《装配式钢筋混凝土T型梁桥设计》.docx

桥梁工程课程设计姓名：尚磊班级：2011级土木19班学号：20110165西南交通大学希望学院土木系二O-四年三月装配式钢筋混凝土T型梁桥设计1.基本设计资料1.1跨度和桥面宽度标准跨径：20m（墩中心距）。计算跨径：19.2m0主梁全长：19.65m0桥面宽度（桥面净空）：净7m（行车道）+2XLOnI（人行道）。1.2技术标准设计荷载：公路一11级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6.5JW/疗计算，人群荷载为35kN/环境标准：I类环境。设计安全等级：二级。1.3主要材料混凝土：混凝土简支T形梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用003m沥青混凝土，下层为厚0.06s013m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m计，混凝土重度按25kN/mT十。钢材：采用R235钢筋1.4构造形式及截面尺寸（见图IT）IT桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如阁I-L所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m,宽L8m;桥上横坡为双向2%.坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。2.主梁的荷载横向分布系数计算2.1跨中荷栽横向分布系数如前所述，本例桥跨内设右五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l=9/19.65:0.458<C0.5,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横叫分布系数2.1.1计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和/,求主梁截面的重心位置x（见图1-21）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为（18O-18）×I3×-+MOxlSx-PIO,X=cm=（180-18）×13+140×182）抗弯惯性矩I为对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中"X单个矩形截面的宽度和高度:C-矩形截面抗扭刚度系数，由表3-2计算。m梁截面划分成单个矩形截面的个数。2-1主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm）万的计算过程及结果见表2-1。分块名称bJcmt,!cmtjbiCt翼缘板180130.070.33330.0013182腹板127180.140.30360.00224840.0035666即得/=3.567x10-3“2.1.2计算抗扭修止：系数对于本算例，主梁的问距相同，将主梁近似看成等截面，则得式中，G=0.4E;/=19.65m；，2,=5×0.0035666m4=0.0178332m4;zz,=3.6m；a，=1.8？；=°，°，"；a=一18w；Qs=一3.6"？；/，=0.08771607加。代入上式，计算得B=O.92522.1.3按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中,"=5,=2×(3.6+18)"=32.4病；表示单位荷载P=I作用于)号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。计算所得的列于表2-2内。表2-2/值计算表梁号公%久九10.57010.38510.20.01495-0.170120.38510.29250.20.10750.015030.20.20.20.20.22.1.4计算荷载横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图2-3）,然后求横向分布系数。根据最不利荷载位置分别进行布载，布载时，汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取3.5）W/,栏杆及人行道板每延米重取65kN/m,人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。2-3横向分布系数计算图式（单位：Cm）各梁的横向分布系数：汽车荷载：人群荷载：人行道板；2.2梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）端部剪力横向分布系数计算图式见图2-42-4端部横向分布系数计算图式（尺寸单位：Cm）汽车荷载：人群荷载：3.作用效应计算3.1永久作用效应3.1.1永久荷载：假定桥面构造各部分®力平均分配给各主梁承担则永久荷载计算结果见表3-1表3T钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积.备重度/%每延米重主梁J°I8110.46262511.5650横隔梁中梁<0,07253251.8132IU18边梁0.03626250.9066桥面铺装180亩沥青混凝土（厚3cm）0.05425L2420混凝土垫层（取平均厚度9,5cm）0.171254.27505.5170栏杆及人行道部分6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数均相同，？=0.4,则作"曲=0.46.5WV/m=2.6WV/m,各梁的永久而后在汇总结果见表3-2表3-2各梁的永久荷载值梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(5)11.5650.90662.45.51720.38862(4)11.565L81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.29523.1.2永久作用效应计算1）影响线面积计算见表3-3表3-3影响线面积计算表项目计算面积影响线面积f1/2W=Xx/=/2=48.26仇248/413/3尸=±'=工=36.19呻"21632X§一一一一1匕2Z4ZVK=°(叫=L；=gx19.2=2.456)VoWrJX/=；X19.2=9.8252）永久作用效应计算见表3-4表3-4永久作用效应计算表梁号MyJMinMGliN*m匕冲qWt>WoqWoaw.qWo<W1(5)20.388648.26983,953820.388636.19737.863420.38869.825200.31802(4)21.295248.261027.706421.295236.19770.675321.29529.825209.2253321.29528.261027.70642L295236.19770.675321.29529.825209.22533.2可变作用效应3.2.1汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数4及结构的基频f有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为其中，m-2kgm=1178.899m由于L5":/14":，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：3.2.2公路一II级均布荷载q、集中荷载尸,及其影响线面积计算（见表3-5）：公路一II级车到荷载按照公路I级车到而后在的0.75倍采用，均布荷载标准值/和集中荷载标准值P为计算弯矩时，P=理二生2X09.65-5）+180X0.75KNm=178.95KN/m505_计算剪力时，=177.6xl.2KN=214.7KN按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积,计算过程见表3-5.其中Vg的影响线面积取半跨布载方式为最不利，w,=L'=l19.65=2.4561228表3-5公路-H级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置QJkNmR/KNH7OM/2L/2处7.875177.648.26/1/4L/4处7.875177.636.19Vo支点处7.875213.129.825VipL/2处7.875213.122.456可变作用（人群）（每延米）i3.2.3可变作用弯矩效应计算（见表3-6S表3-8）弯矩计算公式如下其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数J=LO计算跨中和1/4处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁"值沿跨长方向相同。表3-6公路一II级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力1+，qj(kNM)WoPk圈匕M(kN21M1/20.51311.3107.87548.26177.64.913846.3444A/1/40.513136.193.684634.73242M1/20.456748.264.875753.3141/1/40.456736.193.684564.96263A/1/20.448.264.875659.7889M1/40.436.193.684494.8216表3-7人群荷载产生的弯矩梁号内力qJ(kNm)WoM(kN机)A/1/20,611248.2688.48951A/1/40.6112336.1966.3579A1/20.405748,2658.73722AfJ/40.40573.36.1944.057713M1/20.448.2657.9120Af1/40.438.1945.828永久作用设计及可变作用设计值的分项系数：永久荷载作用分项系数:九=12汽车荷载作用分项系数：/=1.4I人群荷载作用分项系数：基本组合公式为式中%一桥梁结构重要性系数，本例取Lo9一在作用效应组合中除汽车荷载效应(含冲击力、离心力)的其他可变作用效应的组合系数，人群荷载的组合系数取为0.8.表3-8弯矩基本组合计算表单位(kNm)梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩荷载基本组合1M1/2983.953888.4895846.34442489.5120M1/4737.863466.3579634.73241866.96252M|/21027.706458.73727533.31412370,1195Af1/4770.673344.05771564.96261777.43643A/1/21027.706457.9120659.78892238.0289M1/4770.673345.828494.82161681.71743.2.4可变作用的剪力效应计算：在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数袱沿桥跨方向变化的影响。通常按如下方法处理，先按跨中的"由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至1/4为直线变化来计算支