模板-装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计

1装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计一、设计资料1、桥面净宽：净4.5+2×0.5（防撞护栏）。2、主梁跨径和全长标准跨径：Lb=35.00m（墩中心距离）。计算跨径：L=33.88m（支座中心距离）。预制长度：L’=34.96m（主梁预制长度）。3、设计荷载公路-II级，人群荷载：3.0KN/m2材料材料规格内容钢筋HRB335（原Ⅱ级）主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋R235（原Ⅰ级）箍筋混凝土C40主梁C20桥面铺装丶防撞护栏5、结构尺寸2横隔梁5根，肋宽15cm。桥梁纵向示意图6、计算极限状态法7、设计依据1．《公路工程技术标准》，（JTGB01-2003）；2．《公路桥涵设计通用规范》，（JTGD60-2004）；3．《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）；4．《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》，（JTGD62-2004）；5．《公路桥涵地基与基础设计规范》，（JTGD63-2007）；6．《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》，JTGD62-2004）；7．《桥梁工程》（上、下册），范立础编；人民交通出版社8．周念先编，《桥梁方案比选》9．范立础编，《预应力混凝土连续梁桥》310．林元培编，《斜拉桥》人民交通出版社11．《公路桥梁设计从书》人民交通出版社12.陈忠延编，《土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）》13．叶见曙编《结构设计原理》人民交通出版社14．其他教材和参考书。二、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间铰接的板来计算(二)荷载及其效应1．每延米板上的恒载个g沥青表面处置：10.021.0230.46/gkNm混凝土垫层：20.091.0252.25/gkNmT梁翼缘板自重：30.131.0253.25/gkNm每延米跨宽板恒载合计：1230.462.253.255.96/ggggkNm2．永久荷载产生的效应弯矩：22min,0111.840.185.96()2.05222gMglkNm剪力：05.960.834.95AgQglkN3．可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条后轮着地宽度2b及长度2a为：ma2.02mb6.02顺行车方向轮压分布宽度：1220.220.110.42aaHm垂直行车方向轮压分布宽度：1220.620.110.82bbHm荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度101.420.41.420.833.48aalm根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.2条，局部加载冲击系数：3.11作用于每米宽板条上的弯矩为：1min,02800.82(1)()1.3(0.83)16.34/4443.44pbPMlkNma4作用于每米宽板条上的剪力为：280(1)1.326.15443.4spPQkNa4．基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条承载力极限状态内力组合计算基本组合：1.21.41.2(2.05)1.4(16.34)25.34/udAgAcMMMkNm故行车道板的设计作用效应为：25.34/udMkNm42.55udQkN正常使用极限状态内力组合计算短期效应组合：0.72.050.716.3413.489AgAcMsdMM/kNm0.74.950.726.1523.26AgAPQsdQQ/kNm(三)截面设计、配筋与强度验算1.界面设计与配筋悬臂板根部高度16hcm，净保护层2acm。若选用12钢筋，则有效高度0h为：00.0160.160.020.13222dhham根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条：00()2dcdxMfbxh324.4613.8101(0.132)2xx化简：20.2260.004250xx解得：0.0205xm查表的b=0.56验算：00.560.1320.0740.0205bhmxm根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条：sdscdfAfbx32213.81.00.02051.011010.1280sAmcm需要的间距为：100/(10.1/1.131)11.31scm，取11scm5此时21001.13110.2811sAcm即桥面板布置间距为11cm的12钢筋根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.9条，抗剪截面应符合：30,00.5110dcukVfbh30.5110301000132368.7342.41dkNVkN满足规范要求根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.10条30200.5010dtdVfbh30.50101.01.23100013281.1842.41dkNVkN故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。板内分布钢筋用8，间距取25cm。2.承载能力验算由sdscdfAfbx可得：/()2800.001028/(13.81.0)0.021sdscdxfAfbm03()20.02113.8101.00.021(0.132)35.2124.46/2dcdAxMfbxhkNmMkNm承载能力满足要求三、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1．跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算)(1)主梁的抗弯惯矩I平均板厚：01(1016)132hcm算得T型截面惯性矩I=0.0734m求荷载横向影响线竖标宽跨比为15.52.81231.84LB11.84a20a631.84am322222212311.8426.77iiaaaam(3)各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线113211kKiiaana1111.841.840.8336.771310.50.1673具体见下图-0.170.833号2号1号3.051号主梁横向影响线同理可求得2号主梁的影响线，由于结构对称，3号主梁的影响线与1号主梁影响线对称。3号2号1号0.330.330.333号主梁横向影响线对1、2、3号主梁进行最不利加载以求得横向分布系数，加载的位置见下图71号2号3号0.32-0.170.830.811号主梁最不利加载2号两的横向影响线为直线，可直接计算对于公路II级1号主梁的横向分布系数：11(0.810.32)0.562q2号主梁的横向分布系数：21112233q2．梁端剪力横向分布系数(根据杠杆法计算)1号2号3号1.000.9561号主梁加载8·1号2号3号1.002号主梁加载对于公路II级1号主梁的横向分布系数：11'0.9560.482q2号主梁的横向分布系数：21'0.0210.512q(二)作用效应计算1．永久作用效应(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担主梁：10.10.16[0.181.31.840.18]2511.25/2gkNm横隔板边主梁：20.10.161.840.180.150.1625131.08/22215.5gkNm中主梁：'221.082.16/gkNm桥面铺装：310.024.5230.060.124.52534.07/2gkNm桥梁护栏按照5kN/m来计算，分摊至各主梁的荷载为：4253.333g各梁的永久荷载为：边主梁：11.254.073.3319.73/iggkNm中主梁：'11.252.164.073.3320.81/gkNm9(2)永久作用效应计算边主梁自重产生的内力内力截面位置剪力Q(kN)弯矩M(/kNm)X=019.7315.5152.912QkN(161.28KN)M=0(0)X=1/419.7315.515.5276.4524QKN(80.64)19.7315.515.515.5444.39/244MkNm(468.71)X=1/2Q=0(0)2119.7315.5592.52/8MkNm(624.95)注：括号里值为中主梁内力。计算边主梁横向分部系数梁号荷载位置公路2级备注边主梁跨中cm0.56偏心压力法支点0m048杠杆原理法均布荷载和内力影响线面积计算截面/2lM/2LQ0Q公路二级10.50.757.875/knm7.875kN7.875KN影响线面积221115.530.0388L11115.52.438222119.59.752影响线10(1)汽车荷载冲击系数简支桥梁基频计算式23.142EIflMc40.073Im15.5lm20.47Am0.472511.75G11.75/1.29.8McGgE取10310/Nm10233.143100.0732.79215.51.210f0.176ln0.01570.165uf取冲击系数0.16511.165u因单车道不折减故01.0公路II级集中荷载kP计算（内插法）计算弯矩效应时：3601800.7518015.55166.5505kPkN计算剪力效应时：1.2166.5199.8kPkN计算边主梁跨中弯矩和跨中剪力如表弯矩：/2lM荷载类型kqkp1+ucm/4yl公路II级7.875166.51.1650.5630.033.875111.1657.7850.5630.03154.28kcSuqmkNm211.165166.50.563.875420.92kcSupmykNm12154.28420.92575.2SSKNm剪力：/2lQ荷载类型kqkp1+ucmy公路II级7.875199.81.1650.562.4380.5311.1657.8750.562.43812.53kcSuqmkN411.165166.50.560.554.31kcSupmykN3412.5354.3166.84SSkN11绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线。_1115.53.87515.50.923y1_00121.16517.8750.569.753.875/20.480.560.9248.60kccaQuqmmmy0211.16510.48214.21119.78ikiQumqykN则在公路二级作用下，1号梁支点最大剪力为1000248.60119.78168.38QQQKN主梁内力组合装配式钢筋混凝土简支梁中1号边梁的内力最大，列表控制设计的计算内力。序号荷载类型弯矩M(KNm)剪力Q(kN)梁端跨中梁端跨中（1）结构自重059.52152.910（2）汽车荷载0575.2168.3866.84（3）1.2*(1)0711.42183.490（4）1.4*(2)0805.28235.7393.58(5)(3)(4)udS01516.7419.2293.5812四．横隔梁内力计算：对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图纵向以列车轮对于中横隔梁的计算荷载为计算弯矩011()1/27.8757.7512178.51119.7722qk