簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算

T形簡(jiǎn)支梁橋1．設(shè)計(jì)名稱：天河簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置2.1.橋面跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：該橋?yàn)槎?jí)公路上的一座簡(jiǎn)支梁橋，根據(jù)橋下凈空和方案的經(jīng)濟(jì)比較，擬定主梁采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m的裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋。計(jì)算跨徑：根據(jù)梁式橋計(jì)算跨徑的取值方法，計(jì)算跨徑取相鄰支座中心間距為19.5m.橋面寬度：橫向布置為凈－7（行車(chē)道）＋2×0.75m（人行道）＋2×0.25（欄桿）橋下凈空:4m混凝土：主梁采用C25主梁高：取1.5m.主梁梁肋寬：為保證主梁抗剪需要，梁肋受壓時(shí)的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質(zhì)量，通常梁肋寬度為15cm－18cm，鑒于本橋跨度16m按較大取18cm2.2.設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2023）（2）《公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2023）（3）《橋梁工程》（4）《橋梁工程設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》3荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算書(shū)3.1主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算3.1.1①跨中荷載橫向分布系數(shù)a.計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩IX和ITX運(yùn)用G－M法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，求主梁截面的形心位置aX平均板厚為：h1=(h薄＋h厚)=0.5×（13+8）=10.5cm則aX=［（180-15）×10.5×（10.5÷2）+15×150×（150÷2）］/［(180-15)×10.5+15×150］=44.7cmIX=×(180-15)×10.53+(180-15)×10.5×(44.7-)2+×15×1503+15×150×(44.7-)2=4.99×106cm4T形截面抗扭慣性矩ITX=1.15××［(1.8-0.15)×0.1053+1.5×0.153］=2.67×10-3m4則單位抗彎及抗扭慣性矩：JX===2.77×10-4m4/cmJTX===1.48×10-5m4/cmb.計(jì)算橫梁的抗彎及抗扭慣性矩Iy和ITyl=4b=4×180=720cmc=×(480-15)=232.5cmh＇=150×=112.5cm取整110cmb＇=15cm由c/l=232.5/720=0.32查得λ/c=0.608則λ=0.608×232.5=141.4cm=1.41m求橫隔梁截面重心位置：ay=［141×10.52＋(1÷2)×15×1102］/[2×141×10.5+110×15]=23.1cm橫梁抗彎慣性矩：Iy=×2×141×10.53＋2×141×10.5×(23.1-)2＋×15×1103＋15×110×(23.1-110/2)2=4.31×106cm4=4.31×10-2m4ITy=1.15××(2×141.4×103+110×153)EQ=2.6×105cm3單位抗彎慣性矩和抗扭慣性矩為：b1Jy===0.9×104cm4/cmITy===542cm4/cmc.計(jì)算抗彎參數(shù)θ和抗扭參數(shù)αθ===0.245取G=0.43E，則：α===0.027==0.164d.計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)已知θ=0.245，查G－M法圖表下表數(shù)值梁位荷載位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B校核K000.900.960.991.061.081.060.990.960.908B/41.71.531.321.21.040.860.630.430.227.97B/22.482.111.731.380.990.650.27-0.15-0.527.963B/43.282.712.11.530.970.41-0.14-0.62-1.818.01B43.32.481.70.90.22-0.53-1.18-1.857.97K100.970.9811.031.041.0310.980.978.03B/41.041.051.061.061.010.980.950.900.887.97B/21.171.141.11.0510.970.910.860.828.033B/41.31.251.151.060.990.90.850.780.727.99B1.481.31.191.050.960.880.810.750.708.03實(shí)際梁位與表列梁位關(guān)系圖對(duì)于①號(hào)梁來(lái)說(shuō)：K'=對(duì)于②號(hào)梁來(lái)說(shuō)：K'=列表計(jì)算各主梁荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值：梁號(hào)計(jì)算式荷載位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B①號(hào)K'=1.31.251.151.060.990.90.850.780.72K'=3.282.712.11.530.970.41-0.14-0.62-1.18△=K'-K'-1.98-1.46-0.95-0.470.020.490.991.41.9△-0.32-0.24-0.16-0.08-0.0030.080.160.230.31K'α=K'+△2.962.471.941.450.970.490.02-0.39-0.87=K'α/40.740.620.490.360.240.120.005-0.1-0.22②號(hào)K'=1.041.051.061.061.010.980.950.90.88K'=1.71.531.321.21.040.860.630.430.22△=K'-K'-0.66-0.48-0.26-0.14-0.030.120.320.470.66△-0.11-0.08-0.04-0.02-0.0050.020.050.080.11Kα=K'+△1.591.451.281.181.040.880.680.510.33=Kα/40.400.360.320.2950.260.220.170.130.08e.繪制荷載橫向分布影響線，求跨中截面的荷載截面的荷載橫向分布系數(shù)根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60——2023）規(guī)定，汽車(chē)荷載距人行道邊沿距離不小于0.5m。針對(duì)各主梁進(jìn)行荷載最不利位置布置，計(jì)算各主梁荷載橫向分布系數(shù)見(jiàn)下圖各梁橫向分布系數(shù)如下：m1汽=（）+（）=0.642m2汽=（）+（）=0.642人群荷載：m1人=0.783m2人=0.4323.1.2②支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算運(yùn)用杠桿法計(jì)算靠近支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)對(duì)于①號(hào)梁M汽===0.631M人==1.653對(duì)于②號(hào)梁M汽===0.5M人=0將計(jì)算結(jié)果列表于下：荷載跨中1/4跨mc支點(diǎn)m0①號(hào)梁②號(hào)梁①號(hào)梁②號(hào)梁公路—I級(jí)0.6420.5490.6310.5人群荷載0.7830.4321.6530荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化按下述方法進(jìn)行：由于本設(shè)計(jì)僅有一根中橫隔梁，故跨中部分采用不變的跨中荷載橫向分布系數(shù)mc。從離支點(diǎn)l處起至支點(diǎn)的區(qū)段內(nèi)，呈直線型過(guò)渡至支點(diǎn)截面處的橫向分布系數(shù)m0如下圖（暫略）4主梁內(nèi)力計(jì)算書(shū)4.1橋面鋪裝設(shè)計(jì)4.1.1交通量計(jì)算車(chē)型前軸后軸C1C2ni解放CA-10B60—；1—；11170—；1268黃河JN-15049101.61；16.4；1688197.8；737.2日野KB-21147.551001；16.4；1518130.7；518東風(fēng)EQ-14069.3—；1—；11339—；271.6黃河JN362631271；16.4；12824；79.2躍進(jìn)23033.3—；1—；1455—；3.8=2089.1設(shè)計(jì)年限為2023，交通增長(zhǎng)率γ=7%，查的η=1.0則===10275564輛/日由設(shè)計(jì)年限累計(jì)交通量查的為二級(jí)公路，瀝青混凝土面層選取厚度10cm4.2主梁內(nèi)力計(jì)算4.2.1重力內(nèi)力計(jì)算a.重力集度見(jiàn)下表（單位：KN/m-1）梁號(hào)主梁橫梁欄桿及人行道鋪裝層合計(jì)①（④）9.960.472.253.6816.36②（③）9.960.942.253.6816.83b.重力引起的內(nèi)力見(jiàn)下表主梁g/（KN/m-1）l/mM/(KN/m)Q/KNM1/2(KN/m)M1/4(KN/m)Q0/KNQ1/4/KN①④16.3619.5777.6583.2159.579.8②③16.8319.5799.9599.9164.1824.2.2荷載內(nèi)力計(jì)算計(jì)算公路—I級(jí)汽車(chē)活載的跨中彎矩橋梁結(jié)構(gòu)的基頻：F==3.78Hz由于1.5≤f≤14Hzμ=0.1767lnf-0.0175=0.1767×ln3.78-0.0175=0.22則：1+μ=1+0.22=1.22ξ=1，雙車(chē)道，不折減MQ/K,l/2=(1+μ)ξ·Pk·mk·yk+(1+μ)·qk·mc·Ωc=1192.73(KN·m)b.計(jì)算人群荷載的跨中彎矩此時(shí)mc=mcr=0.783,且無(wú)集中力作用故MQ2K,l/2=qr·mc·Ω=0.783×3×=111.65KN·mc.計(jì)算跨中截面公路—I級(jí)荷載的最大剪力計(jì)算圖如下：Qq1K,l/2==178.87KNd.計(jì)算跨中截面人群荷載最大剪力QQ2K,l/2=qr·mcr·Ω=5.5KNe.計(jì)算支點(diǎn)截面公路—I級(jí)荷載最大剪力QQ/K,0==227.909KNf.計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力QQ2K,0==29.36KNg.計(jì)算1/4跨截面公路—I級(jí)荷載彎矩MQ/K,l/4==1015.9KN·mh.計(jì)算1/4跨截面的人群荷載彎矩MQ2K,l/4==83.82KN·mi.計(jì)算1/4跨截面公路—I級(jí)荷載最大剪力QQ/K,l/4==193.14KNj.計(jì)算1/4跨截面人群荷載的最大剪力QQ2K,l/4==12.88KN其它梁內(nèi)力計(jì)算方法同上，主梁荷載內(nèi)力匯總表如下梁號(hào)荷載類(lèi)別彎矩剪力跨中1/4支點(diǎn)跨中1/4跨公路—I級(jí)192.731015.9277.909178.87193.14人群荷載111.6583.8229.365.512.88公路—I級(jí)1073.24936.4214.86169.34133.41人群荷載60.3154.2715.723.36.435行車(chē)道板內(nèi)力計(jì)算書(shū)5.1結(jié)構(gòu)重力及其內(nèi)力（取縱向1米計(jì)算）瀝青混凝土面層：g1=0.1×1×21=2.1KN/mT形梁翼緣板自重：g2=0.105×1×25=2.625KN/m合計(jì)：g=4.725KN/m5.2公路—I級(jí)車(chē)輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力規(guī)范查得a2=0.2m,b2=0.6m;鋪裝層總厚度H=0.1m則：a1=a2+2H=0.4mb2=b2+2H=0.8m故a=a1+d+2l0=3.45m作用于每米寬板條上的彎矩為MSP==-15.47KN/m作用于每米寬板條的剪力為QSP==213.55.3內(nèi)力組合按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別為M=1.2MSg+1.4MSP=-23.59KN/mQ=1.2Qsg+1.4Qsp=303.58KN6橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書(shū)6.1擬定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下圖中橫隔梁的計(jì)算荷載如下：公路—I級(jí)Poq==130.2KN人群荷載Por==10.8KN6.2繪制中橫隔梁影響線=+++=16.2m2η11=0.475η14=-0.23η21=0.325η24=0.175=-1.125η11=-0.4646.3截面內(nèi)力計(jì)算公路—I級(jí)：M2-3==257.33人群荷載：M2-3==147.