25米装配式预应力砼简支T形梁桥方案设计书计算

1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习(1)目录计原二 、设计内容及要求 (2)文、设计正(2)1、桥面板内力计算),(2)1.1恒载及其内力丿 J ),(2)1.2活载内力丿 J ),(3)1.3荷载组合口门门)门门门门门门门门门,(3 )2、主梁内力计(4)2.1恒载内力计算)(4)2.2活载内力计算)(5)2.2.1 用“杠杆法”计算荷载位于支点处各主梁的荷载 横向分布系数,(5 )2.2.2 用“修正刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主的 荷 载 横 向 分 布 系 数( 6 )223计算主梁在荷载作用下跨中截面、支点和 L/4截面的弯矩和剪力，(10 )2.3主梁内力组合(

2、21 )3、横 隔 梁 内 力 计算 (21)3. 1用“刚性横梁法”或按“梁系法”计算横梁内力 (21 )四、设计总结及改进见(27) 五、主要参考文献 -(28)25米装配式预应力砼简支 T形梁桥设计计算一、设计原始资料某三跨简支梁桥面连续，采用桩柱式桥墩、U形桥台。1桥面净空：净14+2X 1.0m2. 主梁跨径和全长：标准跨径：lb=25.00m （墩中心距离）， 计算跨径：lj=24.50m （支座中心距离），主梁全长：L=24.96m （主 梁预制长度）3. 上部结构主梁布置图：（单位：cm）主量一般构造图上部结构横断面构造图上部结构纵断面构造图4. 设计荷载：2004桥梁规范：公

3、路 一II级荷载，人群3.5KN/m5. 材料：主梁：混凝土 C40,容重26KN/m3,桥面铺装： 防水砼厚6.517cm,容重25KN/m3 1 二、设计内容及要求按照课程设计规范要求，主要完成以下内容：1. 桥面板内力计算：计算 T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计 内力。2. 主梁内力计算：（1 ）用“杠杆法”计算荷载位于支点处各主梁的荷载横向分布 系数。（2）用“修正刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主梁的荷载 横向分布系数或用“比拟正交异性板法”计算荷载位于跨中时各 主梁的荷载横向分布系数。（3）计算主梁在荷载作用下跨中截面、支点和 L/4截面的弯矩 和剪力。（4）进行主梁内力组合，并画

4、出主梁弯矩包络图和剪力包络图。3. 横梁内力计算：用“刚性横梁法”或按“梁系法”计算横梁 内力。4. 挠度、预拱度计算：计算主梁跨中挠度，并考虑是否需要设 置预拱度（选做）。三、设计正文1、桥面板内力计算图1-1悬臂板计算尺寸单位：cm1.1恒载及其内力(以纵向一米宽的板条进行计算)(1) 每延米板上的恒载g:混凝土垫层 gi= 0.1175X 1.0X 25=2.94kN/mT梁翼板自重g2=3.64kN/m 2 合计： kN/m(2) 每米宽板条的恒载内力弯矩kN.m剪力 Qsg=glo=6.58x0.71=4.67kN1.2活载内力本例按公路-II级车辆荷载计算内力。公路-II级车辆荷载

5、两个后轴重各为P=140kN，车轮着地长度a2=0.20m和宽度b2=0.60m。作用在板上的压力面长度为：3=a2+2H=0.20+2 X 0.1175=0.435m6=b2+H=0.60+1 X 0.1175=0.7175m由于blo，无论求弯矩时车轮作用在板跨中部或者求剪力 时车轮靠板根部布置，悬臂板根部的有效分布宽度均为a=a1+d+2lo=O.435+1.4O+2xO.71=3.255m冲击系数卩=0.3(1) 一米宽板条的弯矩用简化方法计算将荷载对中布置在铰缝处(图2.2.18a)，使铰剪力为零，按自 由悬臂板计算。弯矩：kN.m(2) 一米宽板条的剪力用简化方法计算荷载集度(前后

6、轮重叠)59.94kN不考虑铰剪力的影响，按自由悬臂板计算，各板承担其上的 荷载，则自由悬臂板根部的剪力为Qsq=(1+卩).p.lo=1.3 x59.94X 0.71=55.33kN1.3荷载组合当桥面板按承载能力极限状态设计时，一般应采用基本组合，并根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第条对相应荷载规定的荷载效应分项系数来求得计算内力。本例均为恒载对结构物承载不利情况，其计算内力为：=1.0 X (1.2 X (-1.66)+1.4 X (-14.82)=1.0X (1.2X4.67+1.4X 55.33)=83.07 kN有了控制设计的计算内力，就可按钢筋混凝土板截面设计

7、方法来设计板内的钢筋和进行相应的验算。 O 32.主梁内力计算2.1恒载内力计算(1)永久作用集度计算主梁横 隔 梁对于边主梁对于中主梁桥面铺装层栏杆和人行道合计对于边主梁对于中主梁（2）永久作用内力计算由公式：可得到下表的主梁恒载内力''''''''''内力截面位置边主梁中主梁弯矩M（KN/m剪力（KN弯矩M(KN/m)剪力（KNX=00238.260251.86X=L/41094.52119.131156.98125.93X=L/21459.3601542.64042. 2活载内力计算（a）用“杠杆法”计算荷载

8、位于支点处各主梁的荷载横向分布系数1）由对称可知只需要算出1、2、3、4、5号梁支点截面的荷载横向分布系数即可，用杠杆法的原理绘制出1、2、3、4、5号梁的荷载反力影响线，分别入下图（b）、（c）、（d）、（e）、（f）。2）应用结构力学原理，确定荷载在横向最不利位置，分别 如上图所示。3） 内插计算对应于荷载位置的影响线纵坐标，分别如上图所示。4）计算主梁在汽车荷载和人群荷载作用下的横向分布系数，如下表2-1所示。对于汽车荷载：轮重=1/2轴重汽车荷载的横向分布系数对于人群：单侧人群荷载的集度，其分布系数为人群荷载重心位 置的荷载横向分布影响线坐标5表2-1杠杆法计算1、2、3、4、5号梁的

9、横向分布系数梁号何载横向分布系数1汽车0.531人群1.6092汽车0.500人群03汽车0.594人群04汽车0.594人群05汽车0.594人群0在人群荷载作用下2号梁的横向分布系数等于 0，这是因为人群荷载对于2号梁将引起负的反力，故在人行道上未加人群荷 载。222用“修正刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主梁的荷载横向分布系数主梁细部尺寸（单位：cm）1）计算主梁上抗弯惯矩I和抗扭惯矩。主梁的翼缘板宽度为1.58m， 主梁间的缝宽为0.02m。A、求主梁截面的重心位置翼缘板平均厚度为h1=（10+18）/2=14cm肋高h2=160-14=146cm主梁截面重心至梁顶面的距离为：B、主梁

10、的抗弯惯性矩为： 6 C、主梁的抗扭惯性矩：(g )(h)(i)表2-2矩形截面的抗扭刚度系数t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1<0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3(g)图对于翼板：对于梁肋：所以（h）、 （f）图对于翼板：对于梁肋：所以取两者中较大的一个，故而 n=9 ; G=0.425E ; L=24.95m 因次有2）计算荷载横向影响线竖标P=1作用在1号梁，修正后竖坐标为：P=1作用在2号梁，修正后竖坐标为:P=1作用在3号梁，修正后竖坐标为:P=1作用在4号梁，修正后竖坐

11、标为:P=1作用在5号梁，修正后竖坐标为：A、用“修正刚性横梁法”绘制出 1、2、3、4、5号梁的荷载反 力影响线，如下图所示。B、应用结构力学原理，确定荷载在横向最不利位置，分别 如下图所示。C、 内插计算对应于荷载位置的影响线纵坐标，分别如下图所示。D、 计算荷载位于跨中时各主梁的荷载横向分布系数，如下表2-3 所示。对于汽车荷载：轮重=1/2轴重汽车荷载的横向分布系数对于人群：单侧人群荷载的集度，其分布系数为人群荷载重心 位置的荷载横向分布影响线坐标8表2-3梁号何载分类横向分布系数支点Mo跨中Me1汽车0.5310.633人群1.6090.4062汽车0.50.572人群00.3323

12、汽车0.5940.5人群00.2594汽车0.5940.482人群00.2225汽车0.5940.444人群00.2229223计算主梁在荷载作用下跨中截面、支点和L/4截面的弯矩和 剪力。1）主梁跨中截面弯矩计算主梁弯矩时，对跨中的荷载横向分布系数与跨内其他 各点上的荷载横向分布系数是采用相同的值，这是实用方法基本原理的前提所决定的。目前在实用计算中，全跨采用同一的跨中 荷载横向分布系数 me。下图为简支梁跨中截面弯矩影响线和设 计荷载的最不利布置图。对于汽车荷载冲击系数，按公路桥涵通用设计规范得（双向四车道）设计荷载对应的弯矩影响线竖坐标值列于影响线图中。1号梁跨中截面弯矩跨中弯矩计算公路

13、-II级车道荷载（max）：查公路桥涵通用设计规范第 431条，车道荷载之均布荷nn而采用直线内插载=10.5kN/m ,计算剪力时再乘1.2的系数;求得kN跨中弯矩影响线面积将以上数据代入式(2243)得人群荷载(max):102号梁跨中截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):3号梁跨中截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):4号梁跨中截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):5号梁跨中截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):112) L/4截面处弯矩弯矩影响线最大竖标面积1号梁L/4截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):2号梁L/

14、4截面弯矩：公路-II级车道荷载：人群荷载(max):3号梁L/4截面弯矩：12公路-II级车道荷载：人群荷载（max）:4号梁L/4截面弯矩：公路-II级车道荷载:人群荷载（max）:5号梁L/4截面弯矩： 公路-II级车道荷载:人群荷载（max）:3）支点处弯矩：Mq=O; Mr=04）支点处剪力1号梁跨端的设汁荷载剪力计算；图2- 4a）为主梁纵断面图，图2-4b）为荷载横向分布系数沿跨长分布图；图2-4c）为跨端截面剪力影响线图；计算剪力时，为了得到最大剪力，可先将各对应 点的mi与yi相乘，得到的乘积曲线（图2-4d），根据这条曲线布 置最不利荷载（图2-4d）。严格来说，最不利荷载

15、位置应通过求函 数极值来确定，但因极值附近的函数值相差甚小，故可直接将重轮布置在yi最大处或mi的折点处，经一两次试算后确定。13图2-4公路-II级车辆荷载（max）:人群荷载：图2-5所示为计算入群荷载作用下支点剪力的荷载横向分布 系数沿跨长分布图、剪力影响线、mi与yi的乘积曲线以及均布荷载图。图2-514图形的面积可近似取为:2号梁：车道荷载：面积15人群荷载：面积3号梁车道荷载：面积人群荷载：面积164号梁 车道荷载：面积 人群荷载：面积175号梁车道荷载：面积 人群荷载：面积185）跨中剪力计算1号梁车道荷载：人群荷载：同理可求得：2号梁车道荷载：19人群荷载：3号梁车道荷载：人群

16、荷载：4号梁车道荷载：人群荷载：5号梁车道荷载：人群荷载：6) L/4截面处剪力1号梁车道荷载：人群荷载：2号梁车道荷载：人群荷载：3号梁车道荷载：人群荷载：204号梁车道荷载：人群荷载：5号梁车道荷载：人群荷载：2.3主梁内力组合 (见表3-1、3-2)3、横隔梁内力计算3.1用“刚性横梁法”计算横隔梁的内力图3-1(1)确定作用在中横隔梁上的计算荷载跨中横隔梁的最不利荷载布置如图3-2所示纵向一列车道荷载对中横隔梁的计算荷载为： 汽车荷载=112.9KN21图3-2跨中横隔梁的受载图式绘制中横隔梁的内力影响线1号梁的横向影响线竖坐标值为：同理可算得2、3、4、5号梁的横向影响线竖坐标值为：

17、=0.302, = -0.091=0.236，二0.025=0.171，=-0.040=0.111，=0.1111）绘制弯矩影响线对于4号和5号主梁之间截面的弯矩 M2-3影响线可计算如下:P=1作用在1号梁轴上时：P=1作用在9号梁轴上时：P=1作用在5号梁轴上时（）：有了这三个竖标值和已知影响线折点位置（即所计算截面的位置），就可绘出M4-5影响线，如图3-3a所示。2）绘制剪力影响线24对于号主梁处截面的影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时：即 （就是1号梁荷载横向影响线）P=1作用在计算截面以左时：即绘成的影响线如图3-3b所示。3.截面内力计算将求得的计算荷载Poq在相应的影

18、响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击作用(1+卩)=1.15,四车道时则得:弯矩M4-5:汽车荷载=1.15 X 0.67 X 112.9X (2.038+1.757+1.54+0.7917)=533.47 kN.m剪力：汽车荷载=1.15X 0.67X 112.9X (0.382+0.307+0.286+0.211+0.190+0.115)=129.7 kN图7中横隔梁内力影响线25鉴于横隔梁的恒载内力甚小，计算中可略去不计，并考虑到 汽车荷载效应占总效应的百分比， 则按极限状态设计的计算内力 为：基本组合:=1.4X 533.47 = 746.9 kN.m=1.4X 129.

19、7 = 181.6 kN版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and