預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T形簡(jiǎn)支梁橋梁課程設(shè)計(jì)

1、橋梁設(shè)計(jì)說(shuō)明一、 設(shè)計(jì)基本資料1、 公路等級(jí)：公路i級(jí)2、主梁形式：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土t形簡(jiǎn)支梁3、標(biāo)準(zhǔn)跨徑為35米，計(jì)算跨徑為34.4米，橋面凈空：凈23.75+21.25(人行道)+20.5（路緣帶）4、車道數(shù)：雙向分離式四車道5、設(shè)計(jì)速度：100km/h6、材料容重：瀝青砼23 kn/m3，水泥砼24 kn/m3二、 橫斷面設(shè)計(jì)(1)橫斷面由5片主梁組成，主梁間距2.2m，主梁高2.0 m，主梁肋寬0.2m。t形梁截面尺寸圖： （尺寸單位：cm）(2)橋面鋪裝： 面層：5 cm 瀝青混凝土 重力密度為23 墊層：9 cm c25水泥混凝土 重力密度為24 梁翼板的重力密度為25。三、 行車

2、道板計(jì)算（采用鉸接懸臂板）1.恒載內(nèi)力的計(jì)算（1） 計(jì)算每延米板的結(jié)構(gòu)自重g瀝青混凝土面層： c水泥混凝土墊層： t梁翼板自重： 合計(jì)： （2）計(jì)算每延米板條的恒載內(nèi)力彎矩： 剪力： 2.活載內(nèi)力的計(jì)算將車輛荷載后輪作用與鉸縫軸線上，后軸作用力為p=140kn.輪載分布：車輪著地尺寸，經(jīng)鋪裝層按45角擴(kuò)散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾航?jīng)分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度為：由于這是汽車局部荷載加載在t梁的翼板上，故沖擊系數(shù)取 。作用在每延米板條上的彎矩： 作用在每延米板條上的剪力：3.內(nèi)力組合安全等級(jí)二級(jí)，=1.2，=1.4a) 按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩

3、和剪力的設(shè)計(jì)值分別為：b) 按正常使用極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別為：短期效應(yīng)組合 四、 主梁內(nèi)力計(jì)算 橫斷面圖縱斷面圖1 結(jié)構(gòu)自重恒載集度的計(jì)算：計(jì)算恒載時(shí)，假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給主梁承擔(dān)。（1）主梁：（2）橫隔梁對(duì)于邊主梁：對(duì)于中主梁：（3）橋面鋪裝層：（4）欄桿和人行道：作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度：550.3作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度：2 恒載內(nèi)力的計(jì)算邊跨彎矩剪力影響線1#及5#梁內(nèi)力（邊跨）跨中彎矩 跨中剪力 支點(diǎn)剪力 1/4跨處彎矩： 1/4跨處剪力：2#、3及4#梁內(nèi)力（中間跨）跨中彎矩 跨中剪力 支點(diǎn)剪力 1/4跨處彎矩： ; 1/4跨處剪力：3 汽車

4、、人群荷載內(nèi)力計(jì)算(1) 汽車荷載沖擊系數(shù)主梁橫截面圖結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度量： 主梁截面形心到t梁上緣的距離（平準(zhǔn)板厚20cm）： 跨中截面慣性矩：查表 e取 (2) 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)a) 當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處，利用杠桿原理法計(jì)算 橫斷面11#梁 對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 2梁 對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 =0 （由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮） 3梁對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 b) 當(dāng)荷載位于跨中時(shí)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度比為 可按修正的剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)，取，按剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值：本橋各根主梁的橫向截面均相等，

5、梁數(shù)n=5, 梁間距為2.2米。1梁橫向影響線的豎標(biāo)值： 1梁影響線由、繪制1梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載2梁橫向影響線的豎標(biāo)值：2梁影響線由、繪制2梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 3梁橫向影響線的豎標(biāo)值3梁影響線、對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 所以沖擊系數(shù)： 該算例中位兩車道，故不需要折減。2. 汽車荷載作用公路i級(jí)均布荷載 對(duì)于集中荷載，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，采用內(nèi)插法則當(dāng)計(jì)算剪力時(shí)候 計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對(duì)于雙車道，折減系數(shù)跨中彎矩影響線如下圖3. 跨中彎矩的設(shè)計(jì)，由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1、5梁最大，所以只

6、需計(jì)算1、5梁的彎矩，計(jì)算如下：對(duì)于1#梁車輛荷載作用下 跨中人群荷載最大彎矩人群荷載集度對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 4. 跨中剪力的計(jì)算跨中剪力影響線如下圖：對(duì)于1和5#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的跨中剪力： 計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的跨中剪力： 計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的跨中剪力： 計(jì)算人群荷載的跨中剪力：5. 支點(diǎn)截面剪力的計(jì)算剪力影響線如下圖所示：橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度對(duì)于1和5#梁

7、附加三角形重心影響線坐標(biāo) ： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：6. 1/4跨彎矩的計(jì)算1/4跨彎矩的影響線如下圖對(duì)于1#和5#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路i級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 7. 1/4跨剪力的計(jì)算1/4跨剪力影響線如下圖：對(duì)于1和

8、5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：8. 荷載組合其中，跨中彎矩組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、54732.33014.653332.2110271.3496827.4655872.5872、44860.22497.771221.559577.2556542.4355783.64534860.21969.075221.978837.5516460.5235606.991跨中剪力組合：梁恒載（kn

9、/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、50163.999.657240.402105.55858.6632、40135.876.44197.43185.89647.98030107.116.45157.17869.08738.373支點(diǎn)剪力組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、5550.3380.05848.6281240.905821.184696.7552、4565.1339.11119.2901174.480607.262686.1363565.1278.93819.3191090.270747.541666.0401/4跨彎矩組合：梁恒載（

10、kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、53549.12260.99249.1577703.3625120.4734404.3152、43645.21873.328166.167182.9984906.8734337.67233645.21476.806166.416628.1494675.2394205.2661/4跨剪力組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、5275.1270.80621.729733.585455.195374.2872、4282.5224.37514.491669.355428.204363.2763282.5176.88

11、214.513602.889404.253347.414四 橫隔梁的計(jì)算1.確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖所示：2.內(nèi)力計(jì)算2與3主梁間截面彎矩影響線：p=1作用在1梁時(shí)：p1作用在5梁時(shí)p1作用在3梁時(shí)： 1主梁處右截面剪力影響線：p=1作用于1梁截面的右邊時(shí) 即 p=1作用于1梁截面的左邊時(shí)即 繪制的和的影響線如下圖所示：彎矩的計(jì)算公路-ii級(jí)：人群荷載：剪力的計(jì)算：人群荷載：3.內(nèi)力基本組合：承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合：彎矩： 基本組合：剪力： 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合：彎矩：短期效應(yīng)組合：剪力：五、支座計(jì)算與選擇由已知計(jì)算得支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值，其中結(jié)構(gòu)自重引

12、起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為，其中人群荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為公路一級(jí)引起的之座反力標(biāo)準(zhǔn)值為主梁計(jì)算溫差5.1支座平面尺寸確定選定支座平面尺寸為，采用中間層橡膠片厚度（1）計(jì)算支座平面形狀系數(shù)（2）計(jì)算橡膠支座的彈性模量（3）驗(yàn)算橡膠支座的承壓強(qiáng)度（合格）5.2支座厚度確定（1）主梁計(jì)算溫差，溫度變形由兩端支座均攤，則每一支座承受的水平位移為（2）對(duì)于34.4m橋跨，一個(gè)設(shè)計(jì)車道上公路級(jí)車道荷載總重為：，則其制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為，但按橋規(guī)不得小于90kn，則取總制動(dòng)力為90kn計(jì)算。五根梁共10個(gè)支座，每個(gè)支座承受水平力。（3）確定需要的橡膠片總厚度不計(jì)入汽車制動(dòng)力 計(jì)入汽車制動(dòng)力 根據(jù)橋規(guī)，選用四層鋼板和五層橡膠片組成的支座，上下層橡膠片厚0.25cm，中間層厚1cm，薄鋼板厚0.2cm，則橡膠片總厚度,并36.2 (合格) 以及結(jié)果表明，支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。主要參考文獻(xiàn)1、橋梁工程，姚玲森，2005，人民交通出版社.2、梁橋（公路設(shè)計(jì)手冊(cè)），2005，人民交通出版