標(biāo)準(zhǔn)跨徑為19m的裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)_王龍

1、裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1. 橋面凈空凈7+20.75m人行道2. 設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3。3. 主梁跨徑和全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑:lb=19m(墩中心距離)；計(jì)算跨徑:l=18.5m(支座中心距離)；主梁全長(zhǎng):l全=18.96m (主梁預(yù)制長(zhǎng)度)。4. 材料鋼筋：主鋼筋采用HRB335，其它用鋼筋采用HPB300?；炷粒篊40；墊層：C305. 設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通甩規(guī)范（JTGD602004）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（JTGD622004）6. 參考資料橋梁工程，姚玲森主編，人民交通出版社，北京。橋梁計(jì)算示例集混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋，易建國(guó)主編，人

2、民交通出版社，北京。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，沈浦生主編。二、任務(wù)與要求1、結(jié)構(gòu)尺寸擬定2、行車(chē)道板計(jì)算1 計(jì)算圖示2 恒載及內(nèi)力3 活載及內(nèi)力4 截面設(shè)計(jì)、配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算3、主梁計(jì)算1 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2 內(nèi)力計(jì)算3 截面設(shè)計(jì)、配筋a.配置主筋：偏安全的按計(jì)算彎矩最大的梁進(jìn)行配筋b.截面強(qiáng)度驗(yàn)算c.斜筋配置：偏安全的按剪力最大的梁進(jìn)行配筋d.箍筋配置4、橫梁的計(jì)算1 橫梁彎矩計(jì)算（用偏心壓力法）2 橫梁截面配筋與驗(yàn)算3 橫梁剪力計(jì)算及配筋三、結(jié)構(gòu)尺寸擬定1主梁截面尺寸根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004），梁的高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍在1/11到1/16之間，此設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)跨徑為19m，擬定

3、采用的梁高為1.30m，翼板寬1.6m，腹板寬0.18m。 1. 主梁間距和主梁片數(shù)：橋面凈空：凈7+20.75m人行道，采用5片T型主梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，主梁間距為1.60m。圖1. 結(jié)構(gòu)斷面形式（單位：mm）四、行車(chē)道板計(jì)算計(jì)算如圖所示的T梁翼板，荷載為公路二級(jí)，橋面鋪裝為3cm厚的瀝青混凝土面層和9cm厚的混凝土墊層。圖2. 永久荷載及其效應(yīng)（單位：mm）1. 每延米板上的恒載瀝青混凝土層面：0.031.023=0.69（KN/m）C30混凝土墊層：g2=0.091.024=2.16(KN/m)T梁翼緣板自重：g3=0.111.025=2.75(KN/m)每延米跨寬板恒載合計(jì)：g=5.60KN/

4、m2. 每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩：MAh=-5.60()2=-1.411(KN/m)剪力：QAh=5.60=3.976(KN)3. 車(chē)輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力公路II級(jí)：以重車(chē)后輪作用于絞縫軸線上為最不利位置，后軸作用力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140KN,輪壓分布寬度如下圖所示，按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范知后車(chē)輪地寬度b2及長(zhǎng)度a2為：a2=0.20m ，b2=0.60ma1=a2+2H=0.20+20. 12=0.44(m)b1=b2+2H=0.60+20.12=0.84(m)荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度： a=a1+1.4+2l0=0.44+1.4+20.71=3.26(m)沖擊系數(shù)：1+=1.3 作用于每

5、米板寬條上的剪力為：VAp=(1+)=1.3=27.914(KN)作用于每米板寬條上的彎矩為：MAp=-(1+)(l0-)2=-1.3(0.71-)=-13.957(KN/m)基本組合 恒+汽： 1.2MAh+1.4MAp=-1.21.411-1.413.957=-21.233（KN/m） 1.2VAh+1.4VAp=1.23.976+1.427.914=43.8508(KN)故行車(chē)道板的設(shè)計(jì)作用效應(yīng)為：MA=-21.233（KN/m），VA=43.851(KN)4. 截面設(shè)計(jì)、配筋1. 懸臂板根部高度h=140mm，凈保護(hù)層a=25mm。若選用C12鋼筋，則有效高度h0=h-a=115mmr

6、0Mdfcdbx(h0-x/2)故x=14.3mm而且14.3mmb h0=0.56115=64.4mm2. 求鋼筋面積ASfsdAS=fcdbx 故AS=7.0510-4(m2)3. 配筋查有關(guān)板寬1m內(nèi)的鋼筋截面與間距表，當(dāng)選用C12鋼筋時(shí)，需要鋼筋間距為150mm時(shí)，此時(shí)所提供的鋼筋截面積為：Ag=7.54cm27.05cm24. 尺寸驗(yàn)算：由上式可知可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅須按構(gòu)造要求配置箍筋，取分布鋼筋用8，間距取20cm承載能力驗(yàn)算 fsdAS=fcdbx 得x=mm Md=fcdbx(h0-x/2)Md=13.8 故承載力滿(mǎn)足要求。六、主梁內(nèi)力計(jì)算1、內(nèi)力計(jì)算(1)恒載

7、內(nèi)力 恒載：假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各土梁承擔(dān)，計(jì)算如下。表1. 結(jié)構(gòu)自重集度構(gòu)件名單元構(gòu)件體積及算式（KN/m）主梁g1=0.181.3+0.08+0.1421.60-0.1825=9.76橫隔梁邊主梁g2=1-0.08+0.1421.6-0.1820.1352518.5=0.64中主梁g2=20.64=1.28 橋面鋪裝層g3=0.027.0022+120.05+0.127.00235=3.35欄桿和人行道g4=525=2.00合計(jì)對(duì)于邊主梁g=gi=9.76+0.64+3.35+2.00=15.75對(duì)于中主梁 g=9.76+1.28+3.35+2.00=16.39表2. 邊主梁結(jié)

8、構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力截面位置剪力Q（KN）彎矩M(KNm)X=0Q=15.75218.5=145.7M=0X=14Q=15.752(18.5-218.54=72.8M=15.75215.75418.5-18.54=430.2X=12Q=0M=1815.7518.52=673.8表3. 中主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力 截面位置剪力Q（KN）彎矩M(KNm)X=0Q=16.39218.5=151.6M=0X=14Q=16.392(18.5-218.54）=75.8M=16.39216.39418.5-18.54=465.9X=12Q=0M=1816.3918.52=701.2一側(cè)人行道部分每2.5m

9、長(zhǎng)時(shí)重12.35/2.5=4.94(kN/m)。按人行道板橫向分布系數(shù)分?jǐn)傊粮髁旱陌逯貫椋?#梁、5#梁：2#梁、4#梁：3#梁：2. 跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（偏心壓力法計(jì)算）圖2. 按偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5，梁間距為1.6米，則：=+=(2)2+1.62+02+(-1.6)2+(-21.6)2=25.6m21#梁橫向影響線的豎坐標(biāo)值為：=+=+=0.20+0.40=0.60=-=-=0.20-0. 40=-0.20進(jìn)而由和計(jì)算橫向影響線的零點(diǎn)位置，設(shè)零點(diǎn)至1#梁位的距離為,則：= 解得：=4.80m零點(diǎn)位置確定后，就可求出各類(lèi)荷載相應(yīng)于各個(gè)荷載

10、位置的橫向影響線豎坐標(biāo)值和。由和繪制1#梁橫向影響線，按照橋規(guī)確定汽車(chē)荷載最不利位置，圖示如下：設(shè)人行道緣石至1#梁軸線的距離為，則：=0.3m于是1#梁的荷載橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下（以和分別表示影響線零點(diǎn)至汽車(chē)車(chē)輪和人群荷載集度的橫坐標(biāo)距離）車(chē)輛荷載：=0.538人群荷載：=同理可以求得各梁橫向影響線的豎標(biāo)值：公路-II級(jí)：=0.538，=0.469，=0.4人群荷載：=0.648，=0.442，=0.23. 梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（按杠桿原理法）公路級(jí) m1汽=1/20.875=0.438 m2汽=1/21.000=0.500 m3汽=1/2（0.938+0.250）=0.594人群荷載

11、 m1人=1.422 m2人=-0.422 m3人=0圖3. 按杠桿法計(jì)算橫向分布系數(shù)4. 公路級(jí)均布荷載qk,集中荷載Pk及其影響線面積 按照橋規(guī)規(guī)定，公路II級(jí)車(chē)道荷載均布荷載qk=7.875kN/m, Pk=175.5kN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。項(xiàng)目42.7832.092.319.25表4. 影響線面積（單位：m2或m）可變作用（人群）（每延米）p人：p人=30.75=2.25（kN/m）5. 可變作用效應(yīng)表5. 公路-級(jí)荷載各梁彎矩M1/8、M1/4計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力1+(2)qk(3)(4)Pk(5)yk(6)彎矩效應(yīng)1#或5#0.5381.37.8754

12、2.78175.54.625803.620.53832.093.469602.552#或4#0.46942.784.625700.290.46932.093.469525.273#0.40042.784.625597.260.40032.093.469447.99表6. 人群荷載各梁彎矩M1/8、M1/4計(jì)算表（單位:KNm）梁號(hào)內(nèi)力P人（2）(3)彎矩效應(yīng)1#或5#0.6842.2542.7865.840.68432.0949.392#或4#0.44242.7842.540.44232.0931.9130.20042.7819.250.20032.0914.44基本荷載組合：按照橋規(guī)規(guī)定，永

13、久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載作用系數(shù)： 汽車(chē)荷載作用系數(shù)： 人群荷載作用系數(shù)：表7. 荷載組合效應(yīng)（單位：KNm）梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車(chē)1#或5#784.665.84803.62 1926.08588.4649.39602.551444.532#或4#760.6542.54700.291940.83570.4931.91525.271455.713#709.7419.25597.261709.41532.3114.44447.991282.13注：-橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取=0.9，=0.8表8. 公路-級(jí)荷載各梁剪力Q1/8計(jì)算表（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力qk(3)

14、(4)Pk(5)yk(6)彎矩效應(yīng)1#或5#0.5381.37.8752.31210.60.588.372#或4#0.46975.293#0.40064.22表9. 人群荷載各梁彎矩Q1/8計(jì)算表（單位:KN）梁號(hào)內(nèi)力P人（2）(3)彎矩效（1）（2）（3）10.6842.252.313.5620.4422.3030.2001.046. 支點(diǎn)剪力Q0的計(jì)算計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)的橫向分布系數(shù)的取值為：a.支點(diǎn)處按杠桿法計(jì)算的結(jié)果b. 按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)（同上） c.支點(diǎn)按照直線變化。圖4. 汽車(chē)荷載作用汽車(chē)荷載計(jì)算結(jié)果如下表計(jì)算公式：，表10. 汽車(chē)荷載計(jì)算表（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力1+剪力效應(yīng)

15、1#或5#1.30.4380.5389.25-0.2310.92168.682#或4#0.5000.4690.072181.983#0.5940.4000.449204.73人群荷載計(jì)算結(jié)果如下表：計(jì)算公式：，其中表11. 人群荷載計(jì)算（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力剪力效應(yīng)10.6841.4222.251.719.250.9217.7820.422-0.422-1.954.7530.2000-0.463.21表12. 剪力組合值（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車(chē)0.9（1.2+1.4+1.40.8）1#或5#Q0169.6517.78168.68413.6803.5688.37114.932#或4#Q0164.474.75181.98457.4602.3075.2997.183#Q0153.463.21204.73426.9301.0464.2281.97七、截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算由彎矩基本組合表可知，1#梁Md值最