《装配式钢筋混凝土T型梁桥设计》

桥梁工程课程设计姓名：尚 磊班级：2011级土木19班学号：20110165西南交通大学希望学院土木系二一四年三月装配式钢筋混凝土T型梁桥设计1. 基本设计资料1.1跨度和桥面宽度标准跨径：20m(墩中心距）。计箅跨径：19.2m。主梁全长：19.65m。桥面宽度（桥面净空）：净7m(行车道）+21.0m(人行道）。1.2技术标准设计荷载：公路一级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6.5计箅，人群荷载为3.5kN/m2。环境标准：I类环境。设计安全等级：二级。1.3主要材料混凝土：混凝土简支T形梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥靑混凝土，下层为厚0.060. 13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3计，混凝土重度按25kN/m3计。钢材：采用R235钢筋1.4构造形式及截面尺寸（见图1-1）1-1桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如阁1-1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m,宽1.8m;桥上横坡为双向2% .坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。2. 主梁的荷载横向分布系数计算2.1跨中荷栽横向分布系数如前所述，本例桥跨内设右五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l = 9/19. 65=0. 458C0. 5，故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横叫分布系数2.1.1 计箅主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和求主梁截面的重心位置x(见图1-2 1）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为则, 2）抗弯惯性矩I为对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中单个矩形截面的宽度和高度； 矩形截面抗扭刚度系数，由表3 -2计算。m梁截面划分成单个矩形截面的个数。2-1 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm） It的计算过程及结果见表2-1。分块名称翼缘板翼缘板180130. 070. 33330.0013182腹板127180. 140. 30360. 00224840.0035666即得2.1.2 计箅抗扭修止:系数对于本算例，主梁的问距相同，将主梁近似看成等截面，则得式中，G=0.4E; =19.65；=50.0035666=0.0178332；=3.6；= 1.8；=0.0；= 1.8；=3.6；=0.08771607。代入上式，计算得=0.92522.1.3 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 =式中，=5,=2=32.4;表示单位荷载P=1作用于号梁轴上时，号梁轴上所受的作用。计算所得的列于表2-2内。表 2-2 值计算表梁号10.57010.38510.20.01495-0.170120.38510.29250.20.10750.015030.20.20.20.20.22.1.4 计算荷载横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图2-3），然后求横向分布系数。根据最不利荷载位置分别进行布载，布载时，汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m，人群荷载取，栏杆及人行道板每延米重取，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。 2-3 横向分布系数计算图式（单位：cm）各梁的横向分布系数：汽车荷载：人群荷载：，人行道板：2.2 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）端部剪力横向分布系数计箅图式见图2-4 2-4端部横向分布系数计算图式（尺寸单位:cm)汽车荷载：，人群荷载：3. 作用效应计算3.1 永久作用效应3.1.1 永久荷载:假定桥面构造各部分力平均分配给各主梁承担则永久荷载计箅结果见表3-1 表3-1 钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积/重度/每延米重/ 主梁0.46262511.5650横隔梁中梁0.07253251.8132边梁0.03626250.9066桥面铺装沥青混凝土（厚3cm）0.054251.2420混凝土垫层（取平均厚度9.5cm）0.171 25 4.27505.5170栏杆及人行道部分6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数均相同，=0. 4，则作,各梁的永久而后在汇总结果见表3-2表 3-2 各梁的永久荷载值梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1（5）11.5650.90662.45.51720.38862（4）11.5651.81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.2952永久作用效应计算1） 影响线面积计算见表3-3表3-3 影响线面积计算表项目计算面积影响线面积 2） 永久作用效应计算见表3-4 表3-4 永久作用效应计算表梁号qqq1（5）20.388648.26983.953820.388636.19737.863420.38869.825200.31802（4）21.295248.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.2253321.29528.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.22533.2 可变作用效应汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数与结构的基频f有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为其中，由于1.514，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：3.2.2 公路级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算（见表3-5）：公路级车到荷载按照公路级车到而后在的0.75倍采用，均布荷载标准值和集中荷载标准值为计算弯矩时，计算剪力时，按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见表3-5.其中的影响线面积取半跨布载方式为最不利，表3-5 公路级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置L/2处7.875177.648.26L/4处7.875177.636.19支点处7.875213.129.825L/2处7.875213.122.456可变作用（人群）（每延米）3.2.3 可变作用弯矩效应计算（见表3-6表3-8)弯矩计算公式如下其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数计算跨中和l/4处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁值沿跨长方向相同。表3-6 公路级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力10.51311.310 7.87548.26 177.64.913846.34440.513136.193.684634.732420.456748.264.875753.31410.456736.193.684564.962630.448.264.875659.78890.436.193.684494.8216表3-7 人群荷载产生的弯矩 梁号内力 10.61123 3.48.2688.48950.611236.1966.3579 20.405748.2658.73720.405736.1944.05771 30.448.2657.91200.438.1945.828永久作用设计与可变作用设计值的分项系数： 永久荷载作用分项系数：汽车荷载作用分项系数：人群荷载作用分项系数：基本组合公式为式中 桥梁结构重要性系数，本例取1.0 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的其他可变作用效应的组合系数，人群荷载的组合系数取为0.8. 表3-8 弯矩基本组合计算表 单位（kNm) 梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩荷载基本组合 1983.953888.4895846.34442489.5120737.863466.3579634.73241866.9625 21027.706458.73727533.31412370.1195770.673344.05771564.96261777.4364 31027.706457.9120659.78892238.0289770.673345.828494.82161681.71743.2.4 可变作用的剪力效应计算：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的影响。通常按如下方法处理，先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至l/4为直线变化来计算支点剪力效应。1） 跨中截面剪力的计算 跨中剪力的计算结果见表3-9和3-10 表3-9 公路级车道荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力剪力效应/kN 1 051311.317.7852.456214.70.585.1567 20.45671.317.7852.456214.70.575.7963 30.41.317.7852. 456214.70.560.3861表3-10 人群荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力 剪力效应/kN 10.611232.4564.5033 20.405732.4562.9892 30.432.4562.94722） 支点处截面剪力的计算支点剪力效应横向分项系数的取值为： 支点处为按杠杆原理法求得。 L/43l/4段为跨中荷载横向分布系数 支点处到l/4及3l/4到另一支点段在和之间按照直线规律变化，如图3-1、图3-2所示。梁端剪力效应计算：汽车荷载作用及横向分布系数取值如图3-1所示，计算结果如下。1号梁：2号梁：3号梁：人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见图3-21号梁：2号梁：3号梁：3-1 汽车荷载产生的支点剪力效应计算图3-2 人群荷载产生的支点剪力效应计算图式（尺寸单位：cm） 3）剪力效应基本组合基本组合公式为各分项系数取值同弯矩基本组合计算梁号内力永久荷载人群汽车基本组合值 1200.31822.52141.3228469.761504.4503385.1567125.44982209.22537.85188.0112525.27602.989275.7963110.29973209.22538.843225.7523579.503802.947266.386197.06662由表可以看出，剪力效应以3号来那个控制设计。