《t梁结构设计》doc版.doc

1、t 梁结构设计 doc 版t 梁结构设计 doc 版 3.2 结构尺寸 3.2.1 横断面的布置 依据公路桥涵设计通用规范主梁间距为 2.0 米，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，由桥面净宽确定为 9 片梁。3.2.2 主梁尺寸拟定(1) 主梁高度 预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在1/15 1/25 之间，当建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案，可以节省预应力钢束用量。对于跨径 25 米的简支梁取用 150 厘米梁高是比较合理的。选用 150 厘米梁高时，计算跨径为24.12 米，高跨比为1.50/24.12=1/16 。1/16 位于 1/151/25 之间，符合要求。(2

2、) T 梁翼板厚度 T 梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受 压的强度要求。本设计预制 T 梁翼板厚度取用150mm ，翼板根部加厚到250mm 以抵抗翼缘根部较大弯矩。(3) 主梁腹板的厚度在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板的厚度主要由预应力钢束的孔道设置方式决 定，同时从腹腔板的稳定出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，故取用腹板厚度为14 厘米。在跨中区段，钢束主要布置在梁的下缘，以形成较大的内力偶臂， 故在梁腹板下设置马蹄，以利数量较多的钢束布置。 设计实践表明， 马蹄面积与截面总面积以10% 20% 为宜。设置马蹄宽 30 厘

3、米，高 18 厘米，则马蹄与截面积之比为10.4%，位于 10% 20% 之间，符合要求。(4) 横截面沿跨长度变化横截面沿跨长度变化主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求，以及锚具布置的要求，故为 配合钢束的弯起而从六分点开始向支点逐渐抬高，同时腹板的宽度逐渐加厚，在距梁端一倍梁高范围内（150 厘米）将腹板加厚与马蹄同宽。(5) 横隔梁的设置为增加各主梁的横向联系，使各主梁在载荷作用下的受力均匀，本设计共设置7 道横隔梁。考虑施工方便和钢束布置，端横隔梁与梁同高，中横隔梁高 132mm ，厚度为 16cm。图 3-1 结构尺寸图 （ mm） 图 3-2 T 梁各截面图示(6) 主梁几何特性计算

4、见下表表 3-2 跨中截面几何特性计算表（小毛截面） 分块名称 分块面积形心距上缘距离 分块面积 分块面积对上缘净矩 分块面积自重惯性矩 分块面积对截 面 形 心 惯 性 矩 翼 板 7.5 2250 16875 42187.5 37.953240455.633282643.13三 角 承 托 18.33368012466.443777.78 27.12 500136.19 503913.97 腹 板 73.5 1638 1187551868548.5 27.051198528.70 3067077.2下三角1289612288768 82.55624192.24624960.24马 蹄 14

5、15407614014580 95.554930093.354944673.35 5204236524.44 12423267.90 表 3-2 跨中截面几何特性计算表 （大毛截面） 分块名称 分块面积形心距上缘距离分块面积 分块面积对上缘净矩分块面积自重惯性矩分块面积对截面 形心惯性矩翼 板 7.5 300022500 5625033.17 33007473356997三 角 承 托 18.33368012466.443777.7822.34339280.3 343058腹板 73.5 1638 118755 1868548.5 31.8316595383528086下 三 角1289612

6、288768 87.33732146.8732914.8马 蹄 141 5407614014580 100.335435699 5450297 5954 242149.44 1341133注5：（ cm） （ cm） 上核心距： 下核心距：截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。3.3 主梁内力计算3.3.1 永久作用效应计算3.3.1.1 永久作用集度 (1) 预制梁自重（第一期永久作用）1)跨中截面段 主 梁 自 重 （ 六 分 点 截 面 至 跨 中 截 面 ， 长 8.04米 ） G(1)=0.5204×25×8.04=104.60（ KN ） 2)马

7、蹄抬高与腹板变宽 段 梁 自 重 （ 长2.94米 ）G(2)=(0.69 0.5204) ×2.94 ×25÷2=19.47(KN)3)支 点 段 梁 的 自 重 G(3)=0.69 ×25×1.5=25.88(KN)4) 边主梁的横隔梁内横隔梁体积：0.16 ×（ 1.32 ×1.5-0.5204+0.054 ）=0.2422 m3 端横隔梁体积：0.16 ×（ 1.35 ×1.5-0.69） =0.2136 m3 故半跨内横梁重力为：G(4)=(2.50×.2422 1×0.21

8、36) ×25=20.48（KN ） 5) 预制梁永久作用集度g1=（ 104.60+19.47+25.88+20.48 ）/12.48=13.66（ KN/m ） (2) 二期永久作用1) 现浇 T 梁翼板集度 =0.15×0.6 ×25=2.25 （ KN/m ） 2) 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇） 体积 0.16 ×0.25 ×1.32=0.0528 m3 一片端横隔梁（现浇） 体积 0.16×0.5 ×1.35=0.108 m3 =(5 ×0.0528+2×0.108)×25/

9、24.96=0.4808（ KN/m ） 3) 桥面铺装 8cm 厚混凝土铺装 : 0.08 ×(2 ×1.5+15) ×24=34.56(KN/m）5cm厚 沥 青 铺 装 :0.05 ×18×23=20.7(KN/m ） 将桥面铺装均摊给9 片主梁 =（ 34.56+20.7 ） /9=6.14（ KN/m ） 4) 栏杆 一侧人行栏：1.52 KN/m若将两侧人行栏均摊给9 片主梁，则：=1.52 ×2/9=0.34（ KN/m ） 5) 边梁二期永久作用集度：=2.25+0.4808+6.14+0.34=9.2108 （ KN

10、/m ） 3.3.1.2 永久作用效应 图 3-3 恒载内力计算图如图 3-3 所示：设 x 为计算截面离左支座的距离，令a=x/l ，则 永久作用效应计算见表 3-3 所示：表 3-3 永久作用效应（1）计算表计算数据L=24.12 L2=581.77m2项目 跨中 1/4 跨 变化点 1/4 跨 变化点 支点 a 0.5 0.25 0.106 0.25 0.106 0 1/2a×（ 1× a） 0.125 0.09380.0474 1/2 ×（ 1 2a） 0. 25 0.394 0.5 第一期恒载13.66993.38745.43376.6982.37129

11、.81164.74第 二 期 恒 载9.2108 669.83 502.64 254.00 55.54 87.53 110.08 3.3.2可变作用效应计算 3.3.2.1 冲击系数和车道折减系数按公路桥涵设计规范第4.3.2 条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此首先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算： 其中：根据本桥的基频，可计算出汽车荷载得冲击系数为：按公路工程技术标准规定,本桥为四车道，计算可变作用效应计算时需要进行车道折减，3.3.2.2 主梁的荷载横向分布系数(1) 跨中荷载横向系数桥跨内设置7 道横隔梁具有可靠横向联系，故可按修正刚性横梁法绘制横向影响线, 并

12、计算横向分布系数mc。1) 计算主梁抗扭惯矩对于 T 形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：式中：和- 相应为单个矩形截面的宽度和厚度；矩形截面抗扭刚度系数； m- 梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：马蹄部分的换算平均厚度：表 3-4 计算表 分块名称 （ cm） （ cm） 翼缘板 150 20 0.13 0.306 3.403腹板 106.5 14 0.13 0.306 0.8942马蹄30 24 0.80 0.171 0.7091 4.2013 2)计算抗扭修正系数设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则有： 式中：G=0.4E;l=24.12m;=9

13、0.0042013=0.0378117 ， 计算得 =0.9777 3)按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：式中， n=9, 计算所得值列于表 3-5 表 3-5 计算表 梁号 1 80.3718 0.0459 -0.0193-0.0844-0.14962 6 0.3067 0.06220.0133-0.0355-0.0844340.24150.07850.04590.0133-0.0193 4 2 0.1763 0.0948 0.0785 0.0622 0.0459 5 0 0.11110.1111 0.1111 0.1111 0.1111 4)计算荷载横向分布系数1 号梁得横向影响线和最不