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文档简介
钢筋混凝土简支 T型梁桥设计计算书一, 设计资料(一)桥面净空净-920.3人行道(二)主梁跨径和全长标准跨径 lb 18.00m(墩中心距离)计算跨径 l 17.50m(支座中心距离)主梁全长 l全 17.96m(主梁预制长度)(三)公路等级公路I级(四)气象资料桥位处年平均气温为21.3oC,年平均最高气温为37.4oC,年平均最低气温为5.8oC。(五)施工方法采用焊接钢筋骨架设计。施工方法如下:预制部分主梁,吊装就位后现浇接缝混凝土形成整体,最后进行桥面系施工。(六)桥面铺装8cm钢筋混凝土+ 7cm沥青混凝土(七)栏杆采用普通钢筋混凝土立柱和花色栏板,单侧宽度 30cm,其单侧栏杆集度 3KN/m。(八)材料钢筋:主筋采用 HRB335(Ⅱ级螺纹钢筋),其它则采用 R235(Ⅰ级光圆钢筋)。混凝土:C30普通混凝土(九)计算方法极限状态法(十)结构尺寸如图:-1-(十一)设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD60——2004)(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTGD62——2004)二,主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1,跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法)(1)主梁的抗弯IX和抗扭惯矩ITx求主梁截面的重心位置ax:平均板厚:h11039/(18016)10.15(cm)(18016)10.1510x2(18016)10.151301638.34(cm)Ix116410.15316410.15(38.3410.15)2122116130316130(13038.34)212106(cm4)26.2646.264102(m4)主梁腹板的抗扭惯矩:ITx cbt3其中: c——截面抗扭刚度系数(查表)b、t——矩形的宽度与厚度。查表可知:b/t (1.3 0.1015)/0.16 7.49c 0.3053-2-I'Txcbt30.3053(1.30.1015)0.1631.499103(m4)单位抗弯及抗扭惯矩:JxIx/b6.264102/1.83.480102(m4/m)J'TxI'Tx/b1.499103/1.88.326104(m4/m)2)横梁抗弯和抗扭惯矩翼板有效宽度计算:横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即l41.87.2(m)横梁翼板的宽度(单边):c1(4.3750.15)2.1125(m)2h'0.98m横梁平均宽度: b' 0.15m 15cmc/l 2.1125/7.2 0.2934根据c/l比值可查表 1,求得/c 0.645所以, 0.645c 0.645 2.1125 1.3625(m)表1c/l0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50/c0.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416求横梁截面重心位置ay:2h1h1h'b'h'ay2h'b'22h121.36250.101520.150.9822221.36250.10150.150.980.2032(m)横梁的抗弯惯矩Iy和横梁腹板的抗扭惯矩I'Ty:Iy12h132h1(ayh1)21b'h'3b'h'(h'ay)2122122121.36250.1015321.36250.1015(0.20320.1015)212210.150.9830.150.98(0.980.2032)21223.052102(m4)I'Tyc(h'h1)b'3-3-其中,(h'h)/b'(0.980.1015)/0.155.861查表,可得c0.297I'Tyc(h'h1)b'30.297(0.980.1015)0.1538.820104(m4)所以,横梁的单宽抗弯惯矩Jy和单宽抗扭惯矩JTy为:JyIy/b13.052102/4.3756.977103(m4/m)J'TyI'Ty/b18.820104/4.3752.016104(m4/m)总上述:Jx3.480102m4/mJy6.977103m4/mJTxJTy1h13J'TxJ'Ty10.101538.3261042.016104331.383103(m4/m)(3) 计算抗弯参数 和扭弯参数BJx4.543.4801020.384l417.56.977103Jy其中,——取桥宽的一半——取计算跨径。G(JTxJTy)0.41.3831031.7751021022EJxJy23.4806.977103所以,1.775 102 0.1332(4) 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标已知 0.384,查GM图表,可得表 2中的数值。表2荷载位置梁位B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B较核00.920.940.981.051.081.050.980.940.927.94k10.971.081.091.091.030.980.920.850.807.93B/4-4-B/21.251.211.191.091.000.910.820.750.707.953/4B1.491.381.231.090.980.850.750.690.618.02B1.801.521.281.080.900.790.570.600.517.9000.750.901.001.121.181.121.000.900.757.97B/41.601.501.351.251.100.900.630.380.157.99k0B/22.422.101.781.400.990.620.24-0.07-0.478.043/4B3.352.762.101.490.910.39-0.15-0.60-1.207.98B4.303.202.401.600.800.15-0.45-0.90-1.698.11用内插法求各梁位处值:如右图:对于②号梁:它位于1/2B和1/4B之间,且距离 1/2B和1/4B均为6m。所以:K'0.5KB0.5KB24对于③号梁,它位于 0点处,所以:K'K0由此,列表计算②号梁和③号梁的横向分布影响线坐标值(表3):表3梁荷载位置算式"-1/4"-1/2"-3/4号B3/4B1/2B1/4B0"-BBBBK'1.111.1451.141.091.0150.9450.870.80.751K0'2.011.81.5651.3251.0450.760.4350.155-0.16K1'-K0'-0.9-0.65-0.42-0.23-0.030.1850.4350.6450.91555(K'-K')√-0.12-0.08-0.05-0.03-0.000.0250.0580.0860.1212a07714Ka1.8901.7131.5081.2941.0410.7850.4930.241-0.039η=K/50.3780.3430.3020.2590.2080.1570.0990.048-0.00ia83K1'0.920.940.981.051.081.050.980.940.92K'0.750.911.121.181.1210.90.750-5-K1'-K0'0.170.04-0.02-0.07-0.1-0.07-0.020.040.17(K'-K')√-0.00-0.00-0.01-0.00-0.00100.0230.0050.0050.023a39393Ka0.7730.9050.9971.1111.1671.1110.9970.9050.773η=K/50.1550.1810.1990.2220.2330.2220.1990.1810.155ia(5)绘制横向分布影响线图,求横向分布系数汽车荷载距离缘石边缘距离不小于0.5m,由此在横桥向布置车辆荷载,求横向分布系数。本设计中,桥面横向为净9,故最多可以布置两个车道。注意,在布置多车道求横向分布系数时,乘以多车道折减系数,根据规范,两车道的折减系数取1.0。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。可以看出,由于两车道的折减系数取 1.0,故最不利的横向分布系数肯定发生在两车道加载时。下图为横向影响线加载的最不利情况: 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。由上图得:对于2号梁:mc1.01(0.3650.3070.2490.167)20.541对于3号梁:mc1.01(0.1860.2190.2340.209)20.424由此可以看出,2号梁的受力情况较3号梁为不利,故内梁均按2号梁配筋,只算2号梁。取mc0.5412,梁端剪力横向分布系数的计算 (按杠杆法)mc'1(1.00.278)0.6392(二)内力计算1.恒载内力1),恒载:假定桥面构造个部分重量平均分给各主梁(只算中梁)表4构件荷载单元构件容重每延米重名性质构件简图及尺寸kN/m3量(kN/m)体积及算式-6-一期恒载主梁二期恒载一期恒载横隔板二期恒载桥面铺装 二期恒载栏
(1.6-0.16)х0.1+0.16х1.3+0.09х0.03=0.3547(1.8-0.16)х0.1+0.16х1.3+0.09х0.03=0.37470.88х[(0.14+0.16)/2]х2х(0.82-0.1) х5/17.5=0.054310.88х[(0.14+0.16)/2]х2х0.82х5/17.5=0.0551沥青混凝土:0.07х1.8=0.126钢筋混凝土(平均11.375cm):0.11375х1.8=0.205
9.22269.741.41261.63243.02425 5.12杆部分号梁的恒载汇总于下表:表5项目数值各期恒载的和总恒载(2).恒载内力计算:影响线面积计算见表 6:表6项目Ml/2
总3kN/m每根梁:3х2/5——1.2=1.2kN/m一期恒载kN/m二期恒载kN/m主梁横隔板桥面铺装栏杆9.741.638.1441.211.379.34420.714计算图式影响线面积w001ll1117.5238.2428-7-Ml/403ll1317.5228.716232Ql/200Ql/401(9ll)17.514.382161622Q01l18.750217.52恒载内力计算表见表7:表7ML/2ML/4QL/4Q0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw020.71438.2790.8620.71428.7594.7020.7144.3890.62420.7148.75181.252.活载内力计算①汽车冲击系数计算采用C40混凝土梁的基频:mcG/g20.714103/9.812111.5kgfEIc3.251040.06271062l2mc217.525.04Hz2111.5冲击系数:0.1767Lnf0.01570.27②活载内力计算:公路I级车道荷载值的确定:由《通用规范》4.3.1:Pk180(17.55)360180230kN505qk10.5kN/m在计算剪力效应时,采用 1.2Pk。现将汽车荷载的计算列表如下,其中:S1为均布荷载产生的荷载效应;S2为集中荷载产生的荷载效应。(1 )(S1 S2)为计汽车冲击力后汽车荷载产生的总效应。表8项目Pk对应效应qk对应效应计算图(1+u)(S1+S2)S1S2-8-ML/4ML/2QL/4Q0Q'L/4M'L/43.内力组合表9内力恒载活载承载能力极限状态正常使用极限状态
408.29 163.09 725.6526544.38 217.45 967.5241111.99 27.95 177.7238176.36 26.51 257.6449111.99 24.58 173.4439408.29 122.32 673.8747ML/2ML/4M'L/4QL/4Q0Q'L/4790.86594.70594.7090.62181.25101.91967.52725.65673.87177.72257.64173.44基本组合2303.571729.551657.06357.56578.20365.12短期组合1327.14996.91968.21189.13324.05198.05长期组合1097.31824.54808.14146.91262.85156.85(三),主梁配筋计算1.计算梁的主筋配置梁的跨中弯矩:Md2303.56kNm有效翼缘宽度:bf'16291210154cmb2bh12hfI类环境,最小保护层厚度c30mm,假定as 116.25mm,则主梁有效高度h0 h as 1183.75mm,-9-fcdb'fhf'(hash'f)2那么:18.41540100(1300116.25100/2)3212.59kN0Md2303.56kN故,此梁截面为第一类T型截面,按矩形截面算。由力矩平衡:0Mdfcdb'fx(h0x)2取结构重要性系数01.0(注:以下出现的结构重要性系数均取01.0)即:2303.5610618.41540x(1183.75x/2)解得:x 70.79mm截面主筋面积计算:'fsdAsfcdbfxAs'2fcdbfx/fsd18.4154070.79/2807163.95mm选用1032钢筋。As103228042.48mm27163.95mm242,主筋配置验算钢筋的重心:Asiyi34.5(0.51.52.53.54.5)30ic116.25mmas5Asii有效高度:h0 h as 1183.75mm根据力的平衡:'fsdAsfcdbfxfsdAs2808042.4879.47mmx'f18.41540fcdb根据力矩平衡:MufsdAs(h0x/2)2808042.481144.0152576kNm0Md2303.56kNm由规范查得:对于主筋采用HRB335,混凝土用C40,界限受压区高度b0.56-10-而x/h079.470.067b0.561183.75所以,主筋采用1032,安全。3,斜筋配置(1).抗剪强度上下限复核对于腹板宽度不变的等高度简支梁, 距离支点h/2处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求:0.0005fbhV0.51103fcu,kbhtd00d0根据构造要求,仅保持最下面两根钢筋通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置处弯起或截断。将有关数据带入上式得:残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。0.00051fcu,kbh00.00051301801180.5593.57kN0.0005ftdbh00.00051.391801180.5147.68kN所以,截面尺寸满足受剪要求(2)构造配筋验算所以,要配置抗剪钢筋。3)主筋弯起根据剪力包络图弯起钢筋:画出梁的剪力包络图,计算剪力取距梁支座中心 h/2处,并由此弯起主筋,其中,有两排主筋不弯起,弯起三排主筋,主筋弯起角度 45o。在距支座中心线 4165mm的点配置斜筋228,如上图。其中,在斜筋的起弯点处,有 7.98kN的剪力没有对应弯起钢筋,但相对于混凝土与箍筋共同承担的剪力值: 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。7.98 7.982.5% 5%,所以,忽略。0.6Q0 0.6 541.91-11-各排弯起钢筋的计算:按《公预规》 5.2.11,每排弯起钢筋的总截面面积:0VsbAsb3fsdsins0.7510将弯起钢筋距支座中心的距离,钢筋面积及其承担的剪力值列表如下:表10斜筋排次斜筋面积弯起点距支座中心距离(m)承担的剪力值(kN)11608.7(232)1.154199.8321608.7(232)2.038175.4631608.7(232)3.461119.6341231.5(228)4.61563.81对于1,计算得Asb0Vsb1.0119.831313.33mm1608.7mm103fsdsin0.751032800.75s0.707对于2,3,Vsb2Vsb1,Vsb3Vsb1,所以肯定满足。对于4,计算得Asb0Vsb1.063.81429.78mm1231.5mm103fsd1030.75sins0.752800.707故,斜筋面积满足。(4)主筋弯起后正截面抗弯强度的校核根据主筋的抗弯承载力和弯矩包络图校核:由右图可见,弯起钢筋满足规范规定的要求。并且可以得出,弯起钢筋锚固充分,斜截面抗弯计算可以省略。4,箍筋配置按《公预规》第5.2.11条,箍筋间距的计算公式为:Sv12320.2106(20.6P)fcu,kAsvfsvbh02(0Vd)(mm)选用28双肢箍(fsv195MPa),面积Asv100.53mm2。其中:11.0,31.1As8042.480.0425bh01601183.75P1004.252.5,取P2.5-12-fcu,k 40MPaAsv100.53mmfsv195MPab160mmh01183.75mm0.61.0Vd Vd' 546.75kN将以上数据代入公式得:220.2106(20.6P)fAfsvbh213cu,ksv0Sv(0Vd)1.021.120.2106(20.6P)40100.531951601183.752(0.61.0546.75)2219mm故全跨布置 28@200,并根据规范要求,在支座中心向跨径方向一倍梁高范围内对箍筋进行加密,箍筋间距 100mm。配箍率:Asv100.53sv2000.31%bSv160根据《公预规》第9.3.13条规定,钢筋混凝土梁中应设置直径不小于8mm且不小于1/4主钢筋直径的箍筋,对于R235钢筋来说:彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。sv,min0.18%而实际配筋:满足规范要求。
sv 0.31% sv,min 0.18%5,斜截面抗剪验算在四分之一跨径处进行斜截面 抗剪验算。 根据表 9数据, L/4处,最大剪 力Vd 357.56kN,对应的弯矩 Md 1657.06kNm。由规范5.2.7,斜截面抗剪验算公式:0Vd VcsVsb其中,Vcs1230.45103bh0(20.6P)fcu,ksvfsv1.01.01.10.451031601183.75(20.62.5)400.31102195342kN-13-而通过L/4点的斜截面的水平投影长度C 0.6mh0Md1657.06,取m3.0,代入,得而m3.913.0Vdh0357.561.18375C2131mm有上述些裂缝的水平投影长度 C作出此斜截面,如右图所示:可以看出,斜筋228及232通过此斜截面,故Asb21(282322)2840.0(mm2)4Vsb0.75103fsdAsbsins0.751032802840.00.707421.7kN所以,VcsVsb342421.7763.70Vd357.56kN综上述,斜截面抗剪通过验算。6,裂缝宽度验算由规范6.4.3,裂缝宽度计算公式:WfkC1C2C3ss(30d)Es0.2810Asbh0bfbhf其中,C11.0,C210.5Ml10.51097.311.413,C31.0Ms1327.14Ms1327.14106160.23MPass0.878042.480.87Ash01183.75采用HRB335钢筋,Es2.0105,钢筋直径d32mm,As8042.480.0228bh0bfbhf1601183.751800160100所以,裂缝宽度:-14-WfkC1C2C3ss(30d)Es0.28101.01.4131.0160.2330322.01050.28100.02280.138mm查《公预规》,由第6.4.2条,对于 I类环境,裂缝宽度限值为 0.2mmWfk 0.138mm 0.2mm综上述,裂缝宽度通过验算。7,挠度验算根据《公预规》第 6.5.3条:钢筋混凝土受弯构件的长期挠度值,在消除结构自重产生的长期挠度后,梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的 1/600.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。根据《公预规》第 6.5.2条计算主梁的刚度:BB0Mcr)2]B0(Mcr)2[(1MsMsBcrMcr ftkW0式中, B——开裂构件等效截面的抗弯刚度;B0——全截面抗弯刚度, B0 0.95EcI0;Bcr——开裂截面的抗弯刚度, Bcr EcIcr;Mcr——开裂弯矩;2S0——构件受拉区塑性影响系数,W0I0——全截面换算截面惯性矩;Icr——开裂截面换算截面惯性矩;ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值。本设计中:Es2.01056.154E3.25104Ec换算截面的形心:-15-Aax(E1)Ash0y0AAs0.37470.3834(6.1541)8.042100.3747(6.1541)8.042100.4634(m)
1.1843换算截面全截面抗弯惯矩:I0IA(axy0)2(E1)As(h0y0)26.2641020.37470.38342(6.1541)8.042103(1.18380.4634)20.46348.66102(m4)全截面换算重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩:S0(1.80.16)0.1015(0.46340.1015)0.160.46342228.586102(m3)换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩:I08.661023W0y01.30.46340.1035(m)h构件受拉区塑性影响系数:2S028.5861021.658W00.1035开裂弯矩;McrftkW01.6582.41060.1035411.93(kNm)全截面抗弯刚度:B00.95EcI00.953.2510108.661022.674109(Nm2)计算开裂截面:假设开裂后中性轴在腹板以内,则有:AuyuEAs(h0xcr)(1.80.16)0.10150.1015xcr2即(xcr)0.16:226.1548.042103(1.184xcr)解上述方程,得:xcr0.2810(m)h'f0.1015(m)所以,假设成立, xcr 0.2810m开裂惯性矩:-16-Icr1(1.80.16)0.10153(1.80.16)0.1015(0.28100.1015)210.160.28103122120.160.2810(0.2810)26.1548.042103(1.18380.2810)2102(m4)25.05开裂截面的抗弯刚度:BcrEcIcr3.2510105.051021.641109(Nm2)开裂构件等效截面的抗弯刚度:BB0Mcr)2Mcr)2]B0([(1MsMsBcr2.674109109(411.93)2[(1411.93)2]2.6741327.141327.141.6411093.070109(Nm2)根据《公预规》第6.5.3条规定:受弯构件得挠度长期增长系数,当采用C40-C80混凝土时,1.45:1.35,本设计采用C40混凝土,故1.45。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。由此,计算在消除结构自重产生得长期挠度后梁式桥主梁的最大挠度:maxs11.450.7(5qkl41Pkl3)384B48B510.510317.5423010317.531.450.7(3843.070109483.070109)l0.0127(m) 0.0292(m)600所以,变形满足规范要求。8,设置预拱度根据《公预规》第 6.5.5条规定:对于钢筋混凝土受弯构件,当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的 1/1600时,可不设预拱度。当不满足此条件时,应设预拱度,预拱度的值应按结构自重和 1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。在本设计中:荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度:-17-(Gk1Q1k)1.45[5qGl41(5qQkl41PQkl3)]384B384B48B1.45[520.71410317.540.7(510.510317.54123010317.53)]384B384B48Bl0.0247(m) 0.0109(m)1600所以,需要设置预拱度。预拱度的值按结构自重和 1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和:f(Gk11Q1k)21.45[5qGl411(5qQkl41PQkl3)]384B2384B48B1.45[520.71410317.540.7(510.510317.54123010317.53)]384B2384B48B0.018(m)由此,可看出,梁底缘通过点(0,0),(8.75,0.018),(17.5,0)计算预拱度方程:y2.351104x24.114103x(m)三, 横梁的计算(一) 横梁弯矩计算( GM法)本设计中,桥梁具有 3片内横梁,由于主梁跨中处的横梁受力最大, 横梁跨中截面受力最不利。故只计算跨中横梁的内力,其它横梁可偏安全的仿此设计。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1,计算横梁横向影响线从主梁计算已知:0.3840.1332当f 0时,查GM法图表,并进行内插计算,列入表 11内(荷载位置从 0到-B间的各项数值与 0到B间数值对称,表中从略) :籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。荷载位置计算项目B3/4B1/2B1/4B0u0-0.23-0.115-0.0210.1180.24u1-0.085-0.0320.020.090.2100.1450.0830.041-0.028-0.04u-u(u1-u0)√a0.01930.01110.0055-0.0037-0.0053ua=u0+(u1-u0)√a-0.2107-0.1039-0.01550.11430.2347Bua(m)-0.9481-0.4677-0.06990.51421.0560a2-4.1478-2.0464-0.30592.24974.6201Bua(m)-18-绘制横梁跨中截面的弯矩影响线,加载求 aB a:横梁的最大正弯矩发生在两车道加载时(多车道折减系数取 1.0):aB
1(0.97194.6212.03671.3212)a1.023.154横梁的最大负弯矩发生在如右图加载时:aB
a
1(2.7468 2 0.12 2)22.6262,计算荷载峰值按照主梁计算,公路 I级荷载:qk10.5kNPk230kN对于均布荷载:q4qsinusincll410.5sinl/2sinl/2ll13.37(kN/m)对于集中荷载:2uiPPsinll2sinl/2230l17.526.29(kN/m)所以qP13.3726.2939.66(kN/m)3,计算跨中横隔梁跨中截面的弯矩:根据1和2计算的 值以及aB a计算跨中横隔梁跨中截面的弯矩:最大正弯矩:xmMy(1)sinBili1
l/2(1 0.3) 1.0 39.66 sin 3.154 162.58(kNm)l最大负弯矩:xmMy(1)sinBili1
(10.3)1.039.66sinl/22.626135.41(kNm)l4,荷载组合:因为横梁弯矩影响线的正负面积很接近, 并且横梁系预制架设, 所以恒载的绝大部-19-分不产生内力,故组合时不计恒载内力。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。根据3计算得出的My,进行荷载组合:荷载标准组合:M1.4My1.4162.58227.6(kNm)M1.4My1.4135.41189.57(kNm)(二) 横梁截面配筋与验算横梁翼板的有效分布宽度为:2 b 2 1.3625 0.15 2.875(m)b 12hf' 0.15 2 0.1015 1.368(m)根据《公预规》 4.2.2,取其中的小者b 1.368m1,正弯矩配筋暂取钢筋重心到横梁下缘距离 as 80mm,则有效高度h0 h a 980 80 900(mm)根据《公预规》第 5.2.3条fcdb'hf'(hhf')0218.41061.3680.1015(0.90.1015)22169.7(kNm)0M227.6(kNm)所以,横梁为第一类T形截面,按矩形截面算:fcdb'x(h0x)18.41061.368x(0.9x)0M227.610322解得,x0.0101m10.1mm由公式fsdAsfcdb'x得Asfcdb'x18.41061.3680.0101908(mm2)fsd280106取主筋为HRB335,232,则A21d2213221608.5(mm2)908(mm2)s44取保护层厚度c32.75mm,则ascd032.7534.550(mm),22有效高度h0has98050930(mm)所以,xfsdAs2801608.517.9(mm)fcdb'18.41368根据《公预规》第5.2.1条,对于主筋采用HRB335,混凝土采用C40的梁:b0.56-20-所以: bh0 0.56930 520.8(mm) x 17.9(mm)界限受压区高度满足要求。验算截面强度:Mfcdb'x(h0x)218.41061.3680.0179(0.930.0179)2415(kNm)0M227.6(kNm)所以,横梁的跨中主截面抗弯满足要求。2,负弯矩配筋暂取主筋重心到梁截面上缘的距离为as50mm,则h0has98050930(mm),根据规范:0Mfcdbx(h0x)2有1.0189.5710318.41060.15x(0.93x)2解方程,有x0.077m选用HRB335,则fcdbx18.41030.150.0772As280759(mm)fs取用224,则As904.8mm2759mm2取c30mm,则as42,h0has98042938(mm),那么mmxfsdAs280904.891.8(mm)bh00.56938525.8(mm)fcdb18.4150Mfcdbx(h0x/2)强度验算:18.41060.150.0918(0.9380.0918/2)226.5(kNm)0M1.0189.57189.57(kNm)验算最小配筋率:1As11008.51.15%bh011509302As2904.80.41%bh02150938(1368150)(101.542)而根据《公预规》第9.1.12条,受弯构件的最小配筋率:minmax{45ftd%,0.2%}max{0.27%,0.2%}0.27%fsd显然,最小配筋率均满足。四, 行车道板的计算(一) 计算图式-21-考虑到行车道板的长宽比:l4.3752.432,所以,按照单向板计算行车道板。b1.8计算图式如右图。(二)恒载及其内力1,每延米板上的恒载g:沥青混凝土面层g1:g10.071.0241.68(kNm)钢筋混凝土垫层g2:g20.113751.0252.84(kNm)T梁翼板自重g3:3(0.10.090.031.0262.64(kNm)1.80.16恒载合计g:ggi7.16kNm2,每延米板上的恒载内力:跨中弯矩:Msg1gl217.161.822.90(kNm)88支点剪力:Qsg1gl027.16(1.80.16)25.87(kN)3,活载产生的内力:活载产生的内力计算图示如左图。跨中:根据《通用规范》 4.3.1条中的表4.3.1-2查得:车辆荷载的重轴车轮着地宽度及长度分别为:a2 0.2mb2 0.6m板上荷载的压力面边长:a1 a2 2H0.2 2 0.183750.5675(m)b1 b2 2H 0.6 2 0.18375 0.9675(m)荷载对于板的有效分布:板中间处:aa1l0.56751.81.1675(m)2l1.2(m)333故取a1.2m-22-支承处:a'a1t0.56750.10150.6690(m)l0.6(m)3冲击系数:对于横梁,计局部冲击系数,11.3作用于每米宽板条上的弯矩为:M0p(1)P(lb1)1.3140(1.80.967524.95(kNm)8a281.2)2作用于每米宽板条上的剪力为:Qsp(1)(A1y1A2y2)其中A1P14058.3(kN)2a21.2A21(p'p)1(aa')221(108.160.3)1(1.20.6691)22147.80.530946.34(kN)注:计算A2式中的pP14060.3(kN/m)2ab121.20.9675'P140p2a'b120.66910.9675108.1(kN/m)所以Qsp(1)(A1y1A2y2)1.3(58.30.736.340.92)62.9(kN)4,荷载组合:①按承载能力极限状态组合:最大弯矩:M01.2Msg1.4M0p1.22.901.424.9538.41(kNm)最大剪力:Q01.2Qsg1.4Qsp1.25.871.462.995.104(kN)②按正常使用极限状态组合:短期效应组合最大弯矩:MsdMsg0.71M0p2.90.7124.9516.33(kNm)11.3最大剪力:QsdQsg0.71Qsp5.870.7162.939.74(kN)11.3长期效应组合最大弯矩:MldMsg0.41M0p2.90.4124.9510.58(kNm)11.3最大剪力:QldQsg0.41Qsp5.870.4162.925.22(kN)11.3-23-(三) 截面设计、配筋及强度验算1,单向板的弯矩剪力设计值单向板板厚t0.1015m,梁肋高度h1.3m所以t/h0.1015/1.30.0781,那么按照承载能力极限状态组合后:4单向板跨中最大正弯矩:M0.5M00.538.4119.205(kNm)单向板支点最大负弯矩:M0.7M00.738.4126.887(kNm)板的抗剪配筋均按最大剪力 Q0 95.10kN配置,偏于安全。2,正截面抗弯配筋①.跨中处最大正弯矩先取净保护层厚度 c 30mm,主筋选用 HRB335, 12钢筋,则跨中处有效高度h0hcd1030.66.4(cm)2根据《公预规》5.2中规定的计算受弯构件的方法:0M0fcdbx(hx)02即:1.019.20510318.41061.0x(0.064x)2解方程:x0.0191m19.1mm所以,Asfcdbx18.4100019.11255(mm2)fsd280在板的下缘配置主筋12@80mm,则As10001d2100011221413.7(mm2)1255(mm2)804804承载力验算:xfsdAs2801413.721.96(mm)bh00.566435.84(mm)fcdb18.41000界限受压区高度通过验算。Mufcdbx(h0x)20.0219618.461.00.02196(0.064102)21.42(kNm)0M019.205(kNm)跨中处强度验算通过。②,支承处最大负弯矩先取净保护层厚度c30mm,选用HRB335,12钢筋,取ascd123036(mm)22则有效高度h0has1303694(mm)根据《公预规》5.2中规定的计算受弯构件的方法:-24-0M0fcdbx(hx)02即:1.026.88710318.41061.0x(0.094x)2解方程:x0.017m17mm所以,Asfcdbx18.41000172fsd2801117.14(mm)在板的下缘配置主筋12@80mm,则As10001d2100011221413.7(mm2)1117.4(mm2)804804承载力验算:xfsdAs2801413.721.96(mm)bh00.569452.64(mm)fcdb18.41000界限受压区高度通过验算。Mufcdbx(h0x)218.41061.00.02196(0.0940.02196)233.5(kNm)0M026.887(kNm)支承处负弯矩强度验算通过。③.抗剪配筋截面验算:根据《公预规》第5.2.9 条:矩形、T形和I形截面的受弯构件, 其抗剪截面应符合:0Vd 0.51 103 fcu,kbh0其中 Vd——验算截面处由作用(或荷载)产生的剪力组合设计值( kN)b——相应于劲力组合设计值处的矩形截面宽度( mm)或T形I形截面腹板宽度(mm)h0——相应于剪力组合设计值处的截面有效高度,即自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离(mm)0.00051fcu,kbh00.0005140100094303.2(kN)而0Vd0Q01.090.1095.10(kN)所以0.00051fcu,kbh00Vd,截面满足抗剪要求。构造配箍验算:根据《公预规》第5.2.10条:矩形、T形和I形截面的受弯构件,当符合0Vd0.501032ftdbh0(kN)时,可不进行斜截面抗剪承载力的验算,仅按构造要求配筋。其中ftd——混凝土抗拉强度设计值对于板式受弯构件,公式右边可乘1.25提高系数。在本设计中:1.250.501032ftdbh01.250.501031.01.6510009496.94(kN)-25-0Vd0Q01.095.1095.10(kN)所以,满足按构造配箍的要求,行车道板的箍筋按构造配置。④行车道板分布钢筋根据《公预规》第9.2.5条:行车道板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋,分布钢筋应设置在主钢筋的内侧,其直径不小于8mm,间距不应大于200mm,截面面积不宜小于板截面面积的0.1%。在主钢筋的弯折处,应设置分布钢筋。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。在本设计中,采用分布钢筋8@200mm。As10001d21000182200420040.25%0.1%Ah064所以,分布钢筋满足要求。箍筋配置单肢箍,配置在纵向相隔主筋和分布钢筋的交点处,箍筋间距延桥在纵向为160mm,延桥横向为200mm,满足构造要求。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。桥面板按下图配置钢筋:五,支座的验算选用板式橡胶支座: 150mm350mm35mm此支座的构造:根据《公预规》第 8.4条计算支座:(一)板式橡胶支座的基本设计数据由规范8.4.11.支座实用阶段的平均压应力限值:
10.0MPa2.常温下橡胶支座剪变模量: Ge 1.0MPa本设计桥梁处于年平均气温 21.3oC的环境中,故橡胶支座剪变模量按常温取Ge 1.0MPa3.橡胶支座抗压弹性模量和
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