橋面總寬及跨徑

1、一、主梁計算（一）結構尺寸擬定1橋面總寬及跨徑標準跨徑：按設計要求，確定主橋標準跨徑為L=10m的裝配式級公路鋼筋混凝土簡支T梁橋。主梁全長:參照以往設計經(jīng)驗，確定伸縮縫采用4m，著預制梁體長9.96m。計算跨徑：根據(jù)梁式橋計算跨徑的取值方法，計算跨徑取相鄰支座中心間距為 =9.5。橋面寬度：公路T梁的梁肋之間距主要取決于吊起設備的能力，預制安裝的方便，標準設計中梁肋間距取1.62.2m（參見教材）則有設計任務書知為5片T梁，梁肋間距取1.6m。知橋面橫向布置為凈-7m（行車道） 20.75（人行道） 20.25（欄桿）。具體見圖1.T梁橫斷面尺寸。2.設計荷載 根據(jù)該橋所在車道路的等級確定荷

2、載等級為： 計算荷載：(任務書中給定公路等級為級)則： 車道荷載的均布荷載標準值為 集中荷載 人群荷載為3 （二）結構布置1.主梁高度由教材知，公路鋼筋混凝土簡支梁標準設計中，肋式截面梁為111113.梁的跨度越大，高跨比趨于下限，則選高跨比為111.實際設計按90cm取。2.主梁間距由教材知：裝配式鋼筋混凝土T形簡支梁的主梁間距一般在1.62.2之間本橋選用1.6m。板間2cm砂漿縫。3.主梁梁肋寬 T形形截面梁或箱形截面梁的腹板寬度不應小于140mm（由公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范）（JTG D62-2004）以下簡稱橋規(guī)（JTG D62-2004可知）。本設計實際采用180m

3、m。4.翼緣板尺寸有橋規(guī)JTG D62-2004知：預制T形截面梁懸臂端的厚度不應小于100mm，本設計采用10cm。與腹板相連處的翼緣板厚度不應小于梁高的110。本設計采用14cm梁翼緣板寬度為1.58m。5.橫隔梁在中心布置1跟橫隔梁，兩端個設1根，間距為24.70m（中橫隔梁，梁高一般為主梁的34左右，即340.9=0.675m，取75cm，端橫隔梁梁高取90cm）。本設計橫隔梁厚度取為18cm。6.橋面鋪裝采用3cm厚的瀝青混凝土磨耗層。采用6cm-12cm厚層C25混凝土鋪裝層.具體尺寸見圖1橋梁橫斷面布置圖。（三）主梁、邊梁計算 1.橫向分布系數(shù)的計算（1）支點處的荷載橫向分布系數(shù)

4、m采用杠桿原理計算。繪制橫向影響線，按最不利荷載布置。如下圖。（圖3a、b、c） 影響線圖 圖3對于號梁： 對于號梁i) ii) iii) 取 對于號梁：i) ii) 對于號梁： 對于號梁： （2）跨中截面橫向分布系數(shù)計算橋寬跨比為700/1000=0.7 =0.5,偏心壓力法不適用，因此采用橫向鉸接板（梁）法1計算截面幾何特性主梁的翼緣板平均值厚度為12cm，則截面形心距翼緣板頂面的距離 （圖4所示） 抗彎慣性距為： 對于翼板， （ 為腹板頂板厚， 為頂板寬）由下表知： 彎矩傳遞系數(shù)表 表1. 10.90.80.70.60.50.40.30.20.10.1C0.1410.1550.1710.

5、1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3可得 。對于梁肋， ，由表1知 得抗扭慣性矩為： 求剛度系數(shù) 和 （ 為跨徑10m，b為頂板寬度1580mm） 翼緣板厚度（近似取距梁肋 處板厚計算） =70/3=23.33 =12.67cm 有計算結果可見， 值必須計入影響按式： 計算繪制跨中荷載橫向分布影響線從所為資料中所屬5-1，5-2和5-3的分表，在 與 之內內插求 的影響線坐標值 并繪制成各梁很在橫向分布影響線（見圖5）由鉸接板知 由鉸接板知： 由鉸接板知： 計入 影響可得： 2計算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)汽車車（道）輛橫向最不利布置如圖5所示，求得各主梁橫向

6、分布系數(shù)如下： 橫向分布系數(shù)圖 圖5號梁 號梁 號梁 號梁與號梁一致 號梁與號梁一致 橫向分布系數(shù)匯總,見下表2橫向分布系數(shù)值 表2荷載類別12345 車道荷載0.40440.43750.48970.50.56030.5940.49870.50.40440.4375人群荷載1.05481.4220.0679-0.422-0.24400.1048-0.4221.05481.4222主梁內力計算（1）恒載內力計算由已知條件：鋼筋混凝土天然容重 瀝青混凝土 混凝土 主梁截面積： 中橫隔梁體積： 端橫隔梁體積： 中主梁濕接縫截面積： 邊主梁濕接縫截面積： 恒載計算主梁自重： 橫隔梁折算荷載邊主梁： 中

7、主梁： 現(xiàn)澆橋面板濕接縫邊主梁： 中主梁： 橋面鋪裝層： 人行道和欄桿： 合計 邊主梁： 中主梁： （2）荷載內力 計算邊主梁距離支座為x的橫截面彎矩與剪力： 各計算截面的剪力與彎矩列于表3截面剪力與彎矩值 表3 內力截面位置邊主梁中主梁彎矩（KN.m）剪力（KN）彎矩（KN.m）剪力（KN）X=0071.098074.5418X=L/4126.643335.549132.774437.2709X=L/2168.85780117.03670（3） 活載內力計算計算車道荷載的沖擊系數(shù) E-結構材料的彈性模量，查橋規(guī)JTG D62-2004知： l結構計算跨徑（m）; -結構跨中處單位長度質量 G

8、結構跨中處延米結構重力N/m 為重力加速度。 由公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60-2004 (以下簡稱通用規(guī)范)知; 荷載橫向分布系數(shù)選?。ㄈ绫?）橫向分布系數(shù)取值 表4梁號荷載位置車輛荷載人群荷載邊主梁跨中 支點 0.40440.43751.05481.422由公路級車道荷載標準值 計算彎矩時集中荷載 。計算剪力時集中荷載 （4)計算車道荷載的跨中彎矩，如圖6采用直接加載求活載內力雙車道不折減 車道均布荷載作用下（ 時）， 故可得： = = KN.m 影響線圖 圖6 橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度 附加三角形荷載重心的影響線坐標為： 車道均布荷載下的跨中彎矩為 車道集中荷載作用下的跨中彎矩為：

9、（5）計算跨中截面車道荷載最大剪力。 如圖7所示 車道均布荷載作用下（ 時） 附加三角形荷載重心的影響線坐標 影響線圖 圖7 車道均布荷載作用下的跨中剪力為： 車道集中荷載作用下： （6）計算跨中人群荷載最大彎矩（如圖8） 縱向每延米人群荷載集度 時 附加三角形荷載的影響線坐標為 （7）計算跨中截面人群荷載最大剪力。（如圖9） 時 附加三角形荷載重心的影響線坐標 （8）計算 處車道荷載彎矩（如圖10）影響線面積： 圖10 時 附加三角形荷載影響線坐標 影響線圖 圖10 車道均布荷載作用下的 處彎矩 車道集中荷載作用下： 影響線圖 圖11 （9）計算 處車道荷載最大剪力（如圖11） 附加三角形荷

10、載影響線坐標為 處車道均布荷載剪力： 影響線圖 圖12 處車道集中荷載剪力： =91.5366KN（10）計算 處人群荷載彎矩（圖12） 影響線圖 圖13 附加三角形荷載重心坐標： 處人群荷載彎矩： （11） 處人群荷載最大剪力值，如圖13 =6.4227KN（12）計算支點截面車道荷載最大剪力，如圖14作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化圖形和支點影響線 影響線圖 圖14橫向分布系數(shù)變化區(qū)段 車道均布荷載作用下 時： 影響線面積 附加三角形荷載重心的影響線坐標為： 車道均布荷載作用下的支點剪力為： 車道集中荷載作用下的支點剪力為： 車道荷載作用下 （13）計算支點截面人群荷載最大剪力人群荷載的橫

11、向分布系數(shù)如圖14附加三角形荷載重心的影響線坐標為： 故可得人群荷載的支點剪力為 邊主梁內力標準值見表同理可得2號梁3號梁內力標準值，且由對稱性可知2號梁與4號梁，1號梁與5號梁內力標準值相同，計算結果見下表邊主梁內力標準值 表5 引起內力的荷載內力值恒載車道荷載人群荷載備注跨中彎矩 168.8578 261.347 27.5928 車道荷載引起的彎矩，剪力。以計入沖擊系數(shù)1 處彎矩 126.6433 196.4543 20.8567 支點剪力 71.098 136.5705 12.2543 跨中剪力 058.2952 2.9003 處剪力 35.549 91.5366 6.4227 2、4號

12、主梁內力標準注值 表6 引起內力的荷載內力值恒載車道荷載人群荷載備注跨中彎矩 177.0367 321.1309 0.6873 車道荷載引起的彎矩，剪力。以計入沖擊系數(shù)1 處彎矩 132.774 241.1788 0.2563 支點剪力 74.5418 KN157.5834 KN-0.5833 KN跨中剪力 071.8456 KN0.0724 KN 處剪力 37.2709 KN112.8327 KN0.2992 KN3號主梁內力標準值見 表7 引起內力的荷載內力值恒載車道荷載備注跨中彎矩 177.0367 361.9683 車道荷載引起的彎矩，剪力。以計入沖擊系數(shù)1 處彎矩 132.7774

13、271.928 支點剪力 74.5418 185.881 跨中剪力 080.7928 處剪力 37.2709 1268107 主梁內力組合邊主梁內力組合彎矩組合設計值，跨中截面，由橋規(guī)JTG D60-2004知：根據(jù)承載力內力組合： 取 =1.0 ， ， , ， 結構重要性系數(shù)，按安全等級二級取 =1.0 混凝土結構重力效應分項系數(shù) 汽車荷載效應分項系數(shù) 在作用效應組合中除汽車荷載效應其它第j個可變效應的分項系數(shù) 除汽車荷載效應外的其它可變作用效應的組合系數(shù)得： 剪力組合設計值， 2號梁與3號梁組合計算過程同1號梁，計算結果見下表主梁內力組合設計值 表8 內力截面位置1號梁2號梁3號梁彎矩（K

14、N.m）剪力（KN）彎矩（KN.m）剪力（KN）彎矩（KN.m）剪力（KN）X=00290.2410309.4150349.684X=L/2599.41984.779662.787100.665719.220113.110X=L/4450.367178.003497.226203.026540.032222.270（四）主梁配筋計算1.材料選擇：鋼筋材料規(guī)格：查橋通用規(guī)范JTG D60-2004知鋼筋：主筋采用HRB400的鋼筋： 抗拉強度標準值 抗拉強度設計值 彈性模量 箍筋采用HRB335鋼筋： 抗拉強度標準值 抗拉強度設計值 混凝土:主梁采用 混凝土 抗壓強度標準值 抗壓強度設計值 抗拉

15、強度設計值 彈性模量 根據(jù)跨中截面正截面承載力極限狀態(tài)，確定縱向受拉鋼筋數(shù)擬采用焊接鋼筋骨架配筋，橋規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定鋼筋最小混凝土保護層厚度要求：主筋的最小混凝土保護層厚度：類環(huán)境條件為30mm，類環(huán)境條件為40mm，、環(huán)境條件為45mm，故設 =90mm，則 ，翼緣計算寬度 由橋規(guī)（JTG D62-2004）知： 承托長度，為零. 故取 =1580mm 由橋規(guī)（JTG D62-2004）知：首先判斷截面類型，得 屬于第一類型的T型梁，所以可以按寬度 的矩形截面算2.確定混凝土受壓區(qū)高度 （ 為橋規(guī)（JTG D62-2004查得） 求所需鋼筋截面面積為： 故選用6 25（外徑

16、28.4mm）供給As=2945 (見圖15) 主梁配筋示意圖 圖15 采用兩排焊接骨架（由構造要求知，各筋之間的橫向凈距和層與層之間距離的豎向凈距，當鋼筋為3層以下時，不小于30mm并且不小于1d，在三層以上時，不小于40mm，并且不小于1.25d）鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離 梁的實際有效寬度 截面最小有效寬度 3. 跨中截面正截面復核確定混凝土受壓區(qū)高度得： 求截面所能承受的彎矩設計值為： 正截面承載能力滿足要求4.斜截面抗剪承載力計算（1）對與腹板寬度不變的等高度簡支梁，距支點h/2處的第一個計算截面的截面尺寸控制設計，應滿足下列要求： 根據(jù)構造要求，僅保持最下面的6 20%=1.2

17、根取2跟鋼筋（2 25）通過支點，其余各鋼筋在跨中不同位置彎起或剪斷支點截面的有效高度 =900-(30 28.4/2)=855.8mm 將有關數(shù)據(jù)代入上得：0.51 b =0.5 180 858.65=430.30kN0.5 =0.5 1.39 180 858.65=107.06kN距支點h/2的剪力組合設計值 =327.27KN107.06KN327.27KN430.30KN由計算結果表明：截面尺寸滿足要求，但應按計算要求配置箍筋和彎起鋼筋。支點剪力組合設計值 =262.514KN由橋規(guī)JTG 2004 知:應由混凝土和箍筋承擔的剪力組合設計值為：0.6 =0.6 327.27=196.3

18、62 KN應由彎起鋼筋承擔的剪力組合設計值為0.4 =0.4 327.27=130.908KN（2）箍筋設計：由橋規(guī)JTG 2004知: = 0.45 b =1.0 =1.0 =1.1 = 按2 25( =982 )P=100 =100 =100 =0.637 =280Mpa = =0.0018658.53 (3)計算第三排彎起鋼筋時，取第二排彎起鋼筋起彎點處應由彎起鋼筋承擔的那部分剪力設計值 。此時第二排彎起鋼筋起彎點距支點水平投影長 計算如下 再由比例法求得 第三排彎起鋼筋的截面面積為 此時采用加焊兩根短筋2 18；提供 =509 448.93 (4)計算第四排彎起鋼筋時，取第三排彎起鋼筋起彎點處應由彎起鋼筋承擔的那部分剪力設計值 。此時第三排彎起鋼筋起彎點距支點水平投影長 計算如下 再由比例法求得 第二排彎起鋼筋的截面面積為 此時采用加焊兩根短筋2 16；提供 =402 245.16 .(5)計算第五排彎起鋼筋時，取