裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T型簡支梁橋設(shè)計計算書VIP

1、第三章 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié) 支座的設(shè)計一、選用支座的平面尺寸采用板式橡膠支座。橡膠支座的平面尺寸由橡膠板的抗壓強(qiáng)度和梁段或墩臺頂混凝土的局部承壓強(qiáng)度來確定。對于橡膠板應(yīng)滿足： 若選定支座平面尺寸為：，則支座形狀系數(shù)s為： 當(dāng)時，橡膠板的平均容許壓應(yīng)力為 橡膠支座的彈性模量 計算時，最大支座反力的剪力值:按容許應(yīng)力法計算的最大支座反力為： 故 滿足要求。二、確定支座厚度主梁計算溫差取T350C。溫度變形由兩端的支座均攤，則每一個支座承受的水平位移為： 計算活載制動力引起的水平位移時，首先需要確定作用在每一個支座上的制動力。對于25m橋跨可布置一行車隊(duì)。 車輛荷載： 制動力為 一輛加重車總重為28

2、0KN，制動力為 七根主梁共14個支座，每一支座承受的水平力為： 按橋規(guī)要求： 選用六層鋼板，七層橡膠組成橡膠支座。上下層橡膠片厚度為0.25cm，中間厚度為0.5cm，薄鋼板厚度為0.2cm.則 支座總厚度： 三、驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)支座平均壓偏變形為： 按橋規(guī)要求應(yīng)滿足：即 ，符合要求。梁端轉(zhuǎn)角為：設(shè)恒載作用下，主梁處于水平狀態(tài)，活載作用下跨中撓度所以 驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足：符合橋規(guī)要求。四、驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性按橋規(guī)第條規(guī)定：驗(yàn)算支座抗滑穩(wěn)定性應(yīng)滿足：式中 由結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值和0.5倍汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值（計入沖擊系數(shù)）引起的支座反力 由汽車荷載引起的制動力標(biāo)準(zhǔn)值， 支座平面毛面積 橡膠支座與混凝土表面

3、的摩阻系數(shù)， 支座剪變模量，取則 滿足橋規(guī)要求，支座不會發(fā)生相對滑動。第二節(jié) 蓋梁的設(shè)計一、荷載計算（一）上部構(gòu)造恒載 具體計算結(jié)果見表 3-1表 3-1每片邊梁自重（kN/m）每片中梁自重（kN/m）一孔上部結(jié)構(gòu)自重（kN）每個支座恒載反力（kN）1、7號2、3、4、5、6號邊梁1，7中梁2、3、4、5、619.94620.5133584.03251.284244.339（二）蓋梁自重及內(nèi)力計算混凝土簡支橋蓋梁的跨高比L/h為：2.0L/h5.0此處L為蓋梁的計算跨徑，應(yīng)取Ln和1.15Lc兩者較小者。其中Ln為蓋梁支承中心之間的距離，Lc為蓋梁的凈跨徑。在確定蓋梁凈跨徑時，圓形截面柱可換算

4、為邊長等于0.8倍直徑的方形截面柱。 圖31 蓋梁構(gòu)造圖示（單位cm）具體蓋梁自重及內(nèi)力計算結(jié)果見下表32。表32蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩剪力效應(yīng)計算 截面編號自重（KN）彎矩（KN·m）剪力（KN）左右11-19.47919.4792273.24273.24233-133.805153.07044108.445108.445550.00.0（三）活載計算1.活載橫向分布系數(shù)計算荷載對稱布置時用杠桿法，非對稱布置時用偏心壓力法。（1）車輛荷載1）單列車，對稱布置時 圖322） 雙列車，對稱布置時 圖333）單列車，非對稱布置時（圖34） 由 則 4） 雙列車，非對稱布置時（圖34）已知 則

5、 圖34 （單位cm）5） 三列車，非對稱布置時（圖35）已知圖35 （單位cm）2. 按順橋向活載移動情況，求得支座活載反力的最大值（1）車輛荷載簡化成均布力和集中力，布載長度為24.9624.96 圖361） 單孔布載時單列車： 雙列車： 三列車：2） 雙孔布載時單列車： 雙列車： 三列車： 3. 活載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力表33荷載橫向分布情況公路級計算方法荷載布置橫向分布系數(shù)m單孔雙孔BR1BR1對稱布置按杠桿法計算單列車m1=0266.240522.090m2=000m3=0.28174.81146.71m4=0.438116.61228.68m5=0.28174.81146.71m

6、6=000m7=000雙列車m1=0532.4801044.160m2=0.266141.64277.75m3=0.438233.23457.34m4=0.594316.29620.23m5=0.438233.23457.34m6=0.266141.64277.75m7=000三列車m1=0.15662397.191221.67190.58m2=0.592368.82723.23m3=0.753356.98919.92m4=0.841523.941027.42m5=0.753356.98919.92m6=0.592368.82723.23m7=0.15697.19190.58非對稱荷載按偏心壓

7、力法計算單列車m1=0.351266.2493.45522.08183.25m2=0.28174.81146.70m3=0.21256.44110.68m4=0.14338.0774.66m5=0.07419.7038.63m6=0.0051.3312.61m7=-0.065-17.31-33.94雙列車m1=0.274532.48145.901044.16286.10m2=0.212112.89221.36m3=0.17894.78185.86m4=0.14376.14149.31m5=0.10857.51112.77m6=0.07439.4177.27m7=0.03920.7740.72三

8、列車m1=0.269623167.581221.67338.63m2=0.219136.44267.55m3=0.168104.66205.24m4=0.14389.09174.70m5=0.11873.514144.16m6=0.06741.7481.85m7=0.01710.5920.774. 各梁恒載、活載反力組合車輛沖擊系數(shù)取1.285。計算見表34，表中均取用各梁的最大值。表 3-4編號荷載情況1號梁2號梁3號梁4號梁5號梁6號梁7號梁恒載574.86 603.83 603.83603.83603.83603.83574.86公路級雙列對稱0 277.75 457.34 620.23

9、457.34277.75 0公路級三列對稱190.58723.23919.921027.42919.92723.23190.58公路級雙列非對稱286.10221.36185.86149.31112.7777.2740.72公路級三列非對稱338.63 267.55205.24 174.70 144.43 81.85 20.77+574.86 881.61061.171224.061061.17881.6574.86+765.441327.061523.751631.251523.751327.06765.44+860.96825.19789.69753.14716.6681.1615.58+

10、913.49871.83809.07778.53748.26685.68624.65. 雙柱反力Gi的計算由表 3-4可知，由荷載組合時（公路級、三列對稱布置）控制設(shè)計，此時G1=4431.9kN。二、內(nèi)力計算1.恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力（1）彎矩計算（見圖 3-1）求得最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取用非對稱布置時的數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時的數(shù)值。按圖31，給出的截面位置，各截面彎矩計算式為：計算結(jié)果見下表 3-6。2.剪力計算相應(yīng)于最大彎矩時的剪力計算，一般計算公式為：截面11：截面22：截面33：截面44：截面55：計算結(jié)果見下表 35。表34荷組1號梁距離2號梁距離3號梁距離4號梁距離

11、5號梁距離6號梁距離7號梁距離反力574.869.22 881.6 7.32 1061.175.421224.063.52 1061.171.62 881.6-0.28 574.86-2.183129.7 765.44 1327.06 1523.751631.251523.751327.06765.444431.9 860.96825.19789.69753.14716.6681.1615.582621.1913.49 871.83809.07778.53748.26685.68624.62715.7表35=荷載組合墩柱反（kN）梁支座反力（kN）截面11截面22截面33截面44截面55G1R

12、1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右V左V右組合 3129.7574.86881.61061.170-574.86-574.86-574.86-574.861673.241673.241673.24612.07612.07組合4431.9765.441327.06 1523.750-765.44-765.44-765.44-765.442238.92238.92238.9715.15715.15組合2621.1860.96825.19789.690-860.96-860.96-860.96-860.96943.95943.95943.95154.26154.26組合 2715.7913.

13、49871.83809.070-913.49-913.49-913.49-913.49930.4930.4930.4121.3121.3表3-6荷載組合情況墩柱反力（kN）梁支座反力（kN）各截面彎矩G1R1R2R3截面22截面33截面44截面55組合 公路級雙列對稱3129.7574.86881.61061.17-574.86-1120.98270.6913246.198組合 公路級三列對稱4431.9765.441327.06 1523.75-765.44-1492.61476.7374581.522組合公路級雙列非對稱2621.1860.96825.19789.69-860.96-167

14、8.87-818.11453.619組合公路級三列非對稱2715.7913.49871.83809.07-913.49-1781.31-912.082306.384 （三）蓋梁內(nèi)力匯總下表38中各截面數(shù)值均取以上兩表中的最大值。表38 內(nèi)力 截面號截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5彎矩（kN·m）M自重-4.663-49.406-127.01132.503907.294M荷載0-913.49-1781.31-912.0824581.522M計算-4.663-962.90-1908.32-879.585488.82剪力（kN）V自重左-19.406-73.242-133

15、.805108.4450右-19.406-73.242153.07108.4450V荷載左0-913.49-913.492238.9715.15右-913.49-913.492238.92238.9715.15V計算左-19.406-1224.05-1284.621937.10572.41右-932.90986.732391.972347.35715.15三、截面配筋設(shè)計與承載力校核采用C40混凝土，主筋用HRB335，鋼筋，(一) 正截面抗彎承載力驗(yàn)算根據(jù)橋規(guī)第條，取，又1. 截面11： 。 解得 根據(jù)橋規(guī)規(guī)定：最小配筋率為0.20%。顯然，按照最小配筋率能夠滿足要求。選用。2. 截面22：

16、 解得 按橋規(guī)最小配筋率的要求，選用。3. 截面33： 解得 按橋規(guī)最小配筋率的要求，選用。4. 截面44： 解得 按橋規(guī)最小配筋率的要求，選用。5. 截面55： 解得 采用。表39 蓋梁截面鋼筋用量表截面號M（kN·m）As（mm2）選用根數(shù)（）根數(shù)As（mm2）截面1-1-4.66312.3689116773.80.265639截面2-2-962.902437.6116773.80.265639截面3-3-1908.324867116773.80.265639截面4-4-879.582225.68116773.80.265639截面5-55488.8214779.22114779

17、.20.599562 （二）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算按橋規(guī)第條規(guī)定：33 驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計值連續(xù)梁異號彎矩影響系數(shù)，計算近邊支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時，；計算中間支點(diǎn)梁段及剛構(gòu)各節(jié)點(diǎn)附近時，受拉區(qū)縱向受拉鋼筋的配筋率。箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 b蓋梁的截面寬度（mm）蓋梁的截面有效高度（mm）1. 對于截面11：故僅需按構(gòu)造配置箍筋。2. 對于截面22、55：僅需按構(gòu)造配置箍筋。3. 對于截面44，經(jīng)驗(yàn)算需要按計算配筋。 ， 所以 按橋規(guī)第條規(guī)定，。選用R235鋼筋，六肢箍， 第三節(jié) 橋墩墩柱的設(shè)計采用直徑為1500mm,用C40混凝土，HRB335鋼筋一、 荷載計算（一）恒載計算按橋規(guī)第及3.3

18、.4條 規(guī)定，橋涵凈空高不小于5.0m。故取墩柱凈空高度為5.5m，則墩柱長為4.5m。上部構(gòu)造恒載，一孔重3584.03KN蓋梁自重（半根蓋梁）312.12KN墩柱自重 故作用于墩柱底面的恒載垂直力為： （二）車輛荷載計算 荷載布置及行駛情況見(圖32)（圖35）。 1. 公路級（1）單孔荷載（圖32） 三列車： 按公橋規(guī)第條規(guī)定： 一個設(shè)計車道上由汽車荷載制動產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計算的總重力的10%計算。公路級汽車荷載制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165KN。 相應(yīng)的制動力： 故 取 （2）雙孔荷載（圖33） 三列車時： 制動力 ： 汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點(diǎn)處最大值，即產(chǎn)

19、生最大墩柱垂直力，汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。 （三）雙柱反力橫向分布計算1.單列車時： 2.雙列車時： 3. 三車時： 4.荷載組合（1）最大最小垂直反力時，計算結(jié)果見下表310。表310 可變荷載組合垂直反力計算（雙孔）編號荷載狀況最大垂直反力（kN）最小垂直反力（kN）橫向分布m1Bm1（1+）橫向分布m2Bm2（1+）1公路級單列車1.155782.92-0.155-130.022雙列車0.9441254.780.05674.443三列車0.7321138.40.268416.79（2） 最大彎矩，計算見下表311。表 3-11編號荷載情況墩柱頂反力計算式

20、Bm1(1+)垂直力（kN）水平力H（kN）對柱頂中心彎矩（kN·m）B1B2B1+B20.25（B1-B）1.14H1上部結(jié)構(gòu)與蓋梁計算2391.97002單孔三列車623*0.732*1.273580.50580.5124.6145.13220.077注 水平力由兩墩柱平均分配二、截面配筋計算及應(yīng)力驗(yàn)算（一） 作用于墩柱頂?shù)耐饬?.垂直力最大垂直力： 最小垂直力： 2.水平力 3.彎矩 （二）作用于墩柱底面的外力，由表3-5，3-6 （三）截面配筋計算墩柱頂用C40混凝土，采用，R335鋼筋。則縱向鋼筋配筋率為按橋規(guī)第條規(guī)定：，故不計偏心增大系數(shù)。取1. 雙孔荷載，按最大垂直力時

21、，墩柱頂按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算。 根據(jù)橋規(guī)第條規(guī)定： 滿足要求。2. 單孔荷載，最大彎矩時，墩柱頂按最小偏心受壓構(gòu)件計算。 ，故按橋規(guī)第條規(guī)定，偏心受壓構(gòu)件承載力計算應(yīng)符合下列規(guī)定： 式中 軸向力的偏心距 有關(guān)混凝土承載力的計算系數(shù) 有關(guān)縱向鋼筋承載力的計算系數(shù) 圓形截面的半徑 縱向鋼筋所在圓周的半徑ra與圓截面半徑之比， 縱向鋼筋配筋率，此處， 代入后，經(jīng)整理得 按橋規(guī)附表C表C.0.2“圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計算系數(shù)”表，經(jīng)試算查得各系數(shù)A、B、C、D為：設(shè)代入后，得則 墩柱承載力滿足橋規(guī)要求。第四節(jié) 鉆孔樁的設(shè)計鉆孔灌注樁直徑為1.50cm，用C40混凝土，R335鋼筋。

22、灌注樁按m法計算。根據(jù)地質(zhì)資料，m值為（中密，密實(shí)的砂礫，碎石類土）。樁身混凝土受壓彈性模量。 一、荷載計算（一）每一根樁承受的荷載為： 一孔恒載反力： 蓋梁恒重反力： 一根墩柱恒重： 作用在樁頂?shù)暮爿d反力： （二）灌注樁每延米自重： （三）可變荷載反力1.兩跨可變荷載反力：（公路I級 2.單跨可變荷載反力：I級） 汽車制動力：,作用點(diǎn)在支座中心，距柱頂距離為： 3.作用于樁頂?shù)耐饬Γ海ㄒ妶D314a）4. 作用于地面處樁頂上的外力：（見圖314b） （a） (b) 圖314二、樁長計算根據(jù)地質(zhì)資料，分析采用摩擦樁。單根樁的豎向承載力經(jīng)驗(yàn)計算公式為 36其中 樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（KP

23、a） 樁徑為0.8m時的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；對其他成樁工藝可查相應(yīng)表 樁身穿越土層的厚度(m) 樁端面積 分別為大直徑樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)，查表得。對于摩擦樁，主要考慮摩擦力，可以忽略樁端承載力。故豎向承載力為： 樁的最大垂直力為： 即 解得 取 故 埋入地下的樁長為30m。 軸向承載力驗(yàn)算： 可見 樁的軸向承載力滿足要求。三、樁的內(nèi)力計算（m法）（一）樁的計算寬度：(二) 樁的變形系數(shù)： 式中： 對于受彎構(gòu)件: 故 因?yàn)?，所以可按彈性樁計算。（三）地面以下深度z處樁身截面上的彎矩和水平壓應(yīng)力的計算 已知作用于地面處樁頂上的外力：1.樁身彎矩 式中的無量綱數(shù)值可由表格查得。計算結(jié)果見下

24、表312表312 樁身彎矩計算表ahAmBmH0/a*AmM0BMMz0.33 0.19.10.09960.9997440.951331.2841372.2370.66 0.29.10.196960.9980680.181329.0471410.0331.32 0.49.10.377390.98617153.671313.2141468.3891.97 0.69.10.529380.95861215.571276.5141494.1852.63 0.89.10.645610.91324262.891216.0981481.563.29 19.10.723050.85089294.401133.

25、0711430.3754.28 1.39.10.767610.73161312.56974.23381289.864.93 1.59.10.754660.68694307.27914.74991225.0516.58 29.10.614130.40658250.1541.4141793.93248.22 2.59.10.398960.14763162.43196.5885360.63319.87 39.10.193050.0759578.61101.1373180.515711.51 3.59.10.050810.0135420.7718.0302738.9223513.16 49.10.000050.000090.020.1198470.1404062.樁身水平壓應(yīng)力 計算結(jié)果見下表313。 表313 水平壓應(yīng)力計算表