钢筋混凝土简支梁构造及设计计算df

钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁第一节钢筋混凝土(RC)简支梁标准设计及构造第二节钢筋混凝土(RC)简支梁设计与计算

钢筋混凝土梁桥的特点：

构造简单、适应范围广、不受基础条件限制、便于使用于曲线段、易于建造、标准化。

适用跨度范围：一般20米以下两大类：整孔式梁和分片式梁

整孔式梁：

结构较合理，横向刚度大，稳定性好；但受运梁、架梁设备的起吊能力限制，整孔式梁仅适用于就地灌注。

分片式梁：

重量轻、尺寸小，广泛采用。第一节钢筋混凝土简支梁标准设计及构造一、铁路钢筋混凝土简支梁标准设计及构造

（一）标准设计简介跨度16m及以下普遍采用。标准设计（直、曲线轮廓尺寸相同，但配筋不同）叁标桥102375年编

456810121620m跨，普高、道碴叁标桥102475年编

456810121620m跨，低高、道碴专桥1023

456810121620m跨，普高、道碴专桥1024

4568101220m跨，低高、道碴普通高度与低高度梁

普通高度：一般情况下采用1/6-1/9低高度：建筑高度受限时（平原、河网、立交）采用1/11-1/15混凝土标号高，用钢量大，有时混凝土用量增大（马蹄加大，腹扳增厚）（二）分片简支梁构造

主梁截面形式：板式(矩形)、肋式(T形、π形)板式：跨度≤6m

由于梁高低，为制造方便，采用板式截面。板下部适当减窄。由于底部支撑较宽，重心低，不会发生侧向倾覆，两片梁间无横隔板联结。肋式：跨度在8m及以上的梁由于跨度加大，梁高也相应增加为节省材料和减轻梁重，便于架设和运输，则采用肋式T形截面。单片T梁易于侧向倾覆，运输时应在梁两侧设置临时支撑，在架梁就位时，两侧也应有临时支撑保护，防止翻梁。在桥位安装就位后，须把横隔板连成整体。跨度5m的板式梁肋式截面T形、π形梁

肋式梁：以16mT梁为例介绍构造特点1、梁的总体设计（见下页图）梁长16.5m、道碴槽宽1.92m、梁高1.9m、梁中心距1.8m跨中腹板300mm→

端部490mm，以适应主拉应力的变化下翼缘宽700mm

→利于钢筋布置道碴槽板按规定最小120mm，为使道碴槽板与主梁共同工作，道碴槽与腹板相交处设梗肋，其底坡1：3→道碴槽板厚与主梁梁高比hi/h>1/10挡碴墙设有5条断缝→使墙不参与主梁工作，防止墙顶混凝土压碎。内边墙也设置断缝。横隔板：连成整体，保持横向稳定性，共同工作，防止梁受扭转变形。端横隔板比中横隔板为厚：维修或更换支座时，顶梁之用。2、梁内钢筋布布置（见下页图））主梁受力纵筋筋43ф2015个编号（N1-N15）N1-N10端部伸入受压压区长度大于于20倍直径，满满足锚固固长度，不设设弯钩和直段段。N11-N12不满足锚固长长度，需弯弯转至受压区区N13-N14不满足锚固长长度，需加加直段。N15伸入支座N1-N7布置在下翼缘缘中心部分，，可在跨中部部分分相继继弯起N8-N14布置在中心偏偏外，只能在在腹板较厚处处弯起主梁箍筋4肢2个编号（N21，N22）下翼缘有小小箍筋主梁构造筋架立筋：如N53，箍筋钩于其其上，形成钢钢筋骨架纵向水平钢筋筋：防止腹板收缩缩裂纹，限制制下翼缘竖向裂纹上升升至腹板时开开展过宽联系筋：防止水平筋与与箍筋向外鼓鼓道碴槽主筋：：N18、N19、N20布置在板顶部部道碴槽构造筋筋：N50、N51加强板与肋的的联系挡碴墙：N52封闭筋，防意意外受力；墙墙内钢筋断开开横隔板上方的的道碴槽板：：N48、N49承受可能发生生的负弯矩公路钢筋混凝凝土简支梁标标准设计及构构造标准设计截面面形式空空心板与与T梁JT/GGQS011-84568m跨，斜交角0153045度空心板梁JT/GQ跨，斜交角10203040度空心板JT/GQB025-8410131620mT梁（一）空心板板标准设计简简介以10m跨，斜交角10或20度空心板为例例简介构造（见下页图））混凝土标号C25板宽124cm板与板间1cm砂浆缝板顶两侧伸出出N8钢筋加强板与板间间的连接。板与板之间槽槽口要填充混混凝土，桥面面铺装10cm混凝土以形成成整体。在配配筋计算时，，行车道板的的计算板高计计入8cm的混凝土桥面面铺装。（二）T梁构造及配筋筋以16m跨T梁为例简介构构造（见下下页图）梁长159.6cm梁高130cm梁中心距220cm上翼缘宽预制T梁160cm，安装后220cm，湿接缝60cm，以减少预制制、运输、安安装片数，加加快施工速度度，减轻吊装装重量和加强强整体性。跨中腹板厚度18cm，纵筋需排5层，每隔60cm主筋相互焊接接，它们与架架立筋、斜筋筋一起组成一一片平面骨架架。横隔板（盖板焊接））横隔隔板两侧与顶顶面预埋钢板，T梁也预埋钢板板还有扣扣环连接和盖板拴接行车道板湿接接缝扣环式钢筋连连接构造行车道板连续续构造简支梁桥上梁梁缝过多，不不利于行车。。采取假连续续构造措施，，即将梁与梁梁端部的行车车道板连续起起来，以减少少桥上缝过多多不利行车的的缺点。第二节钢筋筋混凝土简支支梁设计与计计算一、结构尺寸寸拟定每片梁的重量量应当满足运运输工具和架架梁设备的起起吊能力，梁梁的截面尺寸寸满足装载界界限的要求经济性构造简单，接接头数量少。。接头耐久可可靠，具有足足够的刚度以以保证结构的的整体性截面尺寸和形形状力求标准准化1、主梁高度主梁高度取决于使使用、经济条件。。铁路：普通高度的钢筋混混凝土梁，梁高与与跨度之比，约为为h/L=1/6～1/9；低高度的钢筋混混凝土梁则约为h/L=1/11～1/15。公路：板式截面梁高与跨跨度之比，约为h/L=1/11～1/20；肋式截面梁高与与跨度之比，约为为h/L=1/11～1/13。跨度越大，高跨比比越趋下限。2、梁肋厚度取决于：主拉应力力和主筋布置构造造要求①跨中至梁端，梁梁肋可变厚度以适适应剪力沿梁长变变化②主筋布置考虑如如何排列、钢筋间间净距、保护厚度度等，下翼缘可做做成马蹄状③一般为200～400mm，最小构造厚度一一般为140mm3、梁肋间距铁路（1.8m）：考虑内外道碴碴槽板悬臂弯矩大大致相近，有利于于板内钢筋布置。。运架时，梁重心心位于梁肋中心附附近，保持梁的稳稳定性。公路（一般取1.6～2.2m）：考虑起吊能力力，便于预制安装装，可能时尽量加加大间距，减少梁梁数。4、桥面板板厚由构造要求及及受力条件确定，，板的最小厚度为为120mm。二、桥面板计算（一）、铁路桥面面板计算1．计算图式与荷载载图式：固结在肋上的悬臂臂梁恒载：自重及线路、设备备、道碴等，道碴碴容重按20kN/m3活载：按特种活载，换算算成均布荷载计算算。方法如下：顺桥向：按1.2m；横桥向：自枕木底底面向下按45°扩散，以木枕为例例，分布宽度：2.5+2×0.32=3.14m列车活载强度:其中：h―轨底到道碴槽板顶顶面的高度L―板计算跨度人行道恒载：支架栏杆、步板；；人行道活载：距桥中心2.45m以内（考虑维修道道床时堆放道碴）），按10kN/m2计算；距桥中心2.45m以外，按4kN/m2计算；明桥面：按4kN/m2计算。2．内力计算控制截面：板肋交交接处及板厚变化化处计算截面形状：沿沿桥长方向取1m宽板带荷载组合：内侧板：恒载+列车活载外侧板：恒载+人行活载恒载+列车活载+2.45m以外人行活载利用一般的力学方方法计算出截面的的弯矩和剪力（二）、公路桥面面板（行车道板））的计算1．行车道板的类型型板支承在纵梁和横横梁上，按支承情情况和板尺寸，从从力学计算角度分分为以下几类：单向板：长边/短边≥2荷载绝大部分沿短短跨方向传递可视视为单由短跨承载载的单向板；双向板：长边/短边＜2悬臂板：如翼板端端边自由（即三边边支承板），可作作为沿短跨一端嵌嵌固，而另一端自自由的悬臂板铰接悬臂板：相邻邻翼缘板在端部做做成铰接接缝的情情况如2．车轮荷载在板上分分布轮压一般作为分布布荷载处理，以力力求精确车轮着地面积：a2×b2桥面板荷载压力面面：a1×b1荷载在铺装层内按按45°扩散。沿纵向：a1＝a2+2H沿横向：b1=b2+2H桥面板的轮压局部部分布荷载：3桥面板有效工作宽宽度板有效工作宽度（（荷载有效分布宽宽度）：除轮压局部分布荷荷载直接作用板带带外，其邻近板也也参与共同分担荷荷载。板有效工作宽度影影响因素：板支承条件、荷载载性质、荷载位置置公路《桥规》规定：（1）单向板①荷载在跨中单个荷载多个荷载l-板的跨径（梁肋不不宽时取梁肋中心心距，梁肋宽时为为梁肋净距加板厚厚）d-最外两个荷载中心心距离②荷载在板支承处③荷载靠近板支承承处（2）悬臂板注：对履带荷载，，因其着地面较长长，不考虑压力面面以外板参加工作作。4行车道板的内力计计算行车道板通常由弯弯矩控制设计，常常取沿桥长方向1m宽板条，按梁式板板计算。根据板的有效宽度度可得梁式板计算算荷载，即荷载除除以相应的板有效效工作宽度便得每每米板宽荷载。（1）多跨连续单向板板：先计算同跨简支板板跨中弯矩，再修修正。1m宽简支板的跨中活活载弯矩1m宽简支板的跨中恒恒载弯矩（2）铰接悬臂板内力力根部弯矩（3）悬臂板内力（时））或（时））恒载弯矩1m宽板条的最大设计计弯矩*注①以上按轮重为P/2的汽车荷载推算②挂车可将轮重换换为P/4来计算③履带车可将P/2a置换为每条履带每每延米的荷载强度度三、荷载横向分布布计算（其实质是“内力””横向分布）（一）概述公路桥梁一般由多多片主梁组成,并通过一定的横向向联结连成一个整整体。当一片主梁梁受到荷载作用后后，除了这片主梁梁承担一部分荷载载外，还通过主梁梁间的横向联结把把另一部分荷载传传到其他各片主梁梁上去，因此对每每个集中荷载而言言，梁是空间受力力结构，实用计算算中把结构空间力力学分析简化为平平面梁元。需求出任一位置集集中力沿桥横向分分布给某梁的荷载载力，然后按平面面问题求某梁某截截面内力。荷载横向分布影响响线：P=1在梁上横向移动时时，某主梁所相应应分配到的不同的的荷载作用力。对荷载横向分布影影响线进行最不利利加载Pi，可求得某主梁可可行最大荷载力荷载横向分布系数数：将Pi除以车辆轴重。（二）杠杆分配法法荷载横向分布影响响线为三角形适用情况①只有两根主梁②虽为多主梁，但但计算梁端支承处处荷载③无中间横隔梁（三）偏心受压法法假定①横梁是刚性的②忽略主梁抗扭刚刚度将偏心力P分解为通过扭转中中心的P及M=Pe通过扭转中心的P作用下，各片主梁梁挠度相等，可求求得中心荷载P在各片主梁间的荷荷载分布为：在偏心力矩M=Pe作用下，桁梁绕扭扭转中心O有一个微小的转动动角φ，因此各片主梁所所分配的荷载为：：则偏心力P作用下，每片主梁梁分配的荷载为：：令P=1依次变化e，则可求出第i根主梁荷载横向分分布影响线纵标η。偏心受压法适用情情况：横隔板刚度度相当大，且桥宽宽与跨度之比≤1/2时。图2－19(e)为第1根主梁荷荷载分布布影响线线。（四）考考虑主梁梁抗扭刚刚度的修修正偏心心受压法法1.T形截面梁梁偏心受压压法具有有概念清清楚、公公式简明明和计算算方便等等优点。。然而其其在推演演过程中中由于作作了横隔隔板近似似绝对刚刚性和忽忽略主梁梁抗扭刚刚度的两两相假定定，导致致了边梁梁的计算算结果偏偏大。若考虑主主梁抗扭扭刚度，，可进行行修正。。这一方方法即不不失偏压压法之优优点，又又避免了了结果偏偏大的缺缺陷，因因此修正正偏心受受压法是是一个具具有较高高应用价价值的近近似法。。k号梁横向向影响线线竖标：：修正系数数：对于简支支梁，主主梁的截截面相同同。则得得1号梁横向向影响线线的两个个坐标值值为：对于简支支梁，主主梁的截截面相同同，且主主梁的间间距相同同时。有有ξ—与主梁根根数有关关的系数数，如表表2－3所示。则修正系系数在计算时时，混凝凝土的剪剪切模量量G可取等于于0.425E，对于由由矩形组组合而成成的梁截截面，如如T形或工字字形梁，，其抗扭扭惯矩IT近似等于于多个矩矩形截面面的抗扭扭惯矩之之和2.箱形截面面梁鉴于箱梁梁截面横横向刚度度和抗扭扭刚度大大，则荷荷载作用用下梁发发生变形形时可以以认为横横截面保保持原来来形状不不变，即即箱梁各各个腹板板的挠度度也呈直直线规律律。因此此，通常常可以将将箱梁腹腹板近似似看作等等截面的的梁肋，，先按修修正偏压压法求出出活载偏偏心作用用下边腹腹板的荷荷载分配配系数，，再乘以以腹板总总数，这这样就得得到箱梁梁截面活活载内力力的增大大系数。。（五）比拟板法法（G-M法）适用情况况：对于于由主梁梁、连续续桥面板板及多根根横隔板板组成的的钢筋混混凝土桥桥中，当其宽跨跨比＞1/2。每根主梁梁的截面面抗弯惯惯矩和抗抗扭惯矩矩分别为为Ix、ITx，横隔梁梁的截面面抗弯惯惯矩和抗抗扭惯矩矩分别为为Iy、ITy。比拟正交交异性板板法就是是把Ix和ITx均匀分摊摊于b宽度上，，Iy和ITy均匀分摊摊于a上。得到到了在x、y方向截面面单宽抗抗弯刚度度EJx、EJy和抗扭刚刚度GJTx、GJTy的正交异异性板，，求解在在单位荷荷载下的的板挠度度曲线，，据荷载载与挠度度关系求求各根主主梁处荷荷载横向向分布影影响线。。（六）横横向铰结结板（梁梁）法和和刚结板板（梁））法1．铰结板板（梁））法块件之间间连接采采用砼砼铰式键键计算假设设：①铰式键键只传递递竖向向剪力；；②桥上荷荷载近似似作为一一个沿桥桥连续分分布的正正弦荷载载，，且作用用于梁轴轴上。则求出各各铰处，，即即可求求出横向向分布影影响线关键在于于求出铰铰结力g1、g2、g3。变形协调调方程扭转位移移与主梁梁挠度之之比悬臂板挠挠度与主主梁挠度度之比变形协调调方程改改写为在实际的的铰结桥桥梁中，，系数β一般可以以略去不不计。计计算出γ值后，再再根据梁梁数和所所计算的的梁号，，便可以以从现成成计算用用表中查查出各梁梁轴线处处荷载横横向分布布影响线线的纵坐坐标。2．刚结板板（梁））法对于翼缘缘板刚性性连接的的肋梁桥桥，只要要在铰结结板（梁梁）计算算理论的的基础上上，在接接缝处补补充引入入赘余弯弯矩m，就可建建立计及及横向刚刚性连结结特点的的赘余力力正则方方程。详详见相关关书籍。。（七）荷荷载横向向分布系系数沿桥桥跨方向向的变化化荷载横向向分布系系数与荷荷载沿桥桥跨方向向的位置置有关：：当荷载在在梁端时时，按杠杠杆分配配法计算算m0,当荷载在在跨中时时，按挠挠度分配配法计算算m