预应力钢筋混凝土T形简支梁桥梁课程设计

1、桥梁设计说明一、 设计基本资料1、 公路等级：公路i级2、主梁形式：预应力钢筋混凝土t形简支梁3、标准跨径为35米，计算跨径为34.4米，桥面净空：净23.75+21.25(人行道)+20.5（路缘带）4、车道数：双向分离式四车道5、设计速度：100km/h6、材料容重：沥青砼23 kn/m3，水泥砼24 kn/m3二、 横断面设计(1)横断面由5片主梁组成，主梁间距2.2m，主梁高2.0 m，主梁肋宽0.2m。t形梁截面尺寸图： （尺寸单位：cm）(2)桥面铺装： 面层：5 cm 沥青混凝土 重力密度为23 垫层：9 cm c25水泥混凝土 重力密度为24 梁翼板的重力密度为25。三、 行车

2、道板计算（采用铰接悬臂板）1.恒载内力的计算（1） 计算每延米板的结构自重g沥青混凝土面层： c水泥混凝土垫层： t梁翼板自重： 合计： （2）计算每延米板条的恒载内力弯矩： 剪力： 2.活载内力的计算将车辆荷载后轮作用与铰缝轴线上，后轴作用力为p=140kn.轮载分布：车轮着地尺寸，经铺装层按45角扩散后，在板顶的分布尺寸：经分析，车后轴两轮的有效分布宽度重叠，所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为：由于这是汽车局部荷载加载在t梁的翼板上，故冲击系数取 。作用在每延米板条上的弯矩： 作用在每延米板条上的剪力：3.内力组合安全等级二级，=1.2，=1.4a) 按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩

3、和剪力的设计值分别为：b) 按正常使用极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为：短期效应组合 四、 主梁内力计算 横断面图纵断面图1 结构自重恒载集度的计算：计算恒载时，假定桥面构造各部分重量平均分配给主梁承担。（1）主梁：（2）横隔梁对于边主梁：对于中主梁：（3）桥面铺装层：（4）栏杆和人行道：作用于边主梁的全部恒载强度：550.3作用于中主梁的全部恒载强度：2 恒载内力的计算边跨弯矩剪力影响线1#及5#梁内力（边跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： 1/4跨处剪力：2#、3及4#梁内力（中间跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： ; 1/4跨处剪力：3 汽车

4、、人群荷载内力计算(1) 汽车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量： 主梁截面形心到t梁上缘的距离（平准板厚20cm）： 跨中截面惯性矩：查表 e取 (2) 计算荷载横向分布系数a) 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算 横断面11#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 2梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 =0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑） 3梁对于汽车荷载 对于人群荷载 b) 当荷载位于跨中时此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 可按修正的刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，取，按刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：本桥各根主梁的横向截面均相等，

5、梁数n=5, 梁间距为2.2米。1梁横向影响线的竖标值： 1梁影响线由、绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载 对于人群荷载2梁横向影响线的竖标值：2梁影响线由、绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载 对于人群荷载 3梁横向影响线的竖标值3梁影响线、对于汽车荷载 对于人群荷载 所以冲击系数： 该算例中位两车道，故不需要折减。2. 汽车荷载作用公路i级均布荷载 对于集中荷载，当时，；当时，当时，采用内插法则当计算剪力时候 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数跨中弯矩影响线如下图3. 跨中弯矩的设计，由于跨中弯矩横向分布系数1、5梁最大，所以只

6、需计算1、5梁的弯矩，计算如下：对于1#梁车辆荷载作用下 跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度对于2#和4#梁计算公路i级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路i级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 4. 跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图：对于1和5#梁计算公路i级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力：对于2和4#梁计算公路i级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算公路i级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力：5. 支点截面剪力的计算剪力影响线如下图所示：横向分布系数变化区段的长度对于1和5#梁

7、附加三角形重心影响线坐标 ： 计算人群荷载的支点剪力：对于2和4#梁计算公路i级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：对于3#梁计算公路i级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：6. 1/4跨弯矩的计算1/4跨弯矩的影响线如下图对于1#和5#梁计算公路i级汽车活载的1/4跨弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于2#和4#梁计算公路i级汽车活载的1/4跨弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路i级汽车活载的1/4跨弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 7. 1/4跨剪力的计算1/4跨剪力影响线如下图：对于1和

8、5#梁计算公路级汽车活载的1/4跨剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于2和4#梁计算公路级汽车活载的1/4跨剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：8. 荷载组合其中，跨中弯矩组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）组合值（kn/m）汽车人群1、54732.33014.653332.2110271.3496827.4655872.5872、44860.22497.771221.559577.2556542.4355783.64534860.21969.075221.978837.5516460.5235606.991跨中剪力组合：梁恒载（kn

9、/m）活载（kn/m）组合值（kn/m）汽车人群1、50163.999.657240.402105.55858.6632、40135.876.44197.43185.89647.98030107.116.45157.17869.08738.373支点剪力组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）组合值（kn/m）汽车人群1、5550.3380.05848.6281240.905821.184696.7552、4565.1339.11119.2901174.480607.262686.1363565.1278.93819.3191090.270747.541666.0401/4跨弯矩组合：梁恒载（

10、kn/m）活载（kn/m）组合值（kn/m）汽车人群1、53549.12260.99249.1577703.3625120.4734404.3152、43645.21873.328166.167182.9984906.8734337.67233645.21476.806166.416628.1494675.2394205.2661/4跨剪力组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）组合值（kn/m）汽车人群1、5275.1270.80621.729733.585455.195374.2872、4282.5224.37514.491669.355428.204363.2763282.5176.88

11、214.513602.889404.253347.414四 横隔梁的计算1.确定作用在中横隔梁的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图所示：2.内力计算2与3主梁间截面弯矩影响线：p=1作用在1梁时：p1作用在5梁时p1作用在3梁时： 1主梁处右截面剪力影响线：p=1作用于1梁截面的右边时 即 p=1作用于1梁截面的左边时即 绘制的和的影响线如下图所示：弯矩的计算公路-ii级：人群荷载：剪力的计算：人群荷载：3.内力基本组合：承载能力极限状态内力组合：弯矩： 基本组合：剪力： 正常使用极限状态内力组合：弯矩：短期效应组合：剪力：五、支座计算与选择由已知计算得支座压力标准值，其中结构自重引

12、起的支座反力标准值为，其中人群荷载的标准值为公路一级引起的之座反力标准值为主梁计算温差5.1支座平面尺寸确定选定支座平面尺寸为，采用中间层橡胶片厚度（1）计算支座平面形状系数（2）计算橡胶支座的弹性模量（3）验算橡胶支座的承压强度（合格）5.2支座厚度确定（1）主梁计算温差，温度变形由两端支座均摊，则每一支座承受的水平位移为（2）对于34.4m桥跨，一个设计车道上公路级车道荷载总重为：，则其制动力标准值为，但按桥规不得小于90kn，则取总制动力为90kn计算。五根梁共10个支座，每个支座承受水平力。（3）确定需要的橡胶片总厚度不计入汽车制动力 计入汽车制动力 根据桥规，选用四层钢板和五层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm，中间层厚1cm，薄钢板厚0.2cm，则橡胶片总厚度,并36.2 (合格) 以及结果表明，支座不会发生相对滑动。主要参考文献1、桥梁工程，姚玲森，2005，人民交通出版社.2、梁桥（公路设计手册），2005，人民交通出版