小跨度钢筋混凝土简支T梁桥上部结构设计 毕业设计

1、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10.75m，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1.1m，肋板宽0.18m，每片t梁总宽度2.15m。其次，计算桥梁结构总的内力(包括恒载和活载的内力计算

2、)。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abstractthis design is about the upper structure design of little span reinforced con

3、crete simply supported t beam bridge . the performance of reinforced concrete simply supported t beam bridge structure is favorable, its deformation is small , driving smooth and comfortable, maintenance quantity is small, earthquake resistant capability is strong. etc. and it becomes one of the mai

4、n competitive bridges . the standard bridge span is 20 meters, laying out 5 t beams horizontally, bridge deck is 10.75 meters wide, the number of design lanes are four. the design process is as follows: first, determine the main girder structure and detail size, it should be consistent with the rele

5、vant provisions. considering the limitation of the max span of the bridge construction and the characteristics of location in the site of the bridge, designing with 1.5 meters high t beam and the floor is 0.18 meters wide, every piece of prefabricated t beam width is 2.15 meters. second, calculating

6、 the total internal forces of bridge structure (including the calculation of internal force of dead load and live load ),and then make the internal force combinationn in order to get the internal force combinationn values in the limiting condition. then, calculating the longitudinal reinforcement qu

7、antity for normal section girder shear risistance, further for calculating the section strength, including bearing capacity limit state and serviceability limit state, including calculation about concrete flexural bearing capacity and the shear strength of concrete inclined sectionin in the bearing

8、capacity limit state. etc. in the calculation of serviceability limit state including girder crack width checking computing the value of displacement of girder under load.etc. finally,calculating the quantity rebar of crossbeam and driving slab , and carring on the design of bearing. keywords:t gird

9、er bridge; internal force combination; structure reinforcement and checking 目 录第一章 项目可行性分析11.1项目简介11.2建设意义1第二章 设计资料22.1设计资料概述22.1.1桥梁设计依据22.1.2采用的标准与规范22.2桥梁址工程地质条件2第三章 桥梁总体设计33.1方案比选33.1.1桥梁设计原则33.1.2各种桥梁的特点33.1.3方案比选43.1.4梁部截面形式比选43.1.5所选方案53.2孔跨布置53.3主要设计技术参数和标准53.3.1交通参数53.3.2公路设计技术标准63.3.3主要材料6

10、3.4 t形梁与横隔梁的构造形式及相关设计参数63.4.1 t型梁横截面尺寸63.4.2横隔梁形式及设计参数7第四章 主梁内力计算84.1恒载作用内力计算84.1.1计算结构自重集度84.2 活载作用内力计算94.2.1主梁荷载横向分布系数计算94.2.2活载作用内力计算124.2.3内力组合16第五章 配筋设计与强度验算195.1纵向主筋的配置195.1.1 确定翼缘计算宽度195.1.2 判断t形截面类型195.1.3 求收拉钢筋面积as195.1.4 验算适用条件205.1.5 截面强度验算205.2 剪力筋的布置205.2.1 各截面有效高度计算205.2.2 梁截面尺寸复核215.2

11、.3 确定计算剪力225.2.4 配置弯起钢筋（弯起角45。）225.2.5各排弯起钢筋弯起点构造要求检查255.3 裂缝宽度验算305.3.1 作用效应组合305.3.2 裂缝宽度计算305.4 主梁变形验算315.4.1 t梁换算截面的惯性矩几何特性315.4.2 抗弯刚度计算32第六章 横隔梁计算346.1 横梁内力计算346.1.1 确定作用在中横隔梁上的计算荷载346.1.2 绘制中横隔梁的内力影响线346.1.3 绘制剪力影响线356.1.4 截面内力计算356.1.5内力组合(横隔梁的结构自重内力甚小，忽略不计）366.2 横梁配筋计算366.2.1 确定翼缘计算宽度366.2.

12、2 判定t型截面类型366.2.3 求受拉钢筋面积376.2.4 验算适用条件376.2.5 截面强度验算376.3 剪力筋的布置376.3.1 钢筋截面布置检验376.3.2复核梁的截面尺寸386.3.3 计算箍筋间距38第七章 行车道板的计算397.1 行车道板内力计算397.1.1 结构自重及内力397.1.2 汽车车辆荷载产生的内力397.1.3 内力组合407.2 配筋与强度验算417.2.1 受拉钢筋面积417.2.3 截面校核417.2.4 剪力筋布置42第八章 支座的计算438.1 确定支座平面尺寸438.1.1 计算支座平面形状系数438.1.2 计算橡胶支座的弹性模量438

13、.1.3 验算橡胶支座的承压强度438.2 确定支座厚度438.2.1 水平位移计算438.2.2 确定制动力438.2.3 确定需要的橡胶片总厚度448.3 验算支座偏转情况448.3.1 支座的平均压缩变形448.3.2 梁端转角计算448.3.3 验算偏转情况448.3.4 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1.1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。1.

14、2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

15、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2.1设计资料概述2.1.1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。2.1.2采用的标准与规范（1）j

16、tg d622004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范；（2）jtg d602004公路桥涵设计通用规范；（3）jtg b012003公路工程技术标准等。2.2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5.6m。（2)亚粘土灰黑色，软塑硬塑，湿，中间含有粘土夹层。该层厚度2.7m。 (3)亚砂土灰红色，饱和，松中密。该层厚度为1.2m。 (4)亚粘土褐色，饱和，硬塑，含大量粗砂。该层厚度为3.1m。 (5)粗砂土棕黄色，饱和，中密，含粘性土。该层厚度为3.

17、1m。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3.1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。3.1.1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

18、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

19、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。3.1.2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

20、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

21、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。3.1.3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。3.1.4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

22、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

23、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

24、的工程。3.1.5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2.15m，共用五片t梁，主梁高度1.1m，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0.825m，梁肋做成上宽下窄的形式。3.2孔跨布置（1）标准跨径：16m（2）计算跨径：15.50m（3）主梁全长：15.96m（设4厘m的伸缩缝）（5）桥面净空：9.25+20.75m3.3主要设计技术参数和标准3.3.1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3-1。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

25、道15000至30000辆的要求，所以双向四车道方案是经济合理的。表3-1 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2014153592024227182029256433.3.2公路设计技术标准（1）公路等级：一级公路；（2）设计时速：；（3）使用功能：公路双向四车道，分离式；（4）桥梁路面横坡：坡度1.5%；（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。3.3.3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

26、青混凝土，平均厚度9cm）重力密度23kn/m3。2) 普通钢筋：hrb335钢筋（d=650mm），弹性模量; hrb400钢筋（d=650mm），弹性模量; rb235钢筋（d=650mm），弹性模量;3.4 t形梁与横隔梁的构造形式及相关设计参数3.4.1 t型梁横截面尺寸横截面布置简图及主梁断面构造如图3-1，3-2所示。全幅桥宽10.75m（根据公路桥涵设计通用规范3.3.1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2.15m，肋板宽0.18m，梁高1.1m，翼缘端部厚0.15m，根部厚0.2m。人行道宽度0.75m。图3-1横断

27、面布置图 单位：cm图3-2主梁尺寸图 单位：cm3.4.2横隔梁形式及设计参数横隔梁高0.825m（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3-3所示。图3-3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;桥面铺装层厚9cm，重力密度为.4.1恒载作用内力计算4.1.1计算结构自重集度（1）主梁：g1=0.181.1+(0.15+0.2)/2(2.15-0.18)25=1

28、3.57kn/m;（2）横隔梁：对于边主梁:g2=(0.825-0.35/2)(2.15-0.18)/20.35/2525/15.5 =0.904kn/m; 对于中主梁:g2=0.904x2=1.808kn/m; (3) 桥面铺装层：g3=0.099.2523/5=3.83kn/m; (4) 栏杆和人行道：g4=52/5=2kn/m; (5) 合计：对于边主梁：g=g1+g2+g3+g4=13.57+0.904+3.83+2=20.304kn/m; 对于中主梁：g=g1+g2+g3+g4=13.57+1.808+3.83+2=21.208kn/m;内力计算原理如图4-1所示图4-1内力计算原理

29、计算公式为。主梁内力计算结果如表4-1.4-2所示:表4-1边主梁自重内力表截面位置内力剪力q（kn)弯矩（knm)x=0q=0.5x20.304x15.5=144.2580x=1/4q=0.5x20.304x15.5/2=108.52m=0.5x20.304x15.5x3/16=419.25x=1/20m=0.5x20.304x15.5/4=559表4-2中主梁自重内力表截面位置内力剪力q（kn)弯矩（knm)x=0q=0.5x21.208x15.5=151.260x=1/4q=0.5x21.208x15.5/2=75.63m=0.5x21.208x15.5x3/16=420.7x=1/20

30、m=0.5x21.208x15.5/4=596.154.2 活载作用内力计算4.2.1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：（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n=5.梁间距为2.15m，则。翼板换算平均平均高度截面中心,主梁抗弯惯性矩i=1/12167x17.53+16717.519.352+1/1218x1103+18110x26.92 =0.045281m4。对于翼板，t1/b1=

31、0.175/1.75=0.1,可得c1=0.312。对于梁肋：t2/b2=0.195， 可得c2=0.292。计算抗扭修正系数，并取g=0.425e =0.815。图4-2跨中荷载横向分布影响线(长度单位：cm）1号梁：， 。1号梁荷载横向分布影响线见图4-2。荷载横向分布影响线的零点至1号梁的距离为x，有，得x=6.938m1号梁的活载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载。人群荷载.2号梁：, 。2号梁荷载横向分布影响线见图4-2。荷载横向分布影响线的零点至1号梁的距离为x，有，得x=7.805m2号梁的活载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载。人群荷载。可得3号梁的活载横向分布影响线唯一直线，

32、见图4-2。汽车荷载。人群荷载。总的跨中影响线见图4-2图4-3支点荷载横向分布影响线(长度单位：cm）表4-3荷载横向分布系数汇总荷载跨中mc支点m01号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车0.7120.5560.40.50.6630.779人群0.6650.4330.21.32600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梁起向支点的呈直线型过渡。各主梁横向分布系数见表4-3。4.2.2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：；对于汽车荷载直接布置在内力影响线数值最大的位置，

33、计算公式为。对于人群荷载，则计算公式为。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。图4-4 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：计算弯矩效应时：；计算剪力效应时：。（汽车荷载的局部加载及在t梁、箱梁悬臂板上的冲击系数） 弯矩、剪力计算： 1号梁：弯矩= = =; = ; ; ; 1号梁：剪力= ; ; 2号梁：弯矩= = =; = ; ; ; 2号梁：剪力= ; ; 3号梁：弯矩= = =; = ; ; ; 3号梁：剪力= ; ; 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

34、力影响线如图4-4所示。图4-4 1号梁横向分布系数变化图可得。 ；2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4-5所示。图4-5 2号梁横向分布系数变化图 ；3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4-6所示。图4-6 3号梁横向分布系数变化图 。 支点截面人群荷载最大剪力计算。 1号梁： ； 2号梁： ； 3号梁： ；主梁活载内力汇总见表4-5.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

35、4-5主梁活载内力汇总梁号荷载类别弯矩（knm）剪力（kn)跨中支点跨中1号汽车811.15251.07138.71人群63.7819.774.122号汽车645.14324.6485.05人群35.687.282.33号汽车643.53344.8684.84人群36.047.352.3264.2.3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，。承载能力极限状态：1号梁的内力组合见表4-6。表4-6 1号梁内力组合表序号荷载类别弯矩（knm）剪力（kn）梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重0419.2555914

36、4.2580(2)汽车荷载0789.11811.15251.07138.71(3)人群荷载047.8363.7819.774.12(4)1.2x(1)0503.1670.8173.110(5)1.4x(2)01104.751135.61351.49194.19(6)0.8x1.4x(3)053.5671.4322.144.61(7)sud=（4+5+6）01661.411877.84546.74198.82号梁的内力组合见表4-7。表4-7 2号梁内力组合表序号荷载类别弯矩（knm）剪力（kn）梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重0420.7586.15151.260(2)汽车荷载0483.8

37、4645.14324.6485.05(3)人群荷载026.7535.687.282.3(4)1.2x(1)0504.86703,38181.510(5)1.4x(2)0677.38903.19454.496119.07(6)0.8x1.4x(3)029.9639.968.152.576(7)sud=（4+5+6）01212.181646.53644.156121.6463号梁的内力组合见表4-8。表4-8 3号梁内力组合表序号荷载类别弯矩（knm）剪力（kn）梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重0420.7586.15151.260(2)汽车荷载0482.64643.53344.8684.84

38、(3)人群荷载027.0236.047.352.326(4)1.2x(1)0504.84703.38181.530(5)1.4x(2)0675.69900.94482.8118.776(6)0.8x1.4x(3)030.2640.368.232.61(7)sud=(4+5+6)01180.531644.68672.56123.38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4-9表4-9 1号梁内力组合表1号弯矩（knm）四分点419.25+0.7x607+47.83=891.98跨中559+0.7x623.96+63.78=1059.551号梁剪力（kn）梁端144.258+0

39、.7x193.13+19.77=299.22跨中0+0.7x106.7+4.12=78.812号梁的内力组合见表4-10表4-10 2号梁内力组合表2号弯矩（knm）四分点420.7+0.7x372.18+26.75=707.98跨中586.15+0.7x496.26+35.68=969.212号梁剪力（kn）梁端151.26+0.7x249.72+7.28=333.24跨中0+0.7x65.42+2.3=48.093号梁的内力组合见表4-11表4-11 3号梁内力组合表3号弯矩（knm）四分点420.7+0.7x371.26+27.02=707.60跨中586.15+0.7x495.02+3

40、6.04=968.703号梁剪力（kn）梁端151.26+0.7x265.28+7.35=344.31跨中0+0.7x65.26+2.326=48.01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。5.1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，混凝土保护层厚度取30mm。5.1.1 确定翼缘计算宽度根据公预规4.2.2规定，t梁翼缘有效宽度应按以下

41、规定采用： 内梁的翼缘有效宽度取下列三者中最小值：即，其中为计算跨径，b为肋板宽度，为肋板净间距，为翼缘高度。 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。5.1.2 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，相对界限受压区高度，。最小配筋率0.2%）=0.2%）=0.228%故属于第一类t型截面，可按宽度为bf=2.15m的单筋矩形截面计算。5.1.3 求收拉钢筋面积as截面抵抗距系数；相对受压区高度；故选择d=36mm的hrb3

42、35钢筋（）。5.1.4 验算适用条件满足适用条件。5.1.5 截面强度验算受压区高度 ； ；故截面抗弯承载力满足要求。5.2 剪力筋的布置8根d=36mm的hrb335钢筋，保护层厚度c=30mm，相邻两排钢筋净距为40mm，hrb335钢筋外径40.2mm。每一排两根钢筋净间距为及d=36mm，所以钢筋截面布置符合构造要求。纵向受力筋布置如图5-1所示。图5-1纵向钢筋配筋图 单位：cm5.2.1 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d=36mm的hrb

43、335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为；截面有效高度为； 弯起最上一排2根d=36mm的hrb335钢筋后，截面主筋为6根d=36mm的hrb335钢筋；主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为：；截面有效高度为； 弯起两排共4根d=36mm的hrb335钢筋后，截面主筋为4根d=36mm的hrb335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为：；截面有效高度为； 弯起三排共6根d=36mm的hrb335钢筋后，截面主筋为2根d=36mm的hrb335钢筋，主筋合力作用点至梁截面下边缘的距离为：；截面有效高度为；5.2.2 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

44、跨中截面剪力设计值支点截面弯矩计算值，跨中截面弯矩计算值。公预规5.2.9规定t型梁截面受弯构件，其抗剪截面应符合下列要求：支点截面： ；跨中截面： ；故截面尺寸满足抗剪方面的构造要求，但 =;对于跨中： =。故梁需按计算配置剪力钢筋（为预应力提高系数，=1，为混凝土轴心抗拉强度设计值，c35的=1.52mpa）。5.2.3 确定计算剪力 绘制此梁半跨剪力包络图如图5-2所示。图5-2 剪力包络图 尺寸单位：mm，剪力单位：kn 按比例关系，依剪力包络图求距支座中心处h/2处截面的最大剪力计算值 522.05kn。 最大剪力的分配 按公预规5.2.11的规定：由混凝土与箍筋共同承受不少于最大剪

45、力计算值的60%，即： 313.23kn；由弯起钢筋承担不多于最大剪力计算值的40%，即： 。5.2.4 配置弯起钢筋（弯起角45。） 按比例关系，依剪力包络图计算需设置弯起钢筋的区段长度。 。 计算各排弯起钢筋的截面面积。 计算第一排（对支座而言）弯起钢筋截面面积。取用距支座中心h/2处由弯起钢筋承担的剪力计算值为； 梁内第一排弯起钢筋拟用补充斜筋2根d=36mmhrb335钢筋，该排弯起钢筋的截面面积需要量为 ； 而2根d=36mmhrb335钢筋实际截面积，满足抗剪要求。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ab=1100-30-40

46、.2/2-30-40.2-40-40.2/2=920mm。 计算第二排弯起钢筋截面面积 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：； 第二排弯起钢筋拟由主筋2根d=36mmhrb335钢筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为 ； 而2根d=36mmhrb335钢筋实际截面积，满足抗剪要求。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bc=ab=920mm。 计算第三排弯起钢筋截面面积 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； 第三排弯起钢筋

47、拟用补充斜筋2根d=36mmhrb335钢筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为： ； 而2根d=36mmhrb335钢筋实际截面积，满足抗剪要求。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: cd=1100-(30+40.2/2+30+40.2/2)=839mm。 计算第四排弯起钢筋截面面积 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； 第四排弯起钢筋拟由主筋2根d=36mmhrb335钢筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为 ； 而2根d=36mmhrb335钢筋实际截面积，满足

48、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de=cd=839mm。 计算第五排弯起钢筋截面面积 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 第五排弯起钢筋拟由主筋2根d=36mmhrb335钢筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为： 而2根d=36mmhrb335钢筋实际截面积，满足抗剪要求。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ef= =759mm。 计算第六排弯起钢筋截面面积 按比例关系，依剪力包络图计算第五排弯

49、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 。 第六排弯起钢筋拟由2根d=20mmhrb335补充斜筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为： 。 而2根d=20mmhrb335钢筋实际截面积，满足抗剪要求。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fg=ef=759mm。 计算第七排弯起钢筋截面面积 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： 。 第七排弯起钢筋拟由2根d=10mmhrb335补充斜筋弯起形成，该排弯起钢筋的截面面积需要量为： 而2根d=10mmhrb335钢

50、筋实际截面积，满足抗剪要求。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gh=fg=759mm。第七排弯起钢筋弯起点h至支座中心a的距离为：ah=ab+bc+cd+de+ef+fg+gh =，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。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5-2，具体计算为： xb=bo=7750-920=6830mm; xc=co=6830-920=5910mm; xd=do=5910-839=5071mm; xe=eo=5871-839=4232mm; xf=fo=4232-759=3473mm; xg=go=3473-759=2714mm； xh=ho=1955mm。5.2