20米簡支T梁公路橋要點(diǎn)

1、1 設(shè)計(jì)資料1.1計(jì)算跨徑：1.2設(shè)計(jì)荷載公路-II級(jí)，人群荷載3.5kN/ m2 1.3 材料及工藝混凝土：主梁用C50，欄桿及橋面鋪裝用C30。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的øs15.2鋼絞線，每束6根，全梁配4束，fpk=1860MPa.普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑70mm、外徑77mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。1.4、結(jié)構(gòu)尺寸 該設(shè)計(jì)橋梁按二級(jí)公路橋梁凈空進(jìn)行設(shè)計(jì)，行車道寬度為 8.5m，人行道寬 度為 0.75m；全橋每跨采用

2、5 片預(yù)制的鋼筋混凝土 T 形梁，每片梁行車道板寬 2.00m，沿主梁縱向每 45m 布置 1 道橫隔梁。如圖所示：橋梁橫斷面布置及主 梁一般構(gòu)造。行車道板間的連接視為剛性連接。1 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25，隨跨度增大而取較小值。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束的用量，同時(shí)梁高增加一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)取用150cm的主梁高度是。高跨比約為1.5/23.8=1/15.82 主梁截面細(xì)部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎

3、時(shí)上翼板受壓的強(qiáng)度要求。本設(shè)計(jì)中預(yù)制T梁的翼板厚度取用15cm，翼板根部加厚到20cm 以抵抗翼緣根部較大的彎矩。 在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于梁高的1/15。本設(shè)計(jì)中取腹板厚度為18cm。 馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，馬蹄面積占截面總面積的10%20%為合適。本設(shè)計(jì)中考慮到主梁需要配置的預(yù)應(yīng)力鋼束，將鋼束按一層布置，一層最多排三束，同時(shí)根據(jù)公預(yù)規(guī)9.4.9條對(duì)鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求(凈距不應(yīng)小于40mm，且不應(yīng)小于管道直徑的0.6倍)，初擬馬蹄寬度為40cm，高度3

4、0cm，馬蹄與腹板交接處作三角形過渡，高度11cm，以減小局部應(yīng)力。當(dāng)腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力箍筋時(shí)，厚度不得小于腹板高度的1/20，無預(yù)應(yīng)力箍筋時(shí)，不得小于1/15. 跨中截面如下圖：中主梁截面 跨中截面幾何特性結(jié)算表（23.8m）分塊名稱分塊面積Ai分塊面積形心至上緣距離yi分塊面積對(duì)上緣靜矩Si=Ai*yi分塊面積的自身慣矩Iidi=ya-yi分塊面積對(duì)截面形心的慣矩Ix=Ai*di*diI=Ii+Ix=*=*=+大毛截面翼板2730.00 7.50 20475.00 56250.00 54.03 7573650.05 8025777.66 三角承托455.00 15.33 6975.15 287

5、7.78 46.25 973273.44 976151.22 腹板1800.00 70.0 0 126000.00 1500000.00 -8.54 131276.80 1631276.80 下三角220.00 127.33 28012.6 813.39 -65.83 953389.56 954202.56 馬碲580.00 140.00 180000.00 19333.33 -78.48 3572284.03 3591617.36 5875.00 361462.275 15179025.6 小毛截面翼板2160.00 6.00 12960.00 25920.00 83.51 15063667

6、.42 15089587.42 三角承托410.00 15.33 6286.53 2277.78 74.18 2255913.20 2258190.98 腹板3654.00 113.50 414729.00 12548140.50 -23.99 2102950.45 14651090.95 下三角121.00 211.33 25571.29 813.39 -121.82 1795742.04 1796555.43 馬碲800.00 225.00 180000.00 -135.49 14686032.08 14712698.75 7145.00 639546.82 48508123.52 大毛截

7、面形心至上緣距離：ya=81.86小毛截面形心至上緣距離：ya=89.512檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)以跨中截面為例：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計(jì)時(shí)，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)取0.450.55，且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，初擬的主梁跨中截面是合理的。3.橫隔梁的設(shè)置在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔梁時(shí)比較均勻，否則直接在荷載作用下的主梁彎矩很大。為減小對(duì)主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩，當(dāng)跨度較大時(shí)應(yīng)設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計(jì)設(shè)置5道橫隔梁。中橫隔梁間距為500cm，邊橫隔梁440cm.橫隔梁厚度：跨中設(shè)置的橫隔梁的寬度為17cm,端部設(shè)置的橫隔梁寬度為30cm,以便于放置千斤頂！1.5

8、荷載計(jì)算1主梁內(nèi)力計(jì)算1.橋面板內(nèi)力計(jì)算恒載及內(nèi)力計(jì)算（以縱向1米寬的板條進(jìn)行計(jì)算）8cm混凝土鋪裝層：5cm瀝青鋪裝層： （1） 按鉸接板計(jì)算行車道板（如下圖）的有效寬度及車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 圖5 鉸接懸臂行車道板 圖6 懸臂板計(jì)算圖式 將車輪作用于鉸縫軸線上，如上圖所示，軸重力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140kN,輪壓分布寬度如下圖所示（3）荷載組合（承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合）1.1恒載內(nèi)力計(jì)算跨中處邊梁截面面積為，中梁截面面積也為。中間橫隔梁體積為：端橫隔梁體積為：由馬蹄增高抬高所形成的4個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集度：由梁端腹板加寬所增加的重力折算成恒載集度：1.2鋪裝層計(jì)算：8cm混凝土鋪裝層

9、：5cm瀝青鋪裝層：若將橋面鋪裝傳給五片主梁，則1.3欄桿，一側(cè)人行欄1.5kN/m g(8)=（1.52+4.99）2/5=2.61kN/m則邊梁的二期荷載集度為：g2 =1.8+0.58+6.3+2.16=10.54kN/m /m恒載計(jì)算表第一期恒載主梁自重邊主梁中主梁橫隔梁折算荷載邊主梁中主梁馬蹄加高，梁寬加寬增加的重量折算荷載第二期恒載橋面板鋪裝層欄桿和人行道合計(jì)邊主梁中主梁恒載內(nèi)力計(jì)算截面位置x內(nèi)力邊梁中梁3號(hào)0307.260301.311371.16153.631287.54150.651828.1801792.7801.4沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按“橋規(guī)”第2.3.2條規(guī)定汽車荷載

10、在梁上的沖擊系數(shù)采用1.3.本設(shè)計(jì)按兩車道設(shè)計(jì)，不折減，則簡支梁控制截面內(nèi)力影響線及影響線面積截面 類型影響線面積影響線圖式1.5荷載橫向分布系數(shù)一、 按杠桿法計(jì)算各梁支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)二、 利用偏心受壓法計(jì)算各主梁的跨中汽車荷載橫向分布系數(shù)梁號(hào)荷載位置公路級(jí)人群荷載備注1跨中0.660.662偏心壓力法計(jì)算支點(diǎn)0.4381.312杠桿原理法法計(jì)算2跨中0.5550.431偏心壓力法計(jì)算支點(diǎn)0.550杠桿原理法法計(jì)算3跨中0.40.4偏心壓力法計(jì)算支點(diǎn)0.7250杠桿原理法法計(jì)算簡支梁控制截面內(nèi)力影響線及影響線面積截面 類型影響線面積影響線圖式計(jì)算公路級(jí)荷載的跨中彎矩邊主梁：車道活載跨中

11、截面最大剪力：人群荷載跨中剪力：計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載的最大剪力：繪制車輛荷載和人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋方向的變化圖形以及支點(diǎn)剪力影響線圖車道荷載最大剪力：附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為因此，可以計(jì)算得到：故公路-級(jí)荷載支點(diǎn)剪力為：計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：人群荷載變化區(qū)荷載重心處的影響線坐標(biāo)。人群荷載引起的支點(diǎn)剪力為：主梁內(nèi)力組合邊主梁序號(hào)荷載類別梁端跨中梁端跨中1恒載01828.18307.2602汽車荷載01342.62190.48111.0463人群荷載0164.17930.2356.893405060中主梁：車道活載跨中截面最大剪力：人群荷載跨中剪力：計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載的最大

12、剪力：繪制車輛荷載和人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋方向的變化圖形以及支點(diǎn)剪力影響線圖車道荷載最大剪力：附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為因此，可以計(jì)算得到：故公路-級(jí)荷載支點(diǎn)剪力為：計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：人群荷載變化區(qū)荷載重心處的影響線坐標(biāo)。人群荷載引起的支點(diǎn)剪力為：主梁內(nèi)力組合邊主梁序號(hào)荷載類別梁端跨中梁端跨中1恒載01792.79301.3102汽車荷載0813.7166.302252.4883人群荷載099.12714.5184.165405060載內(nèi)力計(jì)算截面位置x內(nèi)力邊梁中梁3號(hào)0307.260301.311371.16153.631287.54150.651828.1801792

13、.780在活載內(nèi)力計(jì)算中，這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計(jì)算主梁活載彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)mc，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部（圖2.13），故也按不變化的mc來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)用值直線插入，其余區(qū)段均取值（見圖2.14和2.15）。計(jì)算跨中截面最大彎矩及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎矩采用直接加載求活載內(nèi)力，圖2.13示出跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式， a汽車和掛車荷載內(nèi)力計(jì)算在表2.6內(nèi)。6圖2.13 跨中

14、截面內(nèi)力計(jì)算圖式跨中截面車輛荷載內(nèi)力計(jì)算表 表2.6荷載類別汽20掛1001.1912510.527150.3318最大彎矩及相應(yīng)剪力60120120250250250250125426.4663556.25146.8251號(hào)梁內(nèi)力值788.33716.6201179.96448.717最大剪力及相應(yīng)彎矩合力P2×120+60=300250×4=10000.415940.33593.25125.071200335.932501號(hào)梁內(nèi)力值78.540753.561111.4521078.35注：欄內(nèi)分子、分母的數(shù)值分別為對(duì)應(yīng)的及相應(yīng)影響線坐標(biāo)值。b對(duì)于人群荷載 q=0.75q

15、=0.75×3=2.25kN/m相應(yīng)的相應(yīng)的求四分點(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力（按等代荷載計(jì)算）計(jì)算公式為：式中：如圖2.8所示，對(duì)于四分點(diǎn)彎矩影響線面積為，剪力影響線面積為。于是上述計(jì)算公式即為： 1號(hào)梁的內(nèi)力列表計(jì)算見表2.7. 四分點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.7荷載類別項(xiàng)目K(kN/m)內(nèi)力值汽201.1912519.23623.20435.655.480.52715430.63779.851掛1001.045.83861.07535.655.480.3318542.203111.050人 群1.02.2535.655.480.641751.4727.912求變化點(diǎn)截面的最大彎矩和最

16、大剪力圖2.14示出變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算圖式，內(nèi)力計(jì)算表見表2.8。 1號(hào)梁變化點(diǎn)截面內(nèi)力計(jì)算表 表2.8荷載類別 汽20掛100人 群1+u1.191251.01.0最大彎矩mc0.527150.33180.6417合力p300250×4=1000q=2.25y1.1871.0741/2×19.5×1.30Mmax223.62356.3518.30最大剪力Pi12012060250250250250q=2.25yi0.9280.8750.6630.9280.8800.6700.610m10.4600.4860.527150.1950.2420.33180.3318

17、Qmax146.8204.714.0注：表中 圖2.14 變化點(diǎn)截面（1號(hào)梁）內(nèi)力計(jì)算圖式求支點(diǎn)截面的最大剪力圖2.15示出了支點(diǎn)最大剪力計(jì)算圖式，最大剪力列表計(jì)算在表2.9內(nèi)。 1號(hào)梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表 表2.9荷載類別汽20掛100人群1+u1.191251.01.0P11201206070130250250250250Q=2.25y11.00.9280.7230.21001.00.9380.73320.6721.0/2y人=0.928m10.4340.4600.52720.5100.430.140.1870.33180.3318 0.556×19.5 0.5×0.78

18、03×4.875159.24195.4116.17注： 圖2.15 支點(diǎn)剪力（1號(hào)梁）計(jì)算圖式2.3主梁內(nèi)力組合 主梁內(nèi)力組合 表2.10序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面變化點(diǎn)截面支點(diǎn)截面第一期恒載第二期恒載總恒載=+人群汽20掛100汽人=恒汽人=+恒掛SjI=1.2×恒+1.4×SjIII=1.2×恒+1.1×掛提高后的SjI提高后的SjIII585.699257.881843.5868.627788.3371179.964856.9641700.542023.542212.152310.2649.9%56%2212.1523560003.5278.540111.45282.0682.06111.452114.88122.6095.7%100%114.88125439.509193.514633.02351.472430.637542.203482.1091115.131175.231434.581356.0542%44%1434.58138360.07226.44986.5217.91279.851111.05087.763174.28197.57226.6922