鋼筋混凝土簡支梁構造及設計計算df

鋼筋混凝土簡支梁鋼筋混凝土簡支梁第一節(jié)鋼筋混凝土(RC)簡支梁標準設計及構造第二節(jié)鋼筋混凝土(RC)簡支梁設計與計算

鋼筋混凝土梁橋的特點：

構造簡單、適應范圍廣、不受基礎條件限制、便于使用于曲線段、易于建造、標準化。

適用跨度范圍：一般20米以下兩大類：整孔式梁和分片式梁

整孔式梁：

結構較合理，橫向剛度大，穩(wěn)定性好；但受運梁、架梁設備的起吊能力限制，整孔式梁僅適用于就地灌注。

分片式梁：

重量輕、尺寸小，廣泛采用。第一節(jié)鋼筋混凝土簡支梁標準設計及構造一、鐵路鋼筋混凝土簡支梁標準設計及構造

（一）標準設計簡介跨度16m及以下普遍采用。標準設計（直、曲線輪廓尺寸相同，但配筋不同）叁標橋102375年編

456810121620m跨，普高、道碴叁標橋102475年編

456810121620m跨，低高、道碴專橋1023

456810121620m跨，普高、道碴專橋1024

4568101220m跨，低高、道碴普通高度與低高度梁

普通高度：一般情況下采用1/6-1/9低高度：建筑高度受限時（平原、河網(wǎng)、立交）采用1/11-1/15混凝土標號高，用鋼量大，有時混凝土用量增大（馬蹄加大，腹扳增厚）（二）分片簡支梁構造

主梁截面形式：板式(矩形)、肋式(T形、π形)板式：跨度≤6m

由于梁高低，為制造方便，采用板式截面。板下部適當減窄。由于底部支撐較寬，重心低，不會發(fā)生側向傾覆，兩片梁間無橫隔板聯(lián)結。肋式：跨度在8m及以上的梁由于跨度加大，梁高也相應增加為節(jié)省材料和減輕梁重，便于架設和運輸，則采用肋式T形截面。單片T梁易于側向傾覆，運輸時應在梁兩側設置臨時支撐，在架梁就位時，兩側也應有臨時支撐保護，防止翻梁。在橋位安裝就位后，須把橫隔板連成整體?？缍?m的板式梁肋式截面T形、π形梁

肋式梁：以16mT梁為例介紹構造特點1、梁的總體設計（見下頁圖）梁長16.5m、道碴槽寬1.92m、梁高1.9m、梁中心距1.8m跨中腹板300mm→

端部490mm，以適應主拉應力的變化下翼緣寬700mm

→利于鋼筋布置道碴槽板按規(guī)定最小120mm，為使道碴槽板與主梁共同工作，道碴槽與腹板相交處設梗肋，其底坡1：3→道碴槽板厚與主梁梁高比hi/h>1/10擋碴墻設有5條斷縫→使墻不參與主梁工作，防止墻頂混凝土壓碎。內(nèi)邊墻也設置斷縫。橫隔板：連成整體，保持橫向穩(wěn)定性，共同工作，防止梁受扭轉變形。端橫隔板比中橫隔板為厚：維修或更換支座時，頂梁之用。2、梁內(nèi)鋼筋布布置（見下頁圖））主梁受力縱筋筋43ф2015個編號（N1-N15）N1-N10端部伸入受壓壓區(qū)長度大于于20倍直徑，滿滿足錨固固長度，不設設彎鉤和直段段。N11-N12不滿足錨固長長度，需彎彎轉至受壓區(qū)區(qū)N13-N14不滿足錨固長長度，需加加直段。N15伸入支座N1-N7布置在下翼緣緣中心部分，，可在跨中部部分分相繼繼彎起N8-N14布置在中心偏偏外，只能在在腹板較厚處處彎起主梁箍筋4肢2個編號（N21，N22）下翼緣有小小箍筋主梁構造筋架立筋：如N53，箍筋鉤于其其上，形成鋼鋼筋骨架縱向水平鋼筋筋：防止腹板收縮縮裂紋，限制制下翼緣豎向裂紋上升升至腹板時開開展過寬聯(lián)系筋：防止水平筋與與箍筋向外鼓鼓道碴槽主筋：：N18、N19、N20布置在板頂部部道碴槽構造筋筋：N50、N51加強板與肋的的聯(lián)系擋碴墻：N52封閉筋，防意意外受力；墻墻內(nèi)鋼筋斷開開橫隔板上方的的道碴槽板：：N48、N49承受可能發(fā)生生的負彎矩公路鋼筋混凝凝土簡支梁標標準設計及構構造標準設計截面面形式空空心板與與T梁JT/GGQS011-84568m跨，斜交角0153045度空心板梁JT/GQ跨，斜交角10203040度空心板JT/GQB025-8410131620mT梁（一）空心板板標準設計簡簡介以10m跨，斜交角10或20度空心板為例例簡介構造（見下頁圖））混凝土標號C25板寬124cm板與板間1cm砂漿縫板頂兩側伸出出N8鋼筋加強板與板間間的連接。板與板之間槽槽口要填充混混凝土，橋面面鋪裝10cm混凝土以形成成整體。在配配筋計算時，，行車道板的的計算板高計計入8cm的混凝土橋面面鋪裝。（二）T梁構造及配筋筋以16m跨T梁為例簡介構構造（見下下頁圖）梁長159.6cm梁高130cm梁中心距220cm上翼緣寬預制T梁160cm，安裝后220cm，濕接縫60cm，以減少預制制、運輸、安安裝片數(shù)，加加快施工速度度，減輕吊裝裝重量和加強強整體性?？缰懈拱搴穸?8cm，縱筋需排5層，每隔60cm主筋相互焊接接，它們與架架立筋、斜筋筋一起組成一一片平面骨架架。橫隔板（蓋板焊接））橫隔隔板兩側與頂頂面預埋鋼板，T梁也預埋鋼板板還有扣扣環(huán)連接和蓋板拴接行車道板濕接接縫扣環(huán)式鋼筋連連接構造行車道板連續(xù)續(xù)構造簡支梁橋上梁梁縫過多，不不利于行車。。采取假連續(xù)續(xù)構造措施，，即將梁與梁梁端部的行車車道板連續(xù)起起來，以減少少橋上縫過多多不利行車的的缺點。第二節(jié)鋼筋筋混凝土簡支支梁設計與計計算一、結構尺寸寸擬定每片梁的重量量應當滿足運運輸工具和架架梁設備的起起吊能力，梁梁的截面尺寸寸滿足裝載界界限的要求經(jīng)濟性構造簡單，接接頭數(shù)量少。。接頭耐久可可靠，具有足足夠的剛度以以保證結構的的整體性截面尺寸和形形狀力求標準準化1、主梁高度主梁高度取決于使使用、經(jīng)濟條件。。鐵路：普通高度的鋼筋混混凝土梁，梁高與與跨度之比，約為為h/L=1/6～1/9；低高度的鋼筋混混凝土梁則約為h/L=1/11～1/15。公路：板式截面梁高與跨跨度之比，約為h/L=1/11～1/20；肋式截面梁高與與跨度之比，約為為h/L=1/11～1/13?？缍仍酱?，高跨比比越趨下限。2、梁肋厚度取決于：主拉應力力和主筋布置構造造要求①跨中至梁端，梁梁肋可變厚度以適適應剪力沿梁長變變化②主筋布置考慮如如何排列、鋼筋間間凈距、保護厚度度等，下翼緣可做做成馬蹄狀③一般為200～400mm，最小構造厚度一一般為140mm3、梁肋間距鐵路（1.8m）：考慮內(nèi)外道碴碴槽板懸臂彎矩大大致相近，有利于于板內(nèi)鋼筋布置。。運架時，梁重心心位于梁肋中心附附近，保持梁的穩(wěn)穩(wěn)定性。公路（一般取1.6～2.2m）：考慮起吊能力力，便于預制安裝裝，可能時盡量加加大間距，減少梁梁數(shù)。4、橋面板板厚由構造要求及及受力條件確定，，板的最小厚度為為120mm。二、橋面板計算（一）、鐵路橋面面板計算1．計算圖式與荷載載圖式：固結在肋上的懸臂臂梁恒載：自重及線路、設備備、道碴等，道碴碴容重按20kN/m3活載：按特種活載，換算算成均布荷載計算算。方法如下：順橋向：按1.2m；橫橋向：自枕木底底面向下按45°擴散，以木枕為例例，分布寬度：2.5+2×0.32=3.14m列車活載強度:其中：h―軌底到道碴槽板頂頂面的高度L―板計算跨度人行道恒載：支架欄桿、步板；；人行道活載：距橋中心2.45m以內(nèi)（考慮維修道道床時堆放道碴）），按10kN/m2計算；距橋中心2.45m以外，按4kN/m2計算；明橋面：按4kN/m2計算。2．內(nèi)力計算控制截面：板肋交交接處及板厚變化化處計算截面形狀：沿沿橋長方向取1m寬板帶荷載組合：內(nèi)側板：恒載+列車活載外側板：恒載+人行活載恒載+列車活載+2.45m以外人行活載利用一般的力學方方法計算出截面的的彎矩和剪力（二）、公路橋面面板（行車道板））的計算1．行車道板的類型型板支承在縱梁和橫橫梁上，按支承情情況和板尺寸，從從力學計算角度分分為以下幾類：單向板：長邊/短邊≥2荷載絕大部分沿短短跨方向傳遞可視視為單由短跨承載載的單向板；雙向板：長邊/短邊＜2懸臂板：如翼板端端邊自由（即三邊邊支承板），可作作為沿短跨一端嵌嵌固，而另一端自自由的懸臂板鉸接懸臂板：相鄰鄰翼緣板在端部做做成鉸接接縫的情情況如2．車輪荷載在板上分分布輪壓一般作為分布布荷載處理，以力力求精確車輪著地面積：a2×b2橋面板荷載壓力面面：a1×b1荷載在鋪裝層內(nèi)按按45°擴散。沿縱向：a1＝a2+2H沿橫向：b1=b2+2H橋面板的輪壓局部部分布荷載：3橋面板有效工作寬寬度板有效工作寬度（（荷載有效分布寬寬度）：除輪壓局部分布荷荷載直接作用板帶帶外，其鄰近板也也參與共同分擔荷荷載。板有效工作寬度影影響因素：板支承條件、荷載載性質(zhì)、荷載位置置公路《橋規(guī)》規(guī)定：（1）單向板①荷載在跨中單個荷載多個荷載l-板的跨徑（梁肋不不寬時取梁肋中心心距，梁肋寬時為為梁肋凈距加板厚厚）d-最外兩個荷載中心心距離②荷載在板支承處③荷載靠近板支承承處（2）懸臂板注：對履帶荷載，，因其著地面較長長，不考慮壓力面面以外板參加工作作。4行車道板的內(nèi)力計計算行車道板通常由彎彎矩控制設計，常常取沿橋長方向1m寬板條，按梁式板板計算。根據(jù)板的有效寬度度可得梁式板計算算荷載，即荷載除除以相應的板有效效工作寬度便得每每米板寬荷載。（1）多跨連續(xù)單向板板：先計算同跨簡支板板跨中彎矩，再修修正。1m寬簡支板的跨中活活載彎矩1m寬簡支板的跨中恒恒載彎矩（2）鉸接懸臂板內(nèi)力力根部彎矩（3）懸臂板內(nèi)力（時））或（時））恒載彎矩1m寬板條的最大設計計彎矩*注①以上按輪重為P/2的汽車荷載推算②掛車可將輪重換換為P/4來計算③履帶車可將P/2a置換為每條履帶每每延米的荷載強度度三、荷載橫向分布布計算（其實質(zhì)是“內(nèi)力””橫向分布）（一）概述公路橋梁一般由多多片主梁組成,并通過一定的橫向向聯(lián)結連成一個整整體。當一片主梁梁受到荷載作用后后，除了這片主梁梁承擔一部分荷載載外，還通過主梁梁間的橫向聯(lián)結把把另一部分荷載傳傳到其他各片主梁梁上去，因此對每每個集中荷載而言言，梁是空間受力力結構，實用計算算中把結構空間力力學分析簡化為平平面梁元。需求出任一位置集集中力沿橋橫向分分布給某梁的荷載載力，然后按平面面問題求某梁某截截面內(nèi)力。荷載橫向分布影響響線：P=1在梁上橫向移動時時，某主梁所相應應分配到的不同的的荷載作用力。對荷載橫向分布影影響線進行最不利利加載Pi，可求得某主梁可可行最大荷載力荷載橫向分布系數(shù)數(shù)：將Pi除以車輛軸重。（二）杠桿分配法法荷載橫向分布影響響線為三角形適用情況①只有兩根主梁②雖為多主梁，但但計算梁端支承處處荷載③無中間橫隔梁（三）偏心受壓法法假定①橫梁是剛性的②忽略主梁抗扭剛剛度將偏心力P分解為通過扭轉中中心的P及M=Pe通過扭轉中心的P作用下，各片主梁梁撓度相等，可求求得中心荷載P在各片主梁間的荷荷載分布為：在偏心力矩M=Pe作用下，桁梁繞扭扭轉中心O有一個微小的轉動動角φ，因此各片主梁所所分配的荷載為：：則偏心力P作用下，每片主梁梁分配的荷載為：：令P=1依次變化e，則可求出第i根主梁荷載橫向分分布影響線縱標η。偏心受壓法適用情情況：橫隔板剛度度相當大，且橋寬寬與跨度之比≤1/2時。圖2－19(e)為第1根主梁荷荷載分布布影響線線。（四）考考慮主梁梁抗扭剛剛度的修修正偏心心受壓法法1.T形截面梁梁偏心受壓壓法具有有概念清清楚、公公式簡明明和計算算方便等等優(yōu)點。。然而其其在推演演過程中中由于作作了橫隔隔板近似似絕對剛剛性和忽忽略主梁梁抗扭剛剛度的兩兩相假定定，導致致了邊梁梁的計算算結果偏偏大。若考慮主主梁抗扭扭剛度，，可進行行修正。。這一方方法即不不失偏壓壓法之優(yōu)優(yōu)點，又又避免了了結果偏偏大的缺缺陷，因因此修正正偏心受受壓法是是一個具具有較高高應用價價值的近近似法。。k號梁橫向向影響線線豎標：：修正系數(shù)數(shù)：對于簡支支梁，主主梁的截截面相同同。則得得1號梁橫向向影響線線的兩個個坐標值值為：對于簡支支梁，主主梁的截截面相同同，且主主梁的間間距相同同時。有有ξ—與主梁根根數(shù)有關關的系數(shù)數(shù)，如表表2－3所示。則修正系系數(shù)在計算時時，混凝凝土的剪剪切模量量G可取等于于0.425E，對于由由矩形組組合而成成的梁截截面，如如T形或工字字形梁，，其抗扭扭慣矩IT近似等于于多個矩矩形截面面的抗扭扭慣矩之之和2.箱形截面面梁鑒于箱梁梁截面橫橫向剛度度和抗扭扭剛度大大，則荷荷載作用用下梁發(fā)發(fā)生變形形時可以以認為橫橫截面保保持原來來形狀不不變，即即箱梁各各個腹板板的撓度度也呈直直線規(guī)律律。因此此，通常?？梢詫⑾淞焊垢拱褰扑瓶醋鞯鹊冉孛娴牡牧豪撸?，先按修修正偏壓壓法求出出活載偏偏心作用用下邊腹腹板的荷荷載分配配系數(shù)，，再乘以以腹板總總數(shù)，這這樣就得得到箱梁梁截面活活載內(nèi)力力的增大大系數(shù)。。（五）比擬板法法（G-M法）適用情況況：對于于由主梁梁、連續(xù)續(xù)橋面板板及多根根橫隔板板組成的的鋼筋混混凝土橋橋中，當其寬跨跨比＞1/2。每根主梁梁的截面面抗彎慣慣矩和抗抗扭慣矩矩分別為為Ix、ITx，橫隔梁梁的截面面抗彎慣慣矩和抗抗扭慣矩矩分別為為Iy、ITy。比擬正交交異性板板法就是是把Ix和ITx均勻分攤攤于b寬度上，，Iy和ITy均勻分攤攤于a上。得到到了在x、y方向截面面單寬抗抗彎剛度度EJx、EJy和抗扭剛剛度GJTx、GJTy的正交異異性板，，求解在在單位荷荷載下的的板撓度度曲線，，據(jù)荷載載與撓度度關系求求各根主主梁處荷荷載橫向向分布影影響線。。（六）橫橫向鉸結結板（梁梁）法和和剛結板板（梁））法1．鉸結板板（梁））法塊件之間間連接采采用砼砼鉸式鍵鍵計算假設設：①鉸式鍵鍵只傳遞遞豎向向剪力；；②橋上荷荷載近似似作為一一個沿橋橋連續(xù)分分布的正正弦荷載載，，且作用用于梁軸軸上。則求出各各鉸處，，即即可求求出橫向向分布影影響線關鍵在于于求出鉸鉸結力g1、g2、g3。變形協(xié)調(diào)調(diào)方程扭轉位移移與主梁梁撓度之之比懸臂板撓撓度與主主梁撓度度之比變形協(xié)調(diào)調(diào)方程改改寫為在實際的的鉸結橋橋梁中，，系數(shù)β一般可以以略去不不計。計計算出γ值后，再再根據(jù)梁梁數(shù)和所所計算的的梁號，，便可以以從現(xiàn)成成計算用用表中查查出各梁梁軸線處處荷載橫橫向分布布影響線線的縱坐坐標。2．剛結板板（梁））法對于翼緣緣板剛性性連接的的肋梁橋橋，只要要在鉸結結板（梁梁）計算算理論的的基礎上上，在接接縫處補補充引入入贅余彎彎矩m，就可建建立計及及橫向剛剛性連結結特點的的贅余力力正則方方程。詳詳見相關關書籍。。（七）荷荷載橫向向分布系系數(shù)沿橋橋跨方向向的變化化荷載橫向向分布系系數(shù)與荷荷載沿橋橋跨方向向的位置置有關：：當荷載在在梁端時時，按杠杠桿分配配法計算算m0,當荷載在在跨中時時，按撓撓度分配配法計算算m