标准跨径16mT形简支梁桥设计

1、标准跨径16m T形简支梁桥一.设计资料与结构布置(一) .设计资料1. 桥面跨径及桥宽标准跨径：该桥为二级公路上的一座简支梁桥，根据桥下净空和方案的经济比较， 确定主梁采用标准跨径为16m的装配式钢筋混凝土简支梁桥。主梁全长：根据当地温度统计资料。并参考以往设计值：主梁预制长度为15.96m.计算跨径：根据梁式桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为15.5m.桥面宽度：横向布置为 净7 (行车道)+ 2X 0.75m (人行道)+ 2X 0.25 (栏杆) 桥下净空：4m2. 设计荷载根据该桥所在道路等级确定荷载等级为 人群荷载3.0KN/m车道荷载 q k=0.75 X 10.

2、5 N/m=7.875 N/m集中荷载 pk = 0.75 X22.2 N/m = 166.5 N/m3. 材料的确定混凝土：主梁采用C40,人行道、桥面铺装、栏杆 C25钢筋：直径12mn采用HRB335级钢筋。直径12mmK用HPB235级热轧光面钢筋4. 设计依据(1) 公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004(2) 公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004(3) 桥梁工程(4) 桥梁工程设计方法及应用(二) 结构布置I 主梁高：以往的经济分析表明钢筋混凝土 T形简支梁高跨比的经济范围大约在111之间，本桥取一，则梁咼取1m.II 16162. 主梁间距：装配式

3、钢筋混凝土 T形简支梁的主梁间距一般选在1.6 2.2之间,本桥选用1.6m3. 主梁梁肋宽：为保证主梁抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度为15cm- 18cm，鉴于本桥跨度16m按较大取18cm4. 翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，主梁间距确定后，翼缘板宽即可得到2.0m。 因为翼缘板同时又是桥面板，根据受力特点，一般设计成变厚度与腹板交接处较厚， 通常取不小于主梁高的 丄,本设计取8.5cm,翼缘板的悬臂端可薄些，本设计取8cm125. 横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，本桥除支座处设置端横隔梁外，在跨中等间距布置三根中间横隔梁，间距 4X 385m梁高一般为主

4、梁高的3左右，取0.8m，4厚度取12- 16之间，本设计横隔梁下为16cm,上缘18cm6. 桥面铺装：采用2cm厚的沥青混凝土面层，9cm的25号混凝土垫层图1.桥梁横断面图11t1 1jfLg3031 * r图2.桥梁纵纵剖t面主梁计算（一）跨中横向分布系数计算 m（按比拟正交异板法计算）160Zf818图3.主梁断面图1101 1C3图4.横隔梁断面图10100平均厚：h= =10cm2(160 18)10-10018-a x=2230.2 cm(16018)10(10018)1 主梁抗弯惯矩1310213Ix = X (160-18) x 103+(160-18) x 10X (30

5、.2- 10)2+ x 18X 1003+18X 100 12 2 122X (50-30.2) =cm4主梁比拟单宽抗弯惯矩1846400.288查表得一0.653 贝U =0.653 c184120cm求横隔梁截面重心位置ay3.主梁和横隔梁的抗扭惯矩对于T形梁翼板刚性连接情况应有式( 对于主梁肋：2-5-27)来求,主梁翼板的平均厚度：h1=8 12 10cm2b则18100 10tx=0.2910.2 查表得 c=0.291X( 100- 10)X 18 2=152740cm对于横隔梁：17b 85 10则：l Ty=0.285 X( 85- 10)X所以由下式：0.227 查表得 c

6、=0.2853417 =105015cm3I Tx + I Ty=1/3h1+ 1/bI Tx4105015/385=1370cm/cm4.计算参数和3+ 1/aI Ty =1/3 X 10 + 152740/160 +B Jx4 -24 155886i . Jy1550；5606G ( JTxJTy)0.425E5 1600.59262E JxJy2E ,155886 560613700.0098Jx=竺=3119262 =19495cm4/cm B 2202横隔梁抗弯惯矩由于横隔梁截面有变化，故取平均值来确定一般有效宽度，横隔梁取两根边主梁 轴线距离cI = 4X b=4X 160=640

7、cmIV 0.09925. 计算各主梁横向影响线坐标已知9 = 0.5926从附表“ G-M计算图表可查得影响线系数 Ki和Ko表1.影响线系数Ki和Ko系数梁位何载位置B3BA,2b丄BA0-ZbA,-b-2b,A,-B校核K00.79540.88520.99541.1101.20541.11020.99540.8850.7957.98!b41.0801.1401.2001.2201.11010.8100.7000.6008.021b21.5001.4501.3701.20010.8000.6500.5400.4307.9753B41.9501.571.291.10.940.80.630.5

8、30.47.92B2.131.681.331.080.830.770.550.430.337.9K000.630.8111.181.31.1810.810.637.911b41.451.431.391.351.190.930.650.390.058.081B22.91.921.781.421.010.650.26-0.19-0.558.033 -B43.552.832.121.430.840.35-0.15-0.55-0.958.12B4.543.542.31.430.610-0.55-0.95-1.447.938K9)8注：校核用公式K22用内插法求实际梁位处的K和Ko值35112.5=0.

9、31K-B+0.69 K -42对于1号梁K = KB+ ( K3B KB )242对于2号梁111K = K-B+ (K=B K-B )42477 511=0.69K 丄 B+0.31 KB112.524对于3号梁K = K06. 计算各梁的荷载横向分布系数表2.各梁影响线竖标值计算表梁 号算式何载位置B3b41b2丄B40-1b41 一 B2-B4B13 BKi=0.31Ki _B +0.69K1 4 21.6401.5431.3951.1880.9690.7630.6130.5030.4023 BKo=O.31Ko _B +0.69K0 4 22.6812.3271.9311.4470.

10、9070.5160.062-0.279-0.614K1KO -1.041-0.784-0.536-0.2590.0620.2470.5510.7821.016A=(K1KO )J-0.103-0.078-0.053-0.0260.0060.0250.0540.0770.101KO +A2.5782.2491.8781.4210.9130.5410.116-0.202-0.513Ka1i50.5160.4500.3760.2840.1830.1080.023-0.040-0.103211K i=0.69Ki B +0.31K 1 B241.3701.3541.3171.2061.0340.862

11、0.7000.5900.48311 oK0=0.69K0 -B+0.31K0 B241.8591.8311.7531.5161.1090.7560.311-0。062-0。428K1 - K0 -0.489-0.477-0.436-0.310-0.0750.1060.3890.6520- 911A=(K1 - K0 )厂-0.049-0.047-0.043-0.031-0.0070.0110.0380.0650.090K0 +A1.8101.7841.7101.4851.1020.7670.3500.003-0.338Ka2i50.3620.3570.3420.2970.2200.1530.0

12、700-0.0683K1K100.7950.8850 9951.1101.2051.1100 9950.8850.795K0 K000.3200.6801.0251.3801.5001.3801.0250.6800.320K1 - K0 0.4750.205-0.030-0.270-0.295-0.270-0.0300.2050.475A=(K1K0 )70.0470.020-0.003-0.027-0.029-0.027-0.0030.0200.047K0 +A0.3670.7001.0221.3531.4711.3531.0220.7000.367Ka3i50.0730.1400.2040

13、.2710.2940.2710.2040.1400.073影响线上最不利位置布置荷载后可按相应影响线的坐标值求得主梁的荷载的横向分布系数。1号梁汽 mcq=1/2 (0.425+0.290+0.176+0.049)=0.47人群 mcr = 0.75 X 0.479=0.359 2号梁汽 mcq=1/2 (0.352+0.3+0.214+0.095)=0.481人群 mcr = 0.75 X 0.359=0.2691号梁3号梁汽 mcq=1/2 (0.161+0.266+0.292+0.225)=0.472人群 mcr = 0.75 X 0.110=0.083在影响线上按横向最不利布置荷载后，

14、就可按相应的影响线竖标值求得主梁的荷载横向分布系数：. 180 亠1-J4 f、fr11CMC=3-C=32号梁2号梁图6.支点处横向分布系数图 1号梁汽 mcq=1/2 0.875= 0.438人群 mcr = 1.422 X 0.75=1.0672号梁汽 mcq=1/2 X 1=0.5人群mcr (影响线为负故不布载)3号梁汽 mcq=1/2 (1 + 0.188)=0.594人群mcr=0表3.各主梁横向分布系数荷载跨中丄跨4支点1号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车0.470:0.4810.472:0.438 10.5000.594人群0.3590.2690.0831.06700（三

15、）.主梁的内力计算1.横载内力计算主梁：g1= 0.18 1 (0.08 0.12)(1.6 0.18)25 8.05 KN m2横隔梁：15.50.85边主梁：g2=0.08 0.1221.6 0.1820.17 5 250.73KN m中主梁：g2 = 0.73 2= 1.46 KN m10.02 7 23 0.06 0.12257 24桥面铺装层：g3=23.71KN m栏杆和人行道：g4=5X 2/5=2 KN m作用于边主梁的全部恒载：g=8.05+0.73+3.71+2=14.49 KN m作用于中主梁的全部恒载：g =8.05+1.46+3.71+2=15.22 KN m2.横载

16、内力计算便主梁的剪力和弯矩如图Mx gxX 坐1 x2 2 2Q=少 gx = g l 2x2 2肛blj-u ml表4.横载内力剪力Q弯矩MX=0xJ4X=丄2X=0X4X=丄2边主梁112.356.100326.4435.2中主梁118.059.000342.8457.13.活载内力计算表5.影响线面积计算表图9.跨中截面弯矩项目计算图示影响线面积Q MM 1/2rLMQ m=1/8)L2X1/2=1/8 帖.52=30M 1/4/1LUQ m=3/32 :L2 4/2=3/32 15.52=22.5 1/Q1/2V2JlQ m=0Qo 一一-一Q m=1/2 XL =1/2 155=7.

17、75166.5II4 1 * 4 - 4 4 * 0 * f f il 8时，橡胶板的平均容许压应力Tj=10MPa橡胶支座的弹性模量E为:E=530S-418=460.11 MPa计算最大支反力，3号梁为最大：N恒=118KN N汽=165KN N人=0因此，N汽车组合=118+165=283KN按容许应力计算的最大支反力 N为：N=283 =226.4KN1.25（Tj = 226.4 =0.629KN/cm2=6.29 MPav g360（二）确定支座的厚度主梁的计算温差取 t=35。C,温度变形有两端的支座均摊，则每一个支座承受的水 平位移 D为：1 15 D=tLz =丄 X 10-

18、5 X 35 X （1550+18）=0.274 cm2 2计算活载制动引起的水平位移，首先需确定作用在每一个支座上的制动力HT。对于16m桥跨可布置一行车队。其总重为：汽车：制动力为 500X 10%=50KN 一辆加 重汽车的总重为300KN制动力为：300X 30%=90KN五根主梁共10个支座，每一 支座承受的水平力HT为：90H二=9KN10按规范要求，橡胶层总厚度刀t应满足：不计汽车制动力时：刀t d=0.548 cm计汽车制动力时：刀t D （0.7- 竺）=0.467 cm2ab刀t 2d=0.548 cm支座总厚度：h=Et+6 X 0.2=4.2 cm（三）确定支座偏转情况支座的平均压缩变形S为S =理2264 003=4.1 X 10-4m=4.1X 10-2 cmabEj 0.2 0.18 460110按桥规应满足sw 0.05 t，即2 24.1 X 10- cm2.6 102满足要求。（四）验算抗滑稳定性应满足卩 R.in 1.4G D TT卩 Rd 1.4GA-Dt计算支点最小反力Rnin,已知横向分布系数（=1.2211号梁）为0.438，冲击系数（1 +卩）R min (1)Pi y i R D=1.221 X 0.438 X( 166.5 X 1+7.875 X 7.75 )+226.4