装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计.docx

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计一、设计资料1、桥面净宽：净-7（车行道）+2X1.0（人行道）+2X0.25（栏杆）。2、主梁跨径和全长标准跨径：Lb=25m（墩中心距离）。计算跨径：L=24.50m（支座中心距离）。预制长度：L'=24.95m（主梁预制长度）。3、设计荷载公路-II级，人群3.5kNm204、材料材料规格内容钢筋HRB335（原Il级）主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋R235（原I级）箍筋混凝土C25主梁C30防水桥面铺装5、结构尺寸横隔梁5根，肋宽15cm。T型梁尺寸图(单位：cm)6、计算方法极限状态法7、设计依据(1)公路桥涵设计通用规范(JTG-D60-2004)o(2)公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范(JTG-D60-2004)o二、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间较接的板来计算(二)荷载及其效应1 .每延米板上的恒载个g桥面铺装：g=0.1xl.0x24=2.4kNmT梁翼缘板自重：g2=0l×.0×25=2.75kNm每延米跨宽板恒载合计：g=g+g2=24+2.75=5.15ANm2 .永久荷载产生的效应弯矩：MSg=-gj=-×5.15×(l802)2=-165kNm剪力：Qsfi=Sl0=5.15×(-y)=4.123 .可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载根据公路桥涵设计通用规范4.3.1条后轮着地宽度%及长度的为：a2=0.2mb2=0.6m顺行车方向轮压分布宽度：ax=a2+2=0.2+2×0.1=0.4w垂直行车方向轮压分布宽度：b=a+2"=0.6+2x0.1=0.8根荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：a=al+1.4+20=0.4+1.4+2×0.8=3.4？单轮时：a,=al+20=0.4+2×0.8=2.0w根据公路桥涵设计通用规范4.3.2条，局部加载冲击系数：1+4=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：PbOQAAOMsP=-(1÷)-(0-÷=-1.3×X(0.8-竽=-16.06ZNm“4a44×3.44单个车轮时：M'=(1+)AaO彳)=1.3X×(0.8-)=-13.65ANm取最大值：=-6.06kNm作用于每米宽板条上的剪力为：Q=(I+M±=.33t=26.76ZN44×3.44 .基本组合根据公路桥涵设计通用规范4.1.6条恒+汽：1.2MSR+AMsp=1.2×(-1.65)+1.4×(-16.06)=-24.46ArTV/m1.2。Sg+AQsp=1.2X4.12+1.4X26.76=42.4MN故行车道板的设计作用效应为：M.=24.46ZN/？sJQsj=42.4KN(三)截面设计、配筋与强度验算1.界面设计与配筋悬臂板根部高度力=14c2,净保护层q=2mo若选用¢12钢筋，则有效高度力O为：/l=-=0.14-0.02-=0.1131122根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.2条：X外也Kf,dbx(4-)24.4611.5×IO3×1.0×x×(0.113-)化简：x2-0.226x+0.00425=O解得：x=0.0205w验算:70=0.56×0.113=0.0633机>x=0.0205m根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.2条:几A=fcdbx1L5× 1.0 × 0.0205280= 8.42×104w2=8.42cw2需要的间距为：S=IoO/(8.42/1.131)=134s,取S=I3c利I(V)此时A=LI3以上=8.7CM13即桥面板布置间距为13cm的双2钢筋根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.9条,抗剪截面应符合：zo.51×io-37>0.51×103×5×1000×113=288.15)W>=42.41V满足规范要求根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.10条XoK。50X10,%"也j0.50×103×L0×1.23×1000x113=69.5%N=42.41kN故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。板内分布钢筋用。8,间距取25cm。2.承载能力验算由几A=EMX可得：X=fsdAs/(fcdb)=280X0.00087/(11.5×1.0)=0.02Ilm=11.5×103×1.0×0.0211x(0.113-三U)=24.86AM>MA=24.46AN/m承载能力满足要求三、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1 .跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算，考虑主梁抗扭刚度修正)(1)主梁的抗弯惯矩/及抗扭惯矩/平均板厚：=×(8+14)=1cm主梁截面的重心距顶缘距离砥：(180-20)×l1×-+140×20×-=45. cm=22× 20 × 1403 +20×140 ×(-45.1)2122(180-20)×ll+140×20/=×160×Il3+160×11x(45.1-)2+122=9087070cm4=9.087070×102w4T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和：顶板：bjtx=1.8/0.11=16.4,查表得q=0.333腹板:r2=(1.4-0.11)/0.2=6.45,查表得生=0.301I=0.333×1.8x0.113+0.301×1.29×0.23=3.90lOT抗扭修正系数夕根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范3.1.6条,G=OAEal=a5=3.6ma2=a4=.8/77Ea；=2×(3.62+l.82)=32.4/=Ir=0.88310.4×24.52×5×3.90×1031+12×32.4×9.087070×10-2各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线如=-÷0.883×-x3,6=0.553,532.4如=-÷0.883×-xl8=0.3772 532.4小3=-+0.883×=0.23 532.41 工6X1.8"14=-0.883×=0.023532.41 八OOC3.6×3.6八Ie7715=0.883×=-0.1535532.4具体见下图同理可求得2号主梁和3号主梁的影响线，由于结构对称，4号主梁的影响线与2号主梁影响线对称，5号主梁的影响线与1号主梁影响线对称.1号2号3号4号5号1GC号2OU号3JG号4JG号5O号J>3号主梁横向影响线对1、2、3号主梁进行最不利加载以求得横向分布系数，加载的位置见下图人行道板及栏杆人群人群4号1号2号5号人行道板及栏杆3号2号主梁最不利加载3号两的横向影响线为直线，可直接计算对于公路II级1号主梁的横向分布系数：(0.494+0.316+0.191+0.015)=0.5082号主梁的横向分布系数：(0.347+0.258+0.194+0.105)=0.4523号主梁的横向分布系数：%=J0.24=0.4对于人群1号主梁的横向分布系数：/=0.5922号主梁的横向分布系数：%=0.3973号主梁的横向分布系数：=2×0.2=0.4对于人行道板和栏杆1号主梁的横向分布系数：lfc=0.641-0.239=0.4022号主梁的横向分布系数：4b=0.422-0.02=0.4023号主梁的横向分布系数：=2+02=042.梁端剪力横向分布系数（根据杠杆法计算）3号主梁加载对于公路II级1号主梁的横向分布系数：T7,ly=l×0.667=0.3342号主梁的横向分布系数：7'=l×i.00=0.5一夕23号主梁的横向分布系数：心X(LO+0.278)=0.639对于人群1号主梁的横向分布系数：r=.2222号主梁的横向分布系数：,2r=-0.2223号主梁的横向分布系数：'3r=0(二)作用效应计算1 .永久作用效应(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担主梁：(1.8-0.2)×0.11+1.4×0.2×25=11.4)WIm横隔板：中梁：0.5×(1.06+1.12)×0.8×2×0.15×25×5÷24.5=1.33jWw边梁：0.5×(1.06+1.12)×0.8×0.15×25×5÷24.5=0.67)Ww桥面铺装：0.1×1.8×24=4.32)Ww人行道板及栏杆按照5.5kNm来计算，根据横向分布系数分摊至各主梁的荷载为：1 号主梁：0.402x5.5=2.2LW/m2 号主梁：0.402x5.5=22bW机3 号主梁：0.4x5.5=2.2Mm各梁的永久荷载为：1 号主梁：11.4+0.67+4.32+2.21=18.6jWw2 号主梁：11.4+1.33+4.32+2.21=19.26jWw3 号主梁：11.4÷1.33+4.32+2.2=19.25kN/m永久作用效应计算1号主梁跨中弯矩：Miz2=-×18.6×24.52=1395.6kNtn8支点剪力：Q)=IXl8.6X24.5=227.9M2号主梁跨中弯矩：Miz2=-×19.26×24.52=1445.XkNtn8支点剪力：Q)=19.26x24.5=235.9M3号主梁跨中弯矩：Miz2=-×19.25X24.52=1444.40Vm8支点剪力：Q)=IXl9.25x24.5=235.8M2.可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数取冲击系数=0.3可变作用产生的弯矩a.公路II级根据公路桥涵设计通用规范4.3.1条规定，公路Il级车道荷载按照公路I级车道荷载的0.75倍采用，即均布荷载=7.875kNm,Pk=195kN各主梁的跨中弯矩：1号主梁：M1=0.508×(1+0.3)×(-×7.875×24.52+-×195×24.5)=1119.OkNm842号主梁：Mli2=0.452×(1+0.3)×(-×7.875×24.52+-×195×24.5)=1049.OkNm843号主梁：M172=0.4×(1+0.3)×(-×7.875×24.52+-×195×24.5)=92S.3kNm84b.人群荷载人群荷载：0=3.5X1.0=35kN/m各主梁的跨中弯矩：1 号主梁：M172=0.592×-×3.5×24.52=155.5)WVw82 号主梁：M10=0.397X-×3.5×24.52=1M.3kNm83 号主