装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计一、设计资料1、桥面净宽：净-7（车行道）+2×1.0（人行道）+2×0.25（栏杆）。2、主梁跨径和全长标准跨径：Lb=25m（墩中心距离）。计算跨径：L=24.50m（支座中心距离）。预制长度：L’=24.95m（主梁预制长度）。3、设计荷载公路-II级，人群3.5kN/m2。4、材料材料规格内容钢筋HRB335（原Ⅱ级）主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋R235（原Ⅰ级）箍筋混凝土C25主梁C30防水桥面铺装5、结构尺寸横隔梁5根，肋宽15cm。桥梁纵向布置图（单位：cm）桥梁横断面图（单位：cm）1524952450609609609609180180180180100100700128T型梁尺寸图（单位：cm）6、计算方法极限状态法7、设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》（JTG–D60-2004）。(2)《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG–D60-2004）。二、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间铰接的板来计算(二)荷载及其效应1．每延米板上的恒载个g桥面铺装：mkNg/4.2240.11.01T梁翼缘板自重：mkNg/75.2250.111.02每延米跨宽板恒载合计：mkNggg/15.575.24.2212．永久荷载产生的效应弯矩：kNmglMsg65.1)22.08.1(15.52121220剪力：kNglQsg12.4)22.08.1(15.503．可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞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18014012081420轮荷载根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条后轮着地宽度2b及长度2a为：ma2.02mb6.02顺行车方向轮压分布宽度：mHaa4.01.022.0221垂直行车方向轮压分布宽度：mHbb8.01.026.0221荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：mlaa4.38.024.14.024.101单轮时：mlaa0.28.024.02'01根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.2条，局部加载冲击系数：3.11作用于每米宽板条上的弯矩为：mkNblaPMsp/06.16)48.08.0(4.342803.1)4(4)1(10单个车轮时：mkNblaPMsp/65.13)48.08.0(0.241403.1)4('4)1('10取最大值：mkNMsp/06.16作用于每米宽板条上的剪力为：kNaPQsp76.264.342803.14)1(4．基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条恒+汽：mkNMMspsg/46.24)06.16(4.1)65.1(2.14.12.1kNQQspsg41.4276.264.112.42.14.12.1故行车道板的设计作用效应为：mkNMsj/46.24kNQsj41.42(三)截面设计、配筋与强度验算1.界面设计与配筋悬臂板根部高度14hcm，净保护层2acm。若选用12钢筋，则有效高度0h为：00.0140.140.020.11322dhham根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条：00()2dcdxMfbxh324.4611.5101.0(0.113)2xx化简：20.2260.004250xx解得：0.0205xm验算：00.560.1130.06330.0205bhmxm根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条：sdscdfAfbx42211.51.00.02058.42108.42280sAmcm需要的间距为：100/(8.42/1.131)13.4scm，取13scm此时21001.1318.713sAcm即桥面板布置间距为13cm的12钢筋根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.9条，抗剪截面应符合：30,00.5110dcukVfbh30.5110251000113288.1542.41dkNVkN满足规范要求根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.10条30200.5010dtdVfbh30.50101.01.23100011369.542.41dkNVkN故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。板内分布钢筋用8，间距取25cm。2.承载能力验算由sdscdfAfbx可得：/()2800.00087/(11.51.0)0.0211sdscdxfAfbm03()20.021111.5101.00.0211(0.113)24.8624.46/2dcdAxMfbxhkNmMkNm承载能力满足要求三、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1．跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算，考虑主梁抗扭刚度修正)(1)主梁的抗弯惯矩I及抗扭惯矩TI平均板厚：01(814)112hcm主梁截面的重心距顶缘距离xa：cmax1.452014011)20180(21402014021111)20180(424232310087070.99087070)1.452140(1402014020121)2111.45(1116011160121mcmIT形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和：顶板：4.1611.0/8.1/11tb，查表得333.01a腹板：45.62.0/)11.04.1(/22tb，查表得301.02a3331090.32.029.1301.011.08.1333.0TI(2)抗扭修正系数根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》3.1.6条，EG4.0maa6.351maa8.142ma034.32)8.16.3(222512iia883.010087070.94.32121090.355.244.011121123222iiTiIaEIGl(3)各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线553.04.326.36.3883.05111377.04.328.16.3883.051122.04.3206.3883.05113023.04.328.16.3883.05114153.04.326.36.3883.05115具体见下图-0.1530.0230.20.3770.5535号4号3号2号1号1号主梁横向影响线同理可求得2号主梁和3号主梁的影响线，由于结构对称，4号主梁的影响线与2号主梁影响线对称，5号主梁的影响线与1号主梁影响线对称.1号2号3号4号5号0.3770.2880.20.1120.0232号主梁横向影响线5号4号3号2号1号0.20.20.20.20.23号主梁横向影响线对1、2、3号主梁进行最不利加载以求得横向分布系数，加载的位置见下图0.0150.1910.3180.4941号2号3号4号5号0.3770.20.023-0.1530.553人群人行道板及栏杆人行道板及栏杆人群0.592-0.190.641-0.2391号主梁最不利加载0.1050.1940.2580.3470.0230.1120.20.2880.3775号4号3号2号1号人行道板及栏杆人群人群人行道板及栏杆0.3970.4220.001-0.022号主梁最不利加载3号两的横向影响线为直线，可直接计算对于公路II级1号主梁的横向分布系数：11(0.4940.3160.1910.015)0.5082q2号主梁的横向分布系数：21(0.3470.2580.1940.105)0.4522q3号主梁的横向分布系数：310.240.42q对于人群1号主梁的横向分布系数：10.592r2号主梁的横向分布系数：20.397r3号主梁的横向分布系数：320.20.4r对于人行道板和栏杆1号主梁的横向分布系数：10.6410.2390.402b2号主梁的横向分布系数：20.4220.020.402b3号主梁的横向分布系数：30.20.20.4b2．梁端剪力横向分布系数(根据杠杆法计算)0.6671号2号3号4号5号1.00人群人群1.2221号主梁加载1号2号3号4号5号人群人群1.00-0.2222号主梁加载1号2号3号4号5号人群人群1.000.2783号主梁加载对于公路II级1号主梁的横向分布系数：11'0.6670.3342q2号主梁的横向分布系数：21'1.000.52q3号主梁的横向分布系数：31'(1.00.278)0.6392q对于人群1号主梁的横向分布系数：1'1.222r2号主梁的横向分布系数：2'0.222r3号主梁的横向分布系数：3'0r(二)作用效应计算1．永久作用效应(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担主梁：[(1.80.2)0.111.40.2]2511.4/kNm横隔板：中梁：0.5(1.061.12)0.820.1525524.51.33/kNm边梁：0.5(1.061.12)0.80.1525524.50.67/kNm桥面铺装：0.11.8244.32/kNm人行道板及栏杆按照5.5kN/m来计算，根据横向分布系数分摊至各主梁的荷载为：1号主梁：0.4025.52.21/kNm2号主梁：0.4025.52.21/kNm3号主梁：0.45.52.2/kNm各梁的永久荷载为：1号主梁：11.40.674.322.2118.6/kNm2号主梁：11.41.334.322.2119.26/kNm3号主梁：11.41.334.322.219.25/kNm(2)永久作用效应计算1号主梁跨中弯矩：21/2118.624.51395.68MkNm支点剪力：0118.624.5227.92QkN2号主梁跨中弯矩：21/2119.2624.51445.18MkNm支点剪力：0119.2624.5235.92QkN3号主梁跨中弯矩：21/2119.2524.51444.48MkNm支点剪力：0119.2524.5235.82QkN2．可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数取冲击系数0.3(2)可变作用产生的弯矩a．公路II级根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条规定，公路II级车道荷载按照公路I级车道荷载的0.75倍采用，即均布荷载7.875/kqkNm，195kPkN各主梁的跨中弯矩：1号主梁：21/2110.508(10.3)(7.87524.519524.5)1179.084MkNm2号主梁：21/2110.452(10.3)(7.87524.519524.5)1049.084MkNm3号主梁：21/2110.4(10.3)(7.87524.519524.5)928.384MkNmb．人群荷载人群荷载：3.51.03.5/rpkNm各主梁的跨中弯矩：1号主梁：21/210.5923.524.5155.58MkNm2号主梁：21/210.3973.524.5104.38MkNm3号主梁：21/210.43.524.5105.08MkNm