橋梁工程課程設(shè)計(jì)鋼筋混凝土t形梁橋設(shè)計(jì)

1、鋼筋混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置（一） 設(shè)計(jì)資料1. 橋面跨徑與橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：主橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m的裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支橋。主橋全長(zhǎng)：根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟冉y(tǒng)計(jì)資料，并參考以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定伸縮縫采用4cm，則 預(yù)制橋全長(zhǎng)29.96m。計(jì)算跨徑：根據(jù)梁橋計(jì)算跨徑的取值方法，計(jì)算跨徑取相鄰支座中心間距為29.16m。橋面寬度：根據(jù)一次典型交通量的抽查結(jié)果，確定該橋的橋面橫向布置為凈7m（行車(chē)道）+2*1.0m（人行道+欄桿）。2. 設(shè)計(jì)荷載根據(jù)該橋所在道路的等級(jí)確定荷載等級(jí)為：計(jì)算荷載：公路I級(jí)，人群荷載3.5KN/m2欄桿：每側(cè)1.52kN/m人行道：每側(cè)3.6kN/m3. 材料初步

2、選定混凝土：主梁采用50號(hào)，人行道、欄桿及橋面鋪裝用25號(hào)。鋼筋：凡直徑大于或等于12毫米者用II級(jí)鋼筋，直徑小于12毫米者用I級(jí)鋼筋。（二） 結(jié)構(gòu)布置1. 主梁高：以往的經(jīng)濟(jì)分析表明，鋼筋混凝土T形簡(jiǎn)支梁高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍大約在 1/111/18之間，根據(jù)跨度大者取小值原則，本橋取1/18，則梁高應(yīng)為1.67m（標(biāo)準(zhǔn)跨徑 為30m），實(shí)際設(shè)計(jì)按1.7m取。2. 主梁間距：裝配式鋼筋混凝土T形簡(jiǎn)支梁的主梁間距一般選擇1.52.2m之間，本橋選用2.2m。3. 主梁梁肋寬：為保證主梁的抗剪需要、梁肋受壓時(shí)的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質(zhì)量，本橋梁肋寬度取0.2m。4. 翼緣板尺寸：由于橋面寬度是給定的，

3、主梁三間距確定后，翼緣板的寬度可得到為2.2m。因?yàn)橐砭壈逋瑫r(shí)又是橋面板，根據(jù)其受力特點(diǎn)，一般設(shè)計(jì)成變厚度。與腹板交接較厚，通常不小于主梁高的1/10，本設(shè)計(jì)取為0.18m，翼緣板的懸臂端部可以薄些，本設(shè)計(jì)取為0.14m。5. 橫隔梁：為增強(qiáng)橋面系的橫向剛度，本橋除在支座處設(shè)置端橫隔梁外，在跨間等距離布置三根中橫隔梁，間距4*725。梁高一般取為主梁高的3/4左右，即為1.275m，在靠近腹板處橫隔梁梁底緣到主梁梁頂?shù)木嚯x為1.455m。厚度通常取1216cm之間，本設(shè)計(jì)橫隔梁下緣取為15cm，上緣取為16cm。6. 橋面鋪裝：底層為25號(hào)混凝土，緣石邊處厚4cm，橫坡1.5%，面層采用4cm

4、等厚瀝青混凝土。 橋梁橫斷面布置圖 、 T梁斷面圖 縱斷面圖二、主梁的計(jì)算1. 計(jì)算結(jié)構(gòu)的自重集度（表2-1-1）結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表 表2-1-1主梁橫隔梁對(duì)于邊主梁對(duì)于中主梁橋面鋪裝層欄桿和人行道合計(jì)對(duì)于邊主梁對(duì)于中主梁2. 結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算（表2-2-1）邊主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 注：括號(hào)（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力 表2-2-1 內(nèi)力截面剪力Q（kN）彎矩M（kNm）x=0（376.75）（0）x=1/4（188.37）（2059.86）x=1/2Q=0（0）（2746.49）3. 汽車(chē)、人群荷載內(nèi)力計(jì)算（1） 支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）汽車(chē)荷載距人行道邊緣不小于0.5m，人群很在取3.5

5、kN/m，在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置各梁支點(diǎn)處相應(yīng)于公路I級(jí)和人群荷載的橫向分布系數(shù)計(jì)算（表2-3-1） 表2-3-1梁號(hào)公路I級(jí)人群荷載1或4號(hào)梁2或3號(hào)梁（2） 跨中荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）<1>求荷載橫向分布系數(shù)本橋梁各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)為4，梁間距為2.20m，則ai2= a12+ a22+ a32+ a42=24.21（4）號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線豎標(biāo)值為：2（3）號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線豎標(biāo)值為：<2>畫(huà)出各主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載，如下圖：<3>荷載橫向分布系數(shù) 表2-3-2梁號(hào)汽車(chē)荷載人群

6、荷載1或4號(hào)梁2或3號(hào)梁（3） 荷載橫向分布系數(shù)匯總（表2-3-3）荷載橫向分布系數(shù) 表2-3-3梁號(hào)荷載位置公路I級(jí)人群荷載備注1或4號(hào)梁跨中0.6500.795偏心壓力法支點(diǎn)0.4541.318杠桿原理法2或3號(hào)梁跨中0.5500.432偏心壓力法支點(diǎn)0.7960杠桿原理法（4） 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算（表2-3-4） 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算 表2-3-4 類(lèi)型截面公路I級(jí)均布荷載（kN/m）人群荷載（kN/m）影響線面積（m或 ）影響線圖式10.510.52.62510.52.625（5） 公路I級(jí)集中荷載 計(jì)算：計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：（6） 計(jì)算沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)跨中處

7、的單位長(zhǎng)度量：主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩：查表 E取所以沖擊系數(shù)為（7） 跨中彎矩、跨中剪力計(jì)算： 因雙車(chē)道不折減，故=1 表2-3-5梁號(hào)截面荷載類(lèi)型或y S（kN） 1或4號(hào)梁公路I級(jí)10.5276.641.1530.650106.29836.422347.847.291511.42人群2.625/0.795106.29221.81公路I級(jí)10.5331.971.1530.6503.64528.68153.080.5124.40人群2.625/0.7953.6457.61 表2-3-6梁號(hào)截面荷載類(lèi)型或y S（kN） 2或3號(hào)梁公路I級(jí)10.5276.641.1530.5

8、50106.29707.741986.637.291278.89人群2.625/0.432106.29120.53公路I級(jí)10.5331.971.1530.5503.64524.27129.530.5105.26人群2.625/0.4323.6454.13（8）計(jì)算支點(diǎn)截面汽車(chē)荷載最大剪力繪制各梁荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖所示： 1（4）號(hào)梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：則：則，公路I級(jí)作用下，1號(hào)和4號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為： 2（3）號(hào)梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為

9、：則：則，公路I級(jí)作用下，1號(hào)和4號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為：（9）各梁彎矩剪力基本組合表（如表2-3-7、2-3-8）承載能力極限狀態(tài)基本荷載組合： 表2-3-7梁號(hào)序號(hào)荷載類(lèi)型彎矩M剪力Q四分點(diǎn)跨中梁端跨中1（4）號(hào)梁（1）結(jié)構(gòu)自重1988.922651.49363.770（2）汽車(chē)荷載1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷載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）186.322

10、48.4339.248.52（7）S =（4）+（5）+（6）4879.076717.20868.52249.832（3）號(hào)梁（1）結(jié)構(gòu)自重2059.862746.49376.750（2）汽車(chē)荷載1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷載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

11、用極限狀態(tài)下短期效應(yīng)荷載組合： 表2-3-8梁號(hào)序號(hào)荷載類(lèi)型彎矩M剪力Q四分點(diǎn)跨中梁端跨中1（4）號(hào)梁（1）結(jié)構(gòu)自重1988.922651.49363.770（2）汽車(chē)荷載1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷載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）號(hào)梁（1）結(jié)構(gòu)自重2059.862746.49376.750（2）汽車(chē)荷載1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷載90.4012

12、0.5312.734.13（4）0.7*（2）1043.301390.64288.2390.67（5）S =（1）+（3）+（4）3193.564257.66677.2894.80二、 橫隔梁的計(jì)算。對(duì)于具有很多根內(nèi)橫隔梁的橋梁，由于主梁跨中處橫隔梁受力最大，故通常只要計(jì)算跨中橫隔梁中間的內(nèi)力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。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下圖所示：縱向一列車(chē)輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎矩時(shí)：計(jì)算剪力時(shí)：2. 繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線：有前面偏心壓力法可計(jì)算得1、2號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎標(biāo)值如圖a，則 的影響線豎標(biāo)值計(jì)算如下：P=1

13、作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（）P=1作用在4號(hào)梁軸上時(shí)P=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)（）由已學(xué)影響線的知識(shí)可知，影響線必在rr截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至rr截面，即為值（1.09），由此即可繪出M 影響線如圖b所示。3. 繪制剪力影響線對(duì)于1號(hào)主梁處截面的影響線可計(jì)算如下：P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：繪成Q 影響線如圖c所示。4. 截面內(nèi)力計(jì)算將所求得的計(jì)算荷載P 在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車(chē)荷載并計(jì)入沖擊影響力（1+），則得到表3-4-1所示結(jié)果 表3-4-1公路I級(jí)彎矩剪力5. 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)）（1） 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表3-5-1） 表3-5-1基本組合（2） 正常適用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表3-5-2） 表3-5-2 短期效應(yīng)組合三、 行車(chē)道板的計(jì)算1. 結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計(jì)算）（1） 每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g（表4-1-1）板的結(jié)構(gòu)自重g 表4-1-1瀝青表面處治C25混凝土墊層T梁翼板自重合計(jì)（2） 每米寬板條的恒載內(nèi)力 T梁橫截面圖（單位：cm）2. 汽