跨鋼筋混凝土T形梁橋設(shè)計(jì)書

跨鋼筋混凝土 一、 設(shè)計(jì)資料 計(jì)算跨徑： 梁全長： 主梁間距 梁間距 、 采用焊接鋼筋骨架設(shè)計(jì) 2、 采用 和 鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 、 一類環(huán)境條件，安全等級(jí)級(jí) 二、 結(jié)構(gòu)基本尺寸以及混凝土和鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (一 ) 截面主要尺寸見圖 1、 跨度（計(jì)算跨徑） L=h=（ 1/11），故取，且取。 2、 外邊緣厚度取，梁肋處翼板厚度為 （） 又 1bf 2 2 3 12 故取受壓翼板的有效寬度 、橫隔梁尺 寸 高取 900 ，厚取 150 ，跨度為 1420 圖 1 - 1 單 位 ：（二）梁體采用 凝土，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 筋采用 筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f d=280 =f 箍筋采用鋼筋，直徑，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f d= 、行車道板設(shè)計(jì) 取寬帶進(jìn)行計(jì)算，即計(jì)算板寬 ,b=L=一）、板控制截面的彎矩組合設(shè)計(jì)值 自重 5 103 m 活荷載 N/m 邊緣作用集中力為 P=13d=0.5 0.5 P L=13m M=N m （二）、設(shè) 5 ,h0=205 Md=） 106=1000x（ 95） x= 板的分布鋼筋取 8 ，其間距 =250 1 0 8 ( 分 布 鋼筋) （尺寸單位： ）圖 1 - 2四、梁控制截面的彎矩，剪力組合設(shè)計(jì)值 算跨徑 L=隔梁重量均攤到主梁上 25 103/16=1.3 kN/m 梁自重 =25 103 kN/m 故梁每延米承受的恒載 q= kN/m 而且 活 荷 載 重 m L / 4 = 1 5 . 5 / 4 = 3 . 8 8 m（ ） M d , l / 2 影響線3 L / 1 6 = 1 . 9 1 m（ ） M d , l / 4 影 響 線圖 1 - 3圖 1 - 41）用影響線計(jì)算跨中， 1/4 截面處的彎矩 當(dāng)在恒載作用下 圖 1圖（ a） Md,l/2= q (m 由圖（ b） Md,l/4= q 3 =m 且 =0 圖 1 - 5 當(dāng)在活載作用下 圖 1圖（ a） M d,l/2= q (m 由圖（ b） M d,l/4= q m 故彎矩組合值 跨中 =Md,l/2 M d,l/2=232 m 1/4 跨處 =Md,l/4 Md,l/4=25 m 支座處 =0 2）用影響線計(jì)算跨中， 1/4 截面處的剪力 當(dāng)在恒載作用下 Fd,l/2=0 Fd,l/4= =d,0=1 a ） V d , /4 影響線（ ） V d , 0 影 響 線（ ） V d , /4 影響線 當(dāng)在活載作用下 F d,l/2=0 F d,l/4= = d,0=1 剪力組合設(shè)計(jì)值 Vd,l/2=0 Vd,l/4= =)作出彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖（跨中考慮到最不利荷載 d,l/2=55 5555318318圖 1 - 6 （ 單 位 ： k N m ） 圖 1 - （ 單 位 ： 1232925925五、截面設(shè)計(jì) b=， M=1232 m 為 了 便 于 計(jì) 算 ， 將 實(shí) 際 截 面 換 算 成 圖 1 算 截 圖圖 1 - 8 單 位 ：（ ） 因 采 用 的 是 焊 接 鋼 筋 骨 架 ， 故 0 14 , 則200086 （）判定 （ /2） （） N m（ m） 故屬于第一類型截面 （）求受壓區(qū)高度 由 Md=）可得 （） （）求受拉鋼筋面積 f d） = 現(xiàn)取鋼筋為 6 20 4 28，截面面積 347 鋼 筋 疊 高 層 數(shù) 為 5 層 ， 布 置 如 圖1 - 9 （ 尺 寸 單 位 ： ）6 20+4 28取混凝土保護(hù)層厚度為 35 d=28 且符合附表中規(guī)定的 30 鋼筋間橫向凈距 8035 40 及 8=35 ,故滿足構(gòu)造要求 （ 5）截面復(fù)核 已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中 6 20 面積為 1884 ， 4 28面積為 2463 由圖 1筋布置圖可求得 1884（ 35+ 2463（ 35 3 /（ 2463+1884） =106 則實(shí)際有效高度 200094 a、 判定 T 形截面類型 =1500 110=106 N =1.9 m f d （ 2463+1884） 280=m b、 求受壓區(qū)高度 x x = f （ f） =280 4347/(1500)= （ = 1232 kNm ） 又 = =4347/（ 180 1094） =故截面 復(fù)核滿足要求 六、腹筋設(shè)計(jì) （ 1） 截面尺寸檢查 根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋 2 28通過支座截面，支點(diǎn)截面有效高度為 h0=35+） =1149 (見圖 1（ 0. 51 10 10 25 180 1149=528 = 截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。 6 2 0 + 4 282 22（架立鋼筋）圖 1 - 1 0 （ 尺 寸 單 位 ： ）（ 2） 檢查是否需要根據(jù)計(jì)算 配置箍筋 跨中段截面 (10 10180 1094=支座截面 (10 10180 1149= d,l/2（ =55 筋時(shí)），故滿足規(guī)范規(guī)定。 綜上所述計(jì)算，在支座中心向跨徑長度方向的 1200 范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距00 ，其后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋 間距取 00 （ 5）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì) 設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（ 20，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離 a s=。 彎起鋼筋的彎起角度為 45。 ，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對(duì)彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起筋上下彎點(diǎn)之間垂直距離 c = 4 3c=3545彎起鋼筋架立鋼筋（ 2 2 ）圖 1 - 1 2 彎 起 鋼 筋 細(xì) 節(jié) ( 單 位 ： h i1鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的 及至支座中心距離 i、分配的剪力計(jì)算值 需的彎起鋼筋面積 2 各彎起鋼筋計(jì)算 彎起點(diǎn) 1 2 3 4 距支座中心距離 i（ 1034 2045 3033 3999 分配的 計(jì)算 剪力 值 要的彎筋面積 45 可提供的彎筋面積 1232 628 628 628 (28) (20) (20) (20) 1034 1011 988 966 彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離 x c（ 516 1555 2565 3554 表 2 根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁第一排彎起鋼筋的末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí) 200-（ 35 +（ 43+=1034 彎起角為 45。 ， 則第一排彎筋（ 2彎起點(diǎn) 1 距支座中心距離為 1034 ，彎起筋與梁縱軸線交點(diǎn) 1 距支座中心距離為 x c=1034-1200/2-（ 35+=516 . 對(duì)于第二排（ 2起鋼筋，可得到 200-（ 35+2+（ 43 =1011 彎起鋼筋的彎起點(diǎn) 2距支點(diǎn)中心距離為 034=2045 分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值 比例關(guān)系計(jì)算可得到： （ 600+3506， =h/2=600 ;設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長為 3506 所需要提供的彎起鋼筋截面積（ ()=702 2 第二排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn) 2 距支座中心距離為 xc=2045-1200/2-（ 35 2 =1555 其余各排彎起鋼筋的計(jì)算方法與第二排彎起鋼筋計(jì)算方法相同。 按照計(jì)算剪力初步布置彎起鋼筋 如圖 1現(xiàn)在按照同時(shí)滿足梁胯間各正截面和斜截面抗 彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置。由已知跨中截面彎矩計(jì)算值 = m,支座中心處 ，做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖。在 L/4截面處，因 x=3875 ,L= 1232 m,則彎矩計(jì)算值為 =1232（ 1=924 m 與已知值 Md,l/4=m 相比 ,兩者相對(duì)誤差很小，故用 Md,x= Md,l/2（ 12）來描述簡支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。 11 h/2h/2支座中心線 梁跨中線3 9 3 . 07 6 8 . 09 4 8 . 81 1 3 0 . 31 2 3 2 （ M L /2 ）1 3 0 2 . 721x = 6 3 9 6x = 4 7 5 6x = 3 7 1 6x = 2 2 2 7抵抗彎矩圖彎矩包絡(luò)圖圖 1 - 1 3 （尺寸單位： ；彎矩單位： ）4 3 2 1 43212 5 2 = 7 7 5 04各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力 筋彎起后相應(yīng)各 截面 抗彎承載力 表 2 區(qū)段 截面縱筋 有效高度 h0(類型 受壓區(qū)高度 x(抗彎承載力 m) 支座中心至 1點(diǎn) 228 1149 第一類 20 點(diǎn) 2 點(diǎn) 428 1133 第一類 40 點(diǎn) 3 點(diǎn) 428+220 1125 第一類 50 點(diǎn) 4 點(diǎn) 428+420 1115 第一類 點(diǎn) 梁 跨中 428+620 1105 第一類 將表 2的正截面抗彎承載力 們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為 i, ,求得 i,j, ,m 到跨中截面距離 x 值。（圖 1 現(xiàn)在以圖 1所示彎起鋼筋的彎起點(diǎn)初步位置來逐步檢查是否滿足公路橋規(guī)的要求。 第一排彎起鋼筋（ 2 其充分利用點(diǎn) L 的橫坐標(biāo) x=4756 ，而 2彎起點(diǎn) 1 的橫坐標(biāo)750716 ,說明 1點(diǎn)位于 且 6716960） 12 （ =1133/2=567 ） ,滿足要求。 其不需要點(diǎn) m 的橫坐標(biāo) x=6396 ，而 2筋與梁中軸線交點(diǎn) 1 的橫坐標(biāo) x 1（ =7750234 ） x（ =6396 ） ,亦滿足要求。 第二排彎起鋼筋（ 2 其充分利用點(diǎn) k 的橫坐標(biāo) x=3716 ，而 2彎起點(diǎn) 2 的橫坐標(biāo)750705 x（ =3716 ） ,且 5705989 ） （ =1125/2=563 ） ,滿足要求。 其不需要點(diǎn) L 的橫坐標(biāo) x=4756 ，而 2筋與梁中軸線交點(diǎn) 2 的橫坐標(biāo) x 2（ =7750195 ） x（ =4756 ） ,故滿足要求。 同理，其它各排通過以上步驟檢查后，均滿足要求。 由上述檢查結(jié)果可知圖 1示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置滿足要求。 進(jìn)一步調(diào)整上述彎起鋼筋的彎起點(diǎn)初步位置，在滿足規(guī)范對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)要求前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡(luò)圖；在彎起鋼筋之間，增設(shè)直徑為 16的斜筋，圖 1筋的布置圖。 1040 800 800 700 700 800 800 21101200架立鋼筋（2 22）理論支承線2 N 52a ） 彎起鋼筋、斜筋布置圖（尺寸單位： 13 ( b )M M L / 2 k N / 2 m( c )( a ） 彎 起 鋼 筋 和 斜 截 面 布 置 示 意 圖 ； ( b ) 相 應(yīng) 于 剪力 計(jì) 算 值 V x 的 彎 矩 計(jì) 算 值 M x 的 包 絡(luò) 圖 ； （ c ） 剪 力計(jì) 算 值 V x 的 包 絡(luò) 圖圖 1 - 1 4 梁 彎 起 鋼 筋 和 斜截面設(shè)計(jì)布置圖七、 斜截面抗剪承載力的復(fù)核 1） 復(fù)核距支座中心處為 h/2 處斜截面抗剪承載力 （ 1） 選定斜截面頂端位置 由圖 1a）可得到距支座中心 h/2 處正截面有效高度 149 ，現(xiàn)取斜截面投影長度 c 149 ,則得到選擇的斜截面頂端位置 A（圖 1其橫坐標(biāo) x=7150001 2 N 52=600c=1142圖 1 - 1 5 距 支 座 中 心 h / 2 處 斜 截 面 抗剪承載力計(jì)算圖示（單位： （ 2） 斜截面抗剪承載力復(fù)核 +（ l/2） 2x/l= 2 6001/15500=258.6 x =（ 1=1232（ 160012/155002） =kNm A 處正截面有效高度 133 =筋為 4 28） 14 則實(shí)際廣義剪跨比 m 及斜截面投影長度為 m= Vx = = 與斜截面相交的彎起鋼筋有 22 28）、 22 20）；斜筋有 22 16）。 將以上代數(shù)值代入公式，得到 斜截面 抗剪承載力為 s i 6 p )210( 0 . 4 5 u,0（=110801133 6)0. 62 （ +10280（ 2 1232 402） 58.6 距支座中心為 h/2 處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。 同理，箍筋間距有改變處（在支座中心跨徑長度方向的 1200 處）的斜截面以及受拉區(qū)彎起鋼筋彎起處的斜截面抗剪承載力的復(fù)核可類似以上步驟 。 經(jīng)檢驗(yàn)，均滿足設(shè)計(jì)要求。 2) 全梁承載能力校核 對(duì)全梁進(jìn)行承載力校核，就是檢查梁截面的正截面抗彎承載力，斜截面的抗剪和抗彎承載力是否滿足要求。在梁的彎起鋼筋設(shè)計(jì)中，按照抵抗彎矩圖外包彎矩包絡(luò)圖原則，并且使彎起位置符合規(guī)范要求，故梁間任一正截面和斜截面的抗彎承載力已經(jīng)滿足要求，不必再進(jìn)行復(fù)核。 而對(duì)已配置腹筋的梁進(jìn)行斜截面抗剪承載力復(fù)核，見第七個(gè)步驟。 八、縱向水平補(bǔ)充鋼筋的設(shè)計(jì) 縱向鋼筋采用 圓鋼筋，直徑為 8，且固定在箍筋外側(cè) 梁內(nèi)水平縱向鋼筋的總截面積取 h=180 1200=432 2,在受拉區(qū)和受壓區(qū)取間距為 150 在梁支點(diǎn)附近剪力較大區(qū)段水平縱向鋼筋間距取 100 . 九、裂縫寬度 1/8)1/8)（ 9305+ m 1/8)m （ 1） 帶肋鋼筋系數(shù) 荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值 1m 荷載長期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值 2m 系數(shù) +s=1+ 系數(shù) 板式受彎構(gòu)件 （ 2） 鋼筋應(yīng)力 s/(s)=106/(1086 4347)= 3） 換算直徑 d 的計(jì)算 因采用不同的鋼筋直徑，將 d 取用換算直徑 得 15 d= 6 202 4 282） /（ 6 20 4 28） = 對(duì)于焊接鋼筋骨架 d= （ 4） 縱向受拉鋼筋配筋 率的計(jì)算 = = 4347/（ 180 1086） = 取 = （ 5） 最大裂縫寬度 S（ 30 d） /（ 0） =1 1 2 105) （ 30 （ 0 = ,滿足要求。 十、梁跨中撓度的驗(yàn)算 在進(jìn)行梁變形計(jì)算時(shí)，應(yīng)取梁與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板進(jìn)行計(jì)算，即 b 600 ,而 h f=110 . （ 1） T 梁換算截面的慣性矩 0計(jì)算 對(duì) 裂截面，可得到 1600=347(1086 x) x= hf(=110 ) 梁跨中截面為第二類 A=hf（ b/b=4347+ 110 （ 1600/180=1040 B=2h b/b=2 4347 1086+ 1102 （ 1600/180=470133 則 x= 2 206 hf(=110 ) 開裂截面的換算截面慣性矩 b-(b x- hf） 3/3+=（ 1600 2063） /3-(1600（ 2063/3+4347(1086 =106 4 T 梁 的全截面 換算截面 面積為 A0=bb) hf+(180 1200 (1600 180) 110 (1)4347= 2 受壓區(qū)高度 為 x=1800 12002 1600 180） 1102+（ 4347 1086/ 19 .