钢筋混凝土T形梁桥设计案例简析.docx

钢筋混凝土T形梁桥设计、设计资料与构造布置（一）设计资料1 .桥面跨径与桥宽原则跨径：主桥采用原则跨径为30m的装配式钢筋混凝土简支桥。主桥全长：根据当地的温度记录资料，并参照以往设计经验，确定伸缩缝采用4cm,则预制桥全长29.96mo计算跨径：根据梁桥计算跨径的取值措施，计算跨径取相邻支座中心间距为29.16m。桥面宽度：根据一次经典交通量的抽查成果，确定该桥的桥面横向布置为净一7m（行车道）÷2*1.0m（人行道+栏杆）。2 .设计荷载根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为：计算荷载：公路一I级，人群荷载3.5KNm2栏杆：每侧1.52kNm人行道：每侧3.6kNm3 .材料初步选定混凝土：主梁采用50号，人行道、栏杆及桥面铺装用25号。钢筋：凡直径不不大于或等于12亳米者用II级钢筋，直径不不不大于12亳米者用I级钢筋。（二）构造布置1 .主梁高：以往的经济分析表明，钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大概在111118之间，根据跨度大者取小值原则,本桥取1/18,则梁高应为1.67m（原则跨径为30m）,实际设计按1.7m取。2 .主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选择152.2m之间，本桥选用2.2m。3 .主梁梁肋宽：为保证主梁的抗剪需要、梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，本桥梁肋宽度取0.2m。4 .翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，主梁三间距确定后，翼缘板的宽度可得到为2.2m。由于翼缘板同步又是桥面板，根据其受力特点，一般设计成变厚度。与腹板交接较厚，一般不不不不大于主梁高的1/10,本设计取为0.18m,翼缘板的悬臂端部可以薄些，本设计取为0.14m。5 .横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，本桥除在支座处设置端横隔梁外，在跨间等距离布置.三根中横隔梁,间距4*725。梁高一般取为主梁高的3/4左右，即为1.275m,在靠近腹板处横隔梁梁底缘到主梁梁顶的距离为1.455m。厚度一般取1216cm之间，本设计横隔梁下缘取为15cm,上缘取为16cm。6 .桥面铺装：底层为25号混凝土,缘石边处厚4cm,横坡1.5%,面层采用4cm等厚沥青混凝土。桥梁横断面布置图T梁断面图纵断面图二、主梁的计算1.计算构造的自重集度(表2-1-1)构造自重集度计算表表2-1-1主梁=0.2×1.70+(0.14+0.18)2×(2.2-0.2)×26=17.16fm横隔梁对于边主梁=1(1.455-0.16)×1.0×(0.15+0.16)2×5×2629.16=039kNm对于中主梁g2'=2x0.89=1.78%Nm桥面铺装层g3=0.04×7×23+(0.04+0.09)2×7×244=4.34左N/m栏杆和人行道4=(1.52+3.6)×24=2.56kNtn合计对于边主梁=17.16+0.89+4.34+2.56=24.95ZN/m对于中主梁,=17.16+1.78+4.34+2.56=25.84ZN/m2.构造自重内力计算(表2-2-1)边主梁自重产生的内力注：括号()内值为中主梁内力表2217力截ffi剪力Q(kN)弯矩M(kNm)x=0=24.952×29.16=363.77(376.75)M=O(0)X=1/4Q=24.95/2×(29.16-2×29.164)=181.88(188.37)M=24.952×29.164×(29.16-29.16/4)=1988.92(2059.86)X=1/2Q=O(0)M=24.952×29.162×(29.16-29.16/2)=2651.89(2746.49)3.汽车、人群荷载内力计算（1）支点处荷载横向分布系数（杠杆原理法）汽车荷载距人行道边缘不不不不大于0.5m,人群很在取3.5kNm,在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置各梁支点处对应于公路一I级和人群荷载的横向分布系数计算（表2-3-1）表2-3-1梁号公路一I级人群荷载1或4号梁m<q=工如12=(0.864+0.045)/2=0.454H1crTJcr=1.3182或3号梁m<g=Z""2=(1+0.182+0.409)/2=0.796ntr=0(2)跨中荷载横向分布系数(偏心压力法)v1求荷载横向分布系数本桥梁各根主梁的横截面均相等，梁数为4,梁间距为2.2Om,则1ai?=a"a22+=24.2m31(4)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:1a：1(2.2+1.)2Ar如=-+v÷T=-+-=0.7"nEC424.21="na121(2.2+11)2=-0.22(3)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:=0.4=1+-gg=14-3x11nWX2424.21a,a113.3×1.1八，*=0.1nEd424.22画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载，如下图:7nn端T规14$号桨梁号汽车荷载人群荷载1或4号梁tncq=1/22%=1/2(小】+q2+(13+q)=12×(0.659÷0.414÷0.236-0.009)=0.650me-=r=0.7952或3号梁IY1cq=1/2=1/2(g1+TJq1+q3+TJq4)=12×(0.386+0.304+0.245+0.164)=0.550nu=r=0.432（3）荷载横向分布系数汇总（表2-3-3）表2-3-3荷载横向分布系数梁号荷载位置公路一I级人群荷载备注1或4号梁跨中nk0.6500.795偏心压力法支点mo0.4541.318杠杆原理法2或3号梁跨中ITk0.5500.432偏心压力法支点MO0.796O杠杆原理法(4)均布荷载和内力影响线面积计算(表2-3-4)均布荷载和内力影响线面积计算表2-3-4类型Ok公路一I级均布荷载(kNm)人群荷载(kNm)影响线面积(m或)影响线图式M1/210.53.5×0.75=2.625=124=106.291/21/2/0/210.52.625=0.5×0.5×19.16×0.5=3.645_II/*_。10.52.625=0.5×29.16×1=14.58(5)公路一I级集中荷载R计算：计算弯矩效应时：Pa=180+(360-180)/(50-5)×(29.16-5)=276.64AN计算剪力效应时：R=I.2X276.64=331.97kN(6) 计算冲击系数构造跨中处的单位长度量：m=Gg=24.95×IO3/9.81=2543.32Zg/m主梁截面形心到T梁上缘时距离:j=f16×(220-20)×162+170×20×170×1216×(220-20)÷170×20=47.67cz跨中截面惯性矩:Zr=(220-20)×16312+(220-20)×16×(47.67-162)2÷20×17312+20×170×(1702-47.67)2=1.8×107cm4=0.1Sm4查表E取28x10°a/=:陛=2.599Hz2/2Ia1.5Hzf14Hzz=0.17671n2.599-0.0157=0.153因此冲击系数为1+4=1.153(7) 跨中弯矩M/2、跨中剪力。/2计算:因双车道不折减，故J=I表2-3-5梁号截面荷载类型中或(kNm)Pk也N)(1+A)rrkC或yS(kN)SiS1或4号梁公路一I级10.5276.641.1530.650106.29836.422347.847.291511.42人群2.625/0.795106.29221.81公路一1级10.5331.971.1530.6503.64528.68153.080.5124.40人群2.625/0.7953.6457.61表2-3-6梁截荷载类%或Pk(1+A)inS(kN)(kN)号面型。或ySiS2或3号梁公路一I级10.5276.641.1530.550106.29707.741986.637.291278.89人群2.625/0.432106.29120.53公路一1级10.5331.971.1530.5503.64524.27129.530.5105.26人群2.625/0.4323.6454.13（8）计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制各梁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如图所示:742.IA7?57P572572510.5kNn，41（4）号梁横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：1=1x(29.16-1/3x7.33)/29.16=0.916则：Qo均=(+)qkn<+(no-mc)y2=1.153×1×10.5×0.650X14.58+7.33×(0.454-0.650)×0.9162=106.77ZNQo集=(1+)fnPky=I53×1×0.454×331.97×1.0=173TIkN则，公路一I级作用下，1号和4号梁支点的最大剪力为：Q0=。均+Qo集=106.77+173.77=280.54kN则支点截面人群荷载最大剪力为：Qor=mqQ+a(mo-m<)qy/2=0.795X2.625×14.58+7.33×(1.318-0.795)X2.625×0.9162=35.OUN2(3)号梁横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：y=1x(29.161/3x7.33)/29.16=0.916则：。均=(-)qkn<+a(mo-nic)y2=1.153×1×10.5×0.550X14.58+7.33X(0.796-0.550)×0.9162=107.08N。集=(1+)J方RM=1153x1xO.796x331.97x1.O=3O4.68ZN则，公路一I级作用下，1号和4号梁支点的最大剪力为：Q。=。均+Qo集=107.08÷304.68=41176