桥梁工程课程设计钢筋混凝土t形梁桥设计.doc

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1、钢筋混凝土T形梁桥设计一、 设计资料与结构布置（一） 设计资料1. 桥面跨径与桥宽标准跨径：主桥采用标准跨径为30m的装配式钢筋混凝土简支桥。主桥全长：根据当地的温度统计资料，并参考以往设计经验，确定伸缩缝采用4cm，则 预制桥全长29.96m。计算跨径：根据梁桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为29.16m。桥面宽度：根据一次典型交通量的抽查结果，确定该桥的桥面横向布置为净7m（行车道）+2*1.0m（人行道+栏杆）。2. 设计荷载根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为：计算荷载：公路I级，人群荷载3.5KN/m2栏杆：每侧1.52kN/m人行道：每侧3.6kN/m3. 材料初步

2、选定混凝土：主梁采用50号，人行道、栏杆及桥面铺装用25号。钢筋：凡直径大于或等于12毫米者用II级钢筋，直径小于12毫米者用I级钢筋。（二） 结构布置1. 主梁高：以往的经济分析表明，钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大约在 1/111/18之间，根据跨度大者取小值原则，本桥取1/18，则梁高应为1.67m（标准跨径 为30m），实际设计按1.7m取。2. 主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选择1.52.2m之间，本桥选用2.2m。3. 主梁梁肋宽：为保证主梁的抗剪需要、梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，本桥梁肋宽度取0.2m。4. 翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，

3、主梁三间距确定后，翼缘板的宽度可得到为2.2m。因为翼缘板同时又是桥面板，根据其受力特点，一般设计成变厚度。与腹板交接较厚，通常不小于主梁高的1/10，本设计取为0.18m，翼缘板的悬臂端部可以薄些，本设计取为0.14m。5. 横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，本桥除在支座处设置端横隔梁外，在跨间等距离布置三根中横隔梁，间距4*725。梁高一般取为主梁高的3/4左右，即为1.275m，在靠近腹板处横隔梁梁底缘到主梁梁顶的距离为1.455m。厚度通常取1216cm之间，本设计横隔梁下缘取为15cm，上缘取为16cm。6. 桥面铺装：底层为25号混凝土，缘石边处厚4cm，横坡1.5%，面层采用4cm

4、等厚沥青混凝土。 桥梁横断面布置图 、 T梁断面图 纵断面图二、主梁的计算1. 计算结构的自重集度（表2-1-1）结构自重集度计算表 表2-1-1主梁横隔梁对于边主梁对于中主梁桥面铺装层栏杆和人行道合计对于边主梁对于中主梁2. 结构自重内力计算（表2-2-1）边主梁自重产生的内力 注：括号（）内值为中主梁内力 表2-2-1 内力截面剪力Q（kN）弯矩M（kNm）x=0（376.75）（0）x=1/4（188.37）（2059.86）x=1/2Q=0（0）（2746.49）3. 汽车、人群荷载内力计算（1） 支点处荷载横向分布系数（杠杆原理法）汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m，人群很在取3.5

5、kN/m，在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置各梁支点处相应于公路I级和人群荷载的横向分布系数计算（表2-3-1） 表2-3-1梁号公路I级人群荷载1或4号梁2或3号梁（2） 跨中荷载横向分布系数（偏心压力法）求荷载横向分布系数本桥梁各根主梁的横截面均相等，梁数为4，梁间距为2.20m，则ai2= a12+ a22+ a32+ a42=24.21（4）号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为：2（3）号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为：画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载，如下图：荷载横向分布系数 表2-3-2梁号汽车荷载人群荷载1或4号梁2或3号梁（3） 荷载横向分布系数汇总（

6、表2-3-3）荷载横向分布系数 表2-3-3梁号荷载位置公路I级人群荷载备注1或4号梁跨中0.6500.795偏心压力法支点0.4541.318杠杆原理法2或3号梁跨中0.5500.432偏心压力法支点0.7960杠杆原理法（4） 均布荷载和内力影响线面积计算（表2-3-4） 均布荷载和内力影响线面积计算 表2-3-4 类型截面公路I级均布荷载（kN/m）人群荷载（kN/m）影响线面积（m或 ）影响线图式10.510.52.62510.52.625（5） 公路I级集中荷载 计算：计算弯矩效应时：计算剪力效应时：（6） 计算冲击系数结构跨中处的单位长度量：主梁截面形心到T梁上缘的距离：跨中截面惯

7、性矩：查表 E取所以冲击系数为（7） 跨中弯矩、跨中剪力计算： 因双车道不折减，故=1 表2-3-5梁号截面荷载类型或y S（kN） 1或4号梁公路I级10.5276.641.1530.650106.29836.422347.847.291511.42人群2.625/0.795106.29221.81公路I级10.5331.971.1530.6503.64528.68153.080.5124.40人群2.625/0.7953.6457.61 表2-3-6梁号截面荷载类型或y S（kN） 2或3号梁公路I级10.5276.641.1530.550106.29707.741986.637.2912

8、78.89人群2.625/0.432106.29120.53公路I级10.5331.971.1530.5503.64524.27129.530.5105.26人群2.625/0.4323.6454.13（8）计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制各梁荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图所示： 1（4）号梁横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：则：则，公路I级作用下，1号和4号梁支点的最大剪力为：则支点截面人群荷载最大剪力为： 2（3）号梁横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：则：则，公路I级作用下，1号和4号梁支点的最大剪力为

9、：则支点截面人群荷载最大剪力为：（9）各梁弯矩剪力基本组合表（如表2-3-7、2-3-8）承载能力极限状态基本荷载组合： 表2-3-7梁号序号荷载类型弯矩M剪力Q四分点跨中梁端跨中1（4）号梁（1）结构自重1988.922651.49363.770（2）汽车荷载1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷载166.36221.8135.047.61（4）1.2*（1）2386.703181.79436.520（5）1.4*（2）2306.053286.98392.76214.31（6）0.8*1.4*（3）186.32248.4339.248.52（7）S =（4）+（5）

10、+（6）4879.076717.20868.52249.832（3）号梁（1）结构自重2059.862746.49376.750（2）汽车荷载1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷载90.40120.5312.734.13（4）1.2*（1）2471.833295.79452.100（5）1.4*（2）2086.602781.28576.46181.34（6）0.8*1.4*（3）101.25134.9914.264.62（7）S =（4）+（5）+（6）4659.686212.061042.82185.96正常使用极限状态下短期效应荷载组合： 表2-3-8梁号序号荷

11、载类型弯矩M剪力Q四分点跨中梁端跨中1（4）号梁（1）结构自重1988.922651.49363.770（2）汽车荷载1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷载166.36221.8135.047.61（4）0.7*（2）1171.931643.49196.38107.16（5）S =（1）+（3）+（4）3327.214516.79595.19114.772（3）号梁（1）结构自重2059.862746.49376.750（2）汽车荷载1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷载90.40120.5312.734.13（4）0.7*（2）1043

12、.301390.64288.2390.67（5）S =（1）+（3）+（4）3193.564257.66677.2894.80二、 横隔梁的计算。对于具有很多根内横隔梁的桥梁，由于主梁跨中处横隔梁受力最大，故通常只要计算跨中横隔梁中间的内力，其他横隔梁可偏安全地仿此设计。1. 确定作用在中横隔梁的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如下图所示：纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：计算剪力时：2. 绘制中横隔梁的内力影响线：有前面偏心压力法可计算得1、2号梁的荷载横向分布影响线竖标值如图a，则 的影响线竖标值计算如下：P=1作用在1号梁轴上时（）P=1作用在4号梁轴上时P=1作

13、用在2号梁轴上时（）由已学影响线的知识可知，影响线必在rr截面处有突变，根据和连线延伸至rr截面，即为值（1.09），由此即可绘出M 影响线如图b所示。3. 绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时：P=1作用在计算截面以左时：绘成Q 影响线如图c所示。4. 截面内力计算将所求得的计算荷载P 在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力（1+），则得到表3-4-1所示结果 表3-4-1公路I级弯矩剪力5. 内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计）（1） 承载能力极限状态内力组合（表3-5-1） 表3-5-1基本组合（

14、2） 正常适用极限状态内力组合（表3-5-2） 表3-5-2 短期效应组合三、 行车道板的计算1. 结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）（1） 每延米板上的结构自重g（表4-1-1）板的结构自重g 表4-1-1沥青表面处治C25混凝土垫层T梁翼板自重合计（2） 每米宽板条的恒载内力 T梁横截面图（单位：cm）2. 汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮靠板的边缘布置，后轴作用力为140kN，轮压分布宽度如图所示，车辆荷载后轮着地长度为a =0.20m，宽度为b =0.60m，则荷载对悬臂根部的有效分布宽度：冲击系数取 故作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：3. 内力组合：（1） 承载能力极限状态内力组合计算（表4-3-1） 表4-3-1基本组合（2） 正常适用极限状态内力组合计算（表4-3-2） 表4-3-2短期效应组合 15