装配式混凝土简支形梁桥内力计算与设计

山东交通学院桥梁工程课程设计山东交通学院桥梁工程课程设计第26页共27页山东交通学院桥梁工程课程设计创建时间：CREATEDATE\@"yyyy-M-dH:mm:ss"2010-6-188:32:00第1页共27页题目装配式混凝土简支T形梁桥内力计算与设计桥梁工程课程设计指导书一、设计内容及要求ContentAndRequirementofDesign1．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。InternationalCalculationofBridgeDeck:ComputeTheDesignInternalForceofHingedCantileverBridgeDeckWithTBeam2．主梁内力计算CalculationofInternalForce（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。CalculationOfFLoadTransverseDistributionCoefficient

CalculationByMeansOfLeverPrincipleMethod（2）用“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。CalculationofFLoadTransverseDistributionCoefficient

CalculationByMeansOftheEccentricCompressionMethod（3）计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。ComputeTheBendingMomentAndShearForceinTheCenteroftheMiddleofSpanAndShearForceatSupportedPoint（5）进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图并进行配筋计算。CombineInternationalForceAndDrawTheBendingMomentAndShearForceEnvelopeandcomputesteelbar.3．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）。CalculationOfDeflectionAndCamber:ComputeDeflectionInTheMiddleOfSpanAndConsiderSettingCamberOrNot设计完成后提交的文件和图表1．设计说明书按照学校下发的课程设计规范要求，完成计算书的编排工作，特别注意格式的要求（统一用A4打印纸书写或打印，每页加页码编号）。2．图纸图纸绘制：(A3图纸或坐标纸，可用CAD绘制)图一（桥梁总体布置图）：绘出平、纵、横三个视图。已知三跨简支梁桥面连续，采用桩柱式桥墩、U形桥台。各跨的主梁横断面和纵断面布置附图所示，桥墩、桥台和基础的尺寸自行拟定。图二（主梁一般构造图）：主梁各部分的构造。另：计算中所用到的插图在计算书中绘制即可，必要时，可另绘图纸。三、进度安排第一天：拟定全桥尺寸，绘草图；桥面板内力计算第二天：主梁荷载横向分布系数计算第三天：主梁恒载内力、活载内力计算、主梁内力组合第四天：横梁内力计算、主梁挠度和预拱度计算第五天：图纸绘制、设计计算书的整理，设计考核，成绩评定。四、主要参考资料1．高等学校教材《桥梁工程》（上册）范立础主编2．高等学校教材《桥梁工程》姚玲森主编3．《公路桥涵设计手册—拱桥》上册1994年4．《公路通用桥涵设计规范》(JTGD60-2004)一、尺寸拟定进行主梁布置Dimensionsaredecoratedworkedgirder标准跨境Lb=20.00mStandardcross-borderLb=20.00m主梁：取高跨比为Main:depth-spanratiofor∴h==1.5m(梁高)取梁肋宽为：b=18cmTakebeamwidthofribb=18cm翼缘板宽度：比主梁中距小2cm，本桥采用主梁间距为1.60m的主梁式设计，翼缘板宽为158cmFlangewidth:fromsmall2cmgirderthaninthisbridgegirderbythespacingfor1.60m,flangegirderdesign158cmwideplate翼缘板厚度：翼缘板与梁肋衔接处的厚度应不小于梁高度的∴1.5=0.125m取b中=15cmb 边=8cmFlangeplatethickness:flangeplateandthethicknessoftheribcohesion.Smallshouldload∴1.5=0.125m横隔梁：Thecentromeresbeam:梁高Highbeam：h=主==0.9m梁肋宽度Beamwidthoftherib：b上=16cmb下=15cm设两端横隔梁、三个中横隔梁、端横隔梁距支点处为0.05mSettheisolationendsinthreehorizontalbeam,thebeam,theisolationfromeverybeamis0.05.Fulcrum∴横隔梁间距为=4.35m二、恒载内力计算及荷载横向分布系数计算Theinternalforcecalculationandloadtransversedistributioncoefficientcalculation1、恒载集度Thecollection主梁：横隔梁：对于边主梁：Forgirder对于中主梁：Formiddlegirder桥面铺装层：Bridgedeckpavement栏杆和人行道：Railandsidewalks:作用于边主梁的全部恒载g为：Inallofthegirder作用于中主梁的恒载强度为：Themainroleinthestrength2、恒载内力Theinternalforce弯矩和剪力图示为右图：边主梁恒载内力Thegirderforce内内力截面位置x剪力Q(kn)弯矩矩M（kn/m）x=0Q=1377.55M=0x=1/4Q=68..78M=4551.34x=1/2Q=0M=6001.78中主梁恒载内力Themainforcein内内力截面位置x剪力Q(kn)弯矩矩M（kn/m）x=0Q=1422.98M=0x=1/4Q=71..49M=4669.14x=1/2Q=0M=6225.523、荷载横向分布系数Loadtransversedistributioncoefficient∴∴∴∴∴∴跨中处（偏心压力法）Beinplace(eccentric-pressedmethod)此桥在跨内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚度，且承重结构的长宽比为Thisbridgeacrosstheisolationareequippedwithpowerfultransversebeam,theconnectionstiffnessandbearingstructureaspectratioof所以可以用偏心压力法绘制横向影响线并计算横向分布系数Socanuseeccentric-pressedmethodandcalculationoflinedrawingtransverseimpacttransversedistributioncoefficient本桥各根主梁的横截面均相等。梁数n=5。梁间距为1.60m则1号梁横向影响线竖标值：1transversebeamlineperpendicularcoordinateeffect设零点至1号梁的距离为xset1tozerodistanceofbeamforx∴x=4.80m①同理：2号梁横向影响线的竖标值：设零点至4号梁的距离为x，则∴x=1.60m则零点位于5号梁处②3号梁横向影响线的竖标值为③活载内力计算Second,liveloadcalculation1）汇总荷载横向分布系数Collectloadtransversedistributioncoefficient梁号荷载位置公路Ⅰ级人群荷载备注①跨中0.5380.684偏心压力法支点0.4381.422杠杆原理法②跨中0.4690.442偏心压力法支点0.50杠杆原理法③跨中0.40.4偏心压力法支点0.5940杠杆原理法2）均布荷载和内力影响线的面积计算表Uniformlydistributedloadandinternalforceinfluencelinesofareacomputationtable类类型截面公路Ⅰ级（kn//m）人群荷载（kn//m）影响线截面积（）影响线图示10.510.52.2510.52.2510.52.2510.52.253）公路Ⅰ级中pk计算计算弯矩效应时：计算剪力效应时：4)冲击系数Impactcoefficient：u混凝土E取则Hu=1.3195）跨中弯矩跨中剪力计算，梁号截面荷载类型1+uyS①公路Ⅰ级10.52301.3190.53838.28999.28人群2.25110.68438.2858.91公路Ⅰ级10.52761.3190.5382.19114.250.5人群2.25110.6842.193.37②公路Ⅰ级10.52301.3190.46938.28871.124.375人群2.25110.44238.2838.07公路Ⅰ级10.52761.3190.4692.1999.590.5人群2.25110.4422.192.18③公路Ⅰ级10.52301.3190.438.28742.964.375人群2.25110.438.2834.45公路Ⅰ级10.52761.3190.42.1984.940.5人群2.25110.42.191.976)处的弯矩剪力：∵支点距第一根内横隔梁为0.05+4.35=4.4∴同理：梁号截面荷载类型1+uyS①公路Ⅰ级10.52301.3190.53828.71748.263.28人群2.25110.68428.7144.18公路Ⅰ级10.52761.3190.5384.92183.280.75人群2.25110.6844.927.57②公路Ⅰ级10.52301.3190.46928.71653.163.28人群2.25110.44228.7128.53公路Ⅰ级10.52761.3190.4694.92160.010.75人群2.25110.4424.924.89③公路Ⅰ级10.52301.3190.428.71557.073.28人群2.25110.428.7125.84公路Ⅰ级10.52761.3190.44.92136.470.75人群2.25110.44.394.437）支点处剪力和弯矩Thefulcruminshearandmomentm变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：Mchangetheinternalgravityloadareainfluencelinecoordinatesfor:①号梁∴②号梁③号梁四、内力组合及内力包络图Internalforceandenvelope梁号序号荷载类型弯矩M(kn.mm)剪力Q（kn）梁端四分点跨中梁端跨中①⑴结构自重0451.34601.78137.550⑵汽车荷载0748.26999.28221.86114.25⑶人群荷载044.1858.9116.823.37⑷0541.61722.14165.060⑸01047.561398.99310.60159.95⑹049.4865.9818.843.77⑺Sud=（4）++（5）+（66）01638.652187.11494.50163.72②⑴结构自重0469.14625.52142.980⑵汽车荷载0653.16871.12239.7399.59⑶人群荷载028.5538.076.702.18⑷0562.97750.62171.580⑸0914.421219.57335.62139.43⑹031.9842.647.502.44⑺Sud=（4）++（5）+（66）0409.372012.83514.70141.87③⑴结构自重0469.14625.52142.980⑵汽车荷载0557.07742.96270.1384.94⑶人群荷载025.8434.456.071.97⑷0562.97750.62171.580⑸0779.901040.14378.18118.92⑹028.9438.586.802.21⑺Sud=（4）++（5）+（66）01371.811829.34556.56121.13内力包络图：因为1号边梁的内内力最大，所以选用1号梁为为控制设计。控制设计值为为：弯矩剪力五、主梁正截面面抗弯强度计计算，配筋（主主钢筋）设计计以及强度复复核Cross-seectionnbenddingsstrenggthcaalculaationgirdeer,reeinforrcemenntdessignandreiinforcced)((mainstrenngthccheck主筋：HRB3335钢筋， C30 混凝土，弯弯矩组合设计计值 Md=21187.111kn.m查表得：1、截面配筋设计计Sectiionreeinforrcemenntdessign1）假设，则有效效高度2）判断T型梁类类型说明为第一类TT型梁3）求受压区高度度舍去，由说明该梁为第一类类T梁且不是是起筋梁4）求受压区钢筋筋截面积5）现选择8B32（外外径为35..8mm）和和4B18（外径径为20.55mm）梁的实际高高度：2、复核截面面承载力：CChecksectiioncaapacitty:1）2）判断TT型梁截面类类型JuddgeTbeamsectiiontyype∵3）求受压压区高度：Forhhi