標(biāo)準(zhǔn)跨徑16mT形簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)

1、.標(biāo)準(zhǔn)跨徑 16m T 形簡(jiǎn)支梁橋一設(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，確定主梁采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 16m的裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋。主梁全長(zhǎng)：根據(jù)當(dāng)?shù)販囟冉y(tǒng)計(jì)資料。并參考以往設(shè)計(jì)值：主梁預(yù)制長(zhǎng)度為15.96m.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15.5m.橋面寬度：橫向布置為 凈 7（行車(chē)道） 20.75m（人行道） 20.25 （欄桿）橋下凈空 : 4m2. 設(shè)計(jì)荷載根據(jù)該橋所在道路等級(jí)確定荷載等級(jí)為人群荷載 3.0KN/m車(chē)道荷載 q k=0.75 10.5 N/m

2、=7.875 N/m集中荷載 p k 0.75 22.2 N/m 166.5 N/m3. 材料的確定混凝土：主梁采用C40，人行道、橋面鋪裝、欄桿C25鋼筋：直徑 12mm采用 HRB335級(jí)鋼筋。直徑 12mm采用 HPB235級(jí)熱軋光面鋼筋4. 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）（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（ JTGD62-2004）（3）橋梁工程（4）橋梁工程設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用（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 1 之間，本橋取1 ，則梁高取 1m.1116162. 主梁間距：裝配式鋼筋混凝土

3、T 形簡(jiǎn)支梁的主梁間距一般選在 1.6 2.2 之間，本橋選用 1.6m3. 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 15cm18cm，鑒于本橋跨度 16m按較大取 18cm.4. 翼緣板尺寸 ：由于橋面寬度是給定的， 主梁間距確定后，翼緣板寬即可得到 2.0m。因?yàn)橐砭壈逋瑫r(shí)又是橋面板 , 根據(jù)受力特點(diǎn) , 一般設(shè)計(jì)成變厚度與腹板交接處較厚 ,通常取不小于主梁高的1, 本設(shè)計(jì)取 8.5cm, 翼緣板的懸臂端可薄些， 本設(shè)計(jì)取 8cm125. 橫隔梁 ：為增強(qiáng)橋面系的橫向剛度，本橋除支座處設(shè)置端橫隔梁外，在跨中等間距布置三根中間橫隔梁，間距43

4、85m，梁高一般為主梁高的3 左右，取 0.8m，4厚度取 12 16 之間，本設(shè)計(jì)橫隔梁下為16cm，上緣 18cm6. 橋面鋪裝 ：采用 2cm厚的瀝青混凝土面層， 9cm的 25 號(hào)混凝土墊層瀝青砼厚2 cm75C25 防水砼墊層厚9cm70075i=1.5%i=1.5 %2 800180181160160160160圖 1. 橋梁橫斷面圖縱剖面圖 2. 橋梁縱斷面圖二 主梁計(jì)算（一）跨中橫向分布系數(shù)計(jì)算mc ( 按比擬正交異板法計(jì)算).1608x2a100118圖 3. 主梁斷面圖0圖 4. 橫隔梁斷面圖(16018)1010018100平均厚： h= 8 1210230.2 CM=1

5、0cm a x=(1602（100218） 1018）1主梁抗彎慣矩I x 1 (160-18) 103+(160-18) 10(30.2-10)2+ 118 1003+18 10012212(50-30.2)2=cm4主梁比擬單寬抗彎慣矩.JX Ix 3119262 19495cm4 /cmB2202橫隔梁抗彎慣矩由于橫隔梁截面有變化，故取平均值來(lái)確定一般有效寬度，橫隔梁取兩根邊主梁軸線(xiàn)距離l 4b=4 160=640cm c1840.288l640查表得0.653 則0.653184120cmc求橫隔梁截面重心位置ay3 主梁和橫隔梁的抗扭慣矩對(duì)于 T 形梁翼板剛性連接情況應(yīng)有式（ 252

6、7）來(lái)求，對(duì)于主梁肋：812主梁翼板的平均厚度： h1=10cmt180.2 查表得 c=0.291b100 10則 I（ 100 10） 1824Tx=0.291=152740cm對(duì)于橫隔梁：t170.227查表得 c=0.285b8510則： I34Ty=0.285 （ 85 10） 17=105015cm所以由下式：I Tx I Ty=1/3h 13 1/bITx 1/aI Ty =1/3 103 152740/1604105015/385=1370cm/cm4. 計(jì)算參數(shù) 和BJx516015588624l415500.5926Jy5606G（ JTxJTy）0.425E 13700.

7、00982E Jx J y2E 155886 56060.09925. 計(jì)算各主梁橫向影響線(xiàn)坐標(biāo).已知 0.5926從附表“ G-M”計(jì)算圖表可查得影響線(xiàn)系數(shù)K 和 K10表 1. 影響線(xiàn)系數(shù) K1 和 K0系數(shù)梁位荷載位置B3 B1 B1B0 1B 1B 3B B 校核04244240.7950.8850.9951.1101.2051.1100.9950.8850.7957.981 B1.0801.1401.2001.2201.11010.8100.7000.6008.0241K1B3 B4B01 B41.5001.4501.3701.20010.8000.6500.5400.4307.97

8、51.9501.571.291.10.940.80.630.530.47.922.131.681.331.080.830.770.550.430.337.90.630.8111.181.31.1810.810.637.911.451.431.391.351.190.930.650.390.058.08K01 B2.91.921.781.421.010.650.260.190.558.0323B3.552.832.121.430.840.350.150.550.958.124B4.543.542.31.430.6100.550.951.447.9381( K 1K 9)8注：校核用公式K 222

9、用內(nèi)插法求實(shí)際梁位處的K1 和 K0值對(duì)于 1號(hào)梁KKB +（K3 B KB ）35=0.31K 3 B +0.69 K B242112.542對(duì)于 2號(hào)梁KK1 B +（K1 B K1 B ）77.5 0.69K 1 B +0.31 K 1 B424112.524對(duì)于 3號(hào)梁KK06. 計(jì)算各梁的荷載橫向分布系數(shù)表 2. 各梁影響線(xiàn)豎標(biāo)值計(jì)算表.梁算式號(hào)K 1=0.31K1 3 B +0.69K 1 B42K 0=0.31K0 3 B +0.69K 0 B42K1K01A=(K1 K0 )K0 +AKa1i5K 1=0.69K111B +0.31K 1B24K 0=0.69K011B +0.

10、31K 0B24K1- K0 2A=(K1 K0 )K0 +AKa2 i5K1 K 10K0K00K1- K0 3A=(K1 K0 )K0 +AKa3 i5.荷載位置B3 B1 B1 B0 1-B4 B1B34242B41.6401.5431.3951.1880.9690.7630.6130.5030.4022.6812.3271.9311.4470.9070.5160.062-0.279-0.614-1.041-0.784-0.536-0.2590.0620.2470.5510.7821.016-0.103-0.078-0.053-0.0260.0060.0250.0540.0770.101

11、2.5782.2491.8781.4210.9130.5410.116-0.202-0.5130.5160.4500.3760.2840.1830.1080.023-0.040-0.1031.3701.3541.3171.2061.0340.8620.7000.5900.4831.8591.8311.7531.5161.1090.7560.311-0。062-0。428-0.489-0.477-0.436-0.310-0.0750.1060.3890.6520 911-0.049-0.047-0.043-0.031-0.0070.0110.0380.0650.0901.8101.7841.71

12、01.4851.1020.7670.3500.003-0.3380.3620.3570.3420.2970.2200.1530.0700-0.0680.7950.88509951.1101.2051.11009950.8850.7950.3200.6801.0251.3801.5001.3801.0250.6800.3200.4750.205-0.030-0.270-0.295-0.270-0.0300.2050.4750.0470.020-0.003-0.027-0.029-0.027-0.0030.0200.0470.3670.7001.0221.3531.4711.3531.0220.7

13、000.3670.0730.1400.2040.2710.2940.2710.2040.1400.073.影響線(xiàn)上最不利位置布置荷載后可按相應(yīng)影響線(xiàn)的坐標(biāo)值求得主梁的荷載的橫向分布系數(shù)。1 號(hào)梁汽 mcq=1/2 (0.425+0.290+0.176+0.049)=0.47人群 mcr 0.75 0.479=0.3592 號(hào)梁汽 mcq=1/2 (0.352+0.3+0.214+0.095)=0.481人群 mcr 0.75 0.359=0.2693 號(hào)梁汽 mcq=1/2 (0.161+0.266+0.292+0.225)=0.472人群 mcr 0.75 0.110=0.083在影響線(xiàn)上按

14、橫向最不利布置荷載后，就可按相應(yīng)的影響線(xiàn)豎標(biāo)值求得主梁的荷載橫向分布系數(shù)：.圖 5. 荷載橫向分布系數(shù)圖（二）支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)m0采用杠桿原理法計(jì)算。繪制橫向影響線(xiàn)圖，在橫向按最不利荷載布置，如圖.圖 6. 支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)圖1 號(hào)梁汽 mcq=1/2 0.8750.438人群 mcr 1.422 0.75=1.0672 號(hào)梁汽 mcq=1/2 1=0.5人群 mcr （影響線(xiàn)為負(fù)故不布載）3 號(hào)梁汽 mcq=1/2 (1 0.188)=0.594人群 mcr =0表 3. 各主梁橫向分布系數(shù)荷載跨中 1跨支點(diǎn)41 號(hào)梁2 號(hào)梁3 號(hào)梁1 號(hào)梁2 號(hào)梁3 號(hào)梁汽車(chē)0.4700.4810

15、.4720.4380.5000.594人群0.3590.2690.0831.06700( 三) 主梁的內(nèi)力計(jì)算1. 橫載內(nèi)力計(jì)算10.080.12)(1.60.18)25 8.05 KN m主梁： g = 0.18 1(2橫隔梁：0.850.080.121.60.185250.172220.73KN m邊主梁： g =15.5.中主梁： g12 0.7321.46 KN m0.0272310.12257240.06橋面鋪裝層： g3 =23.71KN m欄桿和人行道： g =5 2/5=25KN m4作用于邊主梁的全部恒載： g=8.05+0.73+3.71+2=14.49KN m作用于中主梁

16、的全部恒載： g =8.05+1.46+3.71+2=15.22KN m2. 橫載內(nèi)力計(jì)算便主梁的剪力和彎矩如圖xglgxxgxl xM=x222xglgx=g l2xQ=22圖 7. 橫載內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖表4.橫載內(nèi)力剪力 Q彎矩 MX=0X= lX= lX=0X= lX= l4242邊主梁112.356.100326.4435.2中主梁118.059.000342.8457.13. 活載內(nèi)力計(jì)算表 5. 影響線(xiàn)面積計(jì)算表.項(xiàng)目計(jì)算圖示M 1/2M 1/4Q1/2Q0166.5609.23.875.影響線(xiàn)面積M M =1/8 L21/2=1/8 15.52=30 M =3/32 L2 1/2=3

17、/32 15.52=22.5 M =0 M =1/2 L =1/2 15.5=7.75578.711.625圖 8.L/4 截面彎矩166.5578.7578.37.757.75圖9. 跨中截面彎矩.166.55758.707.757.75圖10. 跨中截面剪力166.5578.577.03.87511.625圖11.L/4 截面剪力166.5578.7115.5圖12. 支點(diǎn)外剪力集中荷載作用下的計(jì)算公式為：S(1)( mi Pyii )分布荷載作用下的計(jì)算公式為：S(1) m k(1) mPYqcckkk雙車(chē)道不折減， =111 4515.50.31.22145 5則對(duì)于 1 號(hào)梁：.汽車(chē)

18、 :跨中彎矩： M=1.2210.470(166.5 3.875+7.875 30)=505.8KN mL 彎矩： M =1.2210.470(166.52.906+7.87522.5)=379.3 KN m40.470(166.50.5+7.875 1.938)=56.5 KN m跨中剪力： Q=1.221L 剪力： Q=1.2210.470(166.50.75+7.8754.36)=91.4 KN m40.438(166.51+7.875 7.75)=121.7 KN m支點(diǎn)剪力： Q=1.221人群： qr =3 0.75=2.25 KN m跨中彎矩 M =0.3590.75330=24

19、.2 KNL 彎矩 : M =0.3590.75322.5=18.2 KN40.7531.938=1.6KN跨中剪力： Q=0.359L 剪力： Q=0.3590.7534.36=3.5 KN40.7537.75=18.6 KN支點(diǎn)剪力： Q=1.067則對(duì)于 2 號(hào)梁：汽車(chē)跨中彎矩： M=1.2210.481(166.53.875+7.87530)=517.7 KN mL 彎矩： M=1.221 0.481(166.52.91+7.87522.5)=388.2 KN m40.481(166.50.5+7.8751.938)=57.9 KN m跨中剪力： Q=1.221L 剪力： Q=1.22

20、10.481(166.50.75+7.8754.36)=93.5 KN m40.5(166.51+7.875 7.75)=138.9 KN m支點(diǎn)剪力： Q=1.221人群：跨中彎矩 : M=0.2690.75330=18.2L 彎矩 : M=0.2690.75322.5=13.640.7531.938=1.2跨中剪力： Q=0.269L 剪力： Q=0.2690.7534.36=2.64支點(diǎn)剪力： Q=0則對(duì)于 3 號(hào)梁：汽車(chē)跨中彎矩： M=1.2210.472(166.53.875+7.87530)=508.0L 彎矩： M=1.2210.472(166.52.91+7.87522.5)=

21、381.040.472(166.50.5+7.8751.938)=56.8跨中剪力： Q=1.221L 剪力： Q=1.2210.472(166.50.75+7.8754.36)=91.840.594(166.51+7.8757.75)=165.0支點(diǎn)剪力： Q=1.221.人群：跨中彎矩M=0.0830.75330=5.6L 彎矩:M=0.0830.75322.5=4.240.7531.938=0.4跨中剪力： Q=0.083L 剪力： Q=0.0830.7534.36=0.84支點(diǎn)剪力： Q=0表 6. 1 號(hào)主梁內(nèi)力組合彎矩 M剪力 Q序號(hào)荷載類(lèi)別X=0X= lX= lX=0X=lX=

22、l4242（1）恒載0326.4435.2112.356.10（2）汽車(chē)荷載0379.3505.8121.791.456.5（3）人群荷載018.224.218.63.51.6（4） 1.2（1） 1.4 （ 2）0943.01257.5326.0199.280.90.81.4（3）（5）（1） 0.7（ 2）0610.1813.5216.1123.641.21 （3）（6）（1） 0.4（ 2）0484.4647.2168.494.123.20.4 （3）（7）1.4 （2）56.3 56.3 52.3 64.2 97.8 （ 4）（8）3提高系數(shù)（9）提高后組合943.01257.5335

23、.6199.280.9控制設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力943.01257.5335.8199.280.9表7.2號(hào)主梁內(nèi)力組合彎矩 M剪力 Q序號(hào)荷載類(lèi)別X=0X= lX= lX=0X= lX= l4242（1）恒載0342.8457.1118.059.00（2）汽車(chē)荷載0388.2517.7138.993.557.9（3）人群荷載013.618.202.61.2（4）1.2 （1） 1.4 （ 2）0970.11293.7336.1204.682.40.81.4（3）（5）（ 1） 0.7（ 2）0628.1837.7215.2127.141.7 1（3）（6）（ 1） 0.4（ 2）0503.5671.5

24、173.697.423.60.4 （3）（7）1.4 （2）565657.9 6498（ 4）.（8）提高系數(shù)（9）提高后組合970.11293.7336.1204.682.4控制設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力970.11293.7336.1204.682.4表8.3號(hào)主梁內(nèi)力組合彎矩 M剪力 Q序號(hào)荷載類(lèi)別X=0X= lX= lX=0X= lX= l4242（1）恒載0342.8457.1118.059.00（2）汽車(chē)荷載0381.0508.0165.091.856.8（3）人群荷載04.25.600.80.4（4）1.2 （1） 1.4 （ 2）0949.51266.0372.6200.280.00.81.

25、4（3）（5）（ 1） 0.7（ 2）0613.7818.3233.5124.140.2 1（3）（6）（ 1） 0.4（ 2）0496.9662.5184.096.022.90.4 （3）（7）1.4 （2）56.2 56.2 6264.2 99.4 （ 4）（8）提高系數(shù)（9）提高后組合949.51266.0372.6200.280.0控制設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力949.51266.0372.6200.280.0三行車(chē)道板的計(jì)算（一） 恒載及其內(nèi)力1. 每延米板上的恒載 g( 以縱向 1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算 )瀝青混凝土面層 : g 1=0.02 1 21=0.42KN/m混凝土墊層 : g 2 =0.

26、09 123=2.07 KN/mT 梁翼板自重 : g 3=(0.08+0.12)/2125=2.5 KN/m合計(jì) :g= gi 4.99 KN/m2. 每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩 :MAg=1/2gl 02=1/2 4.99 （ 0.71 ） 2=1.26 KN.m 剪力 :QAg=gl 0 =4.99 0.71=3.54 KNT 梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板如圖.21118181.42160圖 13. 行車(chē)道板構(gòu)造（二）活載及其內(nèi)力后輪最大作用力140KN 后輪著地長(zhǎng)度 a2=0.2m 寬度 b=0.6m則 a1=a2+2H=0.2+20.11=0.42m b1 =b+2H=0.6+20.11=

27、0.82m荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度:a=a 1+d+2l 0=0.42+1.4+2 0.71=3.24m沖擊系數(shù) :1+ =1.3作用于每米寬板條上的彎矩為：M = (1+ ) p/4a (l0b /4)= 1.3 140/(4 3.24) (0.71 0.82/4)=AP1 14.19 KN.m作用于每米寬板條上的剪力:QAP=(1+ ) P/4a=1.3 140/(4 3.24)=28.08 KN（三）荷載組合MA=1.2 MAg +1.4 MAP=1.2 (-1.26) +1.4(-14.19)=-21.37KN.mQA=1.2 QAg+1.4 QAP=1.2 3.54+1.4 2

28、8.08=43.56 KN.4545454542140.3=a4545b145452l 0=1.42四支座計(jì)算 ( 采用板式橡膠支座 )（一）選定支座平面尺寸由橡膠支座板的抗壓強(qiáng)度和梁端或墩臺(tái)頂混凝土的局部承壓強(qiáng)度來(lái)確定。對(duì)橡膠支座應(yīng)滿(mǎn)足： j = N j ab2若選定支座平面尺寸ab=2018=3600cm，則支座形狀系數(shù)S為：S=ab=2018=9.47( 20 18) 2t(ab) 2 0.5式中： t 為中間層橡膠片厚度，取t=0.5cm 2當(dāng) S8 時(shí)，橡膠板的平均容許壓應(yīng)力 j =10MPa，橡膠支座的彈性模量 Ej 為：Ej= 530S-418=460.11 MPa計(jì)算最大支反力， 3 號(hào)梁為最大： N恒 =118KN，N 汽 =165KN，N人=0.因此， N 汽車(chē)組合 =118+165=283KN按容許應(yīng)力計(jì)算的最大支反力N為：283N=226.4KN j = 226.4 =0.629KN/cm2=6.29 MPa j 360（二）確定支座的厚度主梁的計(jì)算溫差取 T=35。 C，溫度變形有兩端的支座均攤， 則每一個(gè)支座承受的水平位移 D為： D= 1 TL = 1 10-5 35(1550+18)=0.274 22計(jì)算活載制動(dòng)引起的水平位移，首先需確定作用在每一個(gè)支座上的制動(dòng)力HT。對(duì)于 16m橋跨可布置一行車(chē)隊(duì)。其總重為：汽車(chē)：制動(dòng)力為 500 10