4×20m 裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋計(jì)算書

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231735724 摘要 PAGEREF _Toc231735724 h I HYPERLINK l _Toc231735725 Abstract PAGEREF _Toc231735725 h II HYPERLINK l _Toc231735726 第1章設(shè)計(jì)內(nèi)容及構(gòu)造布置 PAGEREF _Toc231735726 h 1 HYPERLINK l _Toc231735727 設(shè)計(jì)內(nèi)容 PAGEREF _Toc231735727 h 1 HYPERLINK l _Toc231735728 方案比選 PAGEREF _To

2、c231735728 h 2 HYPERLINK l _Toc231735729 橫截面布置5 HYPERLINK l _Toc231735731 1.4橫隔梁的設(shè)置6 HYPERLINK l _Toc231735732 第2章主梁內(nèi)力計(jì)算 PAGEREF _Toc231735732 h 7 HYPERLINK l _Toc231735733 恒載內(nèi)力計(jì)算 PAGEREF _Toc231735733 h 7 HYPERLINK l _Toc231735734 活載內(nèi)力計(jì)算9 HYPERLINK l _Toc231735735 2.3 彎矩組合16 HYPERLINK l _Toc2317357

3、35 2.4 剪力組合18 HYPERLINK l _Toc231735736 第3章配筋計(jì)算及布置24 HYPERLINK l _Toc231735737 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求24 HYPERLINK l _Toc231735738 跨中截面的縱向受拉鋼筋25 HYPERLINK l _Toc231735739 腹筋設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231735739 h 26 HYPERLINK l _Toc231735740 第4章鋼筋混凝土簡支T梁的驗(yàn)算 PAGEREF _Toc231735740 h 37 HYPERLINK l _Toc231735741 正應(yīng)力驗(yàn)算37 HYPERLINK

4、l _Toc231735742 裂縫寬度的驗(yàn)算38 HYPERLINK l _Toc231735743 梁夸中撓度的驗(yàn)算 PAGEREF _Toc231735743 h 39 HYPERLINK l _Toc231735744 第5章行車道板計(jì)算43 HYPERLINK l _Toc231735745 行車道板內(nèi)力計(jì)算43 HYPERLINK l _Toc231735749 5.2截面設(shè)計(jì)配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算45 HYPERLINK l _Toc231735751 第6章橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與配筋計(jì)算47 HYPERLINK l _Toc231735752 橫隔梁荷載計(jì)算 PAGEREF _Toc2317

5、35752 h 47 HYPERLINK l _Toc231735753 橫梁內(nèi)力影響線47 HYPERLINK l _Toc231735756 6.3橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與組合50 HYPERLINK l _Toc231735757 橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算52 HYPERLINK l _Toc231735765 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc231735765 h 56 HYPERLINK l _Toc231735766 致謝 PAGEREF _Toc231735766 h 57420m裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算專業(yè)年級： 學(xué)號：姓名： 指導(dǎo)教師： 摘要：混凝土是土木工程中用途最廣，用量

6、最大的一種 HYPERLINK :/baike.baidu /view/348389.htm t _blank 建筑材料，按性能設(shè)計(jì)和制作混凝土，研制輕質(zhì)，高強(qiáng)度，多功能的混凝土新品種。目前，混凝土被廣泛的使用于各種中小跨度的橋梁中，而且大量采用混凝土將是未來橋梁開展的趨勢。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對目前在公路橋梁中經(jīng)常使用的混凝土簡支T型梁橋的設(shè)計(jì)做了全面的介紹，其中包括調(diào)研，外文資料的翻譯，方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算以及施工圖的繪制，并對混凝土梁橋的特點(diǎn)做了詳細(xì)的介紹。在確定方案時，根據(jù)調(diào)研及查閱大量的資料，在此橋位上布置了裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋, 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋, 鋼筋混凝土箱型拱橋三種設(shè)

7、計(jì)方案，根據(jù)“平安，功能，經(jīng)濟(jì)，美觀的原那么，對各種橋型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比選，而裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋,在此橋位上更具有競爭力，反映在工程造價比擬低，施工工期短，施工技術(shù)成熟，因此，最終選擇了混凝土簡支T梁橋?yàn)樵O(shè)計(jì)方案。 結(jié)構(gòu)計(jì)算著重進(jìn)行了上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算，包括截面尺寸的擬定，內(nèi)力計(jì)算恒載內(nèi)力，活載內(nèi)力，內(nèi)力組合，配筋設(shè)計(jì)，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗(yàn)算，承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算，剛度驗(yàn)算，變形驗(yàn)算。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了我對橋梁以及混凝土的認(rèn)識，深刻地理解橋梁設(shè)計(jì)的根本步驟和需要注意的問題。關(guān)鍵詞： 裝配式混凝土 T型梁橋 結(jié)構(gòu)計(jì)算 設(shè)計(jì)方案 Fabricated reinforced

8、 concrete simply-supported T bridge design calculation specialty: civil number: name: teachers:Jia QiaoYanAbstract: Concrete is the most versatile of civil engineering ，One of the largest amount ofbuilding materials, Design and manufacture according to the performance of concrete, developed a lightw

9、eight, high strength, muti_function concrete new varieties. Nowdays, tstressed concrete is extensively used in various kinds of bridges with medium and small span ,and it will be a development trend in future to adopt the bridge of stressed concrete in a large amount.In this paper,I made an overall

10、introduction of the pre-stressed T-section concrete beam bridge which is ofen used among highway at present. Including investigation and research,translation,scheme design ,calculation of structure and drawing. According to the investigation, I give three schemes- Fabricated reinforced concrete simp

11、ly-supported T bridge, prestressed concrete simply-supported reinforced concrete box girder, T type arch bridge three designs, According to safe, function, economy, beautiful principle, advantages and disadvantages of various bridges than choose, And fabricated reinforced concrete simply-supported T

12、 girder bridge in the siting, more competitive, reflected in project cost is lower, construction period is short, construction technology is mature, Therefore, finally Chose concrete simply-supported T bridgeFor design. Focused on the structure calculation of the upper structure calculation, includi

13、ng section dimension, internal force calculation (worked by taking the internal force, internal live load combination), reinforcement design, construction stage and the stress checking use phase, carrying capacity limit state intensity, stiffness checking, deformation calculating checked. Through th

14、is graduation design, my understanding of stressed concrete are strengthened further，Understanding the basic steps and bridge design problems needing attention Keywords: Beamtocolumn concrete, T-section bridge ,steucture calculation ,construction design 設(shè)計(jì)內(nèi)容及構(gòu)造布置 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1.1設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橋梁全長：80m標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20

15、.00m 設(shè)計(jì)時速：60 km/h設(shè)計(jì)荷載：公路II級河口間距： 75m 正交橋橋面凈空：9m人行道1.0+7.0+1.0人行道橋梁平安等級為二級，環(huán)境條件為II類，計(jì)算收縮徐變時，考慮存梁期為60天設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100 不通航2、主要材料混凝土：主梁C40，橋面鋪裝C40鋼筋：普通受力筋HRB335級或HRB400級，其他R235級。3、設(shè)計(jì)依據(jù)?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)?JTG D602004?公路鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JTG D622004?公路橋涵設(shè)計(jì)手冊?橋梁上冊人民交通出版社2004.3根本計(jì)算數(shù)據(jù)表 表1名稱工程符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心

16、抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fEcfckftkfcdftdMPaMPaMPaMPaMPaMPa405104材料容重鋼筋混凝土瀝青混凝土12kN/m3kN/m3 方案比選比選的標(biāo)準(zhǔn)比選的標(biāo)準(zhǔn)只要依據(jù)平安、功能、經(jīng)濟(jì)、與美觀。其中以平安與經(jīng)濟(jì)為重。至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境而定。1、平安平安的標(biāo)準(zhǔn)可以從行車平安、根底地質(zhì)條件的平安與平安施工等幾個方面考慮。行車平安主要通過橋面設(shè)置的布置來實(shí)現(xiàn)。根底地質(zhì)條件應(yīng)當(dāng)真實(shí)，不要有虛假數(shù)據(jù)。2、功能橋梁的功能無非就是兩個方面：一是跨越障礙河流、山谷或線路，二是承受荷載。在方安中，應(yīng)選擇傳力路線直接、簡捷的結(jié)構(gòu)形式，以保障結(jié)構(gòu)功能的施工3、經(jīng)濟(jì)評價一坐橋梁可以從

17、一下幾個方面進(jìn)行：造價、工期和養(yǎng)護(hù)維修。造價包括材料費(fèi)、人工費(fèi)和機(jī)械設(shè)備費(fèi)。工期：一座橋梁建設(shè)工期的長短與造價有很大的關(guān)系，上下部構(gòu)造的類型的橋梁，要求特種設(shè)備的新體系的工期也長；非就地取材的橋型，不僅造價高，而且工期長；采用腳手架施工的工期長。而且有水毀之虞。都需一一加以考慮。在橋梁規(guī)定使用期限內(nèi)經(jīng)常維修費(fèi)用的多少需要考慮，混凝土橋的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)費(fèi)用要比剛橋低的多。4、美觀橋梁建筑是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)晶。一座美麗的橋梁，實(shí)際必須考慮本身造型的美觀，還須與周遍環(huán)境相協(xié)調(diào)，使能成為當(dāng)?shù)貎?yōu)美的景點(diǎn)，受到人們的的欣賞。也可以成為當(dāng)?shù)氐牡湫徒ㄖ?biāo)志。5、施工選擇的橋型要能采用先進(jìn)的施工方法。并考慮施工單位的

18、施工能力和機(jī)械設(shè)備。在一般的情況下選擇簡便熟悉可靠的施工方案。有時如需要用新的技術(shù)，應(yīng)對其優(yōu)點(diǎn)和缺乏之處進(jìn)行比擬。方案根據(jù)材料，可以初步擬定以下幾種方案。1、420m裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋2、25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋3、240m鋼筋混凝土箱型拱橋方案一：420m裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋是使用最為普遍的機(jī)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)是制造簡單，整體性好，接頭也方便。它屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整度較好，使用階段易于養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)較低。鋼筋混領(lǐng)土T型梁橋混凝土標(biāo)號不宜低于15號，當(dāng)采用II、III級鋼筋時不宜低于20號?；炷梁喼梁橋通?？鐝讲淮螅?jīng)濟(jì)合理跨徑25

19、米T梁以下，材料簡單，技術(shù)成熟，易于工廠化施工，受力明確、構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。方案二：25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋適用于跨度相對較大的橋梁，承載力較大，混凝土收縮徐變及溫度變化等因素都不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，其受力明確，當(dāng)掛梁與兩岸引橋的簡支跨尺寸和結(jié)構(gòu)相同時，更能加快全橋施工進(jìn)度，以獲得經(jīng)濟(jì)效益。帶掛梁的T型剛構(gòu)橋，除需要懸臂施工法施工用的機(jī)具設(shè)備外，還需要有預(yù)制和安裝掛梁的設(shè)備。另外，結(jié)構(gòu)布置以每個T構(gòu)單元與兩側(cè)配等長的掛梁最為簡單合理，以利于安裝懸臂受力的T構(gòu)承受的全是負(fù)彎矩，上緣受拉，因而配筋比擬簡單。方案三：240m鋼筋混凝土箱型拱橋拱橋是我國公路上使用較廣泛的一種

20、橋型。拱橋與梁橋的區(qū)別不僅在于外形不同，更重要的是兩者受力性能有較大的差異。由力學(xué)知，梁式橋結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，支撐處僅產(chǎn)生豎向支撐反力，而拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端支撐處除了有豎向支撐反力外，還有水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而大大減小了拱圈的截面彎矩，使之成為偏心受壓構(gòu)件，截面上的應(yīng)力分布與受彎的應(yīng)力相比，較為均勻。因此拱式結(jié)構(gòu)可以充分利用主孔截面材料強(qiáng)度，使跨越能力增大。拱橋上部結(jié)構(gòu)由主孔圈和拱上建筑組成，主拱圈是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)，拱橋的下部結(jié)構(gòu)由橋墩、橋臺及根底組成，用以支承橋跨結(jié)構(gòu)，將橋跨結(jié)構(gòu)的荷載傳至地基?，F(xiàn)在從以下幾個方面分別來分析選定梁橋圖式 三種方案比選表 表2橋型

21、420m裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋240m鋼筋混凝土箱型拱橋施工技術(shù)水平技術(shù)成熟，施工工藝成熟，所需設(shè)備較少，占用施工場地較小，梁體塊件和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時進(jìn)行，和方案二相同可以縮短工期。技術(shù)較先進(jìn)，工藝要求較嚴(yán)格，主橋上部結(jié)構(gòu)比第一方案多一套掛梁的安裝設(shè)備，梁體塊件的預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時進(jìn)行，拼裝成橋的速度較現(xiàn)澆快，可顯著縮短工期。施工場地大,可以采用預(yù)制箱拱無支架吊裝或有支架現(xiàn)場澆筑等施工方法。假設(shè)采用無支架施工時，箱拱可分段預(yù)制，其方法可參考有關(guān)資料。當(dāng)?shù)跹b能力很大時，可以采用封閉式拱箱，減少施工步過程，增加整體穩(wěn)定性。環(huán)境方面由于

22、此處的地理?xiàng)l件限制，木材較為稀缺。此外這三種橋型外觀都很美觀，與周圍的環(huán)境都比擬協(xié)調(diào)。使用效果受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好。橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件稍差。主橋每孔有兩道伸縮縫，養(yǎng)護(hù)較麻煩，材料來源充足，本錢較低。屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好。橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件稍差。主橋每孔有兩道伸縮縫，養(yǎng)護(hù)較麻煩。拱的承載潛力大。但是伸縮縫多，養(yǎng)護(hù)較麻煩，縱坡較大，土方量較大。經(jīng)濟(jì)技術(shù)造價比簡支T梁橋與鋼筋混凝土箱型拱橋，雖然簡直T梁橋墩剛度較大，但是可以節(jié)省昂貴的支座，盡管在鋼材，木材兩個方面前者的費(fèi)用比后者略多，但是前者綜合費(fèi)用卻比后者經(jīng)濟(jì)。另外簡支T梁橋受力是長懸臂體系，全跨

23、以承受負(fù)彎矩為主，預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在橋的頂面上，極大地方便了施工。鋼筋混凝土箱型拱橋雖然造價最低，但是需要使用大量的木材，勞動力，工期也較前兩者長。裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支簡支T梁相比主要造價低，施工較為簡單另外就是叫經(jīng)濟(jì)。在方案的擬訂過程中，還有兩個很主要的因素，那就是工期很緊與經(jīng)濟(jì)。需要盡早使其投入使用，對于第三方案，雖然在一些指標(biāo)上略優(yōu)于第一和第二方案，但是對于第一和第二方案，采用懸臂拼裝，梁體塊件的預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時進(jìn)行，拼裝成橋的速度較現(xiàn)澆快，可顯著縮短工期；塊件在預(yù)制廠內(nèi)集中預(yù)制，質(zhì)量較易保證；梁體塑性變小，可減小預(yù)應(yīng)力損失；施工不受氣候影響；在施工中，

24、機(jī)械化程度高，施工機(jī)具簡單，施工速度快，省時，省工，在造價和行車方面稍遜一點(diǎn)，對于第一和第二方案主要考慮經(jīng)濟(jì)和復(fù)雜方面，第一方案叫為簡單明確，第二方案跨度稍比第一方案跨度大，因本設(shè)計(jì)河口間距為75m左右所以選擇第一方案為優(yōu)，經(jīng)過綜合比擬，決定選定第一方案。 橫截面布置主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。主梁翼板寬度設(shè)計(jì)為1800mm，橋?qū)挒椋?7.00m行車道+2.00m人行道9.00m。橋梁橫向布置選用5片主梁如圖1-1所示。圖1-1 橫斷面結(jié)構(gòu)尺寸尺寸單位：mm 圖 1-2 半縱剖面結(jié)構(gòu)

25、尺寸圖 尺寸單位：mm主梁跨中截面主要尺寸擬定主梁高度混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比約在1/111/18之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/111/12。當(dāng)建筑高度不受限制時，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)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)中取用1700mm的主梁高度是比擬適宜的。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時上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。本設(shè)計(jì)T梁的翼板厚度取用120mm。 圖 1-3 T梁截面尺寸尺寸單位：mm 在混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力應(yīng)較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制

26、孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，且在160200mm之間。本設(shè)計(jì)腹板厚度取200m。尺寸根本由布置的需要確定，設(shè)計(jì)實(shí)踐說明，考慮到主梁需要配置較多的鋼筋可以布置T梁故可以不設(shè)馬蹄尺寸， 圖1-3 跨中截面尺寸圖尺寸單位mm按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出制梁的跨中截面布置圖，如圖1-3所示。橫隔梁的設(shè)置模型試驗(yàn)結(jié)果說明，主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，在當(dāng)該位置有橫隔梁時比擬均勻，否那么主梁彎矩較大。為減小對主梁設(shè)計(jì)起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時，還應(yīng)在其他位置設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中點(diǎn)、四分點(diǎn)和支點(diǎn)

27、處共設(shè)置4道橫隔梁，其間距為4.875m。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部180mm，下部160mm；中橫隔梁高度為1300mm，厚度為上部180mm，下部160mm。詳見圖1-2所示。主梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得主梁各控制截面一般取跨中、四分點(diǎn)和支點(diǎn)截面的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進(jìn)行主梁內(nèi)力組合。 恒載內(nèi)力計(jì)算恒載集度梁自重：主梁：梁自重 g(1)邊橫隔梁： g(2)kN/m中橫隔梁： g(3)=2橋面鋪裝層 g(4)5欄桿和人行道g(5)=525=2kN/m合計(jì)：對于邊主梁：g= g(1) +g(2)+ g(4)+

28、g(5)=24.107 kN/m 對于邊主梁：g kN/m恒載內(nèi)力如圖2-1所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令=x/l。 圖2-1 恒載內(nèi)力計(jì)算圖 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： ； 恒載內(nèi)力計(jì)算見表3。 1號梁恒載內(nèi)力 表3跨中四分點(diǎn)支點(diǎn)一期彎矩kNm1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(122.22)235.04(244.43)彎矩kNm1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(122.22)235.04(244.43)注：括號內(nèi)值代表中主梁內(nèi)力 活載內(nèi)力計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算跨中的荷

29、載橫向分布系數(shù)mc 本橋梁跨內(nèi)設(shè)三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：所以可以按剛性橫梁法來繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mc求中主梁截面中心位置X和抗彎慣性矩I為X=I=(18020) 14+(18020) 1420170+2017054.02cm4=18864679.97 cm42) 計(jì)算主梁抗扭慣矩IT對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算：IT=式中：bi和ti相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度； ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度;圖2-2 IT計(jì)算圖式尺寸單位：mmIT 計(jì) 算 表 表4分塊名稱bi(cm

30、)ti(cm)bi/ ticiIT= ci bi ti3(m4)翼緣板1801410-3腹板156201410-310-33) 計(jì)算抗扭修正系數(shù)此設(shè)計(jì)中主梁的間距相同，同時將主梁近似看成等截面，那么得：式中：G=0.4E；l=19.5m；IT10-34；a1=3.6m;a2=1.80m；a3=0m；a4=1.80m；a5=3.60m ；Ii=18864679.97cm。計(jì)算得：=0.9457。4) 按剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值：式中：n=6；=32.4m2。 計(jì)算所得的ij值列于表5內(nèi)。橫向分布系數(shù)表 表 5梁號i1i2i3i4i5123 5) 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù),繪制橫向線分布影響線

31、如圖6所示，求出個點(diǎn)對應(yīng)的橫向分布系數(shù)。 根據(jù)最不利荷載位置分別進(jìn)行布荷載時，汽車荷載與人行道邊緣距離不應(yīng)小于0.5m，人群荷載為3KN/m 圖 2-3 跨中的橫向分布系數(shù)mc計(jì)算圖式尺寸單位：mm各主梁的分布系數(shù)：汽車荷載： m1cq = m2cq=+0.2633+0.1947+0.1000= m3cq=人群荷載： m1cr=0.6201 m2cr= m3cr 2、支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)mc. 圖 2-4支點(diǎn)橫向分布系數(shù)M0 計(jì)算圖 (尺寸單位：mm) 汽車荷載：m1oq = 0.6667 =0.3333 m2oq= 1=0.5000 m3oq= (1.000+0.2783) =0.63

32、92 人群荷載 m1or=1.2222 m1oq =0 m1oq =0 荷載橫向分布系數(shù)沿跨徑變化在活載內(nèi)力計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎矩時，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，故也不按mc來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時，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L/4之間，橫向分布系數(shù)用mo與mc值直線插入，其余區(qū)段均取mc值。沖擊系數(shù)：簡支梁橋基頻 的計(jì)算公式為： ， 式中 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑m； E結(jié)構(gòu)材料的彈性模量N/m2； Ic結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性

33、矩m4； mc結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量kg/m； G結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力kN/m； g重力加速度，g=9.81m/s2。225=13.75kN/m；mc103 Ns2/m2；1010N/m；=29.3m；ICm4； Hz，1.5Hz 14Hz，那么：1+折減系數(shù)：橫向布置車道數(shù)為2，雙車道不折減，故=1。由于橋梁的計(jì)算跨徑小于150m，不考慮計(jì)算荷載效應(yīng)的縱向折減。因此，本橋梁的折減系數(shù)為 =1。公路級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk 0.75kN/m。集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值隨計(jì)算跨徑而變，當(dāng)計(jì)算跨徑小于或等于5m時，為Pk =180kN；計(jì)算跨徑等于或大于50m時，為Pk =360kN；計(jì)算跨徑在5

34、50m之間時，值采用直線內(nèi)插求得。因此：qk ； 計(jì)算剪力時： 對于汽車荷載，應(yīng)將集中荷載直接布置在內(nèi)力影響線數(shù)值最大的位置，其計(jì)算公式為： 式中 S由汽車荷載產(chǎn)生的彎矩或剪力標(biāo)準(zhǔn)值； 1+汽車荷載的沖擊系數(shù)； 汽車荷載橫向分布系數(shù)，本設(shè)計(jì)為二車道布載控制設(shè)計(jì)，橫向折減系數(shù)為； Pk汽車車道荷載中的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； qk汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； A彎矩、剪力影響線的面積； mi沿橋跨縱向與集中荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)； yi沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。1、跨中截面汽車荷載圖2-6 跨中截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖8所示，=4.875m ；AM=m2 ； m ；m2

35、 。2、L/4截面汽車荷載圖2-7 L/4截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖2-7所示，m ；m2 ； m ；m2 。3、支點(diǎn)截面汽車荷載圖 2-8 支點(diǎn)截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖2-8所示，m ；2 。2.3 彎矩組合 永久效應(yīng)計(jì)算表永久效應(yīng)計(jì)算表 表6梁號M(KN/m)M(KN/m)Q0(KN)qq.qq.qq.157243可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算 公路級車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算 表7梁號內(nèi)力 (kN/m)(KN/m)Y(m)MKN/m1MM2M424.011M3MM 人群荷載產(chǎn)生的彎矩 表8梁號內(nèi)力q人(kN/m)MKN/m1MM2MM3MM 永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的分項(xiàng)系數(shù)為 永久荷載作用分

36、項(xiàng)系數(shù)：rGi 永久荷載作用分布系數(shù)：rQi 人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：rQj=1.4 根本公式：式中ro c 彎矩根本組合計(jì)算表 表9梁號內(nèi)力永久荷載汽車荷載人群荷載彎矩根本組合值1MM072MM3MM 剪力組合在可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算時，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化影響跨中截面剪力Q1/2 但是計(jì)算Q=+Yk 跨中計(jì)算剪力結(jié)果如下表 表10梁號內(nèi)力 (kN/m)(KN/m)YkQKN/m1Q1/22Q1/23Q1/2 人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表 表11梁號內(nèi)力 (kN/m)剪力效應(yīng)KN1Q1/232Q1/233Q1/23支點(diǎn)處截面剪力QO的計(jì)算 支點(diǎn)建立效應(yīng)橫向分布系數(shù)的取值為： 支點(diǎn)處用

37、杠桿原理法球的 L/43L/4段為跨中荷載的橫向分布系數(shù) 支點(diǎn)到L/4及3L/4到另一支點(diǎn)段在和1之間按照直線規(guī)律變化 圖 2-9 汽車荷載作用沿跨度分布規(guī)律梁端剪力效應(yīng)計(jì)算：汽車荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如上圖1號梁：QO1(0.3333)2號梁：QO20. 4577+(0.4577)+0. 45773號梁：QO3+(063920.4000)+人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值見以下圖 2-10 圖 2-10 人群荷載作用沿跨度分布規(guī)律1號梁：QO1=3+0.62013+0.620132號梁：QO1=0. 4107330.33號梁：QO1=333剪力效應(yīng)根本組合： 根本組合公式為：ro

38、Sud=ro(rGiSGiK+rQiSQik+crQjSQjk)V0 剪力效應(yīng)根本組合表 表12梁號內(nèi)力永久荷載汽車人群根本組合1V0V1/202V0V1/203V0V1/20配筋計(jì)算及布置 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)級要求梁體采用C40混凝土，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，主筋采用HRB335，抗拉強(qiáng)度，箍筋采用RR235鋼筋直徑8mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值. 圖3-1 20m鋼筋混凝土簡支梁尺寸尺寸單位：mm 簡支梁控制截面的彎矩組合設(shè)計(jì)值和剪力組合設(shè)計(jì)值為：跨中截面：， L/4跨截面：支點(diǎn)截面：， 跨中截面的縱向受拉鋼筋計(jì)算 跨T形截面梁受壓翼板的有效寬度 翼板平均厚度.可得到 相鄰兩主梁的平均間距 鋼筋數(shù)量計(jì)算 鋼筋數(shù)

39、量跨中截面計(jì)算及截面復(fù)核 1、截面設(shè)計(jì)1因采用的是焊接鋼筋架，故設(shè) ，有效高度2 判別T形截面類型 故屬于第一類T行截面 由公式 X=53.5mm0.18%且小于1/2h=850和400mm=100mm，此后彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)射焊接架立鋼筋RHB3350)為22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離為彎起鋼筋的彎起點(diǎn)為，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排起點(diǎn)鋼筋彎起的構(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)算彎起鋼筋上，下彎起點(diǎn)之間垂直距離現(xiàn)擬彎起N1N5鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的以及至支座中心距離，分配的剪力計(jì)算

40、值，所需要的彎起鋼筋面積值列入表13 根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁第一排彎起鋼筋對支座而言的末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時為 彎起鋼筋計(jì)算表 表13彎起點(diǎn)12345mm15251490146214421422距支座中心距離mm15253015447759177339分配計(jì)算剪力值需要的彎筋面積12841098687284可提供的彎筋面積16081608509509彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離7642259378952891.5)=1525彎起鋼筋彎起角為，那么第一排鋼筋的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1525mm，彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)1.5)=764mm由上圖按比例可求得分配給彎起鋼筋的計(jì)算剪力值和

41、彎起鋼筋長度4655mm 求得=1098mm，同理可求得其他表格內(nèi)數(shù)值。 由表可知，原擬定彎起N1鋼筋的彎起點(diǎn)距支座中心距離為7339mm，已大于4655+h/2，即在欲設(shè)彎起鋼筋區(qū)域之外，故暫不參加彎起鋼筋的計(jì)算。按計(jì)算剪力初步布置鋼筋如圖3-4 圖3-4 梁的彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖尺寸單位;mm;彎矩單位：KN.M現(xiàn)在按照同時滿足梁跨間各正截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起位置。由跨中截面彎矩計(jì)算值支點(diǎn)中心處按公式做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖。在L/4截面處，因x=4.875m,L=19.5m,那么彎矩計(jì)算值為 與值相比，兩者誤差為1%，故用上述公式描述簡支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。 各排彎起鋼筋彎起

42、后，相應(yīng)正截面抗彎承載力計(jì)算如表 表14兩區(qū)段截面縱筋有效高度T形界面類別受壓區(qū)高度抗彎承載力支座中心1點(diǎn)2321647第一類141點(diǎn)2點(diǎn)4321629第一類272點(diǎn)3點(diǎn)6321611第一類413點(diǎn)4點(diǎn)632+2181606第一類454點(diǎn)N1鋼筋截斷處632+4181601第一類49N1鋼筋截斷處梁跨中6326181596第一類54將上表的正截面抗彎承載力在圖3-3上用個平行直線表示出來，他們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為i jq。一各值入式可求得i jq到跨中截面距離x值求得同理可求得，現(xiàn)在以圖中所示彎起鋼筋起點(diǎn)位置來逐個檢驗(yàn)是否滿?公路橋規(guī)?的要求。 第一排彎起鋼筋2N5其充分利用點(diǎn)“m的坐標(biāo)x

43、=6646mm，而2N5的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說明1點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且，滿足要求。 其不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo)x=8263mm，而2N5鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第二排彎起鋼筋2N4其充分利用點(diǎn)“m的坐標(biāo)x=4351mm，而2N4的彎起點(diǎn)2的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)x=6646mm，而2N4鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第三排彎起鋼筋2N3其充分利用點(diǎn)“k的坐標(biāo)x=3697mm，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)L的橫坐標(biāo)x=4351mm，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第四排彎起鋼筋2N2其充分利用點(diǎn)“j的坐標(biāo)x=2581mm，

44、而2N2的彎起點(diǎn)4的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)k的橫坐標(biāo)x=3697mm，而2N2鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。由上述檢驗(yàn)結(jié)果可知圖3-4所示彎起形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大于彎矩包絡(luò)圖，故進(jìn)一步調(diào)整上述彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置，在滿足標(biāo)準(zhǔn)對彎起筋彎起點(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18mm的斜筋，圖3-5即為調(diào)整后主梁彎起鋼筋，斜筋的布置圖。 圖 3-5 彎起鋼筋和斜筋設(shè)計(jì)布置圖單位尺寸：mm斜截面抗剪承載力的復(fù)核 對于鋼筋混凝土簡支梁斜截面抗彎承載力的復(fù)核，按照?公路橋規(guī)?關(guān)于復(fù)核截面位置和復(fù)核方法的要求逐一進(jìn)行。本例以距支座中心h/2處斜截面剪力復(fù)核選

45、定斜截面頂部位置由圖3-5可得到距支座中心為h/2處截面的橫坐標(biāo)x=9750-850=8900mm,正截面有效剛度，那么得到選擇的斜截面頂部位置A圖3-6其橫坐標(biāo)x=8900-1647=7253mm 斜截面抗剪承載力復(fù)核 A處正截面上的剪力及相應(yīng)的彎矩計(jì)算如下A處正截面有效高度=1629mm=1.629m主筋為432那么實(shí)際廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 圖 3-6 距支座中心h/2處斜截面抗彎承載力計(jì)算圖式圖3-6 斜截面虛線表示斜角 ，斜截面內(nèi)總想受力主筋有2322N6相應(yīng)的主筋配筋率P為箍筋的配筋率取=250mm時為與斜截面相交的彎起鋼筋有2N5,2N4,斜筋有2N7 按公式=94

46、6故距支座中心為h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋混凝土簡支T梁的驗(yàn)算正應(yīng)力驗(yàn)算梁跨中截面的換算截面慣性矩計(jì)算根據(jù)?公路橋規(guī)?規(guī)定計(jì)算得到梁受壓翼板的有效寬度為=1800mm，而受壓翼板平均厚度為140mm有效高度由公式得到x=247.3mm. =123mm故為第二類T形截面這時：換算截面受壓區(qū)高度x應(yīng)由公式 =按公式計(jì)算開裂截面的換算截面慣性距為 正應(yīng)力驗(yàn)算吊裝時動力系數(shù)為1.2起點(diǎn)時主梁超重那么跨中截面計(jì)算彎矩為由公式算得受壓區(qū)混凝土邊緣正應(yīng)力由公式 最下面一層鋼筋232重心受壓邊緣高度那么鋼筋應(yīng)力為4.2 裂縫寬度的驗(yàn)算帶肋鋼筋系數(shù).0荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為= 88.42

47、=18荷載長期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為 系數(shù)系數(shù)非板式受彎構(gòu)件鋼筋效應(yīng)換算直徑d的計(jì)算因?yàn)槭芾瓍^(qū)不同的鋼筋直徑；按公式求得d應(yīng)取用換算直徑，那么可得到縱向受拉鋼筋配鋼筋率的計(jì)算最大裂縫寬度由公式 滿足要求梁跨中撓度是驗(yàn)算 在進(jìn)行梁變形計(jì)算時，應(yīng)取梁與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板的計(jì)算，即，而=123mm由公式得到x=247.3mm. =123mm故為第二類T形截面這時：換算截面受壓區(qū)高度x應(yīng)由公式 =按公式計(jì)算開裂截面的換算截面慣性距為 T梁的全截面換算截面面積為受壓區(qū)高度x為全截面換算慣性矩為為 計(jì)算開裂構(gòu)件的抗彎剛度全截面抗彎剛度開裂截面抗彎剛度全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗距為

48、全截面換算截面的面積距為 塑形影響系數(shù)為開裂彎矩開裂構(gòu)件的抗彎剛度為受彎構(gòu)件跨中界面處的長期撓度值短期荷載效應(yīng)組合下跨中截面彎矩標(biāo)準(zhǔn)值機(jī)構(gòu)自重作用下跨中截面彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，對c40混凝土，撓度長期增長系數(shù)受拉構(gòu)件在使用階段的跨中截面的長期撓度值為在機(jī)構(gòu)自重作用下跨中截面的長期撓度值為那么按可變荷載頻遇值計(jì)算的長期撓度值符合?公路橋規(guī)?的要求預(yù)拱度設(shè)置 在荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長效應(yīng)影響下梁跨中處產(chǎn)生的長期撓度為mm,故跨中截面需要設(shè)置預(yù)拱度。 根據(jù)?公路橋規(guī)?對預(yù)拱度設(shè)置的規(guī)定，由公式得到梁跨中截面處的預(yù)拱度為=行車道板計(jì)算由于主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固定和

49、中間鉸接的板計(jì)算，如圖 5-1 圖 5-1:.1 每延米板上的恒載g: 瀝青混凝土面層：g10 水泥混凝土墊層：g2 T形梁翼緣板自重：每延米跨寬板的恒載總計(jì)：5.1.2 永久荷載效應(yīng)計(jì)算： 彎矩：=02.598 kNm剪力：2=6.496 kN5.1.3 可變荷載效應(yīng) 公路級：以重車后輪作用于鉸縫軸線上為最不利位置，此時兩邊的懸臂板個承受一半的車輪荷載如圖5-2所示，后軸作用為P=140KN，由?公路橋規(guī)?查得車輛荷載后車輪著地寬度及長度分別為 =0.2m, 圖 5-2沿著行車方向輪壓分布寬度為：垂直行車方向輪壓分布寬度為： 荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度：單輪時：局部加載沖擊系數(shù)1+那么

50、作用于每延米寬板條的彎矩為： 單輪時： 取兩者中的最不利情況，那么 作用于每延米寬板條上的剪力為; 5.1.4作用效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算： 根本組合： 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算：短期效應(yīng)組合：截面設(shè)計(jì)配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算 懸臂板根部高度h=16cm，凈保護(hù)層a=2mm,假設(shè)選用12鋼筋，那么有效高度 驗(yàn)算按?公路橋規(guī)?規(guī)定 查有關(guān)板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表：中選用12鋼筋時需要鋼筋間距為15mm時圖5-3所示提供的鋼筋截面面積為 圖 5-3按?公路橋規(guī)?規(guī)定矩形截面受彎起構(gòu)件的截面尺寸符合以下要求。即 ，滿足要求按?公路橋規(guī)?規(guī)定 = 故不需要進(jìn)行斜筋截面抗彎承載力計(jì)算僅按構(gòu)造要求

51、配置箍筋板內(nèi)分布鋼筋用8間距取25cm.承載能力驗(yàn)算 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與配筋計(jì)算 橫隔梁荷載計(jì)算確定作用在跨中橫梁受力最大，通常只計(jì)算跨中橫梁的作用效應(yīng)，其余橫梁可依據(jù)跨中橫梁偏平安地選用相同的截面尺寸和配筋。橋梁機(jī)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載，圖6-1為跨中橫梁縱向最不利荷載布置。 圖6-1 跨中橫梁的最不利受載圖式縱向行車輪和人群荷載對跨中橫梁的計(jì)算荷載為：汽車：跨中橫梁受力影響線的面積 =1/2(2) 1=4.875人群荷載：=3內(nèi)力影響線一般橫梁彎矩在靠近橋中線的截面較大，而剪力那么在兩邊緣處的截面較大。因此圖6-2所示的跨中橫梁，此題取A-A(2,3號梁中點(diǎn))，B-B靠近3號主梁兩個

52、截面計(jì)算橫梁的彎矩，取1號梁主梁右側(cè)C-C截面和2號主梁右側(cè)D-D截面計(jì)算剪力。此題采用修正的剛性橫梁法計(jì)算橫梁作用效應(yīng)，下面先做出作用效應(yīng)影響線。 圖 6-2 跨中橫梁作用效應(yīng)影響線圖式尺寸單位cm彎矩影響線.1計(jì)算公式：如圖3-2所示，在橋梁跨中當(dāng)單位荷載P=1作用在j號梁上時，i號梁軸所受的作用為豎向力ij考慮主梁抗扭于是，由平衡條件就可以寫出A截面的彎矩計(jì)算公式。當(dāng)P=1作用在截面A-A的左側(cè)時 式中i號梁軸到A-A截面的距離單位荷載P=1作用位置到A-A截面的距離當(dāng)P=1作用在截面A-A的左側(cè)時，同理可得.2計(jì)算彎矩影響線值:在前面已計(jì)算出橫向影響線豎標(biāo)值見表五，得到A截面的彎矩影響線可計(jì)算如下;當(dāng)p=1作用在1號梁軸上時： 3當(dāng)p=1作用在2號梁軸上時： 當(dāng)p=1作用在3號梁軸上時： 當(dāng)p=1作用在4號梁軸上時： 當(dāng)p=1作用在5號梁軸上時：根據(jù)上面五點(diǎn)坐標(biāo)及A-A截面的位置，可以作出影響線，同理，影響線計(jì)算如下：根據(jù)上面計(jì)算的五點(diǎn)坐標(biāo)及B-B截面位置，可以作出影響線剪力影響線.1 1號主梁右截面的剪力影響線計(jì)算：當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時：=，即為1號梁的荷載橫向影響線。 當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以左時：，圖6-2繪制的影響線2號梁右截面的剪力影響線計(jì)算 當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時：=+ 當(dāng)P=1作用在4號梁軸上時： 當(dāng)P=1作用在5號梁軸上時： 當(dāng)P=1作用