《装配式钢筋混凝土T型梁桥设计》.docx

桥梁工程课程设计姓名：尚磊班级：2011级土木19班学号：20110165西南交通大学希望学院土木系二。一四年三月装配式钢筋混凝土T型梁桥设计1.基本设计资料11跨度和桥面宽度标准跨径：20m（墩中心距）。计算跨径：19.2m。主梁全长：19.65m。桥面宽度（桥面净空）：净7m（行车道）+2X1OnI（人行道）。12技术标准设计荷载：公路一II级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6.5W/苏计算，人群荷载为3.5kN/。环境标准：I类环境。设计安全等级：二级。13主要材料混凝土：混凝土简支T形梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土，下层为厚0060.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN?计，混凝土重度按25kNr3计。钢材：采用R235钢筋1.4构造形式及截面尺寸（见图1-1）IT桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如阁所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为14m,宽18明桥上横坡为双向2%.坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。2.主梁的荷载横向分布系数计算2.1跨中荷栽横向分布系数如前所述，本例桥跨内设右五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/1=9/19.65=0.458<C0.5,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横叫分布系数2.1.1计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和1求主梁截面的重心位置X（见图1-21）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为则,cm=4.09cm(180-18)×13×j÷140×18×-iy(180-18)×13+140×182）抗弯惯性矩I为对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中bz一单个矩形截面的宽度和高度；C矩形截面抗扭刚度系数，由表3-2计算。m梁截面划分成单个矩形截面的个数。2-1主梁抗弯及抗扭惯性矩算图式（单位：cm）"的计算过程及结果见表2-1o分块名称bJcfnticmtjbiCi翼缘板180130.070.33330.0013182腹板127180.140.30360.00224840.0035666即得/7=3.567x10-3”2.1.2计算抗扭修止：系数对于本算例，主梁的问距相同，将主梁近似看成等截面，则得式中，G=0.4E;/=19.65m；，,=5×0.0035666w4=0.0178332w4;71=3.6m；r/1ff1VtdQ1=1.8n；0.0m；。,二一1.8机；幺二一3.6z；i=0.087716074o代入上式，计算得=0.92522.1.3按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中,=5,=2×(3.6+1,8)m=32.4/加；表示单位荷载P=I作用于/号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。计算所得j的1列于表2-2内。表2-2值计算表梁号%72九%7,510.57010.38510.20.01495-0.170120.38510.29250.20.10750.015030.20.20.20.20.22.1.4计算荷载横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图2-3）,然后求横向分布系数。根据最不利荷载位置分别进行布载，布载时，汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取35%N,栏杆及人行道板每延米重取65kNm,人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。2-3横向分布系数计算图式（单位：Cm）各梁的横向分布系数：汽车荷载：人群荷载：人行道板：2.2梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）端部剪力横向分布系数计算图式见图2-42-4端部横向分布系数计算图式（尺寸单位：Cm）汽车荷载：人群荷载：3.作用效应计算3.1永久作用效应3.1.1永久荷载：假定桥面构造各部分®力平均分配给各主梁承担则永久荷载计算结果见表3-1表3T钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积重度7%每延米重%主梁1800.46262511.5650H2II81r横隔梁中梁0.07253251.8132CT1-II5ia=I二边梁J1S0.03626250.9066桥面铺装180沥青混凝±（厚3cm）0.054251.2420混凝土垫层（取平均厚度9.5cm）0.171254.27505.5170栏杆及人行道部分6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数均相同，7=4,则作7H=0.46.5JWm=2.6ANm,各梁的永久而后在汇总结果见表3-2表3-2各梁的永久荷载值梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(5)11.5650.90662.45.51720.38862(4)11.5651.81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.29523. 1.2永久作用效应计算1）影响线面积计算见表3-3表3-3影响线面积计算表项目计算面积影响线面积M1/2W)=；x；x/="广=48.261_1IM1/4131312W=-×-×Z=-=36.1921632WO=O(Wq=；xgxg=gx19.2=2.456)Vow<>=1×=Ix19.2=9.8252）永久作用效应计算见表3-4表3-4永久作用效应计算表梁号MyJkNmM/kNfnYaqWoWoqWo4VKqWo4V1(5)20.38848.2983.95320.3836.737.820.3889.200.3166886196346825802(4)21.29548.21027.7021.2936.770.621.2959.209.2226645219753282553321.29528.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.22533.2可变作用效应3.2.1汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数及结构的基频f有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为甘山G0.4626×25×103,.11-2QQ./具中，me=-=kg/m='178899kgIm由于15/二/14故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：3.2.2公路一H级均布荷载以、集中荷载P4及其影响线面积计算（见表3-5）：公路一II级车到荷载按照公路一I级车到而后在的0.75倍采用，均布荷载标准值?和集中荷载标准值Pk为计算弯矩时，Pk=310x（19.65-5）÷180x0.75KNm=178.95KN/m计算剪力时，pk=177.6×1.2KN=214.7按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积,计算过程见表3-5.其中VB的影响线面积取半跨布载方式为最不利，WO=Jx19.65=2.456228表3-5公路一级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置qJkNmPJKNWoMI/21/2处7.875177.648.26M1/41/4处7.875177.636.19Vo支点处7.875213.129.825V1721/2处7.875213.122.456可变作用（人群）（每延米）q>3.2.3可变作用弯矩效应计算（见表3-6表3-8）弯矩计算公式如下其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数J=1O计算跨中和1/4处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁值沿跨长方向相同。表3-6公路一II级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力1+4qJ(kNm)WoPJkN匕M(kNm)1M1/20.51311.3107.87548.26177.64.913846.3444M1/40.513136.193.684634.73242M1/20.456748.264.875753.3141MV40.456736.193.684564.96263MV20.448.264.875659.7889M1/40.436.193.684494.8216表3-7人群荷载产生的弯矩梁号内力qJ(kNm)WoM(kNrrf)My20.611248.2688.48951M1/40.6112336.1966.3579MV20.405748.2658.73722M1/40.40573.36.1944.057713M1/20.448.2657.9120M1/40.438.1945.828永久作用设计及可变作用设计值的分项系数：永久荷载作用分项系数：九=12汽车荷载作用分项系数：=1.4人群荷载作用分项系数：基本组合公式为式中九一桥梁结构重要性系数，本例取1O9一在作用效应组合中除汽车荷载效应(含冲击力、离心力)的其他可变作用效应的组合系数，人群荷载的组合系数取为0.8.表3-8弯矩基本组合计算表单位(kNm)梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩荷载基本组合1M1/2983.953888.4895846.34442489.5120M1/4737.863466.3579634.73241866.96252M1/21027.706458.73727533.31412370.1195M1/4770.673344.05771564.96261777.43643M1/21027.706457.9120659.78892238.0289M1/4770.673345.828494.82161681.71743.2.4可变作用的剪力效应计算：在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数沿桥跨