T型梁装配式桥梁工程课程设计(共22页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、截面尺寸桥面净宽为净-7+2×0.75m人行道，采用5梁式预应力T梁，主梁间距为1.6m，主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋进行铰接。其纵断面和横断面如下图所示：二、行车道板的计算 （一）恒载及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算） 1.每延米板上的恒载g: 沥青面层 =0.04×1.0×32=0.92 KN/m C30混凝土垫层 =0.02×1.0×24=0.48KN/m T梁翼缘板自重 =（0.16+0.10）/2×1.0×26= 3.38KN/m 合计 g=+=0.92+0.48+3.38=4.78KN/m2. 每米板条的恒载内力 弯矩 剪力 （二）车辆荷载产生的内力公路级：以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载。后轴作用力为P=140kN，轮压布长度为=0.20m，宽度为=0.60m。则得： =+2H=0.2+2×0.06=0.32m =+2H=0.6+2×0.06=0.72m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：=+2+d=0.32+2×0.72+1.4=3.16m冲击系数 1+=1.3 作用于每米宽板条上的弯矩为： 作用于每米宽板条上的剪力为： (三）荷载组合 该桥梁为中桥，安全等级为二级，按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为： 三、 计算荷载横向分布系数1 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算： 根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60一2004）规定，在横向影响线上确定最不利的布置位置，对于车辆荷载，规定的车轮横向轮距为1.80m，两列汽车车轮的横向间距为1.30m，车轮距离人行道缘石最少为0.5m。影响线如图所示： 对于汽车荷载： 对于人群荷载： 2.当荷载位于跨中时此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为故可按偏心压力法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5, 梁间距为1.6m，则： =（2×1.6)2+1.62+0+(-1.6)2+(-2×1.6)2=25.60m2 1号梁横向影响线的竖标值为： 车辆荷载： 人群荷载： 2号梁横向影响线的竖标值为： 车辆荷载： 人群荷载： 3号梁横向影响线的竖标值为： 车辆荷载： 人群荷载： 梁号荷载位置车辆荷载人群荷载1号梁跨中mc0.5380.684支点mo0.4381.4222号梁跨中mc0.4690.442支点mo0.5000.0003号梁跨中mc0.4000.400支点mo0.5940.000四、 主梁内力计算 1、恒载集度主梁： 横隔梁：对于边横隔梁： 对于中主梁： 桥面铺装层：作用于边主梁的全部恒载g为： 作用于中主梁的全部恒载为： 2、恒载内力计算 边主梁内力： 跨中弯矩 跨中剪力 支点弯矩 支点剪力 1/4处弯矩 1/4处剪力 中主梁内力： 跨中弯矩 跨中剪力 支点弯矩 支点剪力 1/4处弯矩 1/4处剪力 3、活载内力计算 荷载为公路级，由内插法求得 ，人群荷载。 ，双车道不折减。冲击系数 1+=1.3 1）跨中弯矩的计算 对于1号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于2号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于3号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 2）跨中剪力的计算 对于1号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于2号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于3号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 3）支点处的剪力计算 横向分布系数变化区段长度：影响线面积为：附加三角形荷载重心处的影响线坐标为： 对于1号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于2号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于3号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 4）1/4跨弯矩的计算 影响线面积为： 对于1号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于2号梁： 汽车荷载: 人群荷载： 对于3号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 5）1/4跨剪力的计算 影响线面积为： 对于1号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于2号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 对于3号梁： 汽车荷载： 人群荷载： 6）荷载组合 ，其中， ， 跨中弯矩组合：梁恒载（）活载（）组合值（）汽车人群11135.221656.22115.473810.3021168.241443.874.623506.7831168.241231.3967.533201.47 跨中剪力组合：梁恒载（KN）活载（KN）组合值（KN）汽车人群10130.764.71188.3420113.992.91162.853097.222.76139.20支点剪力组合：梁恒载（KN）活载（KN）组合值（KN）汽车人群1185.34262.4022.54615.012190.73280.859.38632.573190.73313.418.19676.82 1/4跨弯矩组合：梁恒载（）活载（）组合值（）汽车人群1851.421241.1886.542856.282876.18108253.392626.013876.18923.8850.612401.53 1/4跨剪力组合：梁恒载（KN）活载（KN）组合值（KN）汽车人群192.6721310.60421.27295.37185.686.85382.07395.37158.366.2343.09 8）根据内力组合值绘制内力包络图五、 横隔梁的内力计算 1.确定作用在中横隔梁的计算荷载： 2.绘制中横隔梁的内力影响线 1号梁的横向影响线竖标值为：11=0.6，15=-0.2； 2号梁的横向影响线竖标值为：21=0.4，25=0； 3号梁的横向影响线竖标值为：31=0.2，35=0.2； 1)绘制弯矩影像线 对于2号和3号主梁之间截面的弯矩M2-3影响线可计算如下： P=1作用在1号梁轴上时： P=1作用在5号梁轴上时： P=1作用在3号梁轴上时： 2）绘制剪力影响线 对于1号主梁处截面的影响线可计算如下： P=1作用在计算截面以右时： ，即； P=1作用在计算截面以左时： ，即。 。根据以上竖标值就可绘制横梁的弯矩影响线和剪力影响线 3.截面内力计算 弯矩的计算 汽车荷载： 人群荷载： 剪力的计算 汽车荷载： 人群荷载： 内力组合：弯矩：剪力：六、 钢筋的计算 1、计算数据梁体采用C50混凝土，轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值 。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值；箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为：跨中截面 1/4跨截面 支点截面 2、跨中截面的纵向受拉钢筋计算1）T形截面梁受压翼缘板的有效宽度 由图所示的T形截面受压翼缘板厚度的尺寸，可得翼板的平均厚度，则可得到 所以受压翼缘板的有效宽度2） 全截面几何特性的计算 全截面面积 全截面重心至梁顶的距离 跨中截面的全截面几何特性如下表：块号面积()(mm)(）（mm）（）（）分块示意图150517 单位：cm2432001204473650-834144001260-6935800001400-833合计3）预应力钢筋面积的估算 按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 对于A类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求可得到跨中截面所需的有效预加力为 设预应力钢筋截面重心距截面下缘为，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗弯矩为，所以有效预加力合力为 预应力钢筋的张拉控制应力为，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得到需要的预应力钢筋的面积为 采用3束415.24钢绞线，预应力钢筋的截面面积为，采用夹片式群锚，直径70波纹管成孔。 为了施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且N1、N2在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。 其他截面钢束位置及倾角计算 钢束弯起形状、弯起角及其弯起半径 采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直于锚垫板，N1、N2和N3弯起角均取；各钢束的弯起半径为：；。 钢束各控制点位置的确定 对于N1号钢束C=1000mm 导线点距锚固点的水平距离 弯起点至导线点的水平距离 弯起点至锚固点的水平距离 弯起点至跨中截面的水平距离 弯止点导线点的水平距离 故弯止点至跨中截面的水平距离为 对于N2号钢束C=600mm 导线点距锚固点的水平距离 弯起点至导线点的水平距离 弯起点至锚固点的水平距离 弯起点至跨中截面的水平距离 弯止点导线点的水平距离 故弯止点至跨中截面的水平距离为 对于N3号钢束C=300mm 导线点距锚固点的水平距离 弯起点至导线点的水平距离 弯起点至锚固点的水平距离 弯起点至跨中截面的水平距离 弯止点导线点的水平距离 故弯止点至跨中截面的水平距离为 各钢束的弯曲控制要素如下表钢束号升高值(mm)弯起角（°）弯起半径（mm）支点至锚固点的水平距离（mm）弯起点至锚固点的水平距离（mm）弯止点至锚固点的水平距离（mm）N190084000012532798846N2500830000181682411000N32008150002231000812096 4)非预应力钢筋截面积估算及布置 按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量： 在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定，设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到界面底边的距离为a=80mm，则有 判定T形截面类型： 故属于第一类T形截面 求受压区高度 解得 求受拉钢筋的面积 将各已知数值及代入式中，可得到 采用6根直径为25mm的HRB335钢筋，钢筋截面面积为，在梁底布置成一排，其间距为 及，故满足构造要求。 截面复核 受压区高度 为第一类T形截面梁 预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边距离为： 截面有效高度 截面抗弯承载能力 故截面满足要求 5）箍筋设计 同时根据公路桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1500mm范围内，箍筋的间距最大为100mm。 采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面面积为在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置 截面配筋率 距支座中性线为h/2处的计算剪力（）由剪力包络图按比例求得，为 箍筋的间距 若箍筋的间距计算值取及400mm，是满足规范要求的。但采用直径为8的双肢箍筋，箍筋配筋率 综合上述计算，在支座中心线向跨径长度方向1500mm范围内，设计箍筋的间距为100mm；尔后至跨中截面统一的箍筋间距为200mm。七、 截面变形计算 1、可变荷载引起的挠度 现将可变荷载作为均布荷载作用在主梁上，则主梁跨中挠度系数，荷载短期效应的可变荷载值为 由可变荷载引起的简支梁跨中截面的挠度为 考虑长期效应的可变荷载引起的挠度值为 满足要求 2、考虑长期效应的恒载引起的挠度 3、预拱度的设置 预拱度的设置应按全部恒载和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用，汽车荷载频遇值为其标准值得0.7倍，人群荷载频遇值为标准值。 预拱度为：专心-专注-专业