跨钢筋混凝土T形梁桥设计书

跨钢筋混凝土 一、 设计资料 计算跨径： 梁全长： 主梁间距 梁间距 、 采用焊接钢筋骨架设计 2、 采用 和 钢筋，混凝土强度等级采用 、 一类环境条件，安全等级级 二、 结构基本尺寸以及混凝土和钢筋的强度设计值 (一 ) 截面主要尺寸见图 1、 跨度（计算跨径） L=h=（ 1/11），故取，且取。 2、 外边缘厚度取，梁肋处翼板厚度为 （） 又 1bf 2 2 3 12 故取受压翼板的有效宽度 、横隔梁尺 寸 高取 900 ，厚取 150 ，跨度为 1420 图 1 - 1 单 位 ：（二）梁体采用 凝土，轴心抗压强度设计值 心抗拉强度设计值 筋采用 筋，抗拉强度设计值 f d=280 =f 箍筋采用钢筋，直径，抗拉强度设计值 f d= 、行车道板设计 取宽带进行计算，即计算板宽 ,b=L=一）、板控制截面的弯矩组合设计值 自重 5 103 m 活荷载 N/m 边缘作用集中力为 P=13d=0.5 0.5 P L=13m M=N m （二）、设 5 ,h0=205 Md=） 106=1000x（ 95） x= 板的分布钢筋取 8 ，其间距 =250 1 0 8 ( 分 布 钢筋) （尺寸单位： ）图 1 - 2四、梁控制截面的弯矩，剪力组合设计值 算跨径 L=隔梁重量均摊到主梁上 25 103/16=1.3 kN/m 梁自重 =25 103 kN/m 故梁每延米承受的恒载 q= kN/m 而且 活 荷 载 重 m L / 4 = 1 5 . 5 / 4 = 3 . 8 8 m（ ） M d , l / 2 影响线3 L / 1 6 = 1 . 9 1 m（ ） M d , l / 4 影 响 线图 1 - 3图 1 - 41）用影响线计算跨中， 1/4 截面处的弯矩 当在恒载作用下 图 1图（ a） Md,l/2= q (m 由图（ b） Md,l/4= q 3 =m 且 =0 图 1 - 5 当在活载作用下 图 1图（ a） M d,l/2= q (m 由图（ b） M d,l/4= q m 故弯矩组合值 跨中 =Md,l/2 M d,l/2=232 m 1/4 跨处 =Md,l/4 Md,l/4=25 m 支座处 =0 2）用影响线计算跨中， 1/4 截面处的剪力 当在恒载作用下 Fd,l/2=0 Fd,l/4= =d,0=1 a ） V d , /4 影响线（ ） V d , 0 影 响 线（ ） V d , /4 影响线 当在活载作用下 F d,l/2=0 F d,l/4= = d,0=1 剪力组合设计值 Vd,l/2=0 Vd,l/4= =)作出弯矩包络图和剪力包络图（跨中考虑到最不利荷载 d,l/2=55 5555318318图 1 - 6 （ 单 位 ： k N m ） 图 1 - （ 单 位 ： 1232925925五、截面设计 b=， M=1232 m 为 了 便 于 计 算 ， 将 实 际 截 面 换 算 成 图 1 算 截 图图 1 - 8 单 位 ：（ ） 因 采 用 的 是 焊 接 钢 筋 骨 架 ， 故 0 14 , 则200086 （）判定 （ /2） （） N m（ m） 故属于第一类型截面 （）求受压区高度 由 Md=）可得 （） （）求受拉钢筋面积 f d） = 现取钢筋为 6 20 4 28，截面面积 347 钢 筋 叠 高 层 数 为 5 层 ， 布 置 如 图1 - 9 （ 尺 寸 单 位 ： ）6 20+4 28取混凝土保护层厚度为 35 d=28 且符合附表中规定的 30 钢筋间横向净距 8035 40 及 8=35 ,故满足构造要求 （ 5）截面复核 已设计的受拉钢筋中 6 20 面积为 1884 ， 4 28面积为 2463 由图 1筋布置图可求得 1884（ 35+ 2463（ 35 3 /（ 2463+1884） =106 则实际有效高度 200094 a、 判定 T 形截面类型 =1500 110=106 N =1.9 m f d （ 2463+1884） 280=m b、 求受压区高度 x x = f （ f） =280 4347/(1500)= （ = 1232 kNm ） 又 = =4347/（ 180 1094） =故截面 复核满足要求 六、腹筋设计 （ 1） 截面尺寸检查 根据构造要求，梁最底层钢筋 2 28通过支座截面，支点截面有效高度为 h0=35+） =1149 (见图 1（ 0. 51 10 10 25 180 1149=528 = 截面尺寸符合设计要求。 6 2 0 + 4 282 22（架立钢筋）图 1 - 1 0 （ 尺 寸 单 位 ： ）（ 2） 检查是否需要根据计算 配置箍筋 跨中段截面 (10 10180 1094=支座截面 (10 10180 1149= d,l/2（ =55 筋时），故满足规范规定。 综上所述计算，在支座中心向跨径长度方向的 1200 范围内，设计箍筋间距00 ，其后至跨中截面统一的箍筋 间距取 00 （ 5）弯起钢筋及斜筋设计 设焊接钢筋骨架的架立钢筋（ 20，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离 a s=。 弯起钢筋的弯起角度为 45。 ，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要计算弯起筋上下弯点之间垂直距离 c = 4 3c=3545弯起钢筋架立钢筋（ 2 2 ）图 1 - 1 2 弯 起 钢 筋 细 节 ( 单 位 ： h i1钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的 及至支座中心距离 i、分配的剪力计算值 需的弯起钢筋面积 2 各弯起钢筋计算 弯起点 1 2 3 4 距支座中心距离 i（ 1034 2045 3033 3999 分配的 计算 剪力 值 要的弯筋面积 45 可提供的弯筋面积 1232 628 628 628 (28) (20) (20) (20) 1034 1011 988 966 弯筋与梁轴交点到支座中心距离 x c（ 516 1555 2565 3554 表 2 根据公路桥规规定，简支梁第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时 200-（ 35 +（ 43+=1034 弯起角为 45。 ， 则第一排弯筋（ 2弯起点 1 距支座中心距离为 1034 ，弯起筋与梁纵轴线交点 1 距支座中心距离为 x c=1034-1200/2-（ 35+=516 . 对于第二排（ 2起钢筋，可得到 200-（ 35+2+（ 43 =1011 弯起钢筋的弯起点 2距支点中心距离为 034=2045 分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值 比例关系计算可得到： （ 600+3506， =h/2=600 ;设置弯起钢筋区段长为 3506 所需要提供的弯起钢筋截面积（ ()=702 2 第二排弯起钢筋与梁轴线交点 2 距支座中心距离为 xc=2045-1200/2-（ 35 2 =1555 其余各排弯起钢筋的计算方法与第二排弯起钢筋计算方法相同。 按照计算剪力初步布置弯起钢筋 如图 1现在按照同时满足梁胯间各正截面和斜截面抗 弯要求，确定弯起钢筋的弯起点位置。由已知跨中截面弯矩计算值 = m,支座中心处 ，做出梁的计算弯矩包络图。在 L/4截面处，因 x=3875 ,L= 1232 m,则弯矩计算值为 =1232（ 1=924 m 与已知值 Md,l/4=m 相比 ,两者相对误差很小，故用 Md,x= Md,l/2（ 12）来描述简支梁弯矩包络图是可行的。 11 h/2h/2支座中心线 梁跨中线3 9 3 . 07 6 8 . 09 4 8 . 81 1 3 0 . 31 2 3 2 （ M L /2 ）1 3 0 2 . 721x = 6 3 9 6x = 4 7 5 6x = 3 7 1 6x = 2 2 2 7抵抗弯矩图弯矩包络图图 1 - 1 3 （尺寸单位： ；弯矩单位： ）4 3 2 1 43212 5 2 = 7 7 5 04各排弯起钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力 筋弯起后相应各 截面 抗弯承载力 表 2 区段 截面纵筋 有效高度 h0(类型 受压区高度 x(抗弯承载力 m) 支座中心至 1点 228 1149 第一类 20 点 2 点 428 1133 第一类 40 点 3 点 428+220 1125 第一类 50 点 4 点 428+420 1115 第一类 点 梁 跨中 428+620 1105 第一类 将表 2的正截面抗弯承载力 们与弯矩包络图的交点分别为 i, ,求得 i,j, ,m 到跨中截面距离 x 值。（图 1 现在以图 1所示弯起钢筋的弯起点初步位置来逐步检查是否满足公路桥规的要求。 第一排弯起钢筋（ 2 其充分利用点 L 的横坐标 x=4756 ，而 2弯起点 1 的横坐标750716 ,说明 1点位于 且 6716960） 12 （ =1133/2=567 ） ,满足要求。 其不需要点 m 的横坐标 x=6396 ，而 2筋与梁中轴线交点 1 的横坐标 x 1（ =7750234 ） x（ =6396 ） ,亦满足要求。 第二排弯起钢筋（ 2 其充分利用点 k 的横坐标 x=3716 ，而 2弯起点 2 的横坐标750705 x（ =3716 ） ,且 5705989 ） （ =1125/2=563 ） ,满足要求。 其不需要点 L 的横坐标 x=4756 ，而 2筋与梁中轴线交点 2 的横坐标 x 2（ =7750195 ） x（ =4756 ） ,故满足要求。 同理，其它各排通过以上步骤检查后，均满足要求。 由上述检查结果可知图 1示弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。 进一步调整上述弯起钢筋的弯起点初步位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点要求前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋之间，增设直径为 16的斜筋，图 1筋的布置图。 1040 800 800 700 700 800 800 21101200架立钢筋（2 22）理论支承线2 N 52a ） 弯起钢筋、斜筋布置图（尺寸单位： 13 ( b )M M L / 2 k N / 2 m( c )( a ） 弯 起 钢 筋 和 斜 截 面 布 置 示 意 图 ； ( b ) 相 应 于 剪力 计 算 值 V x 的 弯 矩 计 算 值 M x 的 包 络 图 ； （ c ） 剪 力计 算 值 V x 的 包 络 图图 1 - 1 4 梁 弯 起 钢 筋 和 斜截面设计布置图七、 斜截面抗剪承载力的复核 1） 复核距支座中心处为 h/2 处斜截面抗剪承载力 （ 1） 选定斜截面顶端位置 由图 1a）可得到距支座中心 h/2 处正截面有效高度 149 ，现取斜截面投影长度 c 149 ,则得到选择的斜截面顶端位置 A（图 1其横坐标 x=7150001 2 N 52=600c=1142图 1 - 1 5 距 支 座 中 心 h / 2 处 斜 截 面 抗剪承载力计算图示（单位： （ 2） 斜截面抗剪承载力复核 +（ l/2） 2x/l= 2 6001/15500=258.6 x =（ 1=1232（ 160012/155002） =kNm A 处正截面有效高度 133 =筋为 4 28） 14 则实际广义剪跨比 m 及斜截面投影长度为 m= Vx = = 与斜截面相交的弯起钢筋有 22 28）、 22 20）；斜筋有 22 16）。 将以上代数值代入公式，得到 斜截面 抗剪承载力为 s i 6 p )210( 0 . 4 5 u,0（=110801133 6)0. 62 （ +10280（ 2 1232 402） 58.6 距支座中心为 h/2 处的斜截面抗剪承载力满足设计要求。 同理，箍筋间距有改变处（在支座中心跨径长度方向的 1200 处）的斜截面以及受拉区弯起钢筋弯起处的斜截面抗剪承载力的复核可类似以上步骤 。 经检验，均满足设计要求。 2) 全梁承载能力校核 对全梁进行承载力校核，就是检查梁截面的正截面抗弯承载力，斜截面的抗剪和抗弯承载力是否满足要求。在梁的弯起钢筋设计中，按照抵抗弯矩图外包弯矩包络图原则，并且使弯起位置符合规范要求，故梁间任一正截面和斜截面的抗弯承载力已经满足要求，不必再进行复核。 而对已配置腹筋的梁进行斜截面抗剪承载力复核，见第七个步骤。 八、纵向水平补充钢筋的设计 纵向钢筋采用 圆钢筋，直径为 8，且固定在箍筋外侧 梁内水平纵向钢筋的总截面积取 h=180 1200=432 2,在受拉区和受压区取间距为 150 在梁支点附近剪力较大区段水平纵向钢筋间距取 100 . 九、裂缝宽度 1/8)1/8)（ 9305+ m 1/8)m （ 1） 带肋钢筋系数 荷载短期效应组合弯矩计算值 1m 荷载长期效应组合弯矩计算值 2m 系数 +s=1+ 系数 板式受弯构件 （ 2） 钢筋应力 s/(s)=106/(1086 4347)= 3） 换算直径 d 的计算 因采用不同的钢筋直径，将 d 取用换算直径 得 15 d= 6 202 4 282） /（ 6 20 4 28） = 对于焊接钢筋骨架 d= （ 4） 纵向受拉钢筋配筋 率的计算 = = 4347/（ 180 1086） = 取 = （ 5） 最大裂缝宽度 S（ 30 d） /（ 0） =1 1 2 105) （ 30 （ 0 = ,满足要求。 十、梁跨中挠度的验算 在进行梁变形计算时，应取梁与相邻梁横向连接后截面的全宽度受压翼板进行计算，即 b 600 ,而 h f=110 . （ 1） T 梁换算截面的惯性矩 0计算 对 裂截面，可得到 1600=347(1086 x) x= hf(=110 ) 梁跨中截面为第二类 A=hf（ b/b=4347+ 110 （ 1600/180=1040 B=2h b/b=2 4347 1086+ 1102 （ 1600/180=470133 则 x= 2 206 hf(=110 ) 开裂截面的换算截面惯性矩 b-(b x- hf） 3/3+=（ 1600 2063） /3-(1600（ 2063/3+4347(1086 =106 4 T 梁 的全截面 换算截面 面积为 A0=bb) hf+(180 1200 (1600 180) 110 (1)4347= 2 受压区高度 为 x=1800 12002 1600 180） 1102+（ 4347 1086/ 19 .