装配式钢筋混凝土简支T梁桥课程设计书

1 装配式钢筋混凝土简支 一、 题目：装配式钢筋混凝土简支 T 梁桥计算 二、 设计资料 1、桥面净宽 净 9+2 、主梁跨径及全长 标准跨径 5m 计算跨径 l =梁全长 L=、设计荷载 公路 级荷载；人群荷载 32m 4、材料 钢 筋：凡直径大于或等于 12 毫米者用 级钢筋：直径小于 12 毫米者一律用 级钢筋 混凝土：主梁用 50 号，人行道、栏行、桥面均 25 号 5、计算方法：极限状态法 6、结构尺寸：参考本设计给出的纵横剖面图，其中横隔梁五根 7、设计依据 （ 1）公路桥涵设计通用规范（ （ 2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ 8、主要技术规范和参考文件 （ 1）公路工程技术标准（ （ 2）公路桥涵设计通用规范（ （ 3）公路砖石及混凝土桥涵设计规范（ （ 4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ （ 5）公路桥涵地基及基础设计规范（ （ 6）主编 人民交通出版社 7）混凝土简支梁（板）桥（例四） 1991 （ 8）公路桥梁荷载横向分布计算 1977 三、计算内容 1、计算主梁的荷载横向分布系数 2、主梁内力计算 3、横隔梁内力计算 4、行车道板的计算 四、设计图纸 1、计算图：横向分布系数计算图，行车道板计算图，横隔梁计算图 2、桥梁横断面及纵断面布置图，以及主梁、横隔梁具体布置图 2 3 装配式钢筋混凝土简支 T 梁桥计算 一、 主梁的计算 （ 1）、主梁的荷载横向分布系数和内力计算 1、主梁的抗弯及抗扭惯性矩 求主梁界面的重心位置 1 图 1均板厚： 1h=12（ 10+20） =15cm 1 5 2 0 0( 1 6 0 1 8 ) 1 5 2 0 0 1 822 6 5 . 6( 1 6 0 1 8 ) 1 5 2 0 0 1 8 x= 2323 )00182001812 1)21421514212 1 =m 2、计算结构自重集度（表 1 结构自重集度计算表 表 1梁 2 ）（ 25=m 横隔梁 对于边主梁 【 ）】（2 ）2 525/m 对于中主梁 2 m 4 桥面铺装层 9（ 23+24） +21 9 24】 /6=m 栏杆及人行道 2/6=m 合计 对于边主梁 g=m 对于中主梁 g=m 3、结构自重内力计算（表 1 边中主梁自重产生的内力 表 1面位置 x 内力 剪力 Q（ 弯矩（ m） X=0 Q= （ M=0 （ 0） X=41Q= M= （ X=21Q=0 （ 0） M=81 （ 注：括号（）内值 为中主梁内力 3、 汽车、人群荷载内力计算 （ 1）、支点处荷载横向分布系数（杠杆原理法） 按桥规 和 规定：汽车荷载距人行道边缘不小于 群荷载取 3KN/m 。 在 横 向 影 响 线 上 确 定 荷 载 横 向 最 不 利 的 布 置 位 置 （ 图 1 5 图 1点处各主梁的横向分布情况 各梁支点处相应于公路 I 级和人群荷载的横向分布系数计算（表 1 表 1号 公路 I 级 人群荷载 1（ 6）号梁 1q =r=（ 5）号梁 2q = 3（ 4）号梁 3q =（ (2)、跨中荷载横向分布系数（偏心压力法） 此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为： 60 = 故可按偏心压力法来计算横向分布系数步骤如下： 求荷载横向分布影响线竖标 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=6,梁间距为 6 6 21 = 21a+ 22a+ 23a+ 24a+ 25a+ 26a= 22 1 0 + + 2 =m 由式211 a可求得，各梁在两边主梁处的横向影响线的竖标值为： 1（ 6）号梁： 1111211a= 22 1 . 6 0 . 816 4 4 . 8 =616211a= 22 1 4 =（ 5）号梁： 2121211a= 2 1 . 6 0 . 8 ( 1 . 6 0 . 8 )16 4 4 . 8 =626211a= 2 1 . 6 0 . 8 ( 1 . 6 0 . 8 )16 4 4 . 8 = （ 4）号梁： 3131211a= 1 0 . 8 ( 2 1 . 6 0 . 8 )6 4 4 . 8=636211a= 1 0 . 8 ( 2 1 . 6 0 . 8 )6 4 4 . 8= 画出各主梁的横向分布影响系数，并按最不利位置布置荷载，图 1 7 图 1中处各主梁的横向分布情况 8 计算荷载横向分布系数 1 表 1号 汽车荷载 人群荷载 1（ 6）号梁 12 q= 12（ =r=（ 5）号梁 12 q= 12（ r=（ 4）号梁 12 q= 12（ =r= 3）、荷载横向分布系数汇总（表 1 荷载横向分布系数 表 1号 荷载位置 公路 I 级 人群荷载 备注 1（ 6）号梁 “偏心压力法”计算 “杠杆法”计算 2（ 5）号梁 “偏心压力法”计算 按“杠杆法”计算 3（ 4）号梁 “偏心压力法”计算 按“杠杆法”计算 9 （ 4）、均布荷载和 内力影响线面积计算（表 1 均布荷载和内力影响线面积计算表 表 1面 类型 公路 KN/m） 人群（ KN/m） 影响线面积（ m） 影响线图线 = 218l =m =316l2l=m =12 12 l 0 =12 l 1= 5）、公路 I 级集中荷载 算 计算弯矩效应时：180+ 360 18050 5 （ 5） =算剪力效应时： （ 6）、计算冲击系数 A=15 （ 160+18 200=m m G=25=N/m g =50 混凝土的 E 取 1010 N/10 22 =3102 = 介于 14间，按桥规 规定，冲击系数按照下式计算： =+ = 7）、 各梁的弯矩 、 和剪力 计算 因双车道不折减，故 =1。见表 1号 截面 荷载类型 KN/m） N) 1+ 或 y S（ m 或 或6号梁 公路 级 y=4l= 人群 / 1/4 公路 级 y= 316l =群 / 1/2 公路 级 群 / 或5号梁 公路 级 y=4l= 人群 / 公路 级 y= 316l =群 / 1/2 公路 级 群 / 公路 级 y=4l= 人群 / 公路 11 或4 级 y= 316l =群 / 1/2 公路 级 群 / ：表中所需公式： (1 ) ( )q c k i k iS m q m P y r c rS m q （ 8）、 计算支点截面汽车荷载最大剪力 绘制各梁的荷载横向分布系数沿桥纵向的变化 图形和支点剪力影响线。见图 1b、 c。 12 横向分布系数变化区的长度： m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为 11 ( 3 4 . 0 2 8 . 5 6 ) / 3 4 . 0 2 0 . 9 1 63y 1） 1 和 6 号梁 13 0 01 2k c m m m y = 9 1 0 0 9 kN 1i k y= 1 公路 I 级作用下， 1 和 6 号梁支点的最大剪力为： 0Q=00点截面人群荷载的最大剪力为： 02o r c r c m q m m q y =3 3 ）同理可求的 2 和 5 号梁： 0Q=00 和 4 号梁： 0Q=00 1 9） 、各梁弯矩剪力基本组合见表 1本荷载组合：按桥规规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为： 永久荷载作用分项系数： 14 汽车荷载作用分项系数： 1Q=群荷载作用分项系数： 1号 内力 结构自重 汽车荷载 人群荷载 00( 1112i G i Q Q k G j Q j S）（ kN m 或 + + 1或6 22或5 23或4 2 15 注： 0 桥梁结构重要性系数，本例取为 c 与其他可变荷载作用效应的组合系数，本例取为 、横隔梁的计算 对于具有多根内横隔梁的桥梁，由于主梁跨中处的横隔梁受力最大，横隔梁中截面受力最不利，故通 常只要计算跨中横隔梁的内力，其他横隔梁可骗安全地仿此设计。 1、 确定作用在横隔梁上的计算荷载 对于跨中一根横隔梁来说，除了直接作用在其上的轮重外，前后的轮重对它也有影响。在计算中，我们假设荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布，如图 2 图中， N/m， 此，纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该横隔梁的计算荷载为： 计算弯矩时： 算剪力时： 、 绘制中横隔梁的内力影响线 由前面偏心压力法可计算得 1、 2 号梁的荷载横向分布影响线竖标值如图 2 16 易知3其它截面可偏安全的仿此设计。 P=1 作用在 1 号梁轴上时（11=6= 3 1 1 1 2 1 3 12 . 5 1 . 5 0 . 5 1 2 . 5Mr d d d d= 0 . 5 2 4 2 . 5 1 . 6 0 . 3 6 3 4 1 . 5 1 . 6 0 . 2 4 7 3 0 . 5 1 . 6 1 2 . 5 1 =1 作用在 6 号梁轴上时 3 6 1 6 2 6 3 62 . 5 1 . 5 0 . 5Mr d d d=1 作用在 2 号梁轴上时（12=2= 3 2 1 2 2 2 3 22 . 5 1 . 5 0 . 5 1 1 . 5Mr d d d d=17 3示。 3、 绘制剪力影响线 不难看出，靠近 1 号主梁处截面的剪力 Q 最大，故只需计算此处的剪力即可。 对于 1 号主梁处截面的1 P=1 作用在计算截面以右时 1111P=1 作用在计算截面以左时 1 1111绘成1 4、 截面内力计算 将求得的计算荷载最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力（ 1+ ），则得表 2示结果。 表 2路弯21M = 1 1 （ =m 18 矩= 1 1 =m 43M= 1 1 =m 剪力1 1 =m 5、 内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计） ： 取最大荷载计算 承载能力极限状态内力组合（表 2 表 2本组合 0+m + 正常使用极限状态内力组合（表 2 表 2期效应组合 0+m +、行车道板的计算 19 （ 1）、板的结构自重及其内力（按纵向 1m 宽的板条计算），计算图示见图 3 、每延米板上的结构自重 g（表 3 表 323=N/m 凝土垫层2g(2 24=N/m T 梁翼板自重3 1 0 0 . 2 0 1 . 0 2 52 =N/m 合计 =N/m 、每米宽板条的恒载内力 2012 220 m 0 2）、汽车车辆荷载产生的内力 将车辆荷载后轮 作用于铰缝轴线上（如图 3示），后轴作用力为 P=140压分布宽度如图 3示。车辆荷载后轮着地长度为2a=度为2b= 1a=2a+2H= b=2b+2H= 载对于悬臂根部的有效分布宽度： 20 10 2 0 . 4 2 1 . 4 2 0 . 7 1