鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)

1、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置 1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1 跨徑 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：lb=16m 計(jì)算跨徑：l=15.5m 主梁全長(zhǎng)：L=15.96m1.1.2 橋面凈寬 凈7m（行車道）2×0.75（人行道）。1.1.3設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)，人群荷載3.0kN/m，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。1.1.4 橋面鋪裝 4cm厚瀝青混凝土面層，其下為C25的混凝土墊層，設(shè)雙向橫坡，坡度為1.5%。兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚10cm（4cm厚瀝青面層和6cm厚混凝土墊層）。1.1.5 材料 混凝土： 主梁C40，鋼筋混凝土重度為25kN/m3； 瀝青混凝土面層，重度為23kN/m3； C25混凝土

2、墊層，重度為24kN/m31.1.6 主梁數(shù)及橫隔梁數(shù) 主梁數(shù)：4；橫隔梁數(shù)：5。 1.2結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)設(shè)計(jì)資料及裝配式簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造要求，現(xiàn)擬定結(jié)構(gòu)尺寸如下：主梁高1.3m，主梁間距為2.1m，梁肋寬為20cm，T形梁翼緣板與腹板交接處厚16cm，翼緣懸臂端厚10cm。設(shè)置五根橫隔梁，橫隔梁上緣16cm，下緣14cm。圖1-1 主梁橫截面布置圖圖1-2 橫隔梁布置圖2.主梁恒載內(nèi)力計(jì)算： 2.1恒載集度計(jì)算： 主梁：g1=0.2×1.3+(2.1-0.2)×25=12.675kN/m 橫隔梁： 對(duì)于邊主梁：g2=1.00kN/m 對(duì)于中主梁：g21=2g2=2×

3、1.00=2.00kN/m 橋面鋪裝層：g3=0.04×7×23+×7×24/4=5.2325kN/m 欄桿和人行道：g4=5×2/4=2.5kN/m合計(jì)： 對(duì)于邊主梁：g=gi=12.675+1.00+5.2325+2.5=21.41kN/m 對(duì)于中主梁：g=gi=12.675+2.00+5.2325+2.5=22.41kN/m 2.2、恒載內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算內(nèi)梁與邊梁的恒載內(nèi)力。2.2.1支點(diǎn)截面: x=0 M=0邊梁:Q=21.41×=165.93kN 內(nèi)梁: Q=22.41×=173.68kN 2.2.2 l/4截面：x

4、= l/4邊梁:M=482.23kN·m Q=21.41×=82.96kN內(nèi)梁:M=504.75kN·m Q=22.41×=86.84kN2.2.3 跨中截面x= l/2 Q=0邊梁:M=642.97kN·m 內(nèi)梁:M=673.00kN·m 表2-1 主梁恒載內(nèi)力 內(nèi)力截面位置x剪力Q（kN）彎矩M（kN.m）x=0165.93(173.68)x=l/482.96(86.84)482.23(504.75)x=l/2642.97(673.00)注：括號(hào)（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力3.主梁活載內(nèi)力計(jì)算 3.1支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)按橋規(guī)規(guī)定：汽車

5、荷載距人行道邊緣不小于0.5m。在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置位置。采用杠桿原理法計(jì)算。圖3-1 支點(diǎn)處各主梁橫向分布情況支點(diǎn)處各主梁橫向分布情況如下表：表3-1 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)梁號(hào)車道荷載人群荷載1（4）號(hào)梁m0q1=0.464mor1=1.3452（3）號(hào)梁m0q2=0.5mor2=0 3.2跨中荷載橫向分布系數(shù)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為：=1.842因此，仍可按偏心壓力法來(lái)繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mc。3.2.1求荷載橫向分布影響線坐標(biāo) 本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=4，梁間距為2.1m，則： =+=22.051號(hào)梁在兩邊

6、主梁處得橫向影響線豎標(biāo)值： =+=0.70=0.45= - 0.202號(hào)梁在兩邊主梁處得橫向影響線豎標(biāo)值： =+=0.40 =0.103.2.2畫出各主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載：圖3-2 跨中各主梁橫向分布情況3.2.3計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1、4號(hào)梁： 確定O點(diǎn)位置 解得 x=490cm車輛荷載 =××(475+295+165-15)=0.657人群荷載 =×(490+35+)=0.8042、3號(hào)梁確定0點(diǎn)位置 解得x=840cm =××(825+645+515+335)=0.552=×(840+35+)=0.434

7、 3.3荷載橫向分布系數(shù)匯總 表3-2 荷載橫向分布系數(shù)梁號(hào)荷載位置公路-II級(jí)人群荷載備注1（4）號(hào)梁跨中mc0.6570.804偏心壓力法支點(diǎn)mo0.4641.345杠桿原理法2（3）號(hào)梁跨中mc0.5520.434偏心壓力法支點(diǎn)mo0杠桿原理法 3.4各梁彎矩、和剪力、計(jì)算3.4.1汽車荷載作用及人群荷載作用公路-II級(jí)均布荷載： qk =10.5×0.75=7.875kN/m對(duì)于集中荷載，采用內(nèi)插法： = 180×0.75+ ×(15.5-5)=166.5kN計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)： =1.2×166.5=199.8kN人群荷載：qr =3.0×

8、;0.75=2.25kN/m3.4.2主梁抗彎慣性矩求計(jì)算主梁截面重心位置圖3-3 主梁截面尺寸翼板的換算平均高度：主梁抗彎慣性矩：3.4.3沖擊系數(shù) C40混凝土 E=3.25×1010N/m2 單位長(zhǎng)度梁重 G=12.675×103N/m 主梁幾何特征 Ic=0.02217m4 簡(jiǎn)支梁橋的基頻 沖擊系數(shù) 3.4.4 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表3-3 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算 類型截面公路-級(jí)(kN/m)人群(kN/m)影響線面積或m影響線圖式7.8752.25l l/47.8752.25 3 l/167.8752.257.8752.25 3/47.8752.25

9、13.4.5 計(jì)算彎矩、和剪力、 以1號(hào)（4）號(hào)梁為例進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，其余值見表3-4。對(duì)于雙車道不折減。公路-II級(jí)車道荷載的跨中彎矩： 人群荷載的跨中彎矩：公路-II級(jí)車道荷載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：公路-II級(jí)車道荷載的1/4跨彎矩： 人群荷載的1/4跨彎矩：公路-II級(jí)車道荷載的1/4跨剪力：人群荷載的1/4跨剪力： 表3-4 跨中彎矩,剪力,四分點(diǎn)彎矩,剪力計(jì)算表序號(hào)截面荷載類型qk或qrPk1+mc或ySSiS1#4# 公路-II級(jí)7.875166.51.2640.65730.03196.39 732.18 3.875535.79 人群荷載2.250.80430.0354.3

10、2 公路-II級(jí)7.875199.81.2640.6571.93812.67 95.64 0.582.96 人群荷載2.250.8041.9383.51 公路-II級(jí)7.875166.51.2640.65722.52147.28 549.09 2.906401.81 人群荷載2.250.80422.5240.74 公路-II級(jí)7.875199.81.2640.6574.35928.51 152.95 0.75 124.44 人群荷載2.250.8044.3597.89 2#3# 公路-II級(jí)7.875166.51.2640.55230.03165.00 615.17 3.875450.17 人

11、群荷載2.250.43430.0329.32 公路-II級(jí)7.875199.81.2640.5521.93810.65 80.35 0.569.70 人群荷載2.250.4341.9381.89 公路-II級(jí)7.875166.51.2640.55222.52123.74 461.33 2.906337.59 人群荷載2.250.43422.5221.99 公路-II級(jí)7.875199.81.2640.5524.35923.95 128.51 0.75104.55 人群荷載2.250.4344.3594.26 3.5計(jì)算支點(diǎn)截面剪力3.5.1 1號(hào)及4號(hào)梁繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和

12、支點(diǎn)剪力影響線如圖:圖3-4 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長(zhǎng)： m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為: 影響線面積為：在均布荷載qk作用下剪力：在集中荷載Pk作用下剪力：則公路-II級(jí)作用下,1號(hào)及4號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：3.5.2 2號(hào)及3號(hào)梁繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖:圖3-5 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式在均布荷載qk作用下剪力：在集中荷載Pk作用下剪力：則公路-II級(jí)作用下,2號(hào)及3號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：4.主梁內(nèi)力組合依橋通規(guī)采用基本組合：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)；汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)；人群荷載分項(xiàng)系數(shù)；對(duì)人

13、群,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。 表4-1 1號(hào)及4號(hào)梁彎矩剪力組合表 序號(hào)荷載類型彎矩剪力跨中四分點(diǎn)梁端跨中四分點(diǎn)梁端1結(jié)構(gòu)自重642.97482.230082.96165.932汽車荷載732.18549.09095.64152.95164.433人群荷載54.3240.74007.8916.1941.2×(1)771.56 578.68 0 0.00 99.55 199.12 51.4×(2)1025.05 768.73 0 133.90 214.13 230.20 60.8×1.4×(3)60.84 45.63 0 3.93 8.84 18.13 7Sud=(4)+(5)+(6)1857.45 1393.03 0 137.83 322.52 447.45 表4-2 2號(hào)及3號(hào)梁彎矩剪力組合表 序號(hào)荷載類型彎矩剪力跨中四分點(diǎn)梁端跨中四分點(diǎn)梁端1結(jié)構(gòu)自重673504.750086.84173.682汽車荷載615.17461.33080.35128.51187.563人群荷載29.