橋梁工程課程設(shè)計鋼筋混凝土t形梁橋設(shè)計

1、鋼筋混凝土T形梁橋設(shè)計一、 設(shè)計資料與結(jié)構(gòu)布置（一） 設(shè)計資料1. 橋面跨徑與橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：主橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m的裝配式鋼筋混凝土簡支橋。主橋全長：根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟冉y(tǒng)計資料，并參考以往設(shè)計經(jīng)驗，確定伸縮縫采用4cm，則 預(yù)制橋全長29.96m。計算跨徑：根據(jù)梁橋計算跨徑的取值方法，計算跨徑取相鄰支座中心間距為29.16m。橋面寬度：根據(jù)一次典型交通量的抽查結(jié)果，確定該橋的橋面橫向布置為凈7m（行車道）+2*1.0m（人行道+欄桿）。2. 設(shè)計荷載根據(jù)該橋所在道路的等級確定荷載等級為：計算荷載：公路I級，人群荷載3.5KN/m2欄桿：每側(cè)1.52kN/m人行道：每側(cè)3.6kN/m3. 材料初步

2、選定混凝土：主梁采用50號，人行道、欄桿及橋面鋪裝用25號。鋼筋：凡直徑大于或等于12毫米者用II級鋼筋，直徑小于12毫米者用I級鋼筋。（二） 結(jié)構(gòu)布置1. 主梁高：以往的經(jīng)濟分析表明，鋼筋混凝土T形簡支梁高跨比的經(jīng)濟范圍大約在 1/111/18之間，根據(jù)跨度大者取小值原則，本橋取1/18，則梁高應(yīng)為1.67m（標(biāo)準(zhǔn)跨徑 為30m），實際設(shè)計按1.7m取。2. 主梁間距：裝配式鋼筋混凝土T形簡支梁的主梁間距一般選擇1.52.2m之間，本橋選用2.2m。3. 主梁梁肋寬：為保證主梁的抗剪需要、梁肋受壓時的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質(zhì)量，本橋梁肋寬度取0.2m。4. 翼緣板尺寸：由于橋面寬度是給定的，

3、主梁三間距確定后，翼緣板的寬度可得到為2.2m。因為翼緣板同時又是橋面板，根據(jù)其受力特點，一般設(shè)計成變厚度。與腹板交接較厚，通常不小于主梁高的1/10，本設(shè)計取為0.18m，翼緣板的懸臂端部可以薄些，本設(shè)計取為0.14m。5. 橫隔梁：為增強橋面系的橫向剛度，本橋除在支座處設(shè)置端橫隔梁外，在跨間等距離布置三根中橫隔梁，間距4*725。梁高一般取為主梁高的3/4左右，即為1.275m，在靠近腹板處橫隔梁梁底緣到主梁梁頂?shù)木嚯x為1.455m。厚度通常取1216cm之間，本設(shè)計橫隔梁下緣取為15cm，上緣取為16cm。6. 橋面鋪裝：底層為25號混凝土，緣石邊處厚4cm，橫坡1.5%，面層采用4cm

4、等厚瀝青混凝土。 橋梁橫斷面布置圖 、 T梁斷面圖 縱斷面圖二、主梁的計算1. 計算結(jié)構(gòu)的自重集度（表2-1-1）結(jié)構(gòu)自重集度計算表 表2-1-1主梁橫隔梁對于邊主梁對于中主梁橋面鋪裝層欄桿和人行道合計對于邊主梁對于中主梁2. 結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算（表2-2-1）邊主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 注：括號（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力 表2-2-1 內(nèi)力截面剪力Q（kN）彎矩M（kNm）x=0（376.75）（0）x=1/4（188.37）（2059.86）x=1/2Q=0（0）（2746.49）3. 汽車、人群荷載內(nèi)力計算（1） 支點處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）汽車荷載距人行道邊緣不小于0.5m，人群很在取3.5

5、kN/m，在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置各梁支點處相應(yīng)于公路I級和人群荷載的橫向分布系數(shù)計算（表2-3-1） 表2-3-1梁號公路I級人群荷載1或4號梁2或3號梁（2） 跨中荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）<1>求荷載橫向分布系數(shù)本橋梁各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)為4，梁間距為2.20m，則ai2= a12+ a22+ a32+ a42=24.21（4）號梁在兩邊主梁處的橫向影響線豎標(biāo)值為：2（3）號梁在兩邊主梁處的橫向影響線豎標(biāo)值為：<2>畫出各主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載，如下圖：<3>荷載橫向分布系數(shù) 表2-3-2梁號汽車荷載人群

6、荷載1或4號梁2或3號梁（3） 荷載橫向分布系數(shù)匯總（表2-3-3）荷載橫向分布系數(shù) 表2-3-3梁號荷載位置公路I級人群荷載備注1或4號梁跨中0.6500.795偏心壓力法支點0.4541.318杠桿原理法2或3號梁跨中0.5500.432偏心壓力法支點0.7960杠桿原理法（4） 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算（表2-3-4） 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算 表2-3-4 類型截面公路I級均布荷載（kN/m）人群荷載（kN/m）影響線面積（m或 ）影響線圖式10.510.52.62510.52.625（5） 公路I級集中荷載 計算：計算彎矩效應(yīng)時：計算剪力效應(yīng)時：（6） 計算沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)跨中處

7、的單位長度量：主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩：查表 E取所以沖擊系數(shù)為（7） 跨中彎矩、跨中剪力計算： 因雙車道不折減，故=1 表2-3-5梁號截面荷載類型或y S（kN） 1或4號梁公路I級10.5276.641.1530.650106.29836.422347.847.291511.42人群2.625/0.795106.29221.81公路I級10.5331.971.1530.6503.64528.68153.080.5124.40人群2.625/0.7953.6457.61 表2-3-6梁號截面荷載類型或y S（kN） 2或3號梁公路I級10.5276.641.1530.5

8、50106.29707.741986.637.291278.89人群2.625/0.432106.29120.53公路I級10.5331.971.1530.5503.64524.27129.530.5105.26人群2.625/0.4323.6454.13（8）計算支點截面汽車荷載最大剪力繪制各梁荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖所示： 1（4）號梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：則：則，公路I級作用下，1號和4號梁支點的最大剪力為：則支點截面人群荷載最大剪力為： 2（3）號梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為

9、：則：則，公路I級作用下，1號和4號梁支點的最大剪力為：則支點截面人群荷載最大剪力為：（9）各梁彎矩剪力基本組合表（如表2-3-7、2-3-8）承載能力極限狀態(tài)基本荷載組合： 表2-3-7梁號序號荷載類型彎矩M剪力Q四分點跨中梁端跨中1（4）號梁（1）結(jié)構(gòu)自重1988.922651.49363.770（2）汽車荷載1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷載166.36221.8135.047.61（4）1.2*（1）2386.703181.79436.520（5）1.4*（2）2306.053286.98392.76214.31（6）0.8*1.4*（3）186.322

10、48.4339.248.52（7）S =（4）+（5）+（6）4879.076717.20868.52249.832（3）號梁（1）結(jié)構(gòu)自重2059.862746.49376.750（2）汽車荷載1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷載90.40120.5312.734.13（4）1.2*（1）2471.833295.79452.100（5）1.4*（2）2086.602781.28576.46181.34（6）0.8*1.4*（3）101.25134.9914.264.62（7）S =（4）+（5）+（6）4659.686212.061042.82185.96正常使

11、用極限狀態(tài)下短期效應(yīng)荷載組合： 表2-3-8梁號序號荷載類型彎矩M剪力Q四分點跨中梁端跨中1（4）號梁（1）結(jié)構(gòu)自重1988.922651.49363.770（2）汽車荷載1674.182347.84280.54153.08（3）人群荷載166.36221.8135.047.61（4）0.7*（2）1171.931643.49196.38107.16（5）S =（1）+（3）+（4）3327.214516.79595.19114.772（3）號梁（1）結(jié)構(gòu)自重2059.862746.49376.750（2）汽車荷載1490.431986.63411.76129.53（3）人群荷載90.4012

12、0.5312.734.13（4）0.7*（2）1043.301390.64288.2390.67（5）S =（1）+（3）+（4）3193.564257.66677.2894.80二、 橫隔梁的計算。對于具有很多根內(nèi)橫隔梁的橋梁，由于主梁跨中處橫隔梁受力最大，故通常只要計算跨中橫隔梁中間的內(nèi)力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設(shè)計。1. 確定作用在中橫隔梁的計算荷載：對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下圖所示：縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：計算彎矩時：計算剪力時：2. 繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線：有前面偏心壓力法可計算得1、2號梁的荷載橫向分布影響線豎標(biāo)值如圖a，則 的影響線豎標(biāo)值計算如下：P=1

13、作用在1號梁軸上時（）P=1作用在4號梁軸上時P=1作用在2號梁軸上時（）由已學(xué)影響線的知識可知，影響線必在rr截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至rr截面，即為值（1.09），由此即可繪出M 影響線如圖b所示。3. 繪制剪力影響線對于1號主梁處截面的影響線可計算如下：P=1作用在計算截面以右時：P=1作用在計算截面以左時：繪成Q 影響線如圖c所示。4. 截面內(nèi)力計算將所求得的計算荷載P 在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計入沖擊影響力（1+），則得到表3-4-1所示結(jié)果 表3-4-1公路I級彎矩剪力5. 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計算中可略去不計）（1） 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表3-5-1） 表3-5-1基本組合（2） 正常適用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表3-5-2） 表3-5-2 短期效應(yīng)組合三、 行車道板的計算1. 結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計算）（1） 每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g（表4-1-1）板的結(jié)構(gòu)自重g 表4-1-1瀝青表面處治C25混凝土墊層T梁翼板自重合計（2） 每米寬板條的恒載內(nèi)力 T梁橫截面圖（單位：cm）2. 汽