2022年装配式钢筋砼简支T型梁桥设计方案跨径m.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目录.1 课题与设计资料 1.2 任务与要求 2.3 结构尺寸拟定 3.4 行车道板运算 44.1 恒载及其内力 4 4.2 车辆荷载产生的内力 4 4.3 荷载组合 5 4.4 配筋 5 5、承载力验算：6 .5 主梁内力运算 75.1 跨中荷载弯矩横向分布系数 按 GM 法） 7 5.2 内力运算 12 1恒载内力 12 2、活载内力运算 13 2）运算边主梁大路级荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩； 13 5.1 截面设计、配筋与验算；181） 截面设计 18 2） 截面复核 19 4）跨中截面的纵向受拉钢筋运算

2、20 5）腹筋设计 20 4）箍筋设计 21 5）弯起钢筋及斜筋设计 22 ；运算跨径： 支座中心距离 ；主梁全长： 主梁预制长度 ；桥面净空：净 9+2 1m 人行道；3、材料钢筋：主钢筋采纳HRB400,其它用钢筋采纳HRB335 混凝土： C40 4、缝宽度限值：类环境 5、设计依据答应裂缝宽度 0.02mm）；1）大路桥涵设计通用规范JTGD602004）2）大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6、参考资料JTGD622004）桥梁工程,姚玲森主编,人民交通出版社,北京；桥梁运算示例集 社,北京；混凝土简支梁 板）桥,易建国主编,人民交通出版结构设计原理,沈浦生主编；.2 任务与要

3、求1、结构尺寸拟定；2、主梁内力运算；3、主梁正截面、斜截面设计与复核,以及全梁承载才能校核；4、钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝运算；5、总说明书 包括文件装订）；.3 结构尺寸拟定名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1、主梁截面尺寸：依据大路桥涵设计通用规范JTGD60-2004）,梁的高跨比的经济范畴在 1/11到 1/16之间,此设计中标准跨径为 25m,拟定采纳的梁高为 1.60m,翼板宽 1.7m,腹板宽 0.18m；2、主梁间距和主梁片数：桥面净空：净9+21.0m 人行道,采纳

4、7 片 T 型主梁标准设计,主梁间距为1.70m；.4 行车道板运算运算如下列图的 T 梁翼板,荷载为大路一级,桥面铺装为 考虑）的沥青混凝土和 8cm 的 C40混凝土垫层；9cm运算行车道板安全名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用4.1 恒载及其内力1）每延 M 板上的恒载 g：沥青混凝土面层及 C40 混凝土垫层T 梁翼板自重合计：（2）每延 M 宽板条的恒载内力弯矩剪力4.2 车辆荷载产生的内力将车的后轮置于图中位置,后轴作用力为P=140kN,轮压分布宽度如下列图；对于车轮荷载中后

5、轮的着地长度为,宽度为,就有：荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：单个车轮：两个车轮：冲击系数作用于每 M 宽板条上的弯矩为：两个车轮：单个车轮：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用作用于每 M 宽板条上的剪力为：4.3 荷载组合恒+汽：基本组合：所以,行车道板的设计内力为：4.4 配筋I 类环境,取, C40 混凝土：HRB335 中：1、求混凝土相对受压区高度 x 悬臂根部高度 h=16cm,净爱护层厚度 2cm,取 14 钢筋 有效高度 h0=h-a-d/2=0.13 按故 x=0.015

6、6m 取为 0.016mb h0=0.56 0.133=0.074m 2、求钢筋面积 As 按10.5 4、尺寸验算：按D62）5.2.9 条抗剪上限值：按 Md=18.4满意要求.5 主梁内力运算主梁的荷载弯矩横向分布系数5.1 跨中荷载弯矩横向分布系数 按 GM 法）1）主梁的抗弯及抗扭惯矩求主梁截面的重心位置 下图单位： cm）平均板厚名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用T 形截面抗矩惯扭近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和,即：式中： 为矩形截面抗扭刚度系数； 为相应各矩形的宽度与厚度

7、；查表可知：故单位抗弯及抗扭惯矩：2）横隔梁抗弯及抗扭惯矩翼板有效宽度 运算运算抗弯参数和抗扭参数：式中： 桥宽的一半；运算跨径；按规定第 2.1.3 条,取 G=0.43E,就：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用用内插法求得各梁位处值 如下图）：1 号、5 号梁：2 号、4 号梁：3 号梁：列表运算各梁的横向分布影响坐标 值 5）绘制横向分布影响线 如下图）,求横向分布系数；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - -

8、个人资料整理 仅限学习使用1.按大路 -级和人群荷载标准值 汽车荷载：1 号梁2 号梁3 号梁设计,运算各梁的横向分布系数：人群荷载： 1 号梁 2号梁3 号梁2.梁端剪力横向分布系数运算 按杠杆法）汽车荷载： 如下图）名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 大路级 m1 汽=1/20.875=0.438 个人资料整理仅限学习使用 m2汽=1/2 1.000=0.500 m3汽=1/2 0.938+0.250）=0.594 人群荷载 m1 人=1.422 m2人=-0.422 m3人=0 人群荷载： 恒载：假定桥面构造

9、各部分重量平均安排给各土梁承担,运算如下；主梁：横隔梁：对于边主梁：对于中主梁：桥面铺装层：沥青混凝土： 0.02 1.6 23=0.74kN/m）混凝土垫层 取平均厚 9cm）： 0.09 1.6 24=3.46 作用于中主梁的恒载强度为：=8.86+1.18+4.2=14.24kN/m 2、恒载内力 运算边主梁弯矩和剪力,有：表*.* 边主梁恒载内力内力剪力 QkN）弯矩 M=52.9 15.515.5/4=307.4 X=l/2 0 13.65 15.5/415.515.5/2=409.9 表*.* 中主梁恒载内力内力剪力 QkN）弯矩 M=55.2 14.58 15.5/815.515

10、.5/4=320.7X=l/2 0 14.58 15.5/415.515.5/2=427.62、活载内力运算1）荷载横向分布系数汇总表*.* 荷载横向分布系数汇总表梁号荷载位置大路级人群荷载备注G-M 法运算 杠杆法运算G-M 法运算 杠杆法运算G-M 法运算 杠杆法运算跨中0.494 0.617 边主梁支点0.438 1.422 跨中0.465 0.410 中主梁 2 支点0.500 -0.422 跨中0.418 0.320 中主梁 3 支点0.594 0 2）运算边主梁大路级荷载的跨中弯矩和l/4 处弯矩；简支梁的基频：式中： 结构的运算跨径,=15.5m E混凝土弹性模量, E=3.0结

11、构跨中截面的惯矩,=0.0415结构跨中处单位长度质量 =G/g）,=13.65 9.81=1. 39将以上数值代入公式,可得：=6.187Hz 依据大路桥涵设计通用规范JTG D602004）,当 1.5Hzf 14Hz 时,就可得：=1,双车道不折减；名师归纳总结 大路级车道荷载的值和值按大路 I 级相应值=10.5kN/m,第 13 页,共 28 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - =1801+）=222kN；个人资料整理仅限学习使用跨中：=1/815.5 15.5=30 y=l/4=3.875 1/4 跨：=315.5 15.5/32=22.5

12、 y=l/16=0.97 故得：=1.306 10.494 10.5 30+2223.875） =758.23kN m =1.306 10.494 10.5 22.5+222 0.97） =291.35kN m 3）运算边主梁人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩；=0.617 30.75）30=41.65kN m =0.617 30.75）22.5=31.24kN m 4）运算中主梁 2 大路级荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩； =1.306 10.465 10.5 30+2223.875）=713.72kN m =1.306 10.465 10.5 22.5+222 0.97）=274.25

13、kN m 5）运算中主梁 2 人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩；=0.410 30.75）30=27.67kN m =0.410 30.75）22.5=20.75 kN m 6）运算中主梁 3 人群荷载的跨中弯矩和 l/4 处弯矩； =1.306 10.418 10.5 30+2223.875）=641.57kN m =1.306 10.418 10.5 22.5+222 0.97）=246.52kN m 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用7）运算中主梁 3 人群荷载的跨中弯矩和 l

14、/4 处弯矩；=0.32 30.75）30=21.6kN m =3230.75）22.5=16.2kN m 表*.* 弯矩组合表 单位： kNm）号梁力内恒人群汽车1.2 恒+1.4汽 +人）载1 409.9 41.65 758.23 1621.71 2 307.4 31.24 291.35 820.51 427.6 27.67 713.72 1551.07 3 320.7 20.75 274.25 797.84 427.6 21.6 641.57 1441.56 320.7 16.2 246.52 752.65 8）运算边主梁、中主梁2、中主梁 3 跨中截面车道活载的最大剪力鉴于跨中剪力 的

15、影响线的较大坐标位于跨中部分,故采纳全跨统一的荷载横向分布系数 来运算的影响线面积：=1/21/2 15.5 0.5=1.938 边主梁：=1.30610.494 10.51.938+1.2 222 0.5）=99.06kN中主梁 2：=1.30610.465 10.51.938+1.2 2220.5）=93.24kN中主梁 3：=1.30610.418 10.51.938+1.2 2220.5）=83.82kN9）运算边主梁、中主梁2、中主梁 3 跨中截面人群荷载最大剪力边主梁：=0.6173 0.75）1.938=2.69kN中主梁 2：=0.41030.75）1.938=1.78kN中主

16、梁 3：=0.32030.75）1.938=1.39kN10）运算边主梁、中主梁2、中主梁 3 支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图和支点剪力影响线；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用横向分布系数变化区域段长度： a=1/2 15.53.85=3.9m 对应于支点剪力影响线的荷载布置,如下列图：影响线的面积为：=1/2 15.5 1=7.75m 因此按以下式子运算：边主梁：=1.30610.49410.5 7.75+1.2 2221）+ =224.37kN+ 中主

17、梁 2：=1.30610.46510.5 7.75+1.2 2221）+ =211.2kN+中主梁 3：=1.30610.41810.5 7.75+1.2 2221）+=189.85kN+附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：,且因此,按以下式子运算：边主梁：=-20.86kN 中主梁 2：=13.03kN 中主梁 3：=65.54kN 故大路级荷载的支点剪力为：名师归纳总结 边主梁：=224.37-20.86=203.51kN第 16 页,共 28 页中主梁 2：=211.2+13.03=224.23kN中主梁 2：=189.85+65.54=255.39kN- - - - - - -精选学习

18、资料 - - - - - - - - - 11）运算边主梁、中主梁个人资料整理仅限学习使用: 2、中主梁 3 支点截面人群荷载的最大剪力为依据人群荷载的横向分布系数可得人群荷载的支点剪力为：边主梁： =0.617 30.75）0.916=13.99kN中主梁 2： =0.410 30.75）0.916=3.80kN中主梁 3： =0.32 30.75）0.916=4.29kN表*.* 剪力组合值 单位： kN）梁号内力恒载人群汽车1.2 恒+1.4/2=110mm 1、截面设计采纳焊接钢筋骨架,故可设；翼缘的有效宽度为：,就截面有效高度按运算跨度名师归纳总结 - - - - - - -第 17

19、 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用按翼缘厚度（1）判定 T 形截面类型所以是第一类截面；d=28mm 及附表中规定的30mm,钢筋间横向净距：故满意构造要求；2、截面复核已设计的受拉钢筋中的面积为,；由布置图可以求得,即；就实际有效高度（3）判定 T 形截面的类型由于,故为第一类 T 形截面；（4）求受压区高度 x,即名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用（5）正截面抗弯承载力,求得正截面抗弯承载力 为又, 故截面复核满意要求；3、

20、已知设计数据及要求梁体采纳 C30 混凝土,轴心抗压强度设计值,轴心抗拉强度设计值；主筋采纳 HRB335 钢筋,抗拉强度设计值.0；箍筋采纳R235 钢筋,直径 8mm,抗拉强度设计值；取简支梁掌握截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为 跨中截面l/4 跨截面支点截面要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计；4、跨中截面的纵向受拉钢筋运算由前面的运算可知：跨中截面主筋为,焊接骨架的钢筋层数为6 层,纵向钢筋面积,截面有效高度,抗弯承载力；5、腹筋设计 1）截面尺寸检查依据构造要求,梁最底层钢筋通过支座截面,支点截面有效高度为2）截面尺寸符合设计要求；检查是否需要依据运算配置箍筋跨中段截面：支点

21、截面：名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用故可在梁全跨范畴内按构造配置箍筋；（6）运算剪力图安排依据大路桥规规定,在支座中心线向跨径长度方向不小于 1 倍梁高 h=1100mm 范畴内,箍筋的间距最大为 100mm；距支座中心线为 h/2 处的运算剪力值 =464.05kN）由剪力包络图按比例求得,为其中应由混凝土和箍筋承担的剪力运算值至少为 0.6 =278.34kN；应由弯起钢筋 2.5,取=2.5,=990mm 支点截面=0.65,=1054 就平均值分别为P=2.5+0.65）/2=

22、1.57 箍筋间距 =187mm =990+1054）/2=1022mm 确定箍筋间距 的设计值尚应考虑大路交规的构造要求；如箍筋间距运算值去=180mm1/2h=550 及 400mm,是满意规范要求的；而且箍筋配筋率；综上可知,符合规范要求；在支座中心向跨径长度方向的 1100mm范畴内,设计箍筋间距 =100mm,尔后至跨中截面统一的箍筋间距取 =180mm；5）弯起钢筋及斜筋设计设采纳架立钢筋为,钢筋中心至梁受压翼板上边缘距离；弯起钢筋的弯起角度为,现弯起 N1N5 钢筋,运算如下：简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心的截面处；这时 为弯起钢筋的弯起角度为,就第一排弯筋 2

23、N5）的弯起点 1 距支座中心距离为939mm；弯筋与梁纵轴线交点 距支座中心距离为；对于其次排弯起钢筋,可得到：弯筋2N4）的弯起点 2 距支座中心距离为；安排给其次排弯起钢筋的运算剪力值,由比例可求出：,求得名师归纳总结 所需供应的弯起钢筋截面积16092 2816092 286282 206282 20面积弯筋与梁轴交点到支座中心的距4661405231331924405离依据运算剪力初步布置弯起钢筋和弯矩包络图如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用各排弯起钢筋弯起后,相应正截面

24、抗弯承载力 运算如下表表*.* 钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载才能梁区段截面纵有效高度T 形受压区高度抗弯承载力筋h0mm 截面类型xmm360.6 支座中心 -1 点1054 第一类17 1 点-2 点第一类1038 34 704.5 2 点-3 点1023 第一类51 1031.6 3 点-4 点1007 第一类68 1342.1 4 点到 5 点998 第一类76 1493.4 5 点-跨中990 第一类85 1640.3 将表中的正截面抗弯承载力在图上用各平行直线表示出来,它们与弯矩包络图的交点分别为 i、j、.、q,以各值可求得 i、j、.、q 到跨中截面距离x 值；现在以图中所示弯

25、起钢筋的弯起点初步位置来逐个检查是否满意规范要求；名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用第一排弯起钢筋 2N5）其充分利用点 “ m”的横坐标 x=5827mm,而 2N5 的弯起点 1 的横坐标,说明 1 点位于 m 点左边,且,其不需要点 n 的横坐标x=6834mm,而 2N5 钢筋与梁中轴线交点 1的横坐标 满意要求；其次排弯起钢筋 x=4673mm,且x=5827mm,而 2N4 钢筋与梁中轴线交点2的横坐标,其不需要点m 的横坐标满意要求；第三排弯起钢筋 2N3）其充分利用点 “

26、 k”的横坐标 x=3215mm,而 2N3 的弯起点 3 的横坐标,且,其不需要点 l 的横坐标x=4673mm,而 2N3 钢筋与梁中轴线交点 3的横坐标 满意要求；第四排弯起钢筋 2N2）其充分利用点 “ j ”的横坐标 x=2175mm,而 2N2 的弯起点 4 的横坐标,且,其不需要点 k 的横坐标x=3215mm,而 2N2 钢筋与梁中轴线交点 4的横坐标 满意要求；第五排弯起钢筋 2N1）其充分利用点 “ i ”的横坐标 x=0mm,而 2N1 的弯起点 5 的横坐标,且5的横坐标,其不需要点 i的横坐标 x=0mm,而 2N1 钢筋与梁中轴线交点满意要求；由上述检查结果可知图中

27、所示弯起钢筋弯起点初步位置满意要求；由包络图可以看出形成的抗击弯矩图远大于弯矩包络图,所以可以进一步调整钢筋 的弯起点位置,在满意规范的前提下,使抗击弯矩图接近弯矩包络图,在弯起钢筋间增名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用加直径为 16mm 的斜筋,下图为调整后的钢筋布置图；图*.* 梁弯起钢筋和斜筋设计布置图 6）斜截面抗剪承载力的复核；尺寸单位： cm）复核距支座中心处为 h/2 处斜截面抗剪承载力；6.2 选定斜截面的顶端位置距支座中心为 h/2 处截面的横坐标为；取斜截面投影长x=

28、7200-1054=6146mm；6.3 斜截面抗剪承载力的复核x1=7750-550=7200mm,正截面的有效高度,就可做出斜截面顶端的位置；其横坐标此处正截面上的剪力及相应的弯矩运算如下：m 及斜截此处正截面有效高度主筋为）,就实际广义的剪跨比面投影长度 c 分别为名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用斜截面内纵向受拉主筋有,相应的主筋配筋率 p 为箍筋配筋率与斜截面相交的弯起钢筋有2N5、2N4,斜筋有 2N7；按公式算出此斜截面抗剪承载力为；故斜截面抗剪承载才能符合要求；其余截面用

29、类似的方法验算,得下表：从表中可以看出,每个斜截面的抗剪承载力都符合要求；表表*.* 斜截面抗剪承载力运算斜截面Xi Cx VxMxh0mc p svVu1 7200 1054 0.31% 6146 419.98 601.55 1.038 1.4 0.859 0.65 430.19 2 6811 1038 5773 403.23 721.54 1.038 1.7 1.074 0.66 0.31% 489.88 3 5904 1023 4881 363.17 978.02 1.023 2.6 1.616 0.67 0.31% 489.82 4 5028 1007 4021 324.56 1184

30、.64 1.007 3.6 2.190 0.68 0.31% 489.75 5 4176 998 3178 286.70 1348.42 0.998 4.7 2.822 0.69 0.31% 370.34 6 3346 990 2356 249.79 1471.19 0.99 5.9 3.534 0.69 0.31% 287.39 .6 裂缝宽度验算依据规范所定,最大裂缝宽度为：取,对于荷载组合I,取名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取,取纵向受拉钢筋个人资料整理仅限学习使用的直径 d=32mm 含筋率 组合 I 时,取,把数据代入方程得：满意规范要求；其他梁数据如下：表略；.7 变形验算按规范变形可按以下公式运算,换算截面中性轴距 T 梁顶面的距离 x代入各数值后解方程得：算开裂截面的换算惯性矩活载挠度运算,汽车荷载不计冲击系数时：横载挠度运算名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用梁桥主梁跨中最大答应挠度：变形验算满意要求；预拱度设置总挠度所以预拱度值为预拱度沿梁长按二次抛物线设置；名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页,共 28 页