公路橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、 公路橋設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 (一) 設(shè)計(jì)條件 跨徑：跨徑7.5，計(jì)算跨徑6.9米（支座中心距離）。 荷載：汽車20；掛車100；人群荷載3.5。 材料：混凝土用C30，受力鋼筋用級(jí)鋼筋（16錳）。截面布置：擬定如圖1。三片主梁，間距2米。人行道板1.0米?？缰幸桓瘟?。（二）主梁計(jì)算1. 恒載強(qiáng)度及內(nèi)力假定橋截面構(gòu)造各部分重量平均分配給各根主梁，以此來計(jì)算作用于主梁的每延米恒載強(qiáng)度，計(jì)算見表1。 鋼筋混凝土T型梁的恒載計(jì)算 表1由恒載產(chǎn)生的支點(diǎn)反力為（見圖1） 取脫離體如圖所示，由得恒載剪力的一般式為： 同理，由得恒載彎矩的計(jì)算公式為：，即各計(jì)算截面的剪力和彎矩值列于表內(nèi)。內(nèi)力截面位置剪力Q彎 矩

2、 209.302. 活載內(nèi)力1）汽車荷載沖擊系數(shù) 2）人群荷載 3）計(jì)算主梁的橫向分配系數(shù)（1） 跨中荷載的橫向分配系數(shù)。本橋跨內(nèi)設(shè)有三根次梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為 故可按修正偏心受壓法來計(jì)算橫向分配系數(shù)。 按修正偏心受壓法計(jì)算梁橫向影響線的豎標(biāo)的計(jì)算公式為： 式中：號(hào)主梁的慣性矩； 梁的計(jì)算中心距離；抗扭修正系數(shù)，按下式計(jì)算： 力的作用點(diǎn)到橋梁截面對(duì)稱線的距離，即偏心距。 式中：號(hào)主梁的抗扭慣矩，按式進(jìn)行計(jì)算；混凝土的彈性慣量；混凝土的剪切模量，可取?？古T矩近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣矩之和，即 式中：相應(yīng)為各個(gè)矩形截面的短邊和長(zhǎng)邊； 矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)的比值由

3、表查得。當(dāng)各主梁的截面相同時(shí)，則式和簡(jiǎn)化為 式中：主梁根數(shù)； 橋?qū)?；與主梁根數(shù)有關(guān)的系數(shù)，取。具體計(jì)算如下：首先按式計(jì)算抗扭修正系數(shù)。a. 計(jì)算和主梁的截面中，將承托板折算為平均板厚（圖2） 圖2 尺寸單位：cm面積 靜矩 抗彎慣矩： 主梁抗扭慣矩按式計(jì)算：查表得，對(duì)于翼板，則對(duì)于梁肋，則。代入式中得 b. 計(jì)算由，代入得： 汽車荷載沿橫向布置的最不利位置如圖所示。令，分別為汽車荷載和人群荷載的合力，相應(yīng)于它們的偏心距為和。從圖可知：；。 代入式（4）即可得到各合力在0號(hào)梁的分布系數(shù)，見表。荷 載 汽 車0.60.0840.414人 群2.70.3780.708（2） 支點(diǎn)荷載的橫向分布系數(shù)荷

4、載位于支點(diǎn)處時(shí)，按杠桿法繪制荷載影響線，如圖所示。在此情況下活載的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下：對(duì)于1號(hào)梁：汽車-20級(jí) 人群荷載 3. 計(jì)算彎矩1） 汽車-20級(jí)令與分別為標(biāo)準(zhǔn)車前軸與后軸作用在0號(hào)梁上的荷載值，、與分別為重車前軸與后軸作用在0號(hào)梁上的荷載值則計(jì)算跨中與截面的彎矩時(shí)，汽車沿縱向的最不利位置排列，如圖所示： 2） 人群荷載每延米均布人群荷載分配給0號(hào)梁的荷載為：由于人群荷載沿梁長(zhǎng)均勻分布，它的特點(diǎn)與恒載相同，因此將恒載彎矩值乘以人群荷載與恒載的比值即可得到人群荷載作用下各截面的彎矩值。4. 計(jì)算活載剪力計(jì)算支點(diǎn)活載剪力時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響線。沿橋跨的變化規(guī)律是：從支

5、承端到最靠近的第一根內(nèi)橫隔板處取由至的一根斜線。本工程第一根橫隔板距支承點(diǎn)距離為。計(jì)算距支點(diǎn)處截面與跨中截面的剪力時(shí)，各類活載沿縱向的最不利位置如圖所示。 1） 汽車-20級(jí)2） 人群荷載5. 內(nèi)力組合與計(jì)算 內(nèi)力組合與計(jì)算內(nèi)力表截面 內(nèi)力荷載跨 中L/4距支點(diǎn)0.7m處M（KN·m）N(KN)M（KN·m）N(KN)M（KN·m）N(KN)恒載733.60550.3209.3汽車-20級(jí)578.8156.3485171.2汽車-20級(jí)719.4194.3602.9212.8人群34.92.826.211.67汽+人群754.3197.4629.1224.5193

6、6.3276.41597.5565.51994.4284.71645.4582.46. 截面設(shè)計(jì)1） 截面強(qiáng)度計(jì)算（跨中）已知跨中設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩；30號(hào)混凝土與級(jí)鋼筋。則查出：混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋼筋抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋼筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 取（因彎矩較大而考慮鋼筋排成雙排，梁處于二類環(huán)境），。 鑒別T形梁所屬情況： 所以屬于第一種情況的T形梁。 按寬度的矩形截面計(jì)算。 故截面尺寸合適。選用1028，相應(yīng)的面積為。2） 截面強(qiáng)度計(jì)算（1）截面尺寸，故截面尺寸足夠。（2）驗(yàn)算是否需要箍筋 故需要配置箍筋。為增強(qiáng)縱梁的受剪承載力，梁兩端選配雙肢箍筋10100，跨中選配雙肢箍筋10250，仍將縱筋彎起22

7、8。（三） 車行道板計(jì)算（1）計(jì)算圖式考慮到主梁翼緣板沿縱向全長(zhǎng)為整體連續(xù)板，故行車道板按兩端固接的板進(jìn)行計(jì)算，見圖7所示。板順橋長(zhǎng)度，橫橋長(zhǎng)度，因： 作單向板計(jì)算（2） 載及其內(nèi)力（以縱向每米寬的板條進(jìn)行計(jì)算）1. 每延米板上的恒載C25混凝土墊層：T形梁翼板自重：合計(jì)： 2. 每米寬板條由恒載產(chǎn)生的彎矩和剪力彎矩 剪力 （3） 汽-20級(jí)產(chǎn)生的內(nèi)力以加重車的后輪作用在跨中位置進(jìn)行計(jì)算，如圖8所示。垂直車方向輪壓分布寬度按下式計(jì)算：式中：垂直于板跨方向車輪與鋪裝頂接觸尺寸；板頂至鋪裝頂高度；板的計(jì)算跨徑故。故?。喉樮嚪较蜉唹喊聪率接?jì)算： 式中：順板跨方向車輪與鋪裝頂接觸尺寸；板頂至鋪裝頂高度

8、；故。荷載的有效分布寬度： 沖擊系數(shù) 加重車后輪重。作用于每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米寬板條上的剪力為： （4） 截面的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力1. 彎矩由于板厚t與主梁梁高之比。 支點(diǎn)彎矩 跨中彎矩 2. 剪力故行車道板的計(jì)算內(nèi)力為： ， （5） 截面設(shè)計(jì) 支點(diǎn)處：板高度為，取混凝土保護(hù)層（二類環(huán)境），估計(jì)鋼筋直徑。則，板計(jì)算寬度取計(jì)算。 選用516?？缰刑帲喊甯叨葹椋』炷帘Ｗo(hù)層（二類環(huán)境），估計(jì)鋼筋直徑。則，板計(jì)算寬度取計(jì)算。 選用414。故在跨中和支點(diǎn)處均選用516。在受力鋼筋內(nèi)側(cè)應(yīng)布置與受力鋼筋相垂直的分布鋼筋，分布鋼筋選用8200。 截面尺寸滿足抗剪要求。 故不需設(shè)置抗剪鋼筋。（四）

9、次梁的計(jì)算1.關(guān)于一列車輪對(duì)中橫隔板的總影響（如圖）沿行車方向一列車輪的人群荷載對(duì)中橫隔板的最大壓力為（汽車沖擊系數(shù)取用與主梁計(jì)算中相同的值）：汽車-20級(jí)：人群： 2.各截面內(nèi)力計(jì)算 荷載沿橫向的最不利位置如圖所示。 1）梁截面處的彎矩 令為各支承梁的反力（1、2、3） 汽車-20作用下，合力等于，則 人群作用下： 2）梁截面處的剪力 根據(jù)主梁橫向分配系數(shù)乘以合力，可以得到。 汽車-20： 3）各截面的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力 3.截面配鋼筋計(jì)算 已知截面尺寸， 設(shè)，（1） 縱向受力鋼筋1） 負(fù)彎矩鋼筋 選用28（）2） 正彎矩鋼筋 選用414（）（2） 斜截面強(qiáng)度計(jì)算（1）截面尺寸，故截面尺寸足夠。（2）驗(yàn)算是否需要箍筋 故不需配置箍筋。為增強(qiáng)縱梁的受剪承載力，選配雙肢箍筋10200（五）主梁變形與裂縫寬度驗(yàn)算（1）撓度計(jì)算橋規(guī)規(guī)定，汽車荷載（不計(jì)沖擊作用）所以起的梁式橋主梁跨中的豎向撓度不得超過。