(不计冲击力)，人群荷载载产生的弯矩矩：作用短期效应组组组合：作用长期效应组组组合：在这里，，，，取可算得裂缝的宽宽宽度为：：，满足规范要求(五)持久状况况正常常使用极极限状态态下挠挠度验算算根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》6.5..2条，刚度度可可按下式式来计计算：在这里，换算截面中性轴轴轴距T梁顶面的的距距离：化简：解得：全截面(不考虑虑虑开裂)换算截面面重重心轴以以上部部分对重重心轴轴的面积积矩：：前面已计算得到到到全截面面对重重心轴的的惯性性矩：全截面抗裂边缘缘缘弹性抵抵抗矩矩：开裂弯矩：开裂截面的惯性性性矩：开裂截面的抗弯弯弯刚度：全截面的抗弯刚刚刚度：前面计算得到作作作用短期期效应应组合：：开裂截面等效的的的抗弯刚刚度：：根据前面的计算算算结果可可得：：结构