装配式钢筋混凝t梁桥设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流装配式钢筋混凝t梁桥设计.精品文档.目录1. 纵横断面设计22. 行车道板的计算32.1 恒载及其内力32.2 汽车荷载产生的内力32.3 作用效应组合42.4 行车道板配筋及验算43 荷载横向分布系数计算53.1 杠杆原理法53.2 G-M法63.3 荷载横向分布系数汇总134主梁内力计算134.1 恒载内力的计算134.2 活载内力的计算154.3 作用效应组合205. 钢筋配置及验算205.1 主筋配置及验算205.2 腹筋配置226 变形验算266.1 裂缝宽度验算266.2挠度验算276.3 预拱度验算297支座设计与计算307.1

2、 确定支座平面尺寸307.2 确定支座的厚度307.3 验算支座偏转情况317.4 验算支座的抗滑稳定性32参考文献34装配式钢筋混凝土T型梁桥设计1. 纵横断面设计1. 桥梁横断面尺寸：净-9+21.00m。横断面布置见图1（a）。2可变荷载：公路-级，人群荷载2.5kN/m2，人行道+栏杆=5kN/m2。3永久荷载：桥面铺装层容重=23kN/m3。其他部分=25kN/m3。4材料：主筋采用级钢，其他用级钢，混凝土标号C40。5桥梁纵断面尺寸：标准跨径 Lb=25m，计算跨径L=24.14m，桥梁全长L=24.96m。纵断面布置见图1（b）图1（a）桥梁横断面布置图1（b）桥梁横隔梁布置2.

3、 行车道板的计算2.1 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沥青混凝土面层g1：C40 混凝土垫层g2：T形梁翼板自重g3： 合计：2、每米宽板条的恒载内力为：弯矩：剪力：2.2 汽车荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰缝轴线上，P=140kN，汽车荷载后轮的着地长度为a1=0.2m，宽度为b1=0.6m。则得： 荷载对于悬臂根部的有效宽度：冲击系数：作用于每米宽板条上的弯矩为：2.3 作用效应组合弯矩组合：剪力组合：2.4 行车道板配筋及验算钢筋：HRB335，fy=280 N/mm2 ，混凝土C40，fc=18.4 N/mm2，ft=1.65 N/mm2， ,保护

4、层厚度a=3cm1、取1m长行车道板悬臂根部厚度 h=20cm，保护层厚度a=3cm，选用10解得： 验算： 满足要求2、由得 按间距15cm,每米板宽设置AS=5.230cm2 4.14cm23、截面验算满足要求。按构造配置箍筋，分布钢筋 1020。4、强度验算满足要求。3 荷载横向分布系数计算3.1 杠杆原理法首先绘制1到4号梁的荷载横向影响线，如图21号梁汽车荷载 人群荷载 2号梁汽车荷载 人群荷载 3号梁汽车荷载 人群荷载 4号梁汽车荷载 人群荷载 图2 杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm）3.2 G-M法 1、计算抗弯惯矩 （1）主梁抗弯惯矩翼板的换算平均高度：主梁截面重心：

5、主梁抗弯惯矩：主梁抗扭惯矩，按，查表计算对于翼板： 查表得 对于梁肋：，线性插入的 主梁的比拟单宽抗弯惯矩： （2）横隔梁抗弯惯矩 每片横隔梁到的尺寸，如图3图3 横隔梁尺寸图（单位 cm）确定翼板的有效作用宽度，横隔梁的长度取为两片边梁的轴线距离，即查表得时，得 求横隔梁截面重心位置：故横隔梁抗弯惯矩为：（3）主梁和横隔梁的抗扭惯矩：对于主梁梁肋：对于横隔梁梁肋：，查的 c=0.3102、计算参数和则 3、计算各主梁横向影响线坐标已知：，查表得影响系数和值，如表表1 影响系数K0和K1的值表系数梁位荷载位置校核*B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-BK100.960.971.

6、001.021.031.021.000.970.967.97B/41.041.041.071.051.020.980.950.870.847.92B/21.211.161.121.071.000.940.880.820.767.983B/41.391.301.191.070.960.880.800.720.697.96B1.641.401.231.060.930.850.750.670.608.01K000.860.930.991.061.131.060.990.930.867.95B/41.671.531.361.211.050.880.630.410.208.01B/22.472.121.

7、741.360.960.640.24-0.18-0.577.833B/43.322.712.101.520.930.41-0.18-0.60-1.118.00B4.153.402.441.650.820.17-0.57-1.12-1.757.99图4 粱位关系图因此：对于1号梁： 对于2号梁： 对于3号梁： 对于4号梁: 表2 计算表梁号算 式荷 载 位 置BBBB0-B-B-B-B11.4971.3431.2071.0660.9470.8670.7790.6990.6513.6763.0062.2461.5760.8830.307-0.347-0.823-1.385-2.179-1.663-

8、1.039-0.5100.0640.5601.1261.5222.036-0.307-0.234-0.146-0.0720.0090.0790.1580.2140.2863.3702.7722.1001.5040.8920.386-0.189-0.609-1.0980.4810.3960.3000.2150.1270.055-0.027-0.087-0.15721.2611.2001.1401.0700.9890.9230.8570.7910.7402.7132.2891.8431.4060.9510.5740.120-0.300-0.724-1.452-1.089-0.703-0.3360.

9、0370.3490.7371.0921.464-0.204-0.153-0.099-0.0470.0050.0490.1040.1540.2062.5092.1361.7441.3590.9570.6230.224-0.147-0.5180.3580.3050.2490.1940.1370.0890.032-0.021-0.07431.0641.0571.0771.0531.0170.9740.9400.8630.8291.7841.6141.4141.2311.0370.8460.5740.3260.090-0.720-0.557-0.337-0.179-0.0200.1290.3660.5

10、370.739-0.101-0.078-0.047-0.025-0.0030.0180.0510.0760.1041.6831.5361.3671.2061.0340.8640.6260.4010.1940.2400.2190.1950.1720.1480.1230.0890.0570.02840.9600.9701.0001.0201.0301.0201.0000.9700.9600.8600.9300.9901.0601.1301.0600.9900.9300.8600.1000.0400.010-0.040-0.100-0.0400.0100.0400.1000.0140.0060.00

11、1-0.006-0.014-0.0060.0010.0060.0140.8740.9360.9911.0541.1161.0540.9910.9360.8740.1250.1340.1420.1510.1590.1510.1420.1340.1254、计算各梁的荷载横向分布系数绘制各梁的横向影响线图1号梁汽车荷载 人群荷载 2号梁汽车荷载 人群荷载 3号梁汽车荷载 人群荷载 图5 铰接板法计算横向分布系数计算图示（尺寸单位 cm）4号梁汽车荷载 人群荷载 3.3 荷载横向分布系数汇总表3 荷载横向分布系数汇总表粱位1234杠杆原理法汽车荷载0.3350.5000.540.54人群荷载1.333

12、000G-M法汽车荷载0.4690.4230.4300.434人群荷载0.4680.3480.2700.2544主梁内力计算4.1 恒载内力的计算1、恒载集度主梁：横隔梁：对于边主梁：对于中主梁桥面铺装层栏杆和人行道作用于边主梁的全部恒载g为作用于中主梁的全部恒载g为2、恒载内力表4 边主梁（1；7号梁）恒载内力计算表计算数据=24.14m =582.74项 目X=0X=l/4X=l/2X=0X=l/4X=l/200.2500.50000.2500.500恒载01170.01555.9257.8128.90表5 中主梁（2；3；4；5；6号梁）恒载内力计算表计算数据=24.14m =582.7

13、4项 目X=0X=l/4X=l/2X=0X=l/4X=l/200.2500.50000.2500.500恒载01215.01615.6267.7133.904.2 活载内力的计算计算边主梁（1号梁）在汽车和人群荷载=2.5kN/作用下的跨中最大荷载和最大剪力及支点截面的最大剪力，各主梁横向分布系数汇总于表公路I级车道荷载标准值为均布荷载 qk=10.5kN/m计算弯矩时的集中荷载计算剪力时的集中荷载表6 各梁荷载和横向分布系数荷载类别1（7）2（6）3（5）4McM0McM0McM0McM0汽车荷载0.4690.3350.4230.5000.4300.5400.4340.540人群荷载0.46

14、81.3330.34800.27000.25401、计算车道荷载的跨中弯矩双车道不折减： =1.0 车道均布荷载作用下：=0.3 yk=24.144=6.035故得表7 各梁车道均布荷载作用下弯矩粱位1（7）2（6）3（5）4mc0.4690.4230.4300.434（kN*m）466.3420.6427.5431.5（kN*m）949.3856.2870.4878.5（kN*m）1415.61276.81297.91310.02、计算人群荷载的跨中弯矩纵向每延米人群荷载集度P0r=2.5kN*m表8 各梁人群荷载作用下弯矩粱位1（7）2（6）3（5）4mcr0.4680.3480.2700

15、.254（kN）85.263.449.246.33、计算跨中截面车道荷载最大剪力 鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中部分，故采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。表9 各梁跨中截面车道荷载下最大剪力粱位1（7）2（6）3（5）4mc0.4690.4230.4300.434（kN）19.317.417.717.8（kN）92.583.484.885.6（kN）111.8100.8102.5103.44、计算跨中截面人群荷载最大剪力表10各梁跨中截面人群荷载下最大剪力粱位1（7）2（6）3（5）4mcr0.4680.3480.2700.254（kN）3.52.62.01.95、计算支点截面汽车荷

16、载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力影响线横向分布系数变化区段的长度 a=0.524.14-4.851.5=4.795m影响线面积 =0.524.141=12.07m车道均布荷载作用（m=mc时）： =1.310.46910.512.07=77.3KN附加三角形荷载重心的影响线坐标为附加车道均布荷载剪力为图6 支点剪力计算图示故车道均布荷载作用下的支点剪力为 =77.3-4.1=73.2KN车道集中荷载作用下： =1.30.335307.91=134.1kN车道荷载作用下的支点剪力为 =73.2+134.1=207.3KN求其他梁的支点剪力表11 各梁支点截面汽车荷载下剪

17、力参数粱位1（7）2（6）3（5）4Mc0.4690.4230.430.434M00.3350.50.540.5477.269.770.871.5-4.12.33.43.273.172.074.274.7132.1197.3213.1169.2205.2269.3287.3243.96、计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载的横向分布系数如图6（b）所示。附加三角形荷载重心的影响线坐标为表12各梁支点截面人群荷载下剪力参数粱位1（7）2（6）3（5）4Mc0.4680.3480.2700.254M01.33300019.38.46.56.14.3 作用效应组合按极限状态设计的计算内： 基本组合如

18、下：表13 各梁内力基本组合参数粱1（7）2（6）3（5）4M恒1555.91615.61615.61615.6M车1415.61276.81297.91310.0M人85.263.449.246.3V恒257.8267.7267.7267.7V车205.2269.3287.3243.9V人19.38.46.56.13944.33797.23810.93824.6618.3707.7730.7669.55. 钢筋配置及验算5.1 主筋配置及验算1、配筋计算（1）按照规范，梁的保护层c取50mm，C40混凝土fc=18.4MPa，ft=1.65 MPa，=1，设受拉钢筋双排布置，ho=h-200

19、=1700mm，HRB335钢筋：fy=280MPa，（2）、判断T型截面类型属于第一类型T形截面。（3）、计算钢筋截面面积查表得 ：选用432+636的钢筋2、配筋验算（1）验算最小配筋率，满足要求（2）防止超筋的适用条件，满足要求3、布置纵向受力主筋按焊接钢筋骨架进行设置从下到上分别为：36、36、36、32、32。4、强度验算故强度满足要求。5.2 腹筋配置1.箍筋配置hw=ho=1700mm剪力设计值为 V=730.7所以截面满足要求。需进行计算箍筋配置。计算配箍：选d=10mm的双肢箍，Asv=78.5，将n=2代入上式得：s276.36mm选用s=200mm筋率：所以选箍筋满足要求

20、。所以箍筋布置如下：自支点一倍梁高范围内，间距为100mm；自跨径中心线向两端至2.31m处按构造配置，间距为400mm；其他梁端箍筋间距为200mm。2.弯筋配置(1)取离点h/2处的剪力设计值Vd，并将其分为两部分，其中不少于60%由砼和钢筋共同承担，不多于40%由弯起钢筋承担。支点剪力设计值：跨中剪力设计值：自支点到跨中的剪力递减坡度：离支点处剪力设计值：(2)构造配筋剪力设计值为：剪力设计值小于或等于280.50kN时可按构造配筋。构造配筋长度可用下式计算：可得出(3)设支点由砼和弯起钢筋承担的剪力设计值按70%取用，即：在支点由弯起钢筋承担的剪力设计值，按30%取用，即：(4)计算各

21、排弯起筋截面面积：第一排承担离支点中心h/2=950mm处的剪力设计值：钢筋面积： 纵筋弯起钢筋236的。第一排弯起钢筋距支座中心：第二排弯起钢筋面积：纵筋弯起钢筋的236 第二排弯起的钢筋距支座中心： 第三排弯起钢筋的面积：纵向弯起钢筋236的面积。第三排弯起钢筋距支座中心的距离：第四排弯起钢筋的面积：纵向弯起钢筋232面积第四排弯起的钢筋距支座中心的距离：第五排弯起钢筋的面积负值表示不需设弯起钢筋，但实际仍需加设212的钢筋第五排弯起钢筋距支座中心的距离3.斜截面抗剪承载力验算计算截面：取距支点h/2梁段面(1)在内力包络图上查找计算截面的内力：选假定斜截面水平投影长度c=950mm，可计

22、算斜截面距支点：h/2+950=1900mm在此截面，弯矩和剪力设计值为： 则： 规定与假设差距不大，可采用。为斜截面受压端的剪力设计值即距支点(h/2)+c=950+1071.00=2021.00mm处截面的剪力为：（2）验算截面尺寸：T形截面的受弯构件符合以下要求：(符合规定)（3）判断是否需要进行斜截面抗剪承载力验算:因为所以需要验算抗剪承载力。（4）进行斜截面抗剪承载力的验算：在斜截面内，纵向不弯起钢筋在距离支点一倍梁高范围内，采用100mm, ，则：按规定，HRB330钢筋的含箍率不应小于0.18%，而现在（符合规定）。则：所以，距支座h/2截面的斜截面抗剪承载力符合规定要求。6 变

23、形验算6.1 裂缝宽度验算由已知求得：作用短期作用组合：作用长期作用组合：作用短期效应钢筋应力作用长期效应组合：裂缝宽度满足规范要求。6.2挠度验算在荷载短期效应作用下，跨中截面挠度可按下式计算：其中全截面的抗弯刚度其中: 其中： ； 代入数据： mm4 =733.9在荷载短期效应作用下，跨中截面挠度为： 汽车荷载挠度人群荷载挠度长期挠度为：所以应设置预拱度。预拱度值按结构自重和0.5可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。因此，消除自重影响后的长期挠度为设计满足规范的挠度要求。6.3 预拱度验算由挠度计算可知，（计入自重时，考虑长期因素作用），则 故满足要求7支座设计与计算7.1 确定支座平

24、面尺寸初步选定板式橡胶支座的平面尺寸为cm，cm.首先，根据橡胶支座的压应力限值验算支座是否满足要求，支座压力标准值： kN 支座应力为：满足规范要求。7.2 确定支座的厚度支座的高度由橡胶层厚度和加劲钢板厚度两部分组成，应分别考虑计算。支座水平放置，且不考虑混凝土收缩与徐变的影响。温差36时引起的温度变形，由主梁两端均摊，则每一支座的水平位移为 m = 0.44 cm式中：构件计算长度，。因此，不计入制动力时，cm。 kN由于小于公路级汽车荷载制动力的最低限值165kN，故取kN计算。由于有7根T形梁，每根T形梁设2个支座，共有14个支座，且假设桥墩为刚性墩，各支座抗推刚度相同，因此制动力可

25、平均分配，则一个支座的制动力为 kN因此，计入制动力时，橡胶厚度的最小值为 cm式中： MPa此外，从保证受压的稳定考虑，矩形板式橡胶支座的橡胶厚度应满足：对于平面尺寸的板式橡胶支座，取cm单层加劲钢板厚度应按下式计算： = mm 2 mm故取mm。按板式橡胶支座的构造规定，加劲板的上、下保护层不应小于2.5mm，取3.5mm，中间橡胶层厚度有5mm、8mm、11mm三种，取11mm，故可以布置3层钢板。此时，橡胶厚度mm，与采用一致。加劲板总厚度mm，故支座高度mm。7.3 验算支座偏转情况支座的平均压缩变形为式中：橡胶体积模量（取2000MPa）； 支座抗压弹性模量，可按下式计算： MPa

26、将上述各值带入计算式，得 mm在恒载、车道荷载和人群荷载作用下，主梁挠曲在支座顶面引起的倾角，应按结构力学方法计算，则有恒载产生的转角 rad车道均布荷载产生的转角 rad车道集中荷载产生的转角 rad人群荷载产生的转角 rad因此，转角0.00221rad， mm=1.724mm，支座不会落空。此外，为了限制竖向压缩变形， ，验算通过。7.4 验算支座的抗滑稳定性 已知：，kN，则 kN不计汽车制动力时即 kN满足要求。计入汽车制动力时此处的为结构自重标准值和0.5倍汽车荷载标准值（计入冲击系数）引起的支座反力，即 kN汽车荷载引起的制动力标准值， kN满足要求。最后确定支座尺寸为200350280（mm）参考文献1中华人民共和国行业标准. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）. 北京：人民交通出版社，20042中华人民共和国行业标准. 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）. 北京：人民交通出版社，20043姚玲森. 桥梁工程. 北京：人民交通出版社，20084刘夏平. 桥梁工程. 北京：科学出版社，2005