標準跨徑為19m的裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁橋設計_王龍

1、裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁橋設計一、設計資料1. 橋面凈空凈7+2×0.75m人行道2. 設計荷載 公路級和人群荷載標準值為3。3. 主梁跨徑和全長標準跨徑:lb=19m(墩中心距離)；計算跨徑:l=18.5m(支座中心距離)；主梁全長:l全=18.96m (主梁預制長度)。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. 設計依據(jù)公路橋涵設計通甩規(guī)范（JTGD602004）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(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。橋梁計算示例集混凝土簡支梁（板）橋，易

2、建國主編，人民交通出版社，北京。結構設計原理，沈浦生主編。二、任務與要求1、結構尺寸擬定2、行車道板計算1 計算圖示2 恒載及內力3 活載及內力4 截面設計、配筋與強度驗算3、主梁計算1 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算2 內力計算3 截面設計、配筋a.配置主筋：偏安全的按計算彎矩最大的梁進行配筋b.截面強度驗算c.斜筋配置：偏安全的按剪力最大的梁進行配筋d.箍筋配置4、橫梁的計算1 橫梁彎矩計算（用偏心壓力法）2 橫梁截面配筋與驗算3 橫梁剪力計算及配筋三、結構尺寸擬定1主梁截面尺寸根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（JTGD60-2004），梁的高跨比的經濟范圍在1/11到1/16之間，此設計中標準跨徑為

3、19m，擬定采用的梁高為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+2×0.75m人行道，采用5片T型主梁標準設計，主梁間距為1.60m。圖1. 結構斷面形式（單位：mm）四、行車道板計算計算如圖所示的T梁翼板，荷載為公路二級，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（單位：mm）1. 每延米板上的恒載瀝青混凝土層面：0.03×1.0×23=0.69（KN/m）C30混凝土墊層：g2=0.09×1.0×24=2.16(KN/m)T梁翼緣板自重：g3=0.11

4、×1.0×25=2.75(KN/m)每延米跨寬板恒載合計：g=5.60KN/m2. 每米寬板條的恒載內力彎矩：MAh=-×5.60×()2=-1.411(KN/m)剪力：QAh=5.60×=3.976(KN)3. 車輛荷載產生的內力公路II級：以重車后輪作用于絞縫軸線上為最不利位置，后軸作用力標準值為P=140KN,輪壓分布寬度如下圖所示，按照公路橋涵設計通用規(guī)范知后車輪地寬度b2及長度a2為：a2=0.20m ，b2=0.60ma1=a2+2H=0.20+2×0. 12=0.44(m)b1=b2+2H=0.60+2×0.1

5、2=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+2×0.71=3.26(m)沖擊系數(shù)：1+=1.3 作用于每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=-1.2×1.411-1.4×13.957=-21.233（KN/m） 1.2VAh+1.4VAp=1.2×3.976+1.4×27.914=4

6、3.8508(KN)故行車道板的設計作用效應為：MA=-21.233（KN/m），VA=43.851(KN)4. 截面設計、配筋1. 懸臂板根部高度h=140mm，凈保護層a=25mm。若選用C12鋼筋，則有效高度h0=h-a=115mmr0Mdfcdbx(h0-x/2)故x=14.3mm而且14.3mm<b h0=0.56115=64.4mm2. 求鋼筋面積ASfsdAS=fcdbx 故AS=7.05×10-4(m2)3. 配筋查有關板寬1m內的鋼筋截面與間距表，當選用C12鋼筋時，需要鋼筋間距為150mm時，此時所提供的鋼筋截面積為：Ag=7.54cm27.05cm24.

7、尺寸驗算：由上式可知可不進行斜截面抗剪承載力的驗算，僅須按構造要求配置箍筋，取分布鋼筋用8，間距取20cm承載能力驗算 fsdAS=fcdbx 得x=mm Md=fcdbx(h0-x/2)Md=13.8 故承載力滿足要求。六、主梁內力計算1、內力計算(1)恒載內力 恒載：假定橋面構造各部分重量平均分配給各土梁承擔，計算如下。表1. 結構自重集度構件名單元構件體積及算式（KN/m）主梁g1=0.18×1.3+0.08+0.142×1.60-0.18×25=9.76橫隔梁邊主梁g2=1-0.08+0.142×1.6-0.182×0.13×

8、5×2518.5=0.64中主梁g2'=2×0.64=1.28 橋面鋪裝層g3=0.02×7.00×22+12×0.05+0.12×7.00×235=3.35欄桿和人行道g4=5×25=2.00合計對于邊主梁g=gi=9.76+0.64+3.35+2.00=15.75對于中主梁 g'=9.76+1.28+3.35+2.00=16.39表2. 邊主梁結構自重產生的內力內力截面位置剪力Q（KN）彎矩M(KNm)X=0Q=15.752×18.5=145.7M=0X=14Q=15.752×

9、;(18.5-2×18.54=72.8M=15.752×15.75418.5-18.54=430.2X=12Q=0M=18×15.75×18.52=673.8表3. 中主梁結構自重產生的內力內力 截面位置剪力Q（KN）彎矩M(KNm)X=0Q=16.392×18.5=151.6M=0X=14Q=16.392×(18.5-2×18.54）=75.8M=16.392×16.39418.5-18.54=465.9X=12Q=0M=18×16.39×18.52=701.2一側人行道部分每2.5m長時重1

10、2.35/2.5=4.94(kN/m)。按人行道板橫向分布系數(shù)分攤至各梁的板重為：1#梁、5#梁：2#梁、4#梁：3#梁：2. 跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（偏心壓力法計算）圖2. 按偏心壓力法計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+(-2×1.6)2=25.6m21#梁橫向影響線的豎坐標值為：=+=+=0.20+0.40=0.60=-=-=0.20-0. 40=-0.20進而由和計算橫向影響線的零點位置，設零點至1#梁位的距離為,則：= 解得：=4.80m零點位置確定后，就可求出各類荷載相應于各個

11、荷載位置的橫向影響線豎坐標值和。由和繪制1#梁橫向影響線，按照橋規(guī)確定汽車荷載最不利位置，圖示如下：設人行道緣石至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)可計算如下（以和分別表示影響線零點至汽車車輪和人群荷載集度的橫坐標距離）車輛荷載：=0.538人群荷載：=同理可以求得各梁橫向影響線的豎標值：公路-II級：=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)計算（按杠桿原理法）公路級 m1汽´=1/20.875=0.438 m2汽´=1/21.000=0.500 m3汽´=1/2（0.

12、938+0.250）=0.594人群荷載 m1人´=1.422 m2人´=-0.422 m3人´=0圖3. 按杠桿法計算橫向分布系數(shù)4. 公路級均布荷載qk,集中荷載Pk及其影響線面積 按照橋規(guī)規(guī)定，公路II級車道荷載均布荷載qk=7.875kN/m, Pk=175.5kN。計算剪力效應時，集中荷載標準值Pk應乘以1.2的系數(shù)。項目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=3×0.75=2.25（kN/m）5. 可變作用效應表5. 公路-級荷載各梁彎矩M1/8、M1/4計算表梁號內力1+

13、(2)qk(3)(4)Pk(5)yk(6)彎矩效應1#或5#0.5381.37.87542.78175.54.625803.620.53832.093.469602.552#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計算表（單位:KNm）梁號內力P人（2）(3)彎矩效應1#或5#0.6842.2542.7865.840.68432.0949.392#或4#0.44242.7842.540.44232.0931.9130

14、.20042.7819.250.20032.0914.44基本荷載組合：按照橋規(guī)規(guī)定，永久作用設計值效應與可變作用設計值效應的分項系數(shù)為：永久荷載作用系數(shù)： 汽車荷載作用系數(shù)： 人群荷載作用系數(shù)：表7. 荷載組合效應（單位：KNm）梁號內力永久荷載人群汽車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：-橋梁結構重要性系數(shù)，取=0

15、.9，=0.8表8. 公路-級荷載各梁剪力Q1/8計算表（單位：KN）梁號內力qk(3)(4)Pk(5)yk(6)彎矩效應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計算表（單位:KN）梁號內力P人（2）(3)彎矩效（1）×（2）×（3）10.6842.252.313.5620.4422.3030.2001.046. 支點剪力Q0的計算計算支點剪力效應的橫向分布系數(shù)的取值為：a.支點處按杠桿法計算的結果b. 按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)（同上） c.支點按照直線變化。

16、圖4. 汽車荷載作用汽車荷載計算結果如下表計算公式：，表10. 汽車荷載計算表（單位：KN）梁號內力1+µ剪力效應1#或5#1.30.4380.5389.25-0.2310.92168.682#或4#0.5000.4690.072181.983#0.5940.4000.449204.73人群荷載計算結果如下表：計算公式：，其中表11. 人群荷載計算（單位：KN）梁號內力剪力效應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）梁號內力永久荷載人群汽車0.9（1.2×+1.4×+1.4×0.8×）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、截面設計、配筋與驗