4×20m 装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算书

1、目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231735724 摘要 PAGEREF _Toc231735724 h I HYPERLINK l _Toc231735725 Abstract PAGEREF _Toc231735725 h II HYPERLINK l _Toc231735726 第1章设计内容及构造布置 PAGEREF _Toc231735726 h 1 HYPERLINK l _Toc231735727 设计内容 PAGEREF _Toc231735727 h 1 HYPERLINK l _Toc231735728 方案比选 PAGEREF _To

2、c231735728 h 2 HYPERLINK l _Toc231735729 横截面布置5 HYPERLINK l _Toc231735731 1.4横隔梁的设置6 HYPERLINK l _Toc231735732 第2章主梁内力计算 PAGEREF _Toc231735732 h 7 HYPERLINK l _Toc231735733 恒载内力计算 PAGEREF _Toc231735733 h 7 HYPERLINK l _Toc231735734 活载内力计算9 HYPERLINK l _Toc231735735 2.3 弯矩组合16 HYPERLINK l _Toc2317357

3、35 2.4 剪力组合18 HYPERLINK l _Toc231735736 第3章配筋计算及布置24 HYPERLINK l _Toc231735737 设计数据及要求24 HYPERLINK l _Toc231735738 跨中截面的纵向受拉钢筋25 HYPERLINK l _Toc231735739 腹筋设计 PAGEREF _Toc231735739 h 26 HYPERLINK l _Toc231735740 第4章钢筋混凝土简支T梁的验算 PAGEREF _Toc231735740 h 37 HYPERLINK l _Toc231735741 正应力验算37 HYPERLINK

4、l _Toc231735742 裂缝宽度的验算38 HYPERLINK l _Toc231735743 梁夸中挠度的验算 PAGEREF _Toc231735743 h 39 HYPERLINK l _Toc231735744 第5章行车道板计算43 HYPERLINK l _Toc231735745 行车道板内力计算43 HYPERLINK l _Toc231735749 5.2截面设计配筋与强度验算45 HYPERLINK l _Toc231735751 第6章横隔梁内力计算与配筋计算47 HYPERLINK l _Toc231735752 横隔梁荷载计算 PAGEREF _Toc2317

5、35752 h 47 HYPERLINK l _Toc231735753 横梁内力影响线47 HYPERLINK l _Toc231735756 6.3横隔梁内力计算与组合50 HYPERLINK l _Toc231735757 横隔梁截面配筋与验算52 HYPERLINK l _Toc231735765 参考文献 PAGEREF _Toc231735765 h 56 HYPERLINK l _Toc231735766 致谢 PAGEREF _Toc231735766 h 57420m装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计计算专业年级： 学号：姓名： 指导教师： 摘要：混凝土是土木工程中用途最广，用量

6、最大的一种 HYPERLINK :/baike.baidu /view/348389.htm t _blank 建筑材料，按性能设计和制作混凝土，研制轻质，高强度，多功能的混凝土新品种。目前，混凝土被广泛的使用于各种中小跨度的桥梁中，而且大量采用混凝土将是未来桥梁开展的趋势。在本次毕业设计中，对目前在公路桥梁中经常使用的混凝土简支T型梁桥的设计做了全面的介绍，其中包括调研，外文资料的翻译，方案设计，结构计算以及施工图的绘制，并对混凝土梁桥的特点做了详细的介绍。在确定方案时，根据调研及查阅大量的资料，在此桥位上布置了装配式钢筋混凝土简支T梁桥, 预应力混凝土简支T梁桥, 钢筋混凝土箱型拱桥三种设

7、计方案，根据“平安，功能，经济，美观的原那么，对各种桥型的优缺点进行了比选，而装配式钢筋混凝土简支T梁桥,在此桥位上更具有竞争力，反映在工程造价比拟低，施工工期短，施工技术成熟，因此，最终选择了混凝土简支T梁桥为设计方案。 结构计算着重进行了上部结构的计算，包括截面尺寸的拟定，内力计算恒载内力，活载内力，内力组合，配筋设计，施工阶段和使用阶段的应力验算，承载能力极限状态强度验算，刚度验算，变形验算。通过本次毕业设计，进一步加深了我对桥梁以及混凝土的认识，深刻地理解桥梁设计的根本步骤和需要注意的问题。关键词： 装配式混凝土 T型梁桥 结构计算 设计方案 Fabricated reinforced

8、 concrete simply-supported T bridge design calculation specialty: civil number: name: teachers:Jia QiaoYanAbstract: Concrete is the most versatile of civil engineering ，One of the largest amount ofbuilding materials, Design and manufacture according to the performance of concrete, developed a lightw

9、eight, high strength, muti_function concrete new varieties. Nowdays, tstressed concrete is extensively used in various kinds of bridges with medium and small span ,and it will be a development trend in future to adopt the bridge of stressed concrete in a large amount.In this paper,I made an overall

10、introduction of the pre-stressed T-section concrete beam bridge which is ofen used among highway at present. Including investigation and research,translation,scheme design ,calculation of structure and drawing. According to the investigation, I give three schemes- Fabricated reinforced concrete simp

11、ly-supported T bridge, prestressed concrete simply-supported reinforced concrete box girder, T type arch bridge three designs, According to safe, function, economy, beautiful principle, advantages and disadvantages of various bridges than choose, And fabricated reinforced concrete simply-supported T

12、 girder bridge in the siting, more competitive, reflected in project cost is lower, construction period is short, construction technology is mature, Therefore, finally Chose concrete simply-supported T bridgeFor design. Focused on the structure calculation of the upper structure calculation, includi

13、ng section dimension, internal force calculation (worked by taking the internal force, internal live load combination), reinforcement design, construction stage and the stress checking use phase, carrying capacity limit state intensity, stiffness checking, deformation calculating checked. Through th

14、is graduation design, my understanding of stressed concrete are strengthened further，Understanding the basic steps and bridge design problems needing attention Keywords: Beamtocolumn concrete, T-section bridge ,steucture calculation ,construction design 设计内容及构造布置 设计内容1.1.1设计主要内容1、设计标准桥梁全长：80m标准跨径：20

15、.00m 设计时速：60 km/h设计荷载：公路II级河口间距： 75m 正交桥桥面净空：9m人行道1.0+7.0+1.0人行道桥梁平安等级为二级，环境条件为II类，计算收缩徐变时，考虑存梁期为60天设计洪水频率：1/100 不通航2、主要材料混凝土：主梁C40，桥面铺装C40钢筋：普通受力筋HRB335级或HRB400级，其他R235级。3、设计依据?公路桥涵设计通用标准?JTG D602004?公路钢筋混凝土桥涵设计标准?JTG D622004?公路桥涵设计手册?桥梁上册人民交通出版社2004.3根本计算数据表 表1名称工程符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度抗拉标准强度轴心

16、抗压设计强度抗拉设计强度fEcfckftkfcdftdMPaMPaMPaMPaMPaMPa405104材料容重钢筋混凝土沥青混凝土12kN/m3kN/m3 方案比选比选的标准比选的标准只要依据平安、功能、经济、与美观。其中以平安与经济为重。至于桥梁美观，要视经济与环境而定。1、平安平安的标准可以从行车平安、根底地质条件的平安与平安施工等几个方面考虑。行车平安主要通过桥面设置的布置来实现。根底地质条件应当真实，不要有虚假数据。2、功能桥梁的功能无非就是两个方面：一是跨越障碍河流、山谷或线路，二是承受荷载。在方安中，应选择传力路线直接、简捷的结构形式，以保障结构功能的施工3、经济评价一坐桥梁可以从

17、一下几个方面进行：造价、工期和养护维修。造价包括材料费、人工费和机械设备费。工期：一座桥梁建设工期的长短与造价有很大的关系，上下部构造的类型的桥梁，要求特种设备的新体系的工期也长；非就地取材的桥型，不仅造价高，而且工期长；采用脚手架施工的工期长。而且有水毁之虞。都需一一加以考虑。在桥梁规定使用期限内经常维修费用的多少需要考虑，混凝土桥的养护和维护费用要比刚桥低的多。4、美观桥梁建筑是技术与艺术的结晶。一座美丽的桥梁，实际必须考虑本身造型的美观，还须与周遍环境相协调，使能成为当地优美的景点，受到人们的的欣赏。也可以成为当地的典型建筑标志。5、施工选择的桥型要能采用先进的施工方法。并考虑施工单位的

18、施工能力和机械设备。在一般的情况下选择简便熟悉可靠的施工方案。有时如需要用新的技术，应对其优点和缺乏之处进行比拟。方案根据材料，可以初步拟定以下几种方案。1、420m装配式钢筋混凝土简支T梁桥2、25m+30m+25m预应力混凝土简支T梁桥3、240m钢筋混凝土箱型拱桥方案一：420m装配式钢筋混凝土简支T梁桥装配式钢筋混凝土简支T梁桥是使用最为普遍的机构形式，其优点是制造简单，整体性好，接头也方便。它属于静定结构，桥面平整度较好，使用阶段易于养护，养护经费较低。钢筋混领土T型梁桥混凝土标号不宜低于15号，当采用II、III级钢筋时不宜低于20号。混凝土简支T梁桥通常跨径不大，经济合理跨径25

19、米T梁以下，材料简单，技术成熟，易于工厂化施工，受力明确、构造简单、施工方便等优点。方案二：25m+30m+25m预应力混凝土简支T梁桥适用于跨度相对较大的桥梁，承载力较大，混凝土收缩徐变及温度变化等因素都不会对结构产生内力，其受力明确，当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和结构相同时，更能加快全桥施工进度，以获得经济效益。带挂梁的T型刚构桥，除需要悬臂施工法施工用的机具设备外，还需要有预制和安装挂梁的设备。另外，结构布置以每个T构单元与两侧配等长的挂梁最为简单合理，以利于安装悬臂受力的T构承受的全是负弯矩，上缘受拉，因而配筋比拟简单。方案三：240m钢筋混凝土箱型拱桥拱桥是我国公路上使用较广泛的一种

20、桥型。拱桥与梁桥的区别不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有较大的差异。由力学知，梁式桥结构在竖向荷载作用下，支撑处仅产生竖向支撑反力，而拱式结构在竖向荷载作用下，两端支撑处除了有竖向支撑反力外，还有水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯的应力相比，较为均匀。因此拱式结构可以充分利用主孔截面材料强度，使跨越能力增大。拱桥上部结构由主孔圈和拱上建筑组成，主拱圈是拱桥的主要承重结构，拱桥的下部结构由桥墩、桥台及根底组成，用以支承桥跨结构，将桥跨结构的荷载传至地基。现在从以下几个方面分别来分析选定梁桥图式 三种方案比选表 表2桥型

21、420m装配式钢筋混凝土简支T梁桥25m+30m+25m预应力混凝土简支T梁桥240m钢筋混凝土箱型拱桥施工技术水平技术成熟，施工工艺成熟，所需设备较少，占用施工场地较小，梁体块件和下部结构的施工可以同时进行，和方案二相同可以缩短工期。技术较先进，工艺要求较严格，主桥上部结构比第一方案多一套挂梁的安装设备，梁体块件的预制和下部结构的施工可以同时进行，拼装成桥的速度较现浇快，可显著缩短工期。施工场地大,可以采用预制箱拱无支架吊装或有支架现场浇筑等施工方法。假设采用无支架施工时，箱拱可分段预制，其方法可参考有关资料。当吊装能力很大时，可以采用封闭式拱箱，减少施工步过程，增加整体稳定性。环境方面由于

22、此处的地理条件限制，木材较为稀缺。此外这三种桥型外观都很美观，与周围的环境都比拟协调。使用效果受力不如超静定结构好。桥面平整度易受悬臂挠度影响，行车条件稍差。主桥每孔有两道伸缩缝，养护较麻烦，材料来源充足，本钱较低。属于静定结构，受力不如超静定结构好。桥面平整度易受悬臂挠度影响，行车条件稍差。主桥每孔有两道伸缩缝，养护较麻烦。拱的承载潜力大。但是伸缩缝多，养护较麻烦，纵坡较大，土方量较大。经济技术造价比简支T梁桥与钢筋混凝土箱型拱桥，虽然简直T梁桥墩刚度较大，但是可以节省昂贵的支座，尽管在钢材，木材两个方面前者的费用比后者略多，但是前者综合费用却比后者经济。另外简支T梁桥受力是长悬臂体系，全跨

23、以承受负弯矩为主，预应力钢筋布置在桥的顶面上，极大地方便了施工。钢筋混凝土箱型拱桥虽然造价最低，但是需要使用大量的木材，劳动力，工期也较前两者长。装配式钢筋混凝土简支T梁桥与预应力混凝土简支简支T梁相比主要造价低，施工较为简单另外就是叫经济。在方案的拟订过程中，还有两个很主要的因素，那就是工期很紧与经济。需要尽早使其投入使用，对于第三方案，虽然在一些指标上略优于第一和第二方案，但是对于第一和第二方案，采用悬臂拼装，梁体块件的预制和下部结构的施工可以同时进行，拼装成桥的速度较现浇快，可显著缩短工期；块件在预制厂内集中预制，质量较易保证；梁体塑性变小，可减小预应力损失；施工不受气候影响；在施工中，

24、机械化程度高，施工机具简单，施工速度快，省时，省工，在造价和行车方面稍逊一点，对于第一和第二方案主要考虑经济和复杂方面，第一方案叫为简单明确，第二方案跨度稍比第一方案跨度大，因本设计河口间距为75m左右所以选择第一方案为优，经过综合比拟，决定选定第一方案。 横截面布置主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。主梁翼板宽度设计为1800mm，桥宽为： 7.00m行车道+2.00m人行道9.00m。桥梁横向布置选用5片主梁如图1-1所示。图1-1 横断面结构尺寸尺寸单位：mm 图 1-2 半纵剖面结构

25、尺寸图 尺寸单位：mm主梁跨中截面主要尺寸拟定主梁高度混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比约在1/111/18之间，标准设计中高跨比约在1/111/12。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量不多。综上所述，本设计中取用1700mm的主梁高度是比拟适宜的。主梁截面细部尺寸 T梁翼板的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抗压强度的要求。本设计T梁的翼板厚度取用120mm。 图 1-3 T梁截面尺寸尺寸单位：mm 在混凝土梁中腹板内主拉应力应较小，腹板厚度一般由布置预制

26、孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定要求出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，且在160200mm之间。本设计腹板厚度取200m。尺寸根本由布置的需要确定，设计实践说明，考虑到主梁需要配置较多的钢筋可以布置T梁故可以不设马蹄尺寸， 图1-3 跨中截面尺寸图尺寸单位mm按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出制梁的跨中截面布置图，如图1-3所示。横隔梁的设置模型试验结果说明，主梁在荷载作用位置的弯矩横向分布，在当该位置有横隔梁时比拟均匀，否那么主梁弯矩较大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中位置设置一道中横隔梁；当跨度较大时，还应在其他位置设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点、四分点和支点

27、处共设置4道横隔梁，其间距为4.875m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部180mm，下部160mm；中横隔梁高度为1300mm，厚度为上部180mm，下部160mm。详见图1-2所示。主梁内力计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得主梁各控制截面一般取跨中、四分点和支点截面的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。 恒载内力计算恒载集度梁自重：主梁：梁自重 g(1)边横隔梁： g(2)kN/m中横隔梁： g(3)=2桥面铺装层 g(4)5栏杆和人行道g(5)=525=2kN/m合计：对于边主梁：g= g(1) +g(2)+ g(4)+

28、g(5)=24.107 kN/m 对于边主梁：g kN/m恒载内力如图2-1所示，设x为计算截面离左支座的距离，并令=x/l。 图2-1 恒载内力计算图 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： ； 恒载内力计算见表3。 1号梁恒载内力 表3跨中四分点支点一期弯矩kNm1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(122.22)235.04(244.43)弯矩kNm1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(122.22)235.04(244.43)注：括号内值代表中主梁内力 活载内力计算荷载横向分布系数计算跨中的荷

29、载横向分布系数mc 本桥梁跨内设三道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可以按刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc求中主梁截面中心位置X和抗弯惯性矩I为X=I=(18020) 14+(18020) 1420170+2017054.02cm4=18864679.97 cm42) 计算主梁抗扭惯矩IT对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：IT=式中：bi和ti相应为单个矩形截面的宽度和高度； ci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;图2-2 IT计算图式尺寸单位：mmIT 计 算 表 表4分块名称bi(cm

30、)ti(cm)bi/ ticiIT= ci bi ti3(m4)翼缘板1801410-3腹板156201410-310-33) 计算抗扭修正系数此设计中主梁的间距相同，同时将主梁近似看成等截面，那么得：式中：G=0.4E；l=19.5m；IT10-34；a1=3.6m;a2=1.80m；a3=0m；a4=1.80m；a5=3.60m ；Ii=18864679.97cm。计算得：=0.9457。4) 按刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：式中：n=6；=32.4m2。 计算所得的ij值列于表5内。横向分布系数表 表 5梁号i1i2i3i4i5123 5) 计算荷载横向分布系数,绘制横向线分布影响线

31、如图6所示，求出个点对应的横向分布系数。 根据最不利荷载位置分别进行布荷载时，汽车荷载与人行道边缘距离不应小于0.5m，人群荷载为3KN/m 图 2-3 跨中的横向分布系数mc计算图式尺寸单位：mm各主梁的分布系数：汽车荷载： m1cq = m2cq=+0.2633+0.1947+0.1000= m3cq=人群荷载： m1cr=0.6201 m2cr= m3cr 2、支点截面的荷载横向分布系数mc. 图 2-4支点横向分布系数M0 计算图 (尺寸单位：mm) 汽车荷载：m1oq = 0.6667 =0.3333 m2oq= 1=0.5000 m3oq= (1.000+0.2783) =0.63

32、92 人群荷载 m1or=1.2222 m1oq =0 m1oq =0 荷载横向分布系数沿跨径变化在活载内力计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯矩时，采用全跨统一的横向分布系数mc，鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也不按mc来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到L/4之间，横向分布系数用mo与mc值直线插入，其余区段均取mc值。冲击系数：简支梁桥基频 的计算公式为： ， 式中 结构的计算跨径m； E结构材料的弹性模量N/m2； Ic结构跨中截面的截面惯性

33、矩m4； mc结构跨中处的单位长度质量kg/m； G结构跨中处延米结构重力kN/m； g重力加速度，g=9.81m/s2。225=13.75kN/m；mc103 Ns2/m2；1010N/m；=29.3m；ICm4； Hz，1.5Hz 14Hz，那么：1+折减系数：横向布置车道数为2，双车道不折减，故=1。由于桥梁的计算跨径小于150m，不考虑计算荷载效应的纵向折减。因此，本桥梁的折减系数为 =1。公路级车道荷载的均布荷载标准值为qk 0.75kN/m。集中荷载标准值随计算跨径而变，当计算跨径小于或等于5m时，为Pk =180kN；计算跨径等于或大于50m时，为Pk =360kN；计算跨径在5

34、50m之间时，值采用直线内插求得。因此：qk ； 计算剪力时： 对于汽车荷载，应将集中荷载直接布置在内力影响线数值最大的位置，其计算公式为： 式中 S由汽车荷载产生的弯矩或剪力标准值； 1+汽车荷载的冲击系数； 汽车荷载横向分布系数，本设计为二车道布载控制设计，横向折减系数为； Pk汽车车道荷载中的集中荷载标准值； qk汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值； A弯矩、剪力影响线的面积； mi沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数； yi沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。1、跨中截面汽车荷载图2-6 跨中截面汽车荷载内力影响线如图8所示，=4.875m ；AM=m2 ； m ；m2

35、 。2、L/4截面汽车荷载图2-7 L/4截面汽车荷载内力影响线如图2-7所示，m ；m2 ； m ；m2 。3、支点截面汽车荷载图 2-8 支点截面汽车荷载内力影响线如图2-8所示，m ；2 。2.3 弯矩组合 永久效应计算表永久效应计算表 表6梁号M(KN/m)M(KN/m)Q0(KN)qq.qq.qq.157243可变作用弯矩效应计算 公路级车道荷载产生的弯矩计算 表7梁号内力 (kN/m)(KN/m)Y(m)MKN/m1MM2M424.011M3MM 人群荷载产生的弯矩 表8梁号内力q人(kN/m)MKN/m1MM2MM3MM 永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为 永久荷载作用分

36、项系数：rGi 永久荷载作用分布系数：rQi 人群荷载作用分项系数：rQj=1.4 根本公式：式中ro c 弯矩根本组合计算表 表9梁号内力永久荷载汽车荷载人群荷载弯矩根本组合值1MM072MM3MM 剪力组合在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数沿桥跨方向变化影响跨中截面剪力Q1/2 但是计算Q=+Yk 跨中计算剪力结果如下表 表10梁号内力 (kN/m)(KN/m)YkQKN/m1Q1/22Q1/23Q1/2 人群荷载产生的跨中剪力计算表 表11梁号内力 (kN/m)剪力效应KN1Q1/232Q1/233Q1/23支点处截面剪力QO的计算 支点建立效应横向分布系数的取值为： 支点处用

37、杠杆原理法球的 L/43L/4段为跨中荷载的横向分布系数 支点到L/4及3L/4到另一支点段在和1之间按照直线规律变化 图 2-9 汽车荷载作用沿跨度分布规律梁端剪力效应计算：汽车荷载作用及横向分布系数取值如上图1号梁：QO1(0.3333)2号梁：QO20. 4577+(0.4577)+0. 45773号梁：QO3+(063920.4000)+人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见以下图 2-10 图 2-10 人群荷载作用沿跨度分布规律1号梁：QO1=3+0.62013+0.620132号梁：QO1=0. 4107330.33号梁：QO1=333剪力效应根本组合： 根本组合公式为：ro

38、Sud=ro(rGiSGiK+rQiSQik+crQjSQjk)V0 剪力效应根本组合表 表12梁号内力永久荷载汽车人群根本组合1V0V1/202V0V1/203V0V1/20配筋计算及布置 设计数据级要求梁体采用C40混凝土，轴心抗压强度设计值，主筋采用HRB335，抗拉强度，箍筋采用RR235钢筋直径8mm，抗拉强度设计值. 图3-1 20m钢筋混凝土简支梁尺寸尺寸单位：mm 简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为：跨中截面：， L/4跨截面：支点截面：， 跨中截面的纵向受拉钢筋计算 跨T形截面梁受压翼板的有效宽度 翼板平均厚度.可得到 相邻两主梁的平均间距 钢筋数量计算 钢筋数

39、量跨中截面计算及截面复核 1、截面设计1因采用的是焊接钢筋架，故设 ，有效高度2 判别T形截面类型 故属于第一类T行截面 由公式 X=53.5mm0.18%且小于1/2h=850和400mm=100mm，此后弯起钢筋及斜筋设计射焊接架立钢筋RHB3350)为22，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离为弯起钢筋的弯起点为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排起点钢筋弯起的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要计算弯起钢筋上，下弯起点之间垂直距离现拟弯起N1N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离，分配的剪力计算

40、值，所需要的弯起钢筋面积值列入表13 根据公路桥规规定，简支梁第一排弯起钢筋对支座而言的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时为 弯起钢筋计算表 表13弯起点12345mm15251490146214421422距支座中心距离mm15253015447759177339分配计算剪力值需要的弯筋面积12841098687284可提供的弯筋面积16081608509509弯筋与梁轴交点到支座中心距离7642259378952891.5)=1525弯起钢筋弯起角为，那么第一排钢筋的弯起点1距支座中心距离为1525mm，弯筋与梁纵轴线交点1.5)=764mm由上图按比例可求得分配给弯起钢筋的计算剪力值和

41、弯起钢筋长度4655mm 求得=1098mm，同理可求得其他表格内数值。 由表可知，原拟定弯起N1钢筋的弯起点距支座中心距离为7339mm，已大于4655+h/2，即在欲设弯起钢筋区域之外，故暂不参加弯起钢筋的计算。按计算剪力初步布置钢筋如图3-4 图3-4 梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图尺寸单位;mm;弯矩单位：KN.M现在按照同时满足梁跨间各正截面抗弯要求，确定弯起钢筋的弯起位置。由跨中截面弯矩计算值支点中心处按公式做出梁的计算弯矩包络图。在L/4截面处，因x=4.875m,L=19.5m,那么弯矩计算值为 与值相比，两者误差为1%，故用上述公式描述简支梁弯矩包络图是可行的。 各排弯起钢筋弯起

42、后，相应正截面抗弯承载力计算如表 表14两区段截面纵筋有效高度T形界面类别受压区高度抗弯承载力支座中心1点2321647第一类141点2点4321629第一类272点3点6321611第一类413点4点632+2181606第一类454点N1钢筋截断处632+4181601第一类49N1钢筋截断处梁跨中6326181596第一类54将上表的正截面抗弯承载力在图3-3上用个平行直线表示出来，他们与弯矩包络图的交点分别为i jq。一各值入式可求得i jq到跨中截面距离x值求得同理可求得，现在以图中所示弯起钢筋起点位置来逐个检验是否满?公路桥规?的要求。 第一排弯起钢筋2N5其充分利用点“m的坐标x

43、=6646mm，而2N5的弯起点1的横坐标，说明1点位于m点左边，且，满足要求。 其不需要点n的横坐标x=8263mm，而2N5钢筋与梁中轴线交点的横坐标，满足要求。 第二排弯起钢筋2N4其充分利用点“m的坐标x=4351mm，而2N4的弯起点2的横坐，且，满足要求。其不需要点m的横坐标x=6646mm，而2N4钢筋与梁中轴线交点的横坐标，满足要求。 第三排弯起钢筋2N3其充分利用点“k的坐标x=3697mm，而2N3的弯起点3的横坐，且，满足要求。其不需要点L的横坐标x=4351mm，而2N3钢筋与梁中轴线交点的横坐标，满足要求。 第四排弯起钢筋2N2其充分利用点“j的坐标x=2581mm，

44、而2N2的弯起点4的横坐，且，满足要求。其不需要点k的横坐标x=3697mm，而2N2钢筋与梁中轴线交点的横坐标，满足要求。由上述检验结果可知图3-4所示弯起形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起点位置，在满足标准对弯起筋弯起点要求前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋之间，增设直径为18mm的斜筋，图3-5即为调整后主梁弯起钢筋，斜筋的布置图。 图 3-5 弯起钢筋和斜筋设计布置图单位尺寸：mm斜截面抗剪承载力的复核 对于钢筋混凝土简支梁斜截面抗弯承载力的复核，按照?公路桥规?关于复核截面位置和复核方法的要求逐一进行。本例以距支座中心h/2处斜截面剪力复核选

45、定斜截面顶部位置由图3-5可得到距支座中心为h/2处截面的横坐标x=9750-850=8900mm,正截面有效刚度，那么得到选择的斜截面顶部位置A图3-6其横坐标x=8900-1647=7253mm 斜截面抗剪承载力复核 A处正截面上的剪力及相应的弯矩计算如下A处正截面有效高度=1629mm=1.629m主筋为432那么实际广义剪跨比m及斜截面投影长度c分别为 图 3-6 距支座中心h/2处斜截面抗弯承载力计算图式图3-6 斜截面虚线表示斜角 ，斜截面内总想受力主筋有2322N6相应的主筋配筋率P为箍筋的配筋率取=250mm时为与斜截面相交的弯起钢筋有2N5,2N4,斜筋有2N7 按公式=94

46、6故距支座中心为h/2处的斜截面抗剪承载力满足设计要求。钢筋混凝土简支T梁的验算正应力验算梁跨中截面的换算截面惯性矩计算根据?公路桥规?规定计算得到梁受压翼板的有效宽度为=1800mm，而受压翼板平均厚度为140mm有效高度由公式得到x=247.3mm. =123mm故为第二类T形截面这时：换算截面受压区高度x应由公式 =按公式计算开裂截面的换算截面惯性距为 正应力验算吊装时动力系数为1.2起点时主梁超重那么跨中截面计算弯矩为由公式算得受压区混凝土边缘正应力由公式 最下面一层钢筋232重心受压边缘高度那么钢筋应力为4.2 裂缝宽度的验算带肋钢筋系数.0荷载短期效应组合弯矩计算值为= 88.42

47、=18荷载长期效应组合弯矩计算值为 系数系数非板式受弯构件钢筋效应换算直径d的计算因为受拉区不同的钢筋直径；按公式求得d应取用换算直径，那么可得到纵向受拉钢筋配钢筋率的计算最大裂缝宽度由公式 满足要求梁跨中挠度是验算 在进行梁变形计算时，应取梁与相邻梁横向连接后截面的全宽度受压翼板的计算，即，而=123mm由公式得到x=247.3mm. =123mm故为第二类T形截面这时：换算截面受压区高度x应由公式 =按公式计算开裂截面的换算截面惯性距为 T梁的全截面换算截面面积为受压区高度x为全截面换算惯性矩为为 计算开裂构件的抗弯刚度全截面抗弯刚度开裂截面抗弯刚度全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗距为

48、全截面换算截面的面积距为 塑形影响系数为开裂弯矩开裂构件的抗弯刚度为受弯构件跨中界面处的长期挠度值短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值机构自重作用下跨中截面弯矩标准值，对c40混凝土，挠度长期增长系数受拉构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为在机构自重作用下跨中截面的长期挠度值为那么按可变荷载频遇值计算的长期挠度值符合?公路桥规?的要求预拱度设置 在荷载短期效应组合并考虑荷载长效应影响下梁跨中处产生的长期挠度为mm,故跨中截面需要设置预拱度。 根据?公路桥规?对预拱度设置的规定，由公式得到梁跨中截面处的预拱度为=行车道板计算由于主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固定和

49、中间铰接的板计算，如图 5-1 图 5-1:.1 每延米板上的恒载g: 沥青混凝土面层：g10 水泥混凝土垫层：g2 T形梁翼缘板自重：每延米跨宽板的恒载总计：5.1.2 永久荷载效应计算： 弯矩：=02.598 kNm剪力：2=6.496 kN5.1.3 可变荷载效应 公路级：以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利位置，此时两边的悬臂板个承受一半的车轮荷载如图5-2所示，后轴作用为P=140KN，由?公路桥规?查得车辆荷载后车轮着地宽度及长度分别为 =0.2m, 图 5-2沿着行车方向轮压分布宽度为：垂直行车方向轮压分布宽度为： 荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：单轮时：局部加载冲击系数1+那么

50、作用于每延米宽板条的弯矩为： 单轮时： 取两者中的最不利情况，那么 作用于每延米宽板条上的剪力为; 5.1.4作用效应组合承载能力极限状态内力组合计算： 根本组合： 正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合：截面设计配筋与强度验算 悬臂板根部高度h=16cm，净保护层a=2mm,假设选用12钢筋，那么有效高度 验算按?公路桥规?规定 查有关板宽1m内钢筋截面与间距表：中选用12钢筋时需要钢筋间距为15mm时图5-3所示提供的钢筋截面面积为 图 5-3按?公路桥规?规定矩形截面受弯起构件的截面尺寸符合以下要求。即 ，满足要求按?公路桥规?规定 = 故不需要进行斜筋截面抗弯承载力计算仅按构造要求

51、配置箍筋板内分布钢筋用8间距取25cm.承载能力验算 横隔梁内力计算与配筋计算 横隔梁荷载计算确定作用在跨中横梁受力最大，通常只计算跨中横梁的作用效应，其余横梁可依据跨中横梁偏平安地选用相同的截面尺寸和配筋。桥梁机构的局部加载计算应采用车辆荷载，图6-1为跨中横梁纵向最不利荷载布置。 图6-1 跨中横梁的最不利受载图式纵向行车轮和人群荷载对跨中横梁的计算荷载为：汽车：跨中横梁受力影响线的面积 =1/2(2) 1=4.875人群荷载：=3内力影响线一般横梁弯矩在靠近桥中线的截面较大，而剪力那么在两边缘处的截面较大。因此图6-2所示的跨中横梁，此题取A-A(2,3号梁中点)，B-B靠近3号主梁两个

52、截面计算横梁的弯矩，取1号梁主梁右侧C-C截面和2号主梁右侧D-D截面计算剪力。此题采用修正的刚性横梁法计算横梁作用效应，下面先做出作用效应影响线。 图 6-2 跨中横梁作用效应影响线图式尺寸单位cm弯矩影响线.1计算公式：如图3-2所示，在桥梁跨中当单位荷载P=1作用在j号梁上时，i号梁轴所受的作用为竖向力ij考虑主梁抗扭于是，由平衡条件就可以写出A截面的弯矩计算公式。当P=1作用在截面A-A的左侧时 式中i号梁轴到A-A截面的距离单位荷载P=1作用位置到A-A截面的距离当P=1作用在截面A-A的左侧时，同理可得.2计算弯矩影响线值:在前面已计算出横向影响线竖标值见表五，得到A截面的弯矩影响线可计算如下;当p=1作用在1号梁轴上时： 3当p=1作用在2号梁轴上时： 当p=1作用在3号梁轴上时： 当p=1作用在4号梁轴上时： 当p=1作用在5号梁轴上时：根据上面五点坐标及A-A截面的位置，可以作出影响线，同理，影响线计算如下：根据上面计算的五点坐标及B-B截面位置，可以作出影响线剪力影响线.1 1号主梁右截面的剪力影响线计算：当P=1作用在计算截面以右时：=，即为1号梁的荷载横向影响线。 当P=1作用在计算截面以左时：，图6-2绘制的影响线2号梁右截面的剪力影响线计算 当P=1作用在计算截面以右时：=+ 当P=1作用在4号梁轴上时： 当P=1作用在5号梁轴上时： 当P=1作用